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彈簧的應用

來源:本站 作者:Sun 日期:2009/9/23 9:34:11 瀏覽次數:5303
核心提示:大多數材料都有不同程度的彈性,如果將其彎曲,便會以很大的力量恢復其原形。在人類歷史上,一定很早就注意到樹苗和幼樹的樹枝有很大的撓性,因為許多原始文化利用這一特性,在特制的門后或籠子后楔上一根棍,或者用活結套在一根桿上向下拉;一旦松開張力,這根棍或桿就會往回彈。他們就用這種辦法來捕捉飛禽走獸。實際上,弓就是按這種方式利用幼樹彈性的彈簧;先向后拉弓,然后撒手,讓其回彈。中世紀時,這種想法開始出現在機械上,如紡織機、車床、鉆機、磨面機和鋸。操作者用手或腳踏板給出下壓沖程,將工作機械往下拉,這時用繩索固定在機械上
大多數材料都有不同程度的彈性,如果將其彎曲,便會以很大的力量恢復其原形。在人類歷史上,一定很早就注意到樹苗和幼樹的樹枝有很大的撓性,因為許多原始文化利用這一特性,在特制的門后或籠子后楔上一根棍,或者用活結套在一根桿上向下拉;一旦松開張力,這根棍或桿就會往回彈。他們就用這種辦法來捕捉飛禽走獸。實際上,弓就是按這種方式利用幼樹彈性的彈簧;先向后拉弓,然后撒手,讓其回彈。中世紀時,這種想法開始出現在機械上,如紡織機、車床、鉆機、磨面機和鋸。操作者用手或腳踏板給出下壓沖程,將工作機械往下拉,這時用繩索固定在機械上的一根桿彈回,產生往復運動。
  彈性材料的抗扭性不壓于它的抗撓性。希臘帝國時期 (大概是公元前4世紀)發明了用搓成的腱繩或毛繩拉緊的扭簧,用以代替簡單的彈簧來加強石弩和拋石機的威力。這時人們開始認識到,金屬比木頭、角質或任何這類有機物質的彈性更大。菲洛 (其寫作年代約為公元前200年)把它作為一項新發現來進行介紹。他估計讀者是難以置信的。凱爾特人和西班牙人的劍的彈性,引起了他的亞歷山大城的前輩的注意。為了弄清楚劍為什么有彈性,他們進行了許多實驗。結果他的師傅克特西比發明了拋石機,拋石機的彈簧是用彎曲的青銅板作成的——實際上是最早的片簧;菲洛本人又進一步改進了這些拋石機。富有創造性的克特西比在發明這種拋石機后,又想出了另一種拋石機—一它利用汽缸內空氣在受壓的情況下產生的彈性工作。
  在很久以后人們才想到:如果壓縮一根螺旋桿,而不是彎曲一根直桿,那么金屬彈簧儲存的能量就會更大。據伯魯涅列斯基的小傳記載,他制作過一口鬧鐘,其中使用了若干代彈簧。最近有人指出,在附有一些奇特的螺旋彈簧鐘表圖的15世紀末葉的一本機械手冊中有這架鬧鐘的圖樣。這類彈簧也用于現代的捕鼠器。帶圈簧 (水平壓縮而不是垂直壓縮的彈簧)的鐘表,在1460年左右肯定已開始使用了,但基本上是皇室的奢侈品,大約又過了1個世紀,帶彈簧的鐘表才成為中產階級人士的標志。
  控制流動方向的閥門
  由于閥門只讓水或其他流體(如空氣)沿一個方向流動,幾乎可以肯定地說,它最先是作為需要這種運動的早期工具——風箱的一個部件出現的。阿格里科拉在研究文藝復興時期的冶金學的文章中說,鍛鐵爐風箱有一個比風眼稍長和稍寬的薄板,“薄板上覆蓋著山羊皮,是用皮帶捆在板上的,毛邊一側沖地面”。放置的方式是:當風箱鼓起來時,薄板打開;當風箱收縮時,薄板關閉!卑觊y肯定遠比阿格里科拉的時代為早,同楔形板風箱一樣古老。但它問世的具體年代卻很難確定,因為瓣閥這個術語來自古老的皮袋型風箱 (在這種風箱中,操作的人可以用腳或手將風眼堵。。顯然,最早的模型大約是希臘王朝時代的青銅燈,但在羅馬后期的詩人奧素尼烏斯之前還沒有人提到過青銅燈的閥門。奧索尼烏斯把陸上快咽氣的魚的鰓。比作在掬木腔內往復運動時通過孔眼交替進風和擋風的羊毛閥。
