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1. 作品名称:柔性撑爪纸币整理机
指导教师:王红志
设计制作:陈永平、史礼杰、李沐橙、郭佳伟、黄广
作品介绍:柔性撑爪纸币整理机,具备对折皱、混乱的纸币进行展开并收集的功能。作品采用PLC系统控制,结构由三部分组成:负压取钞转移装置、柔性撑爪展平机构及纸币收集装置。负压取钞转移装置采用传送带输送纸币,利用安装在有同步带驱动的二维运动平台上的负压吸盘吸取单张纸币,以达到分离纸币,并把单张纸币移送到柔性撑爪展平机构工作区的目的;柔性撑爪展平机构采用内置弹簧的可伸缩撑爪设计,撑爪采用柔性材料,通过同步带驱动实现撑爪的撑开动作,实现把折皱的纸币展平的效果;纸币收集装置部分采用巧妙的通道形状设计实现纸币的调向,并集钞箱入口采用了叶轮设计,实现了把纸币从柔性撑爪撑开机构工作区取出并调向和收集的功能,最终达到将展开的纸币整齐的堆叠到集钞箱里的效果。
作品创新点:
① 作品实现了纸币整理的机械化,完成将杂乱的纸币整理平整、收集成叠;
② 采用负压取钞转移装置,利用负压吸盘吸取单张纸币,实现了纸币的定量输送;
③ 柔性撑爪展平机构,该撑爪采用柔性材料,使结构变得简单,撑开效果更理想;
④ 特型轨道设计利用巧妙的形状使被展开的纸币通过特型轨道时,沿着轨道轮廓发生定向的旋转,实现调向效果;
⑤ 在纸币进入钞箱时,经过叶轮的引导,纸币避免了与下层纸币端部的碰撞,顺畅地进入钞箱,并整齐的堆叠在一起。
推广应用价值:纸币清点技术比较成熟,但纸币清点机的使用前提是纸币必须平整。目前,在公交车总站、银行等部门纸币的整理工作依然要依靠人完成,工作强度大且效率低,时间成本和人工成本高。柔性撑爪纸币整理机具备了将折皱、混乱的纸币进行展开并收集整齐的功能,不仅提高了纸币整理的效率,降低了钱币整理成本和人工成本,让钱币整理工作实现全程机械化成为可能,具有很好的市场前景。
2. 作品名称:便携式简易封箱机
指导教师:李春波
设计制作:黄景伟、周子恒、徐明亮、郭康
作品介绍:本作品的主体构造分为机架、滑轨、胶布轮三个主要部分,其中机架是用铝型材搭建起来,滑轨沿水平方向放置在机构中间,上面连接工作平台,用来承住箱子并和箱子一起滑动,滑轨上下各放置一个胶布轮。机架是用铝型材通过角接件搭建起来,使用的滑轨为直线导轨,工作台和胶布轮机构主要由多个非标准零件连接组成。工作时,透明胶布固定好后拉出适当长度绕在轮上,当纸箱沿滑轨运动到胶布轮处会使纸箱上下两面贴上胶布,胶布轮上的弹簧和刀片使胶布贴紧纸箱和切断胶布。该机构主要用于替装好货物且上下两侧都合上的箱子上下各贴上一条胶布,完成封箱。
作品创新点:
该机构与大型封箱机相比结构更加简单,成本更低,直线滑轨可折叠,使机构更加便携。两个胶布轮使箱子可同时完成两面的贴胶布,一定程度上提高工作效率。工作台可适当调节挡板距离以适应不同大小的箱子。
推广应用价值:该机构成本相对较低,可用于中小型箱子的连续贴胶布,实用性比较广,可用于某些商家包装箱子,如淘宝卖家用于包装日用品类商品。该装置与塑料手动封箱机相比,改变了工作方式,使连续封箱更加节省人力。
3. 作品名称:基于摩擦皮带轮的新型钱币整理装置
指导教师:梁雄,彭太江
设计制作:刘永坚、梁土泉、杨丰玮、詹庆鑫、符宗培
