硬幣分揀機(共35頁)
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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 安徽建筑大學 CDIO產(chǎn)品創(chuàng)新項目 學 院: 機械與電氣工程學院 專 業(yè): 機械設計制造及其自動化 班 級: 12 機械 1 姓 名: 陳 旭 李瑞瑞 趙文龍 施 陽 指導教師: 姚燕生、陳雪輝老師 設計時間: 2015年11月至2016年
2、1月 專心---專注---專業(yè) 目錄 一、硬幣分揀機的發(fā)展情況 1.1硬幣分揀機的課題背景 銀行等一些特殊部門要對大量的硬幣進行高效的處理,如計數(shù)、分類、包裝等以使其再流通,無人售票車、投幣電話等需要對硬幣進行實時識別,自動售貨機除了識別之外,還要提供找零功能等。而且在目前在世界范圍內(nèi),硬幣以其成本低,流通次數(shù)多、耐磨損、易回收等無可替代的優(yōu)勢將占領小面額貨幣市場是大勢所趨。市場需要一種成熟可靠的硬幣自動處理機具。鑒于此需要,我
3、們研制用于處理上述問題的機具。 硬幣清分機是金融行業(yè)設備中的用于清點硬幣的技術產(chǎn)品,它的主要功能是硬幣的計數(shù)和硬幣幣種的清分。目前主要適用于超市、公交、自動售貨行業(yè),零售業(yè)等行業(yè)。硬幣清分機外型簡單大方,設備原理清晰。操作簡單易懂,價格適中,在超市,零售等行業(yè)頗受歡迎。 硬幣清分機的最大優(yōu)點在于它不僅可以清點硬幣的數(shù)目,更能將各幣種清分開來,并且面對不同的國家的硬幣不需要調(diào)整軟件,只需要調(diào)整機器的硬件設備就可以滿足不同的國家的硬幣清點需求。因此不僅占據(jù)了很大的市場份額,而且對于生產(chǎn)成本也有所降低。 1.2國內(nèi)外硬幣清分機發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1國外硬幣清分發(fā)展現(xiàn)狀 硬幣清分機至今已有3
4、0年的歷史,發(fā)展到今天,硬幣清分機已具有可靠的傳動系統(tǒng)和先進的計數(shù)清分功能,其智能化的設計為解決硬幣清點的困難提供了完美的選擇。國外著名廠家有日本的榮光、瑞典的SCANCOIN AB。 由于國外硬幣清分機發(fā)展比較早,其技術也較為成熟。硬幣清分機的傳動系統(tǒng)技術具有低噪聲、傳動平穩(wěn)、性能可靠等優(yōu)點;計數(shù)功能采用光敏傳感器,有功能齊全,操作更簡便等優(yōu)點;采用數(shù)字顯示屏,進行可視化設計,全面顯示硬幣的數(shù)量等信息。如圖1.1所示為最新硬幣分揀機。 圖1.1國外硬幣分揀機圖 1.2.2國內(nèi)硬幣清分機發(fā)展現(xiàn)狀 1、硬幣清分機在我國的市場前景:隨著我國國民經(jīng)濟持
5、續(xù)穩(wěn)定地增長,2008年北京申奧成功和WTO的加入。從本世紀開始,我國進入了全面建設小康社會的新階段,創(chuàng)造美好生活環(huán)境是金融行業(yè)發(fā)展的巨大推動力。我國第五版人民幣的發(fā)行,輔幣(10元以下)硬幣化已經(jīng)成為一種趨勢,硬幣的投放量還將大幅度增加。由于硬幣手工清分成本大,利潤小,一般不復點且誤差多,因此硬幣流通自動化成為迫切的社會需求,所以硬幣清分機將會成為國內(nèi)金融市場的一個主流機器。 2、硬幣清分機國內(nèi)生產(chǎn):在國內(nèi),清華大學、北京科技大學、上海交通大學、杭州電子科技大學、蘇州大學、福州大學等多家單位均對如何進行正確的硬幣識別做過深入研究,在機理上普遍采用電渦流法。這些單位的研究在可能涉及的硬幣范圍
