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发布时间:2021-01-20 14:21:20

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作者:《少年发明与创造》杂志社

出版社:河北科学技术出版社

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小发明

小发明试读:

编者的话

从遥远的北京人到史前1万年的人类,从三皇五帝到宋元明清,从1949年及至现在,人类的每一次巨大进步都离不开发明。从使用工具到钻木取火,从开始建造房屋到用纸张来传承文明,从蒸汽机带来的工业革命到新型的可持续资源的开发……人类的每一次跨越都离不开创造。毋庸置疑,发明与创造在时刻改变着世界,影响着我们的生活。那么到底应该如何搞好发明,怎么进行创造呢?本书很多耳熟能详的小故事告诉我们应该从“小”做起。

鲁班,一个我国建筑史上响当当的名字,这位被土木工匠尊称为祖师的人有一项有趣而又实用的发明,这项发明我们到目前还在生活中应用,这就是锯。正如人所共知的一样,这项发明其实源自鲁班被草划伤了手指,观察到了蝗虫啃噬青草的过程,发明的灵感顿生,伟大的发明得以出现。

蒸汽机的发明推动了工业革命的开展,影响了欧洲甚至世界现代化的进程。其发明人瓦特更是从烧水壶的壶盖跳动这个现象中觅得了发明创造的对象,经过他的不断研究改进,终于制造出了世界上最早的蒸汽机,而改良后的蒸汽机装载到火车、汽车、轮船上,使世界发生了翻天覆地的变化。

一个炎热的午后,一个人坐在一棵苹果树下思考着天文学方面的问题,突然一个熟透的苹果从树上落了下来,不偏不倚正好砸在了他的头上,“苹果为什么会从树上落到地面上来呢?”,正是这一闪念加上他孜孜以求的探索精神,从而缔造了17世纪自然科学领域最伟大的发现——万有引力,正是这个发现使我们现在能观测到哈雷彗星、海王星、冥王星等,使我们的视野拓展到了太空领域,给我们带来这一切的人有一个很好听的名字——牛顿。

这样从“小”处得来大发明的故事不胜枚举,为了更好地满足读者阅读和查询的方便,我们从过去几年《少年发明与创造》杂志中精心挑选出了部分优秀的作品,结集成册,出版了这套“少年发明与创造”丛书。包括《小发明》《小创意》《小实验》《小观察》《小制作》共5册。我们希望广大小读者通过阅读本丛书,能从中发现研究的方向,找到创造的灵感,切切实实从这样的“小”中看到大发明的影子。

最后,由于编写仓促,本丛书难免出现不足之处,欢迎广大小读者提出宝贵意见,以加改进。

方便垃圾桶

杨鸿嘉

奶奶每天倒垃圾,倒完后找垃圾袋有些不方便,垃圾袋在桶里经常脱落,很烦人。于是,我反复思索,发明了一种方便垃圾桶。

我在垃圾桶下面装了一个盒子,盒子上打一长方形开口(手可以伸进去),里面放上一整卷垃圾袋备用。在桶口下方1厘米处均匀地打四个直径为1厘米的孔,安上长1.5厘米、直径1厘米的螺丝钉,用螺丝母固定。把垃圾袋套入桶中,口部向桶外翻,然后用直径1厘米的圆柱形磁铁吸在螺丝钉上,用来固定垃圾袋,以防投入垃圾时脱落。垃圾桶上装一个盖子,用能成180°的合叶固定,盖子上再安一个把手,一拉把手,盖子就会乖乖地直立在桶沿上,就可以放垃圾了,既方便又卫生。作品点评本发明设计科学合理、方便美观、操作简便、省时实用。

蛇皮袋撑扶器

张天瑜

我们使用的生活和生产用品,总存在这样或那样的问题,感觉不方便,针对这些不方便,对它们加以改进,是我们小学生搞发明创造不错的选题,细心观察你身边有哪些不方便并针对它们进行改进,说不定你也能搞出属于自己的小发明。

每次晒收粮食,爸爸都要让爷爷扶袋子,有时我作业做完了,也主动帮爷爷扶了几次,力气不用花多少,但时间长了还是挺累人的,而且有时灰尘特别多,挺脏的!要是有一个自动扶袋子的工具就好了。

一天,爸爸高兴地带回来一个蛇皮袋撑扶器,试了一下,发现有如下缺点:一是袋子口要用夹子夹住,二是对袋子的大小有要求,小了套不牢,大了又装不满。我想把它改造一下,经过几次实验,终于成功了!

我将底座的圆形钢材换成板形,做成长方形,留长的一边开口供装满后移开撑扶器用,两边的撑架有一定的弹性,只要袋子的大小在一定的范围都可以使用;二是将半圆形的撑口一分为二,并做成长条形,这样袋口就不用夹子夹了,箍在上面即可。成功后,我让爸爸又试制了几个送给邻居,结果他们用了都说好!

多功能反转晾鞋架

王英华 李小龙

虽然说学生用于学习的时间很多,但是我们也要有一个好的身体,就需要平时利用间操、课间、午间以及体育课的时间进行锻炼,一天下来,鞋子就很臭、很脏,需要经常清洗。但是,刷完鞋子里的水很难控净,影响鞋子快干;鞋子放在室外晾晒,又经常会落上一层灰;特别是在大风天,鞋子往往会被风给吹下来,不仅要下去捡,还要重新刷干净;如果雨天那就更糟了,晾晒的鞋子不但不会干,而且会更湿。一天,我看到妈妈晾衣服时夹的夹子,哎,有主意了。

我设计了一个多功能的晾鞋架,它有一个转轴,上面有一个透明的有机玻璃板,玻璃板上面又有多个大舌头的夹子,它可以伸入鞋里扣住鞋,这样,风大也吹不掉鞋子;当把有机玻璃板翻转过来时,鞋口朝下,可以控水、防尘,太阳照射在鞋底上可以加快鞋里干的速度,下雨也淋不着。如果天气很好,等鞋里的水控完了以后还可以将有机玻璃板翻转过来,使鞋面得到晾晒,更能够加快鞋子干的速度。我相信,有了这么一个晾鞋架,鞋会比以往更干净,也可以帮妈妈分担劳累,我们何乐而不为呢?

