张莹

在日常生活中，我发现放在粉尘或油烟较多的地方的水瓶倒水口及瓶塞上都有一些灰尘，而且它们较难清洗。此外，每到初冬时节，苍蝇总会飞到室内温度较高的地方，而水瓶口正是苍蝇喜欢的地方。被苍蝇频繁“光顾”的水瓶因为受到苍蝇所携带的致病微生物污染，变得很不卫生。

针对这种情况，人们发明了水瓶防尘防虫盖。目前，市面上有两种常见的水瓶防尘防虫盖。一种与水瓶分离，人们要先取下它，再打开瓶塞倒水。另一种与瓶身连在一起，人们要先掀开它，再打开瓶塞倒水。无论使用哪种水瓶防尘防虫盖，人们倒水时，手都要与受污染的盖子接触后再与瓶塞接触，造成二次污染。此外，使用与瓶身连接的水瓶防尘防虫盖，人们倒水需要一手拿瓶一手扶盖，以免盖子自行盖上；这时，从瓶口冒出的高温水蒸气可能烫伤手。

在發现问题而自己无法解决后，我向老师寻求帮助。在老师的指导下，我想到研究制作可自动开合水瓶防尘防虫盖。首先，我考虑用天平平衡的原理实现盖子自动开合。但我很快发现，在使用水瓶时，由于受材料、技术限制，盖子的支点经常发生位移，影响注水。之后，我看杂技节目《骑车走钢丝》受到启发，想到了运用不倒翁不倒的原理实现盖子自动开合。制作出模型后，我又发现了往瓶中注水不方便的问题。最后，我从房门铰链的工作原理获得启发，想到用半咬合结构实现盖子与水瓶重心的离合，从而使盖子自动开合与往水瓶注水互不影响。

弄清原理并画出模型草图后，我和老师共同完成了模型制作。我还进行了实用性测试，结果显示这种水瓶防尘防虫盖可实现自动开合且不影响注水。