抓住发明过程的规律轻松成为小发明家
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任新年,快乐发明体系创始人,上海新纪元教育集团瑞安总校校长助理,温州大学大学生创业导师,中国发明协会会员,2013年浙江省十大教育影响力人物;主编或参编的图书有《创造发明我能行》《智慧之光》《快乐魔方》《快乐发明——20小时让你成为小小发明家》;指导学生获得300多项国家发明专利和7000多项国家实用新型专利,因创新教育成果突出,获得“中国百佳创新型名师”称号。
发明创造的具体过程千变万化、丰富多彩,然而一般都有一定的规律。按照规律进行发明,才能一步一步地完成创造,取得发明成果。
有位名人说过,发现问题等于成功了一半。发明课题决定着发明创造的方向和目标,也在一定程度上决定了发明创造的价值和可行性。选择发明课题首先要考慮社会的需要,要善于捕捉人们在工作、学习、生活中的需求和碰到的问题,考虑如何弥补现有物品的缺点,提高性能,扩展其用途。
发明课题一旦确定,就必须为寻找创造的途径和方法做大量的准备工作,所以发明者不要忘记查看相关的书籍和搜集资料。搜集和阅读资料,不仅能为创造发明做好准备工作,还会给发明者带来灵感。爱因斯坦写相对论只用了5个星期,但在此之前,他至少用了7年的时间来做准备工作。
尽管发明者在创造发明前都进行了长期的准备,但在创造过程中仍然会遇到一些意想不到的状况。这时,发明者就得灵活地运用创造技法,提出具有创造性的能解决问题的设想或技术方案,找出实践该设想或方案的途径,巧妙地解决问题。这是整个发明过程中最关键的环节。
最初的创造性设想和方案都很难做到切实可行、完美无缺,所以需要发明者不断修改和完善,在实践中对存在的缺陷进行不断改进,以求取得最理想的成果。任何发明,只要发明者亲自动手制作,往往就能从中获得更多的灵感,涌现出许多更好的方法,从而使发明更加完善,也能让自己获得成功的喜悦。
下面我们以瑞安市新纪元实验学校任浩翔同学发明“多功能便携式捉蟹钳”的过程和杭州市春蕾中学王星烨同学发明“皮皮虾壳肉分离器”的过程为例,具体分析创造发明的过程。
大闸蟹是许多“吃货”的心头好。大闸蟹刚买来时大都被绳子绑着,十分乖巧老实。煮之前,人们需要先解开绳子,帮大闸蟹“洗澡”。可一松绑,大闸蟹就会“横行霸道”,挥舞起大钳子,露出凶猛本性。要是不小心,人们清洗大闸蟹时容易被夹伤,很不安全。可如果小心翼翼地清洗大闸蟹,就会浪费很多时间。那有没有什么工具能轻松捉住大闸蟹呢?任洁翔同学这样想着,于是,他这样就迈出了发明创造的第一步——发明什么。
第二步,任浩翔开始搜集资料,进行分析论证。他发现,市场上有一款抓煤球的工具——火钳,很适合远距离夹取东西。那么,如果对火钳进行改造,是否能制造出一款实用的“捉蟹钳”呢?
第三步,酝酿方案,进行初步改造。任浩翔发明的第一代捉蟹钳有两只火钳一样的长手臂,钳的头部分别装有两个大小、形状相同的夹片。每个夹片的上下两端,都分别装有三条弯曲的铁丝。在父亲的支持下,任浩翔采购了火钳、夹片、铁丝等材料,并利用机械厂的机器将各个需要的部分焊接在一起,将设计变为了实物。
经过试用,任浩翔发现,捉蟹钳就像爪子一样,能轻而易举地抓住乱爬的螃蟹。但这个第一代捉蟹钳也存在不足:1.只能从上往下捉住螃蟹;2.夹取体形大的螃蟹时,并不稳当。
第四步,改进设计,完善发明。为了改掉第一代捉蟹钳的缺点,任浩翔设计了第二代捉蟹钳。第二代捉蟹钳的钳头与第一代大不相同,它的两个夹片一大一小,大夹片的左右两端还设有凹槽。
第二代捉蟹钳共有两种使用方法:
1. 夹梭子蟹时,侧着夹,即前夹(小)从蟹底部插入,后夹夹住。
2. 夹大闸蟹时,从上往下夹,即后夹抵住蟹的头部,前夹抵住蟹尾。
经过改进后,捉蟹钳的设计基本完美了。这款捉蟹钳易上手、省力气、夹得牢,相当实用,而且兼具了制作材料简单、成本低的优点,适合家用和商用。
(本作品已获得国家实用新型专利)
王星烨同学和任浩翔同学一样,是个爱思考的“吃货”。爱吃皮皮虾的王星烨发现,皮皮虾的壳坚硬且锋利,很容易将人的手和嘴刮伤。这让缺少吃海鲜经验的人更是无从下手,只得硬生生错过这道美味。那能不能发明一种工具,让皮皮虾剥起来简单,吃起来安全呢?在确定发明课题之后,王星烨开始思考解决办法,并查找资料。
在头两次的设计中,王星烨都运用了“刀片切割”的原理,试图通过用刀片割开皮皮虾壳的方式,对皮皮虾进行壳肉分离。但经过实验她发现:一旦工具中用了刀刃,就多了一分危险。她想,难道没有更好的办法吗?
最后,王星烨从“血蛤开启器”(血蛤开启器放在血蛤背部可直接撑开血蛤)获得灵感,开始更新设计思路,完善发明。她利用火钳和镊子的原理,将卡簧钳和医用敷料镊子进行组合,发明出了最新的皮皮虾壳肉分离器。
卡簧钳1把、医用敷料镊子1把,固定转轴1个,橡胶垫2片,簧片2片。
1. 将卡簧钳手柄切割下来,并进行反向焊接,作为上下钳柄;
2. 给上下钳柄分别贴上橡胶垫,再用固定轴旋转连接,然后分别安装上簧片和下簧片;
3. 切除卡簧钳钳头弯曲部分,并在上下两端焊接上长5cm的医用敷料镊子,作为上下钳头。
先将上钳头的头端从皮皮虾的腹部尾端或者颈端插入,使上钳头的上表面与皮皮虾肉贴合,下钳头的下表面与皮皮虾的壳贴合;然后通过握紧钳柄使得上钳头与下钳头分离,从而使皮皮虾的壳肉分离。有了这款皮皮虾壳肉分离器,食用皮皮虾时就不会被皮皮虾的壳刮伤。上钳头与下钳头为弧形,上钳头与下钳头的纵截面为“月牙”形,使得钳头插入皮皮虾体内时能够更好地与皮皮虾的壳和肉贴合,能够使皮皮虾的壳肉分离得更彻底。
本作品具有结构简单、设计合理、操作方便、适用群体广、能够有效分离皮皮虾的壳肉等优点,具有极高的市场推广价值。
(本作品已获得国家实用新型专利)
只要你像任浩翔、王星烨两位同学一样,热爱生活,热心发明,在生活中遇到使用不方便、不舒适的东西,不是忍受,而是想办法去改造或改变,充分发挥自己的聪明才智,不断构思,不断改进,一步一步地去创造,那么总有一天你会拥有自己的发明。
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