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1、包裝方案的選擇與分析
------------設計人：徐超 2014.1.3
在硬幣分揀的工作實現(xiàn)過程中，對分揀好的硬幣進行統(tǒng)一包裝歸總也是不可或缺的一環(huán)。優(yōu)秀的的包裝方案能夠?qū)τ矌胚M行高效率的包裝并能夠智能計數(shù)。
調(diào)查可知，銀行和商廈中對大量硬幣進行分揀時候是人工對其進行包裝，方式是牛皮紙或報紙進行卷捆，效率低，且可能出現(xiàn)錯誤。
1.方案的確定：
方案一：卷紙包裝
與銀行商廈采用同樣的包裝材料，但是采用機械功能實現(xiàn)
實現(xiàn)方式
（1） 機構(gòu)組成單元
１、
2、硬幣堆碼機構(gòu)；２、硬幣輸送機構(gòu)；３、硬幣移送機；４、硬幣包卷機構(gòu)；５、送紙切紙機構(gòu)
（2）全自動硬幣包卷機的主要功能是實現(xiàn)硬幣的自動輸送、計數(shù)、排列、移幣和包卷。它主要由機械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。機械系統(tǒng)可分為五個主要功能單元，如圖1所示。從空間構(gòu)成上來看，機械系統(tǒng)可分成三層：上層為輸送、計數(shù)系統(tǒng)，主要實現(xiàn)硬幣輸送、計數(shù)功能；中層為堆幣系統(tǒng)，主要實現(xiàn)硬幣堆碼功能，下層為包卷系統(tǒng)，主要實現(xiàn)送紙、切紙、硬幣包卷及鉤邊功能。硬幣在包裝機中的流動也是從上到下，依次進行輸送、排列、移幣和包卷等功能。
圖2
（3）堆幣機構(gòu)的功能
堆幣機
3、構(gòu)處于輸送機構(gòu)的下游，包卷機構(gòu)的下游，位于整個包裝機的中問環(huán)節(jié)。來自輸送機構(gòu)的硬幣在堆幣機構(gòu)進行短暫的儲存，如圖1所示，。輸送帶與滑到之間的間隙正好容的下一枚硬幣，輸送帶將硬幣從滑到拖動到堆幣盤1，硬幣在重力作用下依次下落。并且進行柱狀排列，以備下游包卷環(huán)節(jié)的需要。
（4）方案存在的問題
堆幣單元處于硬幣包裝機的中間層，直接關(guān)系到下層包卷與上層輸送順利與否。然而硬幣從2單元掉落到1單元時，如圖Ｉ所示，由于2單元，即就是堆幣機構(gòu)，垂直高度較高，因此硬幣垂直下落距離較高，與堆幣盤的碰撞、摩擦也就持久，從而，硬幣在下落時存在姿態(tài)不穩(wěn)定的可能，譬如翻轉(zhuǎn)甚至站立，此種情況的發(fā)生必然導致硬幣包裝機功能
4、的失靈，影響包裝的速度。
方案二：包裝盒包裝
從現(xiàn)做現(xiàn)賣奶茶封口機得到靈感，直接改進硬幣的包裝材料，摒棄卷紙包裝方式，用塑料桶包裝，并用奶茶封口同樣的方式，用塑料薄膜進行壓力焊熔式封口，大幅度提高包裝速度。
實現(xiàn)方式
（一）包裝容器的改進
如圖采用透明的塑料包裝管
——硬幣包裝管示意圖——
（二）封口裝置的設計
（1）整體構(gòu)思
（2）薄膜供給部分作用是將未使用的薄膜材料源源不斷地輸送到壓力棒下方，塑料包裝管上方等待封口；
（3）封口部分與奶茶封口機原理類似，壓力棒在落下的時候，通過能量轉(zhuǎn)換，壓緊塑料薄膜，使其與塑料包裝管緊密接觸，使兩者粘連。
5、
——壓力棒地面的加熱環(huán)示意圖——
（4）整體結(jié)構(gòu)構(gòu)思圖
2.兩方案的比較
項目
方案一
方案二
效率
效率較低
效率比傳統(tǒng)方式提升許多
可行性
硬幣不容易整齊碼垛，容易導致硬幣包裝機功能的失靈，影響包裝的速度。
