多功能绘图仪

陕西省西北工业大学附属中学

作者：邵彦辰

辅导教师：冀宇航  王雯

项目简介

1、本绘图仪上有多功能绘图转盘、L形尺等构件。它集圆规、量角器、曲线板、直尺、丁字尺等绘图功能于一体，可快捷画出园、角、弧、曲线、平行线、各种多边形、统计图、表格等。简单、方便、安全，适合中小学生使用。

2、在做数学作业时，发现使用圆规、量角器等不易操作，费时费力。尤其使用圆规时圆心在作业本上扎不稳，圆规上的圆心针对幼小学生也不安全，因而产生改进的念头。

3、主要目的：绘图简便、快捷；一器多能多用；易操作、易携带；结构简单、耐用、价低。基本思想：在绘图模板上设置可360度转动的转盘，转盘上设计系列半径孔，可由笔尖拨动转盘完成画圆。转盘上还设有带刻度的基准三角形和矩形，通过旋转完成多种角度和图形。

4、从构想最简单的文具开始，一步一步设计出一个较复杂的多功能绘图文具。①现用量角器中心加装一转动尺，使其在确定分度的同时画出扇形图的边界线。②在一张薄板上刻出一组矩形孔，可以不移动模板，就能快速画出一组条形图。③在一个园形模孔中，安装一个多孔圆片，在圆片的半径线上，开一组间距相等的小孔，只要将笔尖插入小孔，拨动圆片转一周，就可以画出相应的圆形。④在上述可转动的圆片上开一中心线孔和三角形孔，便可以画出圆的中心线、直角坐标线和各种角度的多边形。⑤再把L尺等其它一些文具功能集成在基板上。

5、对画图文具结构、性能、操作程序全面分析、综合、取舍，从而设计新型多功能绘图仪，这涉及到系统工程和优化方法的简单运用。多功能绘图仪是根据几何学和机械转轴原理构思的。

6、多功能绘图转盘，以圆盘的圆心为轴，在一个模板上360度转动，在转盘上设置中心线孔槽，直角三角形孔等结构。在画图面板上设计可拉伸的L形尺。

7、该绘图仪已获得国家知识产权局新型实用专利，经在中国知识产权网专利检索，未发现有同样结构专利产品。

8、进一步设想：可在基板上加装小型计算器等。

浮拉双球防臭地漏

山东省荣成市第三十五中学

作者：王超逸辅导教师：王华安王玉兰

项目简介

1、项目摘要：浮拉双球防臭地漏——浮拉密闭式与浅水封式结合地漏。

2、确定选题：发现家里的地漏经常阻塞或防臭效果不好，清洗不方便。

3、基本思路：设计的目的就是做个能存水防臭地漏，方便清洗型的。

4、研究过程：起初，我想改进家里的地漏，想做个简单地漏，里面放个球，有水的话球就浮起来，水就可以排下去，没水的时候就沉下去可以防臭，但是实验一看不可行，球轻点能浮起来密闭效果不好，球重点就浮不起来。接下来我就想到大球拉小球的方法，把一个大球和小球连起来，利用大球的浮力拉动小球也上浮，效果很好。停止流水，水平面下降到一定的位置时，地漏将储存小部分水可防止臭气、害虫等。之后，我发现了我的设计的还存在一些不足之处，还是达不到我想要的最理想效果。我就把下面的小球改成向下扣的有一定重量的U型筒状，与大球连成一体，扣在下面的出水管上，让漏芯与出水管形成一个浅水封结构。中心增加一个中心轴，在顶部设计一个分流器，减少流水对漏芯的冲击力和压力，让水从四周向下排，增加漏芯的浮力效果，漏芯随排水量的大小上下浮动，排水通畅。当停止排水后，存水面到漏芯没有浮力时停止，漏芯下沉封住出水口，下面的存水形成简单的浅水封，这样形成了两道隔绝保险，即使长时间不用里面的存水蒸发，漏芯也盖住出水口形成有效的防臭、防虫等作用。如果想增加防反水功能可以在出水口下增加一个倒扣碗状空心体，返水的时候浮起封住出水口。

5、方法原理：利用浮力、连通器等原理。

6、创新部分：我设计的地漏是密闭与水封相结合的。

7、同类研究调查：以前的地漏都是水封式、偏心块式、弹簧式、吸铁石式、重力机械式、浮球式等，各有利弊。

8、完善设想：在推广制造使用时，上盖和分流器网罩可选用优质进口304不锈钢材料，外壳和漏芯可用优质ABS高分子材料，经久耐用。

多功能改良组装伞

江苏省常州市第二十四中学

作者：殷韵

辅导教师：杨小春

项目简介

经常看到导游们在烈日或者暴雨下，一手举着导游旗，一手撑着伞，所以我就尝试寻找一个两全其美的办法，将伞和导游旗的结合，另外还增加了双面伞扣、透明伞窗、指示灯，由于增加了这四大功能，小小的一把伞更能充分发挥它的功效。

