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小發明家尼克

科技 更新时间:2024-12-21 10:01:11

台海網6月1日訊(海峽導報記者 沈華鈴 文/圖)“少年強則國強;少年智則國智。”在廈門,有一群懷揣夢想的少年兒童科技愛好者,努力追逐着科技的夢想。2014-2018年廈門市科協牽頭組織青少年科技創新大賽、電腦機器人競賽、信息學競賽、趣味科學競賽等四大品牌賽事和青少年科技實踐活動,每年近32萬名師生參與。廈門市青少年選手累計獲得國家級獎項113項,省級獎項627項,廈門市青少年科技創新大賽、信息學競賽處于全省前列。

今天是“六一”兒童節,就讓我們一起去了解廈門的一些“小小發明家”,他們的發明,有的是來自自己學習生活中的親身經曆,有的是在新聞報道中獲得靈感,用平時積累的科學知識,來開動腦筋,動手解決生活中的“痛點”,給人們帶來方便。“小小發明家”短視頻,今日同步在《海峽導報》的頭條号、抖音号、官方微博上發布。

蠶繭抽絲機器人省時又高效

小小發明家:李昊謙

很多小朋友都有過養蠶的經曆,有的小朋友會将蠶繭抽絲,可是人工抽絲耗時耗力。廈門實驗小學五年級學生李昊謙為此發明了一款“蠶繭抽絲機器人”,解放雙手。這個小發明,在第34屆廈門市青少年科技創新大賽上獲得一等獎,并獲得福建省盧嘉錫專項獎。

小發明家尼克(廈門的小發明家)1

這是一台用樂高零件制作而成的小機器人,隻要事先将蠶繭放入熱水中浸泡軟化,就可以開始抽絲了,機器人抽絲時,首先用一個“手臂”即抽絲頭器抽出蠶繭的絲頭,然後通過繞絲器和導絲器進行抽絲。

李昊謙同學說,在學習《養蠶》這篇課文時,他按老師要求,在家實踐養蠶,最後蠶結了60多個蠶繭。在蠶繭抽絲時,他發現,靠人工抽絲不僅耗時,還受力不均、容易斷。本就是機器人小能手的他,萌發用樂高ev3機器人程序來控制抽絲機達到機器人抽絲的想法。

小發明家尼克(廈門的小發明家)2

從硬件制作,到軟件編寫,李昊謙用了兩個多月一點一滴地完善自己的想法。最終,這台用樂高零件制作而成的小機器人誕生了,通過程序控制導絲孔,能夠有條不紊地往複運動,使絲均勻地繞在線芯上,相比人工抽絲更省時、高效。

班主任沈瑞華老師說,李昊謙是一位思維非常靈敏的同學,數學成績在班級數一數二,而且動手能力強,對科學十分感興趣,平時上科學課都很積極主動發言,還參加了學校的樂高興趣班。“這個機器人,是我和科學老師去他家家訪時,意外發現的。”沈老師說,學校每年都有科技節,當時就鼓勵李昊謙繼續改進機器人,參加學校科技節。

李昊謙的科學老師施偉芬說,李昊謙能主動思考,并将所學知識與課堂結合,主動設計出這個機器人,對于小學生來說,這點十分難能可貴。

小小鉛筆架便攜可立放

小小發明家:黃正傑

鉛筆是小學生們每天都要用到的文具,但是對鉛筆的存放,讓不少小學生感到煩惱。廈門火炬學校小學部五年級的黃正傑同學就有這個煩惱:“現在很多鉛筆架内置在筆盒裡,筆尖朝外放置,一是容易折斷筆尖,二是容易傷到手。”為了解決這個問題,他想到了要改變現有鉛筆架的結構設計,随後他設計出一種便攜可立放的鉛筆架,在第34屆廈門市青少年科技創新大賽中榮獲二等獎,今年又榮獲第34屆福建省青少年科技創新大賽三等獎。

