工程思维与创新大作业

1、工程创新思维与方法 题 目 可检测型筷子 专业及班级 工业工程1001 、 可检测型筷子1.选题背景近些年来，以三聚氰胺、地沟油等为代表的食品安全问题受到越来越多人的关注。民以食为天，而威胁食品安全的事件却一直屡见不鲜。传统的筷子是我们中国人吃饭的传统用具，切切实实与我们的饮食生活相关。而如今，我希望筷子不仅可以用来吃饭也可以同时检测食物中的有害物质以及食物的温度，防止食品安全问题的发生，保证我们所吃的食物是温度适中且没有危害人体健康的有害物质，也用来警示不良食品生产商家。检测型筷子由筷子和食品安全传感器温度传感器及警示灯构成。两个传感器距离筷子顶端距离为5毫米，且与筷子中心线对称放置。两个指

2、示灯距离筷子末端距离为1厘米，也与筷子中心线对称排列。在筷子的周围有各种花纹图案，保证筷子的美观简洁，不仅在功能上满足要求也在美观程度上达到要求。使用时，在吃饭之前，将筷子插入食物中（保证传感器没入食物中），若食物中含有危害身体健康的物质，则顶端显示器灯会显示为红色；如果食物中不含危害身体健康的物质，则顶端显示器现示为绿色。温度显示器将直接读出食物的具体温度，将显示在LED屏上，具有很高的卫生环保性。2.拟实现的功能与应用场合及特点2.1拟实现的功能本创新设计要解决的技术问题是: 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种更适于实际应用能够检测食物中是否含有有害物质同时可以检测食

3、物温度的新型筷子。它能够检测所吃食物中是否含有危害人体健康的物质，如农药残留、甲醛、二氧化硫、亚硝酸盐等等。当食物中含有危害身体健康的物质时，顶端显示器灯会显示为红色；如果食物中不含危害身体健康的物质，则顶端显示器现示为绿色。可以充分保证自己和家人朋友所吃的是安全事务。同时可以准确检测出食物的具体温度，而检测出的温度将会显示在筷子尾部的LED显示屏上，可以直接读取。方便快捷，吃饭时候简单地将筷子插入食物中便可完成操作。2.2检测型筷子的特点检测型筷子其创新性特征有：（1） 筷子可以检测食物中是否含有危害人体健康的物质，相对普通筷子，具有更高的使用价值，保证平时吃到的都是安全可靠地食物，不再担心

4、无良商家的唯利是图。（2） 筷子所使用的温度传感器具有较高的温度测试精度和测量范围，充分满足人体对于适宜食物温度的检测。在某些情况下，本筷子也可以代替一些温度检测仪。（3） 设计时将传感器固定在距离顶端5mm处，充分考虑人手的动作习惯，可以轻易将传感器没入所需要检测食物中。（4） 筷子的设计长度为25cm,充分考虑人手的具体长度而设计的均码，可以满足大部分人对于筷子长度的要求（5） 检测显示器设置在距离顶端1厘米处，是在使筷子更加美观的基础上设计而来，使整个筷子在外观上更美观漂亮。（6） 将看起来很复杂的食品安全传感器与日常吃饭就能用到的不起眼的筷子相结合，卫生环保，且使用方便。2.3应用场合

5、基本上在吃饭的地方都可以用到。同样适用于各级农业检测中心、生产基地、农贸市场、超市、卫生、环保、宾馆酒店等领域。应用广泛，实用性很强，会有很好的发展前景。3.工作原理与结构按照上述要求可以做如下叙述： 图1 检测型筷子结构示意图如图所示，检测型筷子由5部分组成，1筷子主体，2食品安全传感器，3温度传感器，4食品安全指示灯，5食物温度LED显示屏。 其中筷子总长为25厘米,最短处直径为4毫米，最长直径为8毫米。两个传感器距离筷子顶端距离为5毫米，且与筷子中心线对称放置。食物安全指示灯和温度显示屏距离筷子末端距离为1厘米，也与筷子中心线对称排列。在筷子的周围有各种花纹图案，保证筷子的美观简洁，不仅

