第1个回答 2015-07-08
人性化多功能灭蟑器 人性化多功能灭蟑器 摘要： 目的 充分发挥灭蟑器特点以及其他应用， 使灭蟑器易让人们接受 方法 通 摘要： 过使用问卷调查法、对比实验法、控制变量法来确定“人性化多功能灭蟑器”的 应用价值以及肯定“臭氧对蟑螂影响不大”的猜测 结果 如今近七成的企业及家 庭染蟑，但是他们多数对蟑螂认识不够，不知蟑螂传播疾病的能力，还有就是对 灭蟑器不满意。通过调查问卷，我总结了人们对灭蟑器的普遍需求，并将其应用 至人性化多功能灭蟑器。我将臭氧离子机与其结合，同时通过实验证明臭氧不会 影响捕蟑效果。 关键词： 关键词：灭蟑器 高压电击 臭氧离子机 对比情况 灭蟑状况 一、研制目的、原因 研制目的、 一天放学后我和同学来到学校附近的一家小吃店吃饭， 当我吃到一半时发现 碗里有一只蟑螂。接下来的很长一段时间，我食欲不振，浑身恶心。从此我对蟑 螂有了一种莫名的憎恨感，希望能够有一天消灭蟑螂。 制作“人性化多功能灭蟑器”是为了消除蟑螂带给人们的危害。距上海世博 会开幕只有不到 4 个月的时间了。在上海的一些老房子内环境仍旧不够理想，蟑 螂在那里生存繁殖，人们却对它一点办法也没有，只能望而兴叹。 “人性化多功 能灭蟑器”能够帮助他们远离蟑螂，更彻底消灭蟑螂带来的危害。世博会也只是 研制目的一部分。预计未来几年甚至几十年，蟑螂并不会远离人们的日常生活， 所以“人性化多功能灭蟑器”更重要的是为了社会、为了人类服务。 二、蟑螂危害 下面我简单地说明一下蟑螂的危害所在： 1、传播疾病：蟑螂体表和体内肠道能携带 40 多 种致病菌（鼠疫杆菌、痢疾杆菌、大肠杆菌等） 霉菌（青霉，黄曲霉菌等） ，病毒（肠道病毒、脊 髓灰质炎病毒等）寄生虫卵 、 （蛔虫卵、 蛲虫卵等） 。 人接触蟑螂的分泌、排泄物、呕吐物及体表的致 病菌等，会产生过敏性反应，引起过敏性皮炎或鼻炎。 2、污染环境：由于蟑螂具有臭腺，能分泌臭液，因而蟑螂的栖息地或爬经的食 物和物品都会留下极难闻的异味，污染环境。 3、危害电器设备：蟑螂钻进电视机、通讯器材和电脑等电子设备中栖息藏身， 使电子设备容易因短路而发生故障，甚至燃烧爆炸。 4、影响人们生活：蟑螂入耳令患者极为痛苦。人们见到蟑螂将影响心情与食欲。 三、现实情况 我家位于七宝繁华地带，周围有许多商业机构，如饭店、大小型购物商场、 私人店铺等等。环境并不算太理想。因为我家没有蟑螂，我便不间断地利用几天 时间对部分上述地点进行调查。调查结果如下： 1、共调查 3 家大型购物商场，其中 2 家受到蟑螂危害。染蟑率 66.7% 2、共调查 17 家小吃店，其中 15 家受到蟑螂危害。染蟑率 88.2% 3、共调查 7 家办公楼，其中 6 家受到蟑螂危害。染蟑率 85.7% 即：共调查 27 家商务企业，染蟑 23 家，染蟑率高达 85.2% ，100 家商务企业中 近 90 家染蟑，这是一个多么令人颤栗的数字啊！ 14.8% 未染蟑单位 染蟑单位 85.2% 由上图表可以看出，灭蟑已迫在眉睫 四、实物制作 4.1 实验仪器和材料 储物盒（CD 储物盒） ，臭氧离子机（敬诚 JO-612N） ，电源转换器（公牛电器） ， 变压器（学校自制） ，单片机（学校自制） ，海绵（洗碗海绵） ，钢丝、铜丝（电 网） ，塑料板（门） ，金属皮（金币巧克力上） ，电蚊拍（雅格 YG-6858） ，旋转式 定时器（永生牌电风扇上拆下） 4.2 初次制作 1 外形& ○外形&电网 我将电蚊拍拆开， 取下了它的电网， 将它剪成适当的长与宽， 放入 CD 盒内。 