新型核桃剥壳器

四川省开江县普安中学

作者：李瑞峰

辅导教师：王万建  彭辉  唐明慧

项目简介

一、制作原理：我们常用的核桃夹都是从外向内夹，核桃壳的硬度远远大于核桃仁，仁又是脆的，很容易把核桃仁夹碎，有时是粉碎，造成浪费，并且费力。个别个大壳厚的根本夹不破。核桃壳虽然坚硬，但也有薄弱点，我发现核桃壳上都有一个不大明显的缺口，如图1（图片都见研究论文）。于是，我设计了由内向外剥的新型核桃剥壳器。

二、制作过程、原理、方法从核桃壳的缺口处着手，从内向外剥。核桃壳是一个球状的曲面，第一次制作时，我是用两根粗细不同的钢丝（粗的长1厘米）锤扁，再弯曲。焊接在尖嘴钳上，见图2．使用时将细的一根从缺口插入，见图3．一手握紧核桃，一手用钳夹紧核桃壳，向外扳。见图4。核桃壳就一块一块地剥掉，当核桃壳剥到一半时，见图5．仁就可取出。剥出的仁大都是完整的。见图6．在市级市大赛上获得了特等奖。其后，我对项目又进行了反复的研究、试用。发现若能使两根弯曲的钳爪不再焊接，自成整体会更好。又通过多次改进、试用、调整。又制作成更加完美的作品。见图7．参加省级大赛得到评委的肯定，获得了一等奖，安捷伦科技英才奖。为了在全国大赛上，具有竞争力。又进行了反复的探究，发现外面的一根着力点，能集中到一点效果会更好。又在上面焊接了一块三角形的钢片，见图9、10。这次改进有了重大突破，发生了质的变化，用起来更省力，效果更好，运用自如。项目运用了核桃壳为曲面的结构特点，巧用了杠杆原理。用了内部攻破，里应外合，双面夹击等方法。

三、创新点：从核桃壳上的缺口着手，根据核桃壳为曲面的特点，制作成从里向外剥的核桃剥壳器，从内部攻破。剥壳器的两根弯曲的爪子一根能插入核桃壳内，向外施力，另一根向内施力，着力点集中到一点，里应外合，双面夹击。剥出的仁大都是完整的，没有一点浪费。将杠杆原理应用于生活实际，既省力又方便。实用性强，使用范围广，家家户户都需要。且一劳永逸，是一件名副其实的小发明。

路面积水远程报警及自动排水系统

北京市第八十中学白家庄校区

作者：杨东麟

辅导教师：陈宇红

项目简介

摘要：北京市的道路积水发生后，部分车辆因误入积水区域后被困，进而导致人员伤亡和重大财产损失。本人发明的《路面积水远程报警及自动排水系统》，可以做到：1、实时监测积水深度；2、迫近提醒；3、远程报警；4、自动排水，及时解除险情。

选题的确定背景：“721”暴雨灾害中，北京市个别路段积水深达6米，但机动车驾驶员竟然接收到没有任何明显的预警信息。路边的警戒线（标志）形同虚设。

项目设计的基本思路：要把这个小系统放大并应用于城市道路管理后，就可以持续不断地发挥作用。为此，开发过程中注意体现：1，远程预警，提前告警；2，经济、实用，便于部署实施；3，稳定、可靠，确保不发生漏报；4，节能、环保，避免重复建设；5、可持续运行维护；6，即时排险。

项目的研究过程中，遇到的主要困难包括：1、单片机程序编写；2、LED显示屏电源功率确认；3、双路电源切换方式。研究的过程中，还经历了多个自我否定的过程：1、调整“声、光、电一体报警”的方案，改为直接使用LED显示屏；2、变更“市场化运维”，为完善北京市交管局在现有的智能交通系统；3、取消太阳能“逐日系统”，以降低成本；4、先取消，后经过论证又补充了超声波感应器设计。

项目应用了太阳能技术、传感技术、单片机技术、LED显示技术，以及GSM远程通信技术。项目最主要的贡献在于：为公共管理部门提供了一个完备的解决方案，最大限度地降低因暴雨带来的财产损失，避免人员伤亡。在国内的公开文献中，没有检索到文献能够覆盖本项目的所有技术要点，项目具有明显的创新性。本人将向相关部门无偿转让本项目，并建议与城市现有的道路诱导系统结合。在进一步优化系统的同时，最大限度地实现系统的社会效益。

