用材的窍门主要是充分利用代用品,现一一列举。
(一) 利用身边现成的东西
如果想做一把便携式手提天平,它的结构有几部分组成 ;砝码、横杆、刻度盘、转轴。如果一一去定做,开模具,生产成本可能会上万元,现仅用几块就解决了。我们可用三角尺作横杆 ;用量角器作刻度盘 ;用1元硬币代作砝码 ;用注射器针与大头针作转轴,如图8—1。
图8—1 便携式手提天平
图8—2 拉杆式手提天平
(二) 利用性能相同的材料
如果想做一把高灵敏度的手提秤,需要尽量长的横杆,但在携带时不便,就设计或可收缩式横杆,用什么方法代用呢?可以用收音机拉杆天线,这样就制成了如图8—2状的拉杆式手提天平。
(三) 利用其他物品改制
如果想用球透镜做一个现代化的仰仪,需要有一个凸透镜与一个半球壳状的光屏,特别是想做得比较大时,可以用一个大型透明灯罩里面灌满水作为球透镜,再挑选一个更大的白色球形灯罩锯成二半,充作圆球状光屏,如图8—3。
图8—3 自制仰仪
图8—4 自制日晷
(四) 利用简单的器材做精确的实验
古今中外的日晷都是观察当时时间的,为了研究地球自转与绕太阳公转的运行规律,需要知道太阳光照射角度的变化规律,可通过太阳运行轨迹,最简单的方法是将一张厚白纸铺在一个塑料框内,在其中央竖一根金属杆即可,只要定时将杆端在白纸上的日影用笔记下,并平滑连接即是一天日影运行轨迹,如图8—4。
(五) 利用其他原件特性提高其性能
使用过电烙铁的人知道普通电烙铁有以下不足:① 外壳烫手;② 电利用率不高;③ 烙铁头子易过烧而氧化“烧死”;④ 电功率不可调节;⑤ 不会自动调温;⑥ 使用寿命短;⑦ 不能用干电池加热,在无电源时无法使用;⑧ 有时会发生因漏电而触电的现象,不安全。
它的电加热原件是用电热丝绕在金属芯子上。是否能解决这个问题呢?我们可大胆地用小电珠作为电热元件,塞在一根有孔金属头子内,外面包有保温材料,制成如图8—5状。这种结构有几个好处:
(1) 由于有保温棉,热量散逸少,外壳不很烫,可用手摸与拿;
(2) 由于上述原因,电功率仅3.5 W就可工作,以前最小功率电烙铁是15 W,是原来的1 / 4;
(3) 烙铁头子连续工作几天也不会“烧死”;
(4) 可控制在4—20 V之间进行调节,功率可变;
(5) 由于电灯泡的冷热态电阻不同,它会自动调节电功率;
(6) 由于电热丝在玻壳内,不易氧化,其使用电压在额定电压以下,所以使用寿命特长,可达几万小时;
(7) 可用镍氢电池加热,可解决在不能用市电情况下的焊接;
(8) 由于电压低,处于安全电压,不会发生触电事故。
图8—5 自制电烙铁
本项目最大特点是采用白炽灯(小电珠)作为电热元件,所以才有上述优点。
(六) 参考相关技术,用现成刀具改成削白脱专用刀
有一个学生有早餐吃面包夹白脱的习惯,她总感到将白脱块切成薄片是一个负担:一是很难切薄,二是一不小心会伤手。她很想有一把专用的切白脱的刀,后来在老师的帮助下自己动手制成了一把切白脱刀。在参考了切羊肉片、年糕片、云片糕刀与削甘蔗刀后,选用一把美工刀,经改进加工后成图8—6状,这样只要将白脱推进去,用刀一拉就有厚薄均匀的一片白脱出来了。
图8—6 自制削白脱专用刀
(七) 利用其他产品的元器件开发自己的新产品
有人看到有报道讲因家用电器使用年久而发生了漏电,导致人触电死亡。他认为如果有一个能专门测量家用电器性能的小型仪器就好了。据了解测家用电器安全性有三个指标,其中漏电电流、漏电电阻这两个性能指标容易测,而高压击穿电压就难测了。按常规这台测试仪要几千元,而且体积大,重量大,运输携带不便,一般家庭不可能自备。而要将洗衣机、电淋浴器每年运到专门检测单位安检既不方便,费用又高。如果能有一台小型高压击穿测试仪就太好了。关键是要有一个能产生几千伏高压的元器件,而且又不会使人触电。该人就想到电警棍是用干电池充电经电子升压能达到几万伏高压。是否可用其中的电子升压器来制作家电安全测试仪呢?如要查资料并自制太费时费神了,而且摸索时间长,质量无保障,干脆将电警棍中的电子升压器安装在高压检测仪上就可以了。他通过购买电警棍,找到了该生产厂家,在委托他们定制后,结果仅用七天就解决了关键问题,研制出几种规格的家电高压检测仪,电气原理如图8—7,受到了专家的好评。
图8—7 自制家电高压检测仪
图8—8 自制微型电动机
(八) 利用自行车零件作自动跟踪装置
一般学生对机械加工比较陌生,而且成本高,加工手段复杂,较感头痛。在设计一个自动跟踪日晷项目中,需要用太阳能电池板所产生的电压来使一个微型电动机通过传动机构再使一个较大的转盘转动,达到自动跟踪太阳的效果。如果按照一般方法去定做加工齿轮、链条、链轮转盘等,价格将在几万元以上。而制作者巧妙地借用自行车的钢圈、链条、链轮后,仅用了几十元就达到了预想效果。
(九) 利用穿刺用针制成微型肿瘤加热测热器
图8—9 自制微型肿瘤加热测热器
人们发现有些肿瘤癌细胞在42℃高温下会被杀死,所以有一种热疗法专门用于治癌症,其治疗难点是对肿瘤区的加热温度难于测量与控制。我们就将一种最小的测温原件—热电偶与加热原件一起安装在一种用于穿刺的注射针管中,这样就可以将他们插入肿瘤之中,达到加热与测温、控温的效果,如图8—9。
图8—10 自制自动洗狗器
(十) 自动洗狗器
根据国外信息报道国外已研制出自动洗狗器,但没有资料与照片,我们就自己设计。对于冲洗、加温、烘干都比较简单,关键难在梳理狗的皮毛,用什么梳子,我们到市场上选择了一种圆柱形滚动梳子,将其改装成滚动柱形梳,再用电动机使其转动,有较好的效果,如图8—10。
(十一) 水质取样器
在对河泊水质取样调查时,有时需要对不同深层的水进行取样,而目前尚无这方面现成产品。我们自己设计了几种,其中两种是利用现成物品。其一是利用一个大型注射针筒,在柄上装两根粗细不同的管子,在一端两管子可以进行相对抽动,可控制注射器滑竿的抽动,达到控制抽水效果,如图8—11。
图8—11 注射针筒自制水质取样器
还有一种方法是利用一只有专用拉口的纯净水瓶,用一根粗管与瓶口外部相连,另一根细管与瓶口瓶盖相连,当抽动细管时能打开瓶盖,而推动时能盖上瓶盖而达到控制进水效果,如图8—12。
图8—12 纯净水瓶自制水质取样器
思考与讨论
生活中,许多废弃物品可以经过我们简单地改造而成为一件新作品,试举两例并通过照片或作图形式予以表现。
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