《地震后能迅速報警的簡易音樂裝置》設(shè)計(jì)探究

李純輝 李君霞

摘 要：去年暑假，新疆自治區(qū)石河子市發(fā)生過幾次輕微的地震，有不少市民感覺很恐慌。在地震發(fā)生后，很多民眾就開車到廣場等空曠的地方去躲避。我和我的愛人李君霞就特別想設(shè)計(jì)制作一個帶音樂的簡易裝置去粗略的檢測地震的發(fā)生。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，該裝置能夠迅速通過音樂進(jìn)行報警。方案的設(shè)計(jì)是當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，裝置通過不同的手段感應(yīng)到房屋產(chǎn)生顫動，從而引發(fā)報警裝置發(fā)出響亮的音樂聲。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，主要目的是提醒在熟睡中的人們，提高他們的安全逃生的概率。

關(guān)鍵詞：地震；報警；音樂裝置

一、項(xiàng)目背景

暑假那天晚上，我們正在睡覺，媽媽把我們叫醒，告訴我們地震了。這是我記事以來親身經(jīng)歷的第一次地震。后來，地震也時而發(fā)生。通過查閱相關(guān)資料后，我和我的愛人李君霞特別想設(shè)計(jì)一個能靈敏檢測地震的帶音樂報警的裝置，希望能給熟睡的人們帶來警示作用。

二、地震的相關(guān)資料調(diào)查

在進(jìn)行設(shè)計(jì)前，我們在網(wǎng)絡(luò)媒體和書籍上查閱了大量的關(guān)于地震的相關(guān)資料。地震俗話說就是地動。是什么原因引起地震的呢？古代，人們對地球知識缺乏了解，以為人們腳下的大地是馱在一條大鯨魚的背上，鯨魚累了要翻身，便造成了大地震動。也有的說是“大地發(fā)怒”是對人的“抱復(fù)”等等。科學(xué)家告訴我們，地震不過是地殼急驟顫動的自然現(xiàn)象。由于引起地殼震動的原因不同，可以把地震分為構(gòu)造地震、火山地震和陷落地震。

此外，構(gòu)造地震是由于巖層斷裂，發(fā)生變位錯動，在地質(zhì)構(gòu)造上發(fā)生巨大變化而產(chǎn)生的地震，所以叫做構(gòu)造地震，也叫斷裂地震。我國和世界上發(fā)生的絕大多數(shù)地震都屬于這種地震。構(gòu)造地震的震源深度通常多在60公里以內(nèi)。大致70-300公里深的地震，稱為中深源地震。深度在300公里以上，直到700公里左右的，稱為深源地震。震源在深處的一切地震帶通常與遠(yuǎn)離南美洲及亞洲海岸線的太平洋深海海槽的走向相合?？茖W(xué)家們現(xiàn)在認(rèn)為，海槽是地殼幾塊龐大移動部分相互碰撞、彼此積壓的所在位置的標(biāo)志，擠壓相持一時期后，巖石開始變形，當(dāng)巖層變形超過它所承受的最大限度時，就會突然發(fā)生斷裂錯動，從而產(chǎn)生地震，這種看法是一種比較能說服人的見解。

巨大的地震過后，房屋，道路，建筑都受到了巨大的破壞。不少人的家庭受到了巨大的創(chuàng)傷。在經(jīng)歷了一場不算很小的地震后，我們就想設(shè)計(jì)一個能幫助大家在地震發(fā)生后能迅速逃生的簡單的裝置。我希望我設(shè)計(jì)的這個地震報警簡易裝置可以普遍的放在任何人家中，因?yàn)槲业倪@個裝置可以自己動手用一些材料去做，方便又實(shí)用。

三、研究過稱

（一）方案設(shè)計(jì)。第一種構(gòu)思方案是在一個正方體中央放一個長方體，在長方體的上方放一個球體，在正方體的左右兩面安上兩個夾板。在其中一個夾板中裝上一個電路。此電路為觸動開關(guān)，電池，導(dǎo)線，報警器。兩個夾板中的電路相同。第二種構(gòu)思方案是在一個正方體，在正方體各個面的五分之一處在這安裝一塊木板，在木板中間開一個碗狀的大孔，在木板上未開孔的地方放一些大小均一的小球。在碗狀的大孔下面安裝一個與孔幾乎重合的鐵碗，在鐵碗的底部開一個與小石頭相似大小的孔，可以使小球隨意進(jìn)出。在正方體的底部安裝一個電路，此電路需要一個觸動開關(guān)，電池，報警器，電線。兩套方案的設(shè)計(jì)均是當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生后，裝置通過不同的手段感應(yīng)到房屋產(chǎn)生顫動，從而引發(fā)報警裝置發(fā)出響亮的音樂聲。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，容易操作，主要目的是提醒在熟睡中的人們，提高他們的安全逃生的概率。

