基于静电修复原理的除尘粉笔擦.pdf

-95-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024中国科技信息 2024 年第 8 期三星推荐本产品是一种基于静电吸附和超声波加湿的环保除尘粉笔擦，通过震荡片在水箱的高频振动对黑板擦底部的三个自动滚筒刷进行雾化加湿，使得擦除过程中的微粒与水结合，提高擦除效果，中间和两侧的四个缝隙加装鼓风机，将产生的粉尘和粉尘与水结合形成的微粒吸入滚轮底部的静电吸附装置，装置中玻璃纤维滤纸连接静电发生器，静电发生器连接电路板以使所有吸入物带上负电荷，直接通向阳极的储尘仓，储尘仓内设有挤压设置，通过挤压提高储存量，产品同时设有自清洁功能，产品所有电路和装置均为防水设计，清洁时只需将水倒入产品内，启动震荡片，通过整体的振动将所有污物清除。环保除尘粉笔擦市场需求随着国民生活水平的不断提高，人们对智能教具的关注度逐渐增加，智能用品的需求愈发高涨。随着人们对环境保护和个人健康的重视，他们越来越倾向于选择健康环保的产品。由于环保除尘粉笔擦采用无尘的设计，避免了有害物质进入空气和皮肤，因此受到更多人的青睐。静电吸附技术国内和国外的静电吸附技术在基本原理上是相似的，都是利用电场将带电颗粒吸附到带有相反电荷的电极上。然而，国外的静电吸附技术在应用领域的广泛程度和技术成熟度上相对较高。国外的研究和实践经验更为丰富，应用于空气净化、工业粉尘处理和环境保护等领域的案例更多。此外，国外的静电吸附技术具有更高的效率、更低的能耗和更好的适应性，以满足不同行业和环境的需求。超声波雾化技术国内和国外的超声波雾化技术都具有广泛的应用领域，包括医药、化妆品、农业等。然而，国外在超声波雾化技术方面的研究和应用更为深入和成熟。国外的研究机构和企业常常致力于改进超声波雾化技术的效率、稳定性和控制粒径分布的精度。此外，国外的超声波雾化技术在产品开发和实际应用方面更具多样性和创新性。行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度基于静电修复原理的除尘粉笔擦杜明珠 白博闻 潘晓宇 关劲秋杜明珠 白博闻 潘晓宇 关劲秋*佳木斯大学杜明珠，音乐学院本科生。白博闻，理学院本科生。潘晓宇，机械与工程学院本科生。通信作者：关劲秋，佳木斯大学理学院院长，副研究员。基金项目：黑龙江省大学生创新创业训练项目：S202310222104。中国科技信息 2024 年第 8 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024-96-三星推荐防水涂料技术国内和国外的防水涂料技术在建筑和工程领域都有着重要的应用。国内在防水涂料技术上取得了一定的进展，不少企业和研究机构致力于开发防水涂料产品和解决方案。然而，相比之下，国外的防水涂料技术更为成熟和多样化。国外的防水涂料技术通常具有更高的性能指标，包括抗水渗透性能、防腐蚀性能和耐久性能等。此外，国外的防水涂料技术还注重环保和可持续性，研究开发了更多的水性涂料和低挥发性有机化合物（VOC）涂料。综上所述，国内和国外的相关技术在应用领域、研发成熟度和性能指标上存在一些差异。虽然国内在一些领域有进展，但相比之下，国外的技术更为广泛应用、成熟并且具有更高的性能标准。技术方案论证我们的产品是一种基于静电吸附和超声波加湿的环保除尘粉笔擦，通过震荡片在水箱的高频振动对黑板擦底部的三个自动滚筒刷进行雾化加湿，使得擦除过程中的微粒与水结合，提高擦除效果，中间和两侧的四个缝隙加装鼓风机，将产生的粉尘和粉尘与水结合形成的微粒吸入滚轮底部的静电吸附装置，装置中玻璃纤维滤纸连接静电发生器，静电发生器连接电路板以使所有吸入物带上负电荷，直接通向阳极的储尘仓，储尘仓内设有挤压设置，通过挤压提高储存量，产品同时设有自清洁功能，产品所有电路和装置均为防水设计，清洁时只需将水倒入产品内，启动震荡片，通过整体的振动将所有污物清除。雾化模块主要功能通过高频振动的震荡片对在产品底部的三个自动滚筒刷进行加湿处理。这个过程会使得擦除过程中产生的微粒与水结合，从而提高擦除效果。