黃梓傲

一、發(fā)明背景

一些水域水面上漂浮著的垃圾以白色垃圾居多，主要是礦泉水瓶、飲料瓶、食品袋等。清除這些垃圾非常困難，因?yàn)橐滤蛘邉澊焓埃恍┧?、公園內(nèi)的養(yǎng)魚池等不適合劃船，這樣導(dǎo)致水面垃圾越積越多，污染水體。因此，我發(fā)明了一種可以在水面上航行、搖控收集垃圾的水面垃圾收集船，使水面垃圾撿拾工作變得方便、輕松。

二、設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)能搖控的小船，這樣無(wú)需下水，在岸邊就能遙控操作——撿拾、收集水面上的垃圾。

在遙控船的前部左右各安裝一個(gè)減速馬達(dá)，減速馬達(dá)帶動(dòng)葉輪，葉輪不停運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)船的前面有垃圾時(shí)，葉輪會(huì)將垃圾卷入船中間儲(chǔ)存垃圾的地方，不斷收集水面上的各種垃圾。

三、研究過(guò)程

（一）準(zhǔn)備材料

準(zhǔn)備好直徑10厘米的塑料水管、船模馬達(dá)、電路、船模搖控器、塑料板、減速馬達(dá)、強(qiáng)力膠和釘子等。

（二）第一次試驗(yàn)研究

1.制作作品

先把水管鋸成30厘米長(zhǎng)，再把水管兩端封住，并用膠水密封，然后把兩根水管并排放置，把它們連接起來(lái)制成一艘船。在船的后部安裝兩塊長(zhǎng)8厘米、寬3厘米的薄鐵片，薄鐵片能上下調(diào)節(jié)，在薄鐵片上安裝馬達(dá)和螺旋槳，同時(shí)裝上控制馬達(dá)的電路系統(tǒng)。接著，在船的前部左右各安裝一個(gè)減速馬達(dá)，并在減速馬達(dá)上裝上垃圾收集臂，臂長(zhǎng)18厘米。最后在減速馬達(dá)上安裝電池和開(kāi)關(guān)等。

2.作品測(cè)試

經(jīng)過(guò)測(cè)試，我發(fā)現(xiàn)垃圾收集船笨重，在水面上行駛緩慢，轉(zhuǎn)彎也非常遲鈍，無(wú)法輕巧靈活地進(jìn)行垃圾收集工作，達(dá)不到預(yù)想的設(shè)計(jì)目標(biāo)，主要原因有以下3點(diǎn)：

（1）垃圾收集船的船體使用的水管是PU管，管壁較厚，導(dǎo)致船體很重，船體被放入水中后吃水很深。螺旋槳的馬力不夠。

（2）垃圾收集臂是平直的，旋轉(zhuǎn)時(shí)，前面的垃圾收集臂在水面上懸空，而在轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾時(shí)，無(wú)法很好地把垃圾收集到船上。

（3）垃圾收集臂同方向旋轉(zhuǎn)，所以在收集垃圾時(shí)，一個(gè)垃圾收集臂會(huì)從前面推開(kāi)垃圾，無(wú)法把垃圾收集到船上，只有一個(gè)垃圾收集臂能起到收集作用。

（三）第二次試驗(yàn)研究

1.制作作品

針對(duì)第一次測(cè)試作品時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，我和老師商量后，在設(shè)計(jì)制作及使用的材料等方面都進(jìn)行了改進(jìn)。

（1）改進(jìn)垃圾收集船

用長(zhǎng)方形塑料盤子制作船體。盤子質(zhì)量較輕，用它們制成的船體能輕巧靈活地在水面行駛。而且，盤子后部空間較大，方便裝載垃圾。

將垃圾收集船的前端設(shè)計(jì)成約30°的傾斜面，垃圾收集船下水后，傾斜面的前部沒(méi)入水中。

（2）改進(jìn)垃圾收集臂

垃圾收集臂呈約30°傾斜旋轉(zhuǎn)，這樣垃圾收集臂可以不斷地把垃圾從水面上撈起來(lái)并帶入船體。

（3）旋轉(zhuǎn)方向的更改

更改一個(gè)垃圾收集臂的電路正負(fù)極，從而使一個(gè)垃圾收集臂按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，一個(gè)垃圾收集臂按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，這樣兩個(gè)垃圾收集臂工作時(shí)都是向內(nèi)旋轉(zhuǎn)的，從而使垃圾收集船能夠輕松地把垃圾收集起來(lái)。

2.作品測(cè)試

經(jīng)過(guò)多次測(cè)試和調(diào)整，作品終于達(dá)到了最初的設(shè)想。

垃圾收集船在水面上行駛靈活，垃圾收集臂借助斜面把水面上的垃圾帶入船體，完成水池、水塘、河流等水域水面的垃圾收集工作。

垃圾收集船可以很好地收集水面上的礦泉水瓶、飲料瓶、食品袋等白色垃圾，但由于這種收集船比較小，對(duì)于水面上的較大的垃圾還不能很好地收集。

四、作品創(chuàng)新點(diǎn)

把搖控船上的部件用到水面垃圾收集船上，這種船可以靈活地遙控水面垃圾收集，人們?cè)僖膊挥孟滤焓八胬?，減少水域環(huán)境污染。

一個(gè)垃圾收集臂按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，另一個(gè)垃圾收集臂按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，使垃圾收集工作變得方便輕松。減速馬達(dá)帶動(dòng)葉輪，使葉輪旋轉(zhuǎn)速度平穩(wěn)。

指導(dǎo)老師 梁超

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