我设想了一下，如果 CD 盒全部装电网，那么电子元件放在哪呢？我在 CD 盒内 放置了一块挡板，用 502 胶牢牢固定，一部分放电网，另一部分放置电子元件。 由于都是平面，我就想到了这一点:做调查问卷时，100%的人们都表示，希望灭 蟑器灭蟑后清理能够简洁一些，干净卫生。我的灭蟑器怎么才能做到这一点呢？ 加个马达，还是做个类似汽车的雨刷。想了半天，我认为这些都不太可行。在指 导老师的建议下，我有了灵感。这个 CD 盒有一个把手，何不多多利用它。我想 到了倾倒的办法。于是我在下图黄色区域将其割下，又将剪下的塑料做成了一个 门的样子。当灭蟑器工作时，使用者将门锁死，当电网击毙蟑螂后，将门打开， 便可以倾倒蟑螂了。不过倾倒这一方法有一个不足，就是易将电路板造成损害。 为了解决这一问题，我将电路板固定在挡板上，正面朝向把手，因为倾倒是向下 的，如果电路板固定方向反了，倾倒蟑螂时反倒更易损伤到电路板。 滑动门 挡板 完成清理蟑螂的办法，紧接着又来了一大难题。我突然想到电网放电的原理 是，电流经过电路板的变压器形成高压电，正负两极联通电网，当导电的物体同 时接触到电网的正负两极后，电流经此导电物，释放出强大的电压，击毙了该生 物；但是如果电网正负两极相接触，整个电路则一直处于联通状态，虽然它仍然 能够正常工作，但是耗电量却很大。然而电蚊拍的电网却完全不是这样的。电蚊 拍上的电网分为三层，为了防止人们接触，外面两层电网的电压普遍较低，中间 一层电网当蚊子苍蝇经过时接触，产生强电流击毙它们。它们两两之间相距大约 5～6 毫米，然而这并不是在同一平面上的。灭蟑时电网必须与地面平行放置， 且蟑螂身体过大；如果将电网分成两层放置，对于体形差异很大的这两而言，能 让它身体同时接触两层电网是非常困难的，其次就是经过倾倒蟑螂，双层电网很 难再保持原来的间隙，若两电网相接触，对于使用者的安全与产品寿命都有很大 的影响很显然，电蚊拍的电网并不适合用于灭蟑器。那应该怎么办？我想没有什 么办法能够将它运用到灭蟑器上， 于是我买了一些导电性能较好的铜丝与硬度较 高的钢丝，自己制作一个电网。 我用两根钢丝分别连电源的正负极，再将铜丝来回的编排，它们始终没有接 触到对面的钢丝。 所以说， 它们有着很强的牢固性， 同时符合灭蟑器电网的需求。 饲料盘应放置在电网中间，这样能同时保证饲料的气味传播更均匀、蟑螂前 往饲料盘中一定会经过电网。我便将圆形铜片与电网正极接触，负极则从 CD 盒 下面绕过（如图 4.2.1） 。这样设计有一个很大的不足：蟑螂前往饲料盘时，如果 饲料盘联通的是正极，那么蟑螂只有踩到负极才能被电网电击。但我将联通负极 的铜丝全部从饲料盘下面绕了过去，经过简单的计算，以这种方式击毙蟑螂的成 功率仅为 43%，于是我在此电网上进行了一些加工（如图 4.2.2） + 饲 图 4.2.1 - 饲料 + + — 图 4.2.2 图 4.2.2 中，我在饲料盘周围放置了许多圆弧（饲料盘周围有 4 个圆弧，每个圆 弧中又有一个将空隙填不完整但又不与其接触的不规则图形）如果这样连接，饲 料盘接到正极电，周围的圈接到负极，每个圈内还有一个小圆，接到正极。