拼手速,与时间赛跑
作者: 杨雨凡 杨天亮 陈佳佳
“戴手套太费时间了”“手套又卷边了!”“哎呀,手套破了也没发现”……
陈佳佳的妈妈是一名主治医生,每天都要频繁为病人做手术,术前戴橡胶手套这个细节虽然不起眼,但非常重要——迅速穿戴手套,意味着能有更多时间、更安全地去抢救病人。
可戴手套时,由于橡胶手套质地较薄,易与皮肤粘连,手套入口边易向内卷,造成戴入困难,常常戴不到位或使手套破裂,手套破裂后一时也无法用肉眼看出。
我们想为佳佳妈妈解决这个难题,于是想到设计一种操作简单、安全可靠的多功能橡胶手套速戴机。
一、结构设计
多功能橡胶手套速戴机包括智能感应装置、手套消毒装置和速戴装置。
我们把外观设计为封闭的箱式结构,正面中间是由智能垃圾桶盖改装而成的感应式操作窗,底部设置控制显示屏,控制屏安装有由控制模块、红外传感器和处理控制器组成的控制系统。
操作箱中有多个工作单元,可供多人使用(本模型仅设计为一个单元),每个工作单元设有消毒装置,内含气喷嘴、臭氧杀菌管和紫外线杀菌灯。
在框架顶部设置快接头、插头、消毒开关,快接头进气的一端与供气设备连接,插头与紫外线杀菌灯、臭氧杀菌管连接。
我们把操作箱安装在升降框内,升降框和供气设备安装在机架内,机架上装有动力系统和控制系统。升降框上窄下宽,一侧敞开,后板上设置多个相同的工位口。在升降框一侧的滑轨上分别设有与升降框工位口等量的止口。机架两侧设置两条滑道:一条滑道的后侧在滑轨的末端设置锁杆,锁杆的后端连接电磁控制阀;另一条滑道的前侧为快接头、插头、消毒开关的行程槽。
二、使用方法
将橡胶手套与套筒间的气体抽出,使橡胶手套与套筒间形成负压,橡胶手套受力张开,达到一定程度后不再膨胀。使用时,将双手靠近速戴机,红外智能识别装置打开密封窗,橡胶手套外部形成真空张开,开始杀菌消毒,并检测手套是否破损或漏气。伸入双手,装置感应到中指接触橡胶手套中指尖端时自动泄压,手套便穿戴完毕。
经测试,从橡胶手套放入速戴机到完成穿戴所需的时间平均约为7秒,穿戴后的手套完整覆盖手部,无错位现象,且佩戴舒适。多功能橡胶手套速戴机连续工作8小时,未出现故障或性能下降的情况。其环境适应能力较强,在不同环境条件下进行测试表现俱佳。
三、创新点
该装置操作便捷,密封性能好,安全可靠;智能识别防误操作,省时省力;具有紫外线与臭氧消毒功能,不会造成污染和交叉感染。
未来,我们还将继续开展人体工程学优化设计,使橡胶手套在穿戴时更贴合手部曲线;选用更耐磨、耐腐蚀的材料制作关键部件;加入手势识别技术,提供更便捷的人机交互方式。(指导老师:王鸿杰 杨辅红)
作者心声:在对多功能橡胶手套速戴机进行研究和改进的过程中,我们深刻体会到,技术创新不仅仅是简单地对现有产品进行升级改造,更是一种对用户需求的深度挖掘和对生活品质的不懈追求。技术创新需要跨学科、跨领域,不断挑战传统的思维模式和技术瓶颈,才能实现真正具有突破性的创新成果。
未来,我们期待看到更多创新性的设计和技术应用在这个作品上,真正为人们带来便利。
点评专家
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
杨雨凡、杨天亮、陈佳佳同学的多功能橡胶手套速戴机,是一项具有“0到1”性质的原创项目。从专业角度分析,属于选题专业性较强,且需要具备较深厚专业基础,并在专业实验室或专业机构完成的这类作品。
医护人员快速穿戴橡胶手套的问题,是一个人们多年想解决而鲜有人尝试解决的问题。几位同学敢于“吃螃蟹”,利用人工智能的方式尝试解决,的确让人眼前一亮。由于这项作品具有“0到1”的创新性质,几位同学要让其成为能实际应用的产品,也许还有很长的路要走。但这不重要。重要的是这项作品的出现,能引起人们对这个领域的关注及相关专业机构、人员的重视,接下来将这个问题加速解决,“1到10或10到1000”的成熟技术方案或产品或将很快出现。
人们欣赏这项作品,不是因为它技术成熟度有多高、很快就能应用于医护人员的工作实际,而是这项作品选题的原创性及它将产生的巨大社会效应。
探索任务卡
想一想:关于如何快速戴橡胶手套,你还有哪些好想法?
画一画:将你的想法画出来,给未来的自己一些参考。