
遇到难题喜欢琢磨的鲁奕程。
人工扑救不及时、劣质电池问题频发,传统充电防护方式暗藏诸多安全隐患。余姚市第二实验小学毕业生鲁奕程,因一次充电宝充电起火的惊险经历,萌生靠科创破解安全难题的想法,发明了一款带主动防御机制的家用智能安全充电仓。该作品斩获宁波市第九届中小学生创客大赛决赛创意作品类二等奖。
因一次充电险情获启发
有一天晚上,鲁奕程正给充电宝充电,不料设备突然短路,冒出了小火苗,空气中还飘起焦煳味。他慌忙拔下电源,才算有惊无险。
这次意外让少年冒出一个大胆的设想:“要是有个能提前发现危险,还能自动灭火的充电保护装置,就不会发生这样的事了。”
为此,鲁奕程翻查了大量数据,发现2023年国内充电宝自燃事件数量同比增长210%,电商平台抽检显示32%的小型充电设备电池未达国标,而传统干粉灭火装置依赖人工操作,往往错过30秒的黄金灭火时间。
如何规避传统防护的诸多缺陷,从源头守住充电安全?鲁奕程把研发重点放在双重火情捕捉和仿生机械控制上,想要做出一款从“等着火再灭”变成“提前防、自动灭”的智能充电仓。
课余时间里,鲁奕程几乎都泡在研究和试验中,从确定设计思路、挑选零部件,到编写程序、调试设备,每一步都反复论证。“整个充电仓的所有结构件,都是我用建模软件设计后3D打印完成的,既成本低廉,又能快速迭代修改。”鲁奕程介绍。经过一次又一次的调试和改进,一个形似迷你保险箱的智能安全充电仓终于出炉。
从预警到灭火全自动
针对传统电磁阀耐压低、反应慢、易泄漏的短板,鲁奕程采用高性能舵机矩阵联动系统,搭配双关节机械手与压力反馈装置,既实现了全角度精准控制,还能实时监测钢瓶压力。
火情检测是充电防护的核心关键,他专门研究锂电燃烧的特性,选用火焰传感器搭配高精度温度阵列,打造出灵敏的双重火情捕捉系统,让安全防护更具保障。
当火情出现时,充电仓背后的舵机会立即启动,机械手按压阀门,钢瓶内的二氧化碳便顺着管道涌入仓内灭火。鲁奕程曾做过火情模拟测试,火焰传感器能在0.1秒内快速响应,此时显示屏弹出警报、蜂鸣器同步响起,设备会瞬间完成断电、喷射二氧化碳的动作,灭火剂即刻覆盖燃烧区域,全程无需人工干预。而温度传感器可实现40℃提前预警、80℃自动熔断,测温精度达±0.3℃,任何一点火情苗头都逃不过它的“眼睛”。

充电仓外观。受访者供图
把热爱融进成长里
鲁奕程对科创的这份执着与热爱,从刚上小学时就扎下了根。他对新鲜事物特别是黑科技知识充满探索欲,不管是组装精密的零部件,还是编写复杂的程序,他都愿意全身心投入。
靠着这份坚持和热爱,他在各类科创比赛中收获了不少好成绩,如2024年浙江省学生信息素养提升实践活动(小学组)二等奖、WRCC2023世界机器人大赛锦标赛(昆明)二等奖、2023年第十四届VEX亚洲机器人锦标赛(华东地区)三等奖等。一张张奖状,都是他在科创路上一步一个脚印的证明。
如今,鲁奕程已是余姚市子陵中学的初一学生,就算学业节奏变快了,也从没停下科学发明的脚步。他一边不断积累知识,一边结合课堂所学和生活中的观察,琢磨着新的科创小项目。“科创不是光想不做,而是要解决生活里实实在在的问题。”鲁奕程说,这次研发智能安全充电仓,不光做出了能守护充电安全的设备,更让他学会了面对问题要勇于探索、积极想办法。接下来,他还想继续优化这款充电仓,让它的体积更小、成本更低。
宁波晚报记者 樊莹
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