“三人行”必有我?guī)?/h1>

2023-09-21 09:19:02秦銀銀

發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生訂閱 2023年9期 收藏

關(guān)鍵詞：松針傳送帶編程

秦銀銀

“芳叢產(chǎn)安化，云露凝清華。且見雪山客，露止摘靈芽。細(xì)炒塑成針，翠綠呈秀霞。毫茸纖纖現(xiàn)，潔白無疵瑕。敬奉外賓客，眾口皆稱佳?！边@是著名茶學(xué)家莊晚芳教授品飲安化松針茶之后所作的詩句。安化松針茶的品質(zhì)對鮮葉原料要求極高，七道制作工序有一套嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，其中以整形最嚴(yán)苛，整形是決定松針茶品質(zhì)的關(guān)鍵一步。

然而，整形環(huán)節(jié)目前只能靠人手揉搓完成，耗時長，受經(jīng)驗、手法、溫度、濕度等諸多因素的影響，整形的控制很容易出現(xiàn)偏差，烘干后所制的松針茶等級降低，且低溫易灼傷人手。

湖南省益陽市箴言中學(xué)學(xué)生段潔儀、臧顥舒、周昱全針對上述問題展開了研究。在指導(dǎo)老師張鑫的鼓勵下，他們制作了松針茶柔性整形裝置——設(shè)計四級連動裝置，從原料的有序進(jìn)入開始揉搓，分級執(zhí)行完成整形過程，既簡化了人工整形的冗余動作，又能節(jié)約時間，提高松針茶的生產(chǎn)效率。

這一作品不僅獲得第44屆湖南省青少年科技創(chuàng)新大賽一等獎，還被推薦參加全國青少年科技創(chuàng)新大賽。第一次合作就能取得這樣的成績，三人團(tuán)隊欣喜不已。

愛好指引，從陌生到熟悉

松針茶柔性整形裝置的創(chuàng)意來自小隊長段潔儀。段潔儀的奶奶是傳統(tǒng)制茶人，每到制茶季，由于長時間工作，奶奶的手不僅發(fā)黑，還開裂了，一沾水就疼得厲害。段潔儀很心疼，于是思索：能否通過機(jī)械化生產(chǎn)解決這個問題？高一時，她在科創(chuàng)社團(tuán)分享了自己的想法，很快吸引了來自高二年級的臧顥舒以及同年級的周昱全，愛好相同的他們立即組成團(tuán)隊，開始研究。

從 2022 年下半年開始，三人利用放月假和寒暑假的時間在老師、家人的幫助下，到茶廠了解安化松針茶的歷史、現(xiàn)狀和生產(chǎn)工藝流程等。接著，他們初步擬出解決問題的方案：設(shè)計一個茶葉整形裝置，使其能模仿人手的動作搓緊茶條且不損傷茶，并能提供整形過程中所需的溫度。

接下來，就是集中精力，一步一步地實現(xiàn)功能了。因為三人所在年級不同，學(xué)習(xí)時間也不同，但他們總會約在一起——有時候是晚自習(xí)，有時候是周末的下午——或開展理論探討，或組裝裝置。在這期間，臧顥舒還要準(zhǔn)備會考，卻也從未落下團(tuán)隊的活動。

在長達(dá)三個多月的磨合與交流中，三人對科技創(chuàng)新有了新的認(rèn)識，對彼此也有了新的了解，更學(xué)會了如何有效溝通，如何增強(qiáng)團(tuán)隊意識。

取長補(bǔ)短，三人行必有我?guī)?/p>

團(tuán)隊成員各有所長：段潔儀是“問題發(fā)現(xiàn)者”，語言邏輯性強(qiáng)，工作細(xì)致；臧顥舒是“裝置優(yōu)化者”，知識儲備豐富，喜歡用事實說話；周昱全是“編程實施者”，動手能力強(qiáng)，細(xì)致踏實。

制作松針茶柔性整形裝置時，需用編好的程序控制裝置工作，編程的任務(wù)落在了自小就學(xué)習(xí)機(jī)器人的周昱全身上。雖然他認(rèn)為與以往的編程任務(wù)相比，這個裝置的編程還算簡單，但他沒有絲毫松懈。在他看來，這是隊友對他的信任，責(zé)任重大：“畢竟如果程序出錯，難以排查?！敝荜湃幊探Y(jié)束后測試時發(fā)現(xiàn)，第一階段的揉搓時間不是超過10分鐘就是不夠10分鐘，而這個階段茶葉的最佳揉搓時間是10分鐘。他通過不斷取中間值，前后調(diào)試多次，終于讓第一階段的時間基本保持在10分鐘。

