樂羊羊

一、指導(dǎo)老師與設(shè)計(jì)者介紹

周鵬，柳州市壺西實(shí)驗(yàn)中學(xué)AI創(chuàng)客科技社團(tuán)指導(dǎo)教師、?？萍驾o導(dǎo)員。曾榮獲2020年柳州市青少年科技創(chuàng)新大賽“十佳”優(yōu)秀科技輔導(dǎo)員、第十八屆全國中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐大賽廣西賽區(qū)“優(yōu)秀指導(dǎo)教師”等榮譽(yù)稱號(hào)。

曾繁果（左），15歲，九年級(jí)，就讀于柳州市壺西實(shí)驗(yàn)中學(xué)。興趣愛好廣泛，喜歡制作科學(xué)小發(fā)明，對(duì)無人操控技術(shù)、新能源技術(shù)感興趣。榮獲“中國移動(dòng)‘和教育杯”第十二屆全國中小學(xué)電腦制作活動(dòng)3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)（未來智造設(shè)計(jì)）廣西賽區(qū)自治區(qū)級(jí)一等獎(jiǎng)、國家級(jí)二等獎(jiǎng)。

曾繁雨（右），15歲，九年級(jí)，就讀于柳州市壺西實(shí)驗(yàn)中學(xué)。擅長電腦設(shè)計(jì)、繪畫，從小學(xué)三年級(jí)開始接觸電腦，對(duì)電腦作品的設(shè)計(jì)制作有濃厚興趣。榮獲“中國移動(dòng)‘和教育杯”第十二屆全國中小學(xué)電腦制作活動(dòng)3D創(chuàng)意設(shè)計(jì)（未來智造設(shè)計(jì)）廣西賽區(qū)自治區(qū)級(jí)一等獎(jiǎng)、國家級(jí)二等獎(jiǎng)。

二、設(shè)計(jì)故事

我和曾繁雨在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，清理水面垃圾的船大多是小型船體，清理能力有限。為此，我們兩人打算設(shè)計(jì)一個(gè)能長時(shí)間續(xù)航、自動(dòng)捕撈垃圾的裝置。該裝置使用風(fēng)能和光能，可長時(shí)間在湖面或海面上自動(dòng)清理垃圾，從而提高清潔水面效率，解決垃圾污染問題。

三、需要材料

3Done教育版軟件、3D打印機(jī)及耗材（PLA）、濾網(wǎng)、船體木質(zhì)模型、太陽能電池板等。

四、科創(chuàng)過程

第1步：使用3Done軟件建模設(shè)計(jì)水面垃圾清理船。

周鵬老師：兩位同學(xué)希望自己設(shè)計(jì)的船不需要充電就能長時(shí)間續(xù)航，于是我引導(dǎo)他們上網(wǎng)查找有關(guān)太陽能發(fā)電的資料。

第2步：制作船的主體。

周鵬老師：兩位同學(xué)在設(shè)計(jì)船的主體結(jié)構(gòu)時(shí)，產(chǎn)生了較大的分歧，他們通過實(shí)驗(yàn)，并參考現(xiàn)實(shí)生活中已有的雙體船的船體外觀，畫出了船體結(jié)構(gòu)的大致草圖，得出了最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。

第3步：制作船的內(nèi)部甲板。

我們使用了3D建模技術(shù)中的陣列、圓角、倒角等技術(shù)制作模型。

周鵬老師：兩位同學(xué)不畏懼困難，他們對(duì)實(shí)際生活中已有的水面垃圾捕撈船進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出“電動(dòng)帶毛刷滾筒——濾網(wǎng)——垃圾貯存箱”這樣的三級(jí)結(jié)構(gòu)。

第4步：制作船的風(fēng)力發(fā)電裝置。

周鵬老師：兩位同學(xué)想到只利用太陽能是不夠的，于是便結(jié)合物理課上所學(xué)過的知識(shí)，尋找其他可發(fā)電的清潔能源。由于該船是在室外使用，所以他們想到利用風(fēng)能發(fā)電。但是在無人駕駛的船上實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電并不容易，他們便查閱相關(guān)資料，將地面風(fēng)力發(fā)電裝置和氣墊艇相結(jié)合，制作出外觀新穎的船載風(fēng)能發(fā)電機(jī)。

第5步：制作船尾的螺旋槳和兩側(cè)的救生圈。

為了讓船能更好地完成救援任務(wù)，我們?cè)诖w兩側(cè)添加了救生圈。

周鵬老師：兩位同學(xué)還將這艘船設(shè)計(jì)成多功能的船，除了能收集水面垃圾，還可以作為救護(hù)浮島使用。這一設(shè)計(jì)體現(xiàn)出學(xué)生的人文關(guān)懷意識(shí)。

第6步：完善船的一些細(xì)節(jié)部分。

五、未來優(yōu)化方向

第一，添加海洋探測器，增加統(tǒng)計(jì)海洋垃圾以及海洋生物的功能;第二，添加更方便的收納方式，提高清理垃圾的能力;第三是在船后添加一個(gè)凈水器，以凈化被污染的水體。

周鵬老師：希望兩位同學(xué)繼續(xù)發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)，提高創(chuàng)新能力，爭當(dāng)新時(shí)期的創(chuàng)新好少年！