本發(fā)明涉及一種機(jī)械式防塵黑板擦，適用于各種采用粉筆書寫的場所。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)已經(jīng)越來越多的走進(jìn)了我們的教學(xué)課堂，并且有逐步取代傳統(tǒng)板書教學(xué)方式的趨勢。盡管如此，對于很多課程而言，多媒體方式教學(xué)效果并不明顯，如數(shù)學(xué)、英語等。因此，傳統(tǒng)的板書教學(xué)不可能被完全取代。然而，傳統(tǒng)板書教學(xué)過程中產(chǎn)生的粉塵嚴(yán)重危害著學(xué)生以及老師的身體健康，盡管有了無塵粉筆的存在，但在其擦拭過程中飄飛的粉塵依然十分嚴(yán)重，成為了威脅學(xué)生及老師健康的一大殺手。

目前，國內(nèi)外關(guān)于黑板擦的研究主要有以下幾個方向：

（1）純風(fēng)扇黑板擦。在黑板擦上設(shè)計個小風(fēng)扇。用力擦黑板時，依靠電機(jī)的動力源帶動小風(fēng)扇排風(fēng)將擦拭下的粉塵吹走。該風(fēng)扇用個罩子遮住，三面不通風(fēng)，這樣產(chǎn)生的風(fēng)就可以只吹向一個方向。該設(shè)計在使用當(dāng)中依然沒有解決粉塵污染的問題，雖然所有的粉塵被吹向同一個方向，粉塵最終還會在教室里飄散。

（2）自動吸塵粉筆擦。利用磁力等原理，對整個黑板進(jìn)行改裝，在黑板后面加工磁吸附裝置。這種自動黑板擦能夠自動地將黑板上的字擦掉，并且能吸收掉擦拭過程中產(chǎn)生的粉塵。其基本原理為：將一特制長條黑板擦固定在兩根特制自動傘桿的頂端。再特制一種閘，用以控制傘桿上的按鈕。擦拭黑板時，將帶輪木板上的夾子向上拉起壓在長條黑板擦上，這樣可使黑板擦對黑板有一定的正壓力。黑板擦工作時，海綿墊（課前已弄濕并將水壓擠出去）將隨著夾子在黑板擦的帶動下在黑板上來回移動而將黑板上的字擦掉，同時借助水的濕度將擦拭的粉塵吸收掉。這種設(shè)計的自動黑板擦在實(shí)施起來會遇到諸多問題而導(dǎo)致使用的不便利。首先，其靈活性不高。在教學(xué)過程中，如何需要保存一部分內(nèi)容而只擦拭掉另一部分內(nèi)容時無法實(shí)現(xiàn)。其工作原理導(dǎo)致其作用范圍是全部的黑板，而不是擦拭任意想要擦拭掉的部分；其次，水后變濕吸附粉塵的同時也導(dǎo)致黑板變濕，同樣會影響教學(xué)效率和效果；此外，該黑板擦結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高且不易維護(hù)。

（3）雨刷式黑板擦。一種能夠自動擦黑板的黑板擦，其技術(shù)特征是將一特制長條黑板擦固定在兩根特制的自動傘桿的頂端；在長條黑板擦的左側(cè)面上固定一塊長條（S極）磁鐵，還有一塊與之完全相同的磁鐵固定在黑板左側(cè)墻壁上。其工作原理為：特制長條黑板擦依靠自動傘桿上的彈簧彈力和磁鐵產(chǎn)生的排斥力作用來實(shí)現(xiàn)其在黑板上來回運(yùn)動，從而將黑板上的字跡擦拭掉。實(shí)施起來難度大。首先，要在黑板上做較大改動，不僅增加額外成本，而且可行性不高。其次，這種方法的構(gòu)思建造復(fù)雜，且過于花哨，容易影響學(xué)生的注意力，降低教學(xué)效果。

