自動關水龍頭

　　一、項目背景
　　
　　我校用水是引用山泉水的，天旱缺水季節，需要關水儲水，因為住校同學比較多，用水可以說非常緊張，沒水時很多同學都下河去洗澡洗衣服，存在很多安全隱患。而儲水時，部分學生打開水龍頭后發現沒水就忘記把水龍頭關好，當儲水夠了放水時(有時是上晚修時間)，學生宿舍、浴室等水龍頭嘩嘩地流，造成了很大的浪費。
　　
　　二、提出假設
　　
　　能不能設計一種水龍頭，它在不影響我們正常使用的情況下，能定時關閉，使我們人人能節約用水，當有人忘記關時它能自動關閉。來水時就不會讓水白白流失了，為此，我倆決定探索這個問題。
　　
　　三、制定研究計劃
　　
　　1　制訂了研究課題：自動關水龍頭。
　　2　上網了解是否已有人解決了此課題。
　　3　了解本地區用水情況。
　　4　學習有關節能水龍頭種類的工作原理。
　　5　學習了解大賽有關規則，按規則進行操作。
　　6　先設計再動手試驗。
　　7　不斷試驗。改進設計方案。
　　8　完善申報材料。
　　
　　四、探究過程
　　
　　1　最先想到的是在水龍頭上安一個復位彈簧，我們跟修理店要了一個大小合適的彈簧，安裝在水龍頭上，給它一定的彈力后固定，如圖1所示。很快我們發現，水龍頭擰開，但一放手馬上就關上，是達到自動關的目的，但很不實用，除非用一個手按住接水，這樣它適用的范圍將大受限制。
　　2　能不能有一個裝置，平時有水時利用水壓將進水閘頂開給我們供水，一旦沒水了(沒有壓力了)閘門就自動關閉并鎖定，有水了要人工才能打開呢?這個方案的結構估計比較復雜，費用估計也比較高，所以我們還是放棄了。
　　3　電風扇、脫水機上面都有一個定時器，能否用來改裝應用在水龍頭上，使開著的水龍頭定時關閉呢?我們從電風扇上拆下一個定時器，擰一圈后放手，里面的齒輪就開始轉動，啟動軸也開始慢慢地往回轉，然而用的時間較多，復位估計要用幾十分鐘。關鍵是它的轉動軸另一頭根本沒露出，無法裝在水龍頭上(體積也比較大，容易損壞)。
　　4　正當我們一度陷入困境的時候，眼前一亮，我們經常玩的一種小玩具。是上發條的，只要一扭，它就連續的做各種動作，直到釋放完彈力，它的啟動軸復位也就只需要10秒左右，這個時間跟我們平時洗手用水的時間差不多，能否利用此此功能讓水龍頭自動關閉水龍頭呢?我們買來幾個該類玩具，拆開研究它的工作原理，它是通過發條帶動一組減速齒輪來達到主軸復位減慢的。我們決定使用這個變速箱來達到自動關別水龍頭的目的。
　　
　　五、制作過程
　　
　　1　將玩具上的哪個變速器取下。找那些轉動軸兩頭都比較長的使用，如果有一頭伸出比較短，得將變速器拆開，將啟動軸調整到兩頭長度一致，用502膠水與輪固定(如圖2所示)。
　　2　為了能讓轉動軸與水龍頭能有效粘合在一起，將變速器的轉動軸用銼刀磨扁，厚度與鋼鋸鋸口一樣寬(如圖3所示)。
　　3　將水龍頭擰到底。將擰手上半截鋸掉。保留一厘米，并在水龍頭的轉動軸正中間用鋼鋸鋸人約1厘米深(與變速器的一頭粘合)。
　　4　轉動變速器，使變速器的轉動軸能順時針轉動復位的一端插入水龍頭轉動軸被鋸開的槽里，調整兩軸在同一條直線上，用AB膠水粘合。
　　5　待膠水固定后將變速器另一頭也與旋轉手柄垂直粘合。
　　6　把水龍頭擰緊，轉動變速器，使轉動軸對關閉有一定壓力，然后從水龍頭上端用鐵線固定。水平伸出向上折一個90°角卡住變速器較長的一段，不給變速器逆時間轉動(如圖4所示)。
　　
　　
　　
　　六、使用測試
　　
　　1　將水龍頭擰開，放手后轉動軸慢慢的往回轉，總共用時8秒左右，最后完全關閉。
　　2　不是每次使用都得要固定的時間，如果不需要了，跟一般水龍頭一樣順時針關上，變速器會跟轉動軸一塊轉動一周，然后自己釋放發條上的彈力，軸不動，定時器逆時針轉動恢復到關閉狀態位置。
　　3　制作完成了。當我們萬分高興地進行實驗的時候發現，當扭開發條時，水果然流了出來，但自動關閉結束后水還在流，我們仔細分析，應該是水的壓力削弱了發條(彈簧)的力量，使關閉不夠緊造成小漏水。改進的方法就是加大變速器關閉時的壓力，果然，效果有了很大的改進。
　　
　　七、收獲與體會
　　
　　1　這個項目基本達到我們的預期目標，它用途廣泛，工藝簡單，制作簡單實用。
　　2　主要缺點是變速器的力量不夠大，變速器的轉動軸過小，組裝麻煩。
　　3　需要改進的地方：專業生產出與變速器一體的轉動軸；延時的時間要增加到十分鐘左右，這樣它適用的范圍就更廣。
　　4　通過學習，操作，老師的耐心指導，讓我們學會了科學的研究方法。
　　5　通過制作自動關水龍頭的過程，讓我們更加迫切地體會到水資源是多么寶貴，我們不能隨便浪費，再好的水龍頭都比不上一顆時時刻刻有節約用水的責任心，我們堅信，地球上最后的一滴水不會是我們的眼