原稿！！滑梯传送带式硬币分拣计数机的设计【开题报告+文献综述+任务书+机械毕业论文+CAD+sw】.rar

1、1北方民族大学毕业设计（论文）开 题 报 告 书题目 滑梯传送带式硬币分拣计数机的设计姓 名 学 号 专 业 指导教师 北方民族大学教务处制二 OO 四年十二月北方民族大学毕业设计（论文）2开 题 报 告 书年 月 日姓 名 系（部） 课题性质学 号 专 业 课题来源题 目 滑梯传送带式硬币分拣计数机的设计一、 选题的目的、意义（含国内外相同领域、同类课题的研究现状分析）：目的：随着科技的飞速发展，机械设备也进入高速发展期，日常生活中，机械的影子也随处可见。简单的比如电梯，利用定滑轮及拉伸机构；复杂的比如起重机、锻造机等复杂机械。硬币的发行量每年都在增加，如何高效率、低成本、高精度地分拣多种硬

2、币，促成了硬币分拣机的发展从最简单的非机械的仅仅利用硬币的直径不同，通过一个倾斜面来分拣硬币，再到利用硬币的厚度，把较多的硬币放入沟槽之中，从而得出硬币的数量，以及随后出现的机械类的硬币分拣机、离心硬币分离机、电磁振动硬币分离机，硬币分拣机的发展是多种多样的。国内于 20 世纪 90 年代中期开始从国外引进相关产品，后开始发展自主制造，最初由清华大学和昆明机床有限公司合作对日本的机器进行仿制，却不能完美实现功能而仍处于研究阶段，之后国内多个大学和企业加入了研究行列。到目前为至，南京航空航天大学、合肥工业大学等学校已经研制出了大型硬币处理机的理论模型。河北邯郸商通电子有限公司也已经设计生产出了小

3、型的硬币清分计数机器。对于国外硬币分拣机来说，无论是大型还是小型的虽然都有一定的水平，且技术较成熟，但是价格昂贵，而且不能适应国内的硬币系统。所以，国内的大型处理机除了进口之外，虽然进行过一些仿制，但由于技术问题未能批量生产，而且大型处理机适应的场合有限，一般银行等小型企业不会购置，无法普及。国内的小型硬币处理机虽然可以实现清分功能，但是缺乏鉴伪环节，因此研究一种小型的硬币分拣、清理装置是有意义的。硬币分拣级数技术的出现不只运用在公交车投币系统中，也应用到了自动售货机、自动投币饮水机、投币游戏机等设备中。硬币识别器的种类也是多种多样，发展也是越来越先进。硬币识别器的技术已经成熟，采用传感器技术

4、与光电子技术和电磁技术对硬币的几何参数和材质进行检测使得识别器达到了很高的精度。意义：近年来，随着科技的不断发展，计算机、工业机器人大量应用于人们的日常生活，人民生活水平不断提高，各类自动贩卖机应运而生，硬币的发行量和流通量随之大大增加。但是，硬币分拣是一项很复杂且很繁琐的工作，效率慢、速度低，造成巨大的人员浪费。如何大量地、短时间地分类大量硬币的问题随之出现。每天数以亿计的硬币需要分拣，迫切需要适用于不同场所的各类硬币分拣机。对于硬币分拣机这类非工业用途的机械设备，其意义不仅仅是它们自身所带的直接经济价值，而且大大地解放了人力，使更多的人力可以做一些更加有经济效益的工作。3二、本题的基本内容

5、：课题任务、重点研究内容、实现途径、方法及进度计划本设计的任务1、完成分币装置的滑梯结构；2、传送带输送结构；3、接收装置和计数装置的设计；4、完成装置的三维建模、装配图、零件图绘制及设计说明书。重点研究的内容1、深入掌握硬币分拣机的工作原理；2、硬币计数模块的设计；3、滑梯传送带的设计及工作原理；4、熟练掌握 CAXA PROE 三维建模的操作及灵活使用。实现途径、方法通过查阅相关资料，对目前国内外现有的硬币分拣机进行结构分析，从而明白硬币分拣机的工作原理，对于滑梯传送带式硬币分拣机的设计有大体思路，即通过传送带将硬币输送至分拣入口，再通过不同口径的滑轨实现硬币分离。在硬币收集装置入口加入计