我们 找了一个与蟑螂大小差不多的导电物从门弹进去，经过实验，当“蟑螂”前去饲 料盘上时，总会同时接触到正负极，电击而死。 2 电路元件 ○电路元件 我所打算的灭蟑器是由红外线感应器作为感应装置， 当蟑螂通过灭蟑器某处 时，红外线感应器感测到物品。联通电路，并使电网工作击毙蟑螂。我认为已经 完成，但测试实物时，又产生了一个新的问题（如下图所示） 位置1 位置 位置2 位置 假设红外线感应器就安放在入口处，蟑螂位于位置 1 时进入，红外线感应器 检测到蟑螂，电网开始工作放电；而当蟑螂前往饲料盘的途中（位置 2）时，红 外线感应器已无法感应到蟑螂，无法联通电路，电网停止工作，而此时蟑螂已进 入电网。我手足无措，在老师“设计延时装置”的提醒下，我想到了以前我在制 作机器人时所用到的一些技巧，其中最常用的是单片机。我在互联网上查找了相 关资料：3000V 的电压（ “人性化多功能灭蟑器”电网工作时的电压）至多 3 分 钟内能够电死任何品种的蟑螂。但是制作机器人时单片机都是固定时间了的，通 常都在几十分钟。它们能适用于“人性化多功能灭蟑器”吗？我心存侥幸向辅导 机器人的老师询问，虽然没有适用于我灭蟑器的单片机，但是从老师口中得知， 学校内可以烧录单片机。我喜出望外地将这一信息告诉了我的指导老师，他帮我 联系了老师来烧录一个单片机。有一个任务完成了，但是当我拿到单片机时，我 发现它的结构非常复杂，共有 8 个借口，两个接口连接电源，两个接口连接数 据……由于我还是一个初二的学生，且制作机器人时单片机的摆放位置已经固 定，对于灭蟑器中单片机的连接，我知道的并不是太多，所以单片机的连接由我 的辅导老师完成。 介绍实物 4.3 介绍实物 做完了实物，一定要展示给他人吧。我将完成的灭蟑器向各行各业的人展示 说明，得到了他们的意见 1、染蟑地点有很多，所以灭蟑器将处处运用到，我现在设计的灭蟑器与传统的 灭蟑器无太多差别 2、一些单位电源接口很少，灭蟑器最好不要占用插口 3、电击时噪声过大，影响他人正常的工作与休息 4、3000V电压远远超出了人们可以承受的安全电压，安全问题需要重视 我根据人们提出的意见， 我根据人们提出的意见，对“人性化多功能灭蟑器”做了改进 人性化多功能灭蟑器” 1、据物理学知识，松软粗糙的表面吸收声波的能力强，我立刻想到了人们洗碗 时常用的海绵，我将它固定在垃圾箱的四周，再次进行实验，效果得到了明显改 善，虽然还有些声音，但此时已无法影响到人们正常的工作与休息了。 2、灭蟑器运用的单位不会全是这种情况，但若要它广泛运用，有以下方案：我 在插头处另结了一个外置的电源转换器，并连接着稳压器确保安全；这样做既可 让灭蟑器正常工作，又满足部分人们的要求。出于提醒，我认为用电池供电也是 有作用的，于是我又安放了一个电池槽，并将它做成了既可通过直流电，也可通 过交流电供电的灭蟑器。我购买了由某公司生产的LED灯2个，一红一绿，当红 灯亮时，表示多功能灭蟑器正由交流电供电，当绿灯亮时，表示多功能灭蟑器正 由直流电供电，当没有一盏灯亮时，表示多功能灭蟑器不在使用或没有外接电源 并且电池没电了。 