迷你硬幣分揀機設(shè)計-分選機械【三維SW】【5張CAD圖紙、文檔全套】【GC系列】

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世界最新機械設(shè)計理念來源:中國科技期刊摘要:根據(jù)目前國內(nèi)外設(shè)計學者進行機械產(chǎn)品設(shè)計時的主要思維特點，將產(chǎn)品方案的設(shè)計方法概括為系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)模塊化、基于產(chǎn)品特征知識和智能。這幾種方法的特點及其相互間的有機聯(lián)系，提出產(chǎn)品方案設(shè)計計算機實現(xiàn)的努力方向。關(guān)鍵詞：機械產(chǎn)品方案設(shè)計方法發(fā)展趨勢設(shè)計文件是將語義設(shè)計網(wǎng)作為設(shè)計工具，在其開發(fā)的活性語義設(shè)計網(wǎng)ASK中，采用結(jié)點和線條組成的網(wǎng)絡(luò)描述設(shè)計，結(jié)點表示元件化的單元(如設(shè)計任務(wù)、功能、構(gòu)件或加工設(shè)備等)，線條用以調(diào)整和定義結(jié)點間不同的語義關(guān)系，由此為設(shè)計過程中的所有活動和結(jié)果預先建立模型，使早期設(shè)計要求的定義到每一個結(jié)構(gòu)的具體描述均可由關(guān)系間的定義表達，實現(xiàn)了計算機輔助設(shè)計過程由抽象到具體的飛躍。系統(tǒng)化設(shè)計方法系統(tǒng)化設(shè)計方法的主要特點是：將設(shè)計看成由若干個設(shè)計要素組成的一個系統(tǒng)，每個設(shè)計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計要素結(jié)合后，即可實現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。系統(tǒng)化設(shè)計思想于70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，制訂了設(shè)計的一般模式，倡導設(shè)計工作應(yīng)具備條理性。德國工程師協(xié)會在這一設(shè)計思想的基礎(chǔ)上，制訂出標準VDI2221技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計方法。1. 將用戶需求作為產(chǎn)品功能特征構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計和零件設(shè)計、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎(chǔ)，從產(chǎn)品開發(fā)的宏觀過程出發(fā)，利用質(zhì)量功能布置方法，系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開發(fā)各階段的技術(shù)目標和作業(yè)控制規(guī)程的方法。2. 將產(chǎn)品看作有機體層次上的生命系統(tǒng)，并借助于生命系統(tǒng)理論，把產(chǎn)品的設(shè)計過程劃分成功能需求層次、實現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計層次。同時采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達產(chǎn)品的功能要求，形成產(chǎn)品功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。3. 將機械設(shè)計中系統(tǒng)科學的應(yīng)用歸納為兩個基本問題：一是把要設(shè)計的產(chǎn)品作為一個系統(tǒng)處理，最佳地確定其組成部分（單元）及其相互關(guān)系；二是將產(chǎn)品設(shè)計過程看成一個系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計目標，正確、合理地確定設(shè)計中各個方面的工作和各個不同的設(shè)計階段。由于每個設(shè)計者研究問題的角度以及考慮問題的側(cè)重點不同，進行方案設(shè)計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計方法。4. 設(shè)計元素法用五個設(shè)計元素（功能、效應(yīng)、效應(yīng)載體、形狀元素和表面參數(shù)）描述“產(chǎn)品解”，認為一個產(chǎn)品的五個設(shè)計元素值確定之后，產(chǎn)品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設(shè)計學者采用了類似方法描述產(chǎn)品的原理解。5. 圖形建模法研制的“設(shè)計分析和引導系統(tǒng)”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的抽象信息，實現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系的圖形化建模，以及功能層之間的聯(lián)接。將設(shè)計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內(nèi)容豐富的語義模型結(jié)構(gòu)、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實現(xiàn)關(guān)系間的任意結(jié)合等特點，將設(shè)計方法解與信息技術(shù)進行集成，實現(xiàn)了設(shè)計過程中不同抽象層間信息關(guān)系的圖形化建模。6. “構(gòu)思”“設(shè)計”法將產(chǎn)品的方案設(shè)計分成“構(gòu)思”和“設(shè)計”兩個階段?！皹?gòu)思”階段的任務(wù)是尋求、選擇和組合滿足設(shè)計任務(wù)要求的原理解?！霸O(shè)計”階段的工作則是具體實現(xiàn)構(gòu)思階段的原理解。將方案的“構(gòu)思”具體描述為：根據(jù)合適的功能結(jié)構(gòu)，尋求滿足設(shè)計任務(wù)要求的原理解。即功能結(jié)構(gòu)中的分功能由“結(jié)構(gòu)元素”實現(xiàn)，并將“結(jié)構(gòu)元素”間的物理聯(lián)接定義為“功能載體”，“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機械運動簡圖)。方案的“設(shè)計”是根據(jù)功能示意圖，先定性地描述所有的“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”，再定量地描述所有“結(jié)構(gòu)元素”和聯(lián)接件(“功能載體”)的形狀及位置，得到結(jié)構(gòu)示意圖。Roper，H.