第19届全国青少年科技创新大赛作品选登

河南省平顶山市新华区实验小学 谢天慈

指导老师：李俊生 徐慧瑜 黄军法

全国一等奖

遥控电子秒表适用于径赛运动员比赛中的计时，它由发射机、接收机、秒表3部分组成，发射与接收采用数字编码和无线电技术，具有抗干扰性强、反应灵敏、计时准确、操作简单等特点。体育径赛开始时，发令员可通过手控或声控的方式，对设在终点的接收机装置进行遥控，使秒表开始计时。在冲过终点的那一刻，运动员挡断了设在终点线上的激光束，接收机便会控制秒表停止计时并闭锁。再次使用该装置时，只需将每块秒表归零并按下接收机的复位键即可。

上海市东方世纪学校 孙罗冰

指导老师：吕孝美 熊耀辉

全国二等奖

跳远踏板犯规检核器，可以客观、公正、准确地检测出比赛中的运动员是否犯规，在踩板时一旦犯规，一旁的裁判员、比赛中的运动员以及距离沙坑很远的观众都可以发现。

在使用该检核器前，首先打开电源开关，此时激光源发射红光，并正指光敏电阻，红灯亮，蜂鸣器鸣叫，电路自检，几秒后，绿色指示灯亮，表示该检核器工作正常，等待比赛开始。在跳远比赛过程中，如果运动员起跳踩线犯规，那么激光源发射的红光线就被阻挡，光敏电阻失去光照射，电阻增大，电路产生触发信号，使延时器进入工作状态并点亮红灯，蜂鸣器报警，持续时间为10秒（可调）。10秒过后该检核器又恢复等待状态，绿灯被点亮，提示可进入下一轮的比赛。

湖南省新宁一中 兰 潇

指导老师：邹定清

全国二等奖

这种适用于竞走比赛，用电子技术来裁判竞走运动员是否违规的“带‘电子裁判’的竞走运动鞋”，由开路触发器和发射电路组成信号发射器，由信号接收装置、声光报警装置和计数器组成报警器。信号发生器安装在竞走运动员左右两脚的运动鞋底内，报警器扣系于运动员的腰带上。当运动员单脚离地不犯规时，一只鞋内的信号发射器发射出一个信号，报警器不工作，不产生声、光报警。但是当运动员双脚离地违规的时候，两只鞋内的信号发生器同时开路发出两个信号，报警器被启动开始工作，发出声、光报警，并显示违规次数，同时违规信号也被发射到裁判席上的远程监控器上。

广东广雅中学 汤俊良

指导老师：黄国清

全国二等奖

普通的垃圾箱常常因盖子脏而导致人们随手乱丢垃圾，该智能垃圾箱可有效地避免这种现象。它有一个会自动开关的箱盖，利用红外探头实现了人到箱盖开、人走箱盖关的功能，不需要用手接触箱盖。箱体上还有一个液晶显示板，用来显示垃圾箱的主要功能和可以解决的问题，通过与之相连的另一只红外探头可自动检测垃圾是否装满，若垃圾箱已装满，显示板和指示灯均会显示出警示信号。该垃圾箱使用交流或直流电，利用一个无线电遥控器控制总电路，当使用交流电源的时候直流电源还会自动充电。如果这个垃圾箱在实际生活中得到广泛应用，还可以把垃圾箱是否装满的信息发送到远程中央处理器上，及时提醒工作人员哪个垃圾箱需要清理，并且可以利用电脑统计出垃圾箱盖每天开合的次数和装满的次数，以此了解该地区垃圾箱的需求量，为增减该地区垃圾箱的数量提供依据。

陕西省西安市唐华四棉中学 王欣怡

指导老师：王 镇

全国二等奖

电子二胡是传统二胡与现代科技相结合的产物，它利用机械能转化为电能的原理，通过音色合成效果器使二胡在音量、音质、音色方面产生了质的飞跃。经过二胡演奏家和专家的试奏及评定，认为该发明有如下优点：

1.音量增大，音质提高，音色多变，可模拟出多种传统乐器音色及现代电子音色，其中胡琴系列音色尤为突出。2.可演奏和弦，弥补了传统二胡的这一缺憾。3.能使二胡升高或降低两个八度，演奏范围扩大，曲目增多。4.能显示音准图形，对每个音的音准情况一目了然，利于教学和初学者练习。5.该电声器使用在低档二胡或人造蟒皮二胡上，效果同样突出，利于普及，有益于动物保护。