（4）全自動黑板擦。使用遙控器控制擦拭方向的黑板擦。其工作原理為：用四個電機(jī)驅(qū)動，其中兩個電機(jī)裝在一個與黑板同樣大的框架上，并且通過減速器使一條模梁作上、下移動，另外兩個電機(jī)使一排軟毯做圓周運(yùn)動，從而達(dá)到擦拭黑板上字跡的效果。所以，當(dāng)需要擦黑板時，就無需人工使用黑板擦，而是通過控制開關(guān)，使用它移動到需要的地方開始擦拭粉筆字跡。該設(shè)計同樣給使用者帶來諸多不便之處。首先，在擦拭過程中，通過控制開關(guān)來定位需擦拭部位時需要浪費(fèi)很大一部分的時間，嚴(yán)重影響教學(xué)效率；其次，四臺電機(jī)的耗電量很大，浪費(fèi)能源；此外，電機(jī)噪音大，影響教學(xué)效果，且其構(gòu)造復(fù)雜，安裝及維護(hù)成本高，不利于廣泛使用。

鑒于現(xiàn)有黑板擦存在設(shè)計方面的各種不足，本發(fā)明在傳統(tǒng)黑板擦的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，通過兩對錐齒輪的配合來實(shí)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)換，同時配合兩對超越離合器來保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)的定向穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，通過不同大小的齒輪相互配合，最大限度的增加了傳動比，保證了風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到除塵的目的。而板刷兩側(cè)的擋板設(shè)計，則進(jìn)一步限制了使用過程中的揚(yáng)塵問題，使黑板擦的防塵作用最大化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，防塵效果更好的機(jī)械式防塵黑板擦。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：一種機(jī)械式防塵黑板擦，包括板刷 和黑板擦外殼，所述板刷上遍布縫隙，所述黑板擦外殼內(nèi)設(shè)有隔板，所述板刷的兩端分別設(shè)有第一大圓輪和第二大圓輪，所述第一大圓輪和所述第二大圓輪均固定在黑板擦外殼上；所述第一大圓輪和所述第二大圓輪的輪緣凸出所述板刷外側(cè)，所述第一大圓輪和所述第二大圓輪上分別對應(yīng)安裝有帶棘爪的第一小圓輪和帶棘爪的第二小圓輪，所述第一小圓輪和所述第二小圓輪固定在隔板上，所述第一小圓輪與所述第一大圓輪的嚙合方向與所述第二小圓輪與所述第二大圓輪的嚙合方向相反；所述第一小圓輪同軸固定連接有第一錐齒輪，所述第二小圓輪同軸固定連接有第二錐齒輪，所述第一錐齒輪與第三錐齒輪嚙合，所述第二錐齒輪與第四錐齒輪嚙合，所述第三錐齒輪同軸固定連接有第一柱齒輪，所述第四錐齒輪同軸固定連接有第二柱齒輪，所述第一柱齒輪與第三柱齒輪嚙合，所述第二柱齒輪與第四柱齒輪嚙合；所述第三柱齒輪同軸固定連接有第五柱齒輪，所述第四柱齒輪同軸固定連接有第六柱齒輪，所述第五柱齒輪與所述第六柱齒輪同時與第一中間輪嚙合，所述第一中間輪同軸連接有第二中間輪，所述第二中間輪兩端同時與第七柱齒輪和第八柱齒輪嚙合，所述第七柱齒輪上同軸連接有第一風(fēng)扇，所述第八柱齒輪上同軸連接有第二風(fēng)扇；所述第一風(fēng)扇和所述第二風(fēng)扇位于隔板下端正對所述板刷上的縫隙。

上述方案中，所述板刷的兩端均開設(shè)有第一方形通孔和第二方形通孔，所述第一大圓輪的輪緣位于所述第一方形通孔內(nèi)，所述第二大圓輪的輪緣位于所述第二方形通孔內(nèi)。

上述方案中，所述板刷的另外兩個面上均設(shè)有屋檐狀擋板。

上述方案中，所述黑板擦外殼的兩側(cè)留有圓形透氣孔。

上述方案中，所述黑板擦外殼內(nèi)側(cè)附著海綿。

上述方案中，所述第一柱齒輪與所述第三柱齒輪的中心線連線與水平線的夾角為21°；所述第二柱齒輪與所述第四柱齒輪的齒輪軸中心線連線與水平線之間夾角為21°。

本發(fā)明的有益效果：（1）完全使用黑板擦使用過程中與黑板間的摩擦力作為動力源，無需通電或更換電池，使用成本更低。（2）黑板擦內(nèi)部結(jié)構(gòu)成中心對稱而非軸對稱，保證了空間利用率，結(jié)構(gòu)更加緊湊，傳動比更高。（3）多級加速，最大限度保證風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，保證吸力大小。（4）超越離合器的使用，保證其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的定向轉(zhuǎn)動，保證了實(shí)用效果。（5）板刷兩側(cè)的擋板設(shè)計，改善了使用過程中的揚(yáng)塵現(xiàn)象，進(jìn)一步優(yōu)化了黑板擦除塵效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置的三維立體圖。

