XX 学 院 毕业论文
2015 届
制图专用黑板的开发
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分 分
院 院
专
业
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毕业设计指导教师
企业指导教师
完 成日期
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摘
要 本论文主要阐述了针对现有学校老师上课时在黑板上画图由于工具多而产生的画图繁琐、效率低的问题，设计了一种提供便捷的教学制图工具，将原有的直尺、圆规、量角器结合在了一块黑板上。该项目是将直尺、圆规和量角器结合黑板开发的一款制图专用黑板，竖尺和横尺可用来画水平线和垂直线，量角尺结合量角刻度板可以画任意角度的直线，圆规活动尺及圆规不动尺结合关节吸盘可用来画圆或弧线。基本能满
足黑板的画图作业。
关键词：黑板；直尺；圆规；量角器
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目
录 1.
引 言 ............................................................................................................................... 1
2.
制图专用黑板的调研 ..................................................................................................... 2
2.1
制图专用黑板的项目背景 ............................................................................................. 2
2.1.1 黑板的来源 ...................................................................................................................... 2
2.1.2 各类黑板的特点 .............................................................................................................. 3
3
.制图专用黑板的设计 ..................................................................................................... 6
3.1
横尺与竖尺的设计 ......................................................................................................... 6
3.1.1 量角尺的设计 .................................................................................................................. 6
3.1.2 圆规的设计 ...................................................................................................................... 7
结
论 ........................................................................................................................................ 8
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1.引 言 对于机电的我们来说画图是常事。制图课上，每个人都要画图，要想画好图并不是那么的容易于是每个人都拥有一种便于携带的制图工具，像我们都会有一套直尺和圆规，可是教师在黑板上用的直尺和圆规在扩大了之后， 就变得笨重和不灵活，往往在上课中因为工具的不称手耽误上课的时间和效果。
本课题的目的就是方便老师画图，提高了制图的精确性；又方便使用。
专用制图黑板的开发主要解决教师在黑板上画图操作不方便 ，在上课中因为工具的不称手耽误上课的时间和效果的问题。
本课题开发的主要内容有 3 点； 1、横尺与竖尺的设计； 2、量角尺的设计； 3、圆规的设计。