6、数器，从而实现计数功能。在查阅资料的同时掌握各零部件的结构分析计算，硬币计数模块的设计方法以及滑梯传送带的设计和工作原理。进度计划 起止日期 毕业设计（论文）工作进度 %16.11.20-16.12.5 查阅资料并完成开题报告 3016.12.8-17.2.1 完成毕业实习并阅读参考资料设 计方案 2017.2.6-17.3.7 编程实现方案的功能并完成设计 2017.3.10-17.4.20 完成论文初稿并修改完善 2017.4.20 提交正式论文 1017.5.6 论文答辩三、推荐使用的主要参考文献：1 巩云鹏，田万禄，张伟华，黄秋波.2008.机械设计课程设计. 北京：科学出版社 2 孙

7、志礼，马星国，黄秋波，闫玉涛.2008.机械设计.北京：科学出版社3 机械设计手册编委会，机械设计手册M .北京：机械工业出版社，2005 4 朱辉等，画法几何与机械制图（第六版）上海：上海科学技术出版，2007 5 张志义，机电传动控制M.北京：机械工业出版社，2008.106 张伟社，机械原理教程M.西安：西北工业大学出版社，2001.87 左健民，液压与气压传动M.北京：机械工业出版社，2007.58 PROE 基础设计实例精讲 和青芳，机械工业出版社 ,，2005.89 刘鸿文，材料力学（第五版）北京：高等教育出版社，201110 王伯平，互换性与测量技术基础（第三版）北京：机械工业出

8、版社，20084四、 指导教师意见：签章：年 月 日五、系（部）审查意见：签章：年 月 日文献综述前言随着科技的飞速发展，机械设备也进入高速发展期，日常生活中，机械的影子也随处可见。简单的比如电梯，利用定滑轮及拉伸机构；复杂的比如起重机、锻造机等复杂机械。硬币的发行量每年都在增加，如何高效率、低成本、高精度地分拣多种硬币，促成了硬币分拣机的发展从最简单的非机械的仅仅利用硬币的直径不同，通过一个倾斜面来分拣硬币，再到利用硬币的厚度，把较多的硬币放入沟槽之中，从而得出硬币的数量，以及随后出现的机械类的硬币分拣机、离心硬币分离机、电磁振动硬币分离机，硬币分拣机的发展是多种多样的。国内于 20 世纪

9、90 年代中期开始从国外引进相关产品，后开始发展自主制造，最初由清华大学和昆明机床有限公司合作对日本的机器进行仿制，却不能完美实现功能而仍处于研究阶段，之后国内多个大学和企业加入了研究行列。到目前为至，南京航空航天大学、合肥工业大学等学校已经研制出了大型硬币处理机的理论模型。河北邯郸商通电子有限公司也已经设计生产出了小型的硬币清分计数机器。对于国外硬币分拣机来说，无论是大型还是小型的虽然都有一定的水平，且技术较成熟，但是价格昂贵，而且不能适应国内的硬币系统。所以，国内的大型处理机除了进口之外，虽然进行过一些仿制，但由于技术问题未能批量生产，而且大型处理机适应的场合有限，一般银行等小型企业不会购

10、置，无法普及。国内的小型硬币处理机虽然可以实现清分功能，但是缺乏鉴伪环节，因此研究一种小型的硬币分拣、清理装置是有意义的。硬币分拣级数技术的出现不只运用在公交车投币系统中，也应用到了自动售货机、自动投币饮水机、投币游戏机等设备中。硬币识别器的种类也是多种多样，发展也是越来越先进。硬币识别器的技术已经成熟，采用传感器技术与光电子技术和电磁技术对硬币的几何参数和材质进行检测使得识别器达到了很高的精度。主题部分目前市面上有多种多样的硬币分拣机，大体分为滑轨式和离心式这两种第一种离心式硬币分拣机利用止通规原理，针对不同面额硬币的直径和厚度的差异性进行逐层分拣与逐层计数。第五套人民币中发行的硬币有: 一

