王衣褐

引言

螺絲刀是我們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛應(yīng)用的工具，在汽車修理、機(jī)械制造等行業(yè)更為常見。我爸爸是汽車修理工，我經(jīng)常到他的修理廠去玩。通過觀察發(fā)現(xiàn)，工人在修理汽車時(shí)常常遇到一些空間狹窄的地方，擰螺絲很不方便。能不能發(fā)明一種能固定螺絲釘、方便遞送的裝置呢？在王老師的鼓勵(lì)下，我開始對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行研究。

通過網(wǎng)絡(luò)搜索，我查找到有人曾經(jīng)研制出“握釘器螺絲刀”和“托盤式電動(dòng)螺絲刀”。但這兩種設(shè)備都較為復(fù)雜，不便于快速找到螺絲釘插入口，而且成本都比較高，在空間狹窄的地方使用有一定的局限性。

為了有效解決在空間狹窄的地方擰螺絲，以及單手?jǐn)Q螺絲的問題，經(jīng)過認(rèn)真思考、設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，我設(shè)計(jì)了“螺絲釘夾帶器——螺絲刀配套使用裝置”。

研究方法與過程

2014年7月確定了項(xiàng)目并開始研制，主要經(jīng)歷了信息搜索、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、成品模型制造、檢驗(yàn)與完善等4個(gè)階段。

信息搜索

首先，我在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行了搜索，發(fā)現(xiàn)目前廣泛采用的解決辦法，是用帶磁性的螺絲刀口來控制螺絲釘。但是，當(dāng)螺絲刀磁性弱的時(shí)候，螺絲釘會(huì)發(fā)生歪斜、晃動(dòng)，無法順利將螺絲釘準(zhǔn)確送入插入口。因此，我認(rèn)為靠磁性固定螺絲釘并不可靠。爸爸帶我在泗洪縣城和宿遷市區(qū)的五金商店調(diào)查，結(jié)果也沒有買到能解決相關(guān)問題的東西。能不能設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、制作成本又低的螺絲釘夾帶器呢？

圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與成品模型制造

在王老師的“科技活動(dòng)社團(tuán)”上，我學(xué)到了夾子原理——杠桿原理。如果能有一個(gè)像夾子一樣的東西夾住螺絲釘不就解決了夾帶穩(wěn)定性的問題了嗎？可是怎樣才能讓夾子狀的東西既夾得住螺絲釘，又能不妨礙螺絲刀口插入螺絲釘頂上的擰帶口呢？這個(gè)夾帶器該怎么跟螺絲刀弄在一起呢？地方比較狹窄或者是單手殘疾人怎樣才能使用方便呢？這么多的疑問困擾了我好多天，反復(fù)擺弄著夾子，拆拆卸卸中居然讓我想到了解決問題的辦法！

把晾衣夾子中間的彈簧取出，將彈簧的兩個(gè)端口向順著彈簧圈的同一個(gè)方向彎折，圓形的彈簧圈不就可以插在螺絲刀桿上了嗎？將兩個(gè)端口做成半圓形，合在一起形成一個(gè)圓形，這樣不就可以牢牢地夾住螺絲釘了嗎？可是怎么才能控制端口的開合呢？根據(jù)杠桿原理，只要在另一端連接2根控制桿就可以控制端口的開合了！

后來我想到中間的彈簧圈直接套在螺絲刀桿上不夠牢固，于是又改進(jìn)了最初的想法，在彈簧圈與螺絲刀桿的中間用一個(gè)硬一些的大小合適的長圓柱形的東西隔開，既增強(qiáng)穩(wěn)定性，又便于夾帶器上下移動(dòng)。同時(shí)在滑動(dòng)套的下端用東西阻擋，防止夾帶器掉落（見圖1）。

按照設(shè)計(jì)圖，我找來了桿子長一些的螺絲刀、細(xì)鉛條、吸管、鉗子、膠帶等，開始做模型。先將吸管剪下約3cm長套在螺絲刀桿上，用細(xì)鉛條纏繞在吸管上，兩端伸出一定長度，并將端口做成半圓形，使兩個(gè)端口閉合成圓形，便于夾帶螺絲釘；向相反方向延伸綁定2根細(xì)鉛條，使得延伸端手柄可以控制圓形端口的開合（見圖2）。

