抓住發明過程的規律輕松成為小發明家
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任新年,快樂發明體系創始人,上海新紀元教育集團瑞安總校校長助理,溫州大學大學生創業導師,中國發明協會會員,2013年浙江省十大教育影響力人物;主編或參編的圖書有《創造發明我能行》《智慧之光》《快樂魔方》《快樂發明——20小時讓你成為小小發明家》;指導學生獲得300多項國家發明專利和7000多項國家實用新型專利,因創新教育成果突出,獲得“中國百佳創新型名師”稱號。
發明創造的具體過程千變萬化、豐富多彩,然而一般都有一定的規律。按照規律進行發明,才能一步一步地完成創造,取得發明成果。
有位名人說過,發現問題等于成功了一半。發明課題決定著發明創造的方向和目標,也在一定程度上決定了發明創造的價值和可行性。選擇發明課題首先要考慮社會的需要,要善于捕捉人們在工作、學習、生活中的需求和碰到的問題,考慮如何彌補現有物品的缺點,提高性能,擴展其用途。
發明課題一旦確定,就必須為尋找創造的途徑和方法做大量的準備工作,所以發明者不要忘記查看相關的書籍和搜集資料。搜集和閱讀資料,不僅能為創造發明做好準備工作,還會給發明者帶來靈感。愛因斯坦寫相對論只用了5個星期,但在此之前,他至少用了7年的時間來做準備工作。
盡管發明者在創造發明前都進行了長期的準備,但在創造過程中仍然會遇到一些意想不到的狀況。這時,發明者就得靈活地運用創造技法,提出具有創造性的能解決問題的設想或技術方案,找出實踐該設想或方案的途徑,巧妙地解決問題。這是整個發明過程中最關鍵的環節。
最初的創造性設想和方案都很難做到切實可行、完美無缺,所以需要發明者不斷修改和完善,在實踐中對存在的缺陷進行不斷改進,以求取得最理想的成果。任何發明,只要發明者親自動手制作,往往就能從中獲得更多的靈感,涌現出許多更好的方法,從而使發明更加完善,也能讓自己獲得成功的喜悅。
下面我們以瑞安市新紀元實驗學校任浩翔同學發明“多功能便攜式捉蟹鉗”的過程和杭州市春蕾中學王星燁同學發明“皮皮蝦殼肉分離器”的過程為例,具體分析創造發明的過程。
大閘蟹是許多“吃貨”的心頭好。大閘蟹剛買來時大都被繩子綁著,十分乖巧老實。煮之前,人們需要先解開繩子,幫大閘蟹“洗澡”。可一松綁,大閘蟹就會“橫行霸道”,揮舞起大鉗子,露出兇猛本性。要是不小心,人們清洗大閘蟹時容易被夾傷,很不安全??扇绻⌒囊硪淼厍逑创箝l蟹,就會浪費很多時間。那有沒有什么工具能輕松捉住大閘蟹呢?任潔翔同學這樣想著,于是,他這樣就邁出了發明創造的第一步——發明什么。
第二步,任浩翔開始搜集資料,進行分析論證。他發現,市場上有一款抓煤球的工具——火鉗,很適合遠距離夾取東西。那么,如果對火鉗進行改造,是否能制造出一款實用的“捉蟹鉗”呢?
第三步,醞釀方案,進行初步改造。任浩翔發明的第一代捉蟹鉗有兩只火鉗一樣的長手臂,鉗的頭部分別裝有兩個大小、形狀相同的夾片。每個夾片的上下兩端,都分別裝有三條彎曲的鐵絲。在父親的支持下,任浩翔采購了火鉗、夾片、鐵絲等材料,并利用機械廠的機器將各個需要的部分焊接在一起,將設計變為了實物。
經過試用,任浩翔發現,捉蟹鉗就像爪子一樣,能輕而易舉地抓住亂爬的螃蟹。但這個第一代捉蟹鉗也存在不足:1.只能從上往下捉住螃蟹;2.夾取體形大的螃蟹時,并不穩當。
第四步,改進設計,完善發明。為了改掉第一代捉蟹鉗的缺點,任浩翔設計了第二代捉蟹鉗。第二代捉蟹鉗的鉗頭與第一代大不相同,它的兩個夾片一大一小,大夾片的左右兩端還設有凹槽。
第二代捉蟹鉗共有兩種使用方法:
1. 夾梭子蟹時,側著夾,即前夾(?。男返撞坎迦?,后夾夾住。
2. 夾大閘蟹時,從上往下夾,即后夾抵住蟹的頭部,前夾抵住蟹尾。
經過改進后,捉蟹鉗的設計基本完美了。這款捉蟹鉗易上手、省力氣、夾得牢,相當實用,而且兼具了制作材料簡單、成本低的優點,適合家用和商用。
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王星燁同學和任浩翔同學一樣,是個愛思考的“吃貨”。愛吃皮皮蝦的王星燁發現,皮皮蝦的殼堅硬且鋒利,很容易將人的手和嘴刮傷。這讓缺少吃海鮮經驗的人更是無從下手,只得硬生生錯過這道美味。那能不能發明一種工具,讓皮皮蝦剝起來簡單,吃起來安全呢?在確定發明課題之后,王星燁開始思考解決辦法,并查找資料。
在頭兩次的設計中,王星燁都運用了“刀片切割”的原理,試圖通過用刀片割開皮皮蝦殼的方式,對皮皮蝦進行殼肉分離。但經過實驗她發現:一旦工具中用了刀刃,就多了一分危險。她想,難道沒有更好的辦法嗎?
最后,王星燁從“血蛤開啟器”(血蛤開啟器放在血蛤背部可直接撐開血蛤)獲得靈感,開始更新設計思路,完善發明。她利用火鉗和鑷子的原理,將卡簧鉗和醫用敷料鑷子進行組合,發明出了最新的皮皮蝦殼肉分離器。
卡簧鉗1把、醫用敷料鑷子1把,固定轉軸1個,橡膠墊2片,簧片2片。
1. 將卡簧鉗手柄切割下來,并進行反向焊接,作為上下鉗柄;
2. 給上下鉗柄分別貼上橡膠墊,再用固定軸旋轉連接,然后分別安裝上簧片和下簧片;
3. 切除卡簧鉗鉗頭彎曲部分,并在上下兩端焊接上長5cm的醫用敷料鑷子,作為上下鉗頭。
先將上鉗頭的頭端從皮皮蝦的腹部尾端或者頸端插入,使上鉗頭的上表面與皮皮蝦肉貼合,下鉗頭的下表面與皮皮蝦的殼貼合;然后通過握緊鉗柄使得上鉗頭與下鉗頭分離,從而使皮皮蝦的殼肉分離。有了這款皮皮蝦殼肉分離器,食用皮皮蝦時就不會被皮皮蝦的殼刮傷。上鉗頭與下鉗頭為弧形,上鉗頭與下鉗頭的縱截面為“月牙”形,使得鉗頭插入皮皮蝦體內時能夠更好地與皮皮蝦的殼和肉貼合,能夠使皮皮蝦的殼肉分離得更徹底。
本作品具有結構簡單、設計合理、操作方便、適用群體廣、能夠有效分離皮皮蝦的殼肉等優點,具有極高的市場推廣價值。
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只要你像任浩翔、王星燁兩位同學一樣,熱愛生活,熱心發明,在生活中遇到使用不方便、不舒適的東西,不是忍受,而是想辦法去改造或改變,充分發揮自己的聰明才智,不斷構思,不斷改進,一步一步地去創造,那么總有一天你會擁有自己的發明。
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