螺丝钉夹带器

王衣褐

引言

螺丝刀是我们日常生活中广泛应用的工具，在汽车修理、机械制造等行业更为常见。我爸爸是汽车修理工，我经常到他的修理厂去玩。通过观察发现，工人在修理汽车时常常遇到一些空间狭窄的地方，拧螺丝很不方便。能不能发明一种能固定螺丝钉、方便递送的装置呢？在王老师的鼓励下，我开始对这个问题进行研究。

通过网络搜索，我查找到有人曾经研制出“握钉器螺丝刀”和“托盘式电动螺丝刀”。但这两种设备都较为复杂，不便于快速找到螺丝钉插入口，而且成本都比较高，在空间狭窄的地方使用有一定的局限性。

为了有效解决在空间狭窄的地方拧螺丝，以及单手拧螺丝的问题，经过认真思考、设计和实验，我设计了“螺丝钉夹带器——螺丝刀配套使用装置”。

研究方法与过程

2014年7月确定了项目并开始研制，主要经历了信息搜索、图纸设计、成品模型制造、检验与完善等4个阶段。

信息搜索

首先，我在网络上进行了搜索，发现目前广泛采用的解决办法，是用带磁性的螺丝刀口来控制螺丝钉。但是，当螺丝刀磁性弱的时候，螺丝钉会发生歪斜、晃动，无法顺利将螺丝钉准确送入插入口。因此，我认为靠磁性固定螺丝钉并不可靠。爸爸带我在泗洪县城和宿迁市区的五金商店调查，结果也没有买到能解决相关问题的东西。能不能设计一种结构简单、操作方便、制作成本又低的螺丝钉夹带器呢？

图纸设计与成品模型制造

在王老师的“科技活动社团”上，我学到了夹子原理——杠杆原理。如果能有一个像夹子一样的东西夹住螺丝钉不就解决了夹带稳定性的问题了吗？可是怎样才能让夹子状的东西既夹得住螺丝钉，又能不妨碍螺丝刀口插入螺丝钉顶上的拧带口呢？这个夹带器该怎么跟螺丝刀弄在一起呢？地方比较狭窄或者是单手残疾人怎样才能使用方便呢？这么多的疑问困扰了我好多天，反复摆弄着夹子，拆拆卸卸中居然让我想到了解决问题的办法！

把晾衣夹子中间的弹簧取出，将弹簧的两个端口向顺着弹簧圈的同一个方向弯折，圆形的弹簧圈不就可以插在螺丝刀杆上了吗？将两个端口做成半圆形，合在一起形成一个圆形，这样不就可以牢牢地夹住螺丝钉了吗？可是怎么才能控制端口的开合呢？根据杠杆原理，只要在另一端连接2根控制杆就可以控制端口的开合了！

后来我想到中间的弹簧圈直接套在螺丝刀杆上不够牢固，于是又改进了最初的想法，在弹簧圈与螺丝刀杆的中间用一个硬一些的大小合适的长圆柱形的东西隔开，既增强稳定性，又便于夹带器上下移动。同时在滑动套的下端用东西阻挡，防止夹带器掉落（见图1）。

按照设计图，我找来了杆子长一些的螺丝刀、细铅条、吸管、钳子、胶带等，开始做模型。先将吸管剪下约3cm长套在螺丝刀杆上，用细铅条缠绕在吸管上，两端伸出一定长度，并将端口做成半圆形，使两个端口闭合成圆形，便于夹带螺丝钉；向相反方向延伸绑定2根细铅条，使得延伸端手柄可以控制圆形端口的开合（见图2）。

我带着做好的螺丝钉夹带器请教了王老师。王老师对我的设计给予了充分肯定，同时也提出了改进的建议：第一，细铅条的弹性不好，端口打开后不容易恢复原状，建议我改用有一定弹性的钢丝制作。第二，滑动套如果太松，夹带螺丝钉就不稳定，建议我改用大小合适的橡胶套，让滑动套和螺丝刀杆有一定的紧密度。第三，操作手柄是直的，而且太光滑，不好控制夹带器上下移动，建议手柄末端做成带拐弯的。

根据王老师的建议，我对螺丝钉夹带器进行了修改。我和爸爸一起到街上买来直径约2mm的钢丝和能与螺丝刀杆配套的橡胶管，准备好胶带、钳子等工具进行制作。经过反复开合实验，夹带口依然能够闭合很紧；把螺丝钉放入夹带口，能牢牢夹住，连甩都甩不掉；操纵杆使用也很方便，可以非常自如地打开并拉回。

检验与完善

我带着我设计的夹带器跟着爸爸来到了他的汽车修理厂和楼下修理铺师傅家，他们使用我的螺丝钉夹带器后，都感到这个夹带器在拧螺丝时非常好用，也都对我的产品给予了高度评价，还给我写了使用证明。在江苏省第26届科技创新大赛上，评委们对我的产品也很感兴趣，在认可使用效果的同时，也对我的产品提出了改进建议。

回来后，经过反复思考，参考了大家的改进建议，终于完成了最终设计。我又在试制的过程中克服了多个困难，终于把第2次改进后的螺丝钉夹带器做好了。经过多次检验，夹带器夹带螺丝钉更加牢固，操作更加简单方便，单手使用更加自如（见图3）。

总结与展望

我设计的螺丝钉夹带器与普通的螺丝刀配合起来使用，有以下的特点和应用前景：

方便。通过夹带器夹带螺丝，操作方便；通过手柄松开夹带口，使螺丝钉顺利拧入。这样的设计便于在狭窄的空间比较自如地拧入螺丝钉，也方便单手残疾人士进行操作。

新颖。用铁丝做成螺丝钉夹带器，并与螺丝刀配合使用，这个发明是目前市场上没有的，很好地解决了实际操作中的难题。

适用性强。螺丝钉夹带器用普通钢丝就能制作出来，解决了在狭小空间使用的问题，装置设计简单，使用方便。

经济效益好。我设计的螺丝钉夹带器材料简单，成本低廉，却能够发挥巨大的作用，更重要的是解决了狭小空间和单手残疾人士使用的问题，如果批量生产，一定会有不错的市场前景。

不足之处与改进想法

目前夹带器采用现成的胶管作为套管，稳定性不太强，今后可以专门制作橡皮套管，这样可以让套管更好地与螺丝刀杆贴合，使得夹带螺丝更稳定，同时适用不同型号的螺丝刀。另外，目前的夹带器与不同螺丝刀的随意搭配使用还受到一定限制，如果能让螺丝钉夹带器用类似于像体积不大的架子一样的东西夹在螺丝刀杆上，这样就可以实现与不同螺丝刀的随意搭配使用。

该项目获得第30届全国青少年科技创新大赛创新成果竞赛项目小学组技术与设计一等奖。

专家评语

该项目选题有意义，查新较准确，研究方案设计可行。作品具有较好的创新性和实用性。作者受到木夹子工作原理的启发，设计并制作了该作品。与相关研究比较，该设计有独到之处。