◎江蘇省興化市實驗小學(xué) 傅琳珊

指導(dǎo)老師 束旭紅 鄒春

一、創(chuàng)意來源

人們用杯子裝茶水、咖啡、牛奶等，時間久了，杯壁和杯底會有一層污垢，特別是杯底內(nèi)圈的“頑固”污垢，只用手無法清洗干凈，而污垢殘留會滋生細(xì)菌，對人體健康產(chǎn)生一定的危害。如何徹底清洗杯子里的污垢呢？我研制出了一種方便實用的清洗杯子裝置。

二、調(diào)研經(jīng)過

（一）研究污垢

我通過研究發(fā)現(xiàn)，杯子裝的東西不一樣，里面的污垢會有差別。

茶杯：茶水長時間裝在茶杯里，其中的鞣質(zhì)和碎渣會附著在杯壁和杯底，形成茶垢。茶水倒掉后，如果不及時清洗茶杯，茶銹會和空氣接觸氧化，最后變成不易清理的茶垢。

圖1 杯壁和杯底全是茶垢的杯子

刷牙杯：衛(wèi)生間里很潮濕，牙刷杯里如果有水殘留，很容易滋生霉菌，時間長了會形成黃色的污垢。這種污垢通過漱口水進入口腔，可能引發(fā)口腔黏膜病，甚至引發(fā)呼吸道疾病。

牛奶杯：牛奶杯易殘留奶漬，滋生細(xì)菌，有損人體健康。而用水沖洗牛奶杯很難清洗干凈。

（二）研究現(xiàn)有的刷瓶器

我去小商品市場和網(wǎng)上調(diào)查了現(xiàn)有的刷瓶器，發(fā)現(xiàn)刷瓶器的種類雖然很多，但大多是圓柱形的，側(cè)面和底部都裝有刷子。這些刷瓶器可以輕松地清洗杯壁和杯底的污垢，但是刷洗不到杯底的那一圈。

圖2 我在小商品市場觀察刷瓶器

另外，我驚喜地發(fā)現(xiàn)一部分刷瓶器上裝有電動機，可以更省力。

三、設(shè)計過程

一次數(shù)學(xué)課上，老師講到了圓規(guī)，圓規(guī)可以畫圓，且能張開成不同的角度，我想到將杯底內(nèi)圈污垢清洗裝置做成圓規(guī)形狀的，再在圓規(guī)支腳上裝上毛刷，應(yīng)該能洗干凈杯底四周的污垢，且適用于杯口大小不一樣的杯子。電動刷瓶器給了我啟發(fā)：將杯底內(nèi)圈污垢清洗裝置設(shè)計成電動的，可以省力。接著，我開始制作杯底內(nèi)圈污垢電動清洗裝置。

我在創(chuàng)客工作室看到3D打印機和它打印出來的各種各樣的物品，了解了想打印什么就可以讓3D打印機打印什么，只要先在電腦上畫好圖，然后操作3D打印機即可。我請工作室的老師打印了一個圓規(guī)，但是拿到圓規(guī)后，我有些惆悵：放入杯子后，圓規(guī)的角度如何固定？電動機裝在哪里……一系列的問題等著我去解決，原來發(fā)明不是那么容易的。

工作室的老師鼓勵我繼續(xù)動腦筋，不能輕易放棄。在老師的幫助下，我將毛刷嵌在圓規(guī)支腳最下方，再對圓規(guī)支腳的弧度進行調(diào)整，使圓規(guī)放入杯中后，底部的毛刷能夠更好地貼合杯底。然后，我在圓規(guī)支腳分叉口裝上兩個對稱的彈簧，這樣可以對杯底產(chǎn)生更大的壓力。

圖3 我裝好了毛刷和彈簧

電動機如何裝呢，裝在圓規(guī)的哪個地方？我走進學(xué)?？茖W(xué)實驗室，向老師請教。

圖4 調(diào)試電動機

將電池和電動機安裝在圓規(guī)的上端后，我又遇到了問題：雖然電動機可以控制圓規(guī)轉(zhuǎn)動，但是清洗力度太小會導(dǎo)致杯底洗不干凈。這個時候老師告訴我，可以試試減速電動機。在調(diào)試了幾個不同減速比的電動機后，我們發(fā)現(xiàn)用1∶220的效果最好，于是，我將裝好的電動機換成減速比為1∶220的電動機。至此，杯底內(nèi)圈污垢電動清洗裝置制作完成。

圖5 成品圖

杯底內(nèi)圈污垢電動清洗裝置形似圓規(guī)，上端裝有電池和電動機，有一定的夾角，可調(diào)節(jié)角度，兩根桿子底部嵌有毛刷，分叉口裝有兩個對稱的彈簧，適用于不同口徑的杯子。

往杯中倒入清洗劑后，打開開關(guān)，杯底內(nèi)圈污垢電動清洗裝置的兩根桿子快速轉(zhuǎn)動，毛刷在杯底“畫圈”，可快速高效地清潔杯底特別是杯底周圍那一圈的污垢。

四、收獲和體會

發(fā)明來源于生活，生活的需要促使我們不斷創(chuàng)新，而且生活中的事物也會給我們啟發(fā)，我們要善于觀察和思考。遇到困難不退縮，要勇于嘗試，試驗對發(fā)明創(chuàng)造非常重要。集體的力量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于個人的奮戰(zhàn)，有想法時，可以與他人分享，積極尋求老師、同學(xué)和家長的幫助。

老師推薦：

傅琳珊同學(xué)善于觀察生活中的現(xiàn)象，并且喜歡動腦筋，經(jīng)常提出改進思路和創(chuàng)新想法。杯底內(nèi)圈污垢電動清洗裝置便是基于解決常見的生活問題——杯底尤其是杯底內(nèi)圈清洗不方便而制成的，具有非常高的實用價值，能達到快速方便清潔杯底特別是杯底周圍那一圈污垢的效果，是一款與眾不同的刷瓶器。