杨礼嘉 刘佳鹏

杨礼嘉

我的叔叔在水泥搅拌站工作，放假期间，我带着好奇心来到水泥搅拌站，了解了水泥罐车装运水泥砂浆的过程。

在这次参观的过程中，我发现了一个问题：搅拌站的场地较小，水泥罐车很多，司机需要多次倒车才能将车停放到位，让车尾的进料口对准搅拌站的出料口。这样很不方便，需要耗费较长时间。而且水泥罐车体积较大，存在较大的视野盲区，有很大的安全隐患。

如何才能提高水泥搅拌站的工作效率，保护现场工作人员的安全呢？

刘佳鹏

我看过一个这样的视频：火车到达终点后，将火车头停在一条特制的轨道上，轨道旋转180°，火车头就轻轻松松地調转了方向。

杨礼嘉

这是一个好办法。我们可以采用移植发明法，在水泥搅拌站设置一个大转盘，解决水泥罐车的倒车、掉头难题。

一、模型制作

我们的想法得到了科学老师的支持和鼓励，在老师的指导下，我们用3D软件绘制设计图，然后开始动手制作搅拌站水泥罐车自动倒车装置模型。

（一）焊接搅拌站模型

我们在学校的废旧物品站找到了一些有用的材料，另外购买了一些必要的零件，请老师帮忙焊接了一个水泥搅拌站的模型。

（二）安装圆盘和马达

水泥罐车有不同的形状和尺寸，为了适应不同的车型，我们将转盘的形状设计为圆形。圆盘与地面的连接处是活动的，施加动力就可以让圆盘转动起来。但是通过实验发现，圆盘转动时不够平稳，而且所需动力较大。于是我们选择靠近圆周的一处外接动力源，在马达的工作下，让摩擦轮带动圆盘旋转。

（三）添加承重轴承

实验发现圆盘转动时仍会左右摇晃。看来，圆盘下方还需要添加一个承重、稳定的装置。于是，我们尝试在圆盘下方添加可以转动的小轴承，经过多次对比实验，我们发现当3个小轴承的转轴互成120°夹角时，圆盘的转动平稳流畅。

创新笔记

设计图纸的绘制需要使用专业软件，超过了我们目前的能力范围。这个时候不要放弃，多向老师请教，这样能学到很多书本上没有的知识，提高自己的能力。

二、效果测试

把水泥罐车模型摆放在圆盘上，接通电源，低速马达驱动摩擦轮转动 ，从而带动圆盘旋转。当水泥罐车的车尾对准出料口时，关闭电源，圆盘停止旋转；罐装完成后再次启动电源，当车头对准合适位置时再次关闭电源，水泥罐车驶离搅拌站。在这整个过程中，圆盘旋转平稳，罐车也没有晃动。

创新笔记

在制作模型的过程中，我们遇到了很多问题，特别是圆盘在旋转时不够平稳，我们花了很多时间来解决这个问题。最开始，我们用普通马达作为动力，但是普通马达转速太快，导致圆盘不稳定，甚至飞了出去。经过多次实验，我们改用低速马达带动摩擦轮旋转，实现了圆盘的平稳旋转。

虽然制作过程比较辛苦，但只要坚持，办法总比问题多。

三、改进方向

搅拌站水泥罐车自动倒车装置初步满足了我们的设计要求，但在测试过程中，我们发现了两个新问题。

创新笔记

我们学校有一个废旧物品回收站，这个模型的大部分材料均来自废旧物品回收站。这样既能保护环境，又节约成本，一举两得。

问题一

若是水泥罐车停在圆盘的一侧，圆盘就会受力不均，而且进料口很难对准出料口，可能会影响实际使用效果。

解决办法：我们计划在圆盘的中间设置一道凹槽，固定水泥罐车的停放位置。

问题二

该装置只规划了一个进出口，车辆进出不方便且浪费时间。

解决办法：在圆盘的左右两边各设计一个进出口，车辆从一边进，从另一边出。