这个模块如图 2 通过超声波技术实现加湿功能。技术原理超声波振动：在超声波雾化系统中，通过超声波发生器产生的高频声波将传递给液体。这些声波通常位于20100kHz 的频率范围内。液体震荡：当超声波传递到液体中时，它会引起液体分子的震动和相互作用。这种震荡会产生液体内部的波动和扰动。表面波动：液体表面处的分子会受到超声波的激励而产生波动。这些波动形成了液体表面的不规则形状，形成了液体的微小起伏。液滴形成：由于液体表面的不规则形状，液体开始分解成微小的液滴。这些液滴被喷射到空气中，形成了微细的雾状颗粒。超声波雾化技术的优点是产生的雾状颗粒非常细小（典型尺寸在 120m 之间），具有较大的表面积和更加均匀的颗粒分布。这使得超声波雾化技术在许多应用领域中得到广泛应用，例如医疗喷雾器、雾化涂层、气雾火炬等。超声波雾化技术使用超声波的振动力量将液体分解为微小液滴。吸尘模块主要功能产品的中间和两侧的四个缝隙内设有吸尘器，用于将产生的粉尘和粉尘与水结合形成的微粒吸入滚轮底部的静电吸附装置。技术原理吸尘器是一种用于清理灰尘和杂物的设备，其技术原理基于负压原理和气流吸引力。负压原理：吸尘器内部产生负压，也就是低于大气压的压力。通过电动机或气流机制的驱动，吸尘器内部的空气被迅速抽出，形成了负压环境。气流吸引力：当负压形成后，吸尘器的吸口或吸头接触到地面或物体表面时，高压环境的空气会自然流向低压环境，并带走灰尘、杂物等。过滤系统：吸尘器还配备了过滤系统，用于阻止灰尘和杂物进入机器内部的电动机或气流机制，并将空气净化后排放出去。常见的过滤系统包括纸袋、棉布袋、HEPA过滤器等。总结来说，吸尘器的技术原理主要是利用负压和气流吸引力将空气中的灰尘和杂物吸入，并通过过滤系统隔离和捕捉这些颗粒，以实现清洁效果。静电吸附模块主要功能静电吸附装置利用静电发生器产生带负电荷的电场，将微粒吸附到连接玻璃纤维滤纸上。被吸附的微粒通过滤纸直接通向阳极的储尘仓进行分离和储存。这种装置如图 3 可以图 1 国内教具市场规模图 2 超声波雾化部分设计图-97-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024中国科技信息 2024 年第 8 期三星推荐有效地去除空气中的微细粒子，并提供清洁和净化的功能。静电吸附部分设计图：技术原理玻璃纤维滤纸：玻璃纤维滤纸是一个重要的组成部分，它在装置内充当滤料的角色。这种滤纸通常具有细小的孔隙结构，能够捕捉和阻止微粒通过。静电发生器：静电发生器是连接玻璃纤维滤纸的装置，其作用是使所有吸入物带上负电荷。具体来说，静电发生器建立了一个带有负电荷的电场，通过连接电路板将负电荷传输到待吸附的微粒上。静电吸附过程：当气流带着微粒通过静电发生器时，微粒上的气流中携带的带负电荷，通过静电吸引力的作用被吸附到连接玻璃纤维滤纸上。由于玻璃纤维滤纸上带有负电荷的静电场，吸引和捕捉带电的微粒。这样，微粒就被有效地吸附到滤纸上。储尘仓和阳极：在静电吸附过程中，滤纸上吸附的微粒会积聚在滤纸上，形成灰尘。这时，滤纸直接通向阳极的储尘仓。阳极是一个带正电荷的电极，通过电场的作用，将吸附在滤纸上的微粒收集到储尘仓中。这样，灰尘被有效地分离并储存起来，以便后续处理和清理。储尘模块挤压设置是储尘仓中的一个功能模块，旨在通过挤压手段提高储存量。主要功能在储尘仓内设有挤压设置，它的作用是通过挤压手段提高储存量并保持除尘过程的连续性。这个模块的设计和功能确保了除尘装置的高效性和可持续运行。技术原理挤压原理：挤压是指通过施加外力将一定物质压实或密集排列的过程。在储尘仓中，挤压设置通常由可调节的结构组成，可以根据需要进行调整。该结构通常包括固定的压实板和可调节的挤压装置。储尘仓内的挤压功能：当储尘仓内的灰尘或吸附微粒达到一定的量级时，挤压设置会被激活，并进行挤压处理。通常，压实板会施加外力，将灰尘或吸附微粒压实。通过挤压的作用，灰尘的体积可以被减小，从而提高储存量。可调节的结构：挤压设置通常采用可调节的结构，使得挤压过程可以根据需要进行调整。