陳召君,劉　曼,劉　瓊（西安石油大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,西安　710065）

一種粉筆管家的設(shè)計(jì)

陳召君,劉曼,劉瓊
（西安石油大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,西安710065）

摘要：據(jù)聯(lián)合國(guó)婦女大會(huì)報(bào)道，全世界教師的身心健康受到粉筆灰的嚴(yán)重影響。教師長(zhǎng)年累月與粉筆接觸，即便在多媒體教學(xué)已相當(dāng)普遍的今天，他們?nèi)怨ぷ髟诒环酃P塵污染的環(huán)境中。粉筆管家則用一個(gè)簡(jiǎn)單的筆套避免粉筆與皮膚的直接接觸，它通過簡(jiǎn)單的手工操作實(shí)現(xiàn)粉筆的從出盒到使用的半自動(dòng)化，極大地減少了粉筆末的產(chǎn)生，有利于老師和同學(xué)們的身體健康。

關(guān)鍵詞：粉筆；健康；以人為本

1　引言

教師是一種崇高的職業(yè)，備受人們的尊重，他們的健康狀況如何，同樣應(yīng)該受到全社會(huì)的關(guān)注。據(jù)聯(lián)合國(guó)婦女大會(huì)報(bào)道，全世界教師的身心健康受到粉筆灰的嚴(yán)重影響。教師長(zhǎng)年累月與粉筆接觸，即便在多媒體教學(xué)已相當(dāng)普遍的今天，他們?nèi)怨ぷ髟诒环酃P塵污染的環(huán)境中。

粉筆灰對(duì)皮膚的危害表現(xiàn)在，人體皮膚所生存的環(huán)境為弱酸性環(huán)境，如果粉筆灰產(chǎn)生堿性物質(zhì)，則會(huì)破壞皮膚的基本生存環(huán)境，使皮膚變得粗糙、干燥，伴有瘙癢感，使人體不適，嚴(yán)重的話，甚至?xí)鹉撈げ?、毛囊炎、皮膚皸裂和大量毛發(fā)脫落。同時(shí)粉筆灰的微粒子有很強(qiáng)的病吸附能力，還含有大量的重金屬鎘，影響和干擾了老師的正常工作和生活。

粉筆管家則用一個(gè)簡(jiǎn)單的筆套避免粉筆與皮膚的直接接觸，它通過簡(jiǎn)單的手工操作實(shí)現(xiàn)粉筆的從出盒到使用的半自動(dòng)化，極大地減少了粉筆末的產(chǎn)生，有效地保證了講桌的整潔，使老師時(shí)刻保持輕松愉快的心情上好每一節(jié)課。

2　設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)思路和創(chuàng)新點(diǎn)

2.1方案設(shè)計(jì)思想

我們從粉筆的安放入手，思考如何通過機(jī)械裝置將其裝入粉筆套中，又該以怎樣的連接方式使粉筆與粉筆套相配合好，并能將其順利地送到老師手中。最終，我們選用了承載力較大、傳動(dòng)精度較高的齒輪齒條作為傳動(dòng)裝置，來實(shí)現(xiàn)粉筆入套的關(guān)鍵流程。

2.2設(shè)計(jì)思路

粉筆盒是一個(gè)由齒輪，齒條和電機(jī)等組成的自動(dòng)裝置。主要是給筆筒自動(dòng)裝上新粉筆和卸下粉筆頭并統(tǒng)一回收粉筆頭。筆筒是一個(gè)純機(jī)械裝置，裝上粉筆后拿在手上像一支筆，而筆芯就是粉筆，粉筆可以根據(jù)不同的需要調(diào)節(jié)長(zhǎng)短，而筆筒則起到保護(hù)手的作用。

2.3創(chuàng)新點(diǎn)

避免手直接接觸粉筆，保護(hù)雙手；自動(dòng)完成粉筆的裝卸與粉筆頭的回收，方便，快捷，有效避免浪費(fèi)；作為機(jī)械原理演示的教具的獨(dú)特作用。

3　設(shè)計(jì)原理

（1）粉筆的安放、入套由人工手動(dòng)產(chǎn)生，無需其他外部動(dòng)力源，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有危害的廢氣、廢液等，符合環(huán)保要求。

（2）其中推粉筆的光桿上套有彈簧，在手動(dòng)推把手的過程中，不需要花費(fèi)太大力氣就能很輕松的獲得粉筆，操作簡(jiǎn)單，可行性強(qiáng)。

（3）該裝置利用了最基礎(chǔ)的機(jī)械裝置——齒輪齒條來實(shí)現(xiàn)裝粉筆的一系列功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，避免一系列的運(yùn)動(dòng)傳送和轉(zhuǎn)換裝置，傳動(dòng)效率高。

（4）粉筆管家制作簡(jiǎn)單，而且可擴(kuò)展性強(qiáng)，對(duì)于不同的地區(qū)，不同的教室，可滿足老師的各種需求?？稍谄鋬?nèi)部安裝一個(gè)由電信號(hào)控制的樹莓派裝置，來控制教室的燈光，風(fēng)扇；或安裝一個(gè)保溫裝置，可以時(shí)刻為老師提供熱水。使用者可在原有基礎(chǔ)上自由發(fā)揮，使其作用得以充分體現(xiàn)。

4　結(jié)構(gòu)和三維模型

圖1　粉筆管家的結(jié)構(gòu)和三維模型

5　創(chuàng)新特色

（1）與傳統(tǒng)的粉筆盒相比較有效的解決粉筆浪費(fèi)嚴(yán)重的問題，節(jié)約人力，物力，財(cái)力，符合科學(xué)發(fā)展觀理念，使:這一傳統(tǒng)的教室用具更加人性化；

（2）有利于粉筆的回收與再利用，提高粉筆的利用率；

（3）粉筆盒內(nèi)的齒輪機(jī)構(gòu)作為機(jī)械原理演示教具也發(fā)揮著獨(dú)特的作用；

（4）產(chǎn)品造價(jià)不高，適合高校大批量使用。

6　總結(jié)

粉筆管家是一款手動(dòng)操作的新型粉筆使用裝置，總的來說，該桿功能較強(qiáng)，使用方便，可有效減少老師在使用粉筆的過程中對(duì)自身健康的危害。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：陳召君（1994-）,女 ,陜西寶雞人,本科在讀，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化。