农村简易山体滑坡报警器

浙江省武义县壶山小学

作者：李罕

辅导教师：韩增伟  王宪阳

项目简介

1、发明背景：我家村子附近有许多山体裂缝，虽然村干部采取“人盯”定期观测。可是，晚上人总要睡觉，况且“天有不测风雨”，突然下大暴雨，就有山体滑坡发生危险。我就想要发明一种简单、经济、实用的报警装置。

2、发明过程：①雨量报警装置的研制中，我找来一块声、光报警集成电路，又做了一个集雨筒，里面做了一个浮球装置。达到预设降雨水位后，浮球上浮触动管子里的叶片开关，使电路通电并发出急促的声音和闪光报警。②河水暴涨报警装置的研制当河道水位暴涨，管子里的浮球上浮后，接通电路后报警。开始试了几次不大灵，不能及时报警。是空气“顶住”浮球。老师指出后，我在管子上端钻了两个孔，消除了大气压的影响。③裂缝加宽报警装置的研制在泥石裂缝的两端做两个固定点，在裂缝上侧的山体固定点上安装弹性开关。再把开关与裂缝下侧固定点上用线连接。当裂缝增大的一定程度使，拉线的拉力增大，引发开关闭合，使报警器发出语音报警。为了便于监测离房子较远的裂缝，增加了一路裂缝加宽报警方式。把遥控赛车上的发射装置拆下，运用到本发明上，省了长距离拉电线的麻烦。

3、原理分析：①浮力原理雨量报警装置、河水暴涨报警装置里都运用了浮力原理。②杠杆原理裂缝加宽报警装置中，弹性开关用皮筋的拉力使开关处于断开状态，拉线绑在开关柄上，组成一个省力杠杆。③连通器原理河水暴涨报警装置的管子下段的孔洞，利用连通器原理。④大气压原理河水暴涨报警装置的管子上段的孔洞使管子内外大气压平衡。⑤电路原理各报警装置之间都是并联方式连接，与声光二极管连接。

4、效果评价：经过室外现场模拟测试，本发明报警灵敏。武义县科协副主席高金茂是名水利建设的专家。他说，虽然现在大中型水库是红外线监控水位，但农村山体、河流却还是机器监控的空白。这套报警仪成本低，安装在离山、离河最近的人家，或责任员家，全村人的安全都有保障。

家用底片扫描适配器

上海市长宁区愚园路第一小学

作者：邓一恺辅导教师：董尼顾沁华

项目简介

摘要：家用传统的胶片相机基本淘汰后，以前的老底片如何冲印成为一个困扰大家的问题。本研究制作了一个简单易用的家用底片扫描适配器，用一个光源替代扫描仪的上盖，把扫描光源由底片下方移到底片上方，让光线透过底片后扫描出来，实现底片扫描的功能。使用家用底片扫描适配器可在普通扫描仪上将底片扫描成电子文档，后期可以运用photoshop等软件进行图像处理，将老式底片变成了数码照片。

设计本项目是想将老底片扫描进电脑保存起来。由于目前大多数照相馆不能扫描照相底片，专业的照片冲印社扫描一张底片价格一般在10元左右，扫描多张的话比较昂贵。因此设想寻求既便宜又实用的方法。该项目在试验时，分别在家用扫描仪上直接扫描底片、利用镜子反射扫描和利用台灯透射扫描。三次试验为设计制作家用底片扫描适配器指明了方向：用一个光源来替代扫描仪的上盖，把扫描光源由底片下方移到底片上方，让光线透过底片后扫描出来。为了得到好的扫描效果，需要在光源与底片之间增加一块透明的磨砂玻璃柔化光线，使胶片受光均匀。通过制作家用底片扫描适配器并配合家用扫描仪进行底片扫描实验可以得到如下结论：利用生活中随手可得的材料就可以很方便地制作出简单易用的家用底片扫描适配器；利用家用底片扫描适配器配合家用扫描仪可以方便地将底片扫描进电脑；再利用图像处理软件进行反相调整，就可以得到正常的照片了。

本设计的创造性主要体现在三方面：方便：有了这个简易的扫描适配器，就能方便地将家里的底片扫描进电脑；轻便：与专业底片扫描仪相比，这个底片扫描适配器非常轻；便宜：所用的原材料非常便宜。这次实验用的是15W的节能灯泡，亮度还不够，底片扫描后得到的图片还不够好。

