防尘防雨防晒公园休息椅

公园里的休息椅通常是露天的。雨天时，座椅上容易积水，须擦干后才能就座；晴天时，阳光直射座椅，会加速座椅老化；有风时，座椅上容易积灰，甚至有落叶、树枝，很不卫生。另外，现有的休息椅几乎没有电源。喜欢拍照的游客在户外游玩时由于手机、相机没电后无法充电，只能抱憾而归。

为了避免以上种种不便，增强公园休息椅的实用性，我设计制作了一款新型休息椅。这款休息椅能模仿贝壳自动开合，达到防尘防雨防晒的目的。同时，利用太阳能板、USB充电插孔等将座椅变成一个“充电宝”，向游客提供电源。

一、结构设计

新型休息椅主要由靠背、座板以及电机、太阳能板、手势传感器、压力传感器、Arduino模块、USB充电口等组成。靠背采用可开合设计。手势传感器安装在靠背上，用于检测游客的手势动作。压力传感器安装在座板上，l2eyGpImjqoB6bCVX9HS6cKCYMTbgYr5sW6sMgGMy0Y=用于检测是否有游客就座。太阳能板覆盖在靠背上，为整个系统提供电源。

二、模型制作

（一）3D建模

利用3D设计软件，对靠背、座板、座椅脚、电子元件盒等进行建模设计。

（二）模型组装

根据3D建模，采用3D打印、激光雕刻等技术制作模型结构件，并组装成一个完整的休息椅模型。

三、程序设计

编写程序，实现手势感应、压力检测、电机控制等功能。当游客用手在座椅上方挥动时，手势传感器触发Arduino模块，控制电机打开靠背。当游客离开座板后，压力传感器发送信号至Arduino模块，30 s后控制电机闭合靠背。座椅在靠背的保护下实现防晒、防雨、防尘功能，并接收阳光为设备提供电能。

四、测试与改进

手在靠背上方5 cm内挥动，靠背就能自动打开；手按压座板上的压力点，靠背就一直处于打开状态；2个充电口都能给手机充电，充电电流达到5 A；手离开座板上的压力点，30 s后靠背自动闭合。

虽然基本上实现了最初的设计目标，但模型还存在靠背打开角度过大、闭合不严密、缺少语音提示等问题。针对这些问题，我又进行了改进：安装限位开关，确保靠背开合时能精确到位；加装语音模块，在座椅开合时发出语音提示，提醒游客注意安全。

至此，新型休息椅—— 防尘防雨防晒公园休息椅就完成了。它不仅解决了传统公园休息椅的诸多弊端，还提供了便捷的充电服务，提升了游客的体验感。

通过这次实践，我掌握了电机正反转控制原理、行程控制等专业知识，学会了使用激光雕刻、3D设计软件等工具。更重要的是，我经历了发现问题、分析问题到解决问题的全过程，大大提高了解决问题的能力与信心。

专家点评

梁文星同学在“防尘防雨防晒公园休息椅”的创新实践中表现出色，他深入生活，探索科学知识、解决现实问题，使自己的科学探究能力、技术与工程实践能力以及自主学习能力均得到了有效提升。但应指出的是，关于公园座椅的问题，成年人和青少年都已有较多探讨。鉴于此，我们在选题时要尽量挖掘更具原创性的项目，彰显创新活动的意义与价值。