四級揉搓過程中出現(xiàn)水分蒸發(fā)，導(dǎo)致茶葉出現(xiàn)瑕疵。于是，臧顥舒提出增加一個鼓風(fēng)機(jī)，并通過對比一次性揉搓茶葉的量與時間的關(guān)系，找到茶葉回轉(zhuǎn)次數(shù)、溫度、含水量與茶葉揉緊度之間的關(guān)系，為科學(xué)合理地設(shè)計結(jié)構(gòu)提供依據(jù)。四級揉搓過程的完成要用到皮帶，臧顥舒發(fā)現(xiàn)，裝置對茶葉加壓之后，由于最初采用的皮帶表面光滑，導(dǎo)致本應(yīng)順次前搓的茶葉前進(jìn)受阻，與程序進(jìn)程不符。他反復(fù)研究，提出更換成帶壓紋的皮帶。段潔儀和周昱全原本覺得沒有必要，于是臧顥舒就用實驗數(shù)據(jù)證明了自己方案的可行性和必要性，讓隊友刮目相看。

這次合作讓段潔儀收獲頗豐。比賽的現(xiàn)場技能測試環(huán)節(jié)，對于動手能力較差的她來說，是個不小的挑戰(zhàn)。備戰(zhàn)期間練習(xí)時，她屢屢被隊友“嘲笑”，又頻頻得到他們的幫助?！盀榱瞬煌蠄F(tuán)隊的后腿，我一直練習(xí)?！奔寄軠y試要求搭建簡易LED燈的閉合電路，過程有些曲折，她在最后一分鐘才完成。對于力學(xué)中傳送帶的相關(guān)知識，段潔儀一直理解不夠透徹。在這次制作裝置的過程中，團(tuán)隊反復(fù)討論傳送帶的相關(guān)應(yīng)用知識，作為大哥哥的臧顥舒耐心地給大家講解傳送帶的工作原理、不同過程中的不同狀態(tài)……段潔儀聽完后茅塞頓開，用她自己的話說：“之后做物理題時都像開了光?！?/p>

路遠(yuǎn)且艱，青春不散場

“得知這個作品被推薦參加國賽時，我們都喜出望外。”段潔儀告訴記者，因為答辯時環(huán)境嘈雜，他們對專家提出的問題沒有聽得很清楚，也沒有過多地思考就將答案脫口而出。三人都覺得自己表現(xiàn)得不是很好，有些沮喪。對于結(jié)果，他們表示非常驚喜。

雖然第一次合作的作品獲得了不少獎項，但段潔儀、臧顥舒、周昱全心里很清楚，這個作品還有很多不足之處：只是理論作品，能否產(chǎn)出成品的松針茶，還需要進(jìn)一步完善與驗證；兩上兩下四條傳送帶之間的最佳距離是多少還需要用實驗數(shù)據(jù)來判定；等等?！澳懿荒苣锚劇⒛苣檬裁吹却蔚莫?，都不是最重要的。如果有機(jī)會，我們想多做實驗再改進(jìn)?！睂τ谖磥?，周昱全的眼里滿是期待和憧憬。

“參加科技創(chuàng)新比賽不是為了在履歷中加分，而是為了培養(yǎng)創(chuàng)新能力，開拓思維，增長見識。”段潔儀告訴記者，爸爸一直教導(dǎo)她，雖然家鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)并不發(fā)達(dá)，但人不能做井底之蛙。

臧顥舒和周昱全的家人同樣給予了他們莫大的支持。對略顯稚嫩的示意圖初稿，家人們給出了中肯的建議；對組建裝置時需要的器材，家人們不遺余力地添置；對初次站在大賽現(xiàn)場略顯緊張的三人團(tuán)隊，家人們?yōu)樗麄冞B連點贊。

這項作品已經(jīng)告一段落，當(dāng)記者問及團(tuán)隊是否會解散時，他們幾乎異口同聲地回答“不可能”：“我們還想做些其他科技創(chuàng)新作品，畢竟，我們就是因為志趣相投才組成的團(tuán)隊?！?/p>

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