圖2為本發(fā)明裝置內(nèi)部傳動系統(tǒng)原理圖。

圖3為本發(fā)明裝置內(nèi)部傳動系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)圖。

圖4為本發(fā)明裝置的第一大圓輪與第一小圓輪之間嚙合結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明裝置的隔板、第一錐齒輪、第二錐齒輪及第一小圓輪、第二小圓輪之間位置結(jié)構(gòu)圖。

圖6為本發(fā)明裝置的俯視圖。

圖中：1.板刷；1-1.縫隙；1-2.第一方形通孔；1-3.第二方形通孔；1-4.屋檐狀擋板；2.黑板擦外殼；3.隔板；4-1.第一大圓輪；4-2.第二大圓輪；5-1.第一小圓輪；5-2.第二小圓輪；6-1.第一錐齒輪；6-2.第二錐齒輪；6-3. 第三錐齒輪；6-4.第四錐齒輪；7-1.第一柱齒輪；7-2.第二柱齒輪；8-1.第三柱齒輪；8-2.第四柱齒輪；9-1.第五柱齒輪；9-2.第六柱齒輪；10-1.第一中間輪；10-2.第二中間輪；11-1.第七柱齒輪；11-2.第八柱齒輪；12-1.第一風(fēng)扇；12-2.第二風(fēng)扇。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行更詳細(xì)的說明。

如圖1至圖5所示，本發(fā)明的機(jī)械式防塵黑板擦，包括板刷1 和黑板擦外殼2，所述板刷1上遍布縫隙1-1，所述黑板擦外殼2內(nèi)設(shè)有隔板3，所述板刷1的兩端均開設(shè)有第一方形通孔1-2和第二方形通孔1-3，所述第一大圓輪4-1的輪緣位于所述第一方形通孔1-2內(nèi)，所述第二大圓輪4-2的輪緣位于所述第二方形通孔1-3內(nèi)。所述第一大圓輪4-1和所述第二大圓輪4-2均固定在黑板擦外殼2上；所述第一大圓輪4-1和所述第二大圓輪4-2的輪緣凸出所述板刷1外側(cè)，所述第一大圓輪4-1和所述第二大圓輪4-2上分別對應(yīng)安裝有帶棘爪的第一小圓輪5-1和帶棘爪的第二小圓輪5-2，所述第一小圓輪5-1和所述第二小圓輪5-2固定在隔板3上，所述第一小圓輪5-1同軸固定連接有第一錐齒輪6-1，所述第二小圓輪5-2同軸固定連接有第二錐齒輪6-2，所述第一錐齒輪6-1與第三錐齒輪6-3嚙合，所述第二錐齒輪6-2與第四錐齒輪6-4嚙合，所述第三錐齒輪6-3同軸固定連接有第一柱齒輪7-1，所述第四錐齒輪6-4同軸固定連接有第二柱齒輪7-2，所述第一柱齒輪7-1與第三柱齒輪8-1嚙合，所述第二柱齒輪7-2與第四柱齒輪8-2嚙合；所述第三柱齒輪8-1同軸固定連接有第五柱齒輪9-1，所述第四柱齒輪8-2同軸固定連接有第六柱齒輪9-2，所述第五柱齒輪9-1與所述第六柱齒輪9-2同時與第一中間輪10-1嚙合，所述第一中間輪10-1同軸連接有第二中間輪10-2，所述第二中間輪10-2兩端同時與第七柱齒輪11-1和第八柱齒輪11-2嚙合，所述第七柱齒輪11-1上同軸連接有第一風(fēng)扇12-1，所述第八柱齒輪11-2上同軸連接有第二風(fēng)扇12-2；所述第一風(fēng)扇12-1和所述第二風(fēng)扇12-2位于隔板3下端正對所述板刷1上的縫隙1-1。優(yōu)選的，所述板刷1的另外兩個面上均設(shè)有屋檐狀擋板1-4。所述黑板擦外殼2的兩側(cè)留有圓形透氣孔。所述黑板擦外殼2內(nèi)側(cè)附著海綿。所述第一柱齒輪7-1與所述第三柱齒輪8-1的中心線連線與水平線的夾角為21°；所述第二柱齒輪7-2與所述第四柱齒輪8-2的齒輪軸中心線連線與水平線之間夾角為21°。

