高原上的捡拾机——王光辉、龚春晓师徒俩的新作品(图文)
在海拔3000米以上的高原,资源丰富却是能源匮乏,牦牛是藏区牧民生产生活中离不开的重要伙伴。牦牛的粪便不仅是牧草生长宝贵的肥料,更是生活中必不可少的燃料来源。无论是在牧场还是定居的家中,燃烧的牛粪堆给人们带来了温暖和美食。但捡拾牛粪的方式,和挤牦牛奶一样,在青藏高原的藏区均由妇女人工操作完成,自古老先民传承至今,单调、耗体力、每天不可少。能不能利用机械将这些劳作简化?4月1日晚央视《我爱发明》栏目的镜头,对准我校王光辉老师和他的学生龚春晓,以及他们的新作品。
王光辉老师(左二)、龚春晓(右三立)带着做好的真机来到牧区。
王光辉老师是工学院王德成教授牧草机械团队的成员。2011年6月,他和四川省草原科学研究院院长泽柏一起入高原调研。耳濡目染了青藏高原牧区生产生活场景,当泽柏院长提出能否开发出可以代替手工劳动的牦牛粪捡拾装置的设想时,王光辉毫不犹豫地接下了这个项目,他认为机械的优势就是用来替代人工,这个设计构想的提出能落到点上、落到实际中,很值得去做。而且在这之前,这方面还真没有专用设备。
在校内一次课堂上,王光辉老师和同学们分享青藏高原的所见所闻和研发构想,本想把科研中的体会和大家交流,没有料到获得了意外的收获:一位男生在课后走到讲台前,申请参加这个有挑战的设计——这个主动表达兴趣和意愿的学生,就是龚春晓,后来在王光辉老师指导下开展大学生创新实践、本科毕业后继续攻读研究生,成为攻克捡拾机难题的主力。
牧区人特别是藏区同胞,对“科技”非常感兴趣。牦牛粪捡拾机、牦牛挤奶机设计中,总有这样场景。
随着更多的交流、探讨,王老师发现,眼前这位学生善于从生活中寻找思路,动脑、动手能力都很强。捡拾机设计的关键,是实现稳定快捷的拾取和方便准确的抛粪入(料)斗。围绕如何解决问题,他时不时给这个大学二年级不久的同学提前“开小灶”,从如何使用设计工具入手,启发设计思路和点拨关键节点。
老师和学生的想法合到一起,一款手推捡拾机不久就初具雏形了。这款设计采用剪刀式装置拾取牛粪,借鉴单车车闸原理利用钢线控制实现后抛。实验室模拟测试,效果还真不错。龚春晓信心满满,但王老师判断:还有需要改进的地方,得到实践中验证。老师领着学生来到青藏高原草场实地演练,果然——实际效果和速度还远没有达到预期。看热闹的牧民走了,剩下蹲在现场分析、琢磨的师徒。回到实验室,他们调整思路:重新设计拾取装置再试试。从日常生活的扫地动作中获得启发,手推捡拾机2.0版出现了。可实测效果还不很理想。这设计,还真是一波三折。
再次给他们带来启示的,还是来自生活——牧区祖祖辈辈沿用至今、看起来不起眼的简易工具粪叉,也有什么玄机吗?王光辉、龚春晓的3号作品出现了:叉式采集牛粪—>踏板-连杆机构传动—>采集器翻转实现牛粪入斗。在这次改进中考虑适应牧场作业,采取大尺径车轮、可拆卸大号料斗,以及选用轻质材料。这一次测试结果,师徒俩心里踏实了:捡拾机的效果比人工快,而且时间越长效果越明显。
真机。浅绿、白色、灰色——无论大装备、小家伙,他们选用这些原色,“让人一眼看出来”。
一次次设计、试验和改进,四年时间一晃而过。作为学生的龚春晓,四年集中精力做这项设计,一波三折收获意外的多多,既有内在的提升和能力的锻炼,也有外在的荣誉奖励(北京市、全国挑战杯),和导师共同获得了多项授权发明专利。而作为导师的王光辉,觉得四年里有意义的是:发现并培养出有潜质的学生,一起去做值得做的事情;他这四年中,值得做和正在做的还有,如牦牛专用挤奶机、青草编辫机,关注点始终是如何利用机械改善和提高青藏高原藏区牧民的生产生活状况。
今年年初,牦牛粪捡拾机研发项目中期汇报中,业内有专家提到:这项设计,可以和已在青藏高原广泛应用的奶油分离器相媲美。这是评价,也是期待——后者在牧区已经和电视一样,成为家家必备物件。熟悉青藏高原生活的人们知道,牧区藏族妇女一天的劳作总是从凌晨开始,拾粪、挤奶这样的事务,占据了她们一天生活的大部分时光,耗时、耗力,还影响这她们的身体健康。如果牦牛粪捡拾机大面积推广,将会改变藏区妇女背篼拾粪的劳作模式——每天2小时以上、负重平均超过20公斤,从十几岁开始几乎贯穿她们的一生。
当《我爱发明》编导循着发明专利的信息找上门来的时候,王光辉老师心存疑虑。在了解栏目完全是公益平台,立意在促进成果服务百姓以后,王老师说,相关部门、前辈和身边师生对自己给予很多支持,大家的用心都是希望去做实践中用得上、用得好的产品。想着做接地气事情的人们,都是同道。他马上表达了草原人率直的一面:“那行,你们来吧。我们一定全力配合你们”。
央视科教频道“我爱发明”故事,于是 这样开始讲述 。