11、元、五角、一角三种，使用得力牌 0 130 mm 游标卡尺对多枚不同面额硬币的直径和厚度进行反复测量计算，取平均值。通过对不同面额硬币的直径和厚度进行尺寸分析，利用其直径和厚度的数值差，将分拣机的主体结构设计为上两层具有止通效果的带有圆孔的离心筛和底层为无孔的离心筛，三层式锥筒结构。第一层离心筛圆孔直径为 22 mm，五角和一角硬币可以通过，落入第二层离心筛，一元硬币受离心力作用从出口甩出，通过滑道进入一元硬币储存盒; 第二层离心筛圆孔直径为 20 mm，一角硬币可以通过，落入第三层离心筛，五角硬币受离心力作用从出口甩出，通过滑道进入五角硬币储存盒; 一角硬币进入第三层离心筛后受离心力作用从出

12、口甩出，通过滑道进入一角硬币储存盒; 每层的出口处均安装一个可以调节角度的拨片，用以控制硬币甩出时的角度，顺利进入滑道，防止硬币飞出滑道或在滑道内叠加，影响分拣与计数的准确性; 并在每个滑道末端安装红外对管计数器，对经过的硬币进行计数，从而完成硬币的分拣与计数工作。该硬币分拣机分为三层式结构，第一层分拣一元硬币; 第二层分拣五角硬币; 第三层分拣一角硬币。三层离心筛均安装于中心轴上，中心轴由电机带动旋转，产生震动与离心力，为硬币的清分提供动力; 电气部分采用5 24 V 电源模块供电，STM32 单片机控制，设置无极变速开关调节电机转速，用以控制离心筛的旋转速度和离心力的大小。并在控制程序中写

13、入延时反转功能，当电机卡滞超过3 秒钟未能正转时即启动反转360功能，防止电机长时间卡滞产生高温，烧坏线圈; 分拣机底部设置高强度不锈钢三角支架作为支撑，同时也避免产生共振现象，损坏设备。投币口设置在分拣机的顶部，便于投币操作，并将每层的硬币出口高度设计为3 mm，大于任意单枚硬币厚度，小于任意两枚硬币叠加厚度，既保证硬币能够高效通过出口，又防止出现叠币和卡币现象，确保分拣和计数的准确性。为了避免传统硬币分拣机的直筒机身无法有效防止硬币在高速旋转过程中紧贴筒壁站立，堵住出口的情况出现，本文将分拣机筒身设计成向内倾斜的锥筒状，迫使硬币无法站立，顺利通过出币口甩出，完成清选和计数工作。考虑到离心筛

14、分布有孔洞，结构强度较弱，在载有大量硬币并高速旋转时会有变形塌陷的风险，在每层离心筛底部均匀分布3 颗结构简洁、可提供任意方向滚动移栽的万向球轴承作为支撑，以确保离心筛能够安全、平稳的工作。为防止漏币、混币现象发生，影响分拣和计数的准确性，将滑道设计成两层结构，底层滑道宽度只能容小额硬币通过。并在底层滑道中开有落币孔连接下一级离心筛，误出的小额硬币在调节拨片的作用下进入底层滑道中，通过落币孔进入下一级离心筛，自动进行二次筛选，避免了出现混币时，需要多次停机、投币等重复操作。该硬币分拣机将离心筛筛选与滑道过滤多层筛选巧妙结合，有效解决了漏币、混币、分拣不尽，需要多次重复投币筛选等问题。第二种为滑