3、电网置于储物盒内，应该不会有人会接触它，针对孩子如果调皮可能会引起 事故，首先我在多功能灭蟑器的表面申明禁止让8岁以下儿童接触，还有我在电 网暴露在外的地方用绝缘材料将其包裹起来，将危险程度减到最小。当“人性化 多功能灭蟑器”在使用且门被打开时，门的开启断开了电路。由于CD盒是搭扣 式的，而当它作为灭蟑器使用时，这一点无需使用到，我用绝缘胶带将它全部密 封，防止人们开启盒盖。 4、的确像人们所说的那样，我目前所设计的灭蟑器无什么过大优点，如何能够 令我的“人性化多功能灭蟑器”与众不同？我将自己想象成使用者在使用它，并 让它工作，不久便想到了一个创新点。睡觉时我常常开着臭氧离子器睡觉，它能 够释放出臭氧。臭氧是一种对人体有益的气体，它的化学方程式是03 ，我所购 买的臭氧离子机的型号是敬诚JO-612N ，它满足了人们的日常所需，并且价格 适中，性价比高。我将它插下，给它装上了变压器以满足高电压。我上网得知， 臭氧虽是一种对人有益的气体， 但是如果人们过多吸入了臭氧的话反而对身体有 害，针对臭氧的这一性质，我家里正巧有一个废旧的永生牌电风扇，它上面的定 时器就满足于需求，范围是0~60分钟。我打开该电风扇外盖，仔细分析定时器连 接的位置与方法，拆开它装上了臭氧离子机。经过测试，定时器能够发挥作用， 停止臭氧离子机的工作。 4. 4 项目查新 其实不需要查新也知道，市场上一定有各式各样的灭蟑器。但出于对比，我 还是做了查新。目前市场上主要有这么三种灭蟑器，它们是力群灭蟑器、神抓牌 捕蟑器、超声波驱蟑器。下面请通过表格来查看“人性化多功能灭蟑器”与它们 相比的优、缺点。我也同时将下表作为问卷调查的一部分放给市民，让他们选择 出最满意的灭蟑器（详见后文） 4. 5 自我分析总结 我的实物已经基本完成了，我对它进行了分析，总结出了“人性化多功能灭 蟑器”仍需要探讨的两点：1、臭氧离子机会影响灭蟑器捕蟑的情况吗？ 2、红 外线感应器究竟应该放在哪里？带着这两个问题，我进行了实验 实验过程与结果 1 ○我在学校实验室内进行了（臭氧对蟑螂有无影响）实验，进行于一个上方挖空 的五面塑料板所围成的立方体内（下面称之为“实验箱” ） ，体积为80×40×80 厘米（长，宽，高） 。实验共进行了4次，实验时间统一为10分钟，实验结果见下 表。 实验序号 1 2 3 4 开启臭氧离子机时间 20min 20min 40min 40min 放入蟑螂总数 20 只 30 只 20 只 30 只 捕蟑总数 15 只 24 只 14 只 26 只 PS：我们可以将实验1、2；实验3、4；实验1、3；实验2、4进行比较。由于各 种因素，包括蟑螂自身的一些原因都会影响到灭蟑器的捕蟑情况，所以若两次相 比较的实验数据试验中没有较大差别，可视为无。于是经过4次试验，我证实了 臭氧对蟑螂无影响或无较大影响。 2 ○红外线感应器究竟放在哪里是最科学的？对于这个问题， 我没有过多去互联网 上查找资料与询问专家，因为我认为，针对不同的灭蟑器，红外线感应器也有不 同的摆放位置。从定下课题以来，我一直很留心观察蟑螂，我也得到了一些蟑螂 的习性：蟑螂进入一些空间比较小的，光线很暗的地方时，总会在外面看上个几 秒钟，以确定里面有什么；蟑螂爬行时总是爱贴边走。