智能坦克形

倪一凡

【背景目的】

海馬，也叫做泥馬，是一種灘涂上特有的交通運載工具，一米多長，二三十厘米寬，前頭上翹，有一個手把子，有點像玩具木馬，只是海馬的底部是平的。灘涂淤泥承受不了人們的負重行走，于是海邊的漁民就發明了這種簡單的運載工具，它在灘涂上可以運載50至150公斤的重物，能在灘涂上滑行而不陷入淤泥。漁民出海時，雙手扶把，單腿跪在海馬的艙里，另外一只腳用力往后蹬，這樣海馬就可以載著人和物在灘涂上前行了。這種現有技術的海馬在行走過程中需要耗費大量的人力，使用費力，且前行速度慢。

【制作過程】2015年8月開始找相關資料并計劃實施方案，開始實驗性制作。

【工具材料】導線、電烙鐵、焊錫絲、焊錫膏、木制海馬、電池、電機控制器、電動輪轂。

【實施流程】查資料—征詢意見—嘗試實驗—修改完善—制出樣品。

【科 學 性】智能坦克形電動海馬在灘涂淤泥上前行，能源消耗更低。

【先 進 性】方便、省力，行進也更為快速，適合推廣。

【實 用 性】結構簡單，性能可靠，使用廣泛，可以減少漁民下海的體力支出和提高海上作業效率。

【創 新 點】在海馬上增設電動機和轉動輪，變為電動海馬，這比傳統的手動海馬，使用更為方便、省力，行進也更為快速。同時裝有GPS定位系統和潮汐預警系統的智能坦克形海馬增加了漁民海涂作業的安全性。

作品簡介

一、靈感來源

一個艷陽高照的午后，我跟著爸爸、媽媽來到我們象山墻頭鎮的海邊放飛心情。我首次看到了漁民在灘涂上辛勤勞作的情景。漁民一只腳跪在一個類似滑雪板的工具上，另一只腳吃力地的在泥涂向后蹬著，兩只手扶在把子上，當停下來時，其中一只手還要不停地抓向泥巴，然后扔在前面的籮筐里。他的身上沾滿了泥土，臉上滿是汗珠，他費力地在泥涂中深一腳、淺一腳緩慢挪動著。等漁民上岸后，我發現他抓了好多蟶子、螃蟹、跳跳魚、望潮等海鮮。灘涂里竟有那么多的寶貝，太神奇了！我還得知那個類似滑雪板一樣的工具叫“海馬”。在回家的路上，我的腦子里老是閃現那個漁民在烈日下的灘涂上費力抓海鮮的情景，真心覺得他太辛苦了。象山有那么多的灘涂，有那么多的養殖業，世世代代的漁民一直用著同一種工具，該改一改了！如果有一輛電動的海馬，就像路上行駛的電動自行車一樣，不用自己費力就可以在灘涂上行駛，那該多好！

二、基本思路

2015年中考后，由于中學夢想的指引，我如愿考進了象山中學，并且毫不猶豫地向父親提出要把海馬修改成不僅能在泥涂里、沙灘上、水灘地、沼澤上行跑，還要修改成像馬云一樣能運用智能系統。爸爸媽媽答應給我一千元作創新資金，指導老師給我推薦了二個硬盤，一個是湖州師范學院物理實驗教學示范中心、浙江省青少年科技創新學會、湖州市青少年科技教育協會、湖州市科技創新學會、呼格吉樂高級實驗師《科技創新與實踐之入門篇創新創造并不神秘》傘的創新，一個是教授、高級工程師、高級爆破師、中國當代發明家稱號的陶松壘《發明創造人人可為》專題講座硬盤。在他們的啟發下，我下定決心，要改變這種狀況，想方設法創造出一種灘涂上也能行駛的使用更為方便、省力，行進也更為快速的電動海馬。使我們象山乃至中國數以萬計在灘涂上辛勤勞動的人們都可以輕松地勞作，還可以提高工作效率！

