橋墩阻留雜物自動(dòng)清理裝置

文 湖南省汨羅市第二中學(xué) 楊立新

友誼河橫穿湖南省汨羅市城區(qū)，是汨羅人的休閑勝地。為了不影響防洪，政府每年都要組織人員不定期地清理友誼河內(nèi)的雜物，特別是橋墩處的雜草（物），它們不但影響防洪，還對(duì)橋梁的安全構(gòu)成潛在危險(xiǎn)。

一、設(shè)計(jì)思路

參照風(fēng)力發(fā)電機(jī)的外形，采用垂直軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，讓葉片呈水平轉(zhuǎn)動(dòng)，從而不需要蝸輪蝸桿，簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高可靠性。借助水流動(dòng)力，推動(dòng)水平式軸葉撥叉，帶動(dòng)撥叉作圓周運(yùn)動(dòng)，將水草等漂浮物撥離橋墩，使其順?biāo)髯摺?/p>

二、制作模型

在橋墩的表面套一個(gè)圓筒，圓筒與橋墩之間用軸承固定，圓筒外部焊接可以朝一邊倒的撥叉，水流帶動(dòng)圓筒朝一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，圓筒上的撥叉會(huì)撥動(dòng)沉積在橋墩處的雜草旋轉(zhuǎn)，使其流向下方。

1.模型初樣

如果撥叉支架距離橋墩近的小、撥叉葉面距離橋墩遠(yuǎn)的一端大會(huì)出現(xiàn)什么情況？水位時(shí)高時(shí)低，怎樣及時(shí)清理水面雜物？

后來，我把撥叉葉面改為離橋墩近的大、離轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)的小，這樣帶狀的雜物都能自動(dòng)隨水流撥開。另外，要想讓清理裝置適應(yīng)水位的變化，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)自動(dòng)清理，必須讓其隨著水位的變化而變動(dòng)。

2.改進(jìn)模型

在面對(duì)水流來向的橋墩上用小半邊圓筒或橢圓形底座安放撥叉，避免了原來橋墩多大就要制作多大環(huán)墩水平轉(zhuǎn)軸的龐大工程，也能適應(yīng)不同大小、形狀的橋墩。

為了適應(yīng)水位的漲落，在小半邊圓筒或橢圓形底座裝置底邊設(shè)計(jì)內(nèi)空的彎管，使其在空氣的作用下產(chǎn)生浮力，完成時(shí)刻清理橋墩雜物的任務(wù)。

3.再次改進(jìn)模型

再次改進(jìn)后的橋墩阻留雜物自動(dòng)清理裝置解決了上述難題，并與綠色能源利用結(jié)合，是一項(xiàng)利國(guó)利民的創(chuàng)新項(xiàng)目。

初次設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖

第二次設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖

第三次設(shè)計(jì)的模型圖