15、轨式硬币分拣机，通过查阅相关资料文献，目前市面上有的滑轨式硬币分拣机设计如下：设计之初，采用无外加动力模式让投料箱内的硬币靠自身重力下滑。但实验发现其弊端在于，无法保证硬币的平稳下滑，经常出现硬币卡死在箱底或者硬币的初速度过大直接飞出筛板，导致后续部分无法进行下去。在此实验基础上经过改进，使用2个装置来解决这些问题。一是由电机带动扇叶，扇叶拨动钱币均匀掉落；二是减速板的设计，在一个板上打直径为2.0mm的孔，孔内上有外径2.0mm的螺钉来起到减缓硬币下落的冲击速度，孔与孔的中心矩为30.0mm，这样可以保证硬币顺利通过。减速板与电机带动的扇叶共同作用，共同保证了硬币平稳均匀地进入分离装置。分离

16、装置是由三层带有轨道的筛板组成， 。经过大量的硬币滑落实验，发现三层互相平行的板与水平面夹角为21.8时最利于硬币的分离。第一层筛板上有79个直径为23.0mm的圆孔，由于一角硬币的直径19.0mm 与五角硬币的直径20.5mm 都小于23.0mm，且因重力的原因，一角和五角的硬币会掉落到下一层板，而一元的硬币会沿着轨道滑到底部，从而收集到了一元的硬币。五角硬币和一角硬币的分离与此相似，在第二层筛板上也打上了7列的孔，与第一层筛板不同，除了孔直径变为19.7mm外，第二层板上孔的行数有所增加，经过实验发现采用713个孔可以让分离的纯度达到97.6%，增加孔的行数是为了保证在第一层筛板的最后一行

17、孔掉下的硬币在第2个板上得到分离。第三层板是一个未打孔的平板，其作用是让最后掉落下来的一角硬币滑落到固定的位置进行收集。收集装置是由3个固定在支架上的漏斗组成，漏斗的形状是一个天圆地方。最初采用方口式的漏斗，但是这样很容易让硬币偏离下落方向，导致硬币无法集中。在此借用天圆地方的模型，设计了一个漏斗，可以保证硬币在给定的位置下落，以达到收集整理的目的。整理装置是由3种内径不同的圆筒与各自的底座构成。根据一元、五角、一角3种硬币直径与厚度不同，设计了3 种“外径内径高依”依次为30.0mm23.0mm83.5mm；30.0mm 23.0mm 82.5mm；30.0mm 28.0mm 92.5mm的

18、3种圆筒，依次用于盛装一角、五角、一元的3种硬币，且每种圆筒可盛装50个硬币。圆筒用来对接收集装置的圆口，当硬币落满圆筒时，通过其他控制装置带动下一个圆筒来盛装硬币。该方法能够有效地实现对各种不同硬币的整理收集，为下一步的添加包装和计数装置打下了一定的基础。对这两种硬币分拣机进行分析后发现各有利弊，于是我们的设计在这两种分拣机的基础上进行了改进，取其精华去其糟粕，对产品设计有了大体的思路。结论第一种离心式硬币分拣机实验结果表明，本文设计研制的硬币分拣机，其锥筒结构可有效避免硬币站立堵住出币口，离心筛筛选与滑道过滤多层筛选巧妙结合，解决了漏币、混币、分拣不尽等问题。结构合理简洁、分拣效率高、计数

19、准确，达到了硬币分拣与计数的目的，为硬币分拣机的设计研发提供了新的研究方向。第二种滑轨式硬币分拣机能够实现能实现一元、五角、一角等3种硬币的分离与整理，具有结构简单、成本低、分币准确率高、操作方便且节省人工劳动等特点，但是该分拣机功能相对单一，缺少包装、计数等功能，在后续的研制中将重点解决如何包装、计数，从而完善该分拣机的功能，扩大该分拣机的应用范围，更好地满足大众的需求。参考文献1郎家峰.硬币检测清分系统研究D.南京：南京航空航天大学， 2005.2安子军.机械原理M.北京：国防工业出版社， 2015.3李兵，吴国兴，曾亮华.金工实习M.武汉：华中科技大学出版社，2015.4沈景凤.高等机械

