会“叫”的工具箱和工具

殷宗瑞

我的爸爸是一位机械工程师，他的传统工具箱内的工具总是喜欢跟他玩“捉迷藏”，要么掉进桌子的缝隙，要么被其他人拿去之后再也不见了……这就导致爸爸要花好多时间找工具。怎样帮爸爸解决这个问题？有没有更好的工具箱代替爸爸的“老古董”？

上网搜索相关资料后，我发现有一种工具箱内的工具都有固定的位置，不但容易找，而且缺了哪种工具一目了然（如图1）。但如果工具用完后没有及时归位，时间长了还是不知道去哪里找。能不能增加一个提醒装置？

一、改进工具箱

我为传统的工具箱增加了如图2所示的电路。

工具被放入工具箱后，触动开关触点弹开；工具离开固定位置后，触动开关闭合，延时开关通电，开始工作，超过预设时间后延时开关闭合，蜂鸣器通电发出报警声。

通常情况下，某种工具连续使用的时间并不会很长，因此，可设置延时开关的延时时间为15min～20min。当工具离开工具箱超过20min，工具箱就会报警，提醒使用者将工具归位。工具归位后，触动开关断开，蜂鸣器停止报警，延时开关复位。

触动开关一般处于断开状态。若工具箱内有多种工具，可通过让触动开关并联的方式实现（如图3），延时开关和蜂鸣器各需一个，节约成本。

二、改进工具

改造后的工具箱虽然可以提醒使用者将工具归位，但不能显示工具的具体位置。如果工具掉进缝隙就很难被找到，如果被其他人拿走了也很难及时发现。能否给工具增加报警装置？

同样地，可将工具箱的声音报警装置做成小型通电装置。通过查阅资料，我发现干簧管可利用磁铁控制开关，常闭型干簧管在施加磁场时接点断开，而在平时保持闭合状态。干簧管自身非常小巧，可将其与纽扣电池、延时开关和蜂鸣器集成到一个小的挂件中，挂在工具上。

我在工具箱的相应位置嵌入磁铁，当工具归位时，磁铁贴近工具挂件内的干簧管，干簧管接点断开，延时开关和蜂鸣器不工作。当工具离开工具箱，挂件内的干簧管也离开磁场，干簧管通电闭合，延时开关开始计时，时间到了就会启动蜂鸣器，提醒人们将工具歸位。

三、进一步完善

虽然我的设想得到了实验验证，但还需要进一步完善。比如，嵌入式的工具箱需要根据爸爸的专用工具定制，还需在相应的位置嵌入磁铁，延时开关的控制可通过计算机编程实现，报警挂件需要专门的外形设计，以免影响工具的正常使用。

后来，在物理老师的指点和爸爸的帮助下，我又对工具箱的设计进行了改进，增加了多个功能传感器和其他元器件，使工具箱的功能更完善，并于2018年2月获得了实用新型专利。希望爸爸和他的同事们能早日用上改进后的工具箱，提高工作效率。