于是我廣泛征求各位師傅和老師們的寶貴意見和建議，來到電動車維修店的師傅那里找來了電瓶、電動輪轂、插頭、把手、電線等等，并且在師傅和老師的指導下，把電動輪轂裝在海馬左后側（考慮到人作業時一般是把左腳放在海馬上，用右腳踩在海涂里），代替腳起到向后蹬的作用，從而達到省力的目的。還有把電瓶裝在海馬中間的的“肚子”里，起到向輪轂中的電機充電的作用，這樣就相當于把電動自行車的原理轉移到了海馬身上，讓海馬也能在海涂上自動行走。

三、嘗試制作

第一次嘗試：

2015年8月-2016年6月，我在家中車庫，歷時近一年，終于研制出這輛電動海馬（如左圖所示）。在整車制造完畢后，進行了初步試驗。

試驗時間：2016年7月

試驗地點：墻頭海涂

經實地試驗，電動海馬第一臺樣車基本達到了設計要求，能實現前進、左右轉向、制動，能在海涂中行走，該研究及樣車為今后在這方面的進一步試驗提供了依據。經實地試驗存在以下幾個問題：1、光滑的電動輪轂在於泥中容易打滑，前行很慢。2、放置電瓶位置的海馬體內腔容易進水，不利于電瓶及電線的保護。3、電動的開關及充電插口位置偏低容易受到海水侵蝕。

第二次嘗試：

2016年8月，我在家中車庫針對第一次試驗所暴露出來的問題，對電動海馬的制作進行了如下改進：1、在光滑的電動輪轂加裝3cm長葉片，2、想到我們國家的軍艦都有甲板，海軍生活在甲板下的船艙內，我就想把海馬也隔一個船艙讓電瓶和電線路安居在艙內，防止受到海水的侵蝕。3、把電動開關和充電插口移至控制面板。

試驗時間：2016年8月

試驗地點：墻頭海涂

對改正后的電動海馬下海涂試驗，經過試驗比第一次的樣車有跨躍式的進步，電動海馬能在海涂中比第一臺樣車更快行進，極大減輕漁民在海涂騎行海馬的體力。但仍不實用，主要是電動海馬在行進中電動輪轂的葉子掀起了海水和淤泥，把衣服弄臟、弄濕；由于電動輪轂安裝在海馬的左側，在行駛中很難把握方向，電動海馬很容易打圈圈。另外葉片長度尚不夠，偶有抓地力不足情況。

第三次嘗試

2016年9月，我在上次試驗基礎上對電動海馬進行了適當的改裝。我要求爸爸帶我到機械廠叫工廠的工人叔叔幫助，工人叔叔按我要求把幾塊鐵板鉆了洞并進行了焊接，把電動輪轂葉片也改為5cm長并逆時針微偏轉葉片。回到家里車庫我再次嘗試制作，我把電動輪轂安裝在海馬的尾部位置，最后在電動輪轂上加裝弧形防護罩。改進完成后對電動海馬進行了第三次海試。

試驗時間：2016年9月

試驗地點：墻頭海涂

經試驗證明第三次改進后的電動海馬能基本滿足漁民使用要求。方向的控制上得到了很大的改善，能自由駕馭方向；后輪工作時也不再把淤泥濺在身上了，并能向輪轂左側排出淤泥，達到了很好的效果。

四、試驗分析

海涂電動海馬經多次改進制作和到海涂實地嘗試，最大優點是能減少漁民下海的體力支出和提高海上作業效率。本次制作的海馬雖能滿足漁民生產的基本使用要求，但仍具有再做進一步改進的空間。如現在的電動海馬使用的是三組12伏的電瓶連接成36伏的電源，占用海馬體的空間較多且重量很重；加裝葉片的電動輪轂體積大而且重量也重。

五、新的設想

2016年10月我對海馬進行了徹底修改，安裝上滾子鏈、定位系統和潮汛警報系統，成為了智能坦克形-電動海馬，這樣就能隨時對海馬的位置進行定位，不用擔心遺失，方便查找，并且對潮汐的具體情況向天氣一樣進行預報，極大方便了漁民的實際使用，提高了漁民的海上作業人生安全。只是海馬的重量還是比較重，以后可以改成大容量輕質的蓄電池作為電源，改用更低電壓的高功率電動機帶動質量較輕且直徑更小的高花紋橡膠輪胎。僅這兩項的改進就能減少現在電動海馬三分之二的重量。同時使用蓄電池可以大幅減少占用海馬腔體的體積。總之，下次改進后我要使我的電動海馬更精致、輕巧、方便和實用。

