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【第三届IC申报书展 控制类——登峰造极(机械小车)】深圳市第二实验学校

IC国际青少年创新设计大赛2018-04-15 18:34:34


腾龙队


深圳市第二实验学校


挑战题目

控制类——登峰造极(机械小车)

中文队名

腾龙队

英文队名

The Breakers

组别

初中组

辅导教师

鲁小东、陈颖

参赛选手

徐子星、陈沛霖、王嘉霖、陈思霖、范松铭、黄宇炫、祝世祺

设计时间

开始时间:2015年 12月 22日     完成时间:2015年 12月25日

设计过程

问题缘起

近年来,地球的温室效应正在不断加重,而身为中学生的我们也想为减缓温室效应出一份力。所以,我们想设计一种无碳小车,仅仅使用重力势能作为能源,不排放二氧化碳,以减轻温室效应。我们的设计灵感来自于纺锤,运用细线使重物带动轮子运动,从而只用重力势能而使小车前进。

 

设计方案

1.车身

   车身尽可能地使用较轻且密度小的材料,减轻小车的总重。车身大体为矩形。

2.前轮

     前轮较小,尽可能地使用金属材料,以减小摩擦力的影响。

3.后轮

后轮相较前轮要大一些,目的在于在将小车组装得更加稳定的同时保证其运动的距离。后轮尽可能地使用金属材料,以减小摩擦力的影响。后轮也要做成两边宽,中间窄的形状,方便将其于轻杆连接。

4.驱动装置

使用一根轻杆和一条轨道,用细线将轻杆和重物连接起来,重物在下落的时候会同时带动轻杆从而使它在轨道上运动。在重物落回小车上时即动力停止提供。

5.传动装置

使用两根细线将轻杆和两个后轮连接起来,轻杆运动时就会带动后轮一起运动,从而使小车前进。在连接轻杆和后轮时应尽可能地多绕几圈,以增加运行距离。

 

设计原则

1.能量的耗损越少越好。

2.不使用重力势能外的其他形式的能量。

3.材料尽量取自常用的,生活中的材料。

4.安装的方法尽可能地简单。

 

主要创新方法

1.试着用平时不会用到的方法思考问题,并解决。

2.尽量运用生活中的材料。

3.类比之前的低碳小车作品,从中获取经验和教训,并对自己的作品加以改进。

4.从不同的角度去思考问题,找出不足之处并改进。

作品的创新点:

1. 重力势能直接转化为动能,无任何形式的碳排放。

2. 运用生活中的材料,环保节能。

3.相对来说结构简单,易于完成制作。

 

创意故事概要

一个关于“未来”和“无碳”的故事

深圳市第二实验学校  腾龙队

2554年,由于全球变暖所造成的温室效应,地球上大部分的冰山均已融化,造成海平面不断地上升,已经淹没了全球72.4%的陆地,同时全球84.6%的人口已经移居太空。而沧浪研究院由于建造在高山上,所以并没有受到太严重的影响,研究还在进行中,但是地球的危机已经刻不容缓。由于温室效应,反常的气候(龙卷风,雷暴雨,雪暴,紫外线的直接照射等等)已经是家常便饭,沧浪研究院在建造之初就已经预料到这种结果,所以在结构上下了很大的功夫,使得它成为世界上仅剩的8所未迁移的研究院之一。我们的故事就在这里开始。

 

第一章(部分)

太阳系,地球,中国,沧浪研究院,三楼会议室。

我的名字是安明夜,是沧浪研究院物理系能源利用研究部的副部长,专门负责带领一个研究团队研究无碳能源利用。

“经过大家多年的不懈努力,无碳车已经基本设计完成了,只要能够加以试验,就能够减缓人类的能源问题,从而改善地球的环境。只要有时间,就可能让地球恢复原来的样子……”我正说着,顿时一声惊天动地的巨响从研究院的高处传来,整所建筑物震了一下,虽然轻微,但是通过茶杯中波动的水就可以清楚地看到。

会议室外的警铃已经响了起来,是红级警报这是研究院从未有过的,一旦警报打响,整个研究院的研究人员就必须立刻撤离,乘坐飞船转移到太空中去。真奇怪……

 

第二章(部分)

太阳系,地球,中国,沧浪研究院,九楼能源研究室。

看着窗外倾盆而下的大雨,我反而不紧张,也不慌乱。大家都在收拾自己的物品和研究资料,准备登上“回梦号”飞船。而我,在等待我的同伴。

“明夜,小羽怎么还不来?只剩30分钟了。”站在我对面的秦渡问道,她是医学系的研究员,以前和我是同学。

“每次都是他最慢,简直烦死了!”

“好了,安静一点,现在再着急也没有用。等他是院长的指令。”

说话的两个人分别是沈天蓝和萧灵运,分别是医学系的研究员和物理系能源利用研究部的部长。

水贝从一开始就望着窗外,不说话。

就在沈天蓝和萧灵运争吵的时候,机械门开了……

 

第三至六章概要(部分)

由于风羽的姗姗来迟,我们六个人(安明夜,秦渡,沈天蓝,萧灵运,水贝,风羽)已经错失了逃离地球的机会,所以我们最终决定在研究院保护我们研究院唯一的一件不能带走的研究成果——无碳车(原因因为太长所以暂时省略),进入冬眠室,等待下一次苏醒的机会。决定这样做后,我们就开始行动了……

 

第七章(部分)

太阳系,地球,中国,沧浪研究院,控制中心,冬眠室

冷却降温装置准备完毕。

信息封锁装置准备完毕。

抗高低温防护装置准备完毕。

……

待所有的装置准备完毕后,我们将无碳车的成品和设计图放入冬眠室中央的量子信息锁当中,用及其严密的保护措施围起来以防止它受到任何外界的影响,然后,我们就分别躺入了围绕在冬眠室四周的冬眠舱中。

“各位,准备好了吗?”萧灵运问道。

“好了!”我们五个人齐声答道。

他按下开始键,舱门缓缓地合上,温度开始慢慢降低。我的意识渐渐变得模糊起来……

 

第八章(尾声)(部分)

太阳系,地球,中国,我的家中。

叮铃铃……随着闹钟的响起,我一个鲤鱼打挺就从床上跳了起来。刚刚那是梦?但是那么真实,又好像是真的发生过……因为无碳小车的设计图我分明还记得一个大概,只是数据记不清了而已。我赶忙拿起纸和笔,凭记忆画了起来……

 

【作者姓名】:徐子星 陈沛霖 王嘉霖 陈思霖 范松铭 黄宇炫 祝世祺

【辅导教师】:鲁小东

 

设计草图


诚信宣言:

我承诺以上材料属实。团队代表电子签字:徐子星