由于本发明是在考虑了控水、防尘、防雨、防脱落以及太阳照射等各方面因素的基础上完成的,因而功能齐全,鞋子晾晒的效率高。并且,该装置制造、安装非常容易,使用时又极为方便。因此,本发明极易推广和应用。

本发明是一种晾鞋架,它能够夹住所要晾晒的鞋子,以防止脱落,并通过翻转来实现控水、晾晒、防尘等多种功能。

深孔伸缩取物器

陈博宇

在现实生活中,有时需要在深孔(缝)中取物,而要想伸入某些细长的缝隙,手臂是无法做到的(有些物质对皮肤有伤害),况且大钳子往往又受活动空间的限制而不能使用。每个家庭可能都有过这样的经历:在洗手间不慎将香皂、衣服、搓澡巾等掉入管道内,一时感到茫然,多么希望有一个合适的工具来解决所遇到的问题呀!

在科学技术日新月异的今天,科技产品层出不穷,但有许多远离日常生活,远离百姓。在人们的需求下,“深孔伸缩取物器”应运而生。(变向杠杆工作实图)

该作品利用一根伸缩杆和一个杠杆组进行连接,组成活动装置,用铁丝和细线组成连接装置,用一个滑轮组作为驱动装置,由活动夹开、合作为辅助控制装置,用灯泡、夹子合二为一组成附加照明装置。

本作品具有如下特点:

1.大小可变:本作品简单实用,在科技日新月异的今天,产品式样繁多,操作时早已超过人身体所能进行的范围,因为本作品相对简单,均为常规部件,所以,改造成这个产品的大小,就能应付各种问题。

2.伸缩自如:只要设计者改变杆长度就能应对任何问题。

3.操作性强:作品前部的取物爪可任意改变、更换,满足不同的需求,甚至可以将取物爪换成切割爪。控制部分采用省力装置,老少皆有能力使用;活动夹夹紧,帮助操作简单,成功率极高。

4.寿命长:因部件大多采用金属、塑料等硬质材料制成,所以寿命相对较长,一次投资,长期受益。

总体说来:处处都可用,人人都会用,时时都好用。

能取出自来水管内接断裂物的扳手

董超峰 周耀 章勇

我家的洗澡水龙头突然断裂,水流了一地。我发现冷热水自来水龙头与自来水管连接是用铜内接连接的,这个铜内接很脆,常常会断裂。断裂在水管内的铜内接断裂部分手抓不住,水管钳卡不牢,很难取出来。因此,水管修理工常常用钢锯条像磨墨那样慢慢地磨断铜接头的内壁,才能取出,这样做太麻烦了。于是,我想发明一把能够很顺利地取出铜内接断裂物的工具。

我的思路是这样的:水管内接断裂在水管内取不出来,是因为水管内接断裂后什么也抓不住、卡不牢。我用钢棒制作成多边形的台体(略大于内接的内径),一端是可以用来敲击的一个截面,插入其断裂内接中,用锤子敲击,就可以与断裂的内接融成一体。中间设置一个棘手扳头,方便旋转。这样就可以比较轻松地将断裂在水管内的铜内接残留物退出来。如果旋不动,说明扳手头还没有卡住铜内接残留物,需要重新用锤子敲击扳手的另一端,使其咬合为止。

老师对我的思路非常认可,让我画出图纸。接着,他又帮助我修改了图纸,同时请工人师傅帮助制作,很快作品就制作出来了。作品经过当地自来水厂的管道修理工等多人实践使用,效果非常好。

“定水位自动关闭”探头式水龙头

吴鸿修

去年夏天,妈妈准备动手洗衣服,刚打开水龙头放水,突然她的同事来了一个电话,妈妈就急急忙忙锁上门出去了(忘记关上水龙头),等到我们回到家的时候,自来水整整流了一个上午。当时,我就有了设计一个在水桶里的水快要装满时,水龙头能自动关闭的想法。

有了这个想法后,我把它告诉给了科技老师,他认为我的想法很好,同意跟我一起研究。开始时,我们想过用浮力球、杠杆原理来实现目的,后来发现不成功,因为盛水的容器有高有低,很难实现目的。

一次偶然的机会,使事情有了转机,那是在我懂得了触摸延时开关的工作原理后,难题解决了。开始的时候,我们把触摸延时开关的触摸金属片用电线延长到水桶中,接着往水桶中加水,当上升水面“摸”到触摸金属片时,电灯就亮了;后来在老师的帮助下,我们将电灯泡改成电磁铁,可上下拉动,让它来执行关闭水龙头的任务,最终实现了我的想法,我很开心。

该水龙头的自动关闭时刻由其金属探头(延时开关的触摸片)的位置高低决定,即容器中水面上升,淹没(触摸)金属探头时,触摸延时开关被激活,电路导通,电磁铁通电,水龙头的把手被拉下,关停出水;延时一段时间后,电路关闭,电磁铁磁力消失,此时,就像使用普通水龙头一样再次开启它。

人性化智能枕头

杨成兴

一个炎热的夏天,我在家睡懒觉,醒来时发现枕头湿湿的,由此我就开始对枕头感兴趣了。最初是针对枕头的散热,设计了一个和电脑类似的散热器。接着发现不可能一睡觉就开启散热器,应该有个时间限制,于是我就联想到了自动开关,当人的头部压下去,隔十几分钟就可以自动开启和关闭。后来,我看见一个关于有唤醒功能的枕头的信息,就想到病人需要这样的枕头,所以设计了一个智能化的闹钟设备。这关系到病人的安危,当病人休息时间超出所设定的时间段,闹钟运转频率逐渐增大,直到最高档的时候,闹钟系统停止,并同时自动打开报警系统,进行呼救。病人不能够过多地活动身体,所以我就在枕头上安置了调整设备,当主人要调整枕部高低的时候就直接使用按钮!为病人的健康着想,我在枕头上又增加了按摩功能!使用DVD光驱驱动器,增加一个自动的储物箱在枕头上,可以存放一些贵重的物品。接着一系列的设计方案也逐步完成,我的智能枕就这么“出世”了。

