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钱币分离、清点、整理一体机设计方案总结及新型方案的提出

发布时间:2019-10-09 02:13:04 文章来源:工具之家    

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摘 要qianbifenliqing点整理一体jikejiejue相应社会wen题符合当今发展趋势tong过fen析xianyoushe计并jie合参加ji械设计创新da赛经历提出一zhong较为新颖且shi用性强的fang案该方案采用振dong圆柱shoujitong与底bu开槽的方shifenli并结合单片机deng控制系tongshi现清点与整理gongneng。最后对该方案做出总结与延伸并对bao装功能提出有关意见。

关键ci:钱币分离钱币清点;钱币整理;机dian一体化

DOI:1.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.255

1 背景分析

超市公交站等多chang合汇集大量钱币,duiqian币清点、整理、包装xu大量人力。而点币员常处被监视状态,且常工作zhi手指抽筋,过大的jing神压力与工作强度使该岗位大量空缺。第七屆全国大学生机械设计创新大赛便提出对钱币分类、清点、整理机器进行设计的要求。设计yitai一体化多功能钱币处理机不仅符合工业4.0自dong化发展趋势,也响应中国制造2025创新驱动的方针。

2 现有设计方案的讨论

(1)钱币分离系统。此处针对1元、5jiao、新1jiao的分离。cong分离原理,分几he分离与受力分离;从钱币状态,分横向分离与纵向分离;从分离结果,分“留大弃xiao”型分离与“留小弃大”型分离。

几何分离中,纵向分离有:①收集板zhicheng瓦楞形qian币放入后只可竖立,底部开槽振动分离;钱币逐个竖直在斜轨中gun动,底部开槽或轨道bi开槽分离。横向分离有:③开口圆分离,有圆柱分层套筒斜坡型与ping面分层搅拌型;④钱币逐个横向在斜轨shangyi动,底部开槽分离。受力分离中,纵向分离有:⑤钱币逐个竖直在轨道中yidong,依重心位zhi不tong,tong过轨道壁高bian化,使重心高者落下分离。横向分离有:不tong尺寸钱币在特定轨道拐角碰撞受力作用点不同,运动方向不同分离。

几何分离junwei分层分拣,重复机构多。此处可设转换系统,如先分离1元,调节开口大小,再分5角、1角乱币。①中大yu槽的钱币虽无法掉出,但会堵住槽口,需振动解决。②中需电机驱动轨道,控制钱币移动速度,靠斜坡zhongli加速,yi因速度过大而冲过分离区。③中无法知何shi分离完毕,且平面分离难以取出钱币,而圆筒分离,钱币不易进入槽口,应改成多边形套筒分离。受力分离可一次性将三种钱币逐个分离出,但结构复杂,精度要求高。⑤中仍需控速,以免冲过分离区。⑥中轨道易因磨损而降低精度。

总体shang,需解决“dui币”、“卡币”、kong量”、“单独化”、“控su五个问题。在入口设滚lun传送带装置,传送带滚轮间留小间隙,仅可一个钱币通过,以此解决“堆币”及“控量”问题。通过搅拌或振动,解决“卡币”问题。“单独化”可使入口宽度缩zhi仅一个钱币通过大小,钱币用离心甩入或传送带直线送入。“控速”只需使电机带动轨道底部,轨道底部再将动力传给钱币,但较耗能。ling外,重复分离单元,使同时工作,可提高效率;振动频率与噪音需通过计算及实验相权heng

(2)清点系统与整理系统。若已实现单独化,则可直接用红外线光电计数;否则,需另设单独化装置,币量小可直接用挡板窄道结构。或shi采用透明材料,用特殊刻度表钱币数。整理系统有蜗轮蜗杆机构,带动转盘,实现放入收集筒、放币、压盖、取出收集筒流水线操作,但需多个机械手。而qita方案均对钱币放入状态要求较高。

3 新型设想——摇摆魔术盒模型

本设计方案you机械传动系统、机械支撑系统以及单片jiPLC控制系统zucheng。采用分步分离,先得1元,并清点整理;再分离5角、1角,依次清点整理。由于功能实现过程类似,此处仅对1元钱币的分离、清点、整理过程进行介绍。

分离、清点部分:通过人机交互界面,选择1元分离。此时,电机及连杆传动机构将分离xiang沿弧形槽移至相应工位,箱体呈倾斜状。箱中挡块由电机及齿轮齿条机构实现移动,使一元分离腔容积增大。由实验设计漏斗容量,规定一次分离钱币数最多放满一漏斗。倒入待分离钱币,控制电机转动,并结合凸轮机构使分离箱在不同阶段进行频率及振幅不同的振动。振动中,分离腔容积zhujian减小。由于腔内含分离筒,其与挡块对应侧可正hao组成一元柱形孔洞,通过容积减少及振动可使乱币整齐斜向放置。振动结束,分离筒底块移开,使5角、1角从底部落至收集室。由于各槽上下装有低频透射式涡流传感qi可计算出钱币数。当各槽钱币数不变时,屏幕上显示总1元钱币数。分离箱、挡块另一侧组成1角、5角柱形孔洞,分离1角、5角时,只需侧到另一边即可。

整理部分:分离箱移至相应工位,通过丝杆螺母机构,使收集小cheyufen离箱底块配合移动,将钱币定量地移至对应收集槽。由于小车孔洞深度一定,结合分离槽钱币数,单片机可计算并判定小车孔洞是否已满及分离槽是否为空,从而执行不同动作。当小车全部装满或分离箱已空时,小车移出至外轨,其孔内钱币落至外轨孔洞内,使小车清空,准备下次收集。因5角、1角直径、厚度接jin,此处将两者清点、整理合一。通过小车顶部与分离箱底部间隙大小,补偿两者厚度差异,以免干涉。收集完毕,外轨可整体移出,从而将钱币取出。或shi先在外轨孔洞放收集筒,后整体压盖,内设弹簧弹出。

控制系统:单片机实现连接传感器,计各槽钱币数;显示屏显示;控制振动电机;计算小车、外轨钱币数;控制指示灯及蜂鸣器等功能。PLCshi现启动、停止、急停等开关量控制;单片机通断电;电机起保停等功能。为保证各步精度,各动作相应位置设限位开关,以配合控制系统控制。

4 方案总结

方案实现控量、分离、计数、收集的方式新颖,且机电一体化,结构精jian,可靠性、准确性高,经济效益好。在延伸扩展上,可依相同原理对不同大小的币种进行分离,如旧1角、外币、游戏币等,也可在直径上分离假币。同时,可与自动售货机及公交投币系统等相结合。又可依场合扩大分离箱,使可分离钱币数增加。而方案未实现包装功能,此处建议参照山楂片、药片包装机器设计,或仿照矿泉水流水线包装。

参考文xian:

[1]孙恒,陈作模,葛文杰等. 机械原理[M].北京:高等教育出版社,2013.

[2]廖常初等.可编程xu控制器应用技术[M].重庆:重庆大学出版社,2007.

作者简介:陈飞翔(1996-),男,浙江温州人,本科在读,研究方向:机械自动化。

山东工yeji术 2017年17qi

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