一名大學生和他的發(fā)明

     隨著科技日新月異的發(fā)展，太陽能已經(jīng)逐漸成為人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常利用的能源之一，太陽能熱水器、太陽能路燈、太陽能電動車……越來越多的電器已經(jīng)能夠或者正在研究利用太陽能驅(qū)動。郭東鑫是黃淮學院新能源科學與工程專業(yè)的大三學生。擁有一項太陽能路燈與垃圾桶組合裝置專利的他，最近又有新作品了：一款節(jié)能環(huán)保的太陽能越野除塵小車。這款小車利用太陽能驅(qū)動，可以幫助人們清理垃圾，既環(huán)保又實用。

一名大學生和他的發(fā)明

□     蘇弼坤  劉  迪  文/圖

“和我的小車合個影。”

郭東鑫發(fā)明的太陽能越野除塵車。

郭東鑫（左一）和“創(chuàng)客空間”的部分成員。

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一張照片引發(fā)的思考

郭東鑫告訴筆者，這款太陽能越野除塵車是他參加學校“創(chuàng)客大賽”時的作品，而靈感來源于學校網(wǎng)站上發(fā)的一張照片：清晨的馬路上，一名清潔工正在清掃地上的垃圾，為天亮后大家出行提供方便。“寒冬里，我們還在熟睡時，清潔工們一天的工作已經(jīng)開始了。”郭東鑫說，這張照片為他的發(fā)明提供了不小的啟發(fā)。

沒過多久，學校舉辦的“創(chuàng)客大賽”開始了。雖然學習的是新能源專業(yè)，但是郭東鑫想?yún)⒓舆@種發(fā)明比賽，于是便報了名。比賽要求選手的作品做到兩點：創(chuàng)意與實用，參加的同學須利用賽方準備的一些小零件，發(fā)揮想象，動手制作一個初具雛形的作品，然后交由評委老師評定，如果可行的話，就繼續(xù)制作完善。

拿到零件后，郭東鑫開始思考：究竟該做什么？他走到操場上，看見綠草坪上被人丟棄的瓜子殼、紙屑，突然想到了前陣子大家討論的那名清潔工。“我想，瓜子殼、紙屑這種小垃圾被丟到草地里，清潔工打掃起來更困難，如果能做出一種東西，幫助他們清理這種垃圾就好了。”郭東鑫說，后來，他聯(lián)想到家庭用的掃地機器人，但是在室外沒有足夠的電源，用起來不方便。聯(lián)系到自己所學的專業(yè)，他想，可以利用太陽能驅(qū)動，解決續(xù)航問題。他將小時候玩過的玩具小車進行創(chuàng)新，將越野小車和吸塵器合二為一。這樣的一款太陽能除塵車價格低廉，既可以幫助人們清理垃圾，又能節(jié)約資源。

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不斷學習  不斷改進

有了方向后，郭東鑫開始著手制作樣品。老師看過后，認為這個作品既充滿了創(chuàng)意又有實用性，鼓勵他進行下去。然而，后期的完善工作讓他很是費了一番功夫。

郭東鑫學的專業(yè)是新能源，除塵車上用到的太陽能電池板對他來說不是什么大問題，但是其他方面實行起來就困難了。郭東鑫說，因為專業(yè)限制，自己在計算機程序方面的知識比較薄弱，做控制裝置時基本是邊去圖書館查閱資料邊動手做，有時實在搞不明白還要上網(wǎng)查找相關(guān)信息，或者請教老師。制作過程中，郭東鑫等于學習了一遍計算機程序知識。

“雖然只用了3周時間就完成了作品，但是后期的調(diào)試又花了一番功夫。”郭東鑫說，最初由于選擇的電機功率小，吸塵器電機轉(zhuǎn)動帶動風葉轉(zhuǎn)動，風力不夠，除了碎紙片外其他的垃圾都吸不進去。后來，找到問題所在，郭東鑫加大了電壓，誰知道風力又太大了，不該吸的也吸進去了。后來，郭東鑫一遍一遍地改進，改變吸塵器電機的功率、改進吸頭和風葉的距離，經(jīng)過多次試驗，吸塵器的功率基本穩(wěn)定了。

