盲人水杯

◆杭州绿城育华亲亲学校 齐彦睿

视障人士看不见物体，往杯子里倒热水时可能烫到手，所以我决定为他们专门设计一种特殊的水杯。

设计思路

设计草图

杯内圆柱体：

1.圆柱体壁厚3毫米～5毫米，内置磁浮球开关，用来感应液面高度。

2.圆柱体底部有一个进水孔，确保杯子里的水可以快速流入圆柱体，杯内水位和圆柱体内水位一致。

3.圆柱体内的圆环用于固定磁浮球开关，上面留一个出气小口。

4.圆柱体与水杯手柄连接处留两个小孔，作为正负极电线的穿孔。

串联电路：

报警程序：

打开开关，蜂鸣器连通，持续发出尖锐的警报声。

往杯内倒水，等水位到达设定高度，磁浮球开关断开，整个电路处于断开状态，警报声停止。

制作并改进作品

用3D打印机制作杯体、圆柱体、圆环和手柄等，购买相关配件，组装出第一代作品。

不足之处：

1.没有杯盖，不能很好地防尘和保温。

2.3D打印材料不环保，也不耐高温，对人体有害，可改用环保材料。

3.控制开关小，考虑把开关装在杯子底部，只要往下按压杯子就能轻松打开开关。

4.没有妥善隔离水电，杯中液体易腐蚀电路元件，而电路元件会慢慢释放有害物质，危害人体健康。

据此，我对作品进行改进：采用不锈钢内胆，在外面套上塑料壳，将主板和电路元件等安装在杯底和杯子手柄内，另外加装MQ4甲烷感应器、红外线液位传感器、遥控组件等，制成了第二代作品。

焊接元件及连接电路

杯底电路图 作品实物图

作品功能

1.当水位超过设定好的水位线，红外线液位传感器上的液位感应探头接触到水，就会发出提示音，提醒视障人士停止倒水。

2.水杯装有电磁波接收器，还配有一个迷你遥控器，类似车钥匙。视障人士可以将遥控器挂在腰间，轻轻一按上面的按钮，水杯不管在何处都会响起好听的音乐声，音乐单次持续播放两分钟，方便视障人士听声辨位，找到水杯。视障人士可以多次按下遥控器的按钮。

3.语音播报当前水温。按下水杯手柄上的按钮，水杯就会播报杯内所装液体的温度，当温度太高或太低时，都会提醒视障人士注意，以免被热水烫到或喝下太冷的水引起肠胃不适。

根据人体对水温的感知程度，将水温划分为四个等级：水很烫（81℃～100℃）、水温偏高（56℃～80℃）、水温适宜（31℃～55℃）、水温偏凉（0℃～30℃）。

4.监测室内燃气泄漏情况。MQ4甲烷感应器全天候处于监测状态，灵敏度高，一旦监测到室内甲烷浓度高就会发出警报声，直到甲烷浓度降至安全值才停止。

另外，水杯手柄内装有锂电池，可充电，手柄上预留了充电口，还配有配套的充电线，无需更换电池。