از کلیپس‌های کاغذی تا خودکارها: ۵ شیء معمولی که راه‌حل‌های درخشان برای مشکلات روزمره هستند

بسیاری از اشیائی که روزانه با آن‌ها مواجه می‌شویم زندگی ما را به روش‌های غیرقابل تصوری آسان‌تر می‌کنند. به عنوان مثال، آیا می‌توانید زمانی را تصور کنید که دستگاه‌ها باید به صورت دستی به برق متصل و جدا می‌شدند، یا زمانی که باید از نخ‌ها برای نگه‌داشتن لباس‌ها استفاده می‌کردید؟

راه‌حل‌هایی برای این مشکلات روزمره وجود دارد که بسیار خلاقانه هستند، مانند کلید روشنایی و زیپ . در حالی که این اختراعات امروزه بسیار رایج هستند، این نوآوری‌ها سال‌ها مهندسی، تفکر و پالایش را به خود اختصاص داده‌اند تا به محصول نهایی که امروز داریم برسند.

در این مقاله، به پنج شیء معمولی می‌پردازیم که پشت آن‌ها طراحی‌های مبتکرانه‌ای وجود دارد و چگونه مشکلات زمان خود و زمان‌های آینده را حل کرده‌اند.

هواپیمای کاغذی

هدف: آموزش، سرگرمی و مطالعه آیرودینامیک.

در مقطعی از زندگی همه، ما یا یک هواپیمای کاغذی ساخته یا دیده‌ایم. آن‌ها اسباب‌بازی‌های عالی برای کودکان هستند و همچنین می‌توانند برای نشان دادن چگونگی ماندن واقعی در هوا استفاده شوند.

آن‌ها را می‌توان به اواسط قرن ۱۹ ردیابی کرد، زمانی که دستورالعمل‌هایی درباره ساخت دارت‌های کاغذی در یک کتاب کودکان هر کتاب پسر کوچک ذکر شده است.

نقل قول از نویسندگان کتاب، "دارت کاغذی، هنگامی که از دست پرتاب می‌شود، به ندرت به هدف مورد نظر برخورد می‌کند، زیرا عموماً منحنی زیبایی در عبور از هوا ایجاد می‌کند."

از آن زمان، طراحی هواپیمای کاغذی راه طولانی طی کرده است، و مردم نیروهای آیرودینامیک درگیر را درک کرده‌اند.

رکورد جهانی برای بالاترین ارتفاع که توسط یک هواپیمای کاغذی به دست آمده است، به ۱۱۴,۹۷۰ فوت (یا ۳۵٫۰۴ کیلومتر) می‌رسد!

کلید روشنایی

هدف: فراهم آوردن کنترل بیشتر بر اجزای الکتریکی، مانند عملکرد‌های روشن/خاموش، دیمرها، و تایمرها.

اولین روزهای کلیدهای الکتریکی خام بودند، متکی بر اتصال و قطع کردن دستی یا کلیدهای مکانیکی. کلیدهای مکانیکی با یک چاقو یا دکمه فشاری کار می‌کنند و برای کامل کردن مدار الکتریکی و روشن کردن دستگاه به حرکت فیزیکی نیاز دارند.

با این حال، این طراحی‌های اولیه باعث ایجاد جرقه یا قوس در هنگام کامل کردن یا قطع کردن مدار می‌شدند. این اتفاق می‌افتد زیرا برق به طور ناگهانی از شکاف می‌پرید، زمانی که دستگاه روشن می‌شد.

نخستین کلید نوری که امروز می‌بینیم در سال ۱۸۸۴ توسط مهندس انگلیسی جان هنری هولمز اختراع شد.

این طراحی مبتنی بر تکنولوژی قطع سریع بود که اطمینان حاصل می‌کرد که تماس‌ها برای کامل کردن مدار به سرعت جدا یا متصل می‌شوند. زمان کوتاه از شکل‌گیری جرقه‌ها در شکاف جلوگیری می‌کرد و مشکل قوس را حل می‌کرد.

