Mô hình máy thu gom đa năng
Sinh ra trong gia đình làm nông, chứng kiến những khó khăn của người nông dân trong quá trình thu gom nông sản trên sân phơi, Thực và Nguyên đặt ra câu hỏi: Làm thế nào để giúp người nông dân có thể thu gom nông sản trên sân phơi nhanh chóng, hiệu quả, giúp tiết kiệm được thời gian, giảm thiểu chi phí lao động, mang lại lợi ích kinh tế và giảm bớt những ảnh hưởng có hại đến sức khỏe?
“Việc thu gom nông sản sau khi phơi khô của bà con nông dân hiện nay còn rất thủ công, chủ yếu là dùng sức người nên tốn nhiều thời gian và sức lực. Chi phí cho việc thu gom nông sản khá cao do phải thuê nhiều công lao động, ảnh hưởng đến thu nhập của nông dân. Từ suy nghĩ đó, chúng em cùng nhau trao đổi, rồi lấy ý tưởng và cảm hứng từ chiếc máy hút bụi trong nhà, chiếc máy thu gom rác thải để chế tạo ra mô hình chiếc máy thu gom nông sản điều khiển tự động”, em Thực chia sẻ.
 |
| Nam sinh Nguyễn Hữu Thực bên chiếc máy đa năng |
Sau đó, 2 em mang ý tưởng đến gặp thầy Nguyễn Trần Thái Vũ là giáo viên chủ nhiệm, cũng là giáo viên giảng dạy môn Vật lý. Được thầy Vũ hướng dẫn tận tình, 2 em bắt tay vào thực hiện thiết kế bản vẽ kỹ thuật chi tiết các bộ phận của máy, tìm kiếm vật dụng chế tạo, tham khảo thêm các thông tin hướng dẫn chế tạo máy trên mạng internet.
Tháng 4/2018, khi nhà trường phát động phong trào sáng tạo các sản phẩm gắn liền với những môn học và có ảnh hưởng tích cực đối với đời sống cộng đồng vào mùa hè hàng năm, Thực và Nguyên đã đăng ký thực hiện sản phẩm “Mô hình máy điều khiển tự động thu gom nông sản trên sân phơi”.
Sau một thời gian chế tạo dưới sự hướng dẫn của thầy Vũ, 2 em đã hoàn thành sản phẩm và cho chạy thử nghiệm vào tháng 9/2018. Thấy ý tưởng sáng tạo mới nên Trường Trung học phổ thông Trường Chinh đã chọn đưa sản phẩm đi dự cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp tỉnh học sinh trung học vào tháng 11/2018 và đạt giải Ba.
Sau khi thi cấp tỉnh, được ban giám khảo đóng góp thêm ý kiến cải tiến kỹ thuật, Thực và Nguyên hoàn thiện sản phẩm ở cấp độ cao hơn với quy trình khép kín, điều khiển tự động theo lập trình trên máy tính: quét nông sản - thu gom - nâng - đổ - cân - may miệng bao - đẩy bao thành phẩm - máy di chuyển - chấm dứt quy trình hoạt động. Sản phẩm hoàn thành với tổng chi phí hơn 10 triệu đồng.
Thực và Nguyên cho biết: Khi máy hoạt động, hệ thống quét sẽ đẩy nông sản lên khoang chứa. Băng chuyền có gắn các gàu múc thực hiện nhiệm vụ đưa nông sản lên cao và đổ vào máng dẫn. Nông sản theo máng rơi vào bao thông qua giá treo bao đã được lắp vào vị trí ngay bên dưới máng dẫn.
Khi nông sản chứa vào bao đến một trọng lượng xác định sẽ gây ra lực đủ lớn để tạo ra lực nén lên hệ thống băng chuyền tải, đẩy bao chứa nén lên công tắc làm ngắt mạch. Khi đó, hệ thống chổi quét và hệ thống băng chuyền tải nông sản ngừng hoạt động.
