慧魚機(jī)械設(shè)計(jì)說明書硬幣分離

1、硬幣分揀裝置設(shè)計(jì)說明書學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)者：硬幣分揀裝置設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)背景及作品簡介隨著社會不斷向前發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異，取得了人類前所未 有的成就，人們的生活水平不斷提高，生活節(jié)奏也不斷加快。在人們 的觀念中，對生活質(zhì)量的要求也越來越高。人們的普遍心理愿望就是 在社會生活日益加快的節(jié)奏中，能夠減少自己的工作量，擁有更多的 休閑娛樂時間。但是仍有許多工作不得不用人力從事著繁重的工作， 如：銀行部門為了大量硬幣的整理和計(jì)數(shù)、公交公司的硬幣整理計(jì)數(shù) 等。我們根據(jù)市場的需求自主設(shè)計(jì)了硬幣分揀裝置。它可以大大減輕 人們的勞動量，提高效率。此作品可以快速較為準(zhǔn)確的分離我們市面 上常用

2、的一元、五角、一毛的硬幣，并且可以拓展加上電子計(jì)數(shù)器即 可實(shí)現(xiàn)硬幣的計(jì)數(shù)功能。二、硬幣分揀機(jī)的設(shè)計(jì)方案與創(chuàng)新構(gòu)思硬幣分揀裝置主要借鑒慧魚模型中的各種部件的拼合創(chuàng)新結(jié)構(gòu) 組裝而成的，然后根據(jù)我們實(shí)現(xiàn)硬幣分離目的而具體設(shè)計(jì)各個結(jié)構(gòu)部 件，在改進(jìn)的機(jī)構(gòu)中，也有一些獨(dú)特的創(chuàng)新之處，例如，該硬幣分揀 裝置最突岀的創(chuàng)新之處：首先電動機(jī)經(jīng)過減速器帶動硬幣分離盤，它 是利用離心力讓硬幣一個一個從盤中甩出，然后在傳送帶加速后，硬 幣在軌道中行進(jìn)，利用硬幣直徑大小的不同，從而分離開不同面值的 硬幣。再基于stc89c52單片機(jī)與紅外傳感器的輔助計(jì)數(shù)系統(tǒng)，完善 了硬幣分揀裝置的功能。這些的創(chuàng)新都是源于結(jié)合第七屆全國

3、大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽主題與內(nèi)容，以慧魚模型屮分揀軌道的基本結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，并增加有分 離盤和加速傳送帶，讓硬幣有充足的動力和速度在軌道上滑動，這可 以加快硬幣分離的速度，提到分離效率。精確設(shè)計(jì)的軌道寬度，可以 使較大直徑的硬幣從其通過，較小直徑的硬幣落入下一軌道，從而依 次分離硬幣，這也提高了硬幣分離的準(zhǔn)確性，裝置工作流程如圖1所/ji o大量不同規(guī)格的硬幣分離甩盤分離滑道2計(jì)數(shù)及打包圖1裝置工作流程圖a.分離甩盤裝置：它是利用電動機(jī)帶動一個大齒輪盤，在甩盤 壁上開有僅能同時甩出一枚硬幣的槽口，用來實(shí)現(xiàn)使硬幣一個接著一 個的被甩岀來。b.傳送帶裝置：利用兩組齒輪與鏈的嚙合形成的簡易傳送帶, 可以

4、讓硬幣保持一定的初速度在軌道上滑行。c.分離滑道裝置：利用硬幣直徑的不同，軌道的開槽直徑與不 同硬幣直徑相對應(yīng)，實(shí)現(xiàn)硬幣的精確分離。d硬幣計(jì)數(shù)裝置：本計(jì)數(shù)器基于stc89c52單片機(jī)作為主控制芯 片，通過lm393芯片的電壓對比功能實(shí)現(xiàn)對射式紅外傳感器作用，當(dāng) 硬幣切割傳感器區(qū)域，切割紅外傳感器光線時直接進(jìn)行電壓對比，直 接實(shí)現(xiàn)電平反饋，從而獲得反饋值，單片機(jī)獲取之后做出有效判斷， 再通過共陽數(shù)碼管顯示實(shí)際計(jì)數(shù)結(jié)果，整體控制通過c語言編譯而 成，計(jì)數(shù)屯路原理如圖2所示：三、創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品的主要功能指標(biāo)及工作原理1、功能指標(biāo):利用多種裝置的綜合配合使用，來達(dá)到自動分離硬幣并計(jì)數(shù)的目 的，減少人的勞

