巧妙组合 变新发明

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  任新年,快乐发明体系创始人,上海新纪元教育集团瑞安总校校长助理,温州大学大学生创业导师,中国发明协会会员,2013年浙江省十大教育影响力人物;主编或参编的图书有《创造发明我能行》《智慧之光》《快乐魔方》《快乐发明——20小时让你成为小小发明家》;指导学生获得300多项国家发明专利和7000多项国家实用新型专利,因创新教育成果突出,获得“中国百佳创新型名师”称号。
  橡皮和铅笔原本是两项不同的技术成果。一位贫穷的画家威廉把它们组合在一起,发明了把橡皮包在铅笔头上的铅笔,因此获得了专利。他把这个专利卖给了拉巴地布铅笔公司,使该公司每年仅专利费一项收入,就高达50万美元。
  像这样将已有的不同物品或其配件进行巧妙组合,构成新的更好的物品的发明方法称为组合法。
  有人对1900年以来的480项重大发明成果进行了分析,发现从1950年以后,组合型发明成果的数量远远超过了突破型发明成果的数量,组合法成为占主导地位的发明技法。
  组合法也是我们中小学生创造发明所最常用、入门最简单的发明技法,主要有以下三种类型。
  一、主体附加
  在原有物品的基础上加一个附件,从而补充、完善和扩大原有物品的功能,如巳德膜 太阳伞=太阳观测伞。
  来自澳门培正中学的陈嘉欣同学在一次观测太阳黑子活动中,发现在烈日当空的情况下进行天文观测活动很不方便。因为观测者一方面要组装和使用复杂的仪器,另一方面又要避免太阳光直射人体造成伤害,所以总要手持一把伞来遮挡紫外线,相当累。为此,陈嘉欣发明了一种观察太阳的太阳伞(本作品已获得国家实用新型专利)。而凭借创新潜能优势,陈嘉欣还在2016年通过自主招生考试顺利考入澳门大学。
  这种用于观察太阳的太阳伞,是根据“主体附加”的原理进行设计的。它包括用于遮挡阳光和雨水的伞面、用于支撑伞面的傘柄。伞面上设有上部开口的支撑台,支撑台顶部设有可调节高度的撑杆,巴德膜安装在撑杆上,通过调节撑杆的高度从而调节巴德膜的观测角度。巴德膜是太阳滤镜的一种,和其他的同类产品所不同的是,巴德膜在消减光线和有害辐射的同时,并不会降低被摄物的反差。也就是说,使用巴德膜作为太阳滤镜可以取得更好的像质,甚至可以轻易地记录下太阳表面的黑子活动。
  二、同物组合
  将相同的事物进行组合,从而增加物品的功能、节省空间材料,产生新的发明。
  在日常生活中我们会发现这样一个问题:提普通水桶时,水桶常常碰到脚,还会因此溅出水来。而且一只手提着很重的水桶走,身体总会往水桶那一边倾斜,很难平衡。如果水桶太重的话,提水桶的手还会被勒红。
  为了解决这个问题,浙江省平阳二中的白睿同学发明了“姐妹提桶”。此水桶是在水桶中间加上隔板,从而将普通水桶变成了可一分为二的“姐妹提桶”。与普通水桶相比,它还要再加上一个提把,提把装在两侧。使用时,可以将水桶拆分开来,分别用两只手提,使身体不至于难以平衡。由于水桶是一分为二,可拆分开来使用的,水桶从一个圆柱体变成了两个半圆柱体。半圆柱体的好处就在于提起来时不易磕碰到脚。不使用水桶时,就可以通过隔板上的接口将两部分结合在一起,变成一个水桶。这项发明解决了普通水桶在使用时出现的一些问题,非常具有实用价值。
  浙江省瑞安市莘塍实验小学一年级学生夏晨睿,发现家里掌厨的奶奶无论是切生菜还是熟菜,都只在一个菜板上切,感觉不太卫生,而买两个菜板又太占位置了,用起来还不方便。于是他发明了“双层菜板”。这个菜板有两层,设有推拉按钮。要切熟菜时,就使用第一层菜板;要切生菜时,轻轻一推按钮,就可以使用第二层菜板。“双层菜板”既实用又不占地方,使用它,生菜和熟菜就不会混合在一起切,相对来说比较卫生。
  三、异类组合
  把两种或两种以上不同的物品进行有机组合,可产生一种新的物品。
  来自浙江省瑞安市集云实验学校的李青阳同学,就将照明设备与签字笔这两种截然不同的产品进行组合,设计出了一种可以照明的签字笔(本作品已获得国家实用新型专利)。
  这种可以照明的签字笔,在细节方面设讣得很精彩:1.设有聚光灯开关,在传统固定式电源灯上增加可聚光的使用模式,将光线聚集在一起可以极大地提高光照亮度;2.设有光度调节器,相对于传统固定灯照强度来说,增加调节器可以使用户根据身边的环境来选择更适合自己的光照亮度;3.还设有液晶显示屏,将设备各个部件的实时工作情况以及工作模式一体化地显示在屏幕上,方便用户及时查看并根据需要调整,提高整体的使用效率;4.设有聚氨酯防水涂料壳,聚氨酯是一种超疏水性材料,水、油、甚至普通油漆都难以在其表面附着,让设备内部始终保持干燥的状态;5.设有超合金灯筒,合金的超高硬度以及耐热性使得设备在受到高温、挤压、磕碰后,依旧保持原状,不会在受外力的作用时轻易产生形变;6.设有透明灯罩,灯泡外壳是易脆玻璃制品,在使用过程中容易受外力碰撞导致破裂,照明签字笔选用的透明灯罩是一种钢化后的透明玻璃,可以在不影响灯泡正常工作的同时为其提供良好的保护。
  由以上实例可以看出,巧妙的组合可以给发明者提供创造的想象天地。然而,组合并不是凑合,不加选择地把两样物品随意组合在一起是行不通的,也是没有必要的。只有恰当的、实用方便的完美组合,才可以使事物相互补充、和谐一致,同时扩大物品用途,增加功能,提高效益。
  组合发明的物品不仅要有实用性,还要有可行性。找出你认为有必要改造的物品,根据上面介绍的三种组合方法,尝试着去发明吧,相信你能行!
  (编辑 巧克力)
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