作品介绍:1)入口设计成漏斗滑道状,滑道是用表面较光滑的亚克力板制成,滑道出口端为一个顶部开口的小方盒。将褶皱的纸币投入漏斗口,纸币通过滑道滑进末端小方盒中。再利用一个平行四杆机构,平行四杆机构上装有带负压的吸头,利用吸头对钱币的吸附作用,将纸币逐张运送到传送带上。2)在传送带上设计多组同步带轮,当纸币经过同步带轮与传送带的间隙时,利用同步带轮与传送带两者对纸币的摩擦作用将纸币进行展平,故可实现钱币展平的功能;展平后经过传送带送至出口。3)出口设计成一个滑槽,展平的纸币经过滑槽落入一个宽槽里,宽槽沿一定角度立起并震动(类似于洗扑克牌的动作),重复数次即可将纸币整理成叠。
作品创新点:
① 利用多组同步带轮以及一条传送带,纸币放在下传送带上,当纸币经过同步带轮与传送带的间隙时(假设纸币有折叠),由于钱币-橡胶接触面摩擦力远大于钱币-纸币接触面摩擦力,故可实现钱币展平的功能;
② 利用摩擦力大小的差异,将难以展平的纸币通过比较方便可行的方法将其展开,节省了大量人力物力;
③ 通过带吸头的平行四杆机构将钱币逐张运送到传送带上,分离成单张,进入到后续的装置进行整理;
④ 纸币收纳盒加入了雨刷器的原理可将不同方向的纸币拨到统一的方向,为以后进一步的清点提供了方便。
推广应用价值:纸币整理机的研究,有利于满足市场需要和国民经济发展要求,加快我国金融市场的电子化、自动化和机械化。由于我国人口众多,现钞的流通量十分巨大。目前大多数金融机构和公交公司的现钞整理清点工作仍然依靠繁重的手工操作进行,不但劳动强度大、时间长,还存在劳动卫生条件差等问题。而纸币整理机的处理速度、相对成本都远胜于老式的人工劳作,实现了纸币整理的自动化处理。因此,钞票清分的自动化、机械化具有非凡意义。
4. 作品名称:基于吸放式离心的纸币整理装置
指导教师:巩伟杰
设计制作:陈凯哲、郭婧、梁汉华、谭康斌、俞诗强
作品介绍:基于吸放式离心的纸币整理装置主要是为了把无规则的纸币经过机构的处理后得到易于整理的纸币,以用于提高纸币的整理效率。按机械动作主要可以划分为“吸放离心”和“加压整平”两大部分。基本动作流程:先利用负压吸取单张纸币,通过一定的转速对纸币进行离心操作,完成纸币的初步展开工作。然后通过加压整平机构对纸币进行二次处理,施加压力阻止纸币展开后发生的弹性回复,并且使纸币达到进一步整平的效果。“吸放离心”机构特征在于吸附部件与离心部件为一体结构布置,旋转中心与负压抓取位置中心在同一轴线上,并且采用油封的密封方式降低负压损失;“加压整平”机构特征主要在于应用拉簧的滑块连杆机构,完成竖直方向的进给动作向水平方向动作的转换,并借助舵机辅助限制滑块连杆机构的动作状态。压平工作面为圆角,该部分整体呈对称布置。
作品创新点:
① 主要采用吸放、旋转离心的方式完成纸币的展开。把吸放式载运与旋转离心组合应用在纸币的展开整理上是一次大胆的研究尝试,而国家知识产权局的相关网页上显示的纸币清分装置都以输送带传输、摩擦轮引导为主导。
② 同时本机构中吸放式载运与旋转离心的结合要求旋转中心与吸附抓取中心在同一轴线上,在结构设计和装配设计上都有一定价值。
推广应用价值:
“基于吸放式离心的纸币整理装置”目的在于完成纸币的前期整理操作,完成最为繁琐的“纸币分离”、“纸币展开”和“纸币整平”工作,有望用于类公交车公司总站的纸币清分工作中去,以降低劳动者的工作强度,同时提高生产工作效率。
5. 作品名称:圆周式自适应胶带封箱机
指导教师:娄燕
设计制作:张琪生、陈上彪、叶超平、鲁泰文
作品介绍:快递物品装入箱子后,放在我们的封箱机的载物台上,触碰载物台上的开关,机器开始工作,通过中间抓手机构的移动,完成箱体盖页的折叠,并根据抓手上的传感器识别箱体的大小,电机驱动横杆带动胶带围绕箱子作圆周运动,从而完成箱子的整圈绕胶带贴合。中间部分胶带贴合完成后,机器自动复原到初始位置,为下一次封箱做好准备。以此循环,从而实现大批量地不同规格箱子的封箱工作。最大限度地减少人力,实现效率的最大化。