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申請專利  展望前景

郭東鑫告訴筆者，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，玩具小車越來越多，但這些小車大多只有娛樂功能，用途單一，很多玩具小車使用的是一次性電池，對資源浪費的同時，也造成了環(huán)境的污染，因此對小車進行功能創(chuàng)新和能源利用的改進勢在必行。

據(jù)郭東鑫介紹，他發(fā)明的這款太陽能越野吸塵小車組合裝置，包括越野小車組件、控制裝置、繼電器、太陽能電池板、充放電控制器、小型吸塵器、蓄電池。吸塵器在小車正下方，控制裝置主要由8051單片機控制，太陽能電池板設(shè)在小車上方作為車蓋，控制裝置、繼電器、充放電控制器和蓄電池放置在小車車體內(nèi)部，充放電控制器分別與太陽能電池板、控制裝置和蓄電池相連，繼電器分別與蓄電池、控制裝置和小型吸塵器相連，小車電機與控制裝置相連。

這項發(fā)明能夠充分將太陽能利用在小車驅(qū)動上，并且具有吸塵功能。在有陽光的時候直接用光伏板產(chǎn)生的電能驅(qū)動小車運動和除塵；在沒有陽光的時候，可以利用小車蓄電池提供的電能工作。

他發(fā)明的太陽能越野吸塵小車，充分利用太陽能，功能多樣，在娛樂的同時還具有吸塵的功能。學校操場上的瓜子殼、紙屑、小石子等小型垃圾不易拾起，清潔工打掃起來很困難，如果用這款太陽能越野吸塵小車，放在操場內(nèi)，太陽光線強時它可以不間斷地工作，太陽落山之后，它可以利用白天儲存的能量工作。

“十三五規(guī)劃，國家提倡優(yōu)先發(fā)展新能源，我覺得未來會有越來越多以太陽能為驅(qū)動的產(chǎn)品走進千家萬戶。”郭東鑫說，他的這款太陽能越野除塵小車正在申請國家專利，希望將來這款除塵車可以走進人們的日常生活。它不僅可以幫助清潔工打掃衛(wèi)生，也可以在普通家庭作為一款節(jié)能的玩具小車提供娛樂功能，并且?guī)椭藗兦鍧嵎块g。

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創(chuàng)意還在繼續(xù)

采訪結(jié)束時，郭東鑫向筆者介紹了自己的其他作品：可以測試PM2.5的小掛件、戶外商用太陽能發(fā)電遮陽傘、可以幫助交換室內(nèi)空氣的太陽能百葉窗……學有所長，他在新能源利用方面還有很多奇思妙想。

現(xiàn)階段，郭東鑫主要在研究一項太陽能水質(zhì)檢測裝置及其檢測控制系統(tǒng)。“前段時間大家都在討論自來水錳超標問題，所以我想試著做一個可以監(jiān)測水質(zhì)的設(shè)備，方便大家隨時隨地查看水質(zhì)。”郭東鑫說，太陽能板可以保證這個水質(zhì)檢測裝置的能源供應(yīng)，傳感器探頭可采集到水質(zhì)指標情況，控制處理器連接電腦可以對相關(guān)指標進行分析。最后，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，把采集到的信息發(fā)送到用戶的手機和電腦上，從而實現(xiàn)在線監(jiān)測。它可以放置在水體的任何位置，方便居民監(jiān)測家庭用水的情況。

鏈接

現(xiàn)代的太陽熱能科技將陽光聚合，并運用其能量產(chǎn)生熱水、蒸氣和電力。開發(fā)利用太陽能不會污染環(huán)境，它是最清潔能源之一。中國蘊藏著豐富的太陽能資源，太陽能利用前景廣闊。目前，中國太陽能產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界第一，是全球太陽能熱水器生產(chǎn)量和使用量最大的國家和重要的太陽能光伏電池生產(chǎn)國。中國比較成熟的太陽能產(chǎn)品有兩項：太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽能熱水系統(tǒng)。

在《國家能源局綜合司關(guān)于做好太陽能發(fā)展“十三五”規(guī)劃編制工作的通知》中，太陽能光熱發(fā)電被作為重要內(nèi)容予以提及，這意味著光熱發(fā)電將成為我國“十三五”期間著力發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。