桃园102年中小学发明展作品历程纪录.DOC

桃園縣103年中小學發明展　　複審作品摘要說明表 作品名稱 process家用型拋繩槍 隊伍編號 69 學籍分組 □國小組 ● 國中組 參賽類組 ● A類：災害應變 □ B類：運動育樂 □ C類：安全健康 □ D類：農糧技術 □ E類：綠能科技 □ F類：社會照護 作品規格 寬： 66CM 高： 40CM 深： 10CM 重量： 392g 作 品 歷 程 紀 錄 作品名稱: 多功能拋繩槍 拋繩槍，多用於受困暴漲河流，或受困於水災現場時使用，因此本作品歸屬災害應變類 作品設計/創作動機與目的 拋繩槍目前多為消防或救難單位的配備，具有以下挑戰: 使用成本高 為少數救難單位擁有，遇到重大災難時，可能難於及時達到救援的目的 曾經在社團上課，學到了水火箭的原理-空氣壓力是僅次於電的重要能源，是否這原理可以用來製作救人的拋繩槍呢?我們希望可以使用類似的原理，更常見的材料，製作普及率更高的拋繩槍 作品效用與操作方法 作品效用，本作品以回收汽水瓶作儲氣槽，除了可以空氣壓力發射拋繩槍，也可用於發射紙砲，用於慶祝場合，及飛機火箭模型，用於教學場合。 操作方法:運用打氣筒將儲氣瓶打到50-70psi，裝妥待發射的拋繩槍，調整好角度，啟動開關，將拋繩槍發射出去，即可完成動作。 作品的傑出特性與創意特質 以PVC管及汽水瓶作材料，更能提昇普及率。 拋繩槍是套在槍管的外圍，因此可以增加尾翼，提昇發射準確度及射程。 槍管長度，影響到拋繩槍被加速的時間，進而影響初速度及射程，而槍管長度的可變性，也成了射程提昇的因素。 製作適合3分電管口徑之模型火箭或飛機，做為娛樂或教學器材;將槍管換下，換上管帽製成的小孔洞，瓶身加水加壓後，倒立發射，可成為強力水槍。 作品製作歷程說明 從社團上課中，我學習到以汽水瓶製成的水火箭，由於汽水瓶裝的是發泡飲料，瓶內甚至因溫度不同而有不同壓力，因此較其他飲料需要耐壓力，而詢問廠商設計瓶子，將最大耐壓設定在50-60psi，而網路資訊顯示有人加壓到8個大氣壓。 另外一個課程，是以保特瓶連接水管，將模型火箭套在水管上，用力踩保特瓶時，火箭便急速飛出，但是常用力踩的結果，可能讓腳受傷。 基於上述兩個課程，我聯想到如果讓汽水瓶充高壓氣體，再經由水管將火箭推出，是否有可能成功呢? 這個作品一開始並不是直接設定拋繩槍的，而是製作的過程中，意外衍生的靈感，最後才形成拋繩槍的概念。 首先，我必須要找到可以控制瓶內氣體的開關，結果水電行的凡而(水閥)是可以使用的，接著是管子的規格，由於汽水瓶的口徑，與4分水管或電管的外徑很接近，只需要加熱pvc管，即可套進瓶口。 另一個是打氣用的氣嘴，這是關鍵的零件，是汽機車輪胎上常見，可以在機車材料行買到。 整個發射器都是用4分管規格的組件組成的，除了套拋繩槍前段的槍管，是用3分電管組成的， 這是考慮紙管直徑不要太大，變得紙管軟又薄，以及保麗龍球頭錐大小，剛好可以套進紙管中。 經過適當的剪裁，鑽孔，備好個零件後，組裝順序如下: 鑽好7MM孔徑的管帽，先裝上機車輪胎的氣嘴，鎖緊，再以水管接合用的塑膠油黏接一段水管及含氣嘴的管帽，再依序接上三通管，凡而(水閥開關) 。 　　 　　 由於網路上有資訊說，汽水瓶放久了會因氧化，而使耐壓性減低，使用時間過久，可能有爆裂的危險，但是因為考量瓶子容易取得，相較於水管零件能組成的儲氣槽，同樣長度體積卻較大，因此仍決定使用汽水瓶。 接著是3分電管組成的槍管，在凡而和槍管之間，也需要再接一組螺栓接管，便於調整不同的管徑，及後來衍生的其他功能調整使用。而3分電管是無法直接與4分螺栓接合的，因此先黏上一段4分電管，再黏在螺栓上 這個作品原先考量使用的安全因素，是先製作可套進3分槍管的紙管模型火箭，做發射的試驗，將瓶子加壓到4個大氣壓(約57psi)，發射的結果，可飛行50公尺以上。 紙管的製作方法，先在３分電管上，捲一張ａ４紙，貼牢，此步驟是為了加大管徑。 紙質的選擇，以印有彩色油墨的廣告紙最好，比起A4空白紙，油墨可以防水，延長使用壽命。 裝好頭錐、尾翼，火箭即告完成。測試的結果是：紙火箭飛行良好，加上打開凡而瞬間的氣爆聲，還滿有火箭砲發射的感覺呢！製作到此順利成功。 過程中，衍生出一個靈感：如果把火箭改成飛機，是否也能使用呢？考慮火箭發射初速太大，因此機翼選擇三角翼，測試結果成功，飛機結構堅固，使用泡棉膠黏合的珍珠板機翼與紙管機身，發射過程中完全不會脫落。飛機和火箭，可以經由儲氣瓶的壓力，調整射程；發射裝置重量輕，可以輕鬆調整角度，另外飛機可以調整傾角，在我的製作過程中，在學習和娛樂都有很大的收獲。 「如果我在火箭上，綁上細繩，那不就成了拋繩槍了？」一個想法閃過我的腦海，當然想試試行不行囉！ 由於紙管火箭太輕了，無法把繩子帶到很遠，因此必須考慮較重較堅固