一种粉笔管家的设计

陈召君,刘　曼,刘　琼（西安石油大学机械工程学院,西安　710065）

一种粉笔管家的设计

陈召君,刘曼,刘琼
（西安石油大学机械工程学院,西安710065）

摘要：据联合国妇女大会报道，全世界教师的身心健康受到粉笔灰的严重影响。教师长年累月与粉笔接触，即便在多媒体教学已相当普遍的今天，他们仍工作在被粉笔尘污染的环境中。粉笔管家则用一个简单的笔套避免粉笔与皮肤的直接接触，它通过简单的手工操作实现粉笔的从出盒到使用的半自动化，极大地减少了粉笔末的产生，有利于老师和同学们的身体健康。

关键词：粉笔；健康；以人为本

1　引言

教师是一种崇高的职业，备受人们的尊重，他们的健康状况如何，同样应该受到全社会的关注。据联合国妇女大会报道，全世界教师的身心健康受到粉笔灰的严重影响。教师长年累月与粉笔接触，即便在多媒体教学已相当普遍的今天，他们仍工作在被粉笔尘污染的环境中。

粉笔灰对皮肤的危害表现在，人体皮肤所生存的环境为弱酸性环境，如果粉笔灰产生碱性物质，则会破坏皮肤的基本生存环境，使皮肤变得粗糙、干燥，伴有瘙痒感，使人体不适，严重的话，甚至会引起脓皮病、毛囊炎、皮肤皲裂和大量毛发脱落。同时粉笔灰的微粒子有很强的病吸附能力，还含有大量的重金属镉，影响和干扰了老师的正常工作和生活。

粉笔管家则用一个简单的笔套避免粉笔与皮肤的直接接触，它通过简单的手工操作实现粉笔的从出盒到使用的半自动化，极大地减少了粉笔末的产生，有效地保证了讲桌的整洁，使老师时刻保持轻松愉快的心情上好每一节课。

2　设计思想、设计思路和创新点

2.1方案设计思想

我们从粉笔的安放入手，思考如何通过机械装置将其装入粉笔套中，又该以怎样的连接方式使粉笔与粉笔套相配合好，并能将其顺利地送到老师手中。最终，我们选用了承载力较大、传动精度较高的齿轮齿条作为传动装置，来实现粉笔入套的关键流程。

2.2设计思路

粉笔盒是一个由齿轮，齿条和电机等组成的自动装置。主要是给笔筒自动装上新粉笔和卸下粉笔头并统一回收粉笔头。笔筒是一个纯机械装置，装上粉笔后拿在手上像一支笔，而笔芯就是粉笔，粉笔可以根据不同的需要调节长短，而笔筒则起到保护手的作用。

2.3创新点

避免手直接接触粉笔，保护双手；自动完成粉笔的装卸与粉笔头的回收，方便，快捷，有效避免浪费；作为机械原理演示的教具的独特作用。

3　设计原理

（1）粉笔的安放、入套由人工手动产生，无需其他外部动力源，不会产生对环境有危害的废气、废液等，符合环保要求。

（2）其中推粉笔的光杆上套有弹簧，在手动推把手的过程中，不需要花费太大力气就能很轻松的获得粉笔，操作简单，可行性强。

（3）该装置利用了最基础的机械装置——齿轮齿条来实现装粉笔的一系列功能，结构简单，避免一系列的运动传送和转换装置，传动效率高。

（4）粉笔管家制作简单，而且可扩展性强，对于不同的地区，不同的教室，可满足老师的各种需求。可在其内部安装一个由电信号控制的树莓派装置，来控制教室的灯光，风扇；或安装一个保温装置，可以时刻为老师提供热水。使用者可在原有基础上自由发挥，使其作用得以充分体现。

4　结构和三维模型

图1　粉笔管家的结构和三维模型

5　创新特色

（1）与传统的粉笔盒相比较有效的解决粉笔浪费严重的问题，节约人力，物力，财力，符合科学发展观理念，使:这一传统的教室用具更加人性化；

（2）有利于粉笔的回收与再利用，提高粉笔的利用率；

（3）粉笔盒内的齿轮机构作为机械原理演示教具也发挥着独特的作用；

（4）产品造价不高，适合高校大批量使用。

6　总结

粉笔管家是一款手动操作的新型粉笔使用装置，总的来说，该杆功能较强，使用方便，可有效减少老师在使用粉笔的过程中对自身健康的危害。

参考文献：

[1]濮良贵,陈国定,吴立言.机械设计(第九版)[M].北京:高等教育出版社,2013.

[2]孙恒,陈作模,葛文杰.机械原理(第八版)[M].北京:高等教育出版社,2013.

[3]鲍泽富,吴春燕,康晓清.画法几何与工程制图[M].国防工业出版社,2011.

作者简介：陈召君（1994-）,女 ,陕西宝鸡人,本科在读，研究方向：机械设计及其自动化。