智能防风防盗窗户

甘肃省嘉峪关市实验中学

作者：赵旭财

辅导教师：朱永军  帖师民  胡银铃

项目简介

研究过程1．发现人们经常会因为外出时忘关窗户而烦恼，“是否回家关窗户呢？”“要是小偷溜进家中怎么办？”。由此我萌发了制作一种利用风力和微动开关控制，在窗户外装配了震动式防盗报警仪，既可以防风、防雨，又可以防盗的新型装置——智能窗户。

2．这种窗户由铝合金框架主体、遥控信号接收装置、风触式开关、滑轮和传动索、继电器、直流电机、温控开关、报警器、导线、电源等设备构成。

创新部分：①利用悬锤受到风力摆动而形成闭合回路，使两个继电器控制马达的运转，使得窗户能自动的关闭，达到了智能化的设计目的。②下雨时雨水会使电路接通，马达运转，会使窗户自动闭合。③用遥控器可以对装在窗户上天线接收器发出信号，从而控制马达的开和停，使您能坐在沙发上方便的遥控窗户的开和关，体现了窗户对您人性化的服务。④在窗户外端装有震动式防盗报警仪，当窗户从外端被强性打开时，就会发出刺耳的报警声。⑤该窗户配置了温度感应器，当室内温度大于室外温度，窗户会自动打开，当室内温度小于室外温度，窗户会自动闭合。⑥在平常无风状态时，电路处于断开状态，因此不会耗损电量。即便是是窗户来回开关，也不会有您玩电脑、看电视时损耗电量。⑦该窗户使用的电源电压低于安全电压36V，使用便捷、安全，节能、环保。

多功能陪护机器人研究与产品设计

黑龙江省哈尔滨市第六十九中学校

作者：王长圣

辅导教师：刘哈生

项目简介

1、项目摘要：此项目的研究课题主要是多功能陪护机器人，它是集智能轮椅、人形机器人、人机交互、网络交流于一体的改良使用者感觉的一体化服务机器人产品。

2、选题确定：鉴于现有老弱残障人员智能轮椅的应用中的人性化不足问题，机器冰冷感的情况，使用者心里孤寂问题，确定了这个选题。

3、设计(或研究)该项目的目的和基本思路：依照老弱残障人群所需的基本功能及应用功能，侧重心理需求，在已有的智能轮椅的基础上进行人性化改造，将人形机器人与智能轮椅有机结合，加之智能人机交流技术，考虑降低功能体积比，减轻亲朋负担，并且随之提高了安全性，最重要的是尽量消除产品使用者的孤寂感，使智能轮椅真正成为陪护机器人。

4、该项目的研究过程：首先根据社会需求进行各项检索，找出需要创新开发的部分，该项目为组合陪护机器人即多功能陪护机器人；之后进行模型样机的初步设计制作，以获得初步直观效果；进一步综合设计多次完善设计及解决制造问题。

5、该项目应用了哪些科学方法、科学原理：先期注重各项检索防止重复耗费；多学科综合，机械原理、电器原理、传感器应用等一体化设计，采用低成本多功能设计制造；设计注重心理学效应，人机工程学，人机良好交互；初步简单设计制造，易于由浅入深，提高成就感积极性。

6、该项目的主要贡献(创新部分)：一种服务机器人，以智能轮椅为主体，非单一人形陪护机器人，尽量加装所需的各种日常仪器工具，不再冰冷的多功能陪护机器人。

7、他人同类研究的情况调查：智能轮椅、外骨骼助行机器人已大量研究，但单一先进轮椅人性化陪护很是欠缺。轮椅使用者尤其是老年人缺少亲朋推轮椅的那种温馨的感觉，孤寂感往往油然而生并难以抹去。

8、进一步完善该项目的设想：以后进一步设计更良好的助行机器人，站起来的感觉将更好，于此相配的将是配套搀扶式无线监测人形陪护机器人，可进行复杂动作及类人交流，全仿真外表，并且可进行舞蹈、音乐等娱乐活动。

家用自控型种子保质烘干装置

湖南省宁乡县双江口镇双江口初级中学

作者：刘神宝

辅导教师：廖剑强  杨红军  陈林

项目简介

在农村生产经营的过程中，种子的保质问题至关重要，近年来在坑农案例中，种子问题相当突出，本项目从关注农民切身利益和食品安全问题出发，研发了一种“家用自控型种子保质烘干装置”。　

