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摘 要：螺纹旋接机构在大型机械结构及生活用品中较为常见。以暖水瓶为例，暖水瓶是人们日常生活中的常用物品，其瓶壳的主壳体与底托之间多采用螺纹旋接结构连接在一起，在长期的使用过程中，由于瓶胆及胆内开水的重力作用，底托会缓慢的反向旋转，日积月累，当旋接处松动程度达到一定限度时，极易造成底托突然脱落，由此引起的瓶胆坠落并爆裂，热水伤人事故时有发生。为防止此类事情再发生，文中设计了一种螺纹旋接结构防反旋脱落预警装置可有效避免此类事故的发生。
关键词：螺纹旋接；反旋脱落；预警
0 引 言
由于暖水瓶的结构原因，在使用了较长时间后极易造成底托突然脱落，引起瓶胆坠落并爆裂，热水伤人事故。而目前还没有一种防止螺纹旋接机构反向旋转脱落的预警装置。针对该情况，本作品提供了一种螺纹旋接机构防反旋脱落预警装置，该装置包括主单元与副单元，副单元能够触发主单元产生报警声。主单元固定安装在静体上，副单元则安装于动体上，当动体反向旋转到一定程度时，该装置发出报警声，提醒使用者及时处理，以排除安全隐患，避免事故发生。
1 作品详细介绍
作品结构图如图1所示。主单元主要包括壳体、电源、控制器、霍尔传感器、报警器，副单元是与霍尔传感器配对使用的磁性元件。电源、控制器、报警器均置于壳体内部，霍尔传感器主体置于壳体内部，其探头在壳体一端露出，用于感应磁性元件的磁场信号。报警器正对报警窗，以保证报警音量最大。电源分别与控制器、霍尔传感器、报警器连接，提供电能，控制器连接霍尔传感器与报警器，接收磁性元件的触发信号并向报警器发出报警信号。作品实物图如图2所示。
本作品的核心技术在于使用非接触式霍尔传感器。暖水瓶结构如图3所示。主单元通过螺丝或其他连接手段紧贴暖水瓶的主壳体内表面固定于接近下边沿处（不影响瓶胆的正常放置），副单元通过螺丝或其他连接手段固定于底托内部，并保证安装完毕后，在水平面方向上，副单元在超前于主单元S cm的位置固定，以保证装置对底托的反旋有一定容忍度。
在正常状态下，磁性元件距离霍尔传感器较远，不会使霍尔传感器产生触发报警信号，而这说明底托没有反旋松动或松动程度在装置的容忍范围内，没有脱落的风险，暖水瓶可以正常使用。在长期使用过程中，底托反向旋转时，磁性元件距离霍尔传感器距离越来越近，当二者距离很近时，霍尔传感器处于磁性元件的磁场中，该磁场触发霍尔传感器产生开关信号，此信号使控制器通电并产生报警信号，报警器发出报警声，此时表明底托反旋程度过大，超出装置的容忍范围，底托有脱落的风险，必须及时处理。
2 工作原理
该装置的电路原理图如图4所示。作品供电电源采用4块1.5 V纽扣电池，霍尔传感器采用3144E型，CD4013双D锁存器用于锁存霍尔传感器的一位触发信号，NE555产生蜂鸣器所需的驱动信号，按键主要用于复位操作。
当监控对象的动体反向旋转，磁性元件靠近主单元3144E霍尔传感器时，霍尔传感器产生的触发信号置位CD4013锁存器，锁存器输出高电平信号，该信号经限流电阻R1后，使开关三极管B1导通，定时器芯片NE555构成的谐波发生器产生方波信号，进而驱动蜂鸣器发出报警声，直至使用者意识到安全隐患。安全隐患解除后，按下K1复位按键解除报警。
3 作品创新点
该螺纹旋接机构防反旋脱落预警装置具有如下创新点：
（1）作品待机功耗极低，可将若干纽扣电池串联供电。
（2）控制器采用分立电子元件搭建或采用555集成芯片及其他集成芯片，成本低。
（3）纽扣电池及集成IC的使用使作品体积与重量大大减小，便于安装和使用。
（4）采用非接触式霍尔传感器可靠性高，使用寿命长。
（5）作品能够重复使用，可多次循环利用。
4 市场前景
该作品外观及电路设计合理，结构新颖，体积小，功耗低，使用寿命长，安装方便，能够重复利用，可有效防止螺纹旋接机构反旋松动造成的安全事故，兼容现有多数螺纹旋接机构。经二次开发后，能进行组网监控，可用于大型钢架桥梁螺栓状态检测以及高端汽车、航天器等关键部件的监控，具有一定的推广应用价值，市场前景广阔。
