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