沧州市水月寺小学 王 奥

据调查显示，中国学生的近视率排世界第二，小学生为40.89%。我们通过调查发现，我们学校五年级每班都有5名以上同学戴上了眼镜,成了近视眼。这与不正确的用眼习惯有着直接关系,所以保持正确的用眼习惯能有效减缓视力下降。这需要家长的长期监督，可是家长很忙，学生写作业时家长不一定在家。我们因此受到启发，设计制作了一个能够陪伴小学生读书写作业的多功能智能护眼台灯。它能替代家长陪伴小学生读书学习，控制适宜光强度，矫正小学生用眼习惯，培养小学生的正确书写姿势，在休息时间与小学生进行良好的人机互动，让学习过程劳逸结合，变得不再枯燥，还具备防暑降温功能。

一、作品设计思路

多功能智能护眼台灯可以放在书桌上，培养我们正确的书写姿势和用眼习惯；休息时间，多功能智能护眼台灯还可与我们进行人机互动，为我们唱歌、讲故事等，让大脑得到放松；具备风扇功能，天热时可以为我们降温。在辅导老师的指导下，我们通过颜色传感器、超声波传感器、触碰传感器以及按键等来完成人机互动。

二、作品应用的科学原理

在机器人搭建和编程调试过程中，我们学到了很多科学原理，例如EV3颜色传感器是一种数字传感器,它可以检测到进入传感器表面小窗口的颜色或光强度，环境光强度发生改变时，它就能读取光强改变值。超声波传感器是利用压电效应原理，通过发射和接收超声波，测量传感器到小学生之间的距离。触觉传感器就是一个电路开关，通过触碰实现接通电路，从而控制机器人移动和风扇开关调速。在多功能智能护眼台灯编程过程，我们还运用了圆的周长计算公式，通过控制电机旋转角度来精确控制机器人旋转的角度等科学原理等。

三、作品研制过程

1.多功能智能护眼台灯采用乐高EV3套装进行搭建，运用了两个大型电机、一个中型电机、一个颜色传感器、一个超声波传感器、一个触碰传感器、一个控制核心及部分连接部件构成。

2.机器人的颜色传感器可以测量环境光强度，我们设置了一个适宜光强度范围，当环境光强度低于或高于适宜书写光强度范围时,机器人语音提示要求调整光强度。

3.超声波传感器可以测量小学生到超声波传感器的距离，若低于适宜用眼安全距离（30厘米）时，会发出警报，提醒小学生保持正确的书写姿势和安全的用眼距离。

4.当书写二十分钟后，系统计时器传感器就会提醒小学生进入休息时间。休息时间可以进行人机互动，五个控制核心按键分别控制不同的人机互动形式,讲故事可通过1键控制,说笑话可通过2键控制，听歌由3键控制，脑筋急转弯由4键控制，诗词欣赏由5键控制。

5.触碰传感器控制着机器人风扇的开启关闭和调速。两个大型电机分别控制机器人驱动,中型电机控制着风扇转动。

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