塑料包裝盒的內(nèi)壁光滑，直徑比對應硬幣稍稍大一些，足以讓硬幣穩(wěn)穩(wěn)下落，整齊碼垛，
計數(shù)優(yōu)越性
需要噴碼方可識別是何種硬幣
由于采用透明塑料管，可直觀看到硬幣種類和數(shù)目，不需要噴碼
機構(gòu)復雜程度
較復雜
簡單易于實現(xiàn)
低能環(huán)保性
需要大量使用紙張，不節(jié)約
由于材料為可降解，可回收聚乙烯塑料，環(huán)保節(jié)約
3．通過權(quán)
6、衡比較，最后決定采用方案二的設計
4.最終方案的細化設計
（1）包裝管的規(guī)格設計
項目
幾何體特征
材料
外觀
硬度
參數(shù)
帶邊沿的平底管
高密度聚乙烯HDPE
完全透明
新版一角
五角
舊版一角
一元
管內(nèi)徑
20mm
21.5mm
23.5mm
26mm
管壁厚
0.5mm
0.5mm
0.5mm
0．5mm
容量
100
100
100
100
管內(nèi)壁高
167mm
165mm
240mm
185mm
（2）運動描述
塑料包裝管隨著運輸帶被運送到硬幣滑道出口位置，運輸帶停止傳送，硬幣落入包裝
7、管，裝滿后，運輸帶又開始傳動，裝滿硬幣的包裝管被運送到封口裝置處等待被封口；
封口壓力棒在驅(qū)動力作用下向下移動并產(chǎn)生熱量是塑料薄膜材料熔化，在壓力作用下被粘附在包裝管的邊沿；
在壓力棒回升的同時，薄膜運送裝置能夠工作，將未使用的薄膜拉到等待封口的位置，以備下次封口。
總結(jié)：壓力棒做上下往復運動，薄膜輸送裝置做間歇運動。
（3）機構(gòu)的選取
①壓力棒上下往復運動
圖示
工作原理
優(yōu)勢
缺點
凸輪機構(gòu)
由凸輪的回轉(zhuǎn)運動或往復運動推動從動件作規(guī)定往復移動或擺動的機構(gòu)
凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，最適用于要求從動件作間歇運動的場合。它與液壓和氣動的類似機
8、構(gòu)比較，運動可靠
1)凸輪機構(gòu)易磨損，有噪聲，高速凸輪的設計比較復雜
2）凸輪輪廓加工困難；制造要求較高點、線接觸易磨損；
3）行程不大
偏置曲柄滑塊機構(gòu)
通過平面連桿機構(gòu)將圓周運動轉(zhuǎn)換成為上下往復運動
傳動可靠，效率高，執(zhí)行桿件上下運動幅度較大，較靈活，且有急回性
通過衡量比較，最終選擇曲柄滑塊機構(gòu)
②卷膜機的間歇運動
主動輪為不完全齒輪，與從動輪有嚙合關(guān)系時候從動輪轉(zhuǎn)動傳動力矩
不完全齒輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、工作可靠，從動輪運動時間和靜止時間可在較大范圍內(nèi)變化。
從動輪在開始進入嚙合與
9、脫離嚙合時有較大沖擊，故一般只用于低速，輕載場。
由槽輪和圓柱銷組成的單向間歇運動機構(gòu)，它常被用來將主動件的連續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成從動件的帶有停歇的單向周期性轉(zhuǎn)動。
槽輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，易加工，工作可靠，轉(zhuǎn)角準確，機械效率高。
通過權(quán)衡比較選擇槽輪機構(gòu)
（4）壓力棒底面加熱環(huán)電路圖設計
（5）整體機構(gòu)示意圖
（6）卷筒及相應薄膜的規(guī)格設計
新版一角
五角
舊版一角
一元
薄膜
材料
厚度
寬度
卷筒
寬度
34mm
34mm
34mm
34mm
直徑
45mm
45mm
45mm
50mm
硬幣分揀包裝機包裝部分
