《地震后能迅速报警的简易音乐装置》设计探究

李纯辉 李君霞

摘 要：去年暑假，新疆自治区石河子市发生过几次轻微的地震，有不少市民感觉很恐慌。在地震发生后，很多民众就开车到广场等空旷的地方去躲避。我和我的爱人李君霞就特别想设计制作一个带音乐的简易装置去粗略的检测地震的发生。当地震发生时，该装置能够迅速通过音乐进行报警。方案的设计是当地震发生后，装置通过不同的手段感应到房屋产生颤动，从而引发报警装置发出响亮的音乐声。设计结构简单，容易操作，主要目的是提醒在熟睡中的人们，提高他们的安全逃生的概率。

关键词：地震；报警；音乐装置

一、项目背景

暑假那天晚上，我们正在睡觉，妈妈把我们叫醒，告诉我们地震了。这是我记事以来亲身经历的第一次地震。后来，地震也时而发生。通过查阅相关资料后，我和我的爱人李君霞特别想设计一个能灵敏检测地震的带音乐报警的装置，希望能给熟睡的人们带来警示作用。

二、地震的相关资料调查

在进行设计前，我们在网络媒体和书籍上查阅了大量的关于地震的相关资料。地震俗话说就是地动。是什么原因引起地震的呢？古代，人们对地球知识缺乏了解，以为人们脚下的大地是驮在一条大鲸鱼的背上，鲸鱼累了要翻身，便造成了大地震动。也有的说是“大地发怒”是对人的“抱复”等等。科学家告诉我们，地震不过是地壳急骤颤动的自然现象。由于引起地壳震动的原因不同，可以把地震分为构造地震、火山地震和陷落地震。

此外，构造地震是由于岩层断裂，发生变位错动，在地质构造上发生巨大变化而产生的地震，所以叫做构造地震，也叫断裂地震。我国和世界上发生的绝大多数地震都属于这种地震。构造地震的震源深度通常多在60公里以内。大致70-300公里深的地震，称为中深源地震。深度在300公里以上，直到700公里左右的，称为深源地震。震源在深处的一切地震带通常与远离南美洲及亚洲海岸线的太平洋深海海槽的走向相合。科学家们现在认为，海槽是地壳几块庞大移动部分相互碰撞、彼此积压的所在位置的标志，挤压相持一时期后，岩石开始变形，当岩层变形超过它所承受的最大限度时，就会突然发生断裂错动，从而产生地震，这种看法是一种比较能说服人的见解。

巨大的地震过后，房屋，道路，建筑都受到了巨大的破坏。不少人的家庭受到了巨大的创伤。在经历了一场不算很小的地震后，我们就想设计一个能帮助大家在地震发生后能迅速逃生的简单的装置。我希望我设计的这个地震报警简易装置可以普遍的放在任何人家中，因为我的这个装置可以自己动手用一些材料去做，方便又实用。

三、研究过称

（一）方案设计。第一种构思方案是在一个正方体中央放一个长方体，在长方体的上方放一个球体，在正方体的左右两面安上两个夹板。在其中一个夹板中装上一个电路。此电路为触动开关，电池，导线，报警器。两个夹板中的电路相同。第二种构思方案是在一个正方体，在正方体各个面的五分之一处在这安装一块木板，在木板中间开一个碗状的大孔，在木板上未开孔的地方放一些大小均一的小球。在碗状的大孔下面安装一个与孔几乎重合的铁碗，在铁碗的底部开一个与小石头相似大小的孔，可以使小球随意进出。在正方体的底部安装一个电路，此电路需要一个触动开关，电池，报警器，电线。两套方案的设计均是当地震发生后，装置通过不同的手段感应到房屋产生颤动，从而引发报警装置发出响亮的音乐声。设计结构简单，容易操作，主要目的是提醒在熟睡中的人们，提高他们的安全逃生的概率。

（二）材料选择。材料的选择：在第一種方案中：一个木箱，放置一个长方体，一个球体，在正方体的左右两面安上两个夹板。在其中一个夹板中装上一个电路。此电路为触动开关，电池，导线，报警器。两个夹板中的电路相同。在第二种方案中：一个木箱，在正方体各个面的五分之一处在这安装一块木板，一个碗状的大孔，一些大小均匀的小球，放在木板上未开孔的地方。在碗状的大孔下面开一个与孔几乎重合的铁碗，在铁碗的底部开一个与小石头相似大小的孔，可以使小球随意进出。在正方体的底部安装一个电路，此电路需要一个触动开关，一个报警器，电池，电线。

（三）制作模型。我计划利用课余时间，到石河子市的二手市场去买触动开关，电池，导线，报警器等，然后和石河子第一中学的李纯辉老师一起去石河子职业技术学院找李君霞老师进行模型制作。

（四）试验。模型制作完成后计划到石河子的高架桥上进行试验，检验我们制作的地震后能迅速报警的简易音乐装置的可行性。

（五）优化。对模型进行必要的喷漆和美观优化。

四、对方案的可行性研究科学原理

地理原理：地震是地壳快速释放能量过程中造成振动，地球板块运动板块与板块碰撞期间会产生地震波的一种现象。

物理原理：地震时会带动地面上物体发生机械运动，根据万有引力定理，当小球受力时会从碗底小孔自动落下，下落时小球不改变方向。当小球落下后，接触行程开关，就立即连通整套装置进行报警。

五、创新部分

方案一巧妙地应用了万有引力，主要是利用了，下落时小球不改变方向。且能够在1秒内顺速报警，给那些熟睡的人们提供更多的逃生时间。方案二也是一样的原理。根据学校条件，我们不仅可以设计出来，还有能力把它制作出来。制作完成后，再到石河子市高架桥上去试验，该项目有可操作性。

六、进一步完善该项目的设想

（1）考虑到小球落到碗底时，根据惯性原理，小球随着装置一起震动而不会垂直落下，有可能不会落到碗底的触动开关。可在碗底下接一个长圆筒，该圆筒长到可让小球下落时就可以碰触到开关。（2）整个箱子外层全部做成木板的。给人一种神秘的感觉。正面的那块木板可以向上抽起来，就像滑动门一样，紧接着里面增设一块同大小的有机透明板作为挡板。（3）增加观赏性。

七、结语

通过这次的设计，使我和学生在创新设计方面得到了锻炼，在这期间我最大的收获是：第一，通过创新思维真正觉得自己可以做些什么了，从创新中体现了自己的人生价值；第二，通过这次的设计，我们学会了在学习中创新，在创新中成长，第三：通过这次的设计，使我们很好的运用了在课堂上学到的知识，我们不但对所学的知识加深了了解，更加重要的是更正了我的学习观。