6、在功能上满足要求也在美观程度上达到要求。1.食品安全检测仪食品安全检测仪使用BG-TE010多参数食品安全快速检测仪可快速定量检测食品中农药残留、甲醛、二氧化硫、亚硝酸盐、硝酸盐、双氧水、吊白块、酱油氨基酸态氮、糖精（钠）、硼砂、甲醇、奶粉蛋白质、过氧化苯甲酰、拟除虫菊酯、茶多酚、面粉中铝、食用合成色素胭脂红、苋菜红、日落黄、肉类新鲜度、组胺、挥发性盐基氮、过氧化值、重金属铅、锌、铝、铁、铜、砷、汞、铬、锰、茶叶中的六价铬、食用碘、酒中铜、酱油中铁强化剂、芝麻油纯度、猪油丙二醛、蜂蜜中蔗糖、盐基氮等多个项目。可从以上项目中选择N项，组成N合食品检测仪。适用于各级农业检测中心、生产基地、农贸市场

7、、超市、卫生、环保、宾馆酒店等领域。2.温度传感器温度传感器可使用DA-02-CX超小型温度传感器，测温范围: -30200 ，互换精度：优于±0.5 ，2.5×4 圆柱形金属外壳,环氧封装,聚四氟乙烯引线长为50mm ，响应时间小于3秒。   适用范围: 医疗仪器,火灾报警,仪器仪表以及需要温度快速响应的场合。3.筷子主体筷子主体选用不锈钢材质，不锈钢的型号是420（13-0）,430（18-0）,304（18-10）（说明：在当前情况下，市面上绝对有食物安全检测仪，但是多数是很大型的那种，但是其中的原件应该是很小也可以生产的很小，而且对于新型检测型筷子来讲食品

8、安全检测仪和温度传感器甚至与筷子也可以是外包生产，我们可以主要负责将几种产品组装起来。特此说明。）检测范围和检测下限检测项目检测范围检测下限检测项目检测范围检测下限农药残留0-100%0.1-3.0mg/L(有机磷及氨基甲酸酯类）食用碘0-1000mg/kg5mg/kg甲醛0-1000mg/kg0.5mg/kg酒中铜0-1000mg/kg0.5mg/kg吊白块0-1000mg/kg0.5mg/kg酱油中铁强化剂0-1000mg/kg0.5mg/kg胭脂红0-1000mg/kg0.5mg/kg拟除虫菊酯0-1000mg/kg0.5mg/kg苋菜红0-1000mg/kg0.5mg/kg茶多酚0-1

9、000mg/kg0.5mg/kg日落黄0-1000mg/kg0.5mg/kg面粉中铝0-1000mg/kg0.5mg/kg氨基酸态氮0-2g/100ml0.1g/kg肉类新鲜度0-1000mg/kg0.5mg/kg硼砂0-1000mg/kg5mg/kg芝麻油纯度0-1000mg/kg20%甲醇0-1000mg/kg0.2mg/kg金属铝0-1000mg/kg0.5mg/kg奶粉蛋白质0-1000mg/kg2mg/kg茶叶中的六价铬0-1000mg/kg0.5mg/kg重金属铅0-1000mg/L0.5mg/kg糖精（钠）0-1000mg/kg0.5mg/kg过氧化值0-50meq/kg0.26

10、meq/kg过氧化苯甲酰0-1000mg/kg0.5mg/kg4.总结4.1本论文所采用的的思维方法和技法本发明设想主要用到的思维方法有：直观思维方式，联想思维方式，灵感思维方式。其中的灵感来源于最近肆虐人心的地沟油事件以及我所身处的小吊的饮食环境，众所周知，小吊的饮食环境令人堪忧，但是由于校园人数基数大，人流量难以控制等等原因决定有很大一部分学生包括研究者我在内都会选择去小吊吃饭，但是作为势单力薄的学生群体来讲，并没有充分的证据去勒令小吊店主去改善其经营环境，所以想到提出一种可以检测食品安全的产品（直观灵感思维），但是市面上的检测仪器目标太大且不容易操作，携带也不是很方便，联想到大家平日吃饭

