多功能手動試卷裝訂機的設計與開發

歐康 王明哲 趙東昭 畢云棟

摘 要：本次設計產品多功能手動裝訂機是根據學校實際情況將手動扎眼和穿線的費時費力的狀況進行改變，原本的裝訂方式是人工用錐子進行扎眼，然后穿線，過程繁瑣，不易操作，多功能手動裝訂機將穿孔和穿線同時進行，避免了先扎眼后穿會錯開的現象，達到整齊的目的，節省手動穿眼的費力現象，進行快速裝訂，對考試試卷等厚摞紙張進行快速裝訂，將試卷快速封存。

關鍵詞：試卷裝訂機；手動；設計

中圖分類號：TS885 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）19-0043-02

Abstract： The multifunctional manual binding machine of this design product is based on the actual situation of the school to change the time-consuming and laborious condition of manual eye piercing and thread wearing. The original binding method is to make eye piercing with manual cone and then thread， and the process is tedious and not easy to operate. The multifunction manual binding machine carries on the perforation and the thread at the same time， avoids the phenomenon that the piercing will stagger after piercing first， achieves the neat goal， saves the manual piercing the eye laborious phenomenon， carries on the fast binding. Fast binding of test papers and other thick piles of paper can be done and quickly sealed.

Keywords： paper binding machine； manual； design

1 概述

1.1 產品設計意義

現如今學校采用紙質類試卷進行測試為主，由于材料較厚，結構松散，當試卷在整理成冊或在保存時存有諸多不便，因此，手動裝訂機被人們普遍運用，而在現有的手動裝訂機中，幾乎都是手壓動裝訂機，使得裝訂針受迫將文檔裝訂在一起，這樣不能很好地控制裝訂針的位置，影響裝訂材料的整齊性，而且，裝訂厚度限制明顯，當用于裝訂試卷時，弊端尤其突出，由此做出突破，在解決試卷裝訂厚度的前提下，利用鉆孔技術以減緩較厚材料打孔難題，制作出一臺多功能手動試卷裝訂機。

1.2 基本結構

本發明是一種手動裝訂機，包括：基座，它有一個上下伸縮式立柱，在立柱前方留有穿孔，立柱兩側都有L型手柄，面向立柱，左側手柄控制鉆臺轉動，右側手柄控制立柱收縮，使得鉆臺上下移動，基座表面的一對支撐凸臺；夾具臺，有平的上表面，和一對從該上表面向下延伸的側面，夾具臺實屬基座底部平臺部分；穿孔機構，穿孔主要用鉆頭實現，選用相應的鉆頭固定于鉆臺上；手柄，它有施力的握把部分和各板件，左側手柄板件包括齒輪盤、機架及與齒輪盤嚙合的小齒輪，右手柄板件為一個齒輪軸。

2 產品設計方案

2.1 設計過程

（1）資料收集，走訪相關商店，學習國內外相似設計及結構，為方案設計打下基礎；（2）研究機構和機器運動及動力特性，機械設計及理論，機械的設計、制造、運行、維修等；（3）平面連桿機構的運動特性和傳力特性，相對運動圖解法進行機構的運動分析；（4）在控制理論指導下，進行系統設計，系統仿真，現場調試，速度的控制，自適應控制；（5）構件模型，對模型進行分析，測試和檢驗系統的參數，實際工作狀態。

2.2 產品用途

現階段從成本和使用性能以及攜帶等方面考慮學校裝訂技術還不是很成熟，缺乏一種易于夾裝和適用于不同紙張的多功能一體機來完成打孔裝訂，從而便于試卷的批閱，解決封存試卷的費力費時的問題以及裝訂書本的整齊封裝的工作。多功能手動裝訂機是根據學校實際情況，原本的裝訂方式是人工用錐子進行扎眼，然后穿線，過程繁瑣，不易操作，多功能手動裝訂機保證了質量輕便，以及體積合適，方便使用者攜帶，不被電力所限制。

本發明的目的是為了提供一種適用于試卷裝訂的手動裝訂機，因此采用線為裝訂材料，鉆孔方式為主的機構。

2.3 產品組成

本發明采取的技術方案是：包含裝訂機本體、豎直螺栓、壓緊塊、支柱、手柄、手柄板件齒輪盤及相應嚙合齒輪、齒輪軸、鉆臺。裝訂機本體的底座設置有空腔，并且定位塊設計在基座空腔內，且通過豎直螺栓固定于基座上，與本身上的螺紋聯接，因試卷存在蓬松性，定位塊上加上的兩塊彈性鐵片分別通過豎直螺栓固定于立柱兩側，兩彈性鐵片在定位塊上滑動，根據裝訂材料尺寸需要，實時按定位塊上的刻度滑動彈性鐵片調節間距。如圖1所示。

2.4 工作原理

把整理好的試卷放在底座上，調整試卷的位置，滑動彈性鐵片壓緊待裝訂的試卷，在裝訂的過程中，由于橫向的位置被固定不變，縱向的位置通過彈性鐵片加以固定且保持一致，同時，豎直螺栓可以使用大厚度的試卷壓緊，由此使得鉆頭在打眼時能準確定位，適應大厚度試卷裝訂。

2.5 設計創新

本設計采用鉆孔式的方法取眼，主要考慮到試卷的韌性及裝訂材料太厚的省力問題，試卷蓬松且柔性大，若施加壓力穿透裝訂材料，強壓使得裝訂材料大幅度變形，這樣首先對裝訂材料造成大范圍破壞，其次難以掌控裝訂位置，從而影響裝訂效果，選用鉆孔式取眼不會對材料產生強大壓迫，逐漸鉆深的同時省去較大的力。

3 結束語

通過對多功能手動裝訂機的市場調查，發現市面上的一些裝訂機的裝訂工作僅限于薄的文件裝訂，并且裝訂的紙質屬于韌性較好的A4紙張。對于脆性紙張的試卷裝訂會不時損壞試卷。對于此次設計的多功能手動試卷裝訂機采用螺旋的鉆頭進行轉動螺旋鉆孔，通過齒輪的傳動實現鉆頭的加速旋轉進行鉆孔，保護紙張，可以解決學校較厚試卷裝訂難得問題，并實現準確打孔，快速裝訂。大大的節省裝訂時間成本。

參考文獻：

[1]鞏云鵬，田萬祿，等.機械原理課程設計手冊[M].沈陽：東北大學出版社，2005.

[2]孫志禮，冷興聚，魏嚴剛，等.機械設計[M].沈陽：東北大學出版社，2010.

[3]許穎蓓，黃玲玲.基于單片機技術的試卷裝訂機設計[J].科技信息，2011.

[4]屈蘭鋒.淺談小型配頁裝訂機的研究與開發[J].價值工程，2013.

[5]張馳，陳繼榮.單片機控制的自動帶線裝訂機[J].現代機械，2002.

[6]鄭龍月.新型試卷裝訂機的設計[J].科技展望，2016.