它的设计原理为:(1)利用人的头部对弹簧感应开关受压连通产生的电流通路打开整套系统。(2)时间闹钟的定时闹钟报告功能,将闹钟报告时产生的功率引用到功放器里带动音乐呼唤器或振动(偏心锤)产生器。当调频达到最高限制时又打开空气净化系统,将净化空气散发到人的鼻部。(3)自动报警系统与空气净化系统同步,自动报警系统主要由语音电话机、语音电子留言芯片和电脑拨号器组成。当患者突发病症,闹钟的音乐或振动(偏心锤)频率突破(低、中、高三档)最高限制,闹钟系统带动净化系统、自动报警系统开始工作。供氧系统产生氧气,自动报警系统通过微电脑拨号器拨通急救中心电话进行报告,其后又拨号给家人。除了闹钟带动外,储物箱也会自动打开存放装置将单独准备的药物送到枕头边缘。(4)按摩系统有两个方位:一是脑部神经按摩;二是肩椎、颈椎拉伸、后背按摩,并且能根据人的身体结构自行换位按摩。作品点评本研究针对枕头进行外形设计,利用单片机实现智能控制,研究出一种具有多方位电动垫枕、自动颈椎拉伸、智能报警、(空气)净化补给、语音聊天、娱乐、肩椎同步按摩等功能的人性化智能枕头,以满足生病的老年患者或突发疾病者的日常生活需要,并在紧急情况下实现救援呼救。

利用光的反射巧做路灯

冀少乾 张俊峰 李慧杰

我们设想出了两种方案:

方案1如图1,将一凹面镜a安装在路灯底部,灯泡位于其焦点处,这使得灯光由凹面镜会聚成一束向上传播。到达平面镜b,平面镜b与水平面成45°,使光线转为平行传播到平面镜c(或凸面镜)使光线竖直向下传播(或分散向下传播)。

方案2如图2,将一凹面镜a安装在路灯底部,灯泡位于其焦点处,这使得灯光由凹面镜会聚成一束并向上传播。在其正上方有一凸面镜将光线完全分散向下传播。

若利用此原理制造实用路灯,凸面镜不宜用玻璃制造,最好用金属板,并将其与路灯内壁都涂上反光材料。

我们设计的路灯可操作性强、成本低、无太大难度要求,而且应用范围广。

在一个高速发展的社会,效率的重要性已逐渐显现,同时,在有限的资源条件下,取得最大利益是现代化建设要求的制胜之策。基于以上原则,以及对生活中一些路灯的使用状况的观察和浅探,我们得出以下几点结论:

1.路灯安装及灯泡更换不便。由于路灯的高度限制,安装路灯和更换灯泡都需要专门的工具,致使很多小区路段被损坏的路灯不能及时修复。

2.电线大量浪费。假设每盏路灯高4米,每20米一盏,则1000米路段内需灯100盏,至少需电线800米每盏路灯内有零火线各4米。

3.路灯的灯泡极易被破坏。现用路灯灯泡都在明显位置,免不了人为的破坏。

为解决以上问题,我们提出一些想法—将灯泡安装在路灯底部,借助光的反射达到照明效果。图1图2作品点评冀少乾等3位同学应用逆向思维,非常巧妙地设计制作了这种新型路灯,可以避免现在路灯存在的许多问题。本作品设计科学合理,创新性、可行性强,具有很广阔的市场前景。

聪明扫帚

乔枫

一天,我到文昌广场玩,那儿可真热闹,可是负责卫生的阿姨却伤透了脑筋,原来有些人不自觉,常把口香糖吐到地上,很难去掉,地面上就会留下一个个污迹。阿姨打扫时只好一会儿扫地,一会儿找小铲子铲口香糖污迹。于是,我就想发明一种带铲子的扫帚。

说做就做,想要放小铲子,得用塑料扫帚,一看,扫帚柄可以拔出来,里面正好可以放东西。接着,我又找来大号“一字”起子,找铁匠帮我把起子敲扁,做成一把小铲子,将后面把手削小,正好安在扫帚柄里,用101胶粘牢!

我一试,非常方便。正在试用的时候,一颗小螺丝滚到床底下去了,怎么办?我到处找电筒就是找不到,就想扫帚上再有个电筒就好了,一摸口袋,里面有块磁铁,想到磁铁可以吸铁,我就把它绑在扫帚前面,在床底轻轻地扫了一遍,拿出来一看,螺丝真的吸在上面了!

之后,我又进一步改进这个发明,首先在把手后面装上电筒,用胶粘牢电筒底座。再买来两根磁条,锯了一块塑料板,用铰链把塑料板与扫帚连起来,在塑料板前面粘上磁条,即可吸起地上的铁制物品。为了方便平时使用,我又在扫帚上装了个磁铁。

再次试用时,我来到办公桌前,拔出把手,用电筒一照,看清了桌下的一切;放下塑料板,用扫帚轻轻地从地面扫过,两颗小螺丝、一把小刀片都迅速吸到磁铁上了;不用时,把塑料板翻上去吸在扫帚头部就可以了,我看着自己发明的扫帚觉得它真管用,干脆叫它“聪明扫帚”得了。不用时,就把磁条盖吸上作品点评扫帚是非常普通的清洁用具,我们每天使用,但它的功能比较单一。乔枫同学利用“加一加”发明法,使扫帚功能增多。扫帚上面还可加什么吗?想一想,试着做一做。

压式吸盘冰箱“童锁”

