智能坦克形

倪一凡

【背景目的】

海马，也叫做泥马，是一种滩涂上特有的交通运载工具，一米多长，二三十厘米宽，前头上翘，有一个手把子，有点像玩具木马，只是海马的底部是平的。滩涂淤泥承受不了人们的负重行走，于是海边的渔民就发明了这种简单的运载工具，它在滩涂上可以运载50至150公斤的重物，能在滩涂上滑行而不陷入淤泥。渔民出海时，双手扶把，单腿跪在海马的舱里，另外一只脚用力往后蹬，这样海马就可以载着人和物在滩涂上前行了。这种现有技术的海马在行走过程中需要耗费大量的人力，使用费力，且前行速度慢。

【制作过程】2015年8月开始找相关资料并计划实施方案，开始实验性制作。

【工具材料】导线、电烙铁、焊锡丝、焊锡膏、木制海马、电池、电机控制器、电动轮毂。

【实施流程】查资料—征询意见—尝试实验—修改完善—制出样品。

【科 学 性】智能坦克形电动海马在滩涂淤泥上前行，能源消耗更低。

【先 进 性】方便、省力，行进也更为快速，适合推广。

【实 用 性】结构简单，性能可靠，使用广泛，可以减少渔民下海的体力支出和提高海上作业效率。

【创 新 点】在海马上增设电动机和转动轮，变为电动海马，这比传统的手动海马，使用更为方便、省力，行进也更为快速。同时装有GPS定位系统和潮汐预警系统的智能坦克形海马增加了渔民海涂作业的安全性。

作品简介

一、灵感来源

一个艳阳高照的午后，我跟着爸爸、妈妈来到我们象山墙头镇的海边放飞心情。我首次看到了渔民在滩涂上辛勤劳作的情景。渔民一只脚跪在一个类似滑雪板的工具上，另一只脚吃力地的在泥涂向后蹬着，两只手扶在把子上，当停下来时，其中一只手还要不停地抓向泥巴，然后扔在前面的箩筐里。他的身上沾满了泥土，脸上满是汗珠，他费力地在泥涂中深一脚、浅一脚缓慢挪动着。等渔民上岸后，我发现他抓了好多蛏子、螃蟹、跳跳鱼、望潮等海鲜。滩涂里竟有那么多的宝贝，太神奇了！我还得知那个类似滑雪板一样的工具叫“海马”。在回家的路上，我的脑子里老是闪现那个渔民在烈日下的滩涂上费力抓海鲜的情景，真心觉得他太辛苦了。象山有那么多的滩涂，有那么多的养殖业，世世代代的渔民一直用着同一种工具，该改一改了！如果有一辆电动的海马，就像路上行驶的电动自行车一样，不用自己费力就可以在滩涂上行驶，那该多好！

二、基本思路

2015年中考后，由于中学梦想的指引，我如愿考进了象山中学，并且毫不犹豫地向父亲提出要把海马修改成不仅能在泥涂里、沙滩上、水滩地、沼泽上行跑，还要修改成像马云一样能运用智能系统。爸爸妈妈答应给我一千元作创新资金，指导老师给我推荐了二个硬盘，一个是湖州师范学院物理实验教学示范中心、浙江省青少年科技创新学会、湖州市青少年科技教育协会、湖州市科技创新学会、呼格吉乐高级实验师《科技创新与实践之入门篇创新创造并不神秘》伞的创新，一个是教授、高级工程师、高级爆破师、中国当代发明家称号的陶松垒《发明创造人人可为》专题讲座硬盘。在他们的启发下，我下定决心，要改变这种状况，想方设法创造出一种滩涂上也能行驶的使用更为方便、省力，行进也更为快速的电动海马。使我们象山乃至中国数以万计在滩涂上辛勤劳动的人们都可以轻松地劳作，还可以提高工作效率！

