◎江蘇省興化市實驗小學 傅琳珊
指導老師 束旭紅 鄒春

人們用杯子裝茶水、咖啡、牛奶等,時間久了,杯壁和杯底會有一層污垢,特別是杯底內圈的“頑固”污垢,只用手無法清洗干凈,而污垢殘留會滋生細菌,對人體健康產生一定的危害。如何徹底清洗杯子里的污垢呢?我研制出了一種方便實用的清洗杯子裝置。
我通過研究發現,杯子裝的東西不一樣,里面的污垢會有差別。
茶杯:茶水長時間裝在茶杯里,其中的鞣質和碎渣會附著在杯壁和杯底,形成茶垢。茶水倒掉后,如果不及時清洗茶杯,茶銹會和空氣接觸氧化,最后變成不易清理的茶垢。

圖1 杯壁和杯底全是茶垢的杯子
刷牙杯:衛生間里很潮濕,牙刷杯里如果有水殘留,很容易滋生霉菌,時間長了會形成黃色的污垢。這種污垢通過漱口水進入口腔,可能引發口腔黏膜病,甚至引發呼吸道疾病。
牛奶杯:牛奶杯易殘留奶漬,滋生細菌,有損人體健康。而用水沖洗牛奶杯很難清洗干凈。
我去小商品市場和網上調查了現有的刷瓶器,發現刷瓶器的種類雖然很多,但大多是圓柱形的,側面和底部都裝有刷子。這些刷瓶器可以輕松地清洗杯壁和杯底的污垢,但是刷洗不到杯底的那一圈。

圖2 我在小商品市場觀察刷瓶器
另外,我驚喜地發現一部分刷瓶器上裝有電動機,可以更省力。
一次數學課上,老師講到了圓規,圓規可以畫圓,且能張開成不同的角度,我想到將杯底內圈污垢清洗裝置做成圓規形狀的,再在圓規支腳上裝上毛刷,應該能洗干凈杯底四周的污垢,且適用于杯口大小不一樣的杯子。電動刷瓶器給了我啟發:將杯底內圈污垢清洗裝置設計成電動的,可以省力。接著,我開始制作杯底內圈污垢電動清洗裝置。
我在創客工作室看到3D打印機和它打印出來的各種各樣的物品,了解了想打印什么就可以讓3D打印機打印什么,只要先在電腦上畫好圖,然后操作3D打印機即可。我請工作室的老師打印了一個圓規,但是拿到圓規后,我有些惆悵:放入杯子后,圓規的角度如何固定?電動機裝在哪里……一系列的問題等著我去解決,原來發明不是那么容易的。
工作室的老師鼓勵我繼續動腦筋,不能輕易放棄。在老師的幫助下,我將毛刷嵌在圓規支腳最下方,再對圓規支腳的弧度進行調整,使圓規放入杯中后,底部的毛刷能夠更好地貼合杯底。然后,我在圓規支腳分叉口裝上兩個對稱的彈簧,這樣可以對杯底產生更大的壓力。

圖3 我裝好了毛刷和彈簧
電動機如何裝呢,裝在圓規的哪個地方?我走進學校科學實驗室,向老師請教。

圖4 調試電動機
將電池和電動機安裝在圓規的上端后,我又遇到了問題:雖然電動機可以控制圓規轉動,但是清洗力度太小會導致杯底洗不干凈。這個時候老師告訴我,可以試試減速電動機。在調試了幾個不同減速比的電動機后,我們發現用1∶220的效果最好,于是,我將裝好的電動機換成減速比為1∶220的電動機。至此,杯底內圈污垢電動清洗裝置制作完成。

圖5 成品圖
杯底內圈污垢電動清洗裝置形似圓規,上端裝有電池和電動機,有一定的夾角,可調節角度,兩根桿子底部嵌有毛刷,分叉口裝有兩個對稱的彈簧,適用于不同口徑的杯子。
往杯中倒入清洗劑后,打開開關,杯底內圈污垢電動清洗裝置的兩根桿子快速轉動,毛刷在杯底“畫圈”,可快速高效地清潔杯底特別是杯底周圍那一圈的污垢。
發明來源于生活,生活的需要促使我們不斷創新,而且生活中的事物也會給我們啟發,我們要善于觀察和思考。遇到困難不退縮,要勇于嘗試,試驗對發明創造非常重要。集體的力量遠遠大于個人的奮戰,有想法時,可以與他人分享,積極尋求老師、同學和家長的幫助。
老師推薦:
傅琳珊同學善于觀察生活中的現象,并且喜歡動腦筋,經常提出改進思路和創新想法。杯底內圈污垢電動清洗裝置便是基于解決常見的生活問題——杯底尤其是杯底內圈清洗不方便而制成的,具有非常高的實用價值,能達到快速方便清潔杯底特別是杯底周圍那一圈污垢的效果,是一款與眾不同的刷瓶器。