（二）材料選擇。材料的選擇：在第一種方案中：一個木箱，放置一個長方體，一個球體，在正方體的左右兩面安上兩個夾板。在其中一個夾板中裝上一個電路。此電路為觸動開關(guān)，電池，導(dǎo)線，報警器。兩個夾板中的電路相同。在第二種方案中：一個木箱，在正方體各個面的五分之一處在這安裝一塊木板，一個碗狀的大孔，一些大小均勻的小球，放在木板上未開孔的地方。在碗狀的大孔下面開一個與孔幾乎重合的鐵碗，在鐵碗的底部開一個與小石頭相似大小的孔，可以使小球隨意進(jìn)出。在正方體的底部安裝一個電路，此電路需要一個觸動開關(guān)，一個報警器，電池，電線。

（三）制作模型。我計(jì)劃利用課余時間，到石河子市的二手市場去買觸動開關(guān)，電池，導(dǎo)線，報警器等，然后和石河子第一中學(xué)的李純輝老師一起去石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院找李君霞老師進(jìn)行模型制作。

（四）試驗(yàn)。模型制作完成后計(jì)劃到石河子的高架橋上進(jìn)行試驗(yàn)，檢驗(yàn)我們制作的地震后能迅速報警的簡易音樂裝置的可行性。

（五）優(yōu)化。對模型進(jìn)行必要的噴漆和美觀優(yōu)化。

四、對方案的可行性研究科學(xué)原理

地理原理：地震是地殼快速釋放能量過程中造成振動，地球板塊運(yùn)動板塊與板塊碰撞期間會產(chǎn)生地震波的一種現(xiàn)象。

物理原理：地震時會帶動地面上物體發(fā)生機(jī)械運(yùn)動，根據(jù)萬有引力定理，當(dāng)小球受力時會從碗底小孔自動落下，下落時小球不改變方向。當(dāng)小球落下后，接觸行程開關(guān)，就立即連通整套裝置進(jìn)行報警。

五、創(chuàng)新部分

方案一巧妙地應(yīng)用了萬有引力，主要是利用了，下落時小球不改變方向。且能夠在1秒內(nèi)順?biāo)賵缶?，給那些熟睡的人們提供更多的逃生時間。方案二也是一樣的原理。根據(jù)學(xué)校條件，我們不僅可以設(shè)計(jì)出來，還有能力把它制作出來。制作完成后，再到石河子市高架橋上去試驗(yàn)，該項(xiàng)目有可操作性。

六、進(jìn)一步完善該項(xiàng)目的設(shè)想

（1）考慮到小球落到碗底時，根據(jù)慣性原理，小球隨著裝置一起震動而不會垂直落下，有可能不會落到碗底的觸動開關(guān)。可在碗底下接一個長圓筒，該圓筒長到可讓小球下落時就可以碰觸到開關(guān)。（2）整個箱子外層全部做成木板的。給人一種神秘的感覺。正面的那塊木板可以向上抽起來，就像滑動門一樣，緊接著里面增設(shè)一塊同大小的有機(jī)透明板作為擋板。（3）增加觀賞性。

七、結(jié)語

通過這次的設(shè)計(jì)，使我和學(xué)生在創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面得到了鍛煉，在這期間我最大的收獲是：第一，通過創(chuàng)新思維真正覺得自己可以做些什么了，從創(chuàng)新中體現(xiàn)了自己的人生價值；第二，通過這次的設(shè)計(jì)，我們學(xué)會了在學(xué)習(xí)中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中成長，第三：通過這次的設(shè)計(jì)，使我們很好的運(yùn)用了在課堂上學(xué)到的知識，我們不但對所學(xué)的知識加深了了解，更加重要的是更正了我的學(xué)習(xí)觀。