制图专用黑板的开发主要用于需要普遍用于制图的教室，如高中课堂，大学的制图教室等。当教师需要制图的时候只需要移动固定在黑板上的滑轨及转轴就可以在黑板上基本的制图作业，从而代替原来靠举起圆规直尺的工作，从而达到了缩短时间的作用，让有限的课堂时间得到了强化。
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2.制图专用黑板的调研 2.1 制图专用黑板的项目背景 教师在黑板上用的直尺和圆规在扩大了之后，就变得笨重和不灵活，往往在上课中因为工具的不称手耽误上课的时间和效果。如图 2.1 所示，教师用的圆规在实际操作中非常不方便。
图 2.1 制图圆规 从这个角度考虑，如果能制作一套黑板专用的尺规制图工具，其意义在于能让老师解脱出携带尺规的不便，同时加强制图的效果和效率。本作品是在原有的尺、圆规及量角器上加以改进，将他们结合在了一块黑板上了，只需要移动固定在黑板上的滑轨及转轴就可以在黑板上基本的制图作业，从而代替原来靠举起圆规直尺的工作，从而达到了缩短时间的作用，让有限的课堂时间得到了强化。本作品是在原有的尺、圆规及量角器上加以改进，将他们结合在了一块黑板上了，只需要移动固定在黑板上的滑轨及关节转轴就可以在黑板上基本的制图作业，从而代替原来靠举起圆规直尺的工作。即方便了制图，提高了制图的精确性；又方便了教师的使用。
2.1.1 黑板的来源 在文字发明以前，人们发现木炭可以作画，在欧洲的一些古代岩洞里可以发现古代的一些壁画，画着这些壁画的岩壁从传统意义上讲已经可以称为黑板。
中国古代教学
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多用一种被称作沙盘的物品，用硬木在沙土上反复书写，但因为沙土松软性，它并不能被认为成时一种黑板。
中世纪，人们发现石灰与水混合制成块状物，用类似于木炭笔的方法在深色坚硬的物品表面书写，到了 19 世纪，人们用黑漆涂在木板表面，以保护木板不被侵蚀，当然那时黑板的主要作用并非是教学，直到 19 世纪中期才在世界各地学校流行起来. 两百多年来，黑板从最早的用黑色涂料涂抹在木板，水泥等坚硬物体表面，到九十年代的水磨玻璃，现在的彩涂钢板，复合材料板....见证了世界教育事业的一步步发展，为人类传播知识，普及教育，立下了汗马功劳。
现在，黑板的种类也开始变的复杂多样，从颜色上分有黑板，绿板，白板....从表面形状上分有平面板，弧面板，从结构组成上分有支架活动板，推拉板，升降板，磁性黑板，从用途上分有教学黑板，办公白板，广告板，展示板..而教学黑板又有电子黑板，多功能组合板，组合推拉黑板、交互式电子白板，带幕投影板等等。
2.1.2 各类黑板的特点 平面黑板特点：运输方便、安装简单，运输过程中可以零散运输，到达目的地就地组装、安装，方便高效快捷，满足用户全方位需求；同时适应不同地区气候的需要，不会出现脱落、起泡等现象，使用寿命长，有效的保障教学的顺利进行，色泽柔和，字迹清晰，易写易擦，粉尘少，保护视力，配装高档铝合金边框，ABS 包角及铝合金粉尘槽，隐形安装。用于教师，办公室、会议室、洽谈室等如图 2.2 所示平面黑板。
图 2.2 平面黑板 推拉黑板特点：推拉黑板又称复合黑板是近两年来各地学校比较流行的新式书写板，推拉黑板表面上和普通教学黑板用法是一样的，但推开挡在外面的两块板面后，就出现了交互式电子白板或液晶触摸电视，即可实现电教，推拉黑板的最大作用就在于此：使传统教学与现代教学相结合---书写板与电子白板之间随意切换，安全方便。外框和轨道一体化设计，推拉顺畅，使用方便，噪音低，安全可靠，环保卫生。如图 2.3 所示推拉黑板。
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图 2.3 推拉黑板 组合式黑板特点：给学校提供一个整体的可以挂墙的巨大电子屏,实现传统教学与现代教学的完美结合， 将传统板书与多媒体教学有机地融合在一块教学板上，既可以进行投影，利用内置资源进行高效率的教学活动，又可以利用环保笔进行随意书写和解题，使现有的教学平台更上一个台阶。如图 2.4 组合式黑板。
图 2.4 组合式黑板
图 2.5 弧形黑板
弧形黑板特点：书写黑板板面采用涂以耐磨涂层的优质合金钢板，耐磨，不脱落，不褪色，经久耐用，黑板的书写手感好，字迹清晰，易写，易擦试。粉尘少。用粉笔书
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写的黑板板面为墨绿色，不刺激人的眼睛，有利于视力的保护；用水性笔书写的黑板板面为白色。该板为革新通用教学板，ABS 包角、书写板镶嵌在大外框内自然成弧度，隐形安装。该板根据光学原理设计，聚焦反射光源，永久性不反光，高档耐用。如图2.5 弧形黑板。
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3.制图专用黑板的设计 3.1 横尺与竖尺的设计 横尺主要是用于水平线的绘制，竖尺主要是垂直线的绘制。横尺与竖尺在绘制过程中需要完成以下 2 点功能：
