水上環保小衛

王馨儀

升入初一，爸爸給我買了一架四旋翼無人機。我真是太喜歡它了！

這架無人機的4個電機和4個螺旋槳呈正方形分布，中間通過X形機架連接。啟動無人機后，它會按照我的遙控指令運動，處于下方的相機還可拍照與錄像，并能即時向爸爸、媽媽的手機傳輸圖像。

我很快就能熟練操控、熟練組裝了！在爸爸、媽媽的引導和老師的指導下，我嘗試對無人機進行改進，以解決生活中的問題，水上清理垃圾無人機就是其中的一個方案。

夏天，我跟爸爸、媽媽去杭州西湖游玩。

“欲把西湖比西子，淡妝濃抹總相宜”，我被西湖的美景深深吸引。忽然，有個小妹妹手中的雪糕塑料包裝袋掉到湖里。小妹妹和家長想把它撈起來，但是都沒有成功，眼看著塑料袋越漂越遠。

我想起老師講過，廢棄塑料是一種白色污染。不管是有意還是無意，如果每天湖中都有這樣的垃圾，不但影響西湖的環境和形象，打撈人員也更加辛苦！那么，是否可以用無人機來清理垃圾呢？

我把想法告訴了爸爸，他非常贊同并鼓勵我嘗試。回到家，我就立刻行動，開啟了設計旅程。

傳統的攝影無人機可以快速搜集并鎖定目標——垃圾，可是如何撈起垃圾呢？我冥思苦想，一直想不出解決的辦法。直到有一天，我在游樂場里看到幾個小孩在用挖掘機挖沙子，才有了靈感——可不可以用挖掘機原理撈出垃圾呢？

我靜下心來，開始梳理設計思路。我先買來一個小型挖掘機搖臂，將搖臂固定在無人機下方。為了不遮擋攝像頭，我將搖臂的兩個接口固定在無人機下方的兩側，飛行狀態下搖臂折起。當攝像頭搜索到垃圾時，無人機可以降落在垃圾的上方。

為了使無人機漂浮在水面上，我用兩個浮筒代替無人機的起落架。當無人機降落在垃圾上方時，控制搖臂向下運動，則會將垃圾撈起，再控制無人機飛回岸邊。

完成組裝后，我進行了如下試驗。

第一步是驗證無人機的基礎功能。測試顯示，在搭載任務載荷的情況下，無人機可以滿足飛行要求。

第二步是測試撈取工作效果。我在水盆中盛滿水，將雪糕包裝袋放進去，然后操縱無人機控制搖臂撈取，成功。

第三步是實測清理垃圾無人機的功能。

我來到湖邊，控制無人機尋找垃圾。經過一番搜索，一塊漂浮的小型塑料垃圾進入視線，我迅速操縱無人機趕到目標所在處，降落，操控搖臂撈取。不過，多次嘗試都沒能撈出塑料垃圾，這讓我十分沮喪。

回到家后，我將自己關在屋里仔細研究究竟問題出在哪里。通過反復觀看無人機攝取的視頻，我終于有了重大發現。原來，由于湖上風的影響，無人機在水上順風滑行，無法保持穩定，導致抓取精度下降。

該怎么讓無人機保持穩定呢？對了，在浮筒上加裝個小型電機，通過電機驅動螺旋槳轉動，來控制無人機在水面上的運動。這個想法得到了爸爸和老師的支持，于是我立即動手對無人機進行了改裝。

懷著忐忑的心情，我再一次進行試驗，結果一次就成功了！我高興得手舞足蹈，真是功夫不負有心人??！

欣慰之余，我也想到，再好的設想都需要實踐不斷驗證和完善，希望我的小發明能夠給人以啟發，為環保出力！

（本作品榮獲第9屆中國國際發明展覽會金獎、第1 3屆中國少年科學院“小院士”課題研究成果一等獎，作者榮獲第1 3屆中國少年科學院“小院士”稱號。作者：北京市第十三中學分校學生：指導教師：王萬江）