可移动式自动收作业机
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作者: 李齐
摘 要：随着科技的发展和进步，课堂教室的辅助仪器会更加趋于便捷化和自动化。该文所介绍的一种可移动式自动收作业机可以自由在教室内移动收取作业，按照序号排列学生的作业并对作业打包，为任课教师和课代表收取作业和清点数目提供很大便利。
关键词：收作业机 可移动 排序 打包
中图分类号：U269 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0081-01
在学生课外作业任务并不轻松的今天，作为课代表，当课前穿梭于教室的各个角落向每位同学收取作业时，未免会感到麻烦和疲倦，而收完作业后对作业按照学号排列好、整理打包、清点作业上交情况又是一项不轻松的任务。因此，人工收取作业是个费时费力的过程，为了对任课教师和课代表在收作业方面减负，笔者设计了一款可移动式自动收作业机。它可以代替课代表到教室的各个角落收取学生的作业，并提醒学生按照学号排列作业顺序，收取完毕后可将作业自动打包，课代表即可将作业交给老师并上报交作业的情况。
1 结构组成及相关功能
为了达到自动移动、对作业排序、自动打包、便于清点等目的，可移动式自动收作业机由三部分组成：排序槽盖、作业本箱体、底盘。以下是具体结构和各自功能的介绍。
1.1 排序槽盖
排序槽盖上面，依次排列着30个投入作业的槽口，槽为通槽，槽口长220 mm，宽8 mm，最大可满足A4纸作业本大小需求。槽口一端按顺序贴有每位同学的学号标签，收作业时学生把自己的作业投入代表自己学号的槽口中。每个标签旁有LED灯，LED灯的亮灭情况分别代表该同学的作业是否上交。（LED灯亮灭原因下文详述）。在槽盖的一个边角有一个显示屏，可根据亮起的LED灯的数目显示当前箱体内作业本的总份数。槽盖的上面有电路为LED灯输送信号。为安全起见，槽盖上的电路有可控开关。排序槽盖盖在作业箱体上，槽与槽之间的隔板可直接接触箱体底部，整个槽盖可以自由拿起放下。收好作业后课代表可根据LED灯的指示情况清点作业，然后取下槽盖，把作业本从箱体拿出。
1.2 作业本箱体
作业本箱体置于底盘上，由底面控制板、可控升降轨道和壳体组成。
作业本箱体底部控制板上排列着30个小型的压力传感器，每个压力传感器对应排序槽盖上的每个槽，每个传感器都和箱体侧面的电路连接。在槽盖盖在箱体上后，槽盖上的的电路与壳体侧面的电路、箱体底部的压力传感器接通。当学生将作业本由槽口投入箱体，压力传感器受到压力作用产生电信号，电信号使槽盖上面的LED灯亮，表示该同学已交作业。
收作业前，课代表可把包装袋摊开置于箱体底部，包装袋的上端两侧贴在可升降的内壁轨道上。在作业收取完毕后，按一下槽盖上的按钮，升降轨道带动包装袋侧面上升，作业本就被包在包装袋中，完成自动打包。课代表在统计好交作业的情况后，切断电路，取下槽盖，即可把打包完成的作业本提出了。
此外，壳体和槽盖均采用硬质塑料，轻便实用，减轻了底盘的负担。而整个收作业机的控制部分在箱体下面有序布置。箱体底部有充电装置，可以对收作业机进行充电，达到循环利用的效果。
1.3 底盘
底盘部分负责收作业机在教室内的移动。底盘可以通过无线遥控来控制方向和速度。更方便的是，可以对底盘提前设定线路，比如让收作业机从教室前排逐步移动到教室后排，设定每两次停留之间行进的距离，每到一张课桌前停留10 s，让学生把作业投入自己学号对应的槽内，这样就可以大大提高收作业的效率。
底盘选定使用三轮全向底盘，原因如下：三轮底盘有平衡性高、便于控制、定位精准度较高、成本较低的优点，移动灵活，并且可以实现原地自转，使收作业机在教室内的转弯、移动更为便利。在驱动程序的控制下，底盘通过三个电机控制三个轮子的速度，合成出最终需要的，底盘质心的移动速度，最终决定移动方向。
三轮全向底盘由支架部分和全向轮驱动部分组成。底盘支架由合金钢方管焊接而成，全向轮驱动装置由螺母、全向轮、轴承盖、轴承座、轴、梅花十字联轴器、电机组成，将轴承座用螺钉连接固定在底盘支架上，从而使整个底盘成为一个整体。经过严格的强度校核，底盘的支架部分符合强度需求，以载动较重的盛满作业本的箱体。
2 产品特点及创新点
可移动式自动收作业机是一种全新理念下的产品，它致力于服务教师和学生，实现教室用具的自动化和人性化，可以大大减轻课代表的收作业负担。此外，底盘部分和上面的箱体、槽盖是可分离的，对于产品的维修保养有重要意义。
本产品的创新点在于自动收作业机的理念和它的结构设计，能够便于排序、统计数目、自动打包，还能自动在学生面前停留等待，这样智能化人性化的收作业机一定会让学生们充满好奇和惊喜，同时收作业的效率也会大大提高。在现在的市场上还没有发现类似的产品，甚至这种设计理念也没有，所以这是一种全新的设计，定会让人眼前一亮。
3 改进方向及应用前景
由于本款收作业机是让学生自己通过学号选择投作业本的位置以达到按顺序排好作业本的目的，如果收作业机能通过扫描学生作业本上的条形码对作业本进行排序就会更加智能。我们同样可以把收作业机改进设计成收考卷机等新产品。但是限于时间和客观条件的制约，这些想法暂时未能实现，在此也提供方向令读者思考。
经过市场的分析和调研，由于本产品的原创性和新颖性，应该能在实际应用中发挥它的价值从而在市场上占据一席之地。在经过技术创新和不断完善改进之后，我们期待可移动式自动收作业机取得教室用具自动化革命性的成功！
参考文献
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