亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        一種新型硬幣分揀機的模塊化創(chuàng)新設(shè)計*

        2018-06-03 23:46:36周興華程麗麗楊立英
        機電工程技術(shù) 2018年5期
        關(guān)鍵詞:模塊化設(shè)計

        周興華,程麗麗,唐 杰,楊立英,孫 曉※

        (1.吉林大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,吉林長春 130012;2.吉林大學(xué)機械科學(xué)與工程學(xué)院,吉林長春 130025)

        0 引言

        硬幣作為一種小面額流通貨幣,以其耐磨損、易回收、攜帶方便等優(yōu)點,在公交車、超市等收費系統(tǒng)中流通甚廣[1]。然而,大量的硬幣流通、匯集勢必增大分揀操作的工作量,此時為了降低人工勞動強度,節(jié)約人力成本,硬幣分揀機應(yīng)運而生[2-4]。而目前市面上及在研究的硬幣分揀機存在如下問題:1)結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉但分揀功能不理想、穩(wěn)定性差;2)分揀迅速準(zhǔn)確但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴[5]。為了設(shè)計出更加合理、實用的硬幣分揀機,本文提供了一種新的硬幣分揀機設(shè)計思路,希望能夠?qū)⑵渲械脑O(shè)計思想應(yīng)用到實際的生產(chǎn)生活當(dāng)中,對工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生一定的推動作用。

        1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案

        本設(shè)計欲實現(xiàn)硬幣的準(zhǔn)確分離、分揀、計數(shù)顯示功能。根據(jù)系統(tǒng)不同的實現(xiàn)功能,對實現(xiàn)方案進(jìn)行設(shè)計,其中分離方案采用旋轉(zhuǎn)聯(lián)動機構(gòu)配合硬幣自身的重力完成;分揀方案包含檢測和分揀兩個過程,由于不同面值硬幣的重量不同(假幣5.9克,1元硬幣6.1克,5角硬幣3.5克,1角硬幣3.2克,多次測量取平均值),對不同面值硬幣的檢測采用稱重傳感器配合轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行。檢測完成之后,采用傾斜滑道配合開關(guān)閘門完成硬幣的分揀過程;在稱重傳感器測量硬幣重量的過程中,通過軟件及液晶顯示器即可實現(xiàn)計數(shù)顯示功能。系統(tǒng)方案控制框圖如圖1所示。

        圖1 硬幣分揀機控制框圖

        系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的三維CAD圖形如圖2所示。

        2 系統(tǒng)模塊化設(shè)計

        模塊化是將一個復(fù)雜的系統(tǒng)或過程按照一定的聯(lián)系規(guī)則分解為可進(jìn)行獨立設(shè)計的半自律性的子系統(tǒng)的行為[6]。根據(jù)模塊化設(shè)計思想的內(nèi)涵,本文將硬幣分揀機系統(tǒng)分為主控模塊、硬幣分離輸送模塊、硬幣檢測模塊、硬幣分揀模塊。

        圖2 機械結(jié)構(gòu)三維設(shè)計模型

        2.1 主控模塊

        相較于STC80C51單片機復(fù)雜的硬件設(shè)置和編程操作[7],本設(shè)計中控制器采用Arduino2560單片機,其具有編程簡單、傳輸速度快、功耗低的特點,而且Arduino產(chǎn)品軟硬件均是開源的,方便設(shè)計人員學(xué)習(xí)和使用[8]。

        2.2 硬幣分離輸送模塊

        硬幣分離,即利用機械或電氣設(shè)備將大量堆積的硬幣分散開來,形成可對單個硬幣進(jìn)行處理的過程。對于硬幣的分離形式,主要分為離心力式分離、摩擦力式分離以及重力式分離[2]。借鑒上述部分設(shè)計思想,本文設(shè)計了一種新型的硬幣分離方式,具體機構(gòu)如圖3所示,圖中分離盤由驅(qū)動電機、頂層固定盤、中間旋轉(zhuǎn)盤和底層固定盤構(gòu)成,頂層固定盤和底層固定盤之間的設(shè)計距離稍大于一元硬幣的厚度,小于兩個一角硬幣的厚度之和,中間旋轉(zhuǎn)盤的厚度略小于兩層之間距離。三個盤的邊緣等直徑位置均鉆有稍大于一元硬幣直徑大小的圓孔,頂層固定盤和底層固定盤的兩圓孔位置彼此錯開,頂層圓孔與儲幣桶聯(lián)通,底層圓孔正下方的位置放置稱重模塊。

        圖3 三維模型結(jié)構(gòu)(側(cè)仰視圖)

