我來發(fā)明特輯·安全“行駛”

交通工具是現(xiàn)代社會生活中不可缺少的一部分。隨著時代的變化和科學(xué)技術(shù)的進步，我們周圍的交通工具越來越多，這給每個人的生活都帶來了極大的便利，但同時也引發(fā)出許多安全問題。

本期，且看“未來愛迪生”們?yōu)榻鉀Q這個問題，想出了什么好辦法，從而讓交通工具的行駛變得更加安全、可靠、便捷。

智能防撞限高桿系統(tǒng)

現(xiàn)在，很多地方都設(shè)有車輛限高桿，它能防止一些超高車輛撞壞橋梁和隧道。但有些司機忽視了限高桿的作用，從而導(dǎo)致車輛事故的發(fā)生。

所以我發(fā)明了一款智能防撞限高桿系統(tǒng)，希望能避免這類事故的發(fā)生。該系統(tǒng)是在原有限高桿的基礎(chǔ)上增設(shè)了3個裝置（如右圖所示），分別為檢測裝置、預(yù)警裝置和預(yù)限高桿。當車輛經(jīng)過時，檢測裝置通過激光掃描測量車高，一旦發(fā)現(xiàn)有超高車輛經(jīng)過，預(yù)警裝置就會發(fā)出警示。當車輛不顧預(yù)警裝置的警示或仍未發(fā)現(xiàn)超高時，預(yù)限高桿便會進行有效攔截，避免事故發(fā)生。

上海市洛川學(xué)校 李澤芃 指導(dǎo)老師 吳致遠

專家說：李澤芃同學(xué)的發(fā)明作品完成度較高，設(shè)計實用性較好。建議盡量減少輔助裝置，是否可以考慮將檢測裝置和預(yù)警裝置的功能整合到預(yù)限高桿上，使發(fā)明作品更具整體性。

山地自行車防前翻裝置

我從汽車的ABS裝置（制動防抱死系統(tǒng)）獲得靈感，在山地自行車上設(shè)計安裝了一款簡易的間歇剎車裝置（如右圖所示）。裝置由兩部分組成：一個是固定在自行車前減震器上的方形槽，另一個是固定在前輪剎車線上的固定鈕。其中方形槽上下打孔，將外皮截短后的前輪剎車線穿過小孔。之后在前輪剎車線上安裝一個固定鈕，固定鈕由一個帶孔的螺絲和螺帽組成，中間加凹形墊片，擰緊后可以固定在剎車線上。固定鈕可在方形槽內(nèi)上下自由移動，平時剎車不受影響。當緊急剎車時，減震器降到最低，帶動方形槽下降，固定鈕被方形槽壓迫向下運動，前輪剎車線向下運動，松開前輪的閘口，使山地車前輪轉(zhuǎn)動。當減震器上升后，又恢復(fù)剎車，如此往復(fù)，起到間歇剎車的作用，防止山地自行車前翻。

安徽省蕭縣中學(xué) 朱梓萌 楊心語

指導(dǎo)老師 李 峰

專家說：朱梓萌、楊心語的發(fā)明作品通過減震器的升降，起到間歇剎車作用，設(shè)計思路巧妙，間歇剎車結(jié)構(gòu)簡單。但是減震器升降受外界因素的影響較大，是不完全可控的，這可能造成間歇剎車不穩(wěn)定。建議針對上述問題，進一步完善裝置。另外，還需要加大裝置的剛度和強度。

下穿隧道水位自動控制系統(tǒng)

我所在的城市常會受到臺風(fēng)的侵襲。臺風(fēng)會帶來強降雨，從而引發(fā)城市內(nèi)低洼地段特別是下穿隧道頻發(fā)內(nèi)澇，造成車輛被淹，甚至發(fā)生人員傷亡事故。

我結(jié)合現(xiàn)代科技手段和現(xiàn)有資源，設(shè)計了一款下穿隧道水位自動控制系統(tǒng)，希望能解決這個難題。該系統(tǒng)的設(shè)計圖如右頁圖所示。它是以水位高低變化作為開關(guān)信號。當隧道水位低于安全水位線時，雙水位開關(guān)K低和K高斷開，繼電器線圈斷電，繼電器開關(guān)K處于“常態(tài)”位置，控制電路處于待命狀態(tài)。當隧道水位越過安全水位，達到并超過警戒水位時，雙水位開關(guān)K低和K高相繼接通，繼電器線圈通電工作，繼電器開關(guān)K被吸合到“報警”位置，控制電路啟動，報警器模塊、警示燈模塊和抽水泵模塊接通電源，分別實現(xiàn)聲光報警、警燈閃爍和水泵抽水功能，信號燈模塊由綠燈切換為紅燈，電動道閘模塊實現(xiàn)降桿阻攔動作，同時，GSM短信報警模塊向指定的手機發(fā)送短信報警信息。

