“家用自動(dòng)螺螄去尾機(jī)”的設(shè)計(jì)與制作

傅翌

發(fā)現(xiàn)與明確問(wèn)題

螺螄是餐桌上的美味佳肴，但烹調(diào)螺螄首先要剪去它的尾部，自己操作起來(lái)甚是麻煩。

市面上雖然已有專用去尾機(jī)，但普遍存在機(jī)型大、噪音大、操作不安全等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)觀察分析，我發(fā)現(xiàn)這些弊端是它們的剪切方式帶來(lái)的。以往的去尾機(jī)主要是通過(guò)圓盤刀連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)部件較大，操作上也容易造成安全隱患。于是，我考慮采用12伏小型直流減速電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)部件，模擬傳統(tǒng)手工剪切的操作方法，制作出一臺(tái)家用螺螄去尾機(jī)。

構(gòu)思設(shè)計(jì)方案

根據(jù)上述分析，去尾機(jī)應(yīng)采用類似于使用斜口鉗或剪刀剪切的方式。具體操作如下：將螺螄從外殼面板上的金屬孔放入后，觸動(dòng)微動(dòng)開關(guān)的常開觸點(diǎn)啟動(dòng)直流電機(jī)，帶動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)刀片向前剪切運(yùn)動(dòng)，常閉觸點(diǎn)閉合，實(shí)現(xiàn)電路自鎖，剪掉螺螄尾部;過(guò)定點(diǎn)后凸輪繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，刀片在彈簧的作用下回復(fù)原位，斷開常閉觸點(diǎn)，電機(jī)停止，等待下一次動(dòng)作。

設(shè)計(jì)方案的創(chuàng)新點(diǎn)

本發(fā)明的創(chuàng)新之處有五點(diǎn)：

一是當(dāng)微動(dòng)開關(guān)感應(yīng)到螺螄觸碰到設(shè)定切割位置時(shí)，接通直流電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周帶動(dòng)凸輪驅(qū)使剪切刀具做一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一次切割螺螄尾部的功能。

二是如果切割位置沒(méi)有螺螄，則電機(jī)不會(huì)運(yùn)行，保證使用者安全。

三是切割的螺螄尾部會(huì)自動(dòng)進(jìn)入收集箱，保證操作環(huán)境的干凈和整潔。

四是采用緊湊型設(shè)計(jì)，整個(gè)機(jī)身體積很小，適合家庭使用。

五是整臺(tái)機(jī)器與螺螄接觸部位很少，污染度低，拆洗方便。

設(shè)計(jì)活動(dòng)的回顧與反思

經(jīng)過(guò)本次創(chuàng)造發(fā)明的實(shí)踐，我不僅熟悉了工程設(shè)計(jì)的一般過(guò)程，應(yīng)用科學(xué)與技術(shù)知識(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)科學(xué)和工程實(shí)踐各要素的完整閉環(huán)，還培養(yǎng)了我的探索意識(shí)。這次實(shí)驗(yàn)讓我樹立了科學(xué)態(tài)度，啟發(fā)了工程思維，滿足了對(duì)自然的好奇心，并提高了運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

家用螺螄自動(dòng)去尾機(jī)的案例，面向生活中的真實(shí)情境，通過(guò)工程設(shè)計(jì)幾個(gè)環(huán)節(jié)間的多次循環(huán)、遞進(jìn)求解，獲得了相對(duì)滿意的結(jié)果，有益于自己形成迭代性思維和系統(tǒng)性思維。

電路原理圖

如下圖所示，K1（常開觸點(diǎn)）是面板開關(guān)，K2（常閉觸點(diǎn)）是系統(tǒng)內(nèi)部開關(guān)。初始狀態(tài)時(shí)，由于K2被刀具卡住斷開，電機(jī)停轉(zhuǎn)。將螺螄放入金屬孔后，觸動(dòng)K1變?yōu)殚]合狀態(tài)，電機(jī)啟動(dòng)，刀具隨著凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)開始移動(dòng)，K2恢復(fù)常閉狀態(tài)，此時(shí)，移走螺螄，依舊可以保持電路接通，即實(shí)現(xiàn)電機(jī)自鎖，可以持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，直至刀具受到彈簧的作用復(fù)位，再次卡住K2，即常閉觸點(diǎn)斷開，電機(jī)停轉(zhuǎn)。

師說(shuō) 本次實(shí)驗(yàn)還融入了STS的理念，即科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)，三者具有互動(dòng)效應(yīng)。純理性科學(xué)并不能解決生活中存在的所有問(wèn)題，在科學(xué)技術(shù)融合解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí)，還必須引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)倫理道德對(duì)科技行為的意義，建立環(huán)境保護(hù)意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。