萬能小幫手


學校:


軒尼詩道官立上午小學


組員:

劉彥彰同學、陳天恩同學、 曾錫安同學、黃子鈞同學

教師:

陳子玲老師、鄺國普老師

 

意念

  家中的清潔用品十分多,也佔用不少空間,每次看見家人清潔都很吃力,所以我們便設計出這個「小幫手」,安裝上不同的清潔配件以協助清潔工作。

  我們這個「小幫手」的構思是從旋轉橡皮擦得到靈感。使用馬達原理轉動清潔用的刷、海棉、吸塵機和沙紙進行小規模清潔。例如,書桌、電腦螢幕、鍵盤、玩具 …… 可以減省很多人力。

 

原理
  1. 利用馬達將電能轉為動能,使配件操作。
  2. 馬達原理:當電流流經線圈(導電部分)時,電流與磁場間的作用使線圈轉動。當轉至絕緣部分,電流不再導通但
    是慣性使得線圈繼續轉動。當繞一整圈後又導通了,如此循環。真正的馬達則利用整流器改變電流方向。
  3. 一般吸塵機原理:利用吸力及吸咀內一具由摩打推動的旋轉震動刷進行清潔。

 

材料

手柄:

強力,可以左右旋轉的馬達、膠水管、轉向掣、開關掣、電筒彈簧、門後的磁石、電線(適量)
清潔配件: 海棉、小型吸塵機、 刷、沙紙、膠板、樽蓋(3個)

 

設計
這是小幫手的初步設計圖(圖一)

由於電動擦膠的轉數低和不夠力,因此我們修改了設計並嘗試製造一個模型。(圖二:摩打、電池盒、開關),但力量仍然不夠大,於是我們到深水�儺n寮街買了一個較大力的馬達,並用四枚中電池來推動它,結果成功了。(圖三:摩打轉向器、電池盒、開關、電池)

圖一
圖二
圖三

 

製作

初期

  最初我們使用灰色的硬咭紙和已用過的棉地拖的掃頭,以符合環保的原則,亦可以輕易地轉動掃頭,但唯一缺點就是因使用咭紙而不能清洗。

  我們使用咭紙來製造手柄,但因效果不好,所以改用旋轉橡皮擦的手柄。因為可以方便更換電池和容易清洗。

中期

  後來,我們在模型船中取出兩塊金屬鐵片,接駁電線及馬達,並安上電燈掣的開關。馬達是來自棄用的電動牙刷來製成,效果較佳,但外表不太美觀,難以握持,轉力不大及清洗時很容易出現漏電清況。

  在配件製作上,我們將清潔用的海棉、吸塵布和掃子貼在膠板上,但發覺轉動時,配件容易脫離馬達轉軸,而遇上摩擦力便會停下,最後改用膠樽蓋,將清潔物料貼在蓋的外圍,效果十分理想。

後期

  為了解決馬達不夠力的困難,我們決定不用電動牙刷的小馬達,而親自到鴨寮街選購一個較大的馬達。為了節省成本,我們選用了裝修時用剩了的膠水管來做我們的外殼並以複雜的閉合電路來裝置這個「小幫手」。

吸塵機

  我們製作的吸塵機是使用一個可以在市面上買到的小型吸塵機,然後將已損毀小型吸塵機的馬達棄掉,再用膠管子安上手柄。為了製造吸塵機,我們的馬達需要雙向轉動,於是,我們設計了一張電路圖。經過不斷的改良、試驗和失敗,用了大半天的時間,我們終於成功了。

 

優點

  我們這個「小幫手」的優點就是可以方便帶去其他地方進行清潔。例如,旅行時可以在酒店清洗、在別人家中進行小規模而衛生的清潔工作……等等。這個「小幫手」可以給小童自己清潔,更可以給老人慢慢地清潔家居,真是又方便又可靠。這個發明不但安全,清洗手柄和配件又方便,更可以更換配件,例如用來刷洗的刷頭、吸水的海棉、吸塵機和用來打磨的沙紙等。這個發明真是很有功用呢!

 

感想
  在製作這個發明的過程中,我們感到十分辛苦,因為要絞盡腦汁地想辦法解決問題。但是我亦學到不同的知識,例如,馬達的原理、連接電路……我們更學到互相合作,還增進了彼此的關係呢!這個比賽真是很有意義啊!

 

參考

  1. 書名﹕《圖解十萬個為什麼—科學動力的應用》,海天出版社出版。
  2. 串磁馬達的基本結構,參考自http://hk.geocities.com/my_cmf/GB/
  3. http://www.bmy.com.cn/
  4. http://art.network.com.tw/ArtInformation/Project/king-11/main.htm
  5. http://www.chinavista.com/travel/terracotta/b5main.html

 

 

鳴謝
  1. 各參加同學家長的協助
  2. 比賽負責老師 — 陳子玲老師和鄺國普老師
  3. 軒尼詩道官立上午小學 — 周以仁老師
  4. 所有曾加以協助、鼓勵、提供資料及用品的同學、家長和老師

 

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小學科學專題研習
Copyright (C) 2004 HKIEd APFSLT. Volume 5, Issue 3, Special Section 1 (Dec., 2004).