陳星辰



選題背景與目的
我奶奶家住在騰格里沙漠南緣的中衛市沙坡頭區,這里的苗木工人每年秋天都要到沙漠里去收集樹種和草種。暑假期間,我隨爺爺奶奶去沙漠收集沙棗樹種子。爺爺用長桿把沙棗打下來,奶奶用手撿拾。沙漠地面松軟,散落在沙地上的沙棗很不好撿,我們3個人撿了1天,收集到不足10斤的沙棗,晚上回到家,累得腰都直不起來。奶奶拖著疲憊的身體去給我和爺爺煮面,看著奶奶用笊籬從鍋里撈起面條,面留下而水漏掉,我突然受到啟發,沙子流動性好,那么我們能不能用笊籬撿拾沙棗呢?第2天,我帶上笊籬,像撈面那樣去舀地上的沙棗,撿拾速度快了許多。由此我就想設計一種收集沙漠里各種沙生植物種子的撿拾工具,提高工人收集種子的工作效率。
研究方法與過程
本項目在笊籬撿拾的基礎上共進行了6次設計改進。
第1—5代沙漠種子撿拾器
第1代:撿拾器由笊籬和一塑料小桶組成。我找來各種笊籬實驗,發現鋼絲編織的笊籬漏沙最快。用笊籬舀地上的沙棗,沙子漏掉后把沙棗倒入小桶,這樣撿拾比用手快很多,操作起來方便,但笊籬入沙瞬間不太理想。
第2代:撿拾器由變形笊籬和一塑料小桶組成。我把笊籬人沙口做成簸箕口形狀,口寬200mm,入沙速度變快。但每撈1次,就要把撈到的種子裝到小桶子里,然后再重新撿拾,不太方便。
第3代:撿拾器由變形笊籬和小袋組成。在第2代基礎上把笊籬的尾部掏1個小洞,連接1個可拆裝的小袋,撈種子的時候,只要把笊籬頭部向上傾斜,撈到的種子就滑落到小袋中,暫時儲存起來(見圖1)。經過試用,在沒有小草的沙地上撿拾效果很理想,但在有沙生小草的地方撿拾,撿拾器入沙受阻,撿拾困難。
第4代:把第3代撿拾器入沙口邊緣的平口用長200mm、寬20mm薄鐵皮包邊,邊寬10mm,用焊錫焊好。制作一個齒長50mm、間隔4mm、總長200mm的又齒(見圖2),用焊錫焊接到包邊上。經過試用,撿拾器前進順暢,遇到小草,手只要輕輕抖動就可通過,但許多落葉、干草枝葉同時進入撿拾器中。
第5代:撿拾器在第4代基礎上加裝1個分隔草和葉的網篩(見圖3)。經過試用,草、葉與沙棗分離,試驗成功。我又做了1個輔助工具——手型小爪(見圖4),撿拾器伸不進去的地方,可用小爪把種子撿到撿拾器中,最后形成第5代沙漠撿拾器。第5代沙漠撿拾器試驗效果如下。
在沒有雜草的沙地上,撿拾器人沙1 cm,手輕微上下抖動向前推進,沙棗就進入網篩中,撿拾器口向上翹起,沙棗自動滾人儲存袋中。
在有落葉或雜草的沙地上,撿拾器使用方法同上,不過每次要除去隔草網上的落葉或雜草。
在有荊棘的沙地上,撿拾器無法伸入,用手型小爪把散落在荊棘中的沙棗扒入撿拾器。
第6代多用途沙漠種子撿拾器
通過仔細分析第5代沙漠種子撿拾器的不足之處,我想改進為不止能收集沙漠里的種子,還能收集沙漠里的果殼、塑料等垃圾的多功能撿拾器,這樣沙漠里清潔工就不用一直低頭彎腰不停撿垃圾了。然后再把木桿的握把改為可伸縮的,這樣無論使用者身材高矮都可以靈活使用。
我在工地上找了2段直徑6mm和直徑4mm的不銹鋼筋,1塊網孔8mm大小的不銹鋼網,從漁具店買了2個抄網,在家里找了1個可伸縮的塑料把。然后請一位電焊師傅按照我的設計圖制作成了多用途沙漠種子撿拾器。
按圖5組合裝配就成為沙漠種子撿拾器,可收集沙漠里的種子。按圖6組合裝配就成為沙漠垃圾清掃收集器,可根據使用者的身高與習慣調整握把的長度和角度。再配合輔助工具手抓,撿拾器伸不進去的地方,可用小爪把垃圾撿到撿拾器中。
創新點
根據沙子的流動性,沙漠種子撿拾器輕松分離沙和種子,提高撿拾速度,減輕勞動強度。
笊籬尾部開口,并安裝可拆卸的臨時儲存小袋,實現了多次撿拾一次收集的目的。
入口采用又齒設計,可以減少雜草對撿拾器的阻礙,能提高在一般沙地和特殊沙地撿拾種子的效率。
撿拾器的隔草網能很好地分離沙棗與枯枝落葉,提高撿拾種子的純凈度。
配備一個手型小爪,可以提高在荊棘叢中撿拾種子的收集率。
可以選擇不同網孔的笊籬進行改制,以便撿拾多種沙漠植物種子。
換裝上大紗網袋就可成為沙漠垃圾清掃收集袋。
小結
我設計的沙漠種子撿拾器可以提高沙漠里工人撿拾種子的工作效率,降低他們的勞動強度。按照這個思路工人可就地取材制作這種撿拾器,成本低,能推廣應用到實際生活中。
該項目獲得第32屆全國青少年科技創新大賽創新成果競賽項目小學組技術類一等獎
專家評語
該項目針對沙漠地的特點,設計了采用由叉齒、隔草網、儲存袋幾部分構成的沙漠種子撿拾器,既有效撿拾了樹果,又阻隔了枯枝落葉,效果較好。建議在查新的基礎上進一步改進作品,提高其實用性。