于是我廣泛征求各位师傅和老师们的宝贵意见和建议，来到电动车维修店的师傅那里找来了电瓶、电动轮毂、插头、把手、电线等等，并且在师傅和老师的指导下，把电动轮毂装在海马左后侧（考虑到人作业时一般是把左脚放在海马上，用右脚踩在海涂里），代替脚起到向后蹬的作用，从而达到省力的目的。还有把电瓶装在海马中间的的“肚子”里，起到向轮毂中的电机充电的作用，这样就相当于把电动自行车的原理转移到了海马身上，让海马也能在海涂上自动行走。

三、尝试制作

第一次尝试：

2015年8月-2016年6月，我在家中车库，历时近一年，终于研制出这辆电动海马（如左图所示）。在整车制造完毕后，进行了初步试验。

试验时间：2016年7月

试验地点：墙头海涂

经实地试验，电动海马第一台样车基本达到了设计要求，能实现前进、左右转向、制动，能在海涂中行走，该研究及样车为今后在这方面的进一步试验提供了依据。经实地试验存在以下几个问题：1、光滑的电动轮毂在於泥中容易打滑，前行很慢。2、放置电瓶位置的海马体内腔容易进水，不利于电瓶及电线的保护。3、电动的开关及充电插口位置偏低容易受到海水侵蚀。

第二次尝试：

2016年8月，我在家中车库针对第一次试验所暴露出来的问题，对电动海马的制作进行了如下改进：1、在光滑的电动轮毂加装3cm长叶片，2、想到我们国家的军舰都有甲板，海军生活在甲板下的船舱内，我就想把海马也隔一个船舱让电瓶和电线路安居在舱内，防止受到海水的侵蚀。3、把电动开关和充电插口移至控制面板。

试验时间：2016年8月

试验地点：墙头海涂

对改正后的电动海马下海涂试验，经过试验比第一次的样车有跨跃式的进步，电动海马能在海涂中比第一台样车更快行进，极大减轻渔民在海涂骑行海马的体力。但仍不实用，主要是电动海马在行进中电动轮毂的叶子掀起了海水和淤泥，把衣服弄脏、弄湿；由于电动轮毂安装在海马的左侧，在行驶中很难把握方向，电动海马很容易打圈圈。另外叶片长度尚不够，偶有抓地力不足情况。

第三次尝试

2016年9月，我在上次试验基础上对电动海马进行了适当的改装。我要求爸爸带我到机械厂叫工厂的工人叔叔帮助，工人叔叔按我要求把几块铁板钻了洞并进行了焊接，把电动轮毂叶片也改为5cm长并逆时针微偏转叶片。回到家里车库我再次尝试制作，我把电动轮毂安装在海马的尾部位置，最后在电动轮毂上加装弧形防护罩。改进完成后对电动海马进行了第三次海试。

试验时间：2016年9月

试验地点：墙头海涂

经试验证明第三次改进后的电动海马能基本满足渔民使用要求。方向的控制上得到了很大的改善，能自由驾驭方向；后轮工作时也不再把淤泥溅在身上了，并能向轮毂左侧排出淤泥，达到了很好的效果。

四、试验分析

海涂电动海马经多次改进制作和到海涂实地尝试，最大优点是能减少渔民下海的体力支出和提高海上作业效率。本次制作的海马虽能满足渔民生产的基本使用要求，但仍具有再做进一步改进的空间。如现在的电动海马使用的是三组12伏的电瓶连接成36伏的电源，占用海马体的空间较多且重量很重；加装叶片的电动轮毂体积大而且重量也重。

五、新的设想

2016年10月我对海马进行了彻底修改，安装上滚子链、定位系统和潮汛警报系统，成为了智能坦克形-电动海马，这样就能随时对海马的位置进行定位，不用担心遗失，方便查找，并且对潮汐的具体情况向天气一样进行预报，极大方便了渔民的实际使用，提高了渔民的海上作业人生安全。只是海马的重量还是比较重，以后可以改成大容量轻质的蓄电池作为电源，改用更低电压的高功率电动机带动质量较轻且直径更小的高花纹橡胶轮胎。仅这两项的改进就能减少现在电动海马三分之二的重量。同时使用蓄电池可以大幅减少占用海马腔体的体积。总之，下次改进后我要使我的电动海马更精致、轻巧、方便和实用。

