自动关水龙头

　　一、项目背景
　　
　　我校用水是引用山泉水的，天旱缺水季节，需要关水储水，因为住校同学比较多，用水可以说非常紧张，没水时很多同学都下河去洗澡洗衣服，存在很多安全隐患。而储水时，部分学生打开水龙头后发现没水就忘记把水龙头关好，当储水够了放水时(有时是上晚修时间)，学生宿舍、浴室等水龙头哗哗地流，造成了很大的浪费。
　　
　　二、提出假设
　　
　　能不能设计一种水龙头，它在不影响我们正常使用的情况下，能定时关闭，使我们人人能节约用水，当有人忘记关时它能自动关闭。来水时就不会让水白白流失了，为此，我俩决定探索这个问题。
　　
　　三、制定研究计划
　　
　　1　制订了研究课题：自动关水龙头。
　　2　上网了解是否已有人解决了此课题。
　　3　了解本地区用水情况。
　　4　学习有关节能水龙头种类的工作原理。
　　5　学习了解大赛有关规则，按规则进行操作。
　　6　先设计再动手试验。
　　7　不断试验。改进设计方案。
　　8　完善申报材料。
　　
　　四、探究过程
　　
　　1　最先想到的是在水龙头上安一个复位弹簧，我们跟修理店要了一个大小合适的弹簧，安装在水龙头上，给它一定的弹力后固定，如图1所示。很快我们发现，水龙头拧开，但一放手马上就关上，是达到自动关的目的，但很不实用，除非用一个手按住接水，这样它适用的范围将大受限制。
　　2　能不能有一个装置，平时有水时利用水压将进水闸顶开给我们供水，一旦没水了(没有压力了)闸门就自动关闭并锁定，有水了要人工才能打开呢?这个方案的结构估计比较复杂，费用估计也比较高，所以我们还是放弃了。
　　3　电风扇、脱水机上面都有一个定时器，能否用来改装应用在水龙头上，使开着的水龙头定时关闭呢?我们从电风扇上拆下一个定时器，拧一圈后放手，里面的齿轮就开始转动，启动轴也开始慢慢地往回转，然而用的时间较多，复位估计要用几十分钟。关键是它的转动轴另一头根本没露出，无法装在水龙头上(体积也比较大，容易损坏)。
　　4　正当我们一度陷入困境的时候，眼前一亮，我们经常玩的一种小玩具。是上发条的，只要一扭，它就连续的做各种动作，直到释放完弹力，它的启动轴复位也就只需要10秒左右，这个时间跟我们平时洗手用水的时间差不多，能否利用此此功能让水龙头自动关闭水龙头呢?我们买来几个该类玩具，拆开研究它的工作原理，它是通过发条带动一组减速齿轮来达到主轴复位减慢的。我们决定使用这个变速箱来达到自动关别水龙头的目的。
　　
　　五、制作过程
　　
　　1　将玩具上的哪个变速器取下。找那些转动轴两头都比较长的使用，如果有一头伸出比较短，得将变速器拆开，将启动轴调整到两头长度一致，用502胶水与轮固定(如图2所示)。
　　2　为了能让转动轴与水龙头能有效粘合在一起，将变速器的转动轴用锉刀磨扁，厚度与钢锯锯口一样宽(如图3所示)。
　　3　将水龙头拧到底。将拧手上半截锯掉。保留一厘米，并在水龙头的转动轴正中间用钢锯锯人约1厘米深(与变速器的一头粘合)。
　　4　转动变速器，使变速器的转动轴能顺时针转动复位的一端插入水龙头转动轴被锯开的槽里，调整两轴在同一条直线上，用AB胶水粘合。
　　5　待胶水固定后将变速器另一头也与旋转手柄垂直粘合。
　　6　把水龙头拧紧，转动变速器，使转动轴对关闭有一定压力，然后从水龙头上端用铁线固定。水平伸出向上折一个90°角卡住变速器较长的一段，不给变速器逆时间转动(如图4所示)。
　　
　　
　　
　　六、使用测试
　　
　　1　将水龙头拧开，放手后转动轴慢慢的往回转，总共用时8秒左右，最后完全关闭。
　　2　不是每次使用都得要固定的时间，如果不需要了，跟一般水龙头一样顺时针关上，变速器会跟转动轴一块转动一周，然后自己释放发条上的弹力，轴不动，定时器逆时针转动恢复到关闭状态位置。
　　3　制作完成了。当我们万分高兴地进行实验的时候发现，当扭开发条时，水果然流了出来，但自动关闭结束后水还在流，我们仔细分析，应该是水的压力削弱了发条(弹簧)的力量，使关闭不够紧造成小漏水。改进的方法就是加大变速器关闭时的压力，果然，效果有了很大的改进。
　　
　　七、收获与体会
　　
　　1　这个项目基本达到我们的预期目标，它用途广泛，工艺简单，制作简单实用。
　　2　主要缺点是变速器的力量不够大，变速器的转动轴过小，组装麻烦。
　　3　需要改进的地方：专业生产出与变速器一体的转动轴；延时的时间要增加到十分钟左右，这样它适用的范围就更广。
　　4　通过学习，操作，老师的耐心指导，让我们学会了科学的研究方法。
　　5　通过制作自动关水龙头的过程，让我们更加迫切地体会到水资源是多么宝贵，我们不能随便浪费，再好的水龙头都比不上一颗时时刻刻有节约用水的责任心，我们坚信，地球上最后的一滴水不会是我们的眼