王衣褐

引言

螺絲刀是我們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛應用的工具，在汽車修理、機械制造等行業(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？在王老師的鼓勵下，我開始對這個問題進行研究。

通過網(wǎng)絡搜索，我查找到有人曾經(jīng)研制出“握釘器螺絲刀”和“托盤式電動螺絲刀”。但這兩種設備都較為復雜，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，以及單手擰螺絲的問題，經(jīng)過認真思考、設計和實驗，我設計了“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月確定了項目并開始研制，主要經(jīng)歷了信息搜索、圖紙設計、成品模型制造、檢驗與完善等4個階段。

信息搜索

首先，我在網(wǎng)絡上進行了搜索，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，當螺絲刀磁性弱的時候，螺絲釘會發(fā)生歪斜、晃動，無法順利將螺絲釘準確送入插入口。因此，我認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問題的東西。能不能設計一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、制作成本又低的螺絲釘夾帶器呢？

圖紙設計與成品模型制造

在王老師的“科技活動社團”上，我學到了夾子原理——杠桿原理。如果能有一個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，將彈簧的兩個端口向順著彈簧圈的同一個方向彎折，圓形的彈簧圈不就可以插在螺絲刀桿上了嗎？將兩個端口做成半圓形，合在一起形成一個圓形，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，于是又改進了最初的想法，在彈簧圈與螺絲刀桿的中間用一個硬一些的大小合適的長圓柱形的東西隔開，既增強穩(wěn)定性，又便于夾帶器上下移動。同時在滑動套的下端用東西阻擋，防止夾帶器掉落（見圖1）。

按照設計圖，我找來了桿子長一些的螺絲刀、細鉛條、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釘夾帶器請教了王老師。王老師對我的設計給予了充分肯定，同時也提出了改進的建議：第一，細鉛條的彈性不好，端口打開后不容易恢復原狀，建議我改用有一定彈性的鋼絲制作。第二，滑動套如果太松，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，建議手柄末端做成帶拐彎的。

根據(jù)王老師的建議，我對螺絲釘夾帶器進行了修改。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，準備好膠帶、鉗子等工具進行制作。經(jīng)過反復開合實驗，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。

檢驗與完善

我?guī)е以O計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，都感到這個夾帶器在擰螺絲時非常好用，也都對我的產(chǎn)品給予了高度評價，還給我寫了使用證明。在江蘇省第26屆科技創(chuàng)新大賽上，評委們對我的產(chǎn)品也很感興趣，在認可使用效果的同時，也對我的產(chǎn)品提出了改進建議。

回來后，經(jīng)過反復思考，參考了大家的改進建議，終于完成了最終設計。我又在試制的過程中克服了多個困難，終于把第2次改進后的螺絲釘夾帶器做好了。經(jīng)過多次檢驗，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

我設計的螺絲釘夾帶器與普通的螺絲刀配合起來使用，有以下的特點和應用前景：

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。這樣的設計便于在狹窄的空間比較自如地擰入螺絲釘，也方便單手殘疾人士進行操作。

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

適用性強。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，裝置設計簡單，使用方便。

經(jīng)濟效益好。我設計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)，一定會有不錯的市場前景。

不足之處與改進想法

目前夾帶器采用現(xiàn)成的膠管作為套管，穩(wěn)定性不太強，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，同時適用不同型號的螺絲刀。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，這樣就可以實現(xiàn)與不同螺絲刀的隨意搭配使用。

該項目獲得第30屆全國青少年科技創(chuàng)新大賽創(chuàng)新成果競賽項目小學組技術與設計一等獎。

專家評語

該項目選題有意義，查新較準確，研究方案設計可行。作品具有較好的創(chuàng)新性和實用性。作者受到木夾子工作原理的啟發(fā)，設計并制作了該作品。與相關研究比較，該設計有獨到之處。