“家用自动螺蛳去尾机”的设计与制作

傅翌

发现与明确问题

螺蛳是餐桌上的美味佳肴，但烹调螺蛳首先要剪去它的尾部，自己操作起来甚是麻烦。

市面上虽然已有专用去尾机，但普遍存在机型大、噪音大、操作不安全等问题。经过观察分析，我发现这些弊端是它们的剪切方式带来的。以往的去尾机主要是通过圆盘刀连续运转，驱动部件较大，操作上也容易造成安全隐患。于是，我考虑采用12伏小型直流减速电机作为驱动部件，模拟传统手工剪切的操作方法，制作出一台家用螺蛳去尾机。

构思设计方案

根据上述分析，去尾机应采用类似于使用斜口钳或剪刀剪切的方式。具体操作如下：将螺蛳从外壳面板上的金属孔放入后，触动微动开关的常开触点启动直流电机，带动凸轮机构运转，驱动刀片向前剪切运动，常闭触点闭合，实现电路自锁，剪掉螺蛳尾部;过定点后凸轮继续运转，刀片在弹簧的作用下回复原位，断开常闭触点，电机停止，等待下一次动作。

设计方案的创新点

本发明的创新之处有五点：

一是当微动开关感应到螺蛳触碰到设定切割位置时，接通直流电机旋转一周带动凸轮驱使剪切刀具做一次往复运动，实现一次切割螺蛳尾部的功能。

二是如果切割位置没有螺蛳，则电机不会运行，保证使用者安全。

三是切割的螺蛳尾部会自动进入收集箱，保证操作环境的干净和整洁。

四是采用紧凑型设计，整个机身体积很小，适合家庭使用。

五是整台机器与螺蛳接触部位很少，污染度低，拆洗方便。

设计活动的回顾与反思

经过本次创造发明的实践，我不仅熟悉了工程设计的一般过程，应用科学与技术知识时实现科学和工程实践各要素的完整闭环，还培养了我的探索意识。这次实验让我树立了科学态度，启发了工程思维，满足了对自然的好奇心，并提高了运用知识解决实际问题的能力。

家用螺蛳自动去尾机的案例，面向生活中的真实情境，通过工程设计几个環节间的多次循环、递进求解，获得了相对满意的结果，有益于自己形成迭代性思维和系统性思维。

电路原理图

如下图所示，K1（常开触点）是面板开关，K2（常闭触点）是系统内部开关。初始状态时，由于K2被刀具卡住断开，电机停转。将螺蛳放入金属孔后，触动K1变为闭合状态，电机启动，刀具随着凸轮机构的运转开始移动，K2恢复常闭状态，此时，移走螺蛳，依旧可以保持电路接通，即实现电机自锁，可以持续转动，直至刀具受到弹簧的作用复位，再次卡住K2，即常闭触点断开，电机停转。

师说 本次实验还融入了STS的理念，即科学、技术与社会，三者具有互动效应。纯理性科学并不能解决生活中存在的所有问题，在科学技术融合解决现实问题时，还必须引导学生认识伦理道德对科技行为的意义，建立环境保护意识和可持续发展意识。