5 获奖感言
作品的设计与制作融入了整个团队无数的心血和汗水，但这个过程使每一个成员都得到了历练与成长，这是一笔宝贵的人生财富。获此殊荣是对我们团队与作品的充分肯定，我们相信科技能够改变未来！我们相信We Can！
关键词：螺纹旋接；反旋脱落；预警
0 引 言
由于暖水瓶的结构原因，在使用了较长时间后极易造成底托突然脱落，引起瓶胆坠落并爆裂，热水伤人事故。而目前还没有一种防止螺纹旋接机构反向旋转脱落的预警装置。针对该情况，本作品提供了一种螺纹旋接机构防反旋脱落预警装置，该装置包括主单元与副单元，副单元能够触发主单元产生报警声。主单元固定安装在静体上，副单元则安装于动体上，当动体反向旋转到一定程度时，该装置发出报警声，提醒使用者及时处理，以排除安全隐患，避免事故发生。
1 作品详细介绍
作品结构图如图1所示。主单元主要包括壳体、电源、控制器、霍尔传感器、报警器，副单元是与霍尔传感器配对使用的磁性元件。电源、控制器、报警器均置于壳体内部，霍尔传感器主体置于壳体内部，其探头在壳体一端露出，用于感应磁性元件的磁场信号。报警器正对报警窗，以保证报警音量最大。电源分别与控制器、霍尔传感器、报警器连接，提供电能，控制器连接霍尔传感器与报警器，接收磁性元件的触发信号并向报警器发出报警信号。作品实物图如图2所示。
本作品的核心技术在于使用非接触式霍尔传感器。暖水瓶结构如图3所示。主单元通过螺丝或其他连接手段紧贴暖水瓶的主壳体内表面固定于接近下边沿处（不影响瓶胆的正常放置），副单元通过螺丝或其他连接手段固定于底托内部，并保证安装完毕后，在水平面方向上，副单元在超前于主单元S cm的位置固定，以保证装置对底托的反旋有一定容忍度。
在正常状态下，磁性元件距离霍尔传感器较远，不会使霍尔传感器产生触发报警信号，而这说明底托没有反旋松动或松动程度在装置的容忍范围内，没有脱落的风险，暖水瓶可以正常使用。在长期使用过程中，底托反向旋转时，磁性元件距离霍尔传感器距离越来越近，当二者距离很近时，霍尔传感器处于磁性元件的磁场中，该磁场触发霍尔传感器产生开关信号，此信号使控制器通电并产生报警信号，报警器发出报警声，此时表明底托反旋程度过大，超出装置的容忍范围，底托有脱落的风险，必须及时处理。
2 工作原理
该装置的电路原理图如图4所示。作品供电电源采用4块1.5 V纽扣电池，霍尔传感器采用3144E型，CD4013双D锁存器用于锁存霍尔传感器的一位触发信号，NE555产生蜂鸣器所需的驱动信号，按键主要用于复位操作。
当监控对象的动体反向旋转，磁性元件靠近主单元3144E霍尔传感器时，霍尔传感器产生的触发信号置位CD4013锁存器，锁存器输出高电平信号，该信号经限流电阻R1后，使开关三极管B1导通，定时器芯片NE555构成的谐波发生器产生方波信号，进而驱动蜂鸣器发出报警声，直至使用者意识到安全隐患。安全隐患解除后，按下K1复位按键解除报警。
3 作品创新点
该螺纹旋接机构防反旋脱落预警装置具有如下创新点：
（1）作品待机功耗极低，可将若干纽扣电池串联供电。
（2）控制器采用分立电子元件搭建或采用555集成芯片及其他集成芯片，成本低。
（3）纽扣电池及集成IC的使用使作品体积与重量大大减小，便于安装和使用。
（4）采用非接触式霍尔传感器可靠性高，使用寿命长。
（5）作品能够重复使用，可多次循环利用。
4 市场前景
该作品外观及电路设计合理，结构新颖，体积小，功耗低，使用寿命长，安装方便，能够重复利用，可有效防止螺纹旋接机构反旋松动造成的安全事故，兼容现有多数螺纹旋接机构。经二次开发后，能进行组网监控，可用于大型钢架桥梁螺栓状态检测以及高端汽车、航天器等关键部件的监控，具有一定的推广应用价值，市场前景广阔。
5 获奖感言
作品的设计与制作融入了整个团队无数的心血和汗水，但这个过程使每一个成员都得到了历练与成长，这是一笔宝贵的人生财富。获此殊荣是对我们团队与作品的充分肯定，我们相信科技能够改变未来！我们相信We Can！