高效防尘环保电动粉刷

澳门特别行政区培正中学

作者：吴绮琦

辅导教师：劉冠華

项目简介

1、项目摘要；我想制作一个以废物利用和保为主的电动粉刷。它除了可以用USB充电外，体型又小；既能把粉末收集、直一举多得。而且成本较低，只要自行购买小量的电子零件，其他的物料都是日常生活可以随意找到，十分方便。

2、该项目的选题是怎样确定的：每次下课小息，看见班上的值日生拿起学校供应的粉刷擦黑版时，总是把粉笔碎掉进粉笔槽和漂到地上，很难清理;而且坐在头位的同学亦有可能因长时间太近黑板把粉笔碎吸入肺部，影响身体健康。

3、设计(或研究)该项目的目的和基本思路我希望可以制作一个既配合环保节能和防尘，又能把粉笔碎一次过收集，易于清理。

4、该项目的研究过程：(1)首先购买市面上可以买到的电动粉刷以作参考(2)购买电子零件(例如小电池，小的马达等)，和收集一些”废物”以作测试(3)把所需的对象组合(4)把作品作最后修改

5、该项目应用了哪些科学方法、科学原理：多种原理。

6、该项目的主要贡献(创新部分)：①．体积较小，成本低适合年纪尚小的儿童使用；②．USB充电，比较环保；③．废物利用：以一些坏了或常弃置的物品制作(例如：环保袋，鼠标等)；④．成本低，适合不同阶层的人员选购废物再用，用废弃鼠标作粉刷主体。环保再用，用环保袋作刷黑板物料，经测试比原粉刷物料的吸尘能力更高。

7、他人同类研究的情况调查：现时可以在市场可以买到的电动粉刷的体积较大、费用昂贵，刷黑板的布料不易找到替换品和不环保的缺点设计。而我的作品是用USB充电，以多种废物重新组合，小巧轻盈，体积亦符合年纪较小的学生使用，比较方便。

8、进一步完善该专案的设想：我希望可以加强它吸笔碎的强度，使它能够完全把粉笔碎全都收集好。

太阳能多功能移动电源

澳门特别行政区濠江中学

作者：叶鹭

辅导教师：何忠亮  谭勇倡

项目简介

简介：本产品是为用户在无电环境或远离市政电源的室外而设计的专用电源，由太阳能电池板，控制器，蓄电池，稳压电路，升压变换电路，后备充电降压整流等电路组成的实用新型产品。本产品具备国内外同类产品的所有功能，即主要依靠太阳能提供电能，也设计有由后备充电电路，以确保连续阴雨天时正常供电，同时具有稳定的交直流电源输出，电量充足，能满足中小功率用电器需要。如为各类）iphone、3G手机、平板计算机等数码产品充电，以及为手提电脑、扩音机等提供220v交流电源，特别适合为各类户外活动提供交直流电源。

思路：鉴于各种小巧用电器如手机，手提电脑，有源音箱等已广泛应用于各个领域，成为人们日常生活不可缺或的一部分。但常因内置电池电量不大，或因远离市政电网无电源供应，这些用电器无法正常使用。而用好太阳能，节约不可再生能源是时代的需要。于是我选择研制一款利用太阳能且具较大功率又便于携带的移动电源。经网络查寻，发现目前国内外类似产品各有缺陷，改进空间很大。如有的为“分体型”不便携带，有的电量过小，不能满足需要，几乎所有产品都没提高太阳能板发电效率的设计。在老师指导下，我确定以下设计

思路：1、首先是环保型产品，用好太阳能，减少对市政电网的依赖；2、外形设计合理，视觉效果良好，能为公众所接受；3、太阳能板与供电主体为一个整体，便于携带或移动；4、能提供5V、12V直流电源和220V交流电源；5、鉴于太阳能板同太阳光线的角度直接影响发电效率，特设计：太阳能板简易支撑装置和太阳能板发电效率监控仪表，能快捷调整太阳能板的方位角和倾斜角，以保证获得最佳光电转化效率；6、需优化整合电路，尽可能减少各种静态能耗。制作的产品经检测，交直流输出稳定，尤其提高发电效率的创新设计效果明显，达到“增――效能，减――能耗”的设计目标，充分凸现了本产品的优势。