大学生“双创”集萃 访机械创新设计钞票分拣打包一体机竞赛团队

今年4月，我校机械与材料工程学院、化学工程与资源再利用学院的郑钰枫、陈炳良、陶镇、丘全青等同学设计的作品《钞票分拣打包一体机》参加全国大学生机械创新设计大赛广西赛区竞赛，获全区第12名。

一心一意 就想完成作品

钞票分拣打包一体机是根据本届大赛主题“服务社会———高效、便利、个性化”内容之一———钱币分类、清点、整理机械装置内容设计的。它以公交车纸币市场为基点，作品集分类、计数、打包于一体，主要面向公交公司每天获取大量的一元、五角钞票并需进行分拣的单位。

“人工进行钱币分拣费时费力，公交公司在这方面很头痛，由于原来是靠人工分拣，就想用机器代替人工，提高效率。”郑钰枫解释说。团队的4名成员都是工程材料CAX实验室的成员，这是他们第一次组队参加全国性的、针对机械专业竞技类比赛。他们分工明确，配合默契：郑钰枫提出方案并负责零件图绘制；陈炳良负责三维图建模；陶镇负责零件加工；丘全青负责编写说明书。机器的装配，则是组员一起努力完成。

在今年寒假期间，郑钰枫他们通过QQ讨论组对初步方案的问题进行沟通讨论。一开始他们打算做转盘式的分拣机：用一个回转盘来接收钱，通过圆筒旋转来实现分币。但是最终由于机器不稳定，效果不好，只能选择更改方案，也因此浪费了一个月的时间。

开学进行方案的修改之后，从3月25日到4月16日参赛，经过22天的紧张筹备，时间紧迫，他们不得不加快进度。除了上课外，他们基本都待在加工房里，一直到24点，被门卫催促了才离开。7天的清明小长假成了他们黄金时间，从早到晚，作息完全打乱，紧张的劳作让他们常忘记吃饭。历时22天，他们终于完成了作品《钞票分拣打包一体机》。

精益求精 为了不留遗憾

钞票分拣打包一体机采用流水线模型，主要由控制系统、进钱装置、输送装置、识别分类装置、收集装置5个部分组成。

采用输送带以流水线模式利用气动装置进行分离并对纸币进行运送，用颜色传感器和光感传感器等辅助电子器件对钞票进行分类和计数。在识别的同时进行分类收集，并采用丝杆装置对不同的纸币进行归类，当累计到一定数额时进行半自动打包。

作品的主要优势在于它拥有精准的识别率。利用颜色传感器识别纸币，误差率较低；采用输送带组合运输能保证机器运作比较平稳和快速。他们的作品在众多参赛作品中脱颖而出。

由于技术难度问题，产品的打包功能需要花费很多时间，而时间紧迫，不能很快完整地做好，又要保证机器的轻便与简洁。开始时陈炳良提出用木片试验打包，但木片的强度和刚度都不够，容易变形达不到效果。最后，郑钰枫想到利用橡皮筋进行半打包。在正方形钱盒的四个点上安装了四根圆棒，在钱箱的底部制作了一个钩板。把橡皮筋放在钱盒的四根圆棒上，再把钱盒放到钱箱里的时候，因为钱箱留有位置，所以当钱盒一放到钱箱里，下面的钩板就会勾住钱盒底部撑开的橡皮筋，当钱币达到打包张数后，只需将钱盒在钱箱里向后轻轻一拉钩板会勾住下面的橡皮筋，同时把上面圆棒上的橡皮筋拉脱离下来，橡皮筋收紧就会打包收紧钱币了。

电机的控制是他们小组在制作作品过程中遇到的比较大的难题，如何控制转速？转得快，钱币容易飞出来；转得慢，效率又赶不上。加上整个安装都是组员自己加工零件，就会出现不够标准，平整度不够等问题。后来组员们一起讨论研究，进行了4次实验，最终得出解决方案：用砂纸进行抛光，同时加大电压让电流转速快一点，克服摩擦力。郑钰枫他们刚开始做的滚筒是没有挡边的，方便加工也可以减少安装的长度距离，后来因为没有挡边的原因，导致皮带会打滑而且会因为轴的加工不均匀问题发生偏移。而郑钰枫他们又不想浪费这根已经加工好的轴，就考虑在滚筒边自己安装挡圈，但是后来挡圈做出来也不理想，刚度不够，安装位置也发生了偏差，于是他们放弃了挡圈这个想法。开始重新减少轴的直径同时用砂纸对轴进行抛光使之各点均匀受力，这样皮带轮就能很好地在轴上滚动运行，再在轴的一端安装一对啮合齿轮使它们的转速一致。这样两根皮带轮就能很好的进行工作，一开始没有那对齿轮，就是靠2根皮带间的摩擦来工作，后来增加了齿轮并减少滚筒的直径，皮带间的空隙就多了一点点，大概0.5毫米，这样能平稳运行，且不会发生因为摩擦而导致的皮带位置偏移的情况。

“到了这一步，只想努力做得更好，不留遗憾。”郑钰枫说。他们的努力最终也看到了成效，全区共有26所高校的222件作品参赛，只有17组作品出线进入国赛，郑钰枫他们获得了全国大学生机械创新设计大赛广西赛区第12名，成功晋级全国总决赛。

再接再厉 为更好做准备

“动手做一件事情，收获肯定是有的，只是大小的问题。只要你肯做，把想法付诸于行动，不要害怕别人否定你，因为你不做就永远不会知道结果怎样。”郑钰枫说。比赛让他们开阔眼界，增强认识的同时也让他们组员之间更加团结，更认识到了团队合作的重要性。

自治区比赛结束回来之后，郑钰枫他们开始研究比赛时发现的进钱速度慢的这个问题，评委老师也反映了这个问题。他们又继续投身到对作品进钱和收钱装置的改进中，初步预计，郑钰枫他们的作品在完成作品改进后，将会达到一秒钟一张纸币。

对于学生的表现，指导老师李国伟说：“他们团队比较积极，独立能力也比较强，准备比赛过程中都是他们自己在做。就目前学生掌握的知识和技术来看，作品还是不错的。该作品应用到实际，是履行流水线工作，只需要几个人员把折叠的钞票展开就可以了，比原来可以减少2/3左右进行分类、点数和打包的工作人员。”同时他也建议同学们多在知识和社会实际应用方面开拓思维，多接触社会市场。

【梧州学院报 覃霜琼 曹菁】