李哲

背景簡(jiǎn)介

父母種地，每年都要用滴灌設(shè)備澆水，在莊稼收割前都要把地里的滴灌帶收起放好。幾十米甚至上百米長(zhǎng)的滴灌帶很沉重，回收起來(lái)既吃力又浪費(fèi)時(shí)間。我的發(fā)明動(dòng)機(jī)由此產(chǎn)生。最初，我想用工廠里現(xiàn)成的線圈圈芯卷收滴灌帶，但1個(gè)圈芯只能卷收1捆，而且滴灌帶其實(shí)并不需要繞在圈芯上放置，使用圈芯會(huì)浪費(fèi)更多的材料。所以，我設(shè)計(jì)制作了1個(gè)能反復(fù)卷滴灌帶的卷收扎捆工具。設(shè)計(jì)制作的設(shè)備不僅僅可以解決農(nóng)活中的小問(wèn)題，從更廣的方面看，現(xiàn)在有很多類似滴灌帶這樣需要卷起來(lái)存放的線、管、帶等材料都可以使用這個(gè)設(shè)備，為節(jié)約材料和人力資源起到了重要的作用。

查閱相關(guān)文獻(xiàn)后得知，現(xiàn)有的卷收工具大部分是電力驅(qū)動(dòng)的且需要使用圈芯，不但很費(fèi)電，而且每卷完1卷就必須再換1個(gè)新的圈芯，這樣很浪費(fèi)材料。文獻(xiàn)中提到的各種工具都是安裝在大型機(jī)器上的，單個(gè)體積很大，而且還都是固定的，攜帶很不方便。生活中有很多線、管、帶類的材料需要卷收，但文獻(xiàn)中提到的現(xiàn)有工具都比較大，只適合大型農(nóng)用回收，用于中小型材料回收就顯得很笨重。

設(shè)計(jì)及實(shí)施過(guò)程

設(shè)計(jì)制作轉(zhuǎn)軸

首先找到1個(gè)廢棄的拖拉機(jī)搖把子（包括動(dòng)桿、撥銷、手柄），購(gòu)買1個(gè)軸承，將其焊接在撥銷和動(dòng)桿之間，轉(zhuǎn)軸用來(lái)作為動(dòng)力臂，見圖1。

設(shè)計(jì)制作轉(zhuǎn)盤

轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)應(yīng)保證管、帶、線等材料在卷收的過(guò)程中不與支撐架摩擦。轉(zhuǎn)盤與被卷收的材料一同轉(zhuǎn)動(dòng)，靠軸的位置將材料與支撐架隔開，避免阻力太大，見圖2。轉(zhuǎn)盤有2個(gè)，在每個(gè)轉(zhuǎn)盤圓心處有數(shù)個(gè)（至少2個(gè)）扣環(huán)，用來(lái)夾緊被卷材料的一端，方便卷動(dòng)時(shí)給力?？郗h(huán)的特點(diǎn)是：只能沿一個(gè)方向施加壓力，反向則卸力，以便轉(zhuǎn)盤拆卸時(shí)不被材料纏繞住。

制作拆裝部件——緊固螺絲

緊固螺絲的作用是在動(dòng)桿穿過(guò)轉(zhuǎn)盤中心圈時(shí)，操作者可以自由控制是否固定轉(zhuǎn)盤與動(dòng)桿。這樣，通過(guò)調(diào)節(jié)螺絲既可拆卸動(dòng)桿和轉(zhuǎn)盤，又可以靈活調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤之間的寬度，

以適應(yīng)寬度不一樣的被卷材料。

制作支撐架

支撐架顧名思義，是用來(lái)支撐卷收工具和被卷材料的，高度和寬度可根據(jù)被卷材料的規(guī)格尺寸制作。見圖3。

5. 成品組裝

組裝后的成品如圖4所示。將搖把子穿過(guò)2個(gè)轉(zhuǎn)盤的中心，將軸承卡在支架的槽里。

方案的改進(jìn)

搖把子的改進(jìn)。搖把子直接轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力較大，于是我在在動(dòng)桿、轉(zhuǎn)盤上各焊接1個(gè)軸承以減少阻力。后期正在實(shí)驗(yàn)中的新式搖把子，可將把柄制作成活口，這樣可以卸下把柄裝上小皮帶輪，通過(guò)皮帶傳遞外部動(dòng)力。

轉(zhuǎn)盤的改進(jìn)。改進(jìn)后，轉(zhuǎn)盤支撐性比較好，不易變形，如果管帶比較長(zhǎng)，可換為鋼管制作。緊固螺絲安裝后能緊緊固定轉(zhuǎn)盤和動(dòng)桿，并且拆卸方便。

使用方法

調(diào)整轉(zhuǎn)盤的寬度，針對(duì)寬窄不一的材料，可以左右推動(dòng)轉(zhuǎn)盤調(diào)整間距。

用扣環(huán)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)夾緊材料一端，將緊固螺絲上緊。

轉(zhuǎn)動(dòng)搖把子卷收材料。

松開緊固螺絲，將轉(zhuǎn)盤和卷收好的材料從支架上放下，抽掉搖把子，拆開轉(zhuǎn)盤和被卷材料。

扎捆好材料，堆放整齊，以便再次使用。

重新組裝后，可卷收下個(gè)材料。

改進(jìn)組裝方法

一般農(nóng)戶的家庭與農(nóng)田的距離都比較遠(yuǎn)，所以這個(gè)工具應(yīng)盡可能方便攜帶。我發(fā)明的這個(gè)卷收機(jī)各組件都可以拆卸組裝，便于長(zhǎng)途攜帶時(shí)節(jié)省空間。對(duì)家里有拖拉機(jī)的農(nóng)戶來(lái)說(shuō)，卷收機(jī)可以安裝在車斗上。見圖5。

研究成果和現(xiàn)有卷收工具的對(duì)比

針對(duì)不同型號(hào)的軟性材料，制作可調(diào)間距的活軸，加大了卷收工具的適用范圍。而現(xiàn)有的其他卷收工具都是固定軸間距，適用范圍很小。

無(wú)圈芯，節(jié)省材料。現(xiàn)有材料卷收時(shí)都需要圈芯纏繞并保管，而使用我研發(fā)的工具，無(wú)須圈芯就可以卷收材料，降低了成本。

應(yīng)用效果及改進(jìn)方向

經(jīng)過(guò)小范圍調(diào)查，這項(xiàng)發(fā)明在我居住的村子里很受歡迎，幾乎家家配備。有90%的人購(gòu)買了我發(fā)明制作的卷收工具，其余10%的人只是因?yàn)槟芙?jīng)常借用，或者家里沒有使用需求所以才沒有購(gòu)買。

此項(xiàng)發(fā)明還可以在動(dòng)力來(lái)源上有所改進(jìn)。因?yàn)榇蟛糠洲r(nóng)戶家里都有拖拉機(jī)，70%的用戶都是直接把工具裝到拖拉機(jī)上的，所以，可以在搖把子的把柄處安裝1個(gè)皮帶輪，通過(guò)皮帶連接在拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)上，用發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤卷收管帶。

該項(xiàng)目獲得第27屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽科技輔導(dǎo)員創(chuàng)新成果科技發(fā)明類一等獎(jiǎng)。

專家評(píng)語(yǔ)

該項(xiàng)目結(jié)合日常生活中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)新，具有較強(qiáng)的科學(xué)背景，發(fā)明點(diǎn)突出，實(shí)用性強(qiáng)。