馮柔　范姝　王煒霞　唐周

摘要：本課題以吸塵黑板檫為研究對象，從黑板檫的安全性、環(huán)保性、方便性等方面來進行設計。吸塵黑板檫主要由黑板檫和吸塵電機相結(jié)合，在使用時，按動開關啟動吸塵電機，然后在上下檫黑板時，粉塵就通過吸塵電動機進入黑板檫內(nèi)部的粉塵收集箱內(nèi)，這樣粉塵就不會飄到空氣中進入人體的呼吸道，危害人體健康了。

關鍵詞：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習中必不可少的教學工具，教師常需在黑板上書寫、繪圖進行講解。在45～50分鐘的一節(jié)課里，就要擦寫數(shù)次，下課時，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，年復一年，工作20～30年后，消磨了數(shù)以萬計的粉筆。不可避免地從鼻孔吸入一些粉筆灰，危害師生的健康。

（一）粉筆灰對人體的危害

對肺的危害：粉塵對教師身體的危害，以肺最為常見，在教學過程中，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，導致肺部呼吸功能下降）。

對上呼吸道的危害：粉筆粉塵進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，部分粉塵會停留于上呼吸道，對粘膜上皮細胞產(chǎn)生機械刺激和損壞，長期在這種環(huán)境下工作，會引起一系列的病變，其中對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；對支氣管的影響主要是誘發(fā)慢性支氣管炎，有時還會引發(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)，就會嚴重刺激眼部粘膜，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全部進入空氣中，通過人的呼吸進入呼吸道，粉塵進入人的呼吸道會影響人的呼吸系統(tǒng)，還會傷害肺部、耳朵、眼睛等器官或組織，粉塵的顆粒很大，嚴重危害人體的健康。因此結(jié)合各個方面考慮，吸塵黑板檫是很有必要的。

二、吸塵黑板檫的設計

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

（一）檫拭部分的設計

檫拭頭由薄狀海綿檫拭片與其包裹著的硬質(zhì)塑料底板構成，因為海綿的吸塵效果較好，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。海綿的寬度應該與硬質(zhì)塑料底板的寬度一樣，因為寬度過寬也是浪費人在使用黑板檫的時候周圍多余的海綿是用不到力的，底板上設有若干吸塵通孔，在啟動吸塵電機之后，粉塵就通過這些通孔進入粉塵收集箱內(nèi)。

（二）粉塵收集部分

在黑板檫的背部有一個粉塵收集箱，在打開開關啟動吸塵電機之后，檫拭黑板時粉筆灰就會通過底板上的吸塵通孔進入到粉塵收集箱內(nèi)，當收集箱內(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

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

（四）控制部分（外殼）

在使用黑板檫時，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計。據(jù)查閱，成年人男性手長的第五百分位為165mm，成年女性手長的第五百分位為159mm，平均為162mm，因為人在使用黑板檫的時候手掌是彎曲的，所以取平均手長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時更容易，就在黑板檫外殼的左右兩邊設計凹陷的紋路，增大摩檫力，在使用黑板擦的時候操作者的手指就放在紋路上，更容易操作。

（五）開關

在使用黑板擦的時候要先按動開關啟動吸塵電機，由于檫黑板還是需要一定的時間，所以推動式的開關更適合，由于操作者在檫黑板時手要握住黑板檫的左右兩邊，因此開關不宜設在左右兩邊，那樣容易誤關開關，所以將開關設置在黑板檫的上部更合適。

（六）警示燈

當電量低于10%時，警示燈就會亮起來，用于提醒電量不足，應使用紅色（紅色預警），人們對紅色很敏感，因為大多數(shù)人都習慣用右手來檫黑板，所以應該把警示燈設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象，從安全性方面來說：顧名思義，就是吸收粉塵，因為粉塵對人體的健康危害很大，通過人的呼吸進入到人的呼吸道，很容易患上肺病，并且對人的鼻子、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讓粉塵飄到空氣中，就不會污染空氣與環(huán)境；從舒適性來說：在黑板檫外殼的左右兩邊設計了凹陷的紋路，這樣操作者在使用黑板檫時不容易打滑，拿著也更舒適。因為各個學校都會使用粉筆，而對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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本項研究成果受攀枝花學院大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目資助