快速硬幣分揀裝置的結(jié)構(gòu)設計

快速硬幣分揀裝置的結(jié)構(gòu)設計,快速,硬幣,分揀,裝置,結(jié)構(gòu)設計 揚州大學機械工程學院 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學 生 姓 名： 學號： 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 設計（論文）題目: 快速硬幣分揀裝置的結(jié)構(gòu)設計 指 導 老 師： 2013 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 1．結(jié)合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 一、課題的意義和目的 目前很多城市的公交車都實現(xiàn)了自動投幣的功能，每天運營下來，公交公司都會收到大量的硬幣，而這些硬幣的分揀工作目前大多都是由人工的方式進行的，效率低下且勞動強度大，因此實現(xiàn)分揀過程的自動化將大大降低公交公司的運營成本。 大面值貨幣的電子化，小面值貨幣的硬幣化是各國貨幣發(fā)行的趨勢。隨著硬幣在公交車、自動售貨機等場合的使用，對硬幣的高效率自動化處理提出了要求，硬幣計數(shù)機、硬幣分揀裝置由此而得到發(fā)展。硬幣計數(shù)、包卷的前提必須使分揀裝置按照順序排列，以方便電子設備對其進行計數(shù)，因此硬幣隊列化輸送裝置是以上兩種設備的關(guān)鍵部件。硬幣分揀裝置的功能首先要實現(xiàn)對硬幣的分揀。 本課題的任務即為在調(diào)查和分析國內(nèi)外現(xiàn)有相關(guān)資料的前提下，設計出一套能夠?qū)崿F(xiàn)硬幣快速自動分揀的裝置，并對分揀出的硬幣進行計數(shù)和堆垛的功能，在進行機構(gòu)設計的同時還應考慮到相關(guān)控制系統(tǒng)的設計。 二、快速硬幣分揀裝置的發(fā)展和趨勢 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。 硬幣自動分揀包裝機，其特征在于，其包括有振動篩裝置、硬幣分揀機構(gòu)、硬幣包裝機構(gòu)和動力驅(qū)動機構(gòu)，所述動力驅(qū)動機構(gòu)分別與所述振動篩裝置和所述硬幣包裝機構(gòu)的傳送機構(gòu)相連，在所述硬幣分揀機構(gòu)的儲幣袋下端分別活動對應一組所述硬幣包裝機構(gòu)。 所述振動篩裝置包括有上端篩和所述篩上的進幣孔相一一對應連接的導幣軟管；所述至少兩根導幣軟管匯合為下一根導幣軟管，所述匯合后的導幣軟管再與所述至少一根與所述進幣孔一一對應連接的導幣軟管匯合為再下一根導幣軟管，或所述匯合后的導幣軟管再與所述至少一根匯合后的導幣軟管匯合為再下一根導幣軟管，以此，導幣軟管形成網(wǎng)狀“倒鹿角”結(jié)構(gòu)，所述導幣軟管最后歸結(jié)為至少一根，至多兩根末端導幣軟管，所述至少一根，至多兩根末端導幣軟管與所述硬幣分揀機構(gòu)的至少一個至多兩個硬幣分揀器的上端口相一一對應連接。 所述硬幣分揀機構(gòu)包括有至少一個至多兩個硬幣分揀器，所述硬幣分揀器為半圓槽型結(jié)構(gòu)，在所述半圓槽型結(jié)構(gòu)的硬幣分揀器下端依次由小到大排列有分揀口，所述分揀口的大小分別與所述硬幣的大小對應，在所述分揀口下端設有儲幣袋，在所述儲幣袋上設有電子計數(shù)感應開關(guān)。 所述硬幣包裝機構(gòu)包括有所述傳送機構(gòu)、包裝盒和重力控制開關(guān)，在所述傳送機構(gòu)的上部設有至少一個包裝盒；所述包裝盒是一端通過絞軸活動連接從中間分開的兩體結(jié)構(gòu)，閉合的兩體結(jié)構(gòu)的所述包裝盒的內(nèi)部為大小均勻排列、獨立分隔的圓筒，在所述包裝盒底座、即圓筒的底部中間設有凹槽，在所述凹槽內(nèi)對應于圓筒的中間設有通孔；所述包裝盒圓筒口與所述儲幣袋出口活動對應，所述重力控制開關(guān)固定于所述傳送機構(gòu)下方，所述重力控制開關(guān)的“Ｕ”型叉穿過所述傳送機構(gòu)，且所述“Ｕ”型叉置于所述包裝盒的待包裝的相鄰的兩個圓筒的通孔內(nèi)。 隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，分揀系統(tǒng)中開始運用各種各樣的自動化機械設備，計算機控制技術(shù)和信息技術(shù)成為信息傳遞和處理的重要手段。