日前,丽水市龙泉龙泉西新小学6(一)班徐熙的作品“自动分类硬币机”,获得了第37届全届全国青少年科技创新大赛“青少年科技创新成果作品”二等奖。徐熙同学的作品灵感来自哪里?作品是如何设计并制作出来的?一起来听听她的分享——
有一次跟爸爸去买菜,看到卖菜的奶奶在分类一大堆硬币,既花时间,又花精力。还有超市里的收银员,每次也要手动将收来的硬币分类放进格子里,增加了他们的工作负担。我就想是否可以制作一个自动分类硬币的机器,减轻收银员的工作负担,提高工作效率。
首先我想到的用纸板去制作,因为可以就地取材,也容易制作,经过一系列的资料查找和实验,终于设计并制作出了第一个版本。但问题也随之而来,分类轨道上1角和5角经常会落在错误的位置,经过不断测试和观察,最终发现了问题所在,由于我用的是纸板,再加上手工切割,所以存在着很大的问题,那就是精度不够,因为1角和5角的硬币直径只相差了2毫米,因此,如果精度不够很容易出现滚落到错误孔洞的问题。
为了提高精度,我更换了材料,把纸质换成实木板材,并用激光切割,提高了精度。为了更方便的进币,我又把原来手动进币换成了半自动进币,把币仓改成了旋转出币的方式,实现了半自动进币。就这样,第二版出炉了。可是在测试过程中又出现了新的问题,硬币仓容量太小,出币速度太慢,有时候硬币会停在分类轨道上。于是,我用易拉罐加长了币仓的长度,增加了旋转页片数量,由原来的单页片改成了双页片,出币梯度增加了一倍。硬币停留在分类轨道上的问题困扰了我好久,测试了好久终于发现问题所在,原来是轨道表面的摩擦力太大,坡度也不够,于是我用砂纸对轨道表面进行打磨,并把轨道坡度进行了调整。
经过反复的调整和测试,硬币终于不会停留在分类轨道上。于是我就拿着改进的第二版参加了丽水市赛,经过市赛后,我看着作品又生发出如果分类的同时能自动计数,那就太好了,于是,我查阅网上资料,并选购了3个红外计数器,在每个出币口下面安装1个红外线计数器,只要硬币一落下来,计数器就能自动计数,并记录下来。随之而来又出现新的问题,计数器偶尔有误报数量,检查之后发现可能是红外探头探测范围小,硬币下落时位置不固定到时,于是我就对硬币下落口进行改进,增加了漏斗状下币口,让硬币每次都能落入红外探头探测范围内,计数器终于减少了误报的次数。第三版完工,我带着它参加了省赛.
在省赛答辩时,评委老师给到我一个很好的建议,就是能否把进币方式改进一下,用撒币式投放。回来后,我针对这个建议进行了深刻的反思,首先,我尝试更改了进币仓的材料,由原来的木质改了铝质,进币仓转轴加上了小轴承,这样子就能让旋转页片跟币仓之间的间隙减小,让硬币不容易卡在旋转页片和币仓之间,并增大了进币仓的规格,旋转页片也由原来的两片改成四片,同时也把小电机换成了6V减速电机。进过测试,又发现进币仓太大了,旋转页片太窄,于是又改回来的大小。为了实现收纳功能,我又增加了硬币收纳筒,并在收纳筒外壁上增加了计数刻度,实现了双重计数功能。让计数更加的准确、更加直观。我带着做好的第四版,去参加了为期5天的第37届全届全国青少年科技创新大赛,终于不负众望,作品荣获了国赛二等奖。
我的指导老师周雪芳曾说过:“越往上级的比赛,高手就越多,整个过程经历了不断的创新、再创新,只有这样才能在高手如林的比赛中占得一席之位。”她让我对科技创新有了新的认识,创新源自解决生活细微处的问题,在解决问题时不拘泥于传统的思维方式,要善于思考、大胆创新,敢于尝试、把平时所学到的知识用于解决生活中遇到的问题,而不是为了创新而创新。