慧魚機械設(shè)計說明書-硬幣分離

1、硬幣分揀裝置設(shè)計說明書學院：機電工程學院專業(yè)：機械電子工程設(shè)計者:硬幣分揀裝置設(shè)計一、 設(shè)計背景及作品簡介隨著社會不斷向前發(fā)展，科學技術(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數(shù)、公交公司的硬幣整理計數(shù)等. 我們根據(jù)市場的需求自主設(shè)計了硬幣分揀裝置。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確的分離我們市面上常用的一元

2、、五角、一毛的硬幣，并且可以拓展加上電子計數(shù)器即可實現(xiàn)硬幣的計數(shù)功能.二、 硬幣分揀機的設(shè)計方案與創(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)我們實現(xiàn)硬幣分離目的而具體設(shè)計各個結(jié)構(gòu)部件,在改進的機構(gòu)中,也有一些獨特的創(chuàng)新之處，例如，該硬幣分揀裝分離滑道 1一元硬幣計數(shù)及打包傳送帶加速置最突出的創(chuàng)新之處:首先電動機經(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,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 單片機與紅外傳感器的輔助計數(shù)系統(tǒng),完善了硬幣分揀裝置的功能.大量不同

3、規(guī)格的硬幣分離甩盤這些的創(chuàng)新都是源于結(jié)合第七屆全國大學生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽 主題與內(nèi)容，以慧魚模型中分揀軌道的基本結(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確性,裝置工作流程如圖 1 所示。五角硬幣計數(shù)及打包圖 1 裝置工作流程圖分離滑道 2一角硬幣計數(shù)及打包分離甩盤裝置:它是利用電動機帶動一個大齒輪盤，在甩盤壁上開有僅能同時甩出一枚硬幣的槽口，用來實現(xiàn)使硬幣一個接著一個的被甩出來。傳送帶裝置：利用兩組

4、齒輪與鏈的嚙合形成的簡易傳送帶， 可以讓硬幣保持一定的初速度在軌道上滑行。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)，實現(xiàn)硬幣的精確分離。d。硬幣計數(shù)裝置: 本計數(shù)器基于STC89c52 單片機作為主控制芯片，通過 LM393 芯片的電壓對比功能實現(xiàn)對射式紅外傳感器作用，當硬幣切割傳感器區(qū)域,切割紅外傳感器光線時直接進行電壓對比，直接實現(xiàn)電平反饋,從而獲得反饋值，單片機獲取之后做出有效判斷， 再通過共陽數(shù)碼管顯示實際計數(shù)結(jié)果，整體控制通過 C 語言編譯而成，計數(shù)電路原理如圖 2 所示:圖 2 計數(shù)電路原理圖三、創(chuàng)新設(shè)計作品的主要功能指標及工作原理1、功能指標：利用多種

5、裝置的綜合配合使用,來達到自動分離硬幣并計數(shù)的目的，減少人的勞動量，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出來,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 50mm,滑槽向下傾斜 15 度， 這更有利于硬幣在滑道中運動。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

6、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,從而實現(xiàn)硬幣的分離.四、創(chuàng)新設(shè)計作品運動分析和動力分析1、作品運動分析a。分離甩盤裝置如圖3 所示， 主要是由一個馬達、齒輪組、齒輪盤圓形桶等組成。馬達經(jīng)過一級減速后直接與甩盤相連，使甩盤逆時針連續(xù)轉(zhuǎn)動。圖 3 分離甩盤裝置b.硬幣加速傳送機構(gòu)如圖 4 所示，主要由一個馬達、齒輪、鏈條等組成。馬達經(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入分離滑道

7、.圖 4硬幣加速傳送機構(gòu)c。分離滑道機構(gòu)如圖 5、圖 6、圖 7 所示，主要由若干慧魚擋片零件組成。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， 當負載一定時(即轉(zhuǎn)矩一定時),降低電壓,對應(yīng)的轉(zhuǎn)速 n1,n2 不同，n1n2，這樣就可實現(xiàn)電機的調(diào)速。小車采用的是改變電機電壓的方式來改變電機的轉(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

8、用化的可能性、成本分析及應(yīng)用前景1、實用化的可能性分析慧魚創(chuàng)意組合模型作為是展示科學原理和技術(shù)過程的理想教具, 用于驗證硬幣分揀的機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證,自動硬幣分揀機的原理是可行的。該硬幣分揀機是為了更進一步方便大量硬幣的分揀、計數(shù)、打包而研發(fā)的， 其意義與實際緊密結(jié)合，且各項技術(shù)指標良好，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出一個集 分揀、計數(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械控制技術(shù)與電子控制技術(shù)相結(jié)合，原理簡單，在實用化時實現(xiàn)起來較為容易，采用各種簡單的機構(gòu)及機械部件，硬幣分揀機的實用化成本絕對可