今年4月，我校機(jī)械與材料工程學(xué)院、化學(xué)工程與資源再利用學(xué)院的鄭鈺楓、陳炳良、陶鎮(zhèn)、丘全青等同學(xué)設(shè)計的作品《鈔票分揀打包一體機(jī)》參加全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽廣西賽區(qū)競賽，獲全區(qū)第12名。

一心一意 就想完成作品

鈔票分揀打包一體機(jī)是根據(jù)本屆大賽主題“服務(wù)社會———高效、便利、個性化”內(nèi)容之一———錢幣分類、清點(diǎn)、整理機(jī)械裝置內(nèi)容設(shè)計的。它以公交車紙幣市場為基點(diǎn)，作品集分類、計數(shù)、打包于一體，主要面向公交公司每天獲取大量的一元、五角鈔票并需進(jìn)行分揀的單位。

“人工進(jìn)行錢幣分揀費(fèi)時費(fèi)力，公交公司在這方面很頭痛，由于原來是靠人工分揀，就想用機(jī)器代替人工，提高效率?！编嶁晽鹘忉屨f。團(tuán)隊的4名成員都是工程材料CAX實驗室的成員，這是他們第一次組隊參加全國性的、針對機(jī)械專業(yè)競技類比賽。他們分工明確，配合默契：鄭鈺楓提出方案并負(fù)責(zé)零件圖繪制；陳炳良負(fù)責(zé)三維圖建模；陶鎮(zhèn)負(fù)責(zé)零件加工；丘全青負(fù)責(zé)編寫說明書。機(jī)器的裝配，則是組員一起努力完成。

在今年寒假期間，鄭鈺楓他們通過QQ討論組對初步方案的問題進(jìn)行溝通討論。一開始他們打算做轉(zhuǎn)盤式的分揀機(jī)：用一個回轉(zhuǎn)盤來接收錢，通過圓筒旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)分幣。但是最終由于機(jī)器不穩(wěn)定，效果不好，只能選擇更改方案，也因此浪費(fèi)了一個月的時間。

開學(xué)進(jìn)行方案的修改之后，從3月25日到4月16日參賽，經(jīng)過22天的緊張籌備，時間緊迫，他們不得不加快進(jìn)度。除了上課外，他們基本都待在加工房里，一直到24點(diǎn)，被門衛(wèi)催促了才離開。7天的清明小長假成了他們黃金時間，從早到晚，作息完全打亂，緊張的勞作讓他們常忘記吃飯。歷時22天，他們終于完成了作品《鈔票分揀打包一體機(jī)》。

精益求精 為了不留遺憾

鈔票分揀打包一體機(jī)采用流水線模型，主要由控制系統(tǒng)、進(jìn)錢裝置、輸送裝置、識別分類裝置、收集裝置5個部分組成。

采用輸送帶以流水線模式利用氣動裝置進(jìn)行分離并對紙幣進(jìn)行運(yùn)送，用顏色傳感器和光感傳感器等輔助電子器件對鈔票進(jìn)行分類和計數(shù)。在識別的同時進(jìn)行分類收集，并采用絲桿裝置對不同的紙幣進(jìn)行歸類，當(dāng)累計到一定數(shù)額時進(jìn)行半自動打包。

作品的主要優(yōu)勢在于它擁有精準(zhǔn)的識別率。利用顏色傳感器識別紙幣，誤差率較低；采用輸送帶組合運(yùn)輸能保證機(jī)器運(yùn)作比較平穩(wěn)和快速。他們的作品在眾多參賽作品中脫穎而出。

由于技術(shù)難度問題，產(chǎn)品的打包功能需要花費(fèi)很多時間，而時間緊迫，不能很快完整地做好，又要保證機(jī)器的輕便與簡潔。開始時陳炳良提出用木片試驗打包，但木片的強(qiáng)度和剛度都不夠，容易變形達(dá)不到效果。最后，鄭鈺楓想到利用橡皮筋進(jìn)行半打包。在正方形錢盒的四個點(diǎn)上安裝了四根圓棒，在錢箱的底部制作了一個鉤板。把橡皮筋放在錢盒的四根圓棒上，再把錢盒放到錢箱里的時候，因為錢箱留有位置，所以當(dāng)錢盒一放到錢箱里，下面的鉤板就會勾住錢盒底部撐開的橡皮筋，當(dāng)錢幣達(dá)到打包張數(shù)后，只需將錢盒在錢箱里向后輕輕一拉鉤板會勾住下面的橡皮筋，同時把上面圓棒上的橡皮筋拉脫離下來，橡皮筋收緊就會打包收緊錢幣了。

