江蘇省江陰市華士實驗中學 李雨洹
夜晚起床上衛生間或喝水時,由于床頭燈的開關離人有一段距離,不能方便地觸摸到,所以人們有時會因嫌麻煩而先下床穿好鞋子再開燈。但這帶來了一個新的問題,就是找不到鞋子,或者即便找到了鞋子也會穿反,有時心急了還會不小心踩在地上或摔倒。
在學校的發明課上,我學習了紅外傳感器的相關知識,老師鼓勵我們將其應用到生活中解決實際問題,于是我就想到了之前遇到的問題。
為改變起夜時“盲穿”鞋子的尷尬,我決定制作一種方便起夜的LED紅外感應地毯。
確定選題后,我與多名同學進行了交流,發現起夜時先穿鞋子再開燈的人不在少數,而且他們都表示經常發生找不到鞋子或反穿鞋子的尷尬,這更堅定了我研究這個問題的決心。
我想了幾個初步的設計方案,并與同學們進行了討論,還請教了老師。
我還查找了大量的專利文獻并進行了查新檢索,避免重復性研究。
最后,我在老師的指導下確定了最終的研究方案:
將紅外傳感器安裝在床下方的側板上,位置靠近人下床時的小腿肚位置,便于觸發。將LED燈安裝在地毯四周,電池盒和控制器等安裝在床板內側。這樣人晚上起夜時,小腿部位就會觸發紅外傳感器,啟動電源開關,打開LED燈,照亮地毯,從而保證能迅速找到并穿上鞋子。人走后,LED燈延時熄滅。
確定方案后,我進行了方案優化和圖紙設計。與此同時,為了制作作品模型,我報名參加了學校的3D打印興趣課,利用所學知識設計了簡易床的三維圖紙,并在老師的協助下用激光切割機切割木材,將其制作成模型。我還網購了電子元件等制作器材。
我花了大概6個小時安裝、焊接和調試,制作完成后,經過測試,裝置的效果很好。

圖1 裝置結構示意圖
一是改進床的結構,便于安裝電池盒及電子元件。二是在地毯的底部安裝小吸盤,增加地毯與地板之間的摩擦力,從而增強地毯的防滑效果。三是改進控制器設置,實現LED燈延時時間多擋調節。
(指導老師:謝飛)
專家點評
李雨洹的“方便起夜的LED紅外感應地毯”是一項符合學生年齡特征和認知水平的改進性發明。這項發明體現了三個方面的特點:
第一,它來源于發明人自己的生活經歷,這是當前科創教育、科創競賽活動都著重強調的關鍵點。只有這樣才能培養學生的觀察能力和提出問題的能力。
第二,發明過程、研究方法符合科學研究的規范和程序,全面了解、搜集相關研究成果,客觀公正地對已有的成果進行認真分析和評價,并在此基礎上進行設計,改變了一些作品看似先進,實則成本高、技術復雜等缺點。
第三,作者具有實事求是的科學精神,能將復雜的問題簡單化,使之更有益于滿足社會的需要和作品的推廣應用。
總之,我們應向李雨洹同學學習,積極參加學校興趣小組社團活動,通過小制作、小發明、小創造等科創活動,培養自己的創新品格。