聂桐雨

一般的冰箱儿童非常容易打开,这样可能对儿童造成一定的伤害。如儿童贪吃冰箱里的冷饮或其他冷冻食品导致生病的事件屡见不鲜,我3岁的弟弟也是这样,令人十分头痛;冰箱门被打开了,刚学会爬或走的“小屁孩”乱摸乱撞,还可能冻伤他们的小手;据媒体报道,甚至还有小朋友因捉迷藏被冻死在冰箱内……不仅这样,“小屁孩”(1~3岁的小朋友,由于他们多穿开裆裤,我们爱称之为“小屁孩”)经常是爱开冰箱却没有关冰箱的习惯,不仅浪费电,还可能使冷冻或冷藏在冰箱的食品变质。因此,年轻家长们都非常希望冰箱是有锁的,但市场上销售的冰箱很少有这种功能。我发明的压式吸盘冰箱“童锁”就是给普通冰箱加上一把“小屁孩”不能轻易打开的简易吸盘“锁”,解决以上问题。作品外观图

我设计的压式吸盘冰箱“童锁”,由压式吸盘、活动连杆、环形锁锁头连接而成。它是在不改变冰箱原状的前提下给普通冰箱添加的一把针对“小屁孩”的外置“锁”。该锁具有结构简单、开闭灵活、使用寿命长、美观、小巧等优点,能切实防止冰箱对“小屁孩”造成伤害。该产品适用范围广,还可以用来锁玻璃柜、橱柜、衣柜、鞋柜及封闭式饮水机等,应付“小屁孩”,省事省心,是年轻爸爸妈妈们必选的爱婴护婴产品,有着广阔的市场前景。作品点评发明源于生活,往往身边的小事就能给我们带来发明的灵感。聂桐雨同学就非常注意生活细节,他发现目前冰箱没有“童锁”,小孩容易打开惹麻烦,发明了这种冰箱“童锁”,非常实用,能解决现实生活中的问题。

改进型热水饮水机

孙燕一 崔思齐 张新旭

如果水反复烧煮,会使水中的硝酸盐变成对身体有害的亚硝酸盐。现在城市有70%~80%的家庭在使用饮水机,不是喝阴阳水(不开的水),就是喝反复烧的热水,长期下去将严重地影响市民的身体健康。于是,我们发明了冷热水分离且一次性加热的饮水机。1为接触开关;2、3、4、5为电磁阀;6为温控器;7为弹簧

新型饮水机改变以往热水器用水温控制加热的方式,而是利用加热水罐有水和无水时的重量差别实现加热控制,即将水罐注满水后即可加热,水烧开后利用蒸汽压力将开水顶出,当水排干后停止加热并开始向水罐注水,注满水后重新开始加热,如此循环。

当热水罐为空罐时,弹簧7将热水罐顶起,这时,电磁阀2打开,电磁阀5和3也打开,这时冷水注入水罐。当水罐注满时弹簧7被压缩,使接触开关闭合。这时电磁阀2和5都关闭,电磁阀3仍打开,电磁阀4关闭,同时热水罐开始加热。当水温逐渐升高时,会有温水不断从加热水罐中被顶出,这些温水会通过打开的电磁阀3流向冷水储存罐。当出水温度达到100℃时,由温控器6控制继电器将电磁阀3关闭并将电磁阀4打开,使开水排出,并进入保温罐。由于加热罐中持续产生水蒸气,水不断顶出,这一点由加热罐的出水管通到罐的底部来保证。当水流干时,加热罐在弹簧7的作用下上升到图1所在的位置,这时接触开关1断开,并通过继电器使电磁阀5和2都打开。这时加热罐内的蒸汽迅速从电磁阀5排出,罐内气压下降,冷水通过电磁阀注入加热罐,使加热罐开始工作,直到冷水储罐中的水全部被烧开并排出后,热水器自动停止加热。作品点评现有饮水机是用冷水将热水顶出,在热水被顶出的同时冷水注入,冷热水混合,使用者经常喝不开的水。另外,饮水机里的水重复加热会产生对人体有害的亚硝酸盐。孙燕一等3位同学发现了这个问题,改变以往热水器利用温控进行加热控制的方法,而改用重力控制加热过程,从而避免反复烧煮。而且将冷水和开水分离,避免冷热水混合产生阴阳水。本设计科学合理,实用性很强,具有广阔的市场前景。

可换鞋底的多功能鞋

黄杰强

我是一名热爱运动的中学生,无论在篮球场、足球场,还是跑道上都留下了我的足迹。但是我是住校生,在不同的环境中要换不同的鞋子很麻烦,而且一下子买各种不同类型的鞋子,既不可能也不经济,况且不容易携带。所以,我发明了一种多功能鞋,能在不同环境中使用。

在思考发明多用途鞋的过程中,我发现如果只换鞋底就能适应不同的环境中使用,那就真是既方便又实用了。况且鞋底很容易磨损,经常鞋底已经磨损了,但是鞋面还完好无损,现在多数鞋的鞋面是用“真皮”或者其他名贵的材料制造的,丢弃了很可惜。所以,我决定发明一种可以通过换鞋底来在不同环境中使用的多功能鞋。

受抽插卡式刀具的启发,我利用废弃的铝合金设计了一个抽插鞘,固定在鞋底上,可以安装不同类型鞋底。我又利用卡纸、螺丝钉、吸水棉等材料制作了可以在泥泞路滑和湿滑的路面行走的两种鞋底。

可换鞋底的多功能鞋研究过程如下:构思设计—找材料—制作(老师指导)—初步完成—试用—改进—完成。作品点评本作品利用原理很简单,也容易操作,而且还利用了废旧材料,解决了通过变换鞋底来适应不同环境中利用的难题,既经济又实用,螺丝钉鞋底可以适于在泥泞路滑的地面使用,吸水棉鞋底适于在多水湿滑的路面使用,在使用过程中也可以根据自己的需求制造不同环境使用的鞋底,比如登山鞋底、跑步鞋底等等。可以充分发挥自己的想象力和动手能力。本作品由于受到材料所限,耐拉性稍差,通过改进材料,实用性能可以更好,以后,我将不断地改进。