下一步将尝试采用更大功率的灯泡，希望得到更好的扫描效果。

黾蝽式科学观测小艇（机器人）

宁夏回族自治区银川市西夏区回民小学

作者：杨皓羽  安永齐

辅导教师：杨峰  白胜利  刘晓霞

项目简介

项目摘要：利用了仿生学原理设计外形像水蝽的机器人，在眼部安装摄像观测传感装置，将观测到的影像实时进行传送，能更隐蔽的进行野外观测研究，提高了观测研究的实效性，安全性。

项目的选题：受到野生动物观测如原木观测机器人的启发，为了在人类无法到达的危险、复杂水域，进行水文勘测、野生动物生活习性观测研究，设计了本作品。

基本思路：从仿生角度设计外形，用轻型材料制作船身，利用遥控玩具飞机的程序驱动小艇尾部安装的马达叶轮，借助反冲力运动推动小艇前进。在机器人的眼部安装摄像观测、传感装置，将观测到的影像实时进行传送，以便观测人员进行更好的科学研究。

项目的研究过程：①根据设想，设计外形构造（图示）和大小。依据沉浮原理初步选择各部件使用的材料。②初次研制的模型，确定材料、形状，验证浮力和运动原理。③第二次改进。采用手机电池作动力，用玩具电机带动叶轮让小艇运动起来，但由于腿部支撑力不够，不能保持小艇重心稳定。④第三次改进。采用竹条造型制作昆虫六条腿和底盘支架，把船身固定在支架上，实验发现小艇沉浮状态很好，运动时重心平稳。⑤第四、五、六次改进。一是改进小艇的大小、外观、色彩；二是改进了操控方向，提高了运行速度。⑥将制作好的小艇放到公园湖中实验，小艇能匀速前进，艇身稳定，图像传输清晰。

科学原理：应用了沉浮原理和仿生原理设计外观，利用反冲原理使小艇运动以及计算机远程数据传输原理。

创新点：①利用仿生学原理设计外形。②能减少观测人员的危险性和劳动强度。③将来可实现远程无线控制，提高观测的准确性。

同类研究情况调查：目前国内无同类型水蝽式仿生观测小艇（机器人）的发明设计。

进一步设想：将来是利用设计程序，远程操控观测小艇，实现影像的实时传送接收。

工作分工：安永齐、杨皓羽负责设计，制作，两位老师负责指导、材料申报。

“光影随行”放大器组合

山东省滕州市西岗镇柴里小学

作者：李颂

辅导教师：李心亭  宋婧

项目简介

1、项目摘要：本作品是把菲涅尔镜、LED灯、笔杆、变形支架结合起来制作而成的一种便于老人使用的组合放大镜。

2、项目选题的确定：我发现，老年人在观察近距离的物体时使用老花镜，在观察远处物体的时候用不着老花镜；而且长期佩戴老花镜把他们的鼻梁压的很厉害。就想制作出一个替代品，不用佩戴眼镜就能让老人们很好的进行工作和学习。给爷爷、奶奶们献一份爱心。

3、基本思路：老花镜的镜片是凸透镜，用菲涅尔镜片替代凸透镜片，再加上LED灯，利用变形支架或直接把灯、笔、菲涅尔镜结合起来。

4、研究过程：（1）首先想把灯、笔、菲涅尔镜巧妙的结合起来，先用铁丝把玻璃的放大镜交叉捆绑在笔杆上，发现观察的范围小，放大镜的重量也太重；使用不方便。（2）用菲涅尔镜片替代放大镜，用铁夹子替代铁丝。这样减轻了重量，便于固定。（3）加上LED灯、充电电池、开关、充电接口，用万向管连接。（4）由于它随手晃动，发现长时间使用它来写字，会感到头晕。这种设计只使用于进行小面积的雕刻。我把它叫做“光影随行”放大器。（5）选用大面积的菲涅尔镜片，四周加上LED灯辅助照明，安装在可自由伸缩变形的支架上，我把它叫做“变形金刚”放大器。（6）两件作品各有所长，所以把它们变成一对组合。

5、用到的科学原理：菲涅尔镜和玻璃凸透镜的相同点和不同点，LED灯的基本电路；做一件科技小作品，是不断的从发现问题和解决问题的过程中逐渐进步的。

6、创新点：把台灯、老花镜、笔三者巧妙的结合起来；解决了老人们长期佩戴眼镜的痛苦。

7、他人同类研究的情况调查：通过网上搜索发现，只是有卡片式菲涅尔镜放大镜，再就是人们只是把菲涅尔镜用在太阳能或投影设备上，还没有人把它制作成如此方便的老花镜的替代品。

8、下一步的设想：外观设计上还要进一步加工，菲涅尔镜片易吸灰尘，想办法封闭。改造好后尽快申请专利，进行生产，让更多的老年人使用上我设计的产品。