張鈺唯 云南師范大學附屬小學
指導教師:王愛彬 李俊
有這樣一條新聞:有一位老大爺工作20多年后積攢了許多硬幣,他想把它們存入銀行,于是就提著幾麻袋硬幣去銀行,銀行的所有工作人員為了給硬幣分類,花了整整一天的時間。
看完之后,我就想:如果發明一個能自動分配硬幣的東西那該多好??!經過我的觀察和思考,利用在課本上學到的杠桿原理,終于做出了硬幣自動分配器。
我的發明原理是:杠桿配重分配原理。利用硬幣(1元、5角、1角、5分、2分、1分)之間重量不同的特征,讓硬幣順著“之”字型來回轉返坡道滑行,并在這一過程中撬動杠桿和配重分配板,使硬幣進入不同的分幣箱內。

圖1 分幣器模型
(一)設計出圖紙,動腦筋反復觀測,發現問題,仔細研究,不斷完善設計內容。
(二)材料:準備4mm和1mm的有機玻璃板各一塊、自行車輻條鋼絲、有機玻璃空心棒、各種專用的膠水、鉤刀。
(三)按設計圖紙確定的尺寸用鉤刀把有機玻璃板手工裁成需要的小塊,以專用膠水粘好(做出一個大概的樣子);把分配板用膠帶暫時固定在軸上,進一步推敲設計的合理性。
(四)在側板適當的地方穿孔,把軸(自行車輻條鋼絲)穿入已做好的杠桿分配板上,同時通過螺帽把軸固定在兩面的側板上。
(一)把硬幣放入投幣口,硬幣會通過分配板滑下,落入相應的分幣箱內。
(二)如果要取分配好的硬幣的話,拉開抽屜取出即可。
通過對目前在我國社會上流通的普通金屬硬幣的研究,發現共有3套8種硬幣,分別是:1.第二套1955年版1分、2分、5分三種;2.第四套1991年版1角、5角、1元三種;3.第五套1999年版1角、1元兩種。歸納起來分為:1元、5角、1角、5分、2分、1分,共六種。
在試驗中,統計的各種硬幣在投幣過程中的成功率見表1。
通過對投幣分配成功率分析研究發現,影響投幣分配成功率的因素可以總結為以下幾點:
(一)手工切割的材料,幾何尺寸達不到設計的理論值;
(二)同一幣種在重量上存在一定的相對誤差;
(三)外部環境對投幣的準確率也有一定的影響,比如說:硬幣和坡道的潔凈程度、溫度和空氣濕度的變化;
(四)坡道使用過程中產生的靜電;
(五)材料的品質。
我的發明不僅可以用來分配硬幣,還可以根據這個原理來分配不同重量的物體。比如篩選礦物、分配不同重量的貨物等等。

圖2 使用的材料

圖3 設計圖紙

圖4 按比例切割材料

圖5 粘接模型

圖6 打孔

圖7 穿孔

圖8 調試分配板

圖9 分配板

圖10 可以分配的硬幣

圖11 使用方法

圖12 我和我的發明

圖13 分配出的硬幣