蟑螂的这一习性使对红外 线感应器摆放位置的要求格外苛刻。 所以摆放的位置也确定了单片机以及整个灭 蟑器的设计。结合蟑螂的习性并经过思考后，我决定在原先的入口处分为两个支 道，用硬纸板制作，中间放置了一块隔板，防止蟑螂这边进去那边出来（见左下 图） 。这样做，人们可以将两通道分别贴紧地面，根据蟑螂靠边爬行的习性和灭 蟑器中的“美味” ，蟑螂应会进入陷阱；同时由于塑料板屏蔽了部分红外线信号， 导致出一些时间上偏差，所以放置了两组红外线感应器。蟑螂在进入通道时会停 止一会儿（绿色线段处） ，我根据速度计算公式，分别求出蟑螂爬行时的速度和 进入到灭蟑器内所需的时间，同时也简单算出红外线感应器最应该安放在何处 （红色线段处） 。不过进行实验时，红外线感应器并未正常工作，我分析了以下 问题所在的原因， 认为是： 当物体通过某一边时， 红外线感应器感应到物体所在， 然而红外信号同时发给了另一半边的红外线感应器，引起了该问题。于是我将由 硬纸板所制成的隔板改为了钢板，钢板两边围满了海绵，同时将隔板一直延伸到 了电网处（见右下图） ，我再次进行实验，问题果然迎刃而解。 灭蟑器 入口 灭蟑器 入口 五、展示实物 我的实物完成了，它的效果到底如何呢？“人性化多功能灭蟑器”到底能不能让 需要灭蟑器的人们接受呢？我把我的意见告诉老师， 希望能够联系一些家中染蟑 且需要灭蟑的家庭，这一观点得到了老师的大力支持。在老师的帮助下，我们先 是派了些人前往上海的弄堂，例如石库门等，在那里发放了100张传单（内容见 附录1） 。过了几天，真有2家人家致电向我咨询并请求前去上门灭蟑。我很高兴 地接受了，并愿意免费服务。和他们商量好时间后，我带着“人性化多功能灭蟑 器”前去他们家。他们家里的境况令我震惊不已：地上满是蟑螂，几乎每平方米 能有3只。 我从未来到过这样的地方， 不过这事以后， 我又更加坚定了我做出 “人 性化多功能灭蟑器”的决心。 “我一定要改变这里的环境”我心想。我将其在他 们家放置一天，明天过来取会，同时向他介绍了该款灭蟑器。第二天，我再次来 到他们家时，那人笑着出门迎接我，连声对我表示感谢，对“人性化多功能灭蟑 器”的评价也非常好。进屋后，我大致望了一下地面，已经几乎没有蟑螂了。接 过灭蟑器，我倒出蟑螂数了一下，共12只。那人说，这只是昨天一晚上的功劳， 白天，他还至少倒了8次。听到这话，我才满意的点点头。 看来“人性化多功能灭蟑器”的初次拜访很成功，接下来的一项调查，则是 面向随机被选中的路人了。 整理一下调查问卷，共发出120份调查问卷，收到118份，有效问卷117份。 受调查的120个随机挑选出的路人中，118人交上了问卷，其中117人所填写的问 卷是有效问卷。 下面我对问卷调查情况进行分析： 下面我对问卷调查情况进行分析： 进行分析 问1从来没有 20% 有很多 9% 有一些 6% 几乎没有 65% 在人们的日常生活中， 80％的人们都表示自己日常 生活中存在着蟑螂。这说明 生活中普遍还是存在蟑螂 的。它带给了人们无穷无尽 的危害。所以说，灭蟑是非 常重要的。 问2 不知道是什 么 3% 使用过 47% 无效 81% 有效 19% 未使用过 50% 在问题二中，调查人数 的 47％都为日常生活中存在 蟑螂烦恼不已，并也采用了 相应手段