文福建省三明市第一中學(xué)高三（1）班

磁電式太空筆

文福建省三明市第一中學(xué)高三（1）班朱敏莘

小時(shí)候聽過這樣一個(gè)故事，美國(guó)航天局向全民征求可在太空用的筆，有個(gè)小學(xué)生提議用鉛筆。雖然后來證實(shí)這只不過是一個(gè)虛構(gòu)的故事，但它卻讓我對(duì)太空筆非常感興趣。

最近我看了一部電影《三傻大鬧寶萊塢》，電影里指出了不用鉛筆的原因——鉛筆屑會(huì)飄進(jìn)人眼和儀器，十分危險(xiǎn)。這又重新燃起了我對(duì)太空筆的熱情。

一、研究目的

磁電式太空筆是一種以全新思路設(shè)計(jì)的太空鋼筆，依靠電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與磁鐵相互作用來推墨，可克服失重、真空的問題。該筆還能在水下、高溫、嚴(yán)寒等條件下使用，可在任何物體表面書寫。

二、研究設(shè)計(jì)

磁電式太空筆的整體構(gòu)造見圖1。它主要由四大部分構(gòu)成，即筆身、電池開關(guān)裝置、電阻調(diào)節(jié)裝置、筆尖裝置。

其中透明片用來判斷墨水是否加滿，螺線圈是筆身的核心部件，通電后產(chǎn)生電流，在管內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)，與磁鐵相互作用，繼而帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。磁鐵與活塞固定連在一起，內(nèi)芯與外界有氣孔相通。

圖1

電池開關(guān)裝置和電阻調(diào)節(jié)裝置詳見圖2。

圖2

電池和絕緣環(huán)面固連在一起，轉(zhuǎn)動(dòng)絕緣環(huán)面，帶動(dòng)導(dǎo)體觸頭調(diào)節(jié)電流的通斷和正反，進(jìn)而使活塞上吸或下壓。一條導(dǎo)線連接導(dǎo)體夾片和導(dǎo)體環(huán)，另一條導(dǎo)線連接與之成對(duì)的導(dǎo)體夾片和電阻環(huán)，轉(zhuǎn)動(dòng)嵌片絕緣環(huán)面，即可使導(dǎo)體片在導(dǎo)體環(huán)和電阻環(huán)之間移動(dòng)，改變回路電阻。

筆尖裝置上的滾珠為超級(jí)滾珠，堅(jiān)固耐用。使用時(shí)，將筆尖插入墨水中，旋轉(zhuǎn)螺旋環(huán)，使其上升，暴露出圓孔即可打開開關(guān)吸墨，吸墨結(jié)束后，下降螺旋環(huán)，取出筆尖。

這種將吸墨口和出墨口分離的創(chuàng)新，使磁電式太空筆兼具鋼筆和圓珠筆的優(yōu)點(diǎn)，既可循環(huán)使用，又不暴露墨液，環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)。

另外，我還設(shè)計(jì)了一款配套的墨水瓶。筆頭從海綿體中插入，海綿體底部有軟塑膜擋住墨水，洗完墨后，拔出筆尖，所沾墨液被海綿體吸走，無需擦拭筆尖。（指導(dǎo)老師：楊翠）