吸顶节能灯电子镇流器新的固定法

邵秋霖 顾青锋

我家买了新房,装修完后,住进去很舒服。可是,不久天花板上的节能吸顶灯就发生了故障。爸爸买回零件换上就好了,爸爸说是电子镇流器坏了。由于质量的原因,不久电子镇流器又坏了,爸爸只好再把灯拆下来修理。他一边修一边嘟囔真麻烦,每次修理都要把灯全拆下来,能否不用拆底盘就可以换电子镇流器呢?原来电子镇流器是用螺丝反向固定在灯底座上的,再加上吸顶灯安装得比较高,所以修起来很不方便。于是,我和爸爸决定研究解决这个问题。首先我们想到把固定螺丝从正面拧上,可是螺丝帽在反面,维修的时候还是要全拆下来,这个方法不行。我左思右想,又想出了一个办法,用胶把镇流器轻轻粘上,维修时把它掰下来,修好了再粘上。爸爸说这个方法还可以,不过有点麻烦。

有一天,家里来了客人,妈妈和客人说话,怕影响我学习,让我把房门关上。我随手一关,门没动,仔细一看,原来是磁碰把门牢牢地吸住了。我眼前一亮,何不用磁铁把电子镇流器吸附在灯的底盘上呢?于是,我把买来的磁碰粘在电子镇流器的边缘上,试了试,既结实又好取。老师夸奖了我,又对我说:“加上磁铁拆装方便了,不过镇流器的造价也增加了。如果能不增加造价,又能拆装方便就更好了。再想一想,有没有办法解决?”我又开始了艰难的思考。

一天,我到同学家玩,同学的爸爸是修理电器的,我看见他把电视的线路板从卡槽中抽出来修理,修好后又把线路板插进卡槽中,非常方便。我灵机一动,突然想到:用这种方法固定电子镇流器不是很好吗?活动课上我把自己的想法告诉给了老师,老师拍手称赞。于是,在老师的帮助下,我们在吸顶灯的底盘上做成了电子镇流器的卡槽,试了试,效果很好。这种方法既减少了拆装吸顶灯底座的麻烦,又利于厂家降低成本,真是一举两得。这项发明老师帮我们申请了专利,获得了国家专利局颁发的证书。这使我的发明信心更足了,我要发明更多的东西,让生活更加方便、美好。作品点评本作品利用磁铁的吸引力把电子镇流器吸附在节能灯的底盘上;用卡槽固定的方法节省材料,商业价值高,有利于推广使用。

发光发声的毽子

赵惠滋 谢怡莹 李木秀颖

我们非常喜欢踢毽子,可是时间长了,觉得毽子没有声音,有些单调。于是,我们想能不能在毽子上安装一个能发出美妙音乐的东西呢?毽子不会发光,只能在白天踢,天一黑就看不见了,如果在毽子上安装几个彩色发光二极管,毽子就能够在晚上发出漂亮的光,小朋友肯定喜欢!

通过上网查阅资料,目前还没有人发明这一类型的毽子,尤其是既能发光又能发声的毽子,只有一篇由作者本人在《少年发明与创造》(小学版2007年11期)上发表的科技小创意文章。

通过咨询爸爸和科技老师,目前能找到合适的用于制作能发光发声的毽子的材料,预计设计出的产品比一般的毽子要稍大一些,因为毽子的底座内部是空心的,但要内置微电子器材、纽扣电池,所以总质量也要稍重一些。如果制作一个样品,估计费用在20元左右。如果发明得到推广应用、批量生产,估计成本在5元左右。这样的毽子具备了普通毽子的功能,既好玩又好看,在踢的过程中还能锻炼身体、增添乐趣。

发光发声的毽子的设计思路是这样的:(1)将毽子的底座做成空心的,且比普通毽子稍大一些,用于安装电子元器件;(2)在毽子底座中装入2枚纽扣电池和微型音乐集成电路,底座周围安装上几枚不同色彩的微型发光二极管,将它们连接在一起组成一个简单的电路。踢毽子时,触动开关,毽子会触发发声器发出悦耳的声音(根据芯片的不同,有各种悦耳的声音),天黑时,毽子还会发出漂亮的光;(3)毽子底座上下盖为螺丝接口,方便打开和扣合,以便更换电池。

在制作的过程中,需要找到以下小器件:(1)3枚彩色发光二极管、微型音乐卡;(2)以纽扣电池为电源,制作电路连接电子元件;(3)需要制作毽子模型(比普通毽子稍大一些),而且底座是空心的,用于安装电子元器件。通过制作会发光发声的毽子电路模型和测试,基本能达到我们的设计目标。作品点评与目前已有的同类作品相比,赵惠滋等同学发明的这种毽子能发出美妙的音乐,为踢毽子增添乐趣。如果它成为产品得到推广,凭借其新颖、增添运动的趣味性,一定能够得到踢毽子爱好者的欢迎,特别是受到小学生的追捧。希望同学们继续完善这件作品!

双人共享显微镜

孙开一

在上生物课做实验时,由于老师演示后,有些同学没有掌握实验的技巧,对显微镜下观察物体不能理解,不能与老师同步进行,更加浪费时间。这时我突发奇想,要是老师在演示的同时,学生可以和老师同时观察显微镜,老师或是理解能力强、技巧掌握熟练的同学,将显微镜调好其他同学也能同时观察到,那不是更加直观、更能使学生容易理解生物实验课了吗?

回家后,我查阅了大量物理与光学方面的书籍,当看到潜望镜时我受到了启发。我想,潜望镜是利用光的反射原理,影像不变,将潜望镜变成双人、三人、多人同时看可以吗?是否可以和显微镜连在一起呢?

