防塵防雨防曬公園休息椅

公園里的休息椅通常是露天的。雨天時(shí)，座椅上容易積水，須擦干后才能就座；晴天時(shí)，陽光直射座椅，會加速座椅老化；有風(fēng)時(shí)，座椅上容易積灰，甚至有落葉、樹枝，很不衛(wèi)生。另外，現(xiàn)有的休息椅幾乎沒有電源。喜歡拍照的游客在戶外游玩時(shí)由于手機(jī)、相機(jī)沒電后無法充電，只能抱憾而歸。

為了避免以上種種不便，增強(qiáng)公園休息椅的實(shí)用性，我設(shè)計(jì)制作了一款新型休息椅。這款休息椅能模仿貝殼自動開合，達(dá)到防塵防雨防曬的目的。同時(shí)，利用太陽能板、USB充電插孔等將座椅變成一個“充電寶”，向游客提供電源。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

新型休息椅主要由靠背、座板以及電機(jī)、太陽能板、手勢傳感器、壓力傳感器、Arduino模塊、USB充電口等組成。靠背采用可開合設(shè)計(jì)。手勢傳感器安裝在靠背上，用于檢測游客的手勢動作。壓力傳感器安裝在座板上，l2eyGpImjqoB6bCVX9HS6cKCYMTbgYr5sW6sMgGMy0Y=用于檢測是否有游客就座。太陽能板覆蓋在靠背上，為整個系統(tǒng)提供電源。

二、模型制作

（一）3D建模

利用3D設(shè)計(jì)軟件，對靠背、座板、座椅腳、電子元件盒等進(jìn)行建模設(shè)計(jì)。

（二）模型組裝

根據(jù)3D建模，采用3D打印、激光雕刻等技術(shù)制作模型結(jié)構(gòu)件，并組裝成一個完整的休息椅模型。

三、程序設(shè)計(jì)

編寫程序，實(shí)現(xiàn)手勢感應(yīng)、壓力檢測、電機(jī)控制等功能。當(dāng)游客用手在座椅上方揮動時(shí)，手勢傳感器觸發(fā)Arduino模塊，控制電機(jī)打開靠背。當(dāng)游客離開座板后，壓力傳感器發(fā)送信號至Arduino模塊，30 s后控制電機(jī)閉合靠背。座椅在靠背的保護(hù)下實(shí)現(xiàn)防曬、防雨、防塵功能，并接收陽光為設(shè)備提供電能。

四、測試與改進(jìn)

手在靠背上方5 cm內(nèi)揮動，靠背就能自動打開；手按壓座板上的壓力點(diǎn)，靠背就一直處于打開狀態(tài)；2個充電口都能給手機(jī)充電，充電電流達(dá)到5 A；手離開座板上的壓力點(diǎn)，30 s后靠背自動閉合。

雖然基本上實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)計(jì)目標(biāo)，但模型還存在靠背打開角度過大、閉合不嚴(yán)密、缺少語音提示等問題。針對這些問題，我又進(jìn)行了改進(jìn)：安裝限位開關(guān)，確保靠背開合時(shí)能精確到位；加裝語音模塊，在座椅開合時(shí)發(fā)出語音提示，提醒游客注意安全。

至此，新型休息椅—— 防塵防雨防曬公園休息椅就完成了。它不僅解決了傳統(tǒng)公園休息椅的諸多弊端，還提供了便捷的充電服務(wù)，提升了游客的體驗(yàn)感。

通過這次實(shí)踐，我掌握了電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理、行程控制等專業(yè)知識，學(xué)會了使用激光雕刻、3D設(shè)計(jì)軟件等工具。更重要的是，我經(jīng)歷了發(fā)現(xiàn)問題、分析問題到解決問題的全過程，大大提高了解決問題的能力與信心。

專家點(diǎn)評

梁文星同學(xué)在“防塵防雨防曬公園休息椅”的創(chuàng)新實(shí)踐中表現(xiàn)出色，他深入生活，探索科學(xué)知識、解決現(xiàn)實(shí)問題，使自己的科學(xué)探究能力、技術(shù)與工程實(shí)踐能力以及自主學(xué)習(xí)能力均得到了有效提升。但應(yīng)指出的是，關(guān)于公園座椅的問題，成年人和青少年都已有較多探討。鑒于此，我們在選題時(shí)要盡量挖掘更具原創(chuàng)性的項(xiàng)目，彰顯創(chuàng)新活動的意義與價(jià)值。