山西省太原市第五中学 刘 珺

指导老师：冯锦荣

全国二等奖

司机在泊车时经常因为看不清车后的障碍物而发生事故，该报警系统利用超声测距原理测量出车尾到障碍物之间的距离，并通过数码管进行显示。倒车时，若实际距离小于事先设定的值，系统会报警。该作品具有体积小、测距精确、成本低廉等特点，可以测量出30cm～2m的距离，并能测出多种复杂障碍物。电路部分采用单片机，扩展性强，精度高，具有浮点处理功能；关键技术采取了精确定时，通过更换单片机可测量10 cm～100m的距离。其原理框图如附图所示。

福建省厦门市第一中学 王 恺 戴彦祺

指导老师：庄 岩 吴旭日 陈晓芳

全国二等奖

该设计由图像识别、对弈计算、机器人下棋3部分组成。首先，机器人通过数码摄像头观察棋盘上对弈双方棋子的位置并将该信息传回到计算机中，由计算机进行图像识别，辨别出己方和对方棋子的精确位置。第2步，机器人根据内部已编写好的五子棋程序计算出下一步应下的位置。最后，命令机器人移动相应位置，完成相应的下棋动作，从而实现人机对弈的全过程。

五子棋程序结合了“贪心算法”与“枚举算法”，可以推算出四步之内的最优下法。在水平和垂直方向位置的确定上应用了同步码，得到了较为准确的定位效果。整个作品成功地将计算机、数码摄像机、RCX微电脑、乐高积木和其他功能部件有机地结合在一起，较圆满地解决了图像识别、对弈算法设计及机器人棋子放置等诸多难点，使机器人具有了一定的视觉、思考和动作能力。

天津市第四中学 赵立双

指导老师：王锡秋 张文义

全国二等奖

该作品实现了大厅地板打蜡、清洁由人工向智能机器的转换，节省了劳动力。它采用红外接近开关进行监测，用单片机控制行走、转向、打蜡等。机器人可根据场馆内情况，自行设定行走路线和转向角度；能自动监测障碍物或行人，当遇到障碍物时，机器人会停留在原地等待，并发出“请让一让”的语音，当障碍物移开后，机器人按照原定路线继续行走；当障碍物出现的时间超过提前设定的等待时间时，机器人将自行转向，绕开障碍物继续行走。

浙江省宁波市第三中学 徐征宇

指导老师：朱 军 张劲天 徐黎炜

全国三等奖

该电熨斗是在普通电熨斗的基础上设计、改制而成的， 使用时只要握住电熨斗的把手，电源便会自动接通，其它使用方法则与普通电熨斗一致。

感应式安全保护、节能蒸汽电熨斗主要增加了以下3个功能：

1.熨斗处于竖立放置暂不使用时，能在2分钟时间内自动切断电源，既满足熨烫的保温需要，又避免长时间通电。

2.当通电的电熨斗平放在衣服上时，若手离开电熨斗把手，电熨斗在2秒钟内能自动切断电源，可避免衣服烫坏消除火灾隐患。

3.如遇停电后又恢复供电，未拔去插头的电熨斗仍能保持断电状态。

本作品既安全又节能，并且动作可靠、使用方便、提示明显、结构简单，其电路原理框图如附图所示。

宁夏银川市第二中学 冯婧劼

指导老师：赵燕新

全国三等奖

电话受病原体污染的情况日趋严重，给人们的健康带来隐患。该电话机能较好地应对这一问题，它可在极短的时间内（约3秒）自动对电话进行消毒，杀菌率达99％，并且不残留对人体有害的物质。当电话听筒被放下时，一个紫外线消毒灯就开始自动对电话进行消毒，达到消毒时间后又自动断开电源，而当需要使用电话拿起听筒时消毒灯立即熄灭。

科学性：运用光、电、磁等知识，使电话机能长期、自动地消毒。新颖性：运用磁控及定时装置控制紫外线消毒灯照射进行自动消毒，比过去落后的消毒方法更方便、快捷、及时、自动、彻底。实用性：可广泛应用到公用电话上，尤其是医院、商场等公共场所。办公室和家庭中的固定电话机也提倡使用。

四川省成都市第七中学 李 浩

指导老师：赵 敏 蔡泽勇

全国三等奖

电磁车辆驱动系统是一种用电磁能来驱动车辆运行的科学设计。其原理是将电能转换成电磁能，利用磁场对车辆的吸引力，牵引车辆前进。在该系统内的车辆，只要能被电磁铁产生的磁场所吸引（现今的普通车辆一般都能被电磁铁吸引），就可以不消耗任何别的能量，在磁场力的作用下行驶。

整个系统由电磁转换动力牵引系统、车辆感应系统、车辆计算机控制系统和交通指挥系统等几个部分组成，设计了一种能集中提供能源并且无污染的车辆动力系统，可以使车辆在自身没有任何动力装置的情况下行走。