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正文內(nèi)容

自動吸塵清潔黑板擦設(shè)計_畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)

2024-10-01 09:00 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 間的距離相一致; ( 2) 活動支架輪上下之間的距離與上下邊框軌道之間的距離要求配合好,防止過松及過緊; ( 3) 右邊框表面與黑板面在同一面上,清潔空間的寬度與右邊黑板擦到滑輪支架右框之間的距離相一致,以使右黑板擦能進入清潔空間里; ( 4) 安裝時邊框之間的連接部位,以及與墻面連接處,要進行防漏處理,以防污水流出; ( 5) 活動黑板與滑輪支架,從左向右移動時,活動黑板擦 左邊與滑輪支架左邊在不碰撞的情況下,距離應(yīng)盡量的小,同時,從右向左移動時,滑動黑板右邊框與滑輪支架的右邊框在不碰撞的情況下距離應(yīng)盡量的??; ( 6) 滑輪支架及活動黑板擦在移動的過程中,滑動支架,活動黑板擦非海 7 綿部分不得與黑板接觸、摩擦,只能是黑板擦上的海綿與黑板接觸摩擦,以防黑板劃傷; ( 7) 活動黑板擦海綿的大小比所裝位置的空間要大,這樣是 為了讓 海綿緊固 在上面,并且 一部分海綿 能 留在外 面 。 自清潔黑板 自動清潔黑板擦選用電動機來驅(qū)動 。電機軸與曲柄滑塊中的曲柄相連,而曲柄滑塊中的滑塊一端與菱形架的三角頂 端相連,然后 菱形架 機構(gòu)的 另一端與黑板擦相連。黑板擦固定在黑板上下的兩滑道上面,可以進行左右滑動,利用菱形架的 伸縮性來實現(xiàn)黑板擦在黑板面的左右移動,清除黑板面擦拭的死角 。 當擦完黑板,黑板擦是停留在 最左邊的,當需要擦拭時,再讓它做進給運動 。黑板擦的周圍是密封圈,同時還 在黑板正面 裝有吸塵 的扇葉。 在黑板擦的右 下 邊有一個總的出口,用來把粉塵吸到積塵盒里面,當積塵盒滿了再把它打開倒掉里面的粉塵。 自動清潔黑板擦方案的選擇 所屬技術(shù)領(lǐng)域 本 黑板擦 是 一種新型設(shè)計 的 實用 裝置 ,尤其是能在擦完黑板后防止粉塵四處 飛揚。 背景技術(shù) 國內(nèi)外普遍采用手工擦黑板的方法,由于人工擦黑板的技術(shù)有限,擦完的黑板也達不到預期的效果,而且每次擦完黑板教室里都粉塵到處飛揚,也就是說,手工擦黑板擦一次就污染教師環(huán)境一次,而且勞動強度比較大,這樣落后的擦黑板方法和手段難以滿足我國的教育事業(yè)發(fā)展的需要。 發(fā)明內(nèi)容 為了克服現(xiàn)有傳統(tǒng)手工擦黑板方法擦黑板的質(zhì)量和勞動強度大的不足,本實用新型提供一種自動清潔黑板擦,該設(shè)備不僅能擦干凈黑板,防止粉塵飛揚,而且大大減輕使用者的勞動強度,提高效率。 8 本實用新型設(shè)備解決其技術(shù)問題所采用 的技術(shù)方案是:自動清潔黑板擦選用電動機來驅(qū)動。電機軸與曲柄滑塊中的曲柄相連,而曲柄滑塊中的滑塊一端與菱形架的三角頂端相連,然后菱形架機構(gòu)的另一端與黑板擦相連。黑板擦固定在黑板上下的兩滑道上面,可以進行左右滑動,利用菱形架的伸縮性來實現(xiàn)黑板擦在黑板面的左右移動,清除黑板面擦拭的死角。當擦完黑板,黑板擦是停留在最左邊的,當需要擦拭時,再讓它做進給運動。黑板擦的周圍是密封圈,同時還在黑板正面裝有吸塵的扇葉,在黑板擦的右下邊有一個總的出口,用來把粉塵吸到積塵盒里面,當積塵盒滿了再把它打開倒掉里面的粉塵。 本實用新型 的有益效果是,在擦黑板的過程中完成清潔和和防塵的作用,擦干凈黑板的同時,減輕使用者的勞動強度,提高效率,整機結(jié)構(gòu)簡單。 下面結(jié)合原理圖 22 對本實用新型進一步說明。在黑板一端固定一個電機,通過曲柄搖桿機構(gòu)連接到菱形架一端,電機帶動菱形架伸縮,進而實現(xiàn)黑板擦在豎直面上的往復擦拭。 圖 22 最終方案原理圖 小黑板擦的方案確定 簡圖 根據(jù)上述計算所得,決定選用 12V 500 轉(zhuǎn)直流減速,同時配用加厚磁鐵行星減速箱電機和直徑為 ,其實物圖見圖 23,圖 24。 小黑板 擦的結(jié)構(gòu)及工作情況簡介 小黑板擦的結(jié)構(gòu)是大黑板擦的其中一個,使毛刷和小電動機的軸連在一起, 9 當電機轉(zhuǎn)動時,毛刷跟著轉(zhuǎn)動,從而與黑板面接觸進行擦除黑板字跡的功能,小黑板擦的周圍也是帶密封裝置的,它也可以防止在擦黑板時粉筆灰四處飛揚。 圖 23 減速電機實物圖 圖 24 毛刷實物圖 10 3 自動吸塵清潔黑板擦的設(shè)計計算 電機的選擇 經(jīng)試驗作 用在黑 板面上 的應(yīng)力 ?? ,則它 所需要 的壓力NAF ????? ? ,所需電動機的輸出功率為 kwPw ? ,則電動機所需功率為 kwPP wd ??? ?,查機械設(shè)計常用元器件手冊 695 頁表41,選用 Y8024 電動機,功率 kwP ? ,轉(zhuǎn)速 min1390 rn ? 