雖然在多數(shù)的分揀系統(tǒng)中，某些作業(yè)環(huán)節(jié)還需要有人工的參與，但作業(yè)強度已越來越小，完全由機械完成分揀作業(yè)的自動分揀系統(tǒng)也應運而生。機械化、自動化、智能化成為現(xiàn)代分揀系統(tǒng)的主要特點與發(fā)展趨勢。 應用現(xiàn)狀及趨勢 縱觀國內(nèi)外分揀系統(tǒng)的應用情況可以發(fā)現(xiàn)，快速硬幣分揀裝置傾向于采用自動化程度很高的分揀系統(tǒng)。而在我國，由于物流業(yè)起步晚，分揀系統(tǒng)中人工作業(yè)的比例也較高。 國外自動分揀系統(tǒng)的廣泛使用 以美國、日本及歐洲為代表的發(fā)達國家，在分揀系統(tǒng)的應用上呈現(xiàn)出自動化程度越來越高的特點。自動分揀系統(tǒng)（Automated Sorting System）是二戰(zhàn)后在美國、日本以及歐洲的大中型物流中心廣泛采用的一種分揀系統(tǒng)，參照郵局分揀信件自動化的經(jīng)驗配置而成。一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口四部分組成，它們通過計算機網(wǎng)絡聯(lián)結(jié)在一起，配合人工控制及相應的人工處理環(huán)節(jié)構(gòu)成一個完整的分揀系統(tǒng)。其主要特點有三: 能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差率極低，分揀作業(yè)基本實現(xiàn)無人化。自動分揀系統(tǒng)中人員的使用僅局限于進貨時的接貨、系統(tǒng)的控制、系統(tǒng)的經(jīng)營、管理與維護等，這恰好適應了國外企業(yè)對減少人員使用、減輕員工勞動強度、提高人員使用效率的要求，因此受到了他們的廣泛重視。 然而，盡管自動分揀系統(tǒng)有非常多的優(yōu)點，但因其要求使用者必須具備一定的技術(shù)經(jīng)濟條件，其主要原因有兩點: 1、一次性投資巨大，先期投入回收慢。系統(tǒng)的設備復雜，投資和運營成本相當高，需要可靠的貨源作保證，也許只有大型生產(chǎn)企業(yè)或?qū)I(yè)物流公司才有能力投資，小企業(yè)則無能為力。 2、 系統(tǒng)對商品外包裝要求高。為使大部分商品都能用機械進行自動分揀，需要采取諸如推行標準化包裝、根據(jù)分揀商品統(tǒng)一的包裝特性定制分揀機等二次措施。但要讓所有商品的供應商都執(zhí)行國家的包裝標準是很困難的，定制分揀機又會使硬件成本上升，且越是特別的通用性就越差。 因此，除自動揀選系統(tǒng)外，國外配送中心對于計算機輔助揀選系統(tǒng)的利用也相當普遍。在流通領(lǐng)域，特別是連鎖超市、便利店的配送中心都廣泛使用電子標簽、RF等計算機輔助揀選系統(tǒng)。 國內(nèi)研發(fā)適合自己的分揀系統(tǒng)和技術(shù) 與整個物流業(yè)的大環(huán)境相似，我國在分揀系統(tǒng)和技術(shù)方面相對發(fā)達國家還比較落后，人工作業(yè)的情況仍比較普遍，電子標簽、RF技術(shù)等輔助揀選系統(tǒng)的生產(chǎn)和使用還不多，自動揀選系統(tǒng)更是寥寥無幾?？偟膩碚f，我國分揀系統(tǒng)的應用呈現(xiàn)出集約化程度低、自動化系統(tǒng)和設備應用范圍不廣泛的特點。 在自動揀選技術(shù)和系統(tǒng)方面，自動分揀技術(shù)在20世紀70年代被引入國內(nèi)，我國的郵政系統(tǒng)最早并已多年使用自動分揀設備，并在長期的實踐中不斷創(chuàng)新、不斷進步。 參考文獻 1) 《機械設計畢業(yè)設計》，高等教育出版社，王昆，何小柏，汪信遠主編，1995年12月第一版； 2) 《機械制圖》石光源,周積義等主編.北京人民教育出版社1981 3) 《機械設計（第七版）》，高等教育出版社，濮良貴，紀名剛主編，2001年7月第七版； 4) 《簡明機械設計手冊》，同濟大學出版社，洪鐘德主編，2002年5月第一版； 5) 《減速器選用手冊》，化學工業(yè)出版社，周明衡主編，2002年6月第一版； 6) 《工程機械構(gòu)造圖冊》，機械工業(yè)出版社，劉希平主編 7) 《機械制圖（第四版）》，高等教育出版社，劉朝儒，彭福蔭，高治一編，2001年8月第四版； 8) 《互換性與技術(shù)測量（第四版）》，中國計量出版社，廖念釗，古瑩庵，莫雨松，李碩根，楊興駿編，2001年1月第四版。 