①将导游旗杆与伞结合在一起，方便拆卸又不影响伞和旗杆单独使用时的外观和方便，在尝试固定方式时，发现每一把伞顶中央的顶盖都是一个螺栓，它是可以旋下的，下面连接了一个螺母，于是就在金属的旗杆下面焊上一个与原螺栓相匹配的螺栓，从而达到自由拆卸组装旗杆、伞的目的，在不用时也方便单独使用。经过调查普通折叠伞的顶端螺栓主要有6mm和8mm两种，而6mm居多，所以本发明以6mm螺栓设计，以后可以考虑更换不同的螺栓。

②在旗杆顶部加装一个小彩色LED闪烁灯。由于闪烁灯可以更好的引起人的注意。指示灯的电源、开关置于导游旗杆底部，方便控制开关。连接灯泡与电源的导线置于旗杆内部，采用细弹簧线作为导线从旗杆顶端穿到底部开关处，方便伸缩。根据实践发现，普通的两节1.5V电池可以让灯持续工作50小时，也就是如果每天使用1小时，可以使用接近2个月。

③一般市面上的伞的伞扣一般采用揿钮或毛刺，但都是单面的，在伞扣正反两面都加上揿钮较为困难，但尼龙搭扣（俗称毛刺）用针线即可缝上，因此选用尼龙搭扣作为伞扣缝制在正反两面。从而从细节解决日常使用时收伞卷错方向的小麻烦，并且取材方便，简单实用。

④遇到大风大雨的时候，迎风走路时为了总要把伞压得很低，但这样会挡掉视线，不方便走路，同时市面上的透明的塑料伞又都不可折叠很不方便携带，于是给伞“开窗”即将一块透明防水塑料布缝制在伞面。从而在伞向前倾斜时能透过“伞窗”看到前方障碍物，避免危险。通过在淋蓬头下实验，所开窗口具有防雨功能并且视线良好，但是当水量比较大的时候无法看清。

消防栓位置自动提示器

辽宁省大连市第三十七中学

作者：于东平

辅导教师：于春杰  陈永忠

项目简介

项目摘要：本项目由烟雾传感器、电控门、蜂鸣器、LED灯组、灯控电路、继电器、电源模块等组成。针对消防栓设定的现状，共同存在一个安全隐患问题即在黑暗中很难找到。本项目使消防栓门装有发光材料在黑暗中目标明显。①消防栓门把手设有微光；②LED灯组组成红色“消”字，在夜幕时，消防栓门自动点亮，提示消防栓所在位置③在易燃易爆环境中一旦火灾，在烟雾传感器作用下蜂鸣器响、消防栓门自动打开，消防栓内顶灯亮，为消防快速灭火提供方便条件。LED灯组、电控门的电源正常由市电供给，一旦发生火灾停电，将自动切换备用电源以保障消防栓提示装置正常工作。“消防栓位置自动提示器”简单、科学、新颖、实用。

选题的确定：经日常观察消防栓位置①有规律易找到；②无规律不易找到；③消防栓门的颜色与墙壁颜色一致，但共同存在一个安全隐患问题即在黑暗中很难找到消防栓。小小消防栓牵动人们的生命财产，牵动国家的财产安全，我决心探索研究，在家长、老师的支持下消防栓位置自动提示器的小发明从此开始了。

目的和基本思路：①无论在白天或者在黑天，能迅速找到消防栓，及时灭火，确保人民生命财产和减少国家经济损失。②在消防栓门设置LED灯、发光材料，在黑暗中起到导航作用。③在易燃易爆场所，设有烟雾、蜂鸣器报警，消防栓门自动打开、灯亮为快速灭火提供方便条件。

研究过程：①发现问题；②查新定题；③构思设计；④找购材料；⑤制作实验；⑥整理总结。

科学方法、科学原理：应用光、电磁学原理、传感技术。

主要贡献(创新部分)：①利用发光材料、LED灯使消防栓在黑暗中位置明显，为迅速灭火起到导航作用。②在易燃易爆场所通过烟雾传感器控制电路使蜂鸣器响，消防栓门自动打开，灯亮，为迅速灭火提供安全保障。

他人同类研究的情况调查：经查新未发现同类产品进一步完善该项目的设想：根据不同环境、条件进一步开发不同的声、光消防栓提示装置。