吴宸宇
资料图片
随着人们对健康生活的追求，目前市面上很多人开始选购搅拌机，在生活工作之余使用搅拌机来榨果汁、制作各种饮品，尤其对于健身爱好者和上班族，一个小小的搅拌机，可以大大提升生活的品质。然而，目前市售的搅拌杯有两种类型，一种是塑料手动搅拌，另一种是电动搅拌，前者搅拌效率较低但方便清洗，后者通常是在杯底设计电动搅拌，搅拌较快，但操作和清洗都不方便。因此，一款定位为方便拆换、冲洗、快速均匀搅拌的搅拌杯的设计打造对于愉悦个人心情、提高生活质量至关重要。
1.为什么要设计新型搅拌杯？
我家里也使用过这两种搅拌机。因为我的母亲是健身爱好者，她经常会用到塑料搅拌杯来搅拌蛋白粉或者其它健康补剂，问题就在于塑料搅拌杯搅拌效率低且费力，蛋白粉经常就在杯底结块了。后来妈妈又买了电动搅拌杯，虽然搅拌效率提高了，但是底部无法拆卸的搅拌刀清洗起来又麻烦又有安全隐患，妈妈有时候也说这个搅拌杯的搅拌效果不是想象的那么好，有时候搅拌的不是完全均匀。我看着妈妈烦恼的样子，想着她平时已经很辛苦了，希望能帮她解决问题，节省一些和搅拌机斗智斗勇的时间。
我的内心冒出了设计新型搅拌杯的念头。一种是塑料手动搅拌，该类型搅拌杯搅拌效率较低，搅拌方向单一，搅拌速度慢，难以快速搅拌均匀，影响使用体验，但是方便清洗。另一种是电动搅拌，通常是在杯底设计电动搅拌，搅拌头是通过螺栓与电机转轴固定连接的，更换搅拌头需要使用特定的工具，而且操作和清洗都不方便。我开始思考，难道就没有一种两全其美的产品可以解决这些问题吗？
2.设计何种新型搅拌杯？
我的第一步是去调研市场状况，查阅相关资料。通过走访厦门市的各大商超实体店，和浏览淘宝网、京东网、拼多多等线上购物平台，我大概了解了目前市场上搅拌机的产品特点和内部结构。同时，实地调研要结合文献学习，于是我进行了系统的资料查阅，了解机械搅拌的设计原理和应用，以及机械力在生活中其它方面的应用。本次主要从两个方向去考虑设计新型搅拌杯：一是在不增加电机的前提下增加搅拌头；二是搅拌头改成直接插拔（不再使用螺栓等安装），但是又不能在搅拌过程中甩出。
换言之，新型搅拌杯应当是一款定位为方便拆换、冲洗、快速均匀搅拌的搅拌杯。这个新型搅拌杯的设计将能够改进目前市场搅拌杯的一些缺点：搅拌速度慢，难以快速搅拌均匀，也不便于对搅拌头更换和清洗，影响使用体验。新型搅拌杯可以充电、搅拌效率高，搅拌均匀，搅拌头容易更换和清洗。
3.新型搅拌杯设计原理
纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。我决定通过齿轮组的方式，通过一个电机驱动一个主齿轮，主齿轮带动三个从动齿轮的方式，使得一个电机能驱动三个搅拌头同时旋转；此外将搅拌头改为由限位块限位（卡接在卡槽内）安装的方式。
首先我的搅拌杯整体而言使用了更多的搅拌头来提升搅拌效率，它包括杯体，杯体的表面螺纹连接有杯盖，杯体的底部设置有杯底，杯底的底部栓接有壳体，壳体的内壁栓接有电池，杯底的底部栓接有电机，电机的输出端穿过杯底并栓接有第一转动轴，第一转动轴的表面转动套接有隔板，且隔板与杯底的内壁固定套接，第一转动轴的表面固定套接有第一齿轮，第一齿轮的表面啮合有第二齿轮，第二齿轮的轴心处固定套接有第二转动轴，且第二转动轴与隔板的内壁转动套接，杯体的表面内嵌有开关，通过电机转动带动第一转动轴转动，第一转动轴7转动带动第一齿轮转动，第一齿轮转动带动第二齿轮转动，第二齿轮转动带动第二转动轴转动，第一转动轴和第二转动轴转动带动搅拌头转动的方式，能够达到搅拌效率高的目的，节省了搅拌的时间，提高了使用体验。
我还改进了搅拌头的安装方式：第二转动轴的表面滑动套接有搅拌头和限位块，第二转动轴的内壁转动套接有转动杆，转动杆的表面铰接有连接杆，连接杆的另一端铰接有卡接头，卡接头与第一转动轴和第二转动轴的内壁之间均设置有弹簧，限位块的内壁开设有卡接槽，且卡接槽与卡接头卡接，通过将杯体和杯底打开，将防渗塞取下，转动转动头，转动头转动带动转动杆转动，转动杆转动带动连接杆移动，连接杆移动带动卡接头移动，卡接头移动使卡接头与卡接槽脱离卡接，然后将限位块和搅拌头取下进行更换的方式，能够达到便于更换搅拌头的目的，减少了工作量，提高了更换的效率。
简单来说，通过应用类似钟表原理、自行车轮齿原理，新的搅拌杯结构可以通过电机转动带动三个搅拌头轴与轴之间的连带转动，从而提高搅拌范围和效率，节省了搅拌的时间，搅拌得也更加均匀。而为了方便更换和清洗搅拌头，我在杯底和搅拌头之间设计了卡接头和卡节槽。在需要拆除搅拌头时，使用者可以打开杯体和杯底，将防渗塞取下，转动转动头，从而能环环实现“转动头——转动杆——连接杆——卡接头”的转动和打开，最后将限位块和搅拌头取下进行更换，就可以实现更换搅拌头的目的，换下来的搅拌头可以直接进行清洗。
新型搅拌机的设计发明离不开发明家的创新灵感与苦心钻研。整个发明创新的过程中，我切身感悟了创新的方法论。创新的过程是螺旋上升的循环过程，需要一步步发现问题、检索资料、提出构思、再次检索完善。而在掌握了正确的创新方法后，任何一个人都可以参与创新，完成创新，这正是响应了“大众创业、万众创新”的理念。创新既要有开创性的思维，又要有脚踏实地的努力，才可能厚积薄发，就好像我们国家的芯片产业一样，既要有打破美国封锁的豪情壮志，也要有无数工程师、科学家的废寝忘食，作为一名初中生，我同样也怀揣着为祖国的科技创新事业而奉献自身力量的理想，期待未来能够在发明创新的道路上继续前行！
（作者单位：福建省厦门市双十中学镇海校区）