该装置由贮存箱、波型支承板、温湿调控系统、温度场均衡系统以及预警警示系统等组成。将种子置于贮存箱内，根据不同种子设定相应的温度和湿度，启动自动系统和均衡系统，提供种子保质烘干的环境。　　

本项目的主要贡献是：从关注农民的切身利益和食品安全出发，针对种子的贮存的要求为依据，综合应用机械与自动控制技术，设计出一种性能可靠的“家用自控型种子保质烘干装置”。

在技术创新上有以下几点：①根据贮存要求和实验研究，确定了种子安全需求的温度和湿度（水稻、果类、豆类、药材）。②针对烘干箱中的温度场的均衡性要求采取了两方面的措施。其一，在比较研究中选择设计了横截面为波型的支承板。其二，设计了一种侧置型的空网系统，使得温湿度达到均衡的要求。根据种子的形态，进行通风单一的设计与实验。③增加预警装置，实行自动监控。④本项目的研究成果可延伸，推广到其他的场所，如食物的烘干保质、中草药的烘干保质。　

该项目的研究过程经过：项目确定、方案设计、功能确定、制作、试验、改进等。　

该作品应用的科学原理：运用了水分蒸发的三个因素和微电脑的程序控制。科学方法有：观察法、调查法、科学体验法、试验法、知识应用法、综合创新法等。　

根据中南大学科技查新报告内容显示，“在国内中文文献检索中，现有技术和方法已涵盖了该查新项目的相关内容，但未见将加热金属板做成凹凸状的表面，在金属板上分布相同大小的小孔，电加热丝功率可无极调节，用微电脑定时指令鼓风机来进行温度调节和控制的烘干装置的文献报道”。　　　

该装置的改进可以分成多层设计，便于分类贮存烘烤，大型化的贮存要增加通风扇的功率和电加热功率。

基于冷冻效应的便携式口香糖拾取器

福建省泉州市第七中学

作者：卢威鑫

辅导教师：林晓莉

项目简介

1、项目摘要：利用口香糖遇冷固化的特性，采用半导体制冷片配合水冷散热装置实现降温，将口香糖固化后，可直接拾取，在使用过程中十分的便捷和快速，还能够回收利用口香糖污渍，达到最环保的清除效果。

2、项目的确定：有天打球后走在回家路上，发现马路上、公交车站周围都存有大量的口香糖，一块块黑乎乎的给市容市貌带来严重的影响。

3、研究目的和基本思路：研究目的是要研究如何快速的拾取各种地板材质表面上的口香糖。系统是利用口香糖遇冷固化的特性，采用半导体制冷片配合水冷散热系统实现口香糖的快速降温，在外部增设铲除工具、可伸缩手柄和工作箱，使得使用过程十分的便捷快速。

4、研究过程：①对传统口香糖拾取器存在的不足进行思考，确定项目基本思路。②设计制作了口香糖拾取器清理头部的硬件结构，并设计制作了可旋转清理头和磁条的结合、可伸缩手柄、可背式工作箱。③通过数据采集、图表对比，选取最佳的制冷片和散热系统。④对项目进行各种实验，做进一步优化。

5、应用的科学方法、原理：①利用口香糖在低温环境下能够固化。②采用了水冷散热系统，通过水循环带走制冷片热端的温度。③应用了半导体制冷技术，提供低温环境。

6、创新点：①采用水冷冷却半导体制冷片的半导体制冷口香糖拾取器；②通过降低温度改变口香糖的物理性质，减小其与地面的粘性，来去除口香糖，而非在工具上做过多的改变。

7、同类研究的情况调查：传统的去除口香糖的方法有许多，采用高压水柱掺沙，用刀子刮，铲子铲，用火烧。这些方法不仅会损坏表面，而且带来了二次污染。

8、进一步完善该项目的设想：①进一步整合硬件资源，提高系统工作稳定性和工作效率。②进一步提高该仪器的使用范围，解决各种表面上粘附的口香糖。③进行更专业更全面的实用性调查报告，将项目推向社会。

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