  可以說,機械上使用閥門的歷史起始于克特西比的壓力泵。維脫勞維斯和赫羅對壓力泵作了詳細的說明,他們說:“靈巧地安在管道口內的環形薄片,不會讓壓入容器的東西再往回跑!笨磥砜颂匚鞅葔毫Ρ玫脑及觊y呈長筒形,那時已用來搞屋頂通風。后來改用矩形閥,但名稱仍保持不變。已經修復了幾臺羅馬壓力泵,其閥門已嚴重腐蝕,但還是可以辨認出來。赫倫在講到用雙氣缸壓力泵作滅火器時,還介紹了一種原始的跳動活門,一些在三根彎柱上滑上滑下的小圓盤?颂匚鞅鹊乃C件有用來控制空氣進入管道的滑閥。除此以外,在文藝復興時期前,所有的泵和風箱閥都是瓣閥 (或鉸形閥)。
  達·芬奇發明的一種錐形跳動舌門,無疑是拉梅利的機械發明手冊
 。1588)中所畫的那些舌門的來源。跟拉梅利同時代的阿勒奧蒂,在自動木偶戲中采用了一種蝴蝶閥來控制管道內的水流。但是,從赫倫的時代直到發明蒸汽機,這些跳動舌門沒有一種得到廣泛應用,各種閥門也沒有什么變化。蒸汽機(需要對流入和流出順序進行更精確的控制)導致了跟發動機的運轉有關的精密閥門的出現,這些閥門包括紐科門設計的釋放積蓄在氣缸中的空氣的“噴氣閥”、默多克的滑閥(1799)和使雙動發動機的活塞保持平衡的平衡閥。
  蒸汽機上的曲軸
  9世紀的一首贊美詩曾講到西方用曲柄跟曲柄銷和曲柄臂連成一體來轉動磨石的事。此后500年內,曲軸只偶爾見于圖例。在公元1400年之后不久,至少在低地國家的帶旋轉升降機、罐籠,甚至測試儀表等插圖的手稿中似乎都突然出現了曲軸。組合曲軸在同一時代問世,最初為拉桿式,是一種簡單的手持工具。但是,在拉桿曲軸首次出現后幾年內,有人就想到轉動拉桿的曲柄臂可以用連桿代替,在手磨機中,連桿僅僅是人的手臂的延伸,但是,連接機構可以反向運動,通過旋轉曲柄驅動連桿來操縱一臺泵,如同公元1431年的一部手稿中所描繪的那樣。于是,曲軸誕生了。15世紀和16世紀普遍采用曲柄來驅動風箱和大型鋸機,它們是要求雙向控制的僅有的兩種機器。雖然偶爾也在泵中采用曲軸,但已經設計出雙拐甚至四拐曲軸,并且很可能已經到處安裝使用。然而,在很長時間內,人們并不真正歡迎曲軸,因為只要重型機器都是木制的,曲軸就不易制成整體,就會使連接處受到很大的應力。
  不管怎樣,在鑄鐵時代以前,曲軸并未獲得應有的信譽。公元1780年,瓦特發覺自己受到一項專利的限制,不能利用曲軸將他的蒸汽機的往復運動轉變為旋轉運動——舊式運動路線的倒轉。雖然他很氣憤,但卻從中受到了啟發,設計出了達到同一目的的恒星與行星齒輪。但是隨著專利的過時,曲軸變成了進行這種作業的標準設備。如果使用兩個或多個汽缸,或必須從兩側提供動力 (例如向汽船的槳輪上提供動力),那么,曲軸就是一個解決辦法。在爾后的蒸汽時代,曲軸被用在20世紀所有的活塞發動機上,無論哪一種燃料都可以驅動。
  螺釘和改錐的來歷
  木螺絲 (在美國有時稱為螺釘)是比較近代的東西。但是,在16世紀,軍械工人和軍械士已經使用一種帶凸片的小型工具——最初的“螺絲起子”——來調節他們的步槍機構了。步槍機構用鐵釘釘在槍托上。有人發現,在鐵釘上加螺紋,會固定得更牢。像所有其他鐵釘一樣,它們都是被敲進去的,取出來很困難。唯一的解決辦法,是在將鐵釘敲入之前,在其頭部切出溝槽。這樣,利用“螺絲起子”就可以將它們取出。于是,螺絲起子就成了最早的螺絲鉗子或擰松器。費利比安的1676年的改錐就是這種類型。