6、內(nèi)取得了較好的效果,但對硬幣的鑒別都局限于項目本身,存在不系統(tǒng)、不完整,對偽幣效果識別不好等問題。 3、硬幣清分機是對高速通過的硬幣進行識別、計數(shù),同時對偽幣、殘幣進行剔除的系統(tǒng)。它是分類機、計數(shù)機、包裝機、銷毀機等眾多硬幣處理器具的基礎。由于國情和貨幣體系不同,研制各國統(tǒng)一的硬幣清分系統(tǒng)不現(xiàn)實,因此,需要針對不同的貨幣體系研制相應的清分系統(tǒng)。 在這個領域里,國外較早的開展了研究,并且做了大量的工作。開發(fā)的產(chǎn)品大致也分為三個檔次,低檔、中檔和高檔。低檔清分速度在1000枚/min以下,中檔為1000~1500枚/min左右,高檔則在1500枚/min以上。所使用的清分方法上主要有兩大類,
7、一類是根據(jù)物理技術進行清分,另一類是根據(jù)性能指標進行清分。高速清分基本上都是采用性能指標來進行清分。 綜觀來看,當今國內(nèi)外硬幣清分裝置,或者設計原理簡單,抗振動、抗電磁干擾能力差,識別偽幣能力差;要么制造復雜、價格昂貴、缺少實用價值 表1-1 我國目前流通幣種及其基本信息 幣種 材質(zhì) 直徑(mm) 重量 (g) 厚度(mm) 邊形 形狀 發(fā)行年份 中國第三套普通流通硬幣 菊花1角 鋁鎂合金 22.5 2.2. 2.4 平邊 外圓內(nèi)九邊形 1991-1999 梅花5角 銅鋅合金 20.5 3.8 1.65 間斷絲齒 圓形
8、1991-2001 牡丹1元 鋼芯鍍鎳 25 6.05 1.85 平邊 圓形 1991-1999 中國第四套普通流通硬幣 蘭花1角 鋁鎂合金 19 1.15 1.67 平邊 圓形 1999-2003 不銹鋼 19 3.2 1.67 平邊 圓形 2005-2011 荷花5角 鋼芯鍍銅 20.5 3.8 1.65 間斷絲齒 圓形 2002-2011 菊花1元 鋼芯鍍鎳 25 6.05 1.85 平邊 圓形 1999-2011 二、方案確定 硬幣清分機主要設計是從硬幣的送料,分
9、離,計數(shù)等幾個方面進行考慮。 方案一:首先混幣通過傳輸裝置,定時定量的(定時定量的目的在于防止一次送進過多的硬幣而導致分離盤負擔過大,引起堵塞和分離不流暢)傳輸一部分混幣到圖中所示的分離盤,起先我們分離的是幣值為1分的硬 幣,所以第一個傳感器擋幣塊與導軌的距離設計的要比1分的硬幣略大,比其它幣值的硬幣直徑都要小,以此為標準再經(jīng)過實驗產(chǎn)生的分離效果,我們確定一個合適的直徑,這樣一來,1分的硬幣和其它幣值的硬幣就區(qū)分了出來。 其工作原理如下:啟動電動機,電動機帶動分離盤,使得分離盤轉動,則分離盤中的硬幣作離心運動,硬幣被撥到導軌中(導軌上端對應6個傳感器擋幣塊,擋幣塊與導軌的距離大小循
