草坪农药喷洒车
时间：2021-02-08 08:00:37 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
研究背景
夏天总能看见工人们背着重重的农药喷洒箱给草坪绿地喷洒农药。有时刮风，农药就会随风四处飘散，对周围的行人及喷洒农药的工人造成身体健康危害，严重者可能还会造成农药中毒。如果能有一种推着的农药喷洒车，从车辆底部给草坪喷洒农药，既省力，又能因为降低了洒药高度，可减少农药四处飘散给周围带来的危害。当车里农药不足时还可以自动抽吸装满农药，再次减少充装农药给工人带来的伤害。
经调查，目前市场上常见的农药喷洒车多为汽车驱动，且多为侧方喷洒，汽车在草坪上行驶会造成草坪损伤，同时喷药时会对周围人、畜、车等造成危害；市场上也有一些手推小型农药喷洒车，但均为管道高处喷洒。上述这些车辆虽可以减轻操作者负重的问题，但对于农药四处飘散造成的危害并无改善。
设计思路与方法
基本思路与初始设计
将农药桶底部打无数个细小孔洞，装在小车上，在农药桶底部喷洒农药。由于孔洞较小，受表面张力的作用，不受压的情况下，农药不会流出。桶的顶部有一软管连接加压气囊，当按压气囊时，由于桶内的压力升高，农药从底部细孔均匀喷洒出，因为喷洒高度降低，缩小了农药飘散范围，达到了减少污染的目的。
根据这一构想，先用密封的小瓶做初步实验。观察水不受压时，是否会从底部布满细孔的小瓶内漏出，当向小瓶内加压时水能否从细孔内喷出。经过实验证实，由于表面张力的作用，水不会从小瓶底部流出，当小瓶内压力增加时，水会随压力的增大而喷出。
实验过程中因为有的药瓶不够密封，有的底部小孔过大，有时会有漏水现象。吸取上面的教训，反复利用多个小瓶进行实验，保证小瓶的密封性，并分别选用了不同直径的针头刺出来的小孔进行对比。实验结果显示0.6mm和0.7mm的针刺出的小孔，当加压时较容易噴洒出水，但静止状态下，小孔也会有水珠溢出，当移动小车时会有水滴落，这显然不安全也不利于环保；0.45mm直径的针头刺出的小孔不会有水珠溢出，但按压一次球囊出水不太顺畅，一般按压2次水才会均匀地喷洒出来。实验证明采用0.45 mm孔径的小孔，加压到50～60mmHg时水可以顺利喷洒出来。为了避免漏水现象，我选用密闭效果较好的小瓶，小孔直径为0.45mm，按压球囊2～3次、压力达到50～75mmHg时进行实验。
设计改进
进行上述实验时发现每次给小瓶充装水很麻烦，有时还会洒出，我就想如果能在上述方案的基础上，利用负压原理使水自动抽吸进入小瓶就更方便了。根据上述想法，重新修改了设计。新的喷洒车模型包括：负压抽吸器、加压气囊、三通、软管、关闭器和小车。
为了减少小车对草坪的损伤，尽量选取对草坪损伤小的橡胶轮胎，并测量了小草的高度约为20～40cm时，小车的高度设定为45～50cm为宜，这样既能保证为小草喷洒农药减少周围污染，又能防止小草对小孔的堵塞。
我根据新的设计图制作了一个简易模型，由于无法找到防腐蚀材料，仅以塑料材料代之，由于条件有限，做工相对粗糙，仅以原理及大体思路展示为主，见图2。
演示过程
我以水代替农药对产品模型进行了多次实验。当气囊加压后水可以从小桶底部均匀喷洒至地上，不会喷溅到周围物品及人的身上，小车推动很灵活，大大减轻了背负农药箱的负担。当小桶内水量不足时，利用负压抽吸器可以很快地将另一个杯子里的水抽吸到小桶内，效果很理想，见图3。
结论
多次实验结果表明，该草坪农药喷洒车因降低了喷洒高度，同时采用了负压原理，既能达到为草坪喷洒农药的目的，又能实现减轻工人负重，以及减少对周围环境和人群污染和危害等效果。
改进方向与设想
进一步优化工艺，将底部加装活塞装置，进一步确保农药不泄漏。
增设水位报警提示，当药液储量低于一定水平时会自动声音或指示灯报警。
配备电子控制阀门，在喷洒农药时开放，不工作时关闭。
采用防腐蚀材料取代普通的塑料材料。
该项目获得第32届全国青少年科技创新大赛创新成果竞赛项目小学组技术与设计一等奖。
专家评语
该项目作品主要由小车、泵、伸缩喷头、遥控设备等构成，能避免对人体造成污染，又能免除工人负重操作，用遥控操作实现对草坪的农药喷洒。该作品的灵活性和适用性有待进一步改善，建议在这两个方面加以改良。