Sau thời gian 2 giây, động cơ của hệ thống băng chuyền đẩy bao hoạt động đưa bao chứa nông sản ra phía sau và đi qua máy may đang hoạt động. Đồng thời, lúc máy may hoạt động thì động cơ băng chuyền dẫn bao chứa mới đến vị trí sẵn sàng tiếp nhận ngay bên dưới máng dẫn. Khi giai đoạn may bao kết thúc, bao chứa nông sản rời băng chuyền thì công tắc đóng mạch kích hoạt hệ thống quét và băng chuyển tải hoạt động. Quá trình này được thực hiện cho đến khi máy đến vị trí dừng ở cuối sân phơi.
 |
| Em Trần Hoàng Nguyên mày mò nghiên cứu để chiếc máy hoàn thiện thêm |
“Do được lắp đặt cảm biến tự động để xác định các vật cản phía trước ở khoảng cách 1m, nên khi máy di chuyển đến gần cuối sân phơi và nằm đúng khoảng cách đã được lập trình, cảm biến sẽ tự điều khiển dừng toàn bộ hoạt động của máy. Đồng thời, cung cấp tín hiệu để chiếc còi hoạt động, báo hiệu kết thúc công việc”, Nguyên cho biết.
Theo thầy Vũ, máy được lập trình điều khiển tự động hóa, chỉ cần nhập thông số về chiều dài quãng đường đi là máy có thể tự vận hành thu gom, tự động may miệng bao khi nông sản trong bao đã đầy và tiếp tục công việc cho đến khi thu gom hết nông sản trên sân.
“So với các loại máy thu gom nông sản hiện có trên thị trường, sáng chế của Thực và Nguyên giúp tiết kiệm nhân công lao động, có thể thu gom được đa dạng loại nông sản trên sân phơi, hạn chế đến mức tối thiểu lượng nông sản bị sót lại bằng cách thiết kế thêm chổi quét sót ngay bên dưới hệ thống quét, mang lại hiệu quả cao trong quá trình thu gom nông sản trên sân phơi”, thầy Vũ cho biết.
Hy vọng sẽ sớm đưa vào ứng dụng
Tại cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia học sinh trung học, năm học 2018 - 2019 khu vực phía Nam được tổ chức tại Trường Đại học Tôn Đức Thắng (thành phố Hồ Chí Minh) từ ngày 16 - 19/3 vừa qua, sản phẩm “Mô hình máy điều khiển tự động thu gom nông sản trên sân phơi” của Thực và Nguyên đã xuất sắc vượt qua nhiều sản phẩm đến từ các tỉnh, thành phố khác để mang về giải Nhất.
Sau khi đạt giải Nhất, sản phẩm này của 2 em được ban tổ chức tuyển chọn để tham gia cuộc thi quốc tế. Tuy nhiên, một trong những yêu cầu đối với tác giả tham gia cuộc thi là phải thuyết trình tính năng kỹ thuật, nguyên lý cơ bản, cơ chế vận hành, hiệu quả kinh tế của sản phẩm bằng tiếng Anh, trong khi đó, 2 em chưa chuẩn bị kịp nên phải từ chối tham gia.
 |
| Sản phẩm Máy thu gom nông sản tự động của hai "nhà sáng chế" Nguyễn Hữu Thực và Trần Hoàng Nguyên |
Dù không tham gia cuộc thi quốc tế, nhưng với thành tích đạt được, Nguyễn Hữu Thực và Trần Hoàng Nguyên sẽ được tuyển thẳng vào các Trường Đại học Bách khoa, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh. Đây vừa là niềm tự hào của Trường Trung học phổ thông Trường Chinh, vừa là vinh dự đối với Thực và Nguyên, vừa là động lực thúc đẩy phong trào sáng tạo trong học đường ngày càng lan tỏa sâu rộng. “Phần thưởng quý giá nhất là những kinh nghiệm các em rút ra từ quá trình nghiên cứu, chế tạo thành công sản phẩm. Cả 2 sẽ tiếp tục tìm tòi, cải tiến để máy thu gom nông sản có thể hoạt động tốt hơn nữa, hy vọng sản phẩm sẽ sớm được đưa vào ứng dụng trong thực tế”, Thực cho biết.
Thầy Bùi Chí Cang- Phó Hiệu trưởng Trường Trung học phổ thông Trường Chinh cho biết: Nhà trường rất tự hào về kết quả đạt được của 2 em Thực và Nguyên tại kỳ thi Khoa học Kỹ thuật Trung học phổ thông cấp quốc gia vừa qua. Các em đều là học sinh giỏi, có niềm đam mê khoa học, thích tìm tòi nghiên cứu, biết lắng nghe học hỏi nên được thầy cô và bạn bè yêu mến. Mong rằng sản phẩm của các em được các ngành hữu quan đầu tư, đưa vào sử dụng trong cộng đồng thời gian tới vì sản phẩm rất hữu ích…”