我就和父母讲了我的想法,他们很支持我。爸爸和妈妈去买回来一台显微镜,爸爸按我的想法,设计制作了双人共享的潜望镜,后来又将其与显微镜对接,形成了现在这个雏形“双人共享显微镜”。“双人共享显微镜”利用潜望镜、光反射的原理,利用同步的镜片,以45度角折射光将显微镜观察的影像分为两部分,一部分老师边讲边演示,另一部分同学跟随老师可以同时共享直接观察。制作时,首先把两片优质镜片装在事先做好的光导管中,将显微镜的影像通过镜片反射到两边,再通过两片同样的优质镜片反射到目镜。“双人共享显微镜”使老师在给学生演示显微镜观察细胞时,学生可以和老师同时观察细胞,这样能更好更直观地学习,节约时间,便于理解,提高学习效率。作品点评教学用具同学们接触得最多,所以很容易发现它们在使用中存在的问题。针对这些问题,对教具进行改进,是同学们搞发明创造很好的课题。孙开一同学就发现老师在用显微镜观察时,同学们看不到显微效果,很不方便。于是,他开动脑筋,利用潜望镜、光反射传导的原理发明了这款“双人共享显微镜”。

钥匙型安全稳定插座插头

李应心

我之所以要搞这项发明是由于家庭生活及工业用电中存在着许多隐患,拿最简单的例子来说,在家庭生活中,有不少年幼的儿童,不知道用电常识及用电不当所产生的危险,会用棒状导体插入插孔来取乐,这是非常危险的。并且在生活、工业用电过程中,有时因为接触不牢等问题,会迸出电火花,让人害怕。针对以上两点,在老师的指导下,我设计发明了钥匙型安全稳定插座插头。

本发明摆脱了插座为2孔或3孔的传统观念,将插座设计为单孔,并且将火线、零线、地线的平面分布特意设计为直线结构,大大减少了插座所占的空间。而且将最危险的火线设计到插座插孔一侧的暗槽中,即使将棒状金属插入插孔,棒状金属也不能接触到火线,这样可以有效防止儿童用棒状导体插入插孔所引起的触电危险。在通电过程中,由于火线的触点是被稳定地固定住的,所以可以确保插座使用时的安全稳定性。另外,即使插头插入插孔,不转动插头使火线触点与火线接触也无法通电,这样更进一步增强了本发明的方便性与安全性。作品点评在日常生活中,我们经常使用插座。目前,普通插座在设计上存在一定的缺陷,尤其是对好奇心极强的幼儿,有触电的危险。因此,许多同学针对插座搞出了一些发明。今天,李应心同学创造性地将插座设计为单孔,将最危险的火线设计到插孔一侧的暗槽中,即使小朋友将棒状金属插入插孔也不能接触到火线,没有危险。并且此项发明还有节约空间、使用方便等优点。相信这种插座投放市场后,一定会受到广大消费者的欢迎。

口香糖胶质清除剂

许仲嘉

一些行人常把食用后的口香糖胶质随意乱吐,粘到路面上和凳椅上就很难清除。有没有一种新型药水,只要轻轻涂抹就能清除口香糖胶质呢?于是,我就产生了发明清除口香糖胶质药水的想法。从口香糖的外包装上我知道其主要成分含有胶基。我在网上得知美国已发明一种从柠檬中提取的油性制剂叫柠檬烯,它能有效清除“城市牛皮癣”的顽症。我想,口香糖胶质和“牛皮癣”有着诸多相同点,都是由胶质构成,这种柠檬烯会不会对口香糖胶质也有清除作用呢?我决定动手试一试。

我先在天平上称出10克柠檬烯、40克乳化剂、50克水,也就是按1:4:5的比例配制。先将柠檬烯和乳化剂混合,用搅拌机进行螺旋桨式搅拌,在搅拌过程中慢慢加速使它们充分融合。接着,在混合物中将50克的水分5~6次缓慢加入,在这个过程中让搅拌机保持匀速转动,把结合后产生的许多白色颗粒逐渐搅拌均匀,使制剂变得细腻、光滑。当容器中的制剂完全融合,没有结块和颗粒状后,我的第一次实验完成了。我迫不及待地去鉴定它的效果,对粘在地板上的口香糖残胶又抹又擦,费了好大力气才把粘在地上的残胶清除,实验的效果不理想。这次实验失败了。又经过反复的实验,我终于找到了最佳的配方,就是柠檬烯35克、水44.5克、乳化剂20克、防腐剂0.5克。

我在不同的温度和湿度环境里,用这个配比所制成的试剂均获得了成功。对家里粘在地板上的口香糖残胶能有效清除,那么,对室外的黏结物能否有效清除呢?我带着这个问题去小区里验证了一下它的能力,得出结论:对于新粘的口香糖渣可轻易清除,对于粘连时间较长的可先涂上1~2分钟后再用刷子去除,比起以前又刮又铲的方式显得轻松便捷得多。作品点评许仲嘉同学发明的口香糖胶质清除剂能有效清除口香糖胶质,采用全天然材料配制而成对使用者不会造成任何伤害,且气味芬芳,不会对环境造成二次污染。另外,此溶剂配制比较容易,稳定性好,易于保存。经过配制的溶剂大大降低了使用成本,可节约大量的人力,具有较大的推广价值。

简易环保垃圾车

李文淑

有一天,我和妈妈一起上街,看到马路上一个扫垃圾的阿姨,她扫完垃圾后在把簸箕里的垃圾倒入垃圾车时显得又累又麻烦。于是,我回到家后想做一个既简单又方便的垃圾车,并把构思向爸爸讲述了一遍,爸爸非常赞同和支持我,第二天我就立即行动起来,开始制作准备,最后在爸爸和叔叔的帮助下,一个星期后我们便顺利地完成了这件作品。

简易环保垃圾车是一个车身封闭的箱体,整个箱体用细木工板的木料制作而成,叔叔帮我把木板量好尺寸,然后锯成箱体形状所需要的木板,我和叔叔一起用气钉把它们组成了一个完整的箱体,然后用贴膜纸包装起来。

