可伸缩多用取物夹

◆深圳市南山区华侨城小学六（5）班 王奕博

一天，我和爸爸一起爬山，看到环卫工人用夹子捡拾山坡上的垃圾，对于离他比较近的垃圾，他可以轻松地夹到，而对于离他较远的垃圾，夹起来比较吃力。“难道没有可以伸缩的夹子吗？”我问爸爸，爸爸也不知道，于是我们上网搜索，没有找到这样的夹子，有的夹子虽然可以折叠，但是折叠后不能正常使用。能不能发明一种可以伸缩的取物夹？

当天，我整理了思路，发现发明这种取物夹可不容易，怎样才能让夹头的驱动力在长度可变的撑杆中传递？如何把拉线锁定在任意长度的撑杆上？如何才能很方便地解锁锁定的拉线……一系列问题在脑海中不断出现，我一时找不到解决方案。

一天，妈妈给我买了一双新鞋子，这鞋子采用BOA锁扣，系鞋带非常方便，只要轻轻一拉鞋带，然后旋转旋钮，就可以把鞋带收紧，收紧后再轻轻一按，鞋带就被锁紧了。我对这种锁紧鞋带的方式很好奇，没想到爸爸看到后轻描淡写地说道：“这个就是棘轮机构嘛。”有了，我可以用棘轮锁紧拉线。通过学习，我对棘轮机构有了一定的了解，决定在拉线上安装棘轮机构，但是如何解锁呢？

我觉得解决问题的关键在于怎样松开棘爪让它脱离棘轮。经过反复思考，我推翻了之前在拉线上安装棘轮机构的想法，决定将棘轮机构装在把手操作柄上，原因有三点：1.如果将棘轮装在拉线上，那么不能固定棘轮，棘轮需要和拉线一起运动来传递拉力，而且拉线容易松弛；2.操作起来不方便，由于棘轮不能固定，所以操作的时候需要调整好它的位置，以免在缩短撑杆的时候棘轮收线被卡住；3.棘轮机构的解锁方式不好设置。

棘轮机构的安装位置改变后，我又思考棘爪装在什么地方比较合适。开始的时候，我想采用常见的棘轮机构，4个棘爪装在棘轮周围限制棘轮运动，同时增强抗拉能力，后来我觉得这样不易实现棘爪的释放，同时不好安装棘爪，于是修改设计，准备把棘轮装在外壳上固定，把棘爪装在内部，4个等间距的棘爪随外部上盖旋转而旋转。

另外，我准备在带动棘爪盘旋转的上盖上安装4个带斜面的拨动脚，在拨动脚和棘爪盘被拨动位置之间设计较大的间隙。这样当上盖往锁紧拉线的方向旋转时，拨动脚会直接拨动棘爪盘转动，而棘爪不会改变位置。当上盖往锁紧拉线的反方向旋转时，拨动脚会先空转一会儿，越过它与棘爪盘之间的间隙，然后带动棘爪盘反转，而利用那会儿的空转，4个带斜面的拨动脚会通过棘爪上相对的斜面把棘爪往内侧拉，这样棘爪就脱离了棘轮，反转就不受限制了。

后来，我计划在取物夹的夹头安装一对照明用的小灯，这样即使在光线不好的地方，也可轻松取到想要的东西。

我将整个设计方案告诉科学老师，她觉得有些地方不妥，经过调整后设计方案被确定下来。接下来，我开始制作可伸缩多用取物夹实物，爸爸建议用废弃的材料制作，特殊的零件用3D打印机打印。于是，那段时间我经常待在放置了一堆工具和杂物的阳台上，自行车车闸、撑衣杆、自行车变速器、易拉罐、各种大小的螺丝……集齐所有零件后，我开始组装可伸缩多用取物夹。

组装过程也不那么顺利，转盘转动角度范围不够、卷线轴和把手之间的连接头尺寸不对、3D打印件强度不够会裂开……我又遇到了一堆“拦路虎”，但是不管遇到什么困难，我必须克服。如3D打印件强度不够，我就在易拉罐上剪下一块用作加强用的零件……经过改进及调试，可伸缩多用取物夹终于制作成功。