會“叫”的工具箱和工具

文 山東省實驗中學2016級13班 殷宗瑞

我的爸爸是一位機械工程師，他的傳統工具箱內的工具總是喜歡跟他玩“捉迷藏”，要么掉進桌子的縫隙，要么被其他人拿去之后再也不見了……這就導致爸爸要花好多時間找工具。怎樣幫爸爸解決這個問題？有沒有更好的工具箱代替爸爸的“老古董”？

上網搜索相關資料后，我發現有一種工具箱內的工具都有固定的位置，不但容易找，而且缺了哪種工具一目了然（如圖1）。但如果工具用完后沒有及時歸位，時間長了還是不知道去哪里找。能不能增加一個提醒裝置？

圖1

一、改進工具箱

我為傳統的工具箱增加了如圖2所示的電路。

圖2工具箱提醒電路

工具被放入工具箱后，觸動開關觸點彈開；工具離開固定位置后，觸動開關閉合，延時開關通電，開始工作，超過預設時間后延時開關閉合，蜂鳴器通電發出報警聲。

通常情況下，某種工具連續使用的時間并不會很長，因此，可設置延時開關的延時時間為15min～20min。當工具離開工具箱超過20min，工具箱就會報警，提醒使用者將工具歸位。工具歸位后，觸動開關斷開，蜂鳴器停止報警，延時開關復位。

觸動開關一般處于斷開狀態。若工具箱內有多種工具，可通過讓觸動開關并聯的方式實現（如圖3），延時開關和蜂鳴器各需一個，節約成本。

圖3工具箱多種工具提醒電路

二、改進工具

改造后的工具箱雖然可以提醒使用者將工具歸位，但不能顯示工具的具體位置。如果工具掉進縫隙就很難被找到，如果被其他人拿走了也很難及時發現。能否給工具增加報警裝置？

同樣地，可將工具箱的聲音報警裝置做成小型通電裝置。通過查閱資料，我發現干簧管可利用磁鐵控制開關，常閉型干簧管在施加磁場時接點斷開，而在平時保持閉合狀態。干簧管自身非常小巧，可將其與紐扣電池、延時開關和蜂鳴器集成到一個小的掛件中，掛在工具上。

我在工具箱的相應位置嵌入磁鐵，當工具歸位時，磁鐵貼近工具掛件內的干簧管，干簧管接點斷開，延時開關和蜂鳴器不工作。當工具離開工具箱，掛件內的干簧管也離開磁場，干簧管通電閉合，延時開關開始計時，時間到了就會啟動蜂鳴器，提醒人們將工具歸位。

三、進一步完善

雖然我的設想得到了實驗驗證，但還需要進一步完善。比如，嵌入式的工具箱需要根據爸爸的專用工具定制，還需在相應的位置嵌入磁鐵，延時開關的控制可通過計算機編程實現，報警掛件需要專門的外形設計，以免影響工具的正常使用。

后來，在物理老師的指點和爸爸的幫助下，我又對工具箱的設計進行了改進，增加了多個功能傳感器和其他元器件，使工具箱的功能更完善，并于2018年2月獲得了實用新型專利。希望爸爸和他的同事們能早日用上改進后的工具箱，提高工作效率。