安徽省懷遠(yuǎn)第一中學(xué) 單奕璇 余沐天 劉慧寶

現(xiàn)在市面上賣的噴霧器只能噴灑農(nóng)藥，播撒器只能播撒種子和化肥，這兩種農(nóng)具功能單一且結(jié)構(gòu)重復(fù)。

如果能將農(nóng)具重復(fù)的結(jié)構(gòu)重組，使不同的部分模塊化，就能大大減輕農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)和勞作負(fù)擔(dān)。

一、設(shè)計(jì)思路

噴霧和播撒一體化農(nóng)具包括主體、盒型噴霧模塊和播撒模塊。主體內(nèi)設(shè)有儲(chǔ)物箱、進(jìn)料口、電池、出液水龍頭、品字插頭公頭、蓋板、出料調(diào)節(jié)板、蓋板片。主體下方一側(cè)設(shè)有開關(guān)、調(diào)速器、充電口。

盒型噴霧模塊在模塊殼體內(nèi)設(shè)置隔膜泵、進(jìn)液管、水龍頭快接、噴霧出液管、品字插頭母頭、外連接噴桿裝置。

盒型播撒模塊在模塊殼體內(nèi)設(shè)有電機(jī)、轉(zhuǎn)換器、變速箱、發(fā)電機(jī)、搖把、整流穩(wěn)壓恒流充電模塊、轉(zhuǎn)盤、品字插頭母頭。

二、制作過程

1.首次改造

把播撒器的底部拆掉，在料箱底部下料口附近打一個(gè)小孔，將管子插入，并從料箱內(nèi)部將管子插入過濾器。再在葉輪下面的底板上鉆3個(gè)孔，將管子穿過其中一個(gè)孔，插在隔膜泵的入口處，并從出口處插入一根管子，從第二個(gè)孔穿回。在殼體的一側(cè)開一個(gè)出管孔和一個(gè)開關(guān)孔，將管子引出。從另一側(cè)將導(dǎo)線連接電源，穿過底部的第三個(gè)孔連接到隔膜泵上，電線均用電烙鐵焊上。

接著固定第三層隔膜泵。用裁剪好的鐵皮做一個(gè)底面積與播撒器相同的不規(guī)則立體殼，將隔膜泵固定在鐵皮底部，接進(jìn)、出口管后，焊上電線，并將鐵皮釘在殼體上。

然而，播撒裝置和噴霧裝置都被加裝在主體上后，模塊不能分離，增加了農(nóng)具的自身質(zhì)量。

2.第二次優(yōu)化設(shè)計(jì)

農(nóng)具主體仍是箱體，底部為可更換的噴霧模塊和播撒模塊。制作完成后進(jìn)行調(diào)試，功能正常。但在一次調(diào)試過程中，由于電量耗盡只好充電后再試，這也讓我們意外地發(fā)現(xiàn)，田間工作時(shí)農(nóng)具斷電會(huì)影響農(nóng)活的進(jìn)度。

3.第三次優(yōu)化設(shè)計(jì)

增加手搖發(fā)電裝置和轉(zhuǎn)換器，在電機(jī)與手搖發(fā)電裝置中間設(shè)置轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器通電時(shí)，電機(jī)工作驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，手搖發(fā)電裝置分離，不增加電機(jī)的阻力；斷電時(shí)，用手轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電裝置，電機(jī)分離，不增加手搖的阻力。

轉(zhuǎn)換器利用的是大、小傘齒輪，在大、小傘齒輪中間的軸承上焊接扳手棒，工作時(shí)扳動(dòng)扳手棒即可解決分離問題。

制作完成后，在調(diào)試過程中我們發(fā)現(xiàn)，這種操作比較麻煩且裝置太笨重。

4.第四次優(yōu)化設(shè)計(jì)

將原先的大齒輪改為兩個(gè)45°斜齒輪，齒輪孔連接軸的兩頭安裝棘輪扳手的圓頭，棘輪扳手的圓頭焊接螺母，連接軸的兩側(cè)分別連接電機(jī)輸出軸和手搖發(fā)電輸出軸。

接下來是調(diào)試成品。加入適量的水到成品中，關(guān)閉下料口開關(guān)，打開開關(guān)，先調(diào)試隔膜泵，工作正常，未發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象。關(guān)閉電源后將水倒出，再將顆粒狀模擬物倒入成品，打開下料口開關(guān)，播撒模塊工作正常，達(dá)到預(yù)期效果。手搖發(fā)電裝置運(yùn)行正常，調(diào)試成功。

三、創(chuàng)新點(diǎn)

將農(nóng)具常用功能模塊化，降低了農(nóng)民購置農(nóng)具的資金成本，節(jié)省了農(nóng)具生產(chǎn)的資源成本，也便于廠商大規(guī)模生產(chǎn)，手搖充電方式還能應(yīng)對(duì)戶外農(nóng)業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)情況。

噴霧和播撒一體化農(nóng)具仍存在一些問題，比如快拆過程略顯繁瑣，需用螺絲釘固定，若把模塊改成卡槽式，用緊固件或卡口固定會(huì)更方便。接下來，我們計(jì)劃增加手握播撒模塊、槍投播撒模塊、液體化肥灌澆模塊等，實(shí)現(xiàn)該農(nóng)具功能的最大化。