開題報(bào)告 旋轉(zhuǎn)式硬幣分揀裝置設(shè)計(jì)機(jī)械電子工程專業(yè)

1、論文題目 旋轉(zhuǎn)式硬幣分揀裝置設(shè)計(jì)1本課題研究的背景、目的及意義硬幣作為一種世界范圍內(nèi)常用的流通貨幣之一,以堅(jiān)固耐用、不易磨損、制作精美、規(guī)格統(tǒng)一、易于識(shí)別、方便使用等諸多優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用在商業(yè)、交通、通訊、娛樂以及各種自動(dòng)售貨系統(tǒng)中。我國迄今為止已經(jīng)發(fā)行了套種硬幣,并都參與流通?？梢哉f任何國家的金融系統(tǒng)都離不開硬幣,據(jù)統(tǒng)計(jì),日本人均硬幣達(dá)枚,美國人均枚,德國人均枚而我國以生產(chǎn)入庫量計(jì)算,人均僅十幾枚。從發(fā)展的角度看,硬幣取代小面額紙幣將成為一種趨勢。然而多次有新聞報(bào)道顯示小硬幣產(chǎn)生了大問題。年月日,南方新聞網(wǎng)的一則報(bào)道題為“硬幣頻遭拒收為哪般”川,報(bào)導(dǎo)說“硬幣,作為國家公開發(fā)行的一種法定貨幣,在流

2、通中起著零星交易和日常找零的重要作用,發(fā)展前景一直為金融界人士普遍看好。然而在我市大部分地區(qū)尤其是農(nóng)村,硬幣卻頻頻遭遇拒收的尷尬”。其中有一點(diǎn)引起了我的注意“據(jù)了解,由于我市許多金融機(jī)構(gòu)沒有專門清點(diǎn)、捆扎、包裝和搬運(yùn)硬幣的設(shè)備,多道工序目前仍停留在手工操作層面上,勞動(dòng)強(qiáng)度大,工作效率低。而一些金融機(jī)構(gòu)的基層服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的業(yè)務(wù)窗口又少,為照顧其他前來辦理業(yè)務(wù)的人,大額的硬幣兌換很容易遭到拒絕”。同日南方日報(bào)也有一則類似的報(bào)導(dǎo)“市民存元硬幣跑了家銀行”,一來因?yàn)榇罅坑矌徘妩c(diǎn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力,同時(shí)目前還沒有合適的硬幣辨?zhèn)卧O(shè)備,這讓銀行對硬幣們望而卻步。同樣,多家公交公司也面臨類似的問題,每年收到的硬幣不好清點(diǎn),

3、而且也面臨大量的假硬幣問題。都市時(shí)報(bào)的一則新聞顯示昆明公交僅去年一年就收到萬元假硬幣,給集團(tuán)帶來巨大損失一。因此,多個(gè)國家開始研究硬幣鑒偽、清點(diǎn)和包裝設(shè)備。日本公司生產(chǎn)了一型硬幣點(diǎn)算包裝機(jī),公司生產(chǎn)了一、勞雷爾一等包括硬幣分揀和包裝的大型一體式處理設(shè)備。它們的分揀速度較快,機(jī)構(gòu)復(fù)雜,可以處理的硬幣數(shù)量極多,并都包括了紙卷包裝系統(tǒng)。瑞士公司生產(chǎn)了型等小型硬幣分揀設(shè)備,它們體積小巧,機(jī)構(gòu)較簡單,一次處理的硬幣數(shù)量不多,但應(yīng)用范圍可以更廣泛。我國在這方面起步較晚,最初由清華大學(xué)和昆明機(jī)床有限公司合作對日本的機(jī)器進(jìn)行仿制,卻不能完美實(shí)現(xiàn)功能而仍處于研究階段,之后國內(nèi)多個(gè)大學(xué)和企業(yè)加入了研究行列。到目前

4、為止,南京航空航天大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)等學(xué)校已經(jīng)研制出了大型硬幣處理機(jī)的理論模型。河北邯鄲商通電子有限公司也己經(jīng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)出了小型的硬幣清分計(jì)數(shù)機(jī)器。對于國外硬幣處理機(jī)來說,無論是大型還是小型的都有一定的水平,技術(shù)較成熟,但是價(jià)格昂貴,而且不能適應(yīng)國內(nèi)的硬幣系統(tǒng)。國內(nèi)的大型處理機(jī)除了進(jìn)口之外,雖然進(jìn)行過一些仿制,但由于技術(shù)問題未能批量生產(chǎn),而且大型處理機(jī)適應(yīng)的場合有限,一般銀行等小型企業(yè)不會(huì)購置,無法普及。國內(nèi)的小型硬幣處理機(jī)雖然可以實(shí)現(xiàn)清分功能,但是缺乏鑒偽環(huán)節(jié),因此研究一種小型的桌面硬幣清分、鑒偽儀器是有意義的。2本課題主要研究內(nèi)容和預(yù)期目標(biāo)本課題在現(xiàn)有各種硬幣處理機(jī)的基礎(chǔ)之上研制出一種含有鑒

