张钰唯 云南师范大学附属小学
指导教师:王爱彬 李俊
有这样一条新闻:有一位老大爷工作20多年后积攒了许多硬币,他想把它们存入银行,于是就提着几麻袋硬币去银行,银行的所有工作人员为了给硬币分类,花了整整一天的时间。
看完之后,我就想:如果发明一个能自动分配硬币的东西那该多好啊!经过我的观察和思考,利用在课本上学到的杠杆原理,终于做出了硬币自动分配器。
我的发明原理是:杠杆配重分配原理。利用硬币(1元、5角、1角、5分、2分、1分)之间重量不同的特征,让硬币顺着“之”字型来回转返坡道滑行,并在这一过程中撬动杠杆和配重分配板,使硬币进入不同的分币箱内。
图1 分币器模型
(一)设计出图纸,动脑筋反复观测,发现问题,仔细研究,不断完善设计内容。
(二)材料:准备4mm和1mm的有机玻璃板各一块、自行车辐条钢丝、有机玻璃空心棒、各种专用的胶水、钩刀。
(三)按设计图纸确定的尺寸用钩刀把有机玻璃板手工裁成需要的小块,以专用胶水粘好(做出一个大概的样子);把分配板用胶带暂时固定在轴上,进一步推敲设计的合理性。
(四)在侧板适当的地方穿孔,把轴(自行车辐条钢丝)穿入已做好的杠杆分配板上,同时通过螺帽把轴固定在两面的侧板上。
(一)把硬币放入投币口,硬币会通过分配板滑下,落入相应的分币箱内。
(二)如果要取分配好的硬币的话,拉开抽屉取出即可。
通过对目前在我国社会上流通的普通金属硬币的研究,发现共有3套8种硬币,分别是:1.第二套1955年版1分、2分、5分三种;2.第四套1991年版1角、5角、1元三种;3.第五套1999年版1角、1元两种。归纳起来分为:1元、5角、1角、5分、2分、1分,共六种。
在试验中,统计的各种硬币在投币过程中的成功率见表1。
通过对投币分配成功率分析研究发现,影响投币分配成功率的因素可以总结为以下几点:
(一)手工切割的材料,几何尺寸达不到设计的理论值;
(二)同一币种在重量上存在一定的相对误差;
(三)外部环境对投币的准确率也有一定的影响,比如说:硬币和坡道的洁净程度、温度和空气湿度的变化;
(四)坡道使用过程中产生的静电;
(五)材料的品质。
我的发明不仅可以用来分配硬币,还可以根据这个原理来分配不同重量的物体。比如筛选矿物、分配不同重量的货物等等。
图2 使用的材料
图3 设计图纸
图4 按比例切割材料
图5 粘接模型
图6 打孔
图7 穿孔
图8 调试分配板
图9 分配板
图10 可以分配的硬币
图11 使用方法
图12 我和我的发明
图13 分配出的硬币