20、设计课程实践与创新设计M.北京：化学工业出版社，2016.5陈永楠.机械工程材料M.北京：科学出版社， 2015.6巩云鹏，田万禄，张伟华，黄秋波.2008.机械设计课程设计. 北京：科学出版社 7孙志礼，马星国，黄秋波，闫玉涛.2008.机械设计.北京：科学出版社8机械设计手册编委会，机械设计手册M .北京：机械工业出版社，2005 9朱辉等，画法几何与机械制图（第六版）上海：上海科学技术出版，2007 10张志义，机电传动控制M.北京：机械工业出版社，2008.1011张伟社，机械原理教程M.西安：西北工业大学出版社，2001.812左健民，液压与气压传动M.北京：机械工业出版社，2007

21、.5北方民族大学本科毕业设计题 目姓 名专 业学 号指导教师北方民族大学XXXX系XX年XX 月北方民族大学本科毕业设计2 / 23目录摘要 .3Abstract .4第一章 绪论 .61.1 研究背景 .61.2 国内研究现状 .61.3 硬币分拣机的类型 .71.3.1 离心式硬币分拣机 .71.3.2 滑轨式硬币分拣机 .81.4 计数装置背景及原理 .91.4.1旋转编码器工作原理 .91.4.2 单片机控制电路 .10第二章 硬币分拣计数机的总体设计 .122.1 硬币规格的测定 .122.2 滑梯输送带式硬币分拣计数机的总体组成 .122.2.1 滑梯传送带装置 .142.2.2

22、分离装置 .152.2.3 硬币下落减速装置 .172.2.4 计数装置及电路控制 .182.2.5 收集装置 .20总 结 .22参考文献 .23致谢 .24北方民族大学本科毕业设计3 / 23滑梯传送带式硬币分拣计数机的设计摘要硬币作为一种流通货币因其数量的巨大而导致分拣的麻烦。现阶段很多企业与学校对硬币分拣机构的设计投入了大量的精力和时间，但是分拣产品要么结构简单、价格低廉但分拣功能不理想，要么分拣迅速准确但结构复杂、价格昂贵。在所研制的硬币分拣机中，很多都是针对企业需求研制的，而针对大众日常生活用的硬币分拣机少之又少，而有的分拣机设计结构又很复杂，势必出现成本高、设备性价比低，从而影响

23、硬币分拣机在大众生活中的受欢迎程度。基于这种情况，设计一种简硬币分拣机，该分拣机结构简洁，生产成本低，对于在生活中需要分拣大量硬币的人士具有一定的经济适用性。本设计针对以上问题，提出了一种新型滑轨式硬币分拣机构，该分拣机分离硬币的原理是：通过传送带将硬币输送到分离板，让硬币依靠自身重力以及辅助震动马达经过斜坡（坡度为10）且打满不同孔径的分离板，根据各种硬币直径的不同，按照由小到大的顺序，硬币依次滑落至分离，从而实现对硬币的分离与收集。在投料装置处，采用了传送带机构，可以保证硬币平稳地驶入分离机构，从而可以有效地提高分币的效率。在收集装置的入口处加入了计数器，从而实现对硬币数量的统计。硬币的计

24、数我们采用对射管来进行，由于对射管精度不是很高，同时为了防止硬币重叠掉落下去，造成计数失误，故我们在漏斗与对射管之间添加了垂嘴，垂嘴可以保证硬币每次下落都是竖直的且每次当且仅当只有一枚硬币落下去，保证了计数的准确性。关键词： 硬币分拣机 滑梯传送带 分离机构 计数器北方民族大学本科毕业设计4 / 23AbstractCoin as a kind of currency in circulation, its huge number of problems caused by sorting. At this stage, many enterprises and schools have in

25、vested a lot of energy and time in the design of coin sorting agencies. However, the sorting products are either simple in structure, low in price but not sorted, or sorted quickly and accurately, but the structure is complex and expensive. Many of the coin sorting machines developed are aimed at th

26、e needs of the business, and the coin sorting machines for the daily use of the public are few and few, and some sorter design structure is very complex, is bound to cost High, cost-effective equipment, thus affecting the coin sorting machine in the popular life of the popularity. Based on this situ