9) 《機械設計基礎畢業(yè)設計指導書（第二版）》，高等教育出版社，陳立德主編，牛玉麗副主編，2004年7月第二版。 10) 《機械零件》? 吳宗澤主編? 中央廣播電視大學出版社? 1996 11) 《機械制圖》 金大鷹 主編 機械工業(yè)出版社2005年5月 12) 《機械制造工藝與裝備》倪森壽主編 北京化學工業(yè)出版社,2003 13) 測試技術(shù)，尤麗華主編， 機械工業(yè)出版社 2002.03 14) 傳感器及傳感技術(shù)應用，丁鎮(zhèn)生編著，電子工業(yè)出版社，1998.08 15) 自動化制造系統(tǒng)，張根保主編，機械工業(yè)出版社，2005.07 16) 三維造型軟件相關(guān)的參考資料（Pro/E, SolidWorks, UG） 畢業(yè)設計（論文）開題報告 2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 一、課題的來源 目前很多城市的公交車都實現(xiàn)了自動投幣的功能，每天運營下來，公交公司都會收到大量的硬幣，而這些硬幣的分揀工作目前大多都是由人工的方式進行的，效率低下且勞動強度大，因此實現(xiàn)分揀過程的自動化將大大降低公交公司的運營成本。本課題的任務即為在調(diào)查和分析國內(nèi)外現(xiàn)有相關(guān)資料的前提下，設計出一套能夠?qū)崿F(xiàn)硬幣快速自動分揀的裝置，并對分揀出的硬幣進行計數(shù)和堆垛的功能，在進行機構(gòu)設計的同時還應考慮到相關(guān)控制系統(tǒng)的設計。 二、課題的主要設計內(nèi)容 了解快速硬幣分揀裝置的基本結(jié)構(gòu)與工作原理。分析現(xiàn)有硬幣分揀裝置的工作原理，提出合理的設計方案，并在現(xiàn)有單片機控制系統(tǒng)的基礎上實現(xiàn)對所設計方案的動作控制。 利用三維造型軟件對所設計的硬幣分揀裝置進行實體造型。掌握單片機相關(guān)輸入輸出接口的使用方法以及主板功能的拓展。掌握相關(guān)傳感器的性能和使用方法。設計出較為完善的硬幣分揀裝置控制策略，并利用相應的開發(fā)軟件完成控制程序的編寫和測試。 三、課題的設計方案 (1) 查閱相關(guān)文獻，全面了解硬幣分揀裝置的工作原理與結(jié)構(gòu)； (2) 以硬幣為物料單元，確定硬幣尺寸； (3) 在體現(xiàn)自動化硬幣工作原理的基礎上，確定分揀裝置容量和總體尺寸； (4) 以“能力風暴”機器人結(jié)構(gòu)為基礎，設計堆垛機行走機構(gòu)； (6) 在“能力風暴”機器人單片機控制系統(tǒng)的基礎上實現(xiàn)動作控制； 四、課題的設計手段、工作計劃及步驟 1、采用的軟件：軟件主要用SolidWorks：對所設計的分揀裝置總體結(jié)構(gòu)進行實體造型 2、設計工作計劃及步驟 2013.3.15~2013.3.22 查閱相關(guān)資料，了解已有單片機的控制原理構(gòu)和快速硬幣分揀裝置的工作原理，翻譯材料。 2013.3.23~2013.3. 31 提出快速硬幣分揀裝置的總體設計方案，初步設定控制策略，并進行可行性分析。 2013.4. 1~2013.4.20 確定結(jié)構(gòu)設計和控制策略的具體方案，并進行傳感器和接口電路的設計與選擇。 2013.4.21~2013.5.10 進行機構(gòu)的三維實體造型，進一步完善系統(tǒng)設計，繪制相關(guān)圖紙。 2013.5. 11~2013.5.31 根據(jù)具體控制策略相應的控制程序，并進行測試。 20013.6.1~2013.6.15 編寫設計計算說明書，準備畢業(yè)設計答辯。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 指導教師意見： 1． 對“文獻綜述”的評語： 2． 對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結(jié)果的預測： 指導老師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 9