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這個鉛筆架雖然外表看起來跟普通的鉛筆架差不多,但是裡面大有玄機,原來,黃正傑将原先均勻的筆架孔改為裡頭小外頭大、鉛筆尖朝裡放置,不用擔心折斷,也不會傷到手。同時,他還在鉛筆架底部設置了一個可以旋轉的支撐架,當它旋開時,底部有穩定的十字形支架,這樣一來,鉛筆架就成了站立的筆筒,使用更加方便。

小發明家尼克(廈門的小發明家)4

别看這個鉛筆架小小的,其中卻凝結了黃正傑的許多心血,從第一代到第二代、第三代,他一直不斷改善産品。“第一代産品,鉛筆架倒立時,鉛筆會掉出來,我就進行了改進,第二代産品中間是镂空的,用橡皮筋綁住,這樣倒立的時候,鉛筆就不會掉出來。”黃正傑說。

據科學老師羅旭麗介紹,黃正傑發明的這個鉛筆架,是典型的工程類發明,對結構進行改變,構思很巧妙。“這都是他自己獨立完成設計思路的,體現發明創新的自主性,通過發明創造将平時所學知識進行綜合利用,這是一種項目式的學習,有助于提高孩子的創新精神和實踐能力。”

據了解,黃正傑同學從小熱愛科學,積極參加學校開設的“我愛創造技藝班”,喜歡探究生活中的問題,并運用所學的發明原理,動手實踐制作出小發明作品來解決身邊的問題。多次在福建省、廈門市青少年科技創新大賽中獲得佳績。

2016年11月在廈門市第32屆青少年科技創新大賽中發明作品項目“昆蟲旅館——簡便觀察菜青蟲發育成菜粉蝶的生态園”榮獲工程組三等獎。

2017年12月,在廈門市青少年趣味科學競賽中,榮獲小學組三等獎。

百姓魔術椅可以翻面的椅子

小小發明家:謝瀚

一到雨天,公交車站的石凳經常濕漉漉的。這個日常生活中的“痛點”引起廈門外國語學校附屬小學六年級學生謝瀚的注意。他想,要是椅子可以翻面就好了,這面濕了,翻另一面坐。最終,他發明了一個“魔術椅”,在第34屆廈門市青少年科技創新大賽上摘得一等獎,并獲得福建省第34屆青少年科技創新大賽三等獎。

小發明家尼克(廈門的小發明家)5

一開始,謝瀚利用家裡的快遞泡沫箱動手制作模型,并繪圖思考。在老師的指導下,最終确立椅子的結構圖:闆凳面為雙面,中間由一根可旋轉的軸杆做支撐。在椅子側邊的支架上設有一個彈簧扣,輕輕拉開兩邊支架的彈簧扣,就可以輕松翻動面闆。設計成型後,謝瀚讓爸媽幫忙買了材料,并請師傅根據模闆來幫忙焊接噴漆,最後做出了這個結實的魔術椅,可以在生活中實際運用。“這個椅子承重可以達到200斤,非常結實。”指導老師王婧穎說。

謝瀚為椅子取了個酷炫的名字——百姓魔術椅,像變魔術似的能翻面。“有了這個百姓魔術椅,就能讓闆凳始終保持幹淨,讓人們能舒适地坐下來等車,讓城市多點溫暖、少點辛苦一定是件很開心的事!”謝瀚說。魔術椅在實際運用當中可不僅僅用在公交車站裡面,也可以用在公園或野外;也可以把魔術椅的雙面面闆做成冬暖夏涼的雙面材料用在地鐵裡;甚至可以縮小産品規格用在老百姓的家庭裡。

據了解,謝瀚平時學習表現都非常好,平時也很關注科學,更有一顆溫暖的心,善于去發現問題、解決問題。去年12月份在參加北京少年科學院小院士活動時,由于北京天氣寒冷,謝瀚還貼心地在椅子的一面加了軟墊,這個小小的細節感動了評委。“這個發明制作成本不高,但是能夠解決生活中的問題,同時關注到老人小孩這個群體,操作簡單,小學的創新方案主要看是否接地氣。”指導老師王婧穎說。