        硬幣分離輸送過程為:1)儲幣桶中硬幣在自身重力作用下,有一枚硬幣落入頂層固定盤的圓孔中;2)電機帶動中間旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn),當(dāng)旋轉(zhuǎn)至中間旋轉(zhuǎn)盤圓孔與頂層固定盤圓孔圓心重合時,硬幣落入中間旋轉(zhuǎn)盤圓孔中;3)旋轉(zhuǎn)盤繼續(xù)旋轉(zhuǎn),將硬幣分離,當(dāng)旋轉(zhuǎn)至中間旋轉(zhuǎn)盤圓孔與底層固定盤圓孔圓心重合時,硬幣從底層固定盤圓孔落入稱重模塊中,完成硬幣的分離輸送。

        2.3 硬幣檢測模塊

        本設(shè)計通過重量對硬幣進(jìn)行檢測,檢測傳感器為電阻應(yīng)變式壓力傳感器配合信號處理模塊,其中電阻應(yīng)變式壓力傳感器具體原理及實物如圖4所示。

        圖4 惠斯通電橋及傳感器實物

        信號處理模塊選用HX711運算放大及24位AD轉(zhuǎn)換處理器。HX711AD轉(zhuǎn)換模塊可在芯片內(nèi)部內(nèi)置放大器,可選放大倍數(shù)為32、64、128倍,程序中選用了128倍的放大倍數(shù),當(dāng)輸出電壓為滿量程電壓9 mV時,放大后的電壓為1 152 mV。測量精度可達(dá)到0.1g。

        2.4 硬幣分揀模塊

        本文巧妙的設(shè)計了如圖3所示的聯(lián)動機構(gòu),該聯(lián)動機構(gòu)由固定在中間旋轉(zhuǎn)盤上的旋轉(zhuǎn)桿和稱重模塊上的擋桿構(gòu)成,當(dāng)中間旋轉(zhuǎn)盤在旋轉(zhuǎn)的過程中,旋轉(zhuǎn)桿觸碰擋桿將稱重模塊中硬幣擋板打開,硬幣從稱重模塊中掉落入硬幣分揀模塊的滑道上。中間旋轉(zhuǎn)盤每旋轉(zhuǎn)一周,打開一次硬幣擋板,實現(xiàn)一枚硬幣掉落。

        硬幣分揀模塊由傾斜滑道和滑道中設(shè)置的四個閘門,以及控制閘門開閉的舵機構(gòu)成。當(dāng)稱重模塊測量出硬幣的重量,判斷屬于何種硬幣,驅(qū)動舵機使相應(yīng)的閘門打開,中間旋轉(zhuǎn)盤在旋轉(zhuǎn)的過程中,觸發(fā)聯(lián)動機構(gòu),實現(xiàn)一枚硬幣掉落入硬幣分揀模塊的滑道上,硬幣依靠自身重力下滑,并在閘門開啟處落入對應(yīng)的集幣盒槽中,完成硬幣的分揀收集。

        滑道的傾斜角度大小的選擇根據(jù)滑道表面的摩擦系數(shù)和硬幣下滑的初速度確定。本設(shè)計中滑道采用亞克力板構(gòu)造,表面光滑,通過試驗,滑道傾斜角度與硬幣下落狀態(tài)的關(guān)系如表1所示。

        本文綜合考慮下落速度與分揀精度,確定傾斜角度為30度。

        表1 滑道傾斜角度與硬幣下落狀態(tài)關(guān)系

        3 實物搭建及實驗

        根據(jù)以上設(shè)計思想,通過Pro/Engineer軟件建立整體機械結(jié)構(gòu)的三維模型,進(jìn)行運動仿真,檢查干涉情況,確認(rèn)運動正常無干涉后,將三維圖形轉(zhuǎn)化為二維圖形輸出或生成機床可以識別的程序代碼,進(jìn)行加工制造。制造完成的樣機實物如圖5所示。

        圖5 測試實物模型

        本硬幣分揀機分揀硬幣的工作過程為:1)面值為1角、5角、1元的硬幣和假幣混雜放入儲幣桶中;2)電機帶動分離盤中的中間旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn),將儲幣桶中的單枚硬幣分離并運送入稱重模塊中;3)稱重模塊測量硬幣的重量,并將數(shù)值計入Arduino程序;4)程序判斷屬于何種面值的硬幣,并驅(qū)動相應(yīng)的硬幣分揀模塊中的傾斜滑道閘門打開;5)硬幣從稱重模塊中掉落并在傾斜滑道中滑落或滾落的過程中,掉入相應(yīng)的集幣盒分槽中。分離盤中的中間旋轉(zhuǎn)盤每轉(zhuǎn)一周,完成一枚硬幣的分離、分揀、計數(shù)顯示功能。