5、動量，來提高工作效率及精確度，使我們的社會生活 更加方便、快捷。2、工作原理：利用電動機(jī)的轉(zhuǎn)動，帶動轉(zhuǎn)盤的離心轉(zhuǎn)動，而促使硬幣在分離盤 中被甩岀來，硬幣從分離盤出來后直接落在傳送帶上，傳送帶帶動硬 幣使其進(jìn)入分離滑道。首先是所有硬幣通過分離滑道1,分離滑道1 開有比一元硬幣小2mm的槽口，其長為50mni,滑槽向下傾斜15度， 這更有利丁硬幣在滑道中運(yùn)動。一元硬幣順著滑道滑出落入收納盒， 而其余硬幣因直徑較小落入下一軌道，為了防止硬幣因滾動或跳動落 入分離滑道2,在分離滑道1和分離滑道2中間加有一個舌形滑道， 硬幣從分離滑道1出來后不直接落入分離滑道2,而是經(jīng)過這個舌形 滑道讓所有硬幣平躺著落

6、入分離滑道2,同理在分離滑道2中分離開 五角與一角的硬幣。然后分別經(jīng)過收集裝置，落入各自的收納盒，從 而實(shí)現(xiàn)硬幣的分離。!1!創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品運(yùn)動分析和動力分析1、作品運(yùn)動分析a分離甩盤裝置如圖3所示，主要是由一個馬達(dá)、齒輪組、齒 輪盤圓形桶等組成。馬達(dá)經(jīng)過一級減速后直接與甩盤相連，使電盤逆 時針連續(xù)轉(zhuǎn)動。圖3分離電盤裝置b硬幣加速傳送機(jī)構(gòu)如圖4所示，主要由一個馬達(dá)、齒輪、鏈 條等組成。馬達(dá)經(jīng)減速裝置加速后，通過鏈與輪齒相連接，硬幣落 入傳送帶后單個硬幣加速通過，在其上方設(shè)有一個擋片防止多個硬 幣同時進(jìn)入分離滑道。圖4硬幣加速傳送機(jī)構(gòu)c分離滑道機(jī)構(gòu)如圖5、圖6、圖7所示，主要由若干慧魚扌當(dāng)片零件組

7、成。圖5分離滑道1圖6分離滑道2圖7兩滑道結(jié)構(gòu)圖2、動力分析作品動力分析：直流電機(jī)在一定電壓下，轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩成反比； 如果改變電壓，則轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩先隨著電壓的升降而升降，如圖8所示， 當(dāng)負(fù)載一定時（即轉(zhuǎn)矩一定時）,降低電壓，對應(yīng)的轉(zhuǎn)速nl, n2不同, nl>n2,這樣就可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速。小車采用的是改變電機(jī)電壓的方 式來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，由于慧魚軟件采用可視化圖形編程，電 壓的大小可以通過調(diào)節(jié)相應(yīng)表示電壓大小的參數(shù)設(shè)置，所以馬達(dá)的速 度很容易控制。圖8轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速與電壓關(guān)系圖五、實(shí)用化的可能性、成本分析及應(yīng)用前景1、實(shí)用化的可能性分析慧魚創(chuàng)意組合模型作為是展示科學(xué)原理和技術(shù)過程的理想教具， 用于驗(yàn)證硬幣分揀的機(jī)械原理及控制原理是十分合適和可行的，通過 慧魚模型的原理模型驗(yàn)證，自動硬幣分揀機(jī)的原理是可行的。該硬幣 分揀機(jī)是為了更進(jìn)一步方便大量硬幣的分揀、計(jì)數(shù)、打包而研發(fā)的， 其意義與實(shí)際緊密結(jié)合，且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)良好，性能、功能都比較 穩(wěn)定，雖有部分功能還未完善，但是相信我們會在不久后做岀一個集 分揀、計(jì)數(shù)、打包與一體的自動裝置。2、成本分析該硬幣分揀裝置采用機(jī)械控制技術(shù)與電子控制技術(shù)相結(jié)合，原理 簡單，在實(shí)用化時實(shí)現(xiàn)起來較為容易，采用各種簡單的機(jī)構(gòu)及機(jī)械部 件，硬幣分揀機(jī)的實(shí)用化成本絕對可以控制在2