  由于螺釘是用手工制造的,造價自然昂貴,只用在特殊的工件上。然而,到18世紀末,一些不知名的天才(可能是在英國伯明翰)發現了一種更好的制造方法,不過仍然是用機器制造平端螺釘。這使得螺釘的造價低廉,能普遍地用于固定鉸鏈、門、家具等。但是,細紋螺釘的作用由于敲擊而減低,需要用有較長凸片的工具將其擰進去。大約在公元1780年,倫敦裝配工具的制造廠商引進了有較長凸片的改錐,這種改錐的商標至今還稱為“倫敦牌”。大約在公元1840年,內特爾福德改進了木螺釘,將其制成帶尖的。改錐從此一直向前發展。
  空氣泵
  德國馬德堡市市長蓋里克對科學家和哲學家關于形成真空的可能性的爭論很感興趣。作為一個受過專門教育的工程師,他決定通過實驗來解決這個問題。公元1650年,他制造出了第一臺空氣泵——像一臺手工操作的水泵,但有制造精密的零件,不透氣。這臺空氣泵是成功的。他指出,在一個抽盡了空氣的容器內,聽不到鐘響,蠟燭不燃燒,動物也會悶死。
  他的大規模的演示是十分壯觀的。有一次實驗是當著皇帝斐迪南三世的面在其宮廷前面的空曠處進行的。在這個實驗中,在直徑12英尺的兩個半球的周邊凸緣上涂上潤滑脂,將兩個半球的凸緣嵌合,然后將球內空氣抽盡。將8匹馬分成兩組拉拴在每個半球上的鋼索也未能將其分開,可是放進空氣后,它們就分開了。在公元1654年的另一次實驗,是將一個立式開口圓筒活塞下面抽成真空,用50人拉拴在活塞上的繩子,他們反而被活塞拉動了。人們就是用這種方法來使活塞做功的;活塞的下面必須始終有一個真空。
  但是,沒有空氣泵能形成真空嗎?經過許多年之后,人們發現用蒸汽可以解決這個問題。公元1698年,托馬斯·薩弗里第一個利用蒸汽排水,使蒸汽通入密閉容器,然后在容器上噴冷水,使其中的蒸汽冷凝,從而產生真空。他利用這種真空從礦井抽水,又利用鍋爐蒸汽將容器中的水排空。這個循環過程反復進行。
  薩弗里的設備被稱為“礦工之友”。它沒有任何活塞或活動零件,也不是一臺發動機,而只是一臺泵而已。
  在此以前的1690年,法國的丹尼斯·帕平已經制造出了一個模型設備,一個直徑2.5英寸的活塞剛好能放進汽缸里。在汽缸內盛少量的水,他就能夠通過連續地將水加熱和冷卻的辦法,證明汽缸冷卻時在活塞下面形成真空。雖然這種設備沒有得到實際應用,但卻是第一臺利用冷凝蒸汽推動活塞和做功的設備。
  公元 1712年,將居里克、帕平和薩弗里的上述3項成就結合在一起,達特默思的托馬斯·紐科門制成了一臺實用的蒸汽機。
  胡克發明了萬向節
  公元1676年,被譽為“英國的達·芬奇”的羅伯特·胡克發表了他關于
  “太陽鏡”的演說。這是一臺采用反射鏡系統安全地觀測太陽的儀器。這臺儀器是用他新奇的萬向節進行操縱的。萬向節是一種萬能儀器……用來通過任何不規則的彎曲軌道產生環形運動。雖然胡克比較詳細地講過這種新儀器的制造方法,并且含糊地指出,這種儀器可能在各方面獲得應用,但他自己只想用它來進行天文觀測,或用在時鐘和日規的設計中,故在當時沒有引起多少人注意。
  胡克是個才華橫溢的人,他在系統提出物理學、化學和地質學方面的革命性理論之余,在倫敦咖啡館內同思想相近的朋友們無休止地討論之余,抽空兒搞了二十幾項發明。他的日記通常略為提及某些新設想是如何在他的高度活躍的頭腦中逐步醞釀成形的。英國皇家學會會議記錄,記載了那些使他最新的發現得以馳名的實驗。
  但是,日記并沒有講他在萬向節上花費了許多時間;他也不曾想學會演示萬向節。就這種機器而言,發明完全屬于他個人看來是勿容置疑的。但是,在動力傳輸方面,在19世紀的運輸革命之前,和許多其他的發明一樣,并不需要一個具有向各個方向傳動的自由接頭。
