自行車轉向自動提醒器

怎樣想到“自行車轉向提醒”問題？

現(xiàn)在電動車、摩托車上都裝有轉向燈，轉向時都必須先打開轉向燈，以提醒后邊的車輛降低車速或躲避。那為什么不能給自行車裝上一個轉向提醒裝置呢？

研究從什么地方著手？

我們目前要研究的內容有這樣幾個：

自行車沒有轉向提醒引起的交通事故是不是偶然的？

自行車的車把轉動多大角度時可認為有“轉向”意圖？

在自行車走直線時，為了讓自行車保持動態(tài)平衡的運動狀態(tài)，車把左右擺動的角度范圍是多少？

核心部分是一個能自動轉向通斷的開關，最終我們確定多大的角度讓其輸出控制左右轉向燈的點亮？

怎樣設計探究實驗？

調查自行車沒有轉向提醒引起的交通事故是否偶然？“自行車沒有轉向提醒”這種現(xiàn)象是不是具有普遍性的問題

調查結果表明，98%的學生家長都認為有必要對學生的自行車設計一種轉向自動提醒器，但有極少的人認為這個不是我們小學生該擔心的問題，學生只要將自己的成績搞好才是最重要的。調查結果表明，有96%的被調查者認為自行車在轉彎的時候的確存在很多安全隱患，有57%的被調查者都有改進自行車尾燈的想法，有的家長還建議用聲光同時捉醒自行車的轉向信息。

自行車的車把轉動成多大角度時可認為有“轉向”意圖？我們需要探究如何去定量判斷自行車將要發(fā)生左右轉向

自行車在前行時，測量車把所需的轉動角度并不像想象中那么簡單。實驗時，一個同學推車一個同學測量，發(fā)現(xiàn)車把轉動的角度是不斷變化的。而如果想測量騎行中的自行車車把轉動的角度，是十分困難的，并且也是比較危險的（圖1）。

我們分別在興化市實驗小學的4個轉彎地點進行了測試。測量后發(fā)現(xiàn)：不同的轉彎地點會有不同的轉彎半徑，所需要轉動的角度也不同：越是急轉彎，車把所需的轉動角度越大。

自行車走直線時，為了保持動態(tài)平衡的運動狀態(tài)，車把左右擺動的角度大致在什么范圍

我們在測量時碰到極大的困難：不同的行駛狀態(tài)和路面，保持平衡時車把轉動角度是不同的，而且角度在不停地變化，根本還沒有來得及測量，角度就又發(fā)生新的變化了。

為了解決自行車運動平衡時車把轉動角度在不停變化的問題，我們做了1個“角度擺動記錄器”。我們找到1個鞋盒，取其上蓋，在上邊用美工刀挖1個3mm的圓洞，在下邊再做1個固定支架，將紙盒固定在自行車車把下邊不能轉動的圓管上。在車把轉動的軸上用膠帶固定上1個鐵皮做的指針，在盒里放上泥沙，泥沙的深度剛好碰及指針，這樣就可以通過鐵皮指針撥動泥沙的移動，記下車把向兩邊擺動的最大角度了（圖2）。

我們對不同的騎車直行情況，用上述自制的“角度擺動記錄器”，測量出自行車在保持動態(tài)平衡的直行狀態(tài)下，車把左右擺動的角度范圍。綜合實驗結果，最終決定：研制的自行車轉向自動提醒器應設計為車把擺動角度大干15度以上，才可發(fā)出轉彎提醒。

轉向器的核心部分是一個能自動轉向通斷的開關，該確定多大的角度讓其點亮左右轉向燈呢

我們用自制的“角度擺動記錄器”，在學校的操場上騎行了10圈，將每一圈分成“井”字形的8個區(qū)域（圖3），其中1、3、5、7號區(qū)域顯然為轉彎區(qū)域。

通過實驗我們發(fā)現(xiàn)：最佳直道與彎道的理論區(qū)分角度是25。左右。我們決定在設計轉向自動切換開關時把這個角度當作確定轉彎的界限。

制作過程

轉向自動通斷開關的制作

我們采用的是一種動態(tài)角度轉向開關，將動態(tài)角度轉向開關的觸發(fā)角度設定為左右分別偏轉25度。當達到拐彎需要的角度時，彈性接觸片與固定接觸片接觸，電路接通轉向燈點亮。

自行車自動轉向提醒器的整體結構

自行車自動轉向提醒器的整體結構如圖4所示。

如圖4所示：左右2只導電銅片3通過絕緣層4用膠粘合固定在車把轉軸固定夾上，彈性接觸片2通過固定螺釘固定在自行車的車架上。當騎車人通過車把7向左轉彎時，對應的導電銅片3與彈性接觸片2接觸，對應的自行車轉向尾燈8左側指示燈即被點亮，提醒后邊的行人知曉騎車人欲向左轉向；向右轉彎時，同理則右側燈即被點亮。

經(jīng)過選購電子制作材料、制成閃爍的轉向電路、增加電子音樂提醒鈴等步驟后，自行車自動轉向提醒器終于制作完成了！

優(yōu)化與改進

我們在測試中發(fā)現(xiàn)，聲、光同步提醒的確是起到了很好的效果，但報警如果再提前幾秒鐘提醒.其防范效果一定會更好。于是我們又增加了“手動預提醒轉向開關”，并將其安裝在車把的右側，讓騎車人在想轉彎前，預先打開對應的轉向開關，從而實現(xiàn)聲、光同步預提醒轉向。

“自行車轉向提醒器”在實際測試中的使用效果

自行車轉向自動提醒器，解決了生活中自行車遇到轉向時的自動提示難題，可以降低交通事故的發(fā)生率，保護學生的生命安全。我們的作品在興化市金三角自行車批發(fā)市場、興化市捷安特專賣店進行測試時，自行車行業(yè)的師傅試用了我們的作品。他們都非常支持我們這樣的鉆研精神，鼓勵我們繼續(xù)留心觀察周圍的事物，將所學的知識積極主動地應用到生活中去。

該項目獲得第29屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽創(chuàng)新成果競賽項目小學組技術與設計一等獎。

專家評語

“自行車轉向自動提醒器”由自動開關、控制器、左右兩組提示燈組成。其中自動開關為核心部件。作者通過自行發(fā)明的電路，能自動地實現(xiàn)自行車轉向提示。

項目選擇有意義，方案設計合理，有論證分析，作品實物操作簡便，經(jīng)濟適用，效果好。