包裹守护星

你知道吗？在运输过程中，包裹可能会经历各种意想不到的“危险”！来看看包裹“小黄”的日记吧：“今天，我突然‘飞’了起来，在空中划出一道弧线后，狠狠摔落在地上，疼得我‘哇哇大叫’。还没等我缓过神来，又有一个包裹重重地砸在身上，我感觉自己快要散架了。也不知道我肚子里的宝贝有没有受伤，好担心呀！”

要是有一种装置能够对暴力分拣行为进行识别、警告，对快递分拣人员的行为进行规范和约束，就能减少物品受损啦！

别着急，言思睿同学发明了一个“包裹守护星”—— 3D打印暴力分拣识别装置（以下简称“识别装置”），快来看看他是如何进行发明创新的吧。

一、设计思路

为了检测暴力分拣，人们通常会在包裹里安装姿态传感器或视觉识别系统，再把数据传到服务器，让服务器判断包裹是否被暴力对待。这种方法虽然准确率较高，但成本也高。

而我设计的识别装置是一种简单的机械结构，可以通过更高效、更经济的方式解决暴力分拣的检测难题。

二、作品结构

识别装置主要由3D打印外壳、3D打印弹簧限位器、配重螺母组成，前壳上有一个圆圆的观察孔。

识别装置有背胶，可以粘贴在包裹上。在搬运、装卸、运输和存放过程中，包裹若是没有被碰撞、冲击或摔落，观察孔里的圆形区域就是绿色。若是遭受暴力对待，超过了产品的阈值，配重螺母就会从弹簧限位器中掉落。这时，观察孔就会显示底壳的红色。看到红色，我们就知道包裹里的宝贝可能受过暴力冲击，从而决定是否退回，或要求赔偿。

三、实验分析

那么，配重螺母的质量为多少最合适呢？

我选用三种直径均为7 mm的六边形螺母。1号螺母为白色尼龙材质，质量为1 g；2号螺母为不锈钢材质，质量为2 g；3号螺母为不锈钢材质，质量为3 g。

将1—3号配重螺母分别放入白色（L型）、黄色（M型）和橙色（H型）的外壳中，并将三种型号的识别装置分别贴在相同规格的纸箱正面右上角，然后往纸箱内填入不同质量的物品，开展跌落实验。实验中，跌落高度为0.8 m，跌落角度为面跌落。每种质量的纸箱做三次平行实验，记录识别装置的观察孔是否由绿变红。

当三次平行实验观察孔均为绿色，则继续增加纸箱的内部配重，重复上述实验；当三次平行实验观察孔均变为红色，则该纸箱可以停止实验，记录此时的纸箱质量作为临界值。

通过多次实验，我得出结论：当纸箱质量为0～1 kg时，选用配重螺母为3 g的H型橙色识别装置；当纸箱质量为1～4 kg时，选用配重螺母为2 g的M型黄色识别装置；当纸箱质量≥4 kg时，选用配重螺母为1 g的L型白色识别装置。在实际使用过程中，可根据包裹质量选择不同型号的识别装置。

四、作品创新性

1.制作工艺简便且成本低廉，可用于任何形式包裹的暴力分拣识别。

2.结构设计科学合理，不同质量的包裹可通过外壳颜色快速选型。

3.观察孔无需外接设备即可快速识别，具有推广应用价值。

专家点评

谭迪熬

中国发明协会院士专家咨询工作委员会首任专家、中国发明协会中小学创造教育分会会长

这是一项富有原创性的选题项目。言思睿同学这种善于观察、勤于思考、勇于发现和提出新问题的原创意识，值得点赞！当前，青少年要成长为拔尖创新人才，原创意识与能力的培养十分重要。爱因斯坦曾说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已。而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”