27、ation, the design of a simple coin sorting machine, the sorter structure is simple, low production costs, for the need to sort in the life of a large number of coins have a certain degree of economic applicability. In order to solve the above problems, this paper proposes a new type of rail coin sor

28、ting mechanism. The principle of separating the coin by the sorter is to transfer the coin to the separating plate through the conveyor belt so that the coin can rely on its own gravity and the auxiliary vibration motor through the slope ( Slope of 10 ) and playing different diameter of the separati

29、on board, according to the different coin diameter, in accordance with the order from small to large, coins in turn fall to the separation, in order to achieve the separation and collection of coins. In the feeding device, the use of the conveyor belt mechanism, you can ensure that the coins smoothl

30、y into the separation mechanism, which can effectively improve the efficiency of the currency. A counter is added to the entrance of the collection device to achieve statistics on the number of coins. The coin count we used to carry out the tube, because the tube is not very high accuracy, and in or

31、der to prevent coins overlap fall down, resulting in counting errors, so we in the funnel and the nozzle between the addition of a vertical, You can ensure that the coins are vertical and each time if and only if only one coin down to ensure the accuracy of the count.Keywords： Coin sorting machine S

32、lide rails Separation mechanism Counter北方民族大学本科毕业设计5 / 23第一章 绪论1.1 研究背景 在科技飞速发展的今天，机械设备的制造与创新进入高速发展期，在我们的日常生活中，机械设备的踪迹也随处可见 【1】。简单的比如说有电梯，它采用的是定滑轮以及钢筋绳索拉伸机构；相对而言比较复杂的就好比起重机、锻造机等复杂机械。在中国，硬币的发行量每年都在增加，那么问题就在于，如何低成本、高精度、高效率地分拣一角、五角、一元硬币，使得硬币分拣机在市面上问世。从最简单的非机械只是利用硬币直径的不同，通过一个倾斜面来分拣硬币，再到利用硬币的厚度，把较多的硬币放入沟

33、槽之中，从而得出硬币的数量，以及随后出现的机械类的硬币分拣机、离心硬币分离机、电磁振动硬币分离机，硬币分拣机的类型是多种多样的。随着硬币的使用频率逐渐增加，硬币的分离及统计成为一个亟待解决的社会难题。大部分硬币接收机无法识别所接受硬币的面值，更没有办法实现统计功能 【3】。因此，硬币流通自动化成为迫切的社会需求，市场急需要一种成熟可靠的硬币自动处理设备 1.2 国内研究现状 国内于20世纪90年代中期开始从国外引进相关的硬币分拣机产品，然后开始根据国外样机的机构进行自主制造。起初是由昆明机床有限公司和清华大学联合开发，对日本的机器进行仿制。然而不能完美实现硬币分拣的功能所以仍然处于研究阶段，之

34、后国内多个大学和一些企业纷纷加入了研究硬币分拣机的行列。截止到目前，合肥工业大学、南京航空航天大学等多所学校已经研制出了大型硬币处理机的理论模型。河北邯郸商通电子有限公司也已经设计生产出了小型的硬币清分计数机器。对于国外硬币分拣机来说，无论是小型还是大型的虽然都有一定的水平，而且技术相对来说比较成熟，但是如果想要进口，那将面临着价格昂贵，知识北方民族大学本科毕业设计6 / 23产权不能转让等一系列问题，而且关键在于不能够适应我国的硬币。所以，国内的大型处理机除了进口之外，虽然进行过一些仿制，但由于技术问题未能批量生产，而且大型处理机适应的场合有限，一般银行等企业不会购置，因而无法普及。国内的小

35、型硬币处理机虽然可以实现清分功能，但是缺乏鉴伪环节，因此研究一种小型的硬币分拣、计数装置意义是非常大的 【2】。硬币分拣技术不只可以运用在公交车投币系统中，也应用到了自动售货机、投币游戏机、自动投币饮水机等设备中。硬币识别器的种类也是多种多样，发展也是越来越先进。硬币识别器的技术已经成熟，采用传感器技术与光电子技术和电磁技术对硬币的几何参数和材质进行检测使得识别器达到了很高的精度。在我国，与硬币识别配套使用的仪器和设备数量庞大且种类繁多。然而，硬币识别器的种类并不多，硬币识别器主要还是以其所检测硬币的特性进行分类的。最常见的硬币识别器有单一式硬币识别器 【4】。单一式硬币识别器可分为几何参数识

