無接觸式電梯按鈕系統

◆山東省臨沂市第四中學 陳昱州

山東省臨沂市第一中學 苗長青 王晨旭

大家每天都要接觸電梯按鍵，疫情期間，為避免交叉感染，很多人進行了無接觸操控電梯的探索和嘗試，如噴灑酒精消毒、覆蓋含氯保鮮膜等。這些方式需耗費大量人力物力，還可能損壞電梯。也有很多乘客選擇用牙簽、紙巾、鑰匙、筆等物件代替手指完成按鍵操作，但這些替代品要么是一次性物品，要么很尖銳，會磨花電梯按鈕。

因此，我們想找到一種無接觸式的電梯按鍵操控方案，既能減少病菌傳播風險，又不損壞電梯按鈕，滿足人們的出行需求。

一、材料準備

樂高EV3 主機1 個，顏色傳感器若干，馬達，齒輪，蝸輪蝸桿，滑輪，亞克力板，膠，等等。

二、程序編寫

用LME-EV3_lab 編寫驅動程序，通過設置current、target 兩個數據變量和start 一個布爾變量，調控電梯邏輯判斷，再計算得出電機轉動角度。利用變量記錄當前樓層，通過顏色傳感器的偵測，控制動力裝置（電機）到達指定樓層。

圖1 編程并調試

模型由控制中心、感應開關與傳動裝置三部分組成。當乘客想乘坐電梯時，將手指放在感應裝置前幾厘米處，傳感器被自動觸發，驅動電梯到達指定的樓層。

圖2 提升裝置，包括橫梁、滑輪、齒輪、蝸輪蝸桿、馬達等

圖3 實物圖

三、創新點

（一）利用顏色傳感器代替按鍵，手指放在傳感器前約5 厘米處就會觸發開關，驅動電梯到達指定的樓層，實現乘客無接觸乘梯。

（二）將電梯的樓層按鈕裝在電梯轎廂外，乘客只需在外操控一次按鈕，便可直達目標樓層，減少與電梯按鍵的接觸次數，有效降低病毒感染的風險。

（三）為電梯的傳動系統添加了由蝸輪與蝸桿組成的自鎖裝置，使電梯只能由蝸桿傳動蝸輪驅動。電梯出現故障時，蝸輪無法使蝸桿轉動，轎廂不會下墜，提高了使用電梯的安全性。

專家點評

陳昱州、苗長青、王晨旭三位同學的無接觸式電梯按鈕系統，是一件頗具專業性質的創新實踐作品。這項作品的產生，充分體現了：其一，幾位同學的創新實踐意識強。疫情只是一段時間的事情，但人們對無接觸式電梯按鈕方式也很向往。他們從自身的體驗與創新成長需求出發，開展探究實踐，這對他們提升自身實踐能力都有好處。其二，幾位同學的合作意識強。作為高中生，雖然他們來自不同的學校，但能以項目式學習的方式組成一個集體，共同完成該項目，值得點贊！學會合作是當今青少年必備的品格之一。這是因為當代的科學成果，很多時候并不能通過單打獨斗的方式完成，而是需要集體的智慧與力量。因此，從小就養成團結協作的好習慣，將來與他人一起完成某項任務就會變得順暢、高效。

建議三位同學在文本中將各自所做的工作與貢獻表述清楚，以體現知識產權意識和實事求是的科學態度。