11、都要用到筷子（联想思维），所以想到将食物安全检测仪与筷子结合起来，并且在市面上并没有见到这种产品，于是便有了这种很大胆的想法。而温度检测装置的想法是由于前几天吃饭的时候，狼吞虎咽把自己的舌头烫伤了，于是又有了在新型筷子的基础上添加了温度检测装置，这样使得新型筷子的功能更加完善。所以产品的雏形便已经呼之欲出了。本发明设想所用到的创造发明技法主要有：设问法，联想组合法，类比法等。设问法：现有的筷子只能供人吃饭时使用，并不能满足在食品安全及检测方面的应用，在筷子上增加两个感应器便可以很好地满足普通筷子向新型检测筷子的进化。过去并没有类似可检测食品安全及温度的筷子，可以使用食物检测仪，温度检测仪以及普

12、通筷子三种东西来代替。可检测型筷子可以改变其形状颜色以及制造方法，不过也只是在符合使用性的前提下来进行改变，比如对于筷子的外观图案、大小尺寸、制造材料都是可以很人性化地去设计，在将来的发展中，大批量生产是料想的，但是对于一部分人的个人定制生产也是可以满足的。可检测型筷子可以扩大适用范围，比如可以用来测体温等等，如果再多加几个感受器的话，那就是多功能筷子了，对于强度的提高可以换用强度高而且安全无污染的一些材料比如说镍合金。只能在一定的范围内缩小减小体积质量。可以用很多材料来替代不锈钢材料作为筷子主体，对于传感器来讲，传感器发展的越好，检测型筷子的质量和检测性效果就越好。可以变更型号以及感受器的顺

13、序，只有更好的型号没有最好的。检测型筷子的工艺方法不能颠倒。本发明设计本来就是将几种产品组合搭配在一起的。联想组合法：将日常可见的普通筷子和科技前沿的食物安全检测仪相结合，将温度传感器与二者再相结合，是在日常生活中的一种联想。类比法：本发明设计，是将筷子类比于食物安全检测仪，再类比于温度传感器，最后将三者的功能相结合，最终设计出既能检测食物中是否含有危害人体健康的物质也能检测食物温度，同时也满足普通筷子用来吃饭的基本功能。4.2 我学习本课程和完成本论文的体会。接触到创造学这门课，才意识到我们人类社会的进步都是一步步建立在创造的基础上的。一个新的想法，一个新的举动，新的意识，这些都是创造。以前

14、，家长总教导我们要灵活多变，不要循规蹈矩墨守成规。可是自上学来我们所接收到的教育都是刻板的填鸭式教育，已经忘了很小时候的我们还有很多新奇的想法。而在大三的时候，开了这门课，加上有这样好的老师的循循善诱、悉心教导下，又慢慢找到了那种很多想法的感觉。所以，我很感谢老师，也很认同老师的教课方式。在社会历史上来看，人类没有创造力，也就没有如今现代化的生活。无数事实表明，从本质上可以说，这场全球性大竞争归根到底是人们创造能力的竞争。一味地模仿外国，一味地依赖进口，不但不是什么进步的标志，而且长期下去还会滋长崇洋媚外的心理，继而进一步磨灭中华民族的创新精神。创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。只有不断地激发和发扬创造精神、提高创造能力，才能在强手如林的世界竞争中占有一席之地。这对于我们每个普通大学生来讲也是相同的，无论大学毕业后我们面临什么样的工作，不能灵活创造的人，势必是要被社会的大潮流所遗弃。每个大学生，每个人，都应当认真学习下创造学。在完成本论文时，其实并没有费太大的头脑。是因为在很早一些的时候，我就有可检测型筷子了这个想法。其实也就是将普通的筷子，食品安全检测仪，温度传感器三个原件组合在一起，但是这样的想法却并没有在其他地方见到被提出或研究的过的。在食物安全