这样可以根据储尘仓内的灰尘积累情况和处理要求，灵活地控制挤压的力度和时机。例如，可以根据灰尘的压实程度和储尘仓的空间状况调整挤压的力度和频率，以实现最佳的储存效果。储尘仓容量提升：通过挤压设置，储尘仓的容量可以得到有效提升。挤压过程将灰尘压实，使得储尘仓内的空间被更好地利用，从而增加储存量。这样可以延长储尘仓的使用时间，减少清理和维护的频率，提高整体的除尘效率。自清洁模块主要功能振动作用能够将污物从产品内表面或隐蔽区域清除，使产品保持干净和卫生。这种技术原理使得清洁过程更加方便和高效。技术原理自清洁功能：该产品设计了自清洁功能，意味着用户可以将水倒入产品内进行清洁。这个特性使得用户可以方便地清洗产品，保持其卫生和性能。水的作用：将水倒入产品内可以起到两个作用。首先，水可以溶解或带走粘附在产品内表面的污垢或污物。其次，水的润湿性可以帮助扩散和分散污垢，使清洗过程更加彻底。震荡片：产品配备了震荡片（也称为振动片）作为实现清洁的关键组件。启动震荡片后，它会产生振动，这种振动传导到整个产品内部，并通过物理作用来清除污物。整体振动作用：当震荡片启动时，它会以一定频率和幅度振动，这将导致整个产品内的振动。通过整体振动作用，污物产生剪切力、摩擦力和冲击力，从而使其从产品的表面或缝隙中脱落。清除污物：震荡片的振动作用能够清除产品中的所有污物。无论是附着在表面上的污垢还是堆积在隐蔽区域的污物，都可以通过振动的作用进行清除。震荡片产生的能量可以摆脱污物的附着，使其从产品内部完全去除，恢复产品的清洁状态。防水模块主要功能为了确保产品的安全和耐用性，所有电路和装置均采用防水设计。这使得产品在清洁时，可以直接将水倒入产品内，而不会对内部电路和装置造成损坏。技术原理防水材料：选择硅酮和硅酸盐的复合材料制作防水涂料。这些材料具有较低的水渗透性和较高的耐水性，能有效阻止水分渗入涂层下的电路和装置。密封性涂层：涂料需要具备一定的密封性，以防止水分渗入电路和装置。在涂料中添加特殊的化合物或具有填充功能的颗粒，以填补可能存在的微小缺陷或裂纹，形成一个连续的密封层。表面处理：在涂布涂料之前，对产品表面进行清洁、除油、除尘以及增强附着力的化学处理。这些步骤有助于尽可能增强涂层与产品表面的粘合力，从而提高防水性能。膜层厚度和均匀性：确保涂布涂料时，获得适当的膜层厚度和均匀性。过薄的涂层可能无法提供足够的防水保护，而过厚或不均匀的涂层可能导致涂层的开裂或脱落。通过以上模块的组合，我们的环保除尘粉笔擦可以实现自动化的加湿和除尘过程，提高擦除效果的同时保护环境。这些模块的工作原理相互协作，使得产品能够高效、图 3 静电吸附部分设计图中国科技信息 2024 年第 8 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024-98-三星推荐可靠地完成工作，并具备自清洁功能，提供便捷的使用体验。成本核算材料成本塑料、金属等原材料成本；静电发生器、玻璃纤维滤纸、挤压设置成本：根据市场价格获取或向供应商询价，以确定这些特殊组件的成本。生产工艺成本组装、测试、调试和包装成本：根据每个工序所需的人力资源、设备和工时，以及相关能源消耗，估算每个工序的成本。设备和工具成本：考虑到所需的特定设备和工具，包括生产线设备和测试设备等。功能组件成本震荡片、鼓风机、静电吸附装置等功能组件的成本。防水设计成本防水涂料、密封材料成本；防水测试和认证成本：包括对产品进行水密性测试以及获得相关认证所需的费用。自清洁功能成本自清洁组件成本：包括传感器、清洁系统等所需组件成本；控制系统成本：包括控制电路板、软件开发等相关成本。售后支持成本保修期内的维修和替换部件成本；技术支持和客户服务成本：包括客户热线、售后服务人图 5 产品建模图图 4 产品设计图员等相关成本。市场推广和销售成本市场调研成本：包括市场调查报告购买费用、研究人员费用等；广告宣传成本：包括广告制作、媒体购买等费用；销售渠道成本：包括分销商折扣、销售佣金等费用。基础设施和运营成本生产设施成本：包括租金或物业费、维护和保养费用等；仓储和物流成本：包括仓库租金、运输费用、包装材料等。