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本期點評專家
譚迪熬 中國發明協會院士專家咨詢工作委員會首任專家,中國發明協會中小學創造教育分會會長,科技創新教育特級教師,教育部國培計劃專家庫專家。
暑假期間我參加了為社區打掃衛生的公益服務活動。按照分工,我的任務是背著噴灑設備對小區樓道進行消殺。
在實際消殺工作中,由于當前的消殺噴灑裝置噴頭單一、噴灑范圍窄,難以對扶手的三個側面、樓梯頂部等進行一次性消殺,而且背負式噴灑裝置較重。為了消殺更加徹底,要上下樓五六次,非常辛苦。我決定設計一個掛籃式分叉噴霧消毒器解決上述問題。
一、前期準備
(一)人員走訪
通過走訪調查,我發現現有的噴灑裝置結構單一。在實際消殺工作中,不能滿足對多行農作物的一次性農藥噴灑的需求等。
(二)市場調研
市售的外分式、竹節式兩種消毒噴頭,都無法解決上述問題。有沒有更科學有效的方法?
(三)查找資料
通過上網搜索,我了解到,可調節角度的多噴頭設施主要應用在廠房中,適用于日常生活中的小型多噴頭產品并不多見。
二、設計方案
把固定的單個噴頭改成可調節角度的雙噴頭,以支撐桿為骨架,通過活動轉軸轉動噴頭,調節噴灑方向,對消殺對象進行多方位消殺。
為了降低勞動強度,我最初想用自動爬樓車運載消毒液,可成本高,實用性差。后來考慮用手動爬樓車,但在實際操作時需一手拉車,一手抓噴頭,難以控制車的行進方向。于是,我又進行了改進。
三、制作裝置
在制作爬樓車時,我用一個自帶3個輪子的背包進行測試,發現無論上樓還是下樓,控制爬樓車都很費勁,單手難以完成操作,且不能固定噴頭進行噴灑作業。我只好放棄了這個方案。
經過與專業制作人員討論,我再次對爬樓車進行改進,設計了掛籃式消毒裝置,這樣在重力的作用下,消毒桶可沿著欄桿自行滑下。
四、模擬實驗
通過測試,掛籃式分叉噴霧消毒器基本上達到了預定的目標。但還有許多小問題,比如支撐桿太長、輪子在欄桿支撐架上滾動時會產生很大的噪聲等。
五、創新點
本設計解決了噴頭結構單一、噴灑范圍小的問題,可調節角度的雙噴頭能進行多方位的消殺。利用滑輪裝置增加掛籃,可減輕工作人員的負重,提高消殺效率。
六、效果及展望
(一)縮短支撐桿,便于操作。
(二)為掛籃底部輪子加裝履帶,減小噪聲。
(三)與機器人、數控技術結合,讓其能按照指定路線定時、定量噴灑消毒液,實現自動消殺。(指導老師:蘇瑞紅)
專家點評
閔子軒同學的掛籃式分叉噴霧消毒器是一件改進型發明作品。從作品的選題方式分析,他運用的是缺點列舉法。從解題的方式分析,他主要運用的是移植發明法,即將其他領域內的原理、技術、方法、材料或結構等,恰當地引用到自己的作品中,使自己的作品實現其設計目的的方法。
這項作品的完成,主要體現發明人:其一,具有良好的創新意識。當他看到消毒工作操作不便、很辛苦等缺點,便想要針對其缺點進行改進性發明。其二,有良好的創新實踐能力。其研究過程很實在,一環扣一環。特別是他移植了滑輪裝置,使掛式提籃的移動更方便,巧妙地實現了設計目標。
值得指出的是,其雙噴頭技術的應用不是首創。在上個世紀80年代,山東的張桂杰同學就發明了農用防治病蟲害的雙桿噴頭噴藥器。