灵感源自老鼠头——中学生发明自行车存放架
两根弧形钢管,加上两片固定基座,构成一个简便实用、外形神似“鼠头”的自行车存放架。这样一件看似简单的自行车存放架,在前几日刚刚举办的第29届福建省青少年科技创新大赛中斩获奖项,它的发明者是年仅16岁的中学生郑义。
郑义是漳州一中高二年级学生。喜欢拆装物件,对周遭事物充满好奇心的他从小便养成良好的动手能力。而这次之所以会想到对自行车存放架进行创新设计,则要从他去年到英国交流学习时说起。
去年1月份,漳州一中组织学生前往英国南安普敦的伊钦学院交流学习,郑义是其中一员。在完成正常的学习交流任务之余,郑义被当地大街上摆放得整齐划一的自行车所吸引。“那儿的车子摆放有序,队形像条直线似的,把我们看呆了。”回忆起当时的情形,郑义至今仍咋舌不已。而对比之下,国内不少地方街头自行车摆放较为杂乱,他想设计发明一款适合本地的自行车存放架,解决摆放无序这一难题的念头油然而生。
为了有的放矢,郑义回国后,在正式投入研究前,对自行车的存放状况展开相关社会调查,对传统自行车存放架的情况进行摸底。“事实上,我们国内在之前就有类似的存放架了,但是缺点明显,占用空间大,耗材量偏多。”他希望改变传统存放架的劣势。但怎样的造型最合适呢?郑义从仿生学入手,猫、狗等身边常见的小动物头部骨骼构造成为他研究的对象。经过多次比较后,老鼠头部的骨骼造型给他带来了灵感。
“老鼠的头部骨骼造型特殊,呈三角状,”郑义分析说,“模仿这样的造型,制作出来的存放架将呈倒三角形,其内部可以提供不同的内径,适合不同型号的轮胎。试想下,倘若设计成矩形、圆形或者其他复杂形状,就没有这些优点了。”不仅如此,为了克服传统存放架只能在地面进行存放的不足,他还设计了可以固定在墙面上的存放架。
构造形状大致定下来后,郑义便利用电脑进行3D建模,对数据逐一计算调整。在这一方面,郑义的老师李宁给予不少帮助和建议,耐心指导他学习相关软件的使用方法。在老师的指导下,为了进一步验证设计是否合理,郑义还对存放架进行力学原理分析,以期达到各个方向力的平衡。
功夫不负有心人,在时机成熟后,郑义前往一家家具厂,着手制作样品。“第一次做出来的时候,不太理想。”郑义坦言,理论与实践总是有出入,在现实的制作过程中,往往会出现数据偏差,但是他没有气馁。在经过多次反复修改和调整后,样品最终制成。
在样品成型后,当时家具厂内和郑义一起焊接轧制的工人显得比他还兴奋,立刻拿着存放架试用起来。郑义说,“大家用得都挺顺手的,也很赞同这样的造型,觉得挺有意思。”
谈及此次参赛获奖,郑义显得很谦虚,他说,“这只是一种认可,希望这样的发明创新能够为更多的人带去实实在在的便利。”而在这次比赛的答辩环节,现场的评委们对郑义的发明很感兴趣,有评委反复询问郑义,是否已经申请专利。受此启发,郑义目前正在为自己的这项发明申请相关发明专利。