36、别器和材质识别器。几何参数识别器主要是检测硬币的直径与厚度，在此类硬币识别器的发展过程中直径的检测方法有了新的改进，老式的识别器装置用光电管队列来识别直径，如果排列组合得当的话，识别精度也不低于0.5 mm。现在改进后的识别器都用偏心或异形线圈来测量，依据是直径小的硬币与线圈的重合部分也小，由此带来频率变化的不同。硬币分拣机和硬币识别器的发展是相辅相成，缺一不可的。 1.3 硬币分拣机的类型 目前市面上有多种多样的硬币分拣机，大体分为滑轨式硬币分拣机和离心式硬币分拣机这两种。1.3.1 离心式硬币分拣机第一种离心式硬币分拣机采用的是止通规原理，针对不同面额硬币的直径和厚度的差异性进行逐层分拣与

37、逐层计数。通过对不同面额硬币的直径和厚度进行尺寸分析，利用其直径和厚度的数值差，将分拣机的主体结构设计为上两层具有止通效果的带有圆孔的离心筛和底层为无孔的离心筛，三层式锥筒结构。北方民族大学本科毕业设计7 / 23第一层离心筛圆孔直径为22 mm，五角和一角硬币可以通过，落入第二层离心筛，一元硬币受离心力作用从出口甩出，通过滑道进入一元硬币储存盒; 第二层离心筛圆孔直径为20 mm，一角硬币可以通过，落入第三层离心筛，五角硬币受离心力作用从出口甩出，通过滑道进入五角硬币储存盒; 一角硬币进入第三层离心筛后受离心力作用从出口甩出，通过滑道进入一角硬币储存盒; 每层的出口处均安装一个可以调节角度的

38、拨片，用以控制硬币甩出时的角度，顺利进入滑道，防止硬币飞出滑道或在滑道内叠加，影响分拣与计数的准确性; 并在每个滑道末端安装红外对管计数器，对经过的硬币进行计数，从而完成硬币的分拣与计数工作 【5】。为了避免传统硬币分拣机的直筒机身无法有效防止硬币在高速旋转过程中紧贴筒壁站立，堵住出口的情况出现，该分拣机筒身设计成向内倾斜的锥筒状，迫使硬币无法站立，顺利从出币口甩出，完成清选和计数工作。考虑到离心筛分布有孔洞，结构强度较弱，在载有大量硬币并高速旋转时会有变形塌陷的风险，在每层离心筛底部均匀分布3颗结构简洁、可提供任意方向滚动移栽的万向球轴承作为支撑，以确保离心筛能够安全、平稳的工作 【9】。为

39、防止漏币、混币现象发生，影响分拣和计数的准确性，将滑道设计成两层结构，底层滑道宽度只能容小额硬币通过。并在底层滑道中开有落币孔连接下一级离心筛，误出的小额硬币在调节拨片的作用下进入底层滑道中，通过落币孔进入下一级离心筛，自动进行二次筛选，避免了出现混币时，需要多次停机、投币等重复操作。该硬币分拣机将离心筛筛选与滑道过滤多层筛选巧妙结合，有效解决了漏币、混币、分拣不尽，需要多次重复投币筛选等问题。1.3.2 滑轨式硬币分拣机第二种为滑轨式硬币分拣机，通过查阅相关资料文献，目前市面上有的滑轨式硬币分拣机设计如下：在输送装置上采用了两个不同的机构确保硬币顺利滑落。一是由电机带动扇叶，扇叶拨动钱币均匀

