长春吉大附中女生科技创新设计“联合清雪制砖车”

长春吉大附中女生科技创新设计“联合清雪制砖车”

摄影 孙建一 吴卓岳讲述“联合清雪制砖车”的工作原理。

长春晚报记者 肖虹

天气渐冷,长春冬季白雪皑皑的日子近了。有感于环卫工人清雪、运雪的困难和危险,吉大附中高二女生吴卓岳设计了一款针对长春冬季天气特点的“联合收雪制砖车”。“前边用滚刷清雪,后边直接制出雪砖,同样质量的雪砖体积仅为散雪的1/10,运输方便,后期还有可能用于冷库保鲜等其他用途,一举两得。”昨天,吴卓岳向记者介绍。

高中女生想设计

清雪、集雪、运雪一体机

吴卓岳说,每到冬季长春都会下好多场大雪,上学放学路上总能看到环卫叔叔、阿姨们忙碌的身影。目前大部分的扫雪机仅是把路面的雪扫到马路两旁,再利用铲车或人力把扫到马路两边的雪攒成一堆,然后把成堆的雪通过汽车或小推车转移到其他地方,工序复杂,需要大量的人力,还影响正常的交通。而且人车混合做业,稍不注意就容易发生机动车剐蹭环卫工人的事件。

“有时看到环卫工人一边清雪,一边躲避过往车辆,我就希望能设计一款机械化清雪收雪设备。”吴卓岳从小对物理和机械感兴趣。有了初步想法后,她利用课余时间开始大量翻阅文献,上网了解清雪机械的工作原理。

设计灵感竟源于鸡舍的自动饲料投放机

结合学过的物理知识和上网查找的资料,吴卓岳了解到,高速旋转的扫雪滚刷能将雪扫起并延滚刷的切线方向飞溅。“但如何能把飞溅起的雪搜集起来,我一直没有想到更好的办法。”这个设计难点一度困扰着吴卓岳。

今年春节,吴卓岳和妈妈去看望乡下的太姥姥,她对太姥姥家的鸡舍饲料自动投放机留了心。“我当时不知道这种装置叫什么,寒假结束开学后就迫不及待地把这个发现告诉了科技老师李金华。李老师说,这种运送装置叫‘绞龙’,多用于粮食、煤及工业废料的传送。我想,既然它能运粮食,那也一定能运雪!”

“前面清雪、后面制雪砖”是最大亮点

通过走访市民和车主,吴卓岳了解到,大家对长春这几年的冬季清雪工作特别满意,只是觉得积雪清运不够及时。

为了从设计上彻底解决这一问题,吴卓岳从一开始就打定主意,设计一款集清雪、集雪、运雪一体化处理的机械扫雪车。但怎样把松软的散雪更有效地运走?吴卓岳想到了压缩雪砖——“如果‘绞龙’能传送散雪,利用液压原理就可以将散雪压缩,制成雪砖。”吴卓岳说,同样质量的雪砖,其体积仅为散雪的1/10,这样后期运输起来就方便了。

通过咨询车辆工程专业的爸爸,吴卓岳了解到,液压压缩原理不适用于长春冬季寒冷的天气,于是改为利用气动原理压缩制作雪砖。

为了进行试验

五月天满城去找雪

前后4个月,吴卓岳一边设计一边制作“联合清雪制砖车”模型。今年5月,长春的气温已达10℃左右,城区道路上的积雪开始融化。为了完成滚刷清雪有效性的实验,吴卓岳和爸爸妈妈好不容易在净月潭滑雪场的一处背阴地带找到一堆尚未融化的积雪,连续几天对“联合清雪制砖车”进行试验,校对试验数据。

试验成功了!吴卓岳还不太满意:“时间不太够。现在的装置都是用零散元件拼装而成的,今后可以设计一个集成模块代替零散元件。”

吴卓岳的成绩非常好,稳定在年级前十。科技创新教师李金华评价她,“平时总有很多新奇的想法,也善于利用自己所学的物理和化学知识去解释身边的现象,对机械结构和电子控制尤其感兴趣。”

8月底,在香港举行的第30届全国青少年科技创新大赛上,吴卓岳的“联合清雪制砖车”项目一举获全国金牌、十佳青少年科技创新之星(全国十项)。

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