。 機構(gòu)的設(shè)計 材料的選擇 本 黑板擦所需 的機架桿件是由長 和 寬分別為 20mm5 mm 鋁材方形 鋁條 加工而成,理論質(zhì)量為 ,其密度小,重量輕,密度僅為 ,除擁有良好的塑性及加工性能外,還擁有良好的力學性能 、 可回收性 、 以及較高的耐磨性,能承受機構(gòu)變形時所產(chǎn)生的壓力。 菱形架幾何尺寸及自由度設(shè)計計算 主要組成部分是由八根長 為 320mm 的鋁條和兩根長為 170mm 的鋁條組裝而成,如圖 31,根據(jù)自由度的計算公式: HL PPnF ??? 231 ( 31) 其自由度計算為: 138390)316(21331 ?????????F 圖 31 菱形架機構(gòu)機構(gòu)示意圖 11 曲柄滑塊幾何尺寸及 自由度 設(shè)計 計算 曲柄滑塊機構(gòu)的設(shè)計是根據(jù)已知條件來確定機構(gòu)各構(gòu)件的尺寸,其可以歸納為兩種基本類型。 實現(xiàn)給定的運動規(guī)律 ,實現(xiàn)給定的運動軌跡。 根據(jù)曲柄滑塊機構(gòu)的這兩種基本特性,再聯(lián)系所需要的運動機構(gòu)的運動軌跡,利用曲柄滑塊機構(gòu)的運動確定性,帶動菱形架的一個點為動點對菱形架的伸縮進行控制,從而實現(xiàn)黑板擦隨菱形架的伸縮帶動黑板擦對黑板面的字跡進行擦拭。 設(shè)計的該曲柄滑塊機構(gòu)由曲柄 70mm 和連桿 200mm 兩根材料相同的鋁條和一個滑塊,加以用活動鉸鏈構(gòu)成。 從而連接成一個曲柄滑塊機構(gòu),如圖 32。根據(jù)自由度的計算公式: HL PPnF ??? 231 ( 32) 其自由度計算為: 189042331 ????????F 圖 32 曲柄滑塊機構(gòu)示意圖 曲柄滑塊的運動分析與力學計算 圖 33 曲柄滑塊機構(gòu)運動示意圖 12 ( 1)對心曲柄滑塊機構(gòu)運動分析 由圖 33,可得任意時刻滑塊運行距: )c o s1()c o s1(c o sc o s ???? ???????? LRLRLRS 且 ?? s ins in RL ? 所以 ???? s ins ins in ?? LR )( ??LR 所以 ???? 222 s in1s in1c o s ???? ?? 22 s in211 ?? 且 )2c os1(21s in 2 ?? ?? 所以 )2c o s1(411c o s 2 ??? ??? 所以有滑塊運行距離: ?????? ?????????? ????????)2c o s1(41)c o s1()2c o s1(41)c o s1()2c o s1(41)c o s1( 2??????????RRLRLRS 滑塊速度 V為: ?????? ???????? ???????? ??????t2s i n21ts i n2s i n21s i n2s i n241s i n?????????????LRRRRdtdddSdtdSV 滑塊加速度為: 13 )tc ost( c os)2c os( c os 22 ????????? LRRRdtdddVdtdVa ??????? 經(jīng)實驗求滑塊的最大行程,則取 α=180,已知 R=6cm, L=12cm,代入數(shù)據(jù)得 Smax=12cm 通過求解以上優(yōu)化問題即可得到 αmin =30m/s178。 則產(chǎn)生的最小力為 F=mαmin =1x30=30N 而黑板擦所需拉力 Ft=25N 所以 FFt 滿足所需條件 ( 2)曲軸扭矩理論計算 對曲柄滑塊機構(gòu)做受力分析,在任一時刻滑塊、壓桿受力 情況如圖 34 所示。 圖 34 滑塊、壓桿受力圖 對滑塊做力平衡分析有: ?cosPPAB ? 曲柄處轉(zhuǎn)矩為 1 1 m P M AB ? ? 其中力臂 ? ??? ?? s in1 Rm 14 又 )2s i n2( s i nc o ss i ns i n1s i ns i nc o sc o ss i n)s i n ( 22??????????????????????? ( 3)曲柄滑塊動力學特性 圖 35 為曲柄滑塊機構(gòu)的受力分析示意圖。 圖 35 曲柄滑塊機構(gòu)受力分析示意圖 從曲柄 r 傳到連桿 l 上的力 pc 與滑塊發(fā)出的壓力 p 之間,存在如下關(guān)系: ppc ??cos ( 33) 曲柄頸 A 處,沿半徑方向的力 pr和 pc的關(guān)系: pr=pc )cos( ??? ( 34) 將上兩式聯(lián) 立,可得到: pr= ??? c os/)c os ( ?p ( 35) 曲柄頸沿 r 方向承受與 pr力大小相等的壓力。曲柄頸沿圓周方向所受切線力 pT與半徑 r 的乘積,就是轉(zhuǎn)矩 T。 T=pTr ( 36) 根據(jù)圖 35 可知: )s in( ?? ?? ppcT ( 37) 將( 33)、( 36)式代入( 3
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