车的底部装有4个轮子,小轮子是我从小时候骑过的自行车上拆下来的。在前轮的驱动轴上装有毛刷,毛刷转动就会将碎片等垃圾收集到车内,这个毛刷我本想从商店里买,可商店没有,回到家我就想还是自己做吧!最后在爸爸的帮助下,我找到了家里的两个废旧塑料扫把,用上边的毛丝制作了一个圆形的毛刷。之后我想,如果垃圾满了不容易看到,最后又在垃圾车的前面开了一个小窗口,就可以看到车内垃圾的多少了,也可以把垃圾从窗口倒入车内。我又在箱体上制作了一个可以开合的挡板,以便于倒出垃圾。垃圾车用完清理卫生后,还可以将垃圾车竖起放在马路旁,这时它又成了一个临时垃圾箱。作品点评发明源自生活,只要我们平时多注意观察,多动手动脑,搞出一个小发明并非难事。李文淑同学就是发现环保工人要不断地倒垃圾,非常麻烦,于是设计发明了这个能够自动收集垃圾的简易环保垃圾车。该发明设计巧妙,实用性强,具有推广价值。

关于侧翻盖对接屏手机外形的设计

吴让 王之铮

现在,手机的样式、功能在不断发展,但不足也随之显现,如一些智能手机浏览网页时屏幕太小,以至于一些图标字符看不清楚而无法正常使用。为了解决这个问题,我们构思良久。一次,我们偶然发现书本的侧翻性质可以应用在手机上。我们设计的侧翻盖对接屏手机主体分上、下两层,通过侧翻形式连接,翻盖后上下两块屏幕对接在一起即可使内部屏幕使用面积加倍,上网、看电视更清楚。平时打电话、发短信时不需要展开,直接使用正面的数字键和副屏就可以满足要求。这样,在不增大手机体积的情况下,内侧主屏的面积实现了加倍。

一、尺寸的设定

闭合时我们采用了包装广告技术上广泛应用的“黄金分割”原理,宽为7厘米,高为11厘米。打开后内屏幕长为12厘米,宽为9厘米,对角线长15厘米,符合电视长宽4:3的比例。

二、材料的选定

开始我们选择了方便、易找、可塑性强的泡沫塑料。可在制作过程中,我们发现其耐拉力太小,禁不住反复掰折。接着,我们又使用了纸板、铁皮等材料却都因为硬度或舒适性欠佳而放弃。最后,我们选择了具备以上所述所有特点的材料—木头作为制作模型的材料。

三、制作过程1. 我们找到了两块规格合适的木板,并将木板打磨光滑。2. 将一组“十字暗铰”镶嵌在木板左侧上下两端。3. 模型制作完成。

四、完成效果

手机模型闭合时正面为日常使用时的屏幕与键盘,右上角为摄像头,手机右下部为触摸笔,打开后为两块对接严整的屏幕。不仅做到了使屏幕增大的效果,而且屏幕相接处的缝隙最小,尽可能不影响使用手机时的观看效果。

模型制作完成后,我们咨询了一些手机销售人员,均没有发现市面销售这种手机,我们还浏览了TOMPDA、飞力等各大手机网,也没有发现有此类手机,因此侧翻盖对接屏手机的设计填补了大屏幕手机结构设计的空白。作品点评随着科技的发展,手机的功能越来越多,看电视、上网、读书、看报等都可以,但是手机屏幕限制了这些功能。于是,吴让和王之铮两位同学针对这一问题,发明设计了这种侧翻盖对接屏手机,可以增大手机屏幕。本作品设计科学合理,可行性较强,一旦投产,将受到广大消费者的欢迎。

无火花拷棒改进型电线

杨文彬 林辉 杨增辉 杨焕其

我校作息时间是靠机械铃声控制的。由于电铃反复折动,经过一段时间后因弹片(如图①)金属疲劳损伤,造成折断(如图②)。我校几年来因弹片断裂造成价值百元的电铃报废了十多个。而厂家没有备用更换弹片,市面没有相应的配件出售,只好成为废铁。另外,电铃锤头长期敲击,造成锤头磨损、拷棒变形,锤头与铃盖不处在最佳位置,影响铃的发声质量。因此,每过一段时间必须经过调整才能正常使用。图①

我校科技教师吴新生将这一课题交给我们创新兴趣小组。我们分析电铃工作原理及产生故障的原因后,利用头脑风暴法,各抒己见,集思广益后决定对电铃做如下改进。

改进1(如图③):卸掉损坏的弹片,加长衔铁的长度,使衔铁一端绕轴A转动,再找来一根弹性、长度适当的弹簧将衔铁适当位置与固定点B连接,这样就克服了弹片被折断或因拷棒变形发声变差的弊病。改进方法简单,成本低廉。图②图③

改进2(如图④):考虑到长期使用也可能造成弹簧弹性变化,我们又设计了第二种改进方案,原理如下,在改进1的基础上,在电铃右侧并联另一个电磁铁代替弹簧的作用。改装后试通电,由于电磁铁同步吸引衔铁,反而使电铃工作情况更差。吴老师建议我们在其中一个线圈中试串联一个4UF的电容,由于电容使两个线圈电路的电流产生相位差,两个线圈中电流情况如图⑤,两线圈产生磁性的最强时间错开90度,形成你吸我放、你放我吸交替工作状态。图④

改进后的两款电铃在我校试用三个多月,试用期间铃声洪亮、清脆。图⑤

我们还有一个改进设想:模仿扬声器振动发声的原理,即将通入50Hz交流电的线圈,置于如扬声器的环形磁场中,使通电的线圈在磁场中受到电场力的作用上下振动,从而带动拷棒敲打铃盖。作品点评头脑风暴法是搞发明创造常用的方法,可以充分发挥集体的力量。由于我们中学生知识和能力有限,而且学习也非常紧张,所以几个同学合力搞一项发明更加实际。今后同学们在搞发明创造时,不妨充分利用这一方法。

