多自由度绘图黑板科研训练结题报告

多自由度绘图黑板科研训练结题报告内容摘要：

签署意见后，一式三份，报送校大学生科技创新与技能型竞赛领导小组办公室（挂靠校团委）。 三、本项目如获准立项，申请书即作为协议书生效。 签定、盖章后由校大学生科技创新与 技能型领导小组办公室、项目申请人所在单位和项目申请人各保存一份。 四、项目申请人联系方式一定要填写清楚，如有变动，请及时告知校大学生科技创新与技能型竞赛领导小组办公室（挂靠校团委）。 五、 大学生科技创新与技能型竞赛领导小组办公室（挂靠校团委）和项目申请人所在单位按相关规定负责检查项目开展情况。 4 项目名称 多 自 由 度 绘 图 黑 板 项 目 起 止年月 拟提交成果形式 实物 装置、专利 立项人姓名 赖剑斌 学 号 2020100725 学院 机械与电气工程学院 项目组其他成员 姓名 学号 班级 /学院 蔡慧明 2020100717 11 机械设计制造及其自动化 1 班 付明杨 2020100637 11 机械设计制造及其自动化 1 班 刘殷杰 2020100698 11 机械设计制造及其自动化 1 班 邓鹏飞 2020100643 11 机械设计制造及其自动化 1 班 指 导 教 师姓名 杨武 职称 副教授 所在学院 机械与电气工程学院 项 目 研 究 内 容 目前，教室中的黑板存在两个问题： 由于教室内黑板对光线的反射，严重影响了教室两边的同学们的视线，导致教室两边的同学们看不清黑板上的内容。 教师在黑板上制图只能大略绘制，使得绘制出的图形不够精准，可能会导致学生理解不够迅速，教学效率降低。 针对教室黑板反光的问题，本课题研究拟设计可在空间内变换角度的黑板。 该作品能在空间内变换角度，减少黑板对光线的反射，使同学们达到一个理想的视觉效果，从而解决同学们上课看不清黑板上内容的问题。 此外，针对老师上课 徒手 绘图不准确等问题，本作品拟增加一个可伸缩的连杆机构，通过该机构可使教师较为精准地在黑板上绘制出 一些基本图形。 作品变换角度的工作原理拟采用类似于机械臂的结构。 该机构在整个空间内采用对称布局，共设置四个连接臂，连接臂在墙壁上采用铰链连接，可以在平面内自由伸缩调整长度，使黑板自由的在空间内调整板面与墙壁之间的距离。 而在连接臂与黑板的连接处，则采用十字轴式万向节连接，以实现黑板相对于连接臂做一定角度的调整。 另外，本项目研究拟在铰链关节处加装电子抱闸，其在通电时可将关节锁住以固定黑板的角度，从而实现黑板变化角度后的制动作用。 通过十字轴式万向节以及电子抱闸的配合，可以实现黑板在空间内调整角度并在合适的位置固定，减少光线对黑板的反射，从而有效的解决黑板反光的问题。 采用的十字万向关节如图 1: 5 项 目 研 究 内 容 图 1 ： 十字万向关节 黑板绘图的功能是通过可伸缩的连杆机构实现的，连杆机构采用运动轨迹为圆的连杆，将粉笔放在连杆的末端，然后通过转动连杆，从而可以实现在黑板上画圆的功能，而通过改变杆的长度，就可以绘制出不同半径的圆。 同理，直线的绘制则通过该连杆作为直尺，杆的中间装有刻度盘，可方便量 取角度，从而可以画出任意角度的直线。 该连杆机构安装在可移动的导轨上，可以实现在黑板的任意区域内上下左右移动，以实现在黑板任意区域作图，而平时不用时，只需将它移到一旁，既不会占用黑板空间，又方便老师教学。 作品绘图功能示意图如图二所示： 图二：黑板绘图功能示意图 黑板整体效果图如图三所示： 图三：黑板整体效果图 6 研究工作的进度安排 完善方案，深究探讨创新点，确定研究方案 结构设计，工程图纸设计 完成作品实物样机 2020‎.‎4‎.9‎ 撰写实用新型专利申请书 完善和优化作品 2020‎.‎4‎.17‎ 收到专利申请受理通知书 项目总结 7 预 期 达 到 的 成 果 本项目研究拟取得以下成果： 2. 实现黑板在空间上任意位置变换，以调节黑板在空间中 的角度，使黑板对 光线的反射角度改变以减少反射光线，从而 有效解决黑板反光的问题。 教师通过绘图系统可以很方便的实现在黑板上绘制出一些基本图形，方便老师教学。 项 目 经 费 预 算 实验材料和加工费用 1600 元 辅导资料筹集和购买费用 150 元 打印复印费用 150 元 交通通讯等杂费。