吸塵黑板檫的設(shè)計(jì)

馮柔　范姝　王煒霞　唐周

摘要：本課題以吸塵黑板檫為研究對(duì)象，從黑板檫的安全性、環(huán)保性、方便性等方面來進(jìn)行設(shè)計(jì)。吸塵黑板檫主要由黑板檫和吸塵電機(jī)相結(jié)合，在使用時(shí)，按動(dòng)開關(guān)啟動(dòng)吸塵電機(jī)，然后在上下檫黑板時(shí)，粉塵就通過吸塵電動(dòng)機(jī)進(jìn)入黑板檫內(nèi)部的粉塵收集箱內(nèi)，這樣粉塵就不會(huì)飄到空氣中進(jìn)入人體的呼吸道，危害人體健康了。

關(guān)鍵詞：黑板檫；吸塵；健康

一、緒論

眾所周知，粉筆、黑板檫和黑板是日常學(xué)習(xí)中必不可少的教學(xué)工具，教師常需在黑板上書寫、繪圖進(jìn)行講解。在45～50分鐘的一節(jié)課里，就要擦寫數(shù)次，下課時(shí)，往往在手上、袖子上，甚至頭發(fā)、肩膀上都留下一層白色粉筆灰。天天如此，年復(fù)一年，工作20～30年后，消磨了數(shù)以萬計(jì)的粉筆。不可避免地從鼻孔吸入一些粉筆灰，危害師生的健康。

（一）粉筆灰對(duì)人體的危害

對(duì)肺的危害：粉塵對(duì)教師身體的危害，以肺最為常見，在教學(xué)過程中，粉筆灰很容易被吸入肺，多數(shù)被阻留在肺泡內(nèi)，經(jīng)過一系列的刺激，化學(xué)和免疫的作用便可造成肺部損失，包括呼吸系統(tǒng)炎癥和肺通氣功能下降，常見的肺部疾病有：慢性、急性肺炎、肺癌、塵肺病等（即粉筆粉塵中含有二氧化硅，被吸入肺部，在肺部游離的二氧化硅含量在百分之一以上形成肺纖維化的粉塵，從而使肺泡纖維化，導(dǎo)致肺部呼吸功能下降）。

對(duì)上呼吸道的危害：粉筆粉塵進(jìn)入肺的途徑是通過上呼吸道包括鼻、咽、支氣管，在這一過程中，部分粉塵會(huì)停留于上呼吸道，對(duì)粘膜上皮細(xì)胞產(chǎn)生機(jī)械刺激和損壞，長(zhǎng)期在這種環(huán)境下工作，會(huì)引起一系列的病變，其中對(duì)鼻的影響最常見的是誘發(fā)干燥性鼻炎，其次是肥厚性鼻炎，癥狀為鼻腔干燥、鼻塞、鼻腔粘膜充血、分泌物增多等；對(duì)咽的影響主要是誘發(fā)慢性咽炎，使咽部干燥，咯痰不爽、咽痛咽癢；對(duì)支氣管的影響主要是誘發(fā)慢性支氣管炎，有時(shí)還會(huì)引發(fā)哮喘，另外還有可能引起鼻咽、支氣管等部分的癌變。

對(duì)眼睛的危害：眼睛是人體器官中最精密、最易受損的器官之一，粉筆粉塵的主要成份碳酸鈣、氧化鈣等是一種水溶性物質(zhì)，容易溶解于水，并產(chǎn)生堿性物質(zhì)，如教師在教學(xué)過程中，粉筆粉塵落入眼中，刺激淚腺分泌，眼淚水解碳酸鈣而產(chǎn)生堿性物質(zhì)，就會(huì)嚴(yán)重刺激眼部粘膜，造成粘膜損傷，形成慢性炎癥，還可能誘發(fā)近視的產(chǎn)生。

使用傳統(tǒng)的黑板檫檫黑板粉塵會(huì)全部進(jìn)入空氣中，通過人的呼吸進(jìn)入呼吸道，粉塵進(jìn)入人的呼吸道會(huì)影響人的呼吸系統(tǒng)，還會(huì)傷害肺部、耳朵、眼睛等器官或組織，粉塵的顆粒很大，嚴(yán)重危害人體的健康。因此結(jié)合各個(gè)方面考慮，吸塵黑板檫是很有必要的。

二、吸塵黑板檫的設(shè)計(jì)

該吸塵黑板檫主要由檫拭部分、粉塵收集部分、吸塵電機(jī)、控制部分（外殼）、開關(guān)及警示燈這六個(gè)部分組成。

（一）檫拭部分的設(shè)計(jì)

