八九点钟
水暖炉
Student Projects 26 \China Science & Technology Education
家用电器的普及应用，给生活带来了很多便利，但同时也带来很多安全隐患。近10年来，各类民居及商城发生的火灾有30%是因不合格插座造成的，因插座引发的触电事故呈逐年上升趋势，数据显示每年触电死亡约8 000人。 据世界卫生组织数据显示，中国是世界上盲人最多的国家，约有500万盲人，占全世界盲人的18%。而市场上销售的插座、插头，其结构和功能不便于盲人或者弱视人使用，他们无法定位插孔位置，需要用手慢慢摸索，不仅操作慢，且存在很大的安全隐患。因此，我想发明一种简易实用，集防漏电、防过流、防高温、防雷击于一体，盲人使用方便安全的智能插头插座。 ∙设计制作
设计图纸如图1所示。材料准备如图2至图4所示。
∙产品原理
在如图5所示的最外圈植入小钕铁硼磁铁。插头和插座的成品图见图6和图7。最外圈铜片下有植入的磁铁，起到辅助定位的作用，使插座、插头相互吸引，并保持良好的接触性。
漏电保护功能、高温保护功能、过流保护功能、智能控制功能都被集合在如图8所示的电路板中。右侧电容起到
稳压作用，上侧为整流桥部分，顶端为继电器，继电器右侧为热敏电容。电路板左侧为智能控制芯片单元，漏电保护和智能控制功能由这一部分完成，智能控制芯片单元下为3.3V 降压组，负责智能芯片的供电。剩下的部分为微动开关贴片LED 灯。
图9为开关，图10为插头所对应的强钕铁硼磁铁。
图11为防误触开关示意图，电流通过导线进入a 处浮子，浮子带强磁，在下部弱磁的吸引下，浮子在底部保持不动，与导电板隔开，此时电路为断路。当插头b 与插座正对靠近接触，在钕铁硼磁铁的作用下插头与插座各铜环自动对齐，带电浮子a 在强力磁铁的吸引下，慢慢上浮接触导电板。电路被接通。当插头离开，浮子a 上部无磁力吸引，浮子在底部弱磁的吸引下回到底部，电路断开。此部分装置提高了产品的安全性，不使用时，只要把插头和插座分开，电路就会自动断开，使本插头、插座的同心圆环铜触点均不通电、不带电，即使人体触碰，也是安全的，从而实现了防触电功能。
∙主要创新点
产品采用3个同心圆环铜片做插头
和插座的触点，巧妙采用智能电路和强钕铁硼磁铁控制电路通断和定位。只有
盲人无障碍安全智能插头插座
范晋升/甘肃省靖远县第六中学指导教师 郭秉柏 张晓晶
图1 设计图纸
图2 制作所用材料
图3 制作所用材料
小麦草榨汁机
图4 制作所用材料
渣油加氢八九点钟
Student Projects
2019.04/中国科技教育／27
当插头和插座的接触面正对靠近时，才
会互相吸附，自动对齐后接通电路。盲
人或弱视者可以很方便地安全盲插，不
用像使用普通插头、插座那样需要对得
很准才能插上。不使用时，只要把插头
插座分开，电路就会自动断开，插头、
插座的同心圆环铜触点均不通电、不带
电，即使人体触碰，也是安全的。
∙小结
产品采用了全新的插座和插头脉动测速
设计，避免了盲人使用传统插头插座时
的困难。吸附通电方式和安全保护装置
共同工作，并且加入了智能家庭控制，
家人可以使用手机远程控制家里的用电
器设备，保证盲人在使用时的体验和安
全。
产品集盲插通电、盲拔断电、
防漏电、防过流、防高温、防雷击于一
体，从根本上杜绝漏电流、雷击损伤电
器、插座老化短路、电流过大等造成的
触电和电起火事故。
产品采用电流隔离采集、数字
信号输出切断电源的方式，解决了空气
开关断电时间和精确度都无法预防电火
灾的缺陷。断电时火线、零线同时断开，
使用电器完全脱离电源，智能保护。
盲人无障碍安全智能插头插座生产
成本低，制作容易，简单适用，灵敏度
高，实用安全，适合一般家庭使用，便
于推广。未来可进一步改进产品外观，
使之美观精巧，争取做成工艺品式的安
全插头插座。
本项目发明了一种简易实用，集
防漏电、防高温于一体，盲人使用方
便、安全的插头、插座。本项目创新
点明确，不足之处在于用的是磁体吸
引接通电路，所以应防止小孩用磁铁缓冲块
接触插座，导致触电情况。建议应考
虑存在的不足，加以改进，外观需要
进一步美化，应设计插头、插座的边
缘防水功能。■
断纸机
图5 外圈植入小钕铁硼磁铁
图6 成品图（俯视）
图7 成品图（侧视）
图8 电路板
图9 开关 图10 插头所对应的强钕铁硼磁铁图11 防误触开关示意图
该项目获得第33届全国青少
年科技创新大赛创新成果竞赛项
目中学组物理与天文学一等奖。
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