平向移动缓冲器.docVIP

平向移动缓冲器 ――未来汽车的保护神 福州格致中学 张聪 林孝扬 指导老师 蒋筱英 【思路来源】 汽车自上个世纪发明以来，给人类带来了无限的方便。但是，随着汽车数量的激增，车祸越来越频繁了。车祸的危害是巨大的。虽然人类不断尝试降低车祸发生的几率，还是不能避免发生。 “车祸猛于虎”，据调查，在城市中，高速公路上的车祸大多是侧撞。而侧撞对于大客车尤其是其中的乘客犹为危险。 虽然车祸难以避免，但当车祸发生时，如果汽车上拥有一种有效的保护设备，就能使损失降到最小，保护了乘员的安全。这样无异于避免了车祸。 那么这个强有力的保护系统怎样运作呢？传统的方法是对车身进行加固。这是无可厚非的。但是，即使是现有条件下生产的最坚固的材料，由于塑形的原因，在强大的冲击力下也是不堪一击。从不断发生的车祸事件来看，这种方法虽然理论上是可行的，但在实际中并不能起到太大作用。 为此，我们决定制作一种能最大限度保护乘员的装置。 【科学依据】 任何的发明都是建立在科学理论的基础上的，因此我们需要强有力的理论为我们的发明作后盾。 最终，我们决定从高二物理课本中的动量定律中寻找解决问题的方法。 假设：两辆即将发生车祸的车子质量分别是M1，M2速度是V1，V2那么动量和为M1V1+M2V2，相撞后动量为0则M1V1+M2V2-0=Ft可知力F的大小碰撞的时间成反比，所以我们考虑延长碰撞时间。 正常情况下，汽车侧向碰撞时间t=0.01~0.1s，取平均值为0.05s，那么根据动量定理： 无防撞装置：F=(m1v1+m2v2)/t=20(m1v1+m2v2)。 使用这种装置可将接触时间延长到1~2s。 设t’=2s, 那么F‘=（m1v1+m2v2）/t1=(m1v1+m2v2)/2。 由此可得F=F‘=40 : 1，可以大大减少撞击力。 【解决方案】 我们设计了一种装置，基于以上的原理首先进行了实践， 在这个系统中，客车的重要部位——车厢周围布满了传感器，传感器用于接受被撞的信号，当汽车在行驶中某一侧受侧撞时，信号瞬间传出，激活了终端，终端启动了已经预热的马达，立即将车厢进行移动，(物理上利用轮胎的抓地力和马达的转动)，根据原理使车厢在地做可以朝着撞击的方向迅速移动，减小受到的冲击力，从而保障了人员的安全。 我们将次命名为“平向移动缓冲器” 【工作原理图】 【实际运行组图】 【作者简介】 【创作感言】 刚开始提出思路时两个人都不知道怎么实现减小能量，冥思苦想….*#@^$”▲☆№▲＠:; 林孝杨同学的经典建议：装一个摄像头，看有车，车箱就移动！被张聪暴打一顿,伴随画外音：“车子进过十字路口怎么办啊！！”； 程序的编写倒没有花费很多力气，但是车子的构架时拼装了无数次……不是移动时有问题，就是噪声很大。经过无数的尝试，最终确定了现在的架构； 辛辛苦苦作出来了成品，在第一次实验冲撞时，由于结构没有卡紧，所以车子散架了…….再工作吧； 最终，做出来了，然而还有更艰巨的任务――路面还要进行装饰！开始搭房子吧：－）； 最后的最后，经过了X星期Y天小时N分钟M秒，终于在猴年马月子虚日完成了整个工程！鼓掌庆祝！ 【后记】 整个制作过程，我们得到了福州格致中学各位老师，学生，以及各自的家长的鼎立支持，在此表示感谢！ 指导老师蒋筱英在我们制作中给我们做了悉心的指导，引导 我们去发现问题，找出各种可能情况，并解决他们。表示最高的致敬和感谢！ 同组的学弟也给了我们无私的支持，也在此表示感谢！ 4 触动传感器：负责感应积压，即车辆的冲撞，并将此信号传输给RCX。 RCX：整个工作装置的大脑。负责处理触动传感器给出的信号并生成信号传输给马达。 马达：负责车箱的移动。收到RCX传输的信号后开始工作。 福州格致中学 张聪 出生年月：1987．12．06 福州格致中学 林孝扬 出生年月：1987．10．26 客车在路面行驶； 突然有车辆从侧面撞击客车； 撞进客车的一霎那，启动了触动传感器； 触动传感器发出信号，并将信号传输给RCX； RCX判断触动传感器方位，得出冲撞方向，然后送给马达信号，让其延冲撞方向运动； 马达收到信号，迅速开始工作，使车箱延撞击方向运动，保证了乘员的安全。 整个工作过程不超过0.5s，所以车箱只吸收到了极少的能量，装置是有效的。