檫拭頭由薄狀海綿檫拭片與其包裹著的硬質(zhì)塑料底板構(gòu)成，因?yàn)楹＞d的吸塵效果較好，并且用來檫拭黑板也比較容易，成本也不高，因此材質(zhì)選擇海綿，并且海綿可以取下來洗，再繼續(xù)安裝上去使用，不用直接換黑板檫，既方便又節(jié)約成本。海綿的寬度應(yīng)該與硬質(zhì)塑料底板的寬度一樣，因?yàn)閷挾冗^寬也是浪費(fèi)人在使用黑板檫的時(shí)候周圍多余的海綿是用不到力的，底板上設(shè)有若干吸塵通孔，在啟動(dòng)吸塵電機(jī)之后，粉塵就通過這些通孔進(jìn)入粉塵收集箱內(nèi)。

（二）粉塵收集部分

在黑板檫的背部有一個(gè)粉塵收集箱，在打開開關(guān)啟動(dòng)吸塵電機(jī)之后，檫拭黑板時(shí)粉筆灰就會(huì)通過底板上的吸塵通孔進(jìn)入到粉塵收集箱內(nèi)，當(dāng)收集箱內(nèi)裝了一定量的粉筆灰之后可以打開黑板檫背部的黑板擦外殼倒出粉筆灰，因此黑板擦外殼應(yīng)該用硬質(zhì)透明塑料制成，即輕巧又節(jié)約成本，更主要的是能夠看到收集箱內(nèi)裝了多少粉筆灰。

（三）吸塵電機(jī)

吸塵電機(jī)是吸塵黑板檫的一個(gè)重要組成部分，通過吸塵電機(jī)的運(yùn)行才能夠吸收粉塵，吸塵電機(jī)抽風(fēng)口與檫拭頭底板上的通孔間設(shè)有粉塵過濾結(jié)構(gòu)，同時(shí)，出風(fēng)口與黑板檫外殼上也設(shè)有粉塵過濾結(jié)構(gòu)。這樣在排氣的同時(shí)粉塵留在了粉塵收集箱內(nèi)。由于吸塵電機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的熱量，溫度過高，吸塵電機(jī)容易被損壞，因此在內(nèi)壁開一個(gè)散熱孔。

（四）控制部分（外殼）

在使用黑板檫時(shí)，使用者用手握住黑板檫的外殼，黑板擦的寬度根據(jù)成年人男女性的第五百分位來設(shè)計(jì)。據(jù)查閱，成年人男性手長(zhǎng)的第五百分位為165mm，成年女性手長(zhǎng)的第五百分位為159mm，平均為162mm，因?yàn)槿嗽谑褂煤诎彘叩臅r(shí)候手掌是彎曲的，所以取平均手長(zhǎng)的一半作為黑板檫的寬度，再減去2mm的修正量得到80mm。

為了讓操作者使用黑板擦?xí)r更容易，就在黑板檫外殼的左右兩邊設(shè)計(jì)凹陷的紋路，增大摩檫力，在使用黑板擦的時(shí)候操作者的手指就放在紋路上，更容易操作。

（五）開關(guān)

在使用黑板擦的時(shí)候要先按動(dòng)開關(guān)啟動(dòng)吸塵電機(jī)，由于檫黑板還是需要一定的時(shí)間，所以推動(dòng)式的開關(guān)更適合，由于操作者在檫黑板時(shí)手要握住黑板檫的左右兩邊，因此開關(guān)不宜設(shè)在左右兩邊，那樣容易誤關(guān)開關(guān)，所以將開關(guān)設(shè)置在黑板檫的上部更合適。

（六）警示燈

當(dāng)電量低于10%時(shí)，警示燈就會(huì)亮起來，用于提醒電量不足，應(yīng)使用紅色（紅色預(yù)警），人們對(duì)紅色很敏感，因?yàn)榇蠖鄶?shù)人都習(xí)慣用右手來檫黑板，所以應(yīng)該把警示燈設(shè)置在黑板檫外殼的左上角，這樣在使用黑板檫是很容易就能看到警示燈亮沒亮。

三、總結(jié)

本論文以吸塵黑板檫為研究對(duì)象，從安全性方面來說：顧名思義，就是吸收粉塵，因?yàn)榉蹓m對(duì)人體的健康危害很大，通過人的呼吸進(jìn)入到人的呼吸道，很容易患上肺病，并且對(duì)人的鼻子、眼睛也不好，所以吸塵黑板檫給人的安全帶來一定的保障；從環(huán)保性來說：使用吸塵黑板檫不會(huì)讓粉塵飄到空氣中，就不會(huì)污染空氣與環(huán)境；從舒適性來說：在黑板檫外殼的左右兩邊設(shè)計(jì)了凹陷的紋路，這樣操作者在使用黑板檫時(shí)不容易打滑，拿著也更舒適。因?yàn)楦鱾€(gè)學(xué)校都會(huì)使用粉筆，而對(duì)操作者的健康影響也很大，所以吸塵黑板檫起著舉足輕重的作用，也是必不可少的。

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本項(xiàng)研究成果受攀枝花學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助