  瓦拉發明了調速器
  瓦特在1789年發明的蒸汽機中使用的離心調速器,在當時引起的轟動不是太大;瓦特重視動力系統,只把調速器看成是蒸汽機上的一個附件。然而它是第一臺通過改變燃料輸入量而有效地控制速度的裝置,是使一臺機器能進行自動調節的一切反饋裝置的鼻祖,在發明史上的地位已確定無疑。瓦特的調速器是由一對離心擺組成,最遠處與蒸汽機的旋轉飛輪相連,直接連在一個套筒上,套筒又與汽缸的進汽閥連接。當飛輪轉動較快時,兩個球體就向外擺動,使套筒下降;當速度減慢時,球體就隨之下垂,迫使套筒上升。汽閥可開大開小,以維持均勻的速度。
  瓦特調速器的歷史,也許可追溯到中世紀和文藝復興時期機器上有時用來代替飛輪的球—鏈裝置或球—桿裝置。然而這些裝置只發揮飛輪的功能,通過貯存能量、使鉆床或曲柄產生較有規律的運動來帶動工具越過“死點”;它們不能控制速度或功率輸入,最多只是對調速器的造型有所啟發。直到力學發展了,人們知道了鐘擺的性能,懂得了離心力后,才有人想到利用球—桿組合裝置來進行控制。
  磨坊工人經常碰到的一個問題是無法利用強風力。因為當軸旋轉很快時,磨石容易向上移動,擴大兩塊磨石之間的距離,以至夾在兩塊磨石當中的谷粒不能完全磨碎。人們靠手將兩塊磨石拉緊,使它們之間保持適當的距離。直到1787年,托馬斯·米德才想出一種方法,將兩個擺分開掛在驅動磨石的正齒輪上,通過鏈條和萬向節提升和調節拉桿。另一對擺與風車翼板相連,這樣就使后者隨速度的變化而張合。磨坊工人只要改變翼板承受的風力,就能調節旋轉軸的速度。兩年后,斯蒂芬·胡珀用齒條和扇形齒輪代替鏈條,設計了一臺可以同它匹敵的機器,取得了專利權。
  與此同時,約翰·倫尼在倫敦建的第一個用蒸汽驅動的磨房——“阿爾比恩磨房”。裝有和米德調速器一樣的調速器。博爾頓在1788年5月給他的合作者瓦特寫信說,“有一種調節頂磨石和底磨石之間的壓力或距離的裝置。用這種調節裝置,蒸汽機運轉得越快,上下磨石就越密合……當蒸汽機停止運轉時,頂磨石就升起……這是由于兩個鉛鎮重的離心力所致。全速運轉時,鉛鎮重水平上升;運轉減慢時,鉛鎮重就下落。它們通過這種方式對杠桿產生作用!边@一定是瓦特的妙想,因為雖然這種調速器最初是用在磨石上,而不是用在蒸汽機上,但在1788年底前,瓦特就按后一種用途將它進行改裝了。由于他知道自己不能聲稱發現了這個基本原理,因而沒有想申請專利權。他先于競爭對手對調速器采取保密措施。
  流珠軸承
  看來很可能是意大利文藝復興時期的雕刻家和金匠的塞利尼 (1500~1571年),首先看出一圈自由旋轉的滾珠可能減少兩個轉動體之間的摩擦力。1543年,他在自傳中寫道:“我已作成了一尊美麗的朱庇特雕像,將它放在一個木制底座上。我在底座內安了4個小木球,木球的一大半埋在球窩內。整個設計十分巧妙,一個幼小的孩子也能輕而易舉地使其前后移動和轉身。
  但是松動地安在滾道里的進行滾動接觸的滾珠軸承,直到18世紀最后25年才開始用在風車上。最先用滾珠軸承的風車是柱式風車(約1780年),機器的整個結構圍繞中心柱旋轉。1794年,威爾士卡馬森的一個叫菲利普·沃恩的鐵器制造商用經向滾珠軸承作為四輪馬車的車軸軸承,并為此申請了專利權。從那時起到19世紀,特別是在19世紀的50年代和60年代,人們將滾珠軸承用在兒童玩的旋轉木馬、螺旋槳軸、軍艦上的機槍轉塔、扶手椅和自行車等器械的軸上,并取得了若干專利權。但是,直到有動力裝置的車輛出現以后,金屬部件因快速行駛而發生大量的磨損時,這項發明才開始得到充分利用。因此,在汽車和能大批生產的精密的球磨機出現以前,滾珠軸承并沒有真正起到像今天這樣重大的作用。
