小船变身“水面垃圾收集师”

◎湖南省吉首市乾元小学 黄梓傲

一、发明背景

一些水域水面上漂浮着的垃圾以白色垃圾居多，主要是矿泉水瓶、饮料瓶、食品袋等。清除这些垃圾非常困难，因为要下水或者划船去捡拾，而一些水塘、公园内的养鱼池等不适合划船，这样导致水面垃圾越积越多，污染水体。因此，我发明了一种可以在水面上航行、摇控收集垃圾的水面垃圾收集船，使水面垃圾捡拾工作变得方便、轻松。

二、设计思路

设计能摇控的小船，这样无需下水，在岸边就能遥控操作——捡拾、收集水面上的垃圾。

在遥控船的前部左右各安装一个减速马达，减速马达带动叶轮，叶轮不停运转。当船的前面有垃圾时，叶轮会将垃圾卷入船中间储存垃圾的地方，不断收集水面上的各种垃圾。

三、研究过程

（一）准备材料

准备好直径10厘米的塑料水管、船模马达、电路、船模摇控器、塑料板、减速马达、强力胶和钉子等。

塑料水管

（二）第一次试验研究

1.制作作品

先把水管锯成30厘米长，再把水管两端封住，并用胶水密封，然后把两根水管并排放置，把它们连接起来制成一艘船。在船的后部安装两块长8厘米、宽3厘米的薄铁片，薄铁片能上下调节，在薄铁片上安装马达和螺旋桨，同时装上控制马达的电路系统。接着，在船的前部左右各安装一个减速马达，并在减速马达上装上垃圾收集臂，臂长18厘米。最后在减速马达上安装电池和开关等。

2.作品测试

经过测试，我发现垃圾收集船笨重，在水面上行驶缓慢，转弯也非常迟钝，无法轻巧灵活地进行垃圾收集工作，达不到预想的设计目标，主要原因有以下3点：

（1）垃圾收集船的船体使用的水管是PU管，管壁较厚，导致船体很重，船体被放入水中后吃水很深。螺旋桨的马力不够。

（2）垃圾收集臂是平直的，旋转时，前面的垃圾收集臂在水面上悬空，而在转运垃圾时，无法很好地把垃圾收集到船上。

（3）垃圾收集臂同方向旋转，所以在收集垃圾时，一个垃圾收集臂会从前面推开垃圾，无法把垃圾收集到船上，只有一个垃圾收集臂能起到收集作用。

（三）第二次试验研究

1.制作作品

针对第一次测试作品时出现的问题，我和老师商量后，在设计制作及使用的材料等方面都进行了改进。

（1）改进垃圾收集船

用长方形塑料盘子制作船体。盘子质量较轻，用它们制成的船体能轻巧灵活地在水面行驶。而且，盘子后部空间较大，方便装载垃圾。

将垃圾收集船的前端设计成约30°的倾斜面，垃圾收集船下水后，倾斜面的前部没入水中。

（2）改进垃圾收集臂

垃圾收集臂呈约30°倾斜旋转，这样垃圾收集臂可以不断地把垃圾从水面上捞起来并带入船体。

（3）旋转方向的更改

更改一个垃圾收集臂的电路正负极，从而使一个垃圾收集臂按顺时针方向旋转，一个垃圾收集臂按逆时针方向旋转，这样两个垃圾收集臂工作时都是向内旋转的，从而使垃圾收集船能够轻松地把垃圾收集起来。

切割材料

安装动力部分

安装垃圾收集臂

遥控调试

2.作品测试

经过多次测试和调整，作品终于达到了最初的设想。

垃圾收集船在水面上行驶灵活，垃圾收集臂借助斜面把水面上的垃圾带入船体，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矿泉水瓶、饮料瓶、食品袋等白色垃圾，但由于这种收集船比较小，对于水面上的较大的垃圾还不能很好地收集。

垃圾收集船正在收集垃圾

四、作品创新点

把摇控船上的部件用到水面垃圾收集船上，这种船可以灵活地遥控水面垃圾收集，人们再也不用下水去捡拾水面垃圾，减少水域环境污染。

一个垃圾收集臂按顺时针方向旋转，另一个垃圾收集臂按逆时针方向旋转，使垃圾收集工作变得方便轻松。减速马达带动叶轮，使叶轮旋转速度平稳。

水面垃圾收集船实物说明图

老师推荐：

这件创新作品设计科学合理，能解决生活中的水面垃圾难以捡拾的问题，对环境保护有积极意义。