温雅琪,河池市金城江区第三小学学生,制作的科创作品自动清洗笔机荣获第37届广西青少年科技创新大赛青少年科技创新成果竞赛(小学组)一等奖。
王月,河池市金城江区第三小学老师,荣获2022年河池市青少年科技创新竞赛“优秀科技辅导员”称号。
我在书法课上清洗毛笔的时候发现,上一节书法课一般要洗10~15次毛笔,但即便这样毛笔仍很难清洗干净,所以有些同学会一直开着水龙头冲洗毛笔。这样做不仅浪费水,而且容易弄湿衣服,还会影响练习书法的专注度。所以我想设计一款既能洗干净毛笔又不会浪费水的洗笔机。
一、确定设计思路
毛笔的笔头部分主要由笔根、笔锋和笔肚组成,笔根与笔杆相连,笔锋用于书写,笔肚主要用来贮存墨汁。要想把一支毛笔清洗干净,关键在于用流动的水洗干净笔肚里的墨汁。我从波轮洗衣机的工作模式中获得设计灵感,决定把“水动”变为“笔动”,让毛笔自动在水中旋转,以达到把毛笔清洗干净的目的。
二、准备材料
毛笔、笔架、矿泉水空桶、马达、小风扇、电钻等。
三、制作过程
(一)绘制设计图
自动清洗笔机的工作原理是由电机带动笔架旋转,让毛笔在水中顺时针或逆时针旋转,同时可以通过按键进行调节笔架的旋转速度,从而洗净笔肚里的墨水。我根据自动清洗笔机的工作原理绘制了结构设计图,如下图所示。
(三)测试作品
1.第一次测试:在自动清洗笔机上安装马达失败,笔架无法实现自动转动功能,只能通过手动转动笔架来清洗毛笔,很不方便。
2.第二次测试:在自动清洗笔机上安装马达,笔架可在马达的带动下略微转动,但由于马达的功率太小,笔架旋转速度慢,转动不够顺畅,导致无法清洗毛笔。
3.第三次测试:在自动清洗笔机上安装一个小风扇电机,以提高笔架转动速度,但转动速度依旧不够快,毛笔不能彻底清洗干净。
4.第四次测试:在自动清洗笔机上接入一个12V的手持电钻,使用者可以通过控制电钻的转动速度来调整笔架的转动速度,还可以选择让笔架顺时针或逆时针旋转。测试结果显示,自动清洗笔机不仅可以将毛笔清洗干净,还可以节约用水。
四、改进思路
今后可以尝试将自动清洗笔机接入自来水管道,增加和全自动洗衣機类似的注水和排水功能,还可以通过加装开关来控制笔架的转动速度和洗笔的时间,使自动清洗笔机真正实现全自动清洗毛笔的功能。