  傳動鏈條
  1864年,斯萊特獲得了一種傳動鏈條的專利,這種傳動鏈條可以看作研制一種能驅動自行車和其他機械的精密鏈條的第一步。他在索爾福德一個工廠制造紡織機械鏈條。后來這家工廠被瑞士人雷諾德買去。雷諾德又于1880年獲得套筒鏈的專利。把套筒裝在這種鏈上,比斯萊特的設計能提供大得多的承載表面。
  人們所知的最早的傳動鏈的設計圖是達·芬奇畫的,然而不知道他畫的傳動鏈是否真的制造出來了。我們從拉梅利的 《不同的人工機械》一書上,可以看到公元1588年的一種抽水機的插圖,這種抽水機就是利用鏈傳動。圖上的鏈有一個方形的鏈環,與木輪上凸出的齒相配,每一個方形鏈環都通過3個橢圓形的鏈環與下一個方形鏈環連接。
  因為適合做傳動鏈的金屬又稀有又昂貴,又缺乏良好的制作工具,所以傳動鏈未能廣泛使用。然而到19世紀初期,由于工業革命的緣故,傳動鏈獲得了較為廣泛的應用。
  后輪用鏈傳動的最早的法國自行車是吉爾梅設計的,由梅耶和吉埃于1868年制造出來。雖然傳動鏈已經使用了一段時間,但主要是用于紡織機械,自行車鏈條仍然相當差勁。后來,一個叫朱贊的法國人于1885年研制成功了所謂的“現代自行車”,它的兩個輪子一般大,后輪用鏈傳動。英國人斯塔利于1885年制造出了稱為“安全漫游者”的自行車。這種自行車有新的改進,但后輪仍用傳動鏈傳動。于是考文垂成了自行車的中心,開始了現代自行車的時代。后來人們又把鏈傳動原理用于摩托車和汽車,F在,精確的傳動鏈已經成為工業機械的最重要的零件之一。
  抓斗大王
  幾十年來,工人們全靠人工使用28毫米粗的鋼絲繩在船艙內捆扎原木,然后再用吊車吊起。年復一年,誰也沒有想到這有什么不妥。然而有一天,有一個人卻著意要改變這種落后的狀況。他就是包起帆,人稱“抓斗大王”。說起他發明的抓斗,還要從血淋淋的事故說起。
  1968年,17歲的包起帆初中畢業,一場“文化大革命”斷送了他學文化、升高中的夢想。他不得不到上海港木材裝卸公司報到,當了一名裝卸工。從此,包起帆便和木頭、吊車打起了交道。夏天,船艙里悶熱難耐,他和工人們也要在里面搬運木頭;冬天,木頭上都結了薄薄一層冰,他們也必須按時完成裝卸任務。在這樣的工作條件下,稍不留神,就會禍從天降——那些又重又粗的原木就像一只只“木老虎”,隨時有可能掙脫鋼絲繩的束縛,從高高的吊車上滑落下來,一旦砸在工人們的身上,其后果真是不堪設想。
  包起帆就曾親眼目睹過這樣的慘狀。
  有一天,包起帆和一位同事正在船艙內工作,只見吊車吊起的大木頭在空中打轉。突在,險情發生了,一根原木從吊車上滑了下來,壓在了這位同事的身上。只聽“啊”地一聲,這位同事便在包起帆的身邊倒了下去,鮮紅的血液從嘴里吐出。經過醫生的檢查,砸下的原木壓斷了這位同事10多根肋骨。
  這種事故在包起帆的身邊是經常發生的,從他進公司以后,就有500多人受重傷或輕傷,10多人死亡。
  同樣的事故也在包起帆的身上發生過。那是1974年春天的某一天,包起帆正在船艙里拉著鋼絲繩捆扎原木,就在他把鋼絲繩掛上吊鉤的一剎那間,掛鉤升起來了,將他的左手大拇指連同手套都拉碎,鮮血直流,手上露出了白白的骨頭。傷好了以后,包起帆重新進入船艙裝卸原木,不料又被木頭砸傷了腳腿。
  面對此情此景,包起帆心想:“這種落后的裝卸方法勞動強度高,生產效率低,真是一只令人畏懼的 ‘老虎口’!我一定要想點辦法,治一治這只 ‘木老虎’!”