1、在移动横尺与竖尺过程中要保证横尺的水平度和竖尺的垂直度； 2、横尺与竖尺能在黑板的任意位置停留并固定，以方便绘制图形。
为实现以上 2 点功能，作品设计如图 3.1 所示，横尺的两端各安装 2 个滑轮，滑轮嵌在黑板 3 的滑槽中，四个滑轮滑行保证横尺的水平度，并在横尺的中间安装一个水平仪，以方便水平面参考。同理，竖尺的设计思路与横尺类似。
1、横尺 2、滑轮 3、黑板 图 3.1 横尺与竖尺设计示意图 3.1.1 量角尺的设计 量角尺主要用于斜线，量角度。而完成这一功能的主要部件是角度刻度板，量角尺及固定吸盘组成，共同完成以下 2 点功能：
1、能固定任意一点做支点，用于量角度； 2、量角尺可以绘制黑板任意角度，任意位置的斜线。
为实现以上 2 个功能，作品设计如图 3.2 所示，将固定吸盘放置竖尺的槽中，量角刻度板固定在于固定吸盘上，量角尺的一端在固定吸盘上可旋转，用于测量角度。
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1、竖尺 2、量角刻度板 3、固定吸盘 4、量角尺 图 3.2 量角尺设计示意图 3.1.2 圆规的设计
1、活动尺 2、固定吸盘 3、固定尺 4、固定吸盘 5、黑板 6 量角尺. 图 6 圆规设计示意图 圆规的主要目的是画圆和弧线，为实现绘制各种长短的圆和弧线，且画圆的范围涉及到大部分黑板，本项目设计了用不动尺和活动尺配合固定吸盘完成圆规的设计。将不动尺通过固定吸盘与量角尺结合，将活动尺配合固定吸盘与不动尺配合，画圆的时候将固定吸盘 4 吸住黑板，作为圆心，固定吸盘 3 固定不动尺与活动尺，旋转便可绘制弧线与圆。该装置的最长的半径是不动尺加活动尺的长度，最小圆半径则是不动尺减去活动尺的长度，在最大半径与最小半径之间的任意长度都可以通过两把尺的配合完成。
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结
论 针对现有学校老师上课时在黑板上画图由于工具多而产生的画图繁琐、效率低的问题，设计了一种提供便捷的教学制图工具，将原有的直尺、圆规、量角器结合在了一块黑板上。制图专用黑板基本可以满足大部分制图课堂的需要，如数学、几何、物理、机械制图等课堂教学制图。
通过滑动标有刻度的竖尺，可以在黑板的任意位置画任意长度的竖线。通过滑动标有刻度的横尺，可以在黑板的任意位置画任意长度的横线。通过量角尺结合量角刻度板可以画任意角度的直线。通过圆规活动尺和圆规不动尺结合关节吸盘可用来画一定直径范围内的圆或弧线。
该作品在不使用时，可以把制图工具移位至黑板边缘并固定，使用制图工具时可以打开固定扣，使用制图工具，既不影响正常的黑板使用，又能在需要的时候大显身手，成为教师教学的好帮手。
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致 谢 本论文是在我的指导老师 XX 老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。在整个毕业设计期间，得到了 XX 的认真指导和帮助，XX 的严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，XX 老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向 XX 致以诚挚的谢意和崇高的敬意。同时要感谢分院领导和老师给我们提供了良好的环境和热心指导。
最后，衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本论文和参加答辩的各位领导和老师，由于首次作制图专用黑板的开发，错误、漏洞一定不少，望各位老师不吝赐教。
最后感谢母校给与本人深造的机会。
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参考文献 [1] 许翏、王淑英．电机控制与 PLC 应用[M]．机械工业出版社，2009：57-81． [2] 郑立平、张晶．电机与拖动技术[M]．大连理工大学出版社出版社，2006：165-173． [3] 巩云鹏、孙德志、喻子建．机械设计课程设计[M]．冶金工业出版社，1999：2-47 [4] 孙志礼、冷兴聚、魏延刚、曾海泉，机械设计[M]．东北大学出版社，2000：68-83． [5] 郑文纬、吴克坚．机械原理（第七版）[M]．高等教育出版社，2003：67-103． [6] 郑立平、张晶．电机与拖动技术[M]．机械工业出版社，2009：57-81． [7] 朱润华、张江华．Pro/ENGINEER WILDWIRE 机械设计与实例详解[M]．电子工业出版社，2009：1-191 [8] 陈玉萍、高龙士．机械制图与 AutoCAD[M]．机械工业出版社，2009：108-203． [9] 王明亮．中国学术期刊标准化数据库系统工程的[EB/OL]． [10]
姜雅琴、李军．液压与气动技术第二版[M] ．高等教育出版社，2009：1-198