سوئیچ‌های تغییر دهنده‌ای که امروز می‌بینیم اختراع شدند توسط ویلیام جی. نیوتون در سال ۱۹۱۶. از آن زمان، بسیاری از ویژگی‌های طراحی اضافه شده است، مانند فیوزها، قطع‌کننده‌های مدار و پوشش‌های خاص برای به حداقل رساندن ساییدگی بین تماس‌ها.

رکورد جهانی برای بزرگترین کلید روشنایی کارآمد توسط شرکت کدنسا، واقع در هتل ماریوت مارکیز در نیویورک است، که ارتفاع ۴۰ فوت (۱۲٫۱۹ متر) و عرض ۲۴ فوت (۷٫۳۲ متر) دارد.

زیپ

هدف: به عنوان جایگزینی برای قلاب‌ها و دکمه‌ها، جایگزینی برای بستن دستی لباس‌ها و کفش‌ها.

زیپ یا قفل‌بنددار، همانطور که به طور رسمی شناخته می‌شود، یکی از رایج‌ترین اشیاء خانه است. برای پیوند دادن دو قطعه پارچه یا مواد انعطاف‌پذیر با هم، از آن در کفش‌ها، لباس‌ها و کیف‌ها استفاده می‌شود.

نخستین حق اختراع برای یک اختراع شبیه زیپ به مخترع آمریکایی الیاس هاو اعطا شد برای " بهبود در بست‌های لباس ." طراحی او به طراحی بند دار بیشتر شبیه بود تا یک زیپ مدرن.

پایه‌گذار زیپ مدرن گیدون ساندبک بود که حق امتیاز برای "بست جداپذیر" را در سال ۱۹۱۳ و برای بهبود در طراحی اصلی در سال ۱۹۱۷ دریافت کرد.

زیپ مدرن شامل مجموعه‌ای از دندان‌های درهم پیچیده ساخته شده از فلز یا پلاستیک است که با یک اسلایدر دستی عمل می‌کند. هنگامی که بالا برده می‌شود، اسلایدر دندان‌ها را به یک موقعیت خاص فشار می‌دهد که به شدت قفل‌شده‌اند.

نیروی اصطکاکی بین دندان‌ها مانع می‌شود که به آسانی از هم جدا شوند، همراه با موقعیت قفل شده.

هنگامی که پایین آورده می‌شود، اسلایدر دندان‌ها را جدا می‌کند، آنها را جدا می‌کند. در حالی که زیپ راهی نسبتاً امن برای بستن است، با مشکلاتی از جمله ناترازی دندان‌ها، نقص در اسلایدر، و گیر کردن مواجه می‌شود. آنها به عنوان جایگزینی برای دکمه‌ها، قلاب‌ها و بند‌ها برای بستن یا پیوند استفاده می‌شوند.

برند ژاپنی YKK بزرگترین تولیدکننده زیپ امروز است و ۴۰٪ از سهام بازار جهانی زیپ را در اختیار دارد.

خودکار

هدف: نوشتن بر روی سطوح مختلف بدون نشت یا لک شدن جوهر.

مفهوم اولیه خودکار شامل فرو بردن پرها، نوک‌های فلزی یا نی‌ها در جوهر برای نوشتن بود. با این حال، فرو بردن مداوم و طبیعت کثیف این خودکارها آن‌ها را غیرعملی می‌کرد.

سپس قلم‌های جوهری آمدند. این مشکل فرو بردن تکراری برای نوشتن را حل کرد، اما همچنان کثیف بود.

مفهوم استفاده از خودکار با یک توپ فلزی در انتهای آن از قرن ۱۹ موجود بوده است. نخستین حق امتیاز برای خودکار به مخترع آمریکایی جان جی. لود در سال ۱۸۸۸ اعطا شد.