        通過實驗測試,本硬幣分揀機運行狀態(tài)良好,可以精確的實現(xiàn)硬幣的分離、分揀、計數(shù)顯示功能。

        4 結(jié)束語

        本文采用模塊化設(shè)計思想,設(shè)計了一種基于Arduino控制的硬幣分揀機。該分揀機摒棄了傳統(tǒng)的硬幣分離方式,巧妙的設(shè)計了新型的硬幣分離、分揀聯(lián)動機構(gòu),結(jié)合電阻應(yīng)變壓力傳感器、24位AD轉(zhuǎn)換器、傾斜滑道、舵機等結(jié)構(gòu)實現(xiàn)硬幣的準(zhǔn)確分離、分揀、計數(shù)顯示功能。該設(shè)計具有體積小,質(zhì)量輕,結(jié)構(gòu)原理簡單等優(yōu)點,整體實現(xiàn)效果良好,可為硬幣分揀設(shè)備的發(fā)展制造提供新的設(shè)計思路。

        [1]林君,趙新月.簡易電子式硬幣分揀裝置的設(shè)計[J].山東工業(yè)技術(shù),2016(23):141-141.

        [2]郝志偉,劉思聰.新型硬幣分揀包裝機的設(shè)計[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2016(22):68-70.

        [3]雷永剛,韋沛東,侯文龍,等.一種簡潔硬幣分揀機的設(shè)計與實現(xiàn)[J].河南科技,2016(7):61-62.

        [4]丁鳳娟,洪騰蛟,陳康迪,等.第五套人民幣硬幣分揀機結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造[J].安徽科技學(xué)院學(xué)報,2016,30(5):71-74.

        [5]夏開虎,伍文進(jìn),夏輝.一種新型硬幣分揀機構(gòu)的設(shè)計與研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2017(4):101-102.

        [6]孫明陽.汽車造型模塊化設(shè)計研究[D].長春:吉林大學(xué),2014.

        [7]錢鴻志,胡天立,陳智,等.一種基于STC80C51單片機的智能硬幣分揀機的設(shè)計[J].無線互聯(lián)科技,2017(9):58-59.

        [8]楊志芹.基于Arduino單片機的智能灌溉系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[J].機電工程技術(shù),2016,45(11):80-83.

        猜你喜歡
        模塊化設(shè)計
        模塊化自主水下機器人開發(fā)與應(yīng)用
        基于模塊化控制系統(tǒng)在一體化教學(xué)中的應(yīng)用
        何為設(shè)計的守護之道?
        模塊化住宅
        《豐收的喜悅展示設(shè)計》
        流行色(2020年1期)2020-04-28 11:16:38
        瞞天過?!律O(shè)計萌到家
        ACP100模塊化小型堆研發(fā)進(jìn)展
        中國核電(2017年2期)2017-08-11 08:00:56
        設(shè)計秀
        海峽姐妹(2017年7期)2017-07-31 19:08:17
        從模塊化中得到的二氧化碳
        模塊化VS大型工廠
        亚洲国产精品无码中文字| 国产肥熟女视频一区二区三区| 免费av一区男人的天堂| 红桃av一区二区三区在线无码av| 欧美裸体xxxx极品少妇| 亚洲综合色秘密影院秘密影院| 久久久亚洲女精品aa| 性av一区二区三区免费| 4399理论片午午伦夜理片| 自拍偷拍亚洲一区| 日韩av中文字幕亚洲天| 国产精品美女久久久网站三级 | 朝鲜女人大白屁股ass| 亚洲手机国产精品| av福利资源在线观看| 极品尤物人妻堕落沉沦| 小宝极品内射国产在线| 天天躁日日操狠狠操欧美老妇 | 国产精品久久久福利| 日本做受高潮好舒服视频 | 变态另类手机版av天堂看网| 国产好大好硬好爽免费不卡| 亚洲成人免费观看| 超短裙老师在线观看一区| 欧美性猛交xxx嘿人猛交| 在线精品一区二区三区| 亚洲男人堂色偷偷一区| 国产不卡在线播放一区二区三区| 精品视频一区二区三区在线观看| 少妇高潮惨叫久久久久久| 如何看色黄视频中文字幕| 国产乱精品女同自线免费| 99久久国产综合精品五月天| 亚洲午夜精品久久久久久抢| 亚洲天堂av在线观看免费| 精品国产乱码久久久久久郑州公司 | 制服丝袜人妻中出第一页| 国产亚洲午夜精品久久久| 亚洲av无码一区二区三区不卡| 欧美精品AⅤ在线视频| 久久老熟女一区二区三区|