  由于傷病在身,包起帆不得不離開自己灑了多年血汗的工作崗位,來到了機修車間當修理工。包起帆就是這樣,到哪里都想有所作為。于是,他到新華書店去買了許多書籍——《機械制圖》、《車工基礎》等,然而,對一個文化水平只有初中二年級的人來說,要讀懂讀通這一本本厚厚的書,談何容易!包起帆真想有一個重新學習的機會,補上科學文化這一課。
  機會終于來了。1978年,大學恢復了招考,包起帆如愿以償,考取了上海市第二工業大學。當然,他讀的是半脫產的業余大學,4天脫產學習,2天工作。
  從初中二年級的水平一下要躍到大學,其困難是可想而知。然而,包起帆卻知難而進。三角函數、解析幾何雖然是第一次碰到,但是人家做10道習題,他就做20道、30道;電學、光學、力學盡管理解起來有困難,但是人家復習1遍,他就復習2遍、3遍……功夫不負有心人,學習上的困難在一點點地克服、一步步地后退,而包起帆卻在一天天地進步。
  為了補上初中、高中的知識,他特地到書店買來了數理化自學叢書,每天晚上做完功課后就從基礎知識補起。包起帆還摸索出一套他自己的學習方法呢,他把厚厚的書本拆成薄薄的幾本,揣在口袋里,走到哪里學到哪里,馬路邊、車站上、汽車里……所有零星的時間都被他利用了起來。就這樣,包起帆終于跟上了學習的步伐。
  就是在拚命讀書的時候,包起帆也沒有忘記治服“木老虎”的使命。
  平時,包起帆常常在碼頭邊散步,看到別的公司在裝卸黃沙、石子時都是用抓斗,一上一下,一張一合,非常自如。于是,他想:黃沙、石頭能用抓斗,為什么木頭就不能用抓斗呢?對!我得制造一種安全的能抓木頭的抓斗。
  他利用讀書的空閑,又來到自己工作過好幾年的船艙調查研究;他還到圖書館、情報所、資料室查數據、找公式;回到家里,他還用硬紙板做成各式各樣的抓斗模型……
  一次次的試驗,一次次的失敗,關鍵都在抓斗的開閉結構:抓木頭時,它必須張大口;抓起木頭時,它又必須緊閉口,將木頭緊緊夾住,不讓木頭滑脫。
  有一天,包起帆將自家的縫紉機零件拆下來,做成了一個小抓斗,再用兩根繩子代替起重索,一上一下地來回放松、收緊,嘿!這小玩意兒竟然能夠抓起東西了。
  經過緊張地畫圖設計、制造加工,包起帆終于夢想成真。第一只木材抓斗發明成功了!時間是1981年10月,這是包起帆永遠難忘的一天,他眼看著自己發明的抓斗輕松自如地裝卸著原木,心中涌起了一股自豪感。
  包起帆發明的第一種抓斗叫“雙索門機抓斗”,它是用兩根起重索使抓斗打開和閉合的。有了這種抓斗,工人們終于從“老虎口”中解放了出來。
  這項發明不僅使包起帆獲得了國家發明獎,還使他榮獲了第16屆日內瓦國際發明銀獎呢!
  大學畢業以后,包起帆調到了公司技術科當技術員,這更使他如魚得水,幾乎每年都有新的發明問世。
  1983年10月,包起帆被推選為工會代表,赴京參加全國總工會召開的
  “十大”。在開幕式上,他忽然發現大會發給每位代表用作記錄的圓球筆的伸縮結構十分靈活,“哎,這個結構能不能用到我的抓斗上去呢?”真所謂
  “心有靈犀一點通”。正是這枝普普通通的圓珠筆,使包起帆想到可以將“雙索抓斗”改為“單索抓斗”,用一根繩索就可以完成打開、閉合抓斗兩個動作了。
  晚上,代表們都去看電影了,而包起帆卻呆在宿舍里拿著這枝圓珠筆出了神,這枝圓珠筆是怎樣的結構呢?一連幾個晚上,他都沒有得出什么結論。
  一回到上海,包起帆就直奔黃浦江西岸的一家圓珠筆廠,向工人請教圓珠筆芯伸縮的奧秘。但是,接待他的人以為他是同行,是來竊取情報的,對他十分冷淡。包起帆仍不死心,去公司開了介紹信,還是不管用。后來,他又幾次登門求教,終于感動了圓珠筆廠的接待人員。當他們知道包起帆是為了搞抓斗發明,才希望弄懂圓珠筆芯的伸縮原理,別無他意時,接待人員才把“秘密”告訴了他。

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