六、工作原理

1、智能坦克形-电动海马示意图及各部分名称（如下图所示）：

（1）防护罩（2）支撑杆（3）单轮平衡机（4）单轮平衡机支架 （5）控制器（6）盖板（7）电瓶（8）橡胶垫块（9）海马本体（10）方向架（11）自动控制系统（12）螺杆（13）螺母（14）轴套（15）驱动螺杆（16）螺母（17）电源负极（18）电源正极 （19）GPS定位系统和潮汐预警系统

（20）滚子链 C处：焊接D处：电流输出控制导线接口E处：电流输入导线孔C处：焊接 D处：电流输出控制导线接口 E处：电流输入导线孔

2、各零部件的特点及主要功能

a）防护罩：驱动轮工作时防止泥浆溅起来。

b）支撑杆：固定防护罩，可拆卸。

c）驱动轮：叶片带有弧度、过渡平缓，且叶片端部朝逆时针方向偏转。该种叶片结构有利于电动海马在滩涂淤泥前行，能源消耗更低。

d）控制器：稳定电压、可控制电流输出的大小。

e）盖板：制作成启合式盖板，方便检修和电瓶的装卸、充电等。

f）电瓶：提供电压，每只12伏，共三只36伏。

g）橡胶垫块：便于渔民跪在其上按传统的方式操作海马，使渔民的使用更为舒适。

h）方向架：渔民工作时双手搁在上面可控制方向。

i）控制手柄：调节驱动轮的速度及作为启动停止按钮。

j）螺杆：固定防护罩。

k）驱动螺杆：固定驱动轮位置。

l）开关：设置在控制面板上，可使开关保持干燥，不受海水的侵蚀。

m）GPS定位和潮汐预警系统：

七、推广价值

目前该作品已于象山广达机械厂合作生产，该公司以净利润的15%回报。每辆智能坦克形-电动海马利润为200元。如果我国沿海渔民每人1辆，可得利润市场前景将十分可观。

1、成本核算

经过象山广达机械厂洪厂长的仔细核算，智能坦克形-电动海马每辆成本价约为1070元，市场定价分别为1270元，是消费者都能接受的价格。

2、供需情况

厂长按目前該企业的生产能力，估计日产量约达50辆，年产量近21000辆。按我国沿海渔民计算，象山广达机械厂的年生产能力只可满足象山的海涂渔民，所以市场前景十分广阔。

3、利润核算

他们经过以上成本核算及供需情况的分析，扣除税金、损耗，机械折旧等费用后，预期电动海马年净利润可达180余万元，经济效益比较可观。

八、远景瞻望

智能坦克形-电动海马市场前景将很被看好。

1.价格不高，能为我国沿海渔民接受；

2.美观实用，节约能源；

3.工具简易，用途广泛；

4.投资不大，资金周转快。生产规模、生产能力，随着经济效益的提高可不断扩大；

5.本产品如能在全国、全世界推广，市场需求潜力极大。

因此，智能坦克形-电动海马不仅具有很大的社会效益还具有良好的经济效益。推广电动海马的市场前景十分广阔。建议厂方将第一批产品半价或免费送到象山的海涂渔民家庭首先试用，起到宣传、广告效应，然后推广到社会。

九、收获体会

在多次制作尝试过程中，得到了工人叔叔及老师的大力帮助，我深深地感谢他们。他们让我真正懂得了要学会与人合作，要深刻领会书中的知识与实践应用相结合。我要从现在做起，从发生在我们的身边的科学开始做起，争取做一个建设创新型国家的接班人。