创客大赛作品设计说明书

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作品内容介绍一年中，多雨的季节已经到来了，使用雨伞的频率也提高了。如何打着雨伞在人群中脱颖而出，引人注目，这需要一把独特的雨伞。以前超现实创意网介绍过雷人的雨伞、武士刀雨伞、手提包雨伞，等等。今天这里介绍的也是一款雨伞，不过这是一款非常智能的雨伞。

一、伞的智能旋转与发电

伞柄和伞面的交接处使用活动的转轴，利用电磁感应现象，使其发电改造位置如图所示

在上下交界处放一个轴承，以供其旋转，同时在下轴安装两个相反的磁极，上部放线圈，在风的作用下，伞会发生旋转，旋转的同时切割磁感线，模拟发电机的工作原理，产生电能，为伞其他功能的实现提供能量上的支持，转轴内部放大图如图所示。

二、伞的智能切换

通过参考荷叶疏水性原理，找一种类似于荷叶的超疏水性薄膜，此薄膜具有极难被水沾湿的表面，其水在其表面的接触角超过150°，滑动角小于20°。当满足此条件时，落下的雨滴将不会依附在雨伞表面，同时伴随着雨伞的旋转，雨滴将会顺势落下。同时控制该膜的厚度，使其在光线不足的雨天，当其伞面遇到车灯发射出的光线时，产生干涉现象，达到増反膜的作用，以此来避免阴雨天造成的危险。

三、纳米级膜及干涉原理

利用薄膜电池发电，将遮阳伞的伞面利用一种薄层材料，构成薄膜电

池，薄膜电池发电原理与晶硅相似，当太阳光照射到电池上时，电池吸收光能产生光生电子—空穴对，在电池内建电场的作用下，光生电子和空穴被分离，空穴漂移到P 侧，电子漂移到N 侧，形成光生电动势，外电路接通时，产生电流。支撑伞面的伞骨用空心韧性好的金属材料，在其中通导线，导线通过伞柄与手柄处的控制器相连，构成稳定的电路。此种设计大大利用了太阳能，使其转化为电能供自身使用。

四、光能发电原理

该伞在优化时考虑到不同情况下伞的用途不同，所以，我们将伞设计成两种不同的结构，分别用于雨天和晴天（注：遮阳面是有薄膜，起到将太阳能转换为电能；雨天的伞面是涂有薄膜，模仿荷叶，同达到增透膜的作用，来防止夜晚光线不足而发生危险。）为了实现在一把雨伞上实现两种不同功能，我们将通过单片机编程实现两种功能的智能切换，因为6-8根伞骨雨伞比较稳定，所以我们将伞面平分为12份，从任意一块开始计数，奇数为遮阳伞的伞面结构，偶数为雨天的伞面结构，如下图（以将伞平分6份为例）：

参赛作品说明书格式规范

1．总体要求

主要包括下列内容：作品详细描述、作品实物或模型的照片、创新点采用word 2003及以上版本编排。

2．页面要求

A4页面。页边距：上25mm，下25mm，左、右各20mm。正文尽量采用小四号字体，标准字间距，单倍行间距。不要设置页眉，页码位于页面底部居中。

3．作品描述

设计说明书介绍中可插入图片二维、三维（渲染图）、CAD图纸皆可，力求能完整表达作品设计特色，这一部分内容不可超过4页。

4．图表要求

设计说明书介绍中可插入图片二维、三维（渲染图）、CAD图纸皆可，力求能完整表达作品设计特色。如有坐标图，则坐标图的横纵坐标应标注对应量的名称和符号/单位（并加题号，位于图下方）。

表格按序编号，并加表题（位于表上方）。采用三线表，必要时可加辅助线。