木橋設計
該作品是由學生根據結構和材料的特性,自己設計、制作的一座桐木橋。由于木材分布較廣,取材容易,而且采伐加工不需要復雜工具,因此木橋是最早出現的橋梁形式。木橋具有重量輕,強度高,加工及各部分連接的構造簡單等優點。(設計者:李翔宇)
太陽能燒烤架
該作品用不銹鋼鋼管做成真空管,PVC塑料管做成固定架,利用聚光集熱原理實現燒烤和燉煮食物的功能。它可同時架設3支橫向真空管和3支豎直真空管,當太陽光照射到真空管時,管內溫度最高可達到270度,可快速加熱食物,且6支真空管還可以“分工合作”,比如2支煮湯,2支煮粥,2支烤肉。(設計者:陳世剛 宋 釗)
3D打印技術應用
3D打印機與傳統打印機最大的區別在于使用的“墨水”不同。3D打印機常用的“墨水”有ABS樹脂(一種強度高、韌性好、易于加工成型的熱塑型高分子材料)、PLA再生塑料(一種使用可再生植物資源提煉出的淀粉原料制成的材料,如玉米,其具有良好的生物可降解性,非常環保),這些固體材料通過電腦程序控制,在打印頭中加熱變成液體后擠出,在空氣中迅速冷卻后又變成固體,像春蠶吐絲一樣層層堆積,最后由3D數字模型轉變化為3D固體模型。此外,普通塑料、尼龍、石蠟、食材、紙、水泥、金屬或陶瓷的粉末等材料,也都可以作為3D打印機的“墨水”。
遠程控制自動收衣服裝置
該作品通過濕度傳感器感應衣物的干濕度,并根據中國氣象數據網的天氣數據,智能控制衣物的晾曬和收放。人們也可以通過手機軟件遠程操控它,還能通過攝像頭看到自動收衣服的整個過程。
它使用性能穩定的常用元器件和材料制作,用手機軟件控制,成本低廉,而且兼容性極強、穩定性很好。(設計者:李祖濤 廖凌振 黃昱崧)
尖端放電教學演示小風車
尖端放電是在強電場作用下,物體尖銳部分發生的一種放電現象,屬于一種電暈放電,一般不容易直接觀察到。因此該作品利用手搖靜電感應起電機,使風車的葉輪上帶上大量的靜電,產生尖端放電推動風車旋轉,從而間接的反映出尖端放電現象。
把手搖靜電感應起電機和風車的金屬轉軸連接在一起,然后轉動起電機的把柄,風車的葉輪上便布滿了靜電,我們姑且認為是負電荷。帶電導體有個特性,就是越尖銳的地方,電荷越擁擠,因此葉輪尖端擠滿了負電荷。當電荷擁擠到一定程度,就會傳遞給葉輪尖端附近的空氣分子,使得葉輪尖端附近的空氣分子也帶上負電荷。我們知道同種電荷相互排斥,因此葉輪尖端的空氣被葉輪排斥,于是就會向相反方向運動。這樣葉輪尖端的空氣不斷得到電荷,又不斷被排斥,便形成了一股細小的“風”,只要葉輪持續得到靜電供應,葉輪尖端就會持續吹出“靜電風”。由于風車的葉輪尖端是向一側扭曲的,因此向側面吹出“靜電風”,又因為力的作用是相互的,風車葉輪會受到一個側向的反作用力從而旋轉起來。該作品利用了三個原理:尖端放電、同種電荷相互排斥、反沖運動。(設計者:李 陽)
特斯拉線圈
該作品是一種使用共振原理運作的變壓器(共振變壓器),由美籍塞爾維亞裔科學家尼古拉·特斯拉在1891年發明,主要用來生產超高電壓但低電流、高頻率的交流電力。特斯拉線圈由兩組(有時用三組)耦合的共振電路組成。利用這些線圈可進行各種創新實驗,如電氣照明,熒光光譜,X射線,電療和無線電能傳輸,發射、接收無線電信號等。
智能小車工作站
智能小車可以按照預先設定的模式在一個環境里自動運作,不需要人為管理,它能夠實時顯示時間、速度、里程,具有自動尋跡、尋光、避障功能,可自控行駛速度、準確定位停車,遠程傳輸圖像。智能小車可以分為三部分——傳感器部分、控制器部分、執行器部分。控制器部分:接收傳感器部分傳遞過來的信號,并根據事前寫入的軟件程序,來決定小車對外部信號的反應,將控制信號發給執行器部分,好比人的大腦。執行器部分:驅動小車做出各種行為,包括發出各種信號(點亮發光二極管、發出聲音等)的部分,并且可以根據控制器部分的信號調整小車的動作狀態,好比人的四肢。傳感器部分:小車用來讀取各種外部信號的傳感器,以及控制小車各種行動的開關,好比人的眼睛、耳朵。
地震報警器
該作品主要是在地震發生時,在破壞力強烈的地震波到來之前,發出提醒和警示,使人們能夠爭取到求生的時機。它利用的是垂體擺動力學原理和物理聲光電磁運動原理,當懸掛于空中的小球,受到震動即會碰到其上端的銅圈,隨之發光二極管不停的閃爍,揚聲器的音樂聲響起,從而起到報警作用。
手搖動畫放映機
該作品的工作原理與19世紀90年代赫爾曼·卡斯拉(Herman Casler)發明的電影放映機的翻頁書原理相同,它將一系列靜態照片按照先后順序排列起來,再通過搖桿的轉動將它們依次翻開達到動畫放映的效果。