這個升降杆會自動躲避行人

小小發明家:吳浩睿

也許你有過這樣的經曆:走在小區或者車庫入口,低頭看着手機,不知不覺走到入口的升降杆前,險些被砸到。有沒有一種升降杆,可以主動避開行人呢?這不,廈門外國語學校附屬小學四年級的吳浩睿同學就開動腦筋,發明了一種《行人防撞杆》,在第34屆廈門市青少年科技創新大賽中獲得二等獎,并在福建省第34屆青少年科技創新大賽中獲得三等獎。

小發明家尼克(廈門的小發明家)6

這個行人防撞杆是吳浩睿同學用樂高零件組裝而成的,模拟了一個車庫入口的設置。先用泡沫做成升降杆,接着再做兩條立柱,在右立柱加裝一個攝像器,最高處裝上一塊太陽能闆節能燈。最後在兩條立柱正前方加裝一排紅外線傳感器,在一側的柱子上設置太陽能燈并配有蓄電池,可供夜間照明。當車輛要進入時,防撞杆感應到後緩緩升起,車輛離開後,防撞杆緩緩下降。這時,如果有行人進入,防撞杆也将感應到,并上升,這樣一來,就可以防止車杆砸中行人。

小發明家尼克(廈門的小發明家)7

吳浩睿說,現在大部分小區入口、車庫入口都安裝了自動感應升降杆,極大方便了車輛的進出,但是也存在着一些安全隐患。特别是在地上停車區域,車杆在讓車輛通過時會有一段懸停的時間,一些行人低頭玩手機或者沒注意,跟随車輛一同進去,很可能就會被落下的車杆砸中。“我自己有一次跟爸爸媽媽出去吃飯,在停車場的時候,就差點被升降杆砸到,幸好媽媽及時把我拉住。”為了盡可能地避免這種悲劇,他就想發明一個能夠防止行人被砸中的車杆,希望能夠運用到實際中去。

科學老師陳雨檬說,這個小發明運用到了紅外線傳感器功能原理、升降杆功能原理和太陽能功能原理,設計這個發明時,吳浩睿才讀三年級,對于一個小學生來說,是很難得的。去年12月份,吳浩睿還帶着這個發明,參加了北京少年科學院小院士活動。

據了解,吳浩睿從小對科學感興趣,在一二年級時就有小機器人的發明了,另外他還利用課餘時間學習編程的初級知識,這個防撞杆就是通過編寫程序來控制的。“希望以後能夠設計出更加實用的發明,給人們的生活帶來便利。”吳浩睿說。

多功能拐杖車上樓好輕松

小小發明家:李泓寬

在廈門,還有不少老式的居民樓并沒有安裝電梯,對于老人來說,經常要外出買菜購物回家,在上樓梯時極其不便和吃力。這讓廈門市鹭江新城小學的李泓寬同學看在眼裡,急在心裡。為此,他設計發明了一款可以在樓梯扶手滑動的拐杖車,既可以當做拐杖,也可以當做購物車,關鍵是,在上樓梯時,隻要将把手挂在樓梯扶手上,拐杖車就可以輕輕松松向上滑行,十分省力。

小發明家尼克(廈門的小發明家)8

今年,李泓寬同學設計發明的《可在樓梯扶手滑動的拐杖車》,經過激烈角逐,從入選複賽的100多個青少年科技創新項目中脫穎而出,獲得福建省第34屆青少年科技創新大賽一等獎。

李泓寬目前是五年級學生,他發明的這個拐杖車,設計很獨特,區别于現有技術,它的結構是将滾珠把手、可伸縮主杆和基座巧妙地進行卸裝式的組合。其特征在于滾珠把手為U形彎頭管,U形彎頭管内側設有一個槽形開口,并在管内嵌入滾珠,依靠挂在樓梯扶手的鋼管上承受物品重力以及使用者的推動,實現拐杖車向上滑動。

