任新年,快樂發(fā)明體系創(chuàng)始人,上海新紀(jì)元教育集團瑞安總校校長助理,溫州大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師,中國發(fā)明協(xié)會會員,2013年浙江省十大教育影響力人物;主編或參編的圖書有《創(chuàng)造發(fā)明我能行》《智慧之光》《快樂魔方》《快樂發(fā)明——20小時讓你成為小小發(fā)明家》;指導(dǎo)學(xué)生獲得300多項國家發(fā)明專利和7000多項國家實用新型專利,因創(chuàng)新教育成果突出,獲得“中國百佳創(chuàng)新型名師”稱號。
橡皮和鉛筆原本是兩項不同的技術(shù)成果。一位貧窮的畫家威廉把它們組合在一起,發(fā)明了把橡皮包在鉛筆頭上的鉛筆,因此獲得了專利。他把這個專利賣給了拉巴地布鉛筆公司,使該公司每年僅專利費一項收入,就高達(dá)50萬美元。
像這樣將已有的不同物品或其配件進行巧妙組合,構(gòu)成新的更好的物品的發(fā)明方法稱為組合法。
有人對1900年以來的480項重大發(fā)明成果進行了分析,發(fā)現(xiàn)從1950年以后,組合型發(fā)明成果的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了突破型發(fā)明成果的數(shù)量,組合法成為占主導(dǎo)地位的發(fā)明技法。
組合法也是我們中小學(xué)生創(chuàng)造發(fā)明所最常用、入門最簡單的發(fā)明技法,主要有以下三種類型。
一、主體附加
在原有物品的基礎(chǔ)上加一個附件,從而補充、完善和擴大原有物品的功能,如巳德膜+太陽傘=太陽觀測傘。
來自澳門培正中學(xué)的陳嘉欣同學(xué)在一次觀測太陽黑子活動中,發(fā)現(xiàn)在烈日當(dāng)空的情況下進行天文觀測活動很不方便。因為觀測者一方面要組裝和使用復(fù)雜的儀器,另一方面又要避免太陽光直射人體造成傷害,所以總要手持一把傘來遮擋紫外線,相當(dāng)累。為此,陳嘉欣發(fā)明了一種觀察太陽的太陽傘(本作品已獲得國家實用新型專利)。而憑借創(chuàng)新潛能優(yōu)勢,陳嘉欣還在2016年通過自主招生考試順利考入澳門大學(xué)。
這種用于觀察太陽的太陽傘,是根據(jù)“主體附加”的原理進行設(shè)計的。它包括用于遮擋陽光和雨水的傘面、用于支撐傘面的傘柄。傘面上設(shè)有上部開口的支撐臺,支撐臺頂部設(shè)有可調(diào)節(jié)高度的撐桿,巴德膜安裝在撐桿上,通過調(diào)節(jié)撐桿的高度從而調(diào)節(jié)巴德膜的觀測角度。巴德膜是太陽濾鏡的一種,和其他的同類產(chǎn)品所不同的是,巴德膜在消減光線和有害輻射的同時,并不會降低被攝物的反差。也就是說,使用巴德膜作為太陽濾鏡可以取得更好的像質(zhì),甚至可以輕易地記錄下太陽表面的黑子活動。
二、同物組合
將相同的事物進行組合,從而增加物品的功能、節(jié)省空間材料,產(chǎn)生新的發(fā)明。
在日常生活中我們會發(fā)現(xiàn)這樣一個問題:提普通水桶時,水桶常常碰到腳,還會因此濺出水來。而且一只手提著很重的水桶走,身體總會往水桶那一邊傾斜,很難平衡。如果水桶太重的話,提水桶的手還會被勒紅。
為了解決這個問題,浙江省平陽二中的白睿同學(xué)發(fā)明了“姐妹提桶”。此水桶是在水桶中間加上隔板,從而將普通水桶變成了可一分為二的“姐妹提桶”。與普通水桶相比,它還要再加上一個提把,提把裝在兩側(cè)。使用時,可以將水桶拆分開來,分別用兩只手提,使身體不至于難以平衡。由于水桶是一分為二,可拆分開來使用的,水桶從一個圓柱體變成了兩個半圓柱體。半圓柱體的好處就在于提起來時不易磕碰到腳。不使用水桶時,就可以通過隔板上的接口將兩部分結(jié)合在一起,變成一個水桶。這項發(fā)明解決了普通水桶在使用時出現(xiàn)的一些問題,非常具有實用價值。
浙江省瑞安市莘塍實驗小學(xué)一年級學(xué)生夏晨睿,發(fā)現(xiàn)家里掌廚的奶奶無論是切生菜還是熟菜,都只在一個菜板上切,感覺不太衛(wèi)生,而買兩個菜板又太占位置了,用起來還不方便。于是他發(fā)明了“雙層菜板”。這個菜板有兩層,設(shè)有推拉按鈕。要切熟菜時,就使用第一層菜板;要切生菜時,輕輕一推按鈕,就可以使用第二層菜板?!半p層菜板”既實用又不占地方,使用它,生菜和熟菜就不會混合在一起切,相對來說比較衛(wèi)生。
三、異類組合
把兩種或兩種以上不同的物品進行有機組合,可產(chǎn)生一種新的物品。
來自浙江省瑞安市集云實驗學(xué)校的李青陽同學(xué),就將照明設(shè)備與簽字筆這兩種截然不同的產(chǎn)品進行組合,設(shè)計出了一種可以照明的簽字筆(本作品已獲得國家實用新型專利)。
這種可以照明的簽字筆,在細(xì)節(jié)方面設(shè)訃得很精彩:1.設(shè)有聚光燈開關(guān),在傳統(tǒng)固定式電源燈上增加可聚光的使用模式,將光線聚集在一起可以極大地提高光照亮度;2.設(shè)有光度調(diào)節(jié)器,相對于傳統(tǒng)固定燈照強度來說,增加調(diào)節(jié)器可以使用戶根據(jù)身邊的環(huán)境來選擇更適合自己的光照亮度;3.還設(shè)有液晶顯示屏,將設(shè)備各個部件的實時工作情況以及工作模式一體化地顯示在屏幕上,方便用戶及時查看并根據(jù)需要調(diào)整,提高整體的使用效率;4.設(shè)有聚氨酯防水涂料殼,聚氨酯是一種超疏水性材料,水、油、甚至普通油漆都難以在其表面附著,讓設(shè)備內(nèi)部始終保持干燥的狀態(tài);5.設(shè)有超合金燈筒,合金的超高硬度以及耐熱性使得設(shè)備在受到高溫、擠壓、磕碰后,依舊保持原狀,不會在受外力的作用時輕易產(chǎn)生形變;6.設(shè)有透明燈罩,燈泡外殼是易脆玻璃制品,在使用過程中容易受外力碰撞導(dǎo)致破裂,照明簽字筆選用的透明燈罩是一種鋼化后的透明玻璃,可以在不影響燈泡正常工作的同時為其提供良好的保護。
由以上實例可以看出,巧妙的組合可以給發(fā)明者提供創(chuàng)造的想象天地。然而,組合并不是湊合,不加選擇地把兩樣物品隨意組合在一起是行不通的,也是沒有必要的。只有恰當(dāng)?shù)?、實用方便的完美組合,才可以使事物相互補充、和諧一致,同時擴大物品用途,增加功能,提高效益。
組合發(fā)明的物品不僅要有實用性,還要有可行性。找出你認(rèn)為有必要改造的物品,根據(jù)上面介紹的三種組合方法,嘗試著去發(fā)明吧,相信你能行!
(編輯 巧克力)