當隧道水位降回到安全水位以下時，雙水位開關(guān)K低和K高相繼斷開，繼電器線圈斷電，繼電器開關(guān)K回到“常態(tài)”位置，警報解除。

福建省廈門市 張楷文

專家說：張楷文同學(xué)的發(fā)明充分利用了城市中的現(xiàn)有資源，用比較經(jīng)濟的方式實現(xiàn)交通安全的最大化。但在實際應(yīng)用前，還需進一步提高裝置的安全性、可靠性及其自身的防水能力。

探路自行車燈

在夜晚，由于光線不好，騎自行車時一不注意就會因為沒有看清路面狀況而摔倒，我為此吃了不少苦頭。

為了解決這個問題，我在自行車上安裝了車燈，但在騎行過程中，光照范圍內(nèi)和周圍黑暗環(huán)境的亮度反差太大，眼睛難以適應(yīng)明暗間的快速切換。

在一次買衣服的過程中，我偶然發(fā)現(xiàn)當穿上一件細條紋的汗衫時，細細的條紋緊貼在身上，條紋產(chǎn)生了變形，不再是一條直線了，條紋的形狀竟可以勾勒出身體的輪廓。如果把直線條紋換作直線光線，不就可以用同樣的道理探測地形了嗎？于是，我用線型激光投射器，發(fā)射直線光線做實驗（如右圖所示）。結(jié)果表明，將線型激光投射到地面，通過產(chǎn)生的光斑變化可準確地判斷路面狀況。于是我將車燈設(shè)計成能在路面正前方水平和垂直方向各發(fā)射多條線型激光，形成激光格柵。這樣，騎車的人可以觀察到這個矩形激光格柵范圍內(nèi)的路面情況，從而可以避免摔倒。

上海市長寧區(qū)青少年活動中心 錢允執(zhí)

專家說：錢允執(zhí)同學(xué)非常注意觀察生活中的細節(jié)，將發(fā)明創(chuàng)意融入到日常生活中，具備了一定的創(chuàng)新能力。在裝置的調(diào)試過程中，一定要注意協(xié)調(diào)好激光強度與激光格柵亮度之間的關(guān)系。

雙模電動工作椅

如今有許多職業(yè)，其工作人員需要每天長時間站立并走很多路，如醫(yī)院的護士、畫室里的畫家、圖書館的管理員等。如此，不僅降低了他們的工作效率，而且對工作人員的身體造成很大的負擔和危害。

針對這個問題，我發(fā)明了一款雙模電動工作椅（如下圖）。它有兩種控制模式，分別為主模式和輔助模式。主模式為機械運動控制模式，即利用人體的腰部扭轉(zhuǎn)來控制工作椅的左右轉(zhuǎn)向，用右腳控制椅子的前后運動和制動。而輔助模式為語音控制模式，即通過程序中設(shè)計的7句普通語音命令（如前進、停車等）來指揮電動椅行進。這兩種模式可復(fù)合操縱電動椅，使其成為一種比較理想的代步工具，有效減輕了上述職業(yè)工作人員的工作強度，解放了他們的雙手，提高了工作效率。

上海市西南位育中學(xué) 高 興

指導(dǎo)老師 李啟晨

專家說：比起市場上的同類產(chǎn)品，這個發(fā)明解放了使用者的雙手，并使座椅有較好的舒適度，這是它的兩個亮點。希望高興同學(xué)能進一步降低制作成本，將發(fā)明作品轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，推廣至市場。

無人機失聯(lián)掉落緩沖裝置

隨著小型無人機為越來越多的尋常百姓所喜愛，它的安全性問題已引起社會的廣泛關(guān)注。特別是無人機飛行中發(fā)生的墜機事件，輕則無人機墜落損壞，重則造成行人被無人機砸傷。

所以我設(shè)計發(fā)明了一款無人機失聯(lián)掉落緩沖裝置（如右圖所示），此套裝置包括安裝在無人機頂部的降落傘和無人機底部的緩沖充氣墊以及蜂鳴器。此外，該裝置與飛行器主控制器相連，一旦無人機失去控制，便自動關(guān)閉發(fā)動機，打開降落傘，并且底部充氣墊充氣，蜂鳴器提醒下方的行人注意躲避，最終能使意外降落的無人機安全降落。

上海市西南位育中學(xué) 趙史恩 汪壘之 指導(dǎo)老師 葉新建

專家說：兩位同學(xué)的發(fā)明具有一定實用性。然而，小型無人機的有效載荷通常很小，所以建議要對此裝置的質(zhì)量和體積進行精確計算。另外，還要注意新添加裝置的外形對小型無人機空氣動力學(xué)性能的影響。