電機(jī)的控制是他們小組在制作作品過程中遇到的比較大的難題，如何控制轉(zhuǎn)速？轉(zhuǎn)得快，錢幣容易飛出來；轉(zhuǎn)得慢，效率又趕不上。加上整個安裝都是組員自己加工零件，就會出現(xiàn)不夠標(biāo)準(zhǔn)，平整度不夠等問題。后來組員們一起討論研究，進(jìn)行了4次實驗，最終得出解決方案：用砂紙進(jìn)行拋光，同時加大電壓讓電流轉(zhuǎn)速快一點(diǎn)，克服摩擦力。鄭鈺楓他們剛開始做的滾筒是沒有擋邊的，方便加工也可以減少安裝的長度距離，后來因為沒有擋邊的原因，導(dǎo)致皮帶會打滑而且會因為軸的加工不均勻問題發(fā)生偏移。而鄭鈺楓他們又不想浪費(fèi)這根已經(jīng)加工好的軸，就考慮在滾筒邊自己安裝擋圈，但是后來擋圈做出來也不理想，剛度不夠，安裝位置也發(fā)生了偏差，于是他們放棄了擋圈這個想法。開始重新減少軸的直徑同時用砂紙對軸進(jìn)行拋光使之各點(diǎn)均勻受力，這樣皮帶輪就能很好地在軸上滾動運(yùn)行，再在軸的一端安裝一對嚙合齒輪使它們的轉(zhuǎn)速一致。這樣兩根皮帶輪就能很好的進(jìn)行工作，一開始沒有那對齒輪，就是靠2根皮帶間的摩擦來工作，后來增加了齒輪并減少滾筒的直徑，皮帶間的空隙就多了一點(diǎn)點(diǎn)，大概0.5毫米，這樣能平穩(wěn)運(yùn)行，且不會發(fā)生因為摩擦而導(dǎo)致的皮帶位置偏移的情況。

“到了這一步，只想努力做得更好，不留遺憾?！编嶁晽髡f。他們的努力最終也看到了成效，全區(qū)共有26所高校的222件作品參賽，只有17組作品出線進(jìn)入國賽，鄭鈺楓他們獲得了全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽廣西賽區(qū)第12名，成功晉級全國總決賽。

再接再厲 為更好做準(zhǔn)備

“動手做一件事情，收獲肯定是有的，只是大小的問題。只要你肯做，把想法付諸于行動，不要害怕別人否定你，因為你不做就永遠(yuǎn)不會知道結(jié)果怎樣?！编嶁晽髡f。比賽讓他們開闊眼界，增強(qiáng)認(rèn)識的同時也讓他們組員之間更加團(tuán)結(jié)，更認(rèn)識到了團(tuán)隊合作的重要性。

自治區(qū)比賽結(jié)束回來之后，鄭鈺楓他們開始研究比賽時發(fā)現(xiàn)的進(jìn)錢速度慢的這個問題，評委老師也反映了這個問題。他們又繼續(xù)投身到對作品進(jìn)錢和收錢裝置的改進(jìn)中，初步預(yù)計，鄭鈺楓他們的作品在完成作品改進(jìn)后，將會達(dá)到一秒鐘一張紙幣。

對于學(xué)生的表現(xiàn)，指導(dǎo)老師李國偉說：“他們團(tuán)隊比較積極，獨(dú)立能力也比較強(qiáng)，準(zhǔn)備比賽過程中都是他們自己在做。就目前學(xué)生掌握的知識和技術(shù)來看，作品還是不錯的。該作品應(yīng)用到實際，是履行流水線工作，只需要幾個人員把折疊的鈔票展開就可以了，比原來可以減少2/3左右進(jìn)行分類、點(diǎn)數(shù)和打包的工作人員。”同時他也建議同學(xué)們多在知識和社會實際應(yīng)用方面開拓思維，多接觸社會市場。

【梧州學(xué)院報 覃霜瓊 曹菁】