《机械创新设计》
结课**。课程名称 《机械创新设计》
院（系、部、中心） 机械工程学院
专业机械设计制造及其自动化
班级流体卓越 111
姓名张旋学号 201110636
题目无尘黑板擦。
起止日期 2013-11-18~2013-12-11
任课教师王育荣。
无尘黑板擦。
作者：张旋。
摘要：粉笔教具是目前教学的必备工具，用它来传授知识，是最原始和最传统的主要教学方法之一，粉笔从其应用到现在已有几千年的历史，对人类的教育事业作出了不可磨灭的贡献，随着历史的进步和社会的发展，人类对粉笔教具的认识不断提高，即粉笔给人类教育事业带来进步和作出巨大贡献的同时，也给从事教育事业的教师及学生带来巨大的危害。针对上述问题，在网上搜集资料后，自己设计了一个无尘黑板擦的方案，利用电动机带动风扇抽风原理制作一个可吸收吸附粉笔灰的黑板擦。
关键词：黑板擦电动机吸附。
1、引言。教师常需在黑板上书写、绘图进行讲解。在45～50分钟的一节课里，就要擦写数次，下课时，往往在手上、袖子上，甚至头发、肩膀上都留下一层白色粉笔灰。
天天如此，年复一年，工作20～30年后，消磨了数以万计的粉笔。不可避免地从鼻孔吸入一些粉笔灰。吸入粉笔灰是否致病，是广大教师至为关切的问题。
粉笔灰是由石膏制成的，其化学成分为硫酸钙。硫酸钙，化学式caso4。熔点1450度，相对密度2.
96。难溶于水。它的二水化物caso4。
2h2o俗称石膏(或生石膏)。硫酸钙性能稳定，没有毒性。
一对师生呼吸系统的危害。
1、 对肺的危害：粉尘对教师身体的危害，以肺最为常见，在教学过程中，粉笔灰很容易被吸入肺，多数被阻留在肺泡内，经过一系列的刺激，化学和免疫的作用便可造成肺部损失，包括呼吸系统炎症和肺通气功能下降，常见的肺部疾病有：慢性、急性肺炎、肺癌、尘肺病等(即粉笔粉尘中含有二氧化硅，被吸入肺部，在肺部游离的二氧化硅含量在百分之一以上形成肺纤维化的粉尘，从而使肺泡纤维化，导致肺部呼吸功能下降)。
2、 对上呼吸道的危害：粉笔粉尘进入肺的途径是通过上呼吸道包括鼻、咽、支气管，在这一过程中，部分粉尘会停留于上呼吸道，对粘膜上皮细胞产生机械刺激和损坏，长期在这种环境下工作，会引起一系列的病变，其中对鼻的影响最常见的是诱发干燥性鼻炎，其次是肥厚性鼻炎，症状为鼻腔干燥、鼻塞、鼻腔粘膜充血、分泌物增多等；对咽的影响主要是诱发慢性咽炎，使咽部干燥，咯痰不爽、咽痛咽痒；对支气管的影响主要是诱发慢性支气管炎，有时还会引发哮喘，另外还有可能引起鼻咽、支气管等部分的癌变。
二对其它器官和组织的危害。
1、 对眼睛的危害：眼睛是人体器官中最精密、最易受损的器官之一，粉笔粉尘的主要成份碳酸钙、氧化钙等是一种水溶性物质，容易溶解于水，并产生碱性物质，如教师在教学过程中，粉笔粉尘落入眼中，刺激泪腺分泌，眼泪水解碳酸钙而产生碱性物质，就会严重刺激眼部粘膜，造成粘膜损伤，形成慢性炎症，还可能诱发近视的产生。
2、 对**的危害：教师在教学过程中，粉笔粉尘不可避免地会沾在手上，同时漂浮于空气中的颗粒粉尘也会落在教师头发、脸上和脖子上，对**膜有刺激作用，如果暑天遇汗水解，产生碱性物质，对**粘膜的刺激就更大，因为人体**所生存的环境为弱酸性环境，这样在粉尘碱性作用下破坏了**的基本生存环境，粉笔粉尘使**变得干燥、粗糙，并伴有搔痒感觉，使人体不适，严重者会引起粉刺、毛囊炎、脓皮病、**皲裂和大量毛发脱落，影响和干扰了教师正常工作和生活。
3、 对耳的危害：粉笔粉尘进入外耳道，混在皮脂中，可形成耳垢栓塞，若长期如此，会引起耳部炎症的发生。
三诱发其它疾病。
目前市面粉笔的成份之中，除含有金属元素、铅锰、钡等含量偏低外，金属镉的含量偏高，镉被人体吸入后，主要储存在肝、肾、骨组织中，对这些组织损害明显，长期接触镉化物引起的主要病变是肺气肿和肾脏损害，病情可呈进行性发展，早期表现无力、清瘦、头晕、失眠多梦、食欲减退及神经衰弱症状，并有鼻出血、慢性咽炎、鼻粘膜萎缩和溃疡等现象。肺气肿缓慢进展，病人有进行性呼吸困难，活动加重，伴有心悸。镉同时也是最易导致癌症的金属元素之一。
四对空气质量的影响。
粉笔粉尘具有较强的吸附能力，很多有害病菌都能吸附在微细粉尘上而被带入学生肺部，从而促成急性和慢性炎症的发生，从而引起学生群体集体感染呼吸道和其它流行病。学生在听课过程中，室内和细菌总数等卫生指标逐渐恶化，会与微细粉笔粉尘相互作用，加剧粉笔粉尘对师生健康的危害。
2、国内外研究现状。
国内外对于无尘黑板擦都有相关的研究在进行，并且有的已经造出成品，但是由于各种原因并未应用于实际教学生活呀之中。
3、无尘黑板擦工作原理。图1图2
图3图4
由图1可知，无尘黑板擦电路图，闭合qs，总开关闭合，这是电动机工作的首要条件，当需要无尘黑板擦工作时，闭合开关sb2，继电器km1得电，进而km1自锁线圈闭合实现自锁，当无尘黑板擦工作结束后，打开sb1常闭触电，电动机失电，电动机停止工作。
图2为无尘黑板擦俯视图，圆孔为无尘黑板擦的吸收孔，阴影部分为无尘黑板擦毛刷，由毛刷除去黑板上的粉笔印记，再由吸收孔吸收。
图4，图5为无尘黑板擦侧视图，与剖视图，可以观察无尘黑板擦内部布置，电动机吸收的粉笔灰由吸附棉吸收，切吸附棉可拆卸更换清洗，循环使用。
4、零件的组成与尺寸。
无尘黑板擦长18cm，宽7cm，高5cm，吸附棉一条，电动机3个且陪风扇，型号待定。
5、创新点概述。
本无尘黑板擦从尺寸到样式完全有本人自己设计，绝无抄袭，吸附棉为湿性材料，可吸附干燥的粉笔灰，此创意本人自己想出，具有可循环使用、吸附牢靠的特点。整体性能有待验证，此次仅提出创新思想，并未应用与实践。
6、总结。无尘黑板擦是解决粉笔灰对师生危害的有效方法之一，所以值得大家的关注与重视，并且早日应用于实践教学之中，造福于老师、学生。
参考文献。文库 《粉笔灰成分与对人体的危害有哪些》
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