5、偽功能的桌面型自動(dòng)硬幣分揀機(jī),能實(shí)現(xiàn)對硬幣的鑒偽、分揀、包裝等。具體內(nèi)容包括1、對分揀機(jī)進(jìn)行新的機(jī)械系統(tǒng)和電控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。2、從結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)出新的結(jié)構(gòu)以適應(yīng)新的系統(tǒng)。3、利用虛擬設(shè)計(jì)理論和Solidworks軟件對新機(jī)構(gòu)進(jìn)行3D建模,并運(yùn)用DFA理論進(jìn)行尺寸修正和優(yōu)化。4、結(jié)合COSMOS有限元分析軟件對關(guān)鍵零件進(jìn)行有限元分析,驗(yàn)證其可靠性。5、利用Solidworks軟件對設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行工程圖的繪制,并加工出樣機(jī),進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。預(yù)期實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)a.硬幣的真?zhèn)伪鎰e，b.分類分揀功能的設(shè)計(jì)。c.不同種類的硬幣怎么整理成相同運(yùn)動(dòng)方式。3本課題擬采用的研究方法、步驟本論文的研究目標(biāo)是一張鋪有 1 毛、

6、5 毛和 1 元硬幣的圖片，但這里有一個(gè)要求，拍攝的背景選取黑色或深色，在照片的最底部放置一枚 5 毛錢硬幣作為參考對象，主要是在特征提取分割的過程中對半徑做一個(gè)參考，通過 Android 手機(jī)拍攝這樣一張圖片，這張圖片先經(jīng)過圖像識(shí)別程序進(jìn)行處理，區(qū)分出 1 毛、5 毛和 1 元的硬幣，并分別計(jì)算三種硬幣的個(gè)數(shù)，從而計(jì)算出總金額。但由于拍攝環(huán)境以及其他因素的干擾，一些硬幣沒有被識(shí)別或者重復(fù)識(shí)別的現(xiàn)象不可避免，這時(shí)，在 APP 中，設(shè)計(jì)功能，使得可以手動(dòng)增加未識(shí)別的硬幣和手動(dòng)減少重復(fù)識(shí)別的硬幣，并相應(yīng)地增減總金額。由于硬幣材質(zhì)的特殊性，約定所有硬幣平鋪在深色的背景上進(jìn)行拍攝，硬幣可交錯(cuò)堆疊，但不

7、可完全重疊。這樣，研究方案主要分為三大塊。研究步驟：1、介紹了 Android 操作系統(tǒng)和硬幣自動(dòng)清算的背景、意義，以及研究方案及技術(shù)路線。2、硬幣自動(dòng)清算系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要對硬幣圖像識(shí)別的構(gòu)思和算法進(jìn)行簡單的分析。3、硬幣圖像預(yù)處理。介紹了對拍攝的硬幣照片的預(yù)處理，主要介紹彩色直方圖均衡化、形態(tài)學(xué)運(yùn)算和濾波去噪這三個(gè)預(yù)處理方法。4、硬幣圖像特征參數(shù)提取。主要介紹了本論文的研究中所用到的顏色特征提取和大小特征提取，顏色特征提取是在 HSV 顏色空間完成的，大小特征提取采用的是隨機(jī)畫圓的方法，與常用的霍夫圓變換檢測圓的方法相比較有哪些優(yōu)勢。5、面向 Android 手持終端設(shè)備的硬幣識(shí)別系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

8、對 Android 做簡單的介紹，同時(shí)介紹了本文所研究的手持終端設(shè)備的界面以及該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中有關(guān)相機(jī)和數(shù)據(jù)庫的研究。6、 Android NDK 的原生開發(fā)與 JNI 協(xié)議。介紹 NDK 產(chǎn)生的背景和簡單介紹 NDK，以及在本文的研究中如何調(diào)節(jié) JNI 接口。7、歸納和展望，歸納整篇文章，本文的研究主要做了哪些工作，還有一些設(shè)計(jì)還需要繼續(xù)完善，并對以后發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行展望。4本課題主要參考文獻(xiàn)1吳時(shí)欣.國外的硬幣機(jī)具J.金融時(shí)報(bào).2000年11月21日第6版2 Sidney M. Davey, Ferndale, Robert J, Ebbert, et alCoin wrapping machi

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