下面對本發(fā)明的技術(shù)方案的技術(shù)原理進(jìn)行詳細(xì)的解釋和說明。

如圖3所示，該黑板擦動力源為第一大圓輪4-1和第二大圓輪4-2，將使用過程中與黑板間的摩擦力轉(zhuǎn)化為整個機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)的動力。第一大圓輪4-1和第二大圓輪4-2內(nèi)部凹陷處分別與一帶棘爪的第一小圓輪5-1和帶棘爪的第二小圓輪5-2相配合作為超越離合器，兩者相互配合關(guān)系如圖4所示，兩對超越離合器反向配合。在黑板擦使用時單向單次移動過程中，第一大圓輪4-1和第二大圓輪4-2同向轉(zhuǎn)動，而此時只有一對超越離合器處于嚙合狀態(tài)，大圓輪帶動小圓輪同向轉(zhuǎn)動為整個機(jī)構(gòu)提供動力，另一對超越離合器大小圓輪反向轉(zhuǎn)動，即大圓輪空轉(zhuǎn)，不阻礙內(nèi)部機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)黑板擦反向移動時，兩對超越離合器工作狀態(tài)相互調(diào)換，依舊只有一對超越離合器處于嚙合狀態(tài)，且內(nèi)部機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)方向不變。同時，大小圓輪間采用內(nèi)嚙合而非同軸轉(zhuǎn)動，最大限度的增大了兩者間的傳動比。圖3所示，第一錐齒輪6-1與第三錐齒輪6-3、第二錐齒輪6-2與第四錐齒輪6-4為兩對相互嚙合的錐齒輪，將垂直方向的運(yùn)動轉(zhuǎn)換為水平方向的運(yùn)動，不同大小的錐齒輪配合還起著增大傳動比的作用。在轉(zhuǎn)動傳遞到風(fēng)扇過程中，采用了多對不同大小的直齒圓柱齒輪相互嚙合配合傳動，起著多級加速的作用，最大限度的保證了風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動速度，保證了對粉塵吸力的大小。如圖6所示，所述第一柱齒輪7-1與所述第三柱齒輪8-1的中心線連線與水平線的夾角為21°；所述第二柱齒輪7-2與所述第四柱齒輪8-2的齒輪軸中心線連線與水平線之間夾角為21°。經(jīng)計算，黑板擦內(nèi)部齒輪按此角度布置可以最大限度的利用其內(nèi)部空間，保證其結(jié)構(gòu)的緊湊性同時最大限度的利用空間增加傳動比。

圖3所示由于黑板擦外殼2內(nèi)設(shè)置一個隔板3，能夠?qū)⒎蹓m與上方傳動機(jī)構(gòu)隔離開來，一定程度上保證了傳動環(huán)境，同時也對第一小圓輪5-1、第二小圓輪5-2起支撐作用。

圖3所示的板刷1兩端留有第一方形通孔1-2和第二方形通孔1-3，保證兩個大圓輪與黑板的充分接觸。板刷底板遍布縫隙1-1，保證粉塵能夠被順利吸入。板刷兩側(cè)設(shè)有屋檐狀擋板1-4，能夠在一定程度上減少使用過程中的揚(yáng)塵現(xiàn)象。黑板擦外殼2兩側(cè)留有圓形透氣孔，且內(nèi)側(cè)附著海綿。既保證了內(nèi)部空氣的流通性，同時海綿能夠過濾粉塵，使吸收的粉塵不會再次吹到空氣中。