作品创新点:
① 可识别箱体大小尺寸,更好地适应不同箱体。
② 可实现整圈绕胶带封箱,不像目前的设备,只能封小半圈。
③ 可反复完成胶带贴合动作,快速简单,不用像已有的大型封箱机一次只能实现一次胶带贴合,如果要反复进行胶带贴合,需要人工搬运箱子重新进行再一次封箱。
推广应用价值:本参赛小组设计的自动封箱机只需要把箱子放上载物台上,之后可自动完成夹持、胶带贴合等动作,不需要翻动箱子来实现封箱,使得其更加方便省力,更具有人性化,弥补了目前市面上自动封箱机的诸多不足之处,具有很强的实用性和广阔的应用前景。
6. 作品名称:基于风力的纸币整理机
指导教师: 陈宏、彭太江
设计制作:张雁佳、潘喜洲、陈振国、侯建裕、邱栎铭
作品介绍:产品主要由纸币舒展装置、负压装置、传送装置3部分组成。舒展装置由上底带圆孔下底缺失的方盒和带气管的气泵组成;负压装置由经过设计的用来形成负压的腔体和带导风作用的管道和管道口的抽风机组成;传送装置由电机和两个带孔传送带组成。将一定量的折叠纸币投入舒展装置的方盒后,开启气泵,用一根插入盒子顶部的气管将气泵中的压缩气体导入到方盒中,产生吹风效果,纸币在方盒中因风力作用而舒展开。待纸币舒展得差不多(约1min)后,关闭气泵,通过电机开关和抽风机开关分别启动电机和抽风机,纸币在负压的作用下吸附在带孔的传送带上被拽出方盒,通过导向挡板对纸币进行导向,再通过双层传送带的搓、压处理,从传送带末端出来的纸币为平整舒展开的纸币。
作品创新点:
① 风力的运用。利用气泵产生的风力作为纸币舒展的动力来源;
② 负压腔的设计。通过抽风机对腔体进行抽风产生负压以及腔体内部风路的设计;
③ 带孔传送带的设计。传送带上孔的设计与负压腔体的负压区域配合有密切的关系,同时,孔的大小也会影响纸币在传送带上的运动。
推广应用价值:
该产品装置原理简单、轻巧美观,运用风力来进行纸币舒展,对纸币无较大的损害,能使纸币的舒展效果较好,且能有效率地对大量折叠纸币进行展开处理,可应用于银行、公交车总站等大量收集纸币场所。
7. 作品名称:多功能快递小车
指导教师:巩伟杰
设计制作:周丙酉、赵世国
作品介绍:本作品在现有的快递三轮车上进行改装的,它主要是的改动是将有两个可打开的车门代替车厢两侧,这两个车门都有延伸货架,可以放快递包裹。在货物装车的时候,把货物整齐的摆放在货架上,并将快递单那一面朝上。到达地点后,按下按钮,启动电机,车门在重力的作用下随着电机的运动缓慢绕轴转动,直至整个组合门板与地面相平行;此时板BD被车架限位停止转动。在重力的作用下,板CB和板EC将会随着电机的运动沿导轨做垂直下移运动,直至板EC与地面接触,停止电机;原在货架的包裹随着组合车门的转动旋转90°,整齐成阶梯状的排列在门板上,这样快递员不用去卸货,省去时间和精力,又不用摆地摊,影响校园形象。车门利用了导轨机构,连杆机构等机械原理,通过电机带动、重力作用使车门移动,实现了快递小车不用卸货,货物整齐分类的功能。 作品创新点:
构思巧妙,结合车厢内部构造及货架功能,合理利用空间,通过对车厢两侧的改装,实现快递小车不用卸货,将货物整齐的在楼梯状的货架上展出,方便人们找快递、取快递;且能很简便迅速地将货物收纳会车厢内,实现了整理、分类、助力、等多种功能。
推广应用价值:此类的机械结构可广泛的运用在其他方面,如书架、货架、收缩储物柜、防盗网的门、围成3棱柱广告牌、展架柜台等;适用于空间较小,货物多杂难以整理方面,甚至可用于吊桥式的门、楼梯一体折叠门。