我?guī)е龊玫穆萁z釘夾帶器請(qǐng)教了王老師。王老師對(duì)我的設(shè)計(jì)給予了充分肯定，同時(shí)也提出了改進(jìn)的建議：第一，細(xì)鉛條的彈性不好，端口打開后不容易恢復(fù)原狀，建議我改用有一定彈性的鋼絲制作。第二，滑動(dòng)套如果太松，夾帶螺絲釘就不穩(wěn)定，建議我改用大小合適的橡膠套，讓滑動(dòng)套和螺絲刀桿有一定的緊密度。第三，操作手柄是直的，而且太光滑，不好控制夾帶器上下移動(dòng)，建議手柄末端做成帶拐彎的。

根據(jù)王老師的建議，我對(duì)螺絲釘夾帶器進(jìn)行了修改。我和爸爸一起到街上買來直徑約2mm的鋼絲和能與螺絲刀桿配套的橡膠管，準(zhǔn)備好膠帶、鉗子等工具進(jìn)行制作。經(jīng)過反復(fù)開合實(shí)驗(yàn)，夾帶口依然能夠閉合很緊；把螺絲釘放入夾帶口，能牢牢夾住，連甩都甩不掉；操縱桿使用也很方便，可以非常自如地打開并拉回。

檢驗(yàn)與完善

我?guī)е以O(shè)計(jì)的夾帶器跟著爸爸來到了他的汽車修理廠和樓下修理鋪師傅家，他們使用我的螺絲釘夾帶器后，都感到這個(gè)夾帶器在擰螺絲時(shí)非常好用，也都對(duì)我的產(chǎn)品給予了高度評(píng)價(jià)，還給我寫了使用證明。在江蘇省第26屆科技創(chuàng)新大賽上，評(píng)委們對(duì)我的產(chǎn)品也很感興趣，在認(rèn)可使用效果的同時(shí)，也對(duì)我的產(chǎn)品提出了改進(jìn)建議。

回來后，經(jīng)過反復(fù)思考，參考了大家的改進(jìn)建議，終于完成了最終設(shè)計(jì)。我又在試制的過程中克服了多個(gè)困難，終于把第2次改進(jìn)后的螺絲釘夾帶器做好了。經(jīng)過多次檢驗(yàn)，夾帶器夾帶螺絲釘更加牢固，操作更加簡單方便，單手使用更加自如（見圖3）。

總結(jié)與展望

我設(shè)計(jì)的螺絲釘夾帶器與普通的螺絲刀配合起來使用，有以下的特點(diǎn)和應(yīng)用前景：

方便。通過夾帶器夾帶螺絲，操作方便；通過手柄松開夾帶口，使螺絲釘順利擰入。這樣的設(shè)計(jì)便于在狹窄的空間比較自如地?cái)Q入螺絲釘，也方便單手殘疾人士進(jìn)行操作。

新穎。用鐵絲做成螺絲釘夾帶器，并與螺絲刀配合使用，這個(gè)發(fā)明是目前市場上沒有的，很好地解決了實(shí)際操作中的難題。

適用性強(qiáng)。螺絲釘夾帶器用普通鋼絲就能制作出來，解決了在狹小空間使用的問題，裝置設(shè)計(jì)簡單，使用方便。

經(jīng)濟(jì)效益好。我設(shè)計(jì)的螺絲釘夾帶器材料簡單，成本低廉，卻能夠發(fā)揮巨大的作用，更重要的是解決了狹小空間和單手殘疾人士使用的問題，如果批量生產(chǎn)，一定會(huì)有不錯(cuò)的市場前景。

不足之處與改進(jìn)想法

目前夾帶器采用現(xiàn)成的膠管作為套管，穩(wěn)定性不太強(qiáng)，今后可以專門制作橡皮套管，這樣可以讓套管更好地與螺絲刀桿貼合，使得夾帶螺絲更穩(wěn)定，同時(shí)適用不同型號(hào)的螺絲刀。另外，目前的夾帶器與不同螺絲刀的隨意搭配使用還受到一定限制，如果能讓螺絲釘夾帶器用類似于像體積不大的架子一樣的東西夾在螺絲刀桿上，這樣就可以實(shí)現(xiàn)與不同螺絲刀的隨意搭配使用。

該項(xiàng)目獲得第30屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽創(chuàng)新成果競賽項(xiàng)目小學(xué)組技術(shù)與設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)。

專家評(píng)語

該項(xiàng)目選題有意義，查新較準(zhǔn)確，研究方案設(shè)計(jì)可行。作品具有較好的創(chuàng)新性和實(shí)用性。作者受到木夾子工作原理的啟發(fā)，設(shè)計(jì)并制作了該作品。與相關(guān)研究比較，該設(shè)計(jì)有獨(dú)到之處。