硬币分拣机

安徽建筑大学CDIO产品创新项目学院：机械与电气工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：12机械1姓名：陈旭12207050101李瑞瑞12207030314赵文龙12207030323施阳12207030324指导教师：姚燕生、陈雪辉老师设计时间：2015年11月至2016年1月1目录一、硬币分拣机的发展情况..................................................................................21.1硬币分拣机的课题背景.........................................................................................21.2国内外硬币清分机发展现状.................................................................................21.2.1国外硬币清分发展现状...............................................................................21.2.2国内硬币清分机发展现状...........................................................................3二、方案确定................................................................................................................5三、分步设计................................................................................................................83.1送料过程.................................................................................................................83.2传动设计.................................................................................................................93.2.1电动机的选型...............................................................................................93.2.2V带传动的设计............................................................................................93.2.3传送带的参数.............................................................................................123.3分拣斜板的设计...................................................................................................133.3.1分拣斜板材料的选定，.............................................................................133.3.2斜板纵向倾斜角度的确定.........................................................................143.3.3斜板宽度、壁高。壁厚的确定.................................................................163.3.4分拣口大小的确定.....................................................................................173.3.5分拣口之间的间距.....................................................................................183.4计数步骤设计.......................................................................................................183.5包装.......................................................................................................................233.6整体三维图...........................................................................................................25总结..............................................................................................................................26参考文献......................................................................................................................272一、硬币分拣机的发展情况1.1硬币分拣机的课题背景银行等一些特殊部门要对大量的硬币进行高效的处理，如计数、分类、包装等以使其再流通，无人售票车、投币电话等需要对硬币进行实时识别，自动售货机除了识别之外，还要提供找零功能等。而且在目前在世界范围内，硬币以其成本低，流通次数多、耐磨损、易回收等无可替代的优势将占领小面额货币市场是大势所趋。市场需要一种成熟可靠的硬币自动处理机具。鉴于此需要，我们研制用于处理上述问题的机具。硬币清分机是金融行业设备中的用于清点硬币的技术产品，它的主要功能是硬币的计数和硬币币种的清分。目前主要适用于超市、公交、自动售货行业，零售业等行业。硬币清分机外型简单大方，设备原理清晰。操作简单易懂，价格适中，在超市，零售等行业颇受欢迎。硬币清分机的最大优点在于它不仅可以清点硬币的数目，更能将各币种清分开来，并且面对不同的国家的硬币不需要调整软件，只需要调整机器的硬件设备就可以满足不同的国家的硬币清点需求。因此不仅占据了很大的市场份额，而且对于生产成本也有所降低。1.2国内外硬币清分机发展现状1.2.1国外硬币清分发展现状硬币清分机至今已有30年的历史，发展到今天，硬币清分机已具有可靠的传动系统和先进的计数清分功能，其智能化的设计为解决硬币清点的困难提供了完美的选择。国外著名厂家有日本的荣光、瑞典的SCANCOINAB。由于国外硬币清分机发展比较早，其技术也较为成熟。硬币清分机的传动系统技术具有低噪声、传动平稳、性能可靠等优点；计数功能采用光敏传感器，有3功能齐全，操作更简便等优点；采用数字显示屏，进行可视化设计，全面显示硬币的数量等信息。如图1.1所示为最新硬币分拣机。图1.1国外硬币分拣机图1.2.2国内硬币清分机发展现状1、硬币清分机在我国的市场前景：随着我国国民经济持续稳定地增长，2008年北京申奥成功和WTO的加入。从本世纪开始，我国进入了全面建设小康社会的新阶段，创造美好生活环境是金融行业发展的巨大推动力。我国第五版人民币的发行，辅币(10元以下)硬币化已经成为一种趋势，硬币的投放量还将大幅度增加。由于硬币手工清分成本大，利润小，一般不复点且误差多，因此硬币流通自动化成为迫切的社会需求，所以硬币清分机将会成为国内金融市场的一个主流机器。2、硬币清分机国内生产：在国内，清华大学、北京科技大学、上海交通大学、杭州电子科技大学、苏州大学、福州大学等多家单位均对如何进行正确的硬币识别做过深入研究，在机理上普遍采用电涡流法。这些单位的研究在可能涉及的硬币范围内取得了较好的效果，但对硬币的鉴别都局限于项目本身，存在不系统、不完整，对伪币效果识别不好等问题。3、硬币清分机是对高速通过的硬币进行识别、计数，同时对伪币、残币进4行剔除的系统。它是分类机、计数机、包装机、销毁机等众多硬币处理器具的基础。由于国情和货币体系不同，研制各国统一的硬币清分系统不现实，因此，需要针对不同的货币体系研制相应的清分系统。在这个领域里，国外较早的开展了研究，并且做了大量的工作。开发的产品大致也分为三个档次，低档、中档和高档。低档清分速度在1000枚/min以下，中档为1000～1500枚/min左右，高档则在1500枚/min以上。所使用的清分方法上主要有两大类，一类是根据物理技术进行清分，另一类是根据性能指标进行清分。高速清分基本上都是采用性能指标来进行清分。综观来看，当今国内外硬币清分装置，或者设计原理简单，抗振动、抗电磁干扰能力差，识别伪币能力差；要么制造复杂、价格昂贵、缺少实用价值表1-1我国目前流通币种及其基本信息币种材质直径（mm）重量（g）厚度（mm）边形形状发行年份中国第三套普通流通硬币菊花1角铝镁合金22.52.2.2.4平边外圆内九边形1991-1999梅花5角铜锌合金20.53.81.65间断丝齿圆形1991-2001牡丹1元钢芯镀镍256.051.85平边圆形1991-1999中国第四套普通流通硬币兰花1角铝镁合金191.151.67平边圆形1999-2003不锈钢193.21.67平边圆形2005-2011荷花5角钢芯镀铜20.53.81.65间断丝齿圆形2002-2011菊花1元钢芯镀镍256.051.85平边圆形1999-20115二、方案确定硬币清分机主要设计是从硬币的送料，分离，计数等几个方面进行考虑。方案一：首先混币通过传输装置，定时定量的（定时定量的目的在于防止一次送进过多的硬币而导致分离盘负担过大，引起堵塞和分离不流畅）传输一部分混币到图中所示的分离盘，起先我们分离的是币值为1分的硬币，所以第一个传感器挡币块与导轨的距离设计的要比1分的硬币略大，比其它币值的硬币直径都要小，以此为标准再经过实验产生的分离效果，我们确定一个合适的直径，这样一来，1分的硬币和其它币值的硬币就区分了出来。其工作原理如下：启动电动机，电动机带动分离盘，使得分离盘转动，则分离盘中的硬币作离心运动，硬币被拨到导轨中（导轨上端对应6个传感器挡币块,挡币块与导轨的距离大小循序从上到下依次变大），然后根据硬币的尺寸由小到大的循序对挡币块与导轨之间的距离进行调整，从而对不同直径的硬币进行分离。其装置简图如图2.1所示。图2.1方案一硬币分离简图6方案二：根据硬币的形状特点，用币盆直接和储币斗相通，币盆的底部有转盘直接和电机联接，这样在电机转动时，硬币由于离心力的作用会被甩到币盆的边缘。币盆边缘会有引导弧和硬币轨道相通，并且入口处有间隙可调节的压片称为选币口，根据硬币厚度不同而设定它的出口标准，轨道间距按照不同面值硬币的直径设置，保证每次只有规定面值的硬币通过。之后进行检伪，它利用电涡流传感器进行检测，可以根据通过物体的的材料不同进行分辨，并在出现假币、残币时利用电磁铁将伪币弹出。之后对