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這款拐杖車可以一物多用,實用性很強,利用滾珠與樓梯扶手接觸而滑動,可以十分省力地上下樓梯,又兼顧老人及體弱者的需求和習慣,平時也可單獨作為拐杖使用。當不使用時,也可以把滾珠把手、可伸縮主杆和基座三部分拆開,盒裝為一體,便于攜帶和存放。據了解,在參加科技創新大賽時,不少評委都覺得這個發明很實用,很多居住在沒有電梯的樓房的居民,都會很歡迎這個拐杖車。

為了設計這個拐杖車,李泓寬可是花了不少心血。“去年剛開始做時比較笨重,後面不斷改進,将拐杖改成4節升縮,拐杖頭改成可以拆卸,更加便于存放,同時對底闆進行改進,購物袋也是經過了五六次的優化,讓它能夠真正起到收納的作用。”李泓寬說。“‘尊老愛幼’是中華民族的傳統美德,這個發明可貴之處在于關注到了老年人這個弱勢群體,通過孩子自己開動腦筋,設計出來。”據指導老師介紹,李泓寬同學平時是個“學霸”,各學科的成績都十分優秀,此外,他從二年級開始就學習樂高的拼裝,還學習編程的興趣班。目前,這個小發明已經申請了專利。

智能井蓋能發出聲光警示

小小發明家:徐伯寅

夜晚當行人走在路上,看到前方的市政井蓋發出一閃一閃的燈光警示和蜂鳴報警時,這說明,這個井蓋損壞了,千萬不要踩上去。這是廈門第二實驗小學分校五年一班的徐伯寅同學發明的《帶聲光警示的市政井蓋》,分别獲得了第34屆青少年科技創新大賽福建省三等獎和廈門市一等獎。

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這個市政井蓋,有不少技術含量,首先,井蓋外圈安裝了16個LED燈光,晚上可以照明,這樣行人或車輛在晚上就可以遠遠地看見下水井,起到警示作用,降低安全隐患。此外,安裝了蜂鳴報警器,一旦井蓋受損,就會觸動井蓋的報警開關,井蓋就會發出聲光報警。

徐伯寅同學說,一次偶然機會,他看到外地一則新聞:一名男童在嬉戲時踩到下水井蓋,結果井蓋破裂,男童掉入井中,被湍急的污水沖走而不幸溺亡。這讓他感到十分痛心,他發現,在日常生活中,行人走路有時也很難發現下水井蓋是否存在問題,這就給行人和車輛帶來了安全隐患。怎樣進行有效防控才能避免類似的悲劇重演?他認為預防或減少井蓋損壞才是關鍵。因此,他想對下水井蓋進行改造。

在解決下水井LED燈用電的問題上,第一代時,徐伯寅采用的方法是在下水井附近設置供電裝置,利用太陽能供電,白天利用太陽能對蓄電池進行自動充電,晚上對LED燈進行供電。利用低感的光控裝置供斷電。在光線特别亮的時候燈會自動熄滅,光線較暗時LED燈亮,這樣能夠有效地節約用電量,充分利用耗電設施。後來,在第二代中,徐伯寅把市政井蓋的供電裝置改造為直接借用市政路燈,簡易實用。

徐伯寅說,這個井蓋的設計,可以防止井蓋脫落或破裂時,人們因沒看清井蓋損壞而掉入井裡,同時讓行人和車輛避開井蓋,從而減少因對井蓋的碾軋而帶來損壞。接下來,他還希望能夠進一步改造成可以利用地熱和聲控綜合的系統。

據了解,徐伯寅從小熱愛科學,二年級就經常看科技類書籍和電視節目,周末到科技館玩,還參加了學校的科技小組。“他平時就有很多奇思妙想,有的大人都想不到。”科學老師夏麗萍說,這個發明運用到了電路、太陽能、感應器等多方面的知識,而且設備制作成本低,利用價值廣,具有很強的實用性。“這個發明跟生活很貼近,而且是他主動觀察并動腦去想的,很難得。”

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