公交車自動消毒多功能拉手

            校園愛迪生

    主人公簡介：李曉彤，石家莊市第一中學學生，平時喜歡鼓搗一些小玩意，尤其善于從身邊事找到他感興趣的發明點，素有“小發明家”之稱，目前他的發明已經取得5項專利。．其中“公交車自動消毒多功能拉手”這項發明獲得河北省“第24屆青少年科技創新大賽”一等獎、“第六屆宋慶齡少兒發明獎”銅獎、石家莊市第七屆“探索者杯”青少年創新大賽一等獎。

“公交車自動消毒多功能拉手”發明談發明心得

石家莊市第一中學  李曉彤    

    我曾經坐公交車上學，可是沒想到的是通過拉公交車上的拉手我交叉傳染得了紅眼病。這病使我不僅難受，難以抬眼看人，而且耽誤了好幾天功課。那時我就想，公交車每天有那么多乘客，拉手可以說

是病毒細菌的傳染鏈，如果拉手可以定時消毒該多好，大家坐公交車就再也不用擔心染病了。

    我做過一項調查，公交車拉手使用頻率非常高，尤其是在上下班高峰期乘客過多沒有足夠的座位時。而拉手上細菌病毒含量多，容易傳播疾病，尤其是甲肝等乙類傳染病，極易被乘客交叉傳染。一項調查表明，未經消毒的公交車拉手表面細菌污染超過國際標準10倍以上。

    于是我想發明一種公交車自動消毒多功能拉手，它既要美觀實用，具有廣告性能，又可以快捷消毒，防止細菌病毒交叉感染，有利于公共衛生安全。

    接下來把想法變成現實的過程充滿了艱辛。首先，我選擇了日常生活中常用的廢舊材料開始實驗。用云南白藥噴霧罐代替噴霧裝置，用電磁閥控制噴霧，用紅外感應裝置控制電磁閥工作。想法簡單，但做起來很難。光電磁閥的規格尺寸就試了7次，紅外感應器與電磁閥的協調更是個大問題，電路設計成串聯還是并聯也是反復摸索，終于試驗成功了，但電路不穩定又成了問題。

    在第一次實驗成功的基礎上，我改用減速電機和凸輪代替電磁閥，在減速電機的轉速設定上就耗費了大量的時間，之后，凸輪最大行程的設定與噴霧壓桿的配合又讓我寢食    難安，在尋找噴霧裝置中的容器時，我用“鼻立爽”的藥瓶代替，后來實驗時壞了，為了配套，按照藥瓶上的地址，打了幾十個電話，才在石家莊西南的振頭村附近藥店買到。

    發明過程充滿了艱辛，但也有很多樂趣。尤其是樣品成功噴出消毒液時，真的是百感交集。

    作品展示

    作品結構  我的專利不同于一般的公交拉手，它是一種可以自動消毒的多功能拉手，包括內體和。有人說：因為虛像是不能用光屏接收到的，因此虛像的像距是不能用實驗的方法來測量的，只能用公式計算出來。這顯然是不正確的。中學物理教師都知道一個典型的實驗——平面鏡成像實驗，就是用玻璃代替平面鏡，并用兩個大小一樣的蠟燭來測量出平面鏡成虛像時的像距的。既然平面鏡的虛像可以用實驗的方法測量出來，那么凸透鏡成虛像的像距就不可以測量嗎？答案當然是否定的。

    一、理論設想

  （一）理論依據：光的同一種均勻介質中沿直線傳播、小子L成像。

  （二）理論設想：

    當我們把蠟燭4放在凸透鏡的一倍焦距以內時，光線如圖1所示傳播。我們不能在凸透鏡右側用光屏接收的其虛像，而當我們通過凸透鏡向左看過去時，會在凸透鏡的左側看到一個放大的虛像a（假設在a點處）。

    這時如果我們把一個帶有小子L的物體B和一個光屏C放在凸透鏡右側，如圖2，就會在光屏C上外殼兩部分組成，內體包括紅外感應裝置、動力裝置和噴霧裝置三部分。動力裝置由減速電機和凸輪組

成，噴霧裝置由噴嘴、導管和貯液容器組成。外殼上安裝LCD顯示屏，可以作為流動載體，設計發布廣告。

    工作原理及流程  拉手內設置有紅外感應控制裝置【1】，當乘客的手離開公交拉手時，感應裝置將信號傳遞到動力裝置【2】。動力裝置[2]由減速電機和凸輪組成。紅外感應裝置對動力裝置傳遞信號并對其工作的時間加以控制。動力裝置中的減速電機通過轉速設定，使凸輪轉動一周的時間與感應器控制的時間相匹配。根據凸輪工作原理，凸輪在轉動時會使噴霧裝置[3]中的壓桿上下運動，使其產生負壓，呈現出一個倒立的“像”6，如果我們去掉凸透鏡，再把一個與n等大的蠟燭放在a1．點f小子L、光屏的位置不動），那么由于光沿直線傳播，這時也應在光屏C上得到與剛才6等大的“像”。如果我們測量出點al距凸透鏡的距離，不就是凸透鏡成虛像時的像距

嗎？如果我們再測出這時物體的高度，這不就是虛像的像高嗎。

二、實際制作

    按照上述理論我首先制作了可以改變長度的線性光源，最早我制作了一個不透光的盒子里面安裝上一個燈泡，并在盒子上面開了一個寬為3毫米，長為10厘米的矩形孔。發現用它做實驗時根本在屏上得不到任何的像。當我增加燈泡的亮度后還是以失敗告終。同時我經過學習發現，小子L成像所得到從而控制噴霧裝置在2秒內自動噴射消毒液，確保在下一乘客使用扶手時，已經自動消過毒。需要特別

說明一下，這里使用的是12伏的電流，我沒有考慮在拉手內設置電池，因為將來投入市場，可以直接由公交車的電機集中供電。

    拉手外殼表面裝有LCD顯示屏，作為流動載體，其上設計有廣告內容。

    項目的經濟及社會價值

    1．從醫學角度說，防病大于治病。公交車的客流量很大，拉手的使用頻率非常高。自動消毒多功能拉手對預防疾病，保護公眾的健康會起到積極的作用。

    2．自動消毒多功能拉手美觀實用，具有廣告功能，能夠實現商業價值。

2009年第8期23