10、序從上到下依次變大),然后根據(jù)硬幣的尺寸由小到大的循序對擋幣塊與導軌之間的距離進行調(diào)整,從而對不同直徑的硬幣進行分離。其裝置簡圖如圖2.1所示。 圖2.1方案一硬幣分離簡圖 方案二:根據(jù)硬幣的形狀特點,用幣盆直接和儲幣斗相通,幣盆的底部有轉盤直接和電機聯(lián)接,這樣在電機轉動時,硬幣由于離心力的作用會被甩到幣盆的邊緣。幣盆邊緣會有引導弧和硬幣軌道相通,并且入口處有間隙可調(diào)節(jié)的壓片稱為選幣口,根據(jù)硬幣厚度不同而設定它的出口標準,軌道間距按照不同面值硬幣的直徑設置,保證每次只有規(guī)定面值的硬幣通過。之后進行檢偽,它利用電渦流傳感器進行檢測,可以根據(jù)通過物體的的材料不同進行分辨,并在出現(xiàn)假幣
11、、殘幣時利用電磁鐵將偽幣彈出。之后對堆幣套筒堆好的硬幣,由調(diào)整機械手夾緊移動到包卷膠輥1、2處。三個輥子向硬幣圓心移動,壓緊硬幣后,機械手松開,隨后包卷輥子帶動硬幣堆和包卷紙高速旋轉,將紙裹緊在幣堆上。隨后進行勾至此包卷完成,如圖2.2所示。 圖2.2方案二工藝流程示意圖 方案三:當機器做好啟動準備工作后,在投料口投入硬幣,啟動電機帶動傳送帶和硬幣傳動,運行過程中過濾硬幣使其只能單一一個通過傳送帶并通過帶有空洞,根據(jù)尺寸的不同,不同的硬幣掉落不同的孔內(nèi),孔在斜板上側邊分布,并且孔洞大小由小到大,達到篩分硬幣的目的,并在掉落過程中添加計數(shù)機,計數(shù)機工作并計數(shù)。計數(shù)完成后電機暫停工作。
12、然后完成硬幣堆的包裝。示意如圖2.3所示。 圖2.3方案三示意圖 最終方案選用:經(jīng)過比較與分析,方案三適合現(xiàn)如今的設計思路與創(chuàng)新,結構簡單,可用性高,所以選擇方案三的篩分辦法并加以改進。由于一個傳送帶直接傳送并且下落時易出現(xiàn)分離不開的情況,所以增加一個傳送帶;由于斜板的孔未必實用,所以改成類似長方形的孔槽,方便分揀。斜板圖如圖2.4所示。 圖2.4分揀板平面示意圖 圖2.5分揀板三維示意圖 三、分步設計 3.1送料過程 硬幣通過投料口進入漏斗中,并由漏斗進入傳送帶1,經(jīng)過傳送帶末端時設立一個單個硬幣高(不能兩個硬幣疊起)擋板講硬幣變?yōu)閷?/p>
13、,并通過梯形鋼板使硬幣變成一列進入下一個傳送帶2,經(jīng)由傳送帶2到達篩分板。 3.2傳動設計 3.2.1電動機的選型 考慮到設計的硬幣清分機機適用對象為零售業(yè)、銀行和個體商戶戶,故電動機電壓應選用220V.再考慮到所受的載荷不大,所需動力不是很大,選用小功率的電動機. 綜合各方面因素,選用YL系列電動機. YL系列電動機是新型高效節(jié)能產(chǎn)品,具有體積小、容量大,起動及運轉性能優(yōu)越等特點,符合國際標準IEC的有關規(guī)定,并實現(xiàn)同一機座號單、三相異步電動機等級相同,提高了單、三相電動機的互換性和通用性,被廣泛應用于冷凍機、泵、風機、,小型機床以及農(nóng)副業(yè)和家用電器等方面. 電動機的主要參數(shù):型
14、號:YL801-4;電壓:220V;功率:0.55KW; 同步轉速:1500r/min;頻率:50HZ;效率:68%; 功率因數(shù):0.92;外形尺寸:。0 電動機的安裝方式:選擇IBM3型 3.2.2 V帶傳動的設計 已知電動機的額定功率為0.55KW,轉速n1=1500r/min,選取傳動比為i=4.9,采用普通V帶傳動. (1).確定計算功率P 由參考資料[1]表8-6查得工作情況系數(shù) KA=1.1,故 P=KAP=1.10.55=0.605KW (2).選取帶型 根據(jù)P,n 由參考資料[1]圖8-9確定選用Z型
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