磁性米尺

蒋若涵

我发现老师在使用现有的木质米尺画线,特别是同学出黑板报画横线格时,因为只能用一只手控制一米长的直尺,另一只手要持粉笔画线,所以将直尺按在黑板上画较长直线时容易倾斜,从而造成画线困难。

于是,我结合课堂上学到的科学知识──磁铁具有吸引铁、钴、镍和磁铁周围存在着磁场的性质,让教学用木质米尺在不用手扶的情况下能吸附在铁质黑板或白板上。

具体方案:在米尺的前、中、后端分别挖三个槽,然后嵌入磁铁,为了避免在黑板上移动米尺时磨损黑板表面,我还在磁铁表面粘接了一层软橡胶。当然,本发明的最佳方案是,厂家在生产时直接将数个磁铁设置在米尺内部,使得外表和现有米尺一致。

我的发明从根本上解决了利用米尺画线困难的问题,师生在使用该米尺时,可以实现不用手扶,而直接将木质直尺吸附于铁质黑板或白板上,轻松完成画线或移动的目的。这一小的改进解决了师生经常遇到的大麻烦,是一个值得在中小学校推广的好发明。作品点评发明来源于我们的学习和生活,它并不神秘,就在我们身边。在日常学习和生活中,我们会发现许多不便,针对这些不便对一些物品加以改进,就是很好的发明小课题。蒋若涵同学发现老师和同学们使用米尺在黑板上画线的时候需要一只手扶住木尺,另一只手画线,很不方便,于是开动脑筋,使用加一加发明法,在木尺上增加了3块磁铁,发明了磁性米尺,很好地解决了这个问题。

电脑专用插座

朱亦凡

随着科技的进步和经济的发展,电脑越来越普及,现在已经进入家庭和学校。电脑的外部设备比较多,一个插座上往往要插主机、显示器、打印机、扫描仪、宽带连接、音箱等多种设备。当需要维护拔电源时,问题就出来了,不知道这个插孔对应的是哪种设备,检查时往往要顺藤摸瓜,比较费时。因此,最好有一种写上标签,一看就知道对应的是哪种设备的电脑专用插座。

我的办法是在普通的电源插座外侧,做一可以旋转的按钮,在每个旋钮的多个侧面贴上文字,如主机、显示器、打印机、宽带连接等文字。当插孔插上设备后,旋转旋钮对应的文字与设备一一对应,这样就给每一种设备贴上了标签,方便以后的检修维护,方便省时。

日常生活中每个家庭都有好几种家用电器,如电视机、影碟机、功放机、电风扇等。往往都是三四个电源插头同时插在一个插座上,但这些插头长相都差不多一样,插头要插在插座上或者从插座上拔走时,往往不知拔哪个。例如,有时要拔影碟机插头,却把正在播放的电视机插头给拔了。于是,我们就想为电源插头贴上个名片,也就是在各种家用电器的插头上写上自己的名字,便于区分。作品点评解决问题的方法有许多种,思考的角度不同就会搞出不同的设计。上面两个小发明都是为解决同一问题而设计的,前者是在插座上做标识,而后者则是在插头上标注,都成功地解决了插头不易分辨的问题。

大蒜播种机

倪军

我的家乡苍山县是山东省大蒜主产区之一,年播大蒜数万亩。现在的播种方式均为手工操作,费时费力,效率低下。为了提高大蒜播种速度,我从小就想发明一种机器,能够大幅度提高大蒜播种速度,但由于专业知识的欠缺,直至3年前才着手尝试制作。先后试制了几十种模型,并不断改进,终于形成了现在的机械样品。

现有技术的大蒜播种机,主要存在如下缺陷:一是播种不均匀;二是不能保证蒜种芽朝上、根朝下直立播种;还存在蒜种有时会被卡住、下种不畅通的现象,不适于在潮湿的地里播种。

本实用新型的目的是解决现有技术播种不均匀、不能保证蒜种直立播种和下种不畅的技术问题,提供一种新型大蒜播种机,以克服现有技术的不足。结构图 1. 牵引杆 2. 蒜种容器 3. 机架 4. 网筒 5. 下种管 6. 播种软管 7. 播种管 8. 轮杆 9. 压杆支杆 10. 电源 11. 播种轮 12. 拉簧 13. 压杆 14. 播种杆 15. 对接皮 16. 振动器 17. 挡土板 18. 犁头 19. 两半圆塑料管 20. 固定杆

为了实现上述目的,本实用新型大蒜播种机,包括机架、蒜种容器、位于蒜种容器下面的下种筒、与下种筒连通的播种软管、播种轮、机架前部的牵引杆和机架下面的犁头。下种桶内设有网筒,播种软管的下端设有其截面呈弧形上、下对合的两半圆塑料管,上半圆塑料管上设有倒L形播种杆,上半圆塑料管的末端设有与播种杆对应的小孔,下半圆塑料管的末端设有两块相对接皮,下半圆塑料管的下面设有振动器,振动器通过导线与设置在机架上的电源连接。播种杆的上面设有拉簧,拉簧的一端连接在播种轮轴上。

为了播种均匀,播种轮一侧的周边均匀设有播种管,相邻两播种管的间距,即为株距。播种管上设有压杆支杆。上半圆塑料管的末端设有拉簧,拉簧的一端连接设置在播种轮上的压杆上,播种轮上设有固定杆,固定杆的一端与播种轮轴连接,另一端与压杆活动连接。

为了减小播种轮与地面的压强,增大与地面的摩擦力,播种轮一侧的周边均匀设有轮杆。播种轮的两侧设有挡土板,挡土板上设有与机架下部连接的拉簧。上半圆塑料管的末端设有堵头。作品点评大蒜播种机设计合理、使用方便,播种时,蒜种芽挂在网孔上而使蒜种保持正立并通过振动器和播种杆的设置,解决了现有技术播种不均匀、不能保证蒜种直播和下种不畅的技术问题。

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

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