六、工作原理

1、智能坦克形-電動海馬示意圖及各部分名稱（如下圖所示）：

（1）防護罩（2）支撐桿（3）單輪平衡機（4）單輪平衡機支架 （5）控制器（6）蓋板（7）電瓶（8）橡膠墊塊（9）海馬本體（10）方向架（11）自動控制系統（12）螺桿（13）螺母（14）軸套（15）驅動螺桿（16）螺母（17）電源負極（18）電源正極 （19）GPS定位系統和潮汐預警系統

（20）滾子鏈 C處：焊接D處：電流輸出控制導線接口E處：電流輸入導線孔C處：焊接 D處：電流輸出控制導線接口 E處：電流輸入導線孔

2、各零部件的特點及主要功能

a）防護罩：驅動輪工作時防止泥漿濺起來。

b）支撐桿：固定防護罩，可拆卸。

c）驅動輪：葉片帶有弧度、過渡平緩，且葉片端部朝逆時針方向偏轉。該種葉片結構有利于電動海馬在灘涂淤泥前行，能源消耗更低。

d）控制器：穩定電壓、可控制電流輸出的大小。

e）蓋板：制作成啟合式蓋板，方便檢修和電瓶的裝卸、充電等。

f）電瓶：提供電壓，每只12伏，共三只36伏。

g）橡膠墊塊：便于漁民跪在其上按傳統的方式操作海馬，使漁民的使用更為舒適。

h）方向架：漁民工作時雙手擱在上面可控制方向。

i）控制手柄：調節驅動輪的速度及作為啟動停止按鈕。

j）螺桿：固定防護罩。

k）驅動螺桿：固定驅動輪位置。

l）開關：設置在控制面板上，可使開關保持干燥，不受海水的侵蝕。

m）GPS定位和潮汐預警系統：

七、推廣價值

目前該作品已于象山廣達機械廠合作生產，該公司以凈利潤的15%回報。每輛智能坦克形-電動海馬利潤為200元。如果我國沿海漁民每人1輛，可得利潤市場前景將十分可觀。

1、成本核算

經過象山廣達機械廠洪廠長的仔細核算，智能坦克形-電動海馬每輛成本價約為1070元，市場定價分別為1270元，是消費者都能接受的價格。

2、供需情況

廠長按目前該企業的生產能力，估計日產量約達50輛，年產量近21000輛。按我國沿海漁民計算，象山廣達機械廠的年生產能力只可滿足象山的海涂漁民，所以市場前景十分廣闊。

3、利潤核算

他們經過以上成本核算及供需情況的分析，扣除稅金、損耗，機械折舊等費用后，預期電動海馬年凈利潤可達180余萬元，經濟效益比較可觀。

八、遠景瞻望

智能坦克形-電動海馬市場前景將很被看好。

1.價格不高，能為我國沿海漁民接受；

2.美觀實用，節約能源；

3.工具簡易，用途廣泛；

4.投資不大，資金周轉快。生產規模、生產能力，隨著經濟效益的提高可不斷擴大；

5.本產品如能在全國、全世界推廣，市場需求潛力極大。

因此，智能坦克形-電動海馬不僅具有很大的社會效益還具有良好的經濟效益。推廣電動海馬的市場前景十分廣闊。建議廠方將第一批產品半價或免費送到象山的海涂漁民家庭首先試用，起到宣傳、廣告效應，然后推廣到社會。

九、收獲體會

在多次制作嘗試過程中，得到了工人叔叔及老師的大力幫助，我深深地感謝他們。他們讓我真正懂得了要學會與人合作，要深刻領會書中的知識與實踐應用相結合。我要從現在做起，從發生在我們的身邊的科學開始做起，爭取做一個建設創新型國家的接班人。