نسخه لود از خودکار با مشکلات ناشی از نوشتن خیلی ناخشنود بر روی سطوح خشن مانند چوب و کاغذ بسته‌بندی مواجه شد. با هیچ نوآوری‌ای برای رفع این مشکل، حق امتیاز لود در نهایت لغو شد.

در سال ۱۹۳۸ بود که طراحی تجاری قابل فروش توسط ویرایشگر روزنامه مجارستانی لازلو بیر پدید آمد.

خودکار شامل مکانیزم توپ و سوکت با استفاده از جوهر چسبنده برای جلوگیری از نشت و لک شدن بود. مکانیزم توپ و سوکت نیز از خشک شدن جوهر جلوگیری می‌کرد در حالی که جریان کنترل شده‌ای از جوهر ارائه می‌کرد.

توپ فلزی در سوکت می‌چرخد و جوهر بر روی سطح نوشتن را به طور یکنواخت پخش می‌کند هنگامی که بر روی آن حرکت می‌کند. مواد معمولاً مورد استفاده برای نوک توپ فلزی شامل برنج، فولاد یا کاربید تنگستن است.

طراحی خودکار از آن زمان بهبود یافته و تکمیل شده است. امروز، رکورد جهانی برای بزرگ‌ترین خودکار عملکردی، با ارتفاع ۱۸٫۵۳ فوت (یا 5.5 متر) است که توسط ماکونوری سرینیواسا در هند برگزار می‌شود. وزن آن 82.08 پوند (یا 37.23 کیلوگرم) است!

کلیپس کاغذی

هدف: بستن کاغذها به هم بدون آسیب رساندن به خود کاغذ.

نسخه‌هایی از کلیپس کاغذی بیش از ۱۵۰ سال است که وجود دارد. نخستین حق امتیاز برای طراحی شبیه کلیپس کاغذی به ساموئل بی. فی در سال ۱۸۶۷ اعطا شد و برای اتصال تیکت‌ها (برچسب قیمت، برچسب شناسایی، و غیره) به پارچه‌ها در نظر گرفته شده بود.

نخستین حق امتیاز برای طراحی کلیپس کاغذی برای نگهداری دو یا چند قطعه کاغذ با هم به ارلمن جی. رایت در سال ۱۸۷۷ برای بستن روزنامه‌ها و مجلات اعطا شد.

امروز، رایج‌ترین نوع کلیپس کاغذی مورد استفاده، کلیپس کاغذی جواهر است. اگرچه هیچ‌کس مالک حق امتیاز برای این طراحی نیست، اما در اواخر قرن ۱۸۰۰ محبوب شد.

کلیپس کاغذی شامل یک قطعه فلزی است که به صورت یک حلقه خم شده تا بتواند کاغذ را به هم بگیرد. به لطف طراحی دو حلقه‌ای، کلیپس کاغذی جواهر ظاهر یک سنگ جواهر را به خود می‌گیرد که در نام آن نیز انعکاس یافته است.

جنس انتخاب شده معمولاً فولاد است به دلیل انعطاف‌پذیری و قوت آن. مهم‌تر از همه، طراحی کلیپس کاغذی کلیدی برای عملکرد آن است.

کلیپس کاغذی به شکل طراحی S خم شده است و سیم را تحت فشار قرار می‌دهد. این به عنوان انرژی بالقوه الاستیک در سیم ذخیره می‌شود، مشابه یک فنر فشرده.

هنگامی که کاغذ وارد می‌شود، انرژی ذخیره شده در سیم به داخل فشار می‌آورد، کاغذ را به سمت بیرون منحرف می‌کند. اگر کلیپس کاغذی باز شود، سیم به شکل اصلی خود بازمی‌گردد.

رکورد جهانی برای بزرگترین کلیپس کاغذی توسط یوگنی استپوویک از روسیه برگزار می‌شود. کلیپس کاغذی، ساخته شده از فولاد ضد زنگ، دارای ارتفاع ۳۰٫۵ فوت (۹٫۳۸ متر) و عرض ۸٫۱۱ فوت (۲٫۷۲ متر) است.