40、掉落；二是减速板的设计，在一个板上打直径为2.0mm的孔，孔内上有外径2.0mm的螺钉来起到减缓硬币下落的冲击速度，孔与孔的中心矩为30.0mm，这样可以保证硬币顺利通过。减速板与电机带动的扇北方民族大学本科毕业设计8 / 23叶共同作用，共同保证了硬币平稳均匀地进入分离装置。分离装置是由三层带有轨道的筛板组成。第一层筛板上有79个直径为23.0mm的圆孔，由于一角硬币的直径19.0mm 与五角硬币的直径20.5mm 都小于23.0mm，且因重力的原因，一角和五角的硬币会掉落到下一层板，而一元的硬币会沿着轨道滑到底部，从而收集到了一元的硬币 【8】。五角硬币和一角硬币的分离与此相似，在第二层筛

41、板上也打上了7列的孔，与第一层筛板不同，除了孔直径变为19.7mm外，第二层板上孔的行数有所增加，经过实验发现采用713个孔可以让分离的纯度达到97.6%，增加孔的行数是为了保证在第一层筛板的最后一行孔掉下的硬币在第2个板上得到分离 【6】。第三层板是一个未打孔的平板，其作用是让最后掉落下来的一角硬币滑落到固定的位置进行收集。收集装置是由3个固定在支架上的漏斗组成，漏斗的形状是一个天圆地方。最初采用方口式的漏斗，但是这样很容易让硬币偏离下落方向，导致硬币无法集中。在此借用天圆地方的模型，设计了一个漏斗，可以保证硬币在给定的位置下落，以达到收集整理的目的。离心式硬币分拣机是最受欢迎的机器，但这一

42、类型的设备只能采用了一条分拣轨道，因为硬币是沿切线方向飞出，一旦采用多个轨道，结构必定特别复杂。然而单轨道的形式会限制整个系统的分拣速度。本设计采用的是重力式硬币分拣，故分拣轨道可以平行设立，不会增加结构的复杂性，而且使得分拣速度大大增加。 多轨道同时运作会出现无法集中收集的问题，本设计采用接收导套来解决集中收集的问题 【7】。1.4 计数装置背景及原理1.4.1旋转编码器工作原理旋转编码器是通过其转轴旋转, 经编码器内部电路产生相位差可达90 度的正、反转计数脉冲, 且旋转编码器的输出脉冲宽度随着旋转转速变化, 即转速越高, 其脉冲宽度越窄 【10】。通常每圈计数脉冲数量有 360 个、50

43、0 个、1000 个等多种, 用户可根据精度需要进行选择。 集电极开路输出的 E6C -CW25C -F 型旋转编码器电原理图见图1 (a ), 输出A 相、 B 相脉冲图见图1 (b)。北方民族大学本科毕业设计9 / 23由图1 (a) 可知, 旋转编码器的外加电压为+12 24V , 其输出为一方波脉冲。由图1 (b) 可知, 当旋转编码器正向旋转(假定一方向为正)时, A 相超前B 相90 度;当旋转编码器反向旋转时, B 相超前A 相90 度 【15】。图1（a） 旋转编码器电原理图图1（b） A相、B相脉冲图1.4.2 单片机控制电路由8031 单片机和可编程单片机外围芯片PSD31

44、1 构成 。由于PSD311 内部包含有2048K 位的EPROM、 可编程逻辑译码、 16K 位S RAM 和19 个可编程I/ O 口, 其功能扩展非常容易, 因此我们选用该芯片 【16】。这里, 通过PSD311B 口提供计数电路各芯片控制信号, 下面是其口地址分配表:控制信号 A15A11 读信号 /RD 写信号/WR 口地址PB0 01001 0 1 4800H北方民族大学本科毕业设计10 / 23PB1 01000 0 1 4000HPB2 01010 1 0 5000HPB3 01101 1 0 6800HPB4 01110 1 0 7000H其中, PB0 为双向计数电路的高8 位数据读入选通信号; PB1 为双向计数电路的低8 位数据读入选通信号;PB2 为双向计数器清零信号;PB4 、PB3 分别为双向计数电路高、低8 位并行输入数据的置入控制信号。