旋轉式雨傘烘干機的研究

桑啟航

（邢臺第二中學，河北 邢臺 054000）

1 項目背景與意義

在雨天，顧客雨傘上的雨水會把超市或其他公共場所的地板弄得又濕又臟，腳踩上去，就是一個個的黑腳印，不僅影響地面的清潔，人們走動時還很容易滑倒，尤其是老年人。清潔工在雨天也非常辛苦，要不停地擦來擦去。為了使顧客的雨傘盡快晾干，保持室內的清潔環境，筆者發明了“旋轉式雨傘烘干機”。該裝置可以放在公共場所、家庭的入口處，有了它，下雨天人們把雨傘放到該烘干機上，打開開關僅需短短幾十秒時間，雨傘上的水就會被烘干，這樣既能保持地面的清潔，又能將傘折疊好放在包內。

2 基本思路

要想收集傘上的水滴，就需要一個放置雨傘的固定支架和收集雨水的容器，且雨傘必須是撐開的，最好能緩慢轉動。根據此想法，形成以下思路：①利用三角形具有的穩定性設計固定雨傘的支架；②采用2個吹風機向傘的不同部位吹風，以使雨傘緩慢轉動，擴大傘的受風面積；③吹風機的氣流不但能起到烘干的作用，而且要成為空氣動力推動雨傘轉動。

3 項目研究過程

按照基本思路，繪制固定架結構草圖（單位為mm），如圖1所示。

準備實驗材料及工具包括：裝修剩的木條、雨傘、鋼板、鉗子、螺絲、螺母、吹風機（2個）、固定吹風機夾子等。

固定架結構圖如圖2所示，經過一星期的努力三腳木架搭建成功。放置雨傘，驗證結構是否合理，改進木質結構架，利用三角形具有穩定性的原理，把烘干機的主架設計成了金字塔式錐體結構，并在上方設計兩個“V”形口來放置傘桿，且能靈活轉動；靠近傘面的“V”形口高度稍高，這樣可以使傘的重心靠近另一個“V”形口，不會因傘頭重而掉下，使雨傘放上去既穩定，又便于轉動。

圖1 結構草圖

圖2 固定架結構圖

圖3 鋼性雨傘支架

圖4 成品圖

經過多次試驗，木條制作得過軟，所以，改用鋼筋棍焊成了鋼性雨傘支架，如圖3所示，同時，在適當位置安裝了集水槽。在支架的“V”形口上放一把傘，然后用吹風機吹傘，使吹風機向傘的不同部位吹風，以便找到放置2個吹風機的最佳位置，使傘的受風面積最大，對此位置進行標記，放置固定夾，將吹風機固定在合適角度處的鋼條上。吹風機采用理發用吹風機，此吹風機有自然風和熱風兩種模式可調，還有低速風和強風兩種模式可調。向雨傘上撒水，開動吹風機，雨傘烘干機開始工作，雨傘上的水被甩進積水槽內。

裝置試制成功，可在很短時間內將傘面烘干。見圖4.

4 本項目的創新點

本項目的創新點有以下幾個：①雨傘桿放在兩個“V”形口上可以轉動；②轉動的動力來自于吹風機的空氣動力；③采用2個吹風機可擴大雨傘的受風面積，縮短烘干時間；④配有積水槽，可以將水珠保存，并加以利用。

5 體會與收獲

該項目經過多日的研究和試制，終于成功，筆者最大的體會為：要想做成某一件事情，真的需要付出大量汗水和不懈努力，雖然遇到了很多問題，查了很多資料，但付出越多，收獲就越大；明白了“學以致用”的意義，該項目應用了數學中的三角形穩定性質，物理中的重力方向向下、加快蒸發的原理，空氣動力等科學方法和原理。以往學知識只是為了學，從沒想到用。經過此次設計研究才明白，知識是為人類生活服務的，只有把知識應用到生活中，才能體現知識的價值所在。通過查資料了解了提高液體表面溫度、加速液體表面空氣流動可加快液體的蒸發，此原理在本設計中充分得到利用。此外，吹風機在吹風的同時還可以使雨傘轉動，筆者明白了氣流也具有動力。