在建材店、建筑公司、坑道施工單位等購買水管、螺紋鋼、瓷磚等物品后,都要先清點數目再驗收。然而,隨意堆放的物品只能靠人工清點。由于物品數量較多,人工清點不僅勞動強度較大、出錯率高,且工作人員在清點物品的過程中一旦受到外界的干擾,可能又要重新清點。
為了解決上述問題,我設計了槍式點數裝置。
一、基本思路
利用電子器件實現對待清點物品數量的自動累加、存儲記憶,并在顯示屏上顯示。通過聲光提示功能,人們能及時知曉清點工作是否完成。用觸頭在已被清點的物品上留痕,方便人們查驗該物品是否被漏點數或被重復點數。
裝置采用槍式手柄結構,操作方便。伸縮式槍桿可調整與待清點物品之間的距離,減輕人們的勞動強度。
二、結構設計
槍式點數裝置由殼體、可伸縮圓管和觸頭三部分組成。
殼體上方有液晶顯示屏、電源開關、指示燈。殼體內部有喇叭、電池盒、數字電路板。數字電路板通過排線和導線分別與顯示屏和喇叭連接。
可伸縮圓管由直徑不同的兩段空心圓管組成。大直徑空心圓管右端固定在殼體上,左端有卡簧,可防止其中的小直徑空心圓管滑出。將小直徑空心圓管右端套進大直徑空心圓管左端,且能在其中自由伸縮。在小直徑空心圓管左端內固定一個與數字電路板連接的可自動復位的觸發開關,為電路提供觸發信號。
活動觸頭中間是色液盒,上有加液孔(可由橡膠粒密封),便于加入印泥油或墨水。色液盒左端是可吸收印泥油或墨水的海綿觸頭,右端與小直徑空心圓管左端連接。活動觸頭可在小直徑空心圓管左端小幅移動。
(一)前期準備
1.到建材店、建筑公司、工地等場所實地考察,了解建材物品入庫驗收的方法,并訪問管理人員,了解目前點數、驗收物品時遇到的困難。查找資料,學習電子計數工具的結構、原理及基本電路知識,并進行比較。
2.根據構思,結合相關原理和特點,繪制裝置設計圖。
(二)材料準備
購買制作所需的電子元器件,包括數字電路板、顯示屏、喇叭、觸發開關、電源開關、發光二極管、電源等。購買制作槍式點數裝置的材料(可以利用舊玩具),包括金屬圓管、塑料管、膠水、海綿、固定套、螺絲等。測試元器件,確保其參數符合制作要求。
(三)分步制作
1.槍體
對舊玩具槍進行改裝,注意顯示屏安裝的開口和其他元器件的供電位置。
2.槍桿
加工金屬圓管,將其做成可伸縮亦可固定的槍桿。
3.海綿觸頭
取合適的塑料管、彈簧、海綿等材料做成活動觸頭,內有擋板形成色料盒,前端可放置海綿。
(四)組裝
1.把槍桿固定在槍體上,將觸發開關固定在槍桿前端。
2.把顯示屏、喇叭、電源開關、指示燈、電池盒等固定在槍體內。
3.根據電路圖,連接電子元器件。
4.安裝海綿觸頭。
組裝結束并檢查無誤后,通電、調整、試用,確保裝置能正常工作。
三、使用方法
使用時,撥動開關接通電源,海綿觸頭輕壓待清點的物品。這時,活動觸頭部分移動,接通觸發開關,數字電路接收觸發信號后進行運算記憶,并輸出兩路信號:一路信號使喇叭發出“滴”的響聲的同時,發光二極管閃爍一次,表示清點記憶成功;一路信號在顯示屏上同步顯示累加結果。海綿觸頭離開物品,觸發開關斷開。清點物品時可重復上述操作。
槍體前端的海綿觸頭與色液盒相通,吸收印泥油或墨水。
海綿觸頭與被清點的物體輕壓時,除能按動觸發開關為電路提供清點信號外,還會在被清點的物品上留下記號,便于辨別該物品是否被漏點數或被重復點數。
四、創新點
(一)科學性
我應用組合法等科學方法設計制作該裝置,經測試,使用效果良好。
(二)新穎性
該裝置利用電子技術,使用常規材料和成熟的電路制作,能有效提高清點數目的準確性,減輕人們的勞動強度,操作簡單、攜帶方便,在技術上具有一定的先進性。經搜索網絡和查閱資料,暫未發現類似裝置,填補了簡易型點驗工具的空白。(指導老師:祝文華? ?陳青梅)
專家點評
黃修標同學的槍式點數裝置,是一件讓人眼前一亮的發明作品。他從獨特的視角,為建材銷售行業找到了一種材料清點工作切實需要的發明課題,也是青少年為這個領域貢獻的原創性發明項目。其新穎性、創造性與實用性都很突出,對建材銷售行業的清點工具產品的發展將起到一定的推動作用。
這個項目的完成,體現了黃修標同學觀察智能與創新能力都較突出——能發現別人未發現的問題,解決別人未解決的問題。對于青少年的發明創新活動來說,發現問題比解決問題更重要。原因就在于,只有具備發現特殊問題(即一般人難以發現的問題)的觀察智能,將來才有可能產生原創性的發明成果,真正為祖國的繁榮富強和人類社會的文明進步作貢獻。
作為當代中學生,我們決不能停留在對現有項目“加一加”“擴一擴”等貌似“高、大、上”實為“皮毛式”的創新上。
譚迪熬 中國發明協會院士專家咨詢工作委員會首任專家,中國發明協會中小學創造教育分會會長,科技創新教育特級教師,教育部國培計劃專家庫專家。