利用圖論理論，借助于由他定義的“總設(shè)計單元(GE)”、“結(jié)構(gòu)元素(KE)”、“功能結(jié)構(gòu)元素(FKE)”、“聯(lián)接結(jié)構(gòu)元素(VKE)”、“結(jié)構(gòu)零件(KT)”、“結(jié)構(gòu)元素零件(KET)”等概念，以及描述結(jié)構(gòu)元素尺寸、位置和傳動參數(shù)間相互關(guān)系的若干種簡圖，把設(shè)計專家憑直覺設(shè)計的方法做了形式化的描述，形成了有效地應(yīng)用現(xiàn)有知識的方法，并將其應(yīng)用于“構(gòu)思”和“設(shè)計”階段。7. 鍵合圖法將組成系統(tǒng)元件的功能分成產(chǎn)生能量、消耗能量、轉(zhuǎn)變能量形式、傳遞能量等各種類型，并借用鍵合圖表達元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結(jié)合，實現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的自動生成和功能結(jié)構(gòu)與鍵合圖之間的自動轉(zhuǎn)換，尋求由鍵合圖產(chǎn)生多個設(shè)計方案的方法。提倡在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結(jié)構(gòu)，通過選擇和組合這些模塊化基本結(jié)構(gòu)組建成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件，甚至是一個系統(tǒng)。本結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有標準化的接口(聯(lián)接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟化，具有互換性、相容性和相關(guān)性。我國結(jié)合軟件構(gòu)件技術(shù)和CAD技術(shù)，將變形設(shè)計與組合設(shè)計相結(jié)合，根據(jù)分級模塊化原理，將加工中心機床由大到小分為產(chǎn)品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和CAD技術(shù)將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。以設(shè)計為目錄作為選擇變異機械結(jié)構(gòu)的工具，提出將設(shè)計的解元素進行完整的、結(jié)構(gòu)化的編排，形成解集設(shè)計目錄。并在解集設(shè)計目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設(shè)計工程師選擇解元素。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，異地協(xié)同設(shè)計與制造，以及從用戶對產(chǎn)品的功能需求設(shè)計加工裝配成品這一并行工程的實現(xiàn)成為可能。但是，達到這些目標的重要前提條件之一，就是實現(xiàn)產(chǎn)品方案設(shè)計效果的三維可視化。為此，不僅三維圖形軟件、智能化設(shè)計軟件愈來愈多地應(yīng)用于產(chǎn)品的方案設(shè)計中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)以及多媒體、超媒體工具也在產(chǎn)品的方案設(shè)計中初露鋒芒。目前，德國等發(fā)達國家正著力于研究超媒體技術(shù)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標準STEP，以及標準虛擬現(xiàn)實造型語言上基于虛擬環(huán)境的標準交換格式)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用。機械產(chǎn)品的方案設(shè)計正朝著計算機輔助實現(xiàn)、智能化設(shè)計和滿足異地協(xié)同設(shè)計制造需求的方向邁進，由于產(chǎn)品方案設(shè)計計算機實現(xiàn)方法的研究起步較晚，目前還沒有成熟的、能夠達到上述目標的方案設(shè)計工具軟件。作者認為，綜合運用文中四種類型設(shè)計方法是達到這一目標有效途徑。雖然這些方法的綜合運用涉及的領(lǐng)域較多，不僅與機械設(shè)計的領(lǐng)域知識有關(guān)，而且還涉及到系統(tǒng)工程理論、人工智能理論、計算機軟硬件工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等各方面的領(lǐng)域知識，但仍然是產(chǎn)品方案設(shè)計必須努力的方向。國外在這方面的研究已初見成效，我國設(shè)計學者也已意識到CAD技術(shù)與國際交流合作的重要性，及其應(yīng)當采取的措施?；诋a(chǎn)品特征知識設(shè)計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗，建立相應(yīng)的知識庫及推理機，再利用已存儲的領(lǐng)域知識和建立的推理機制實現(xiàn)計算機輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計。機械系統(tǒng)的方案設(shè)計主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征，以及設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗進行推量和決策，完成機構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實現(xiàn)這一階段的計算機輔助設(shè)計，必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協(xié)調(diào)、管理和使用。為此，國內(nèi)外設(shè)計學者針對機械系統(tǒng)方案設(shè)計知識的自動化處理做了大量的研究工作，采用的方法可歸納為下述幾種。目 錄1.設(shè)計背景12.設(shè)計思路13.分揀機整體效果外觀23.1.主要功能實現(xiàn)機構(gòu)圖23.2.硬幣分揀機外觀圖23.3.機構(gòu)爆炸圖34.主要機構(gòu)44.1.轉(zhuǎn)盤44.2.篩選滑軌54.3.計數(shù)通道64.4.接幣筒75.主要機構(gòu)尺寸與動力分析計算75.1.裝置尺寸計算75.1.1.轉(zhuǎn)盤尺寸85.1.2.滑道尺寸105.1.3.計數(shù)通道尺寸125.2.馬達選型計算125.3.軸的選擇135.4.主要參數(shù)代號155.5.傳感器主要控制程序硬幣計數(shù)原理165.5.1.單片機165.5.2.光電傳感器165.5.3.主要計數(shù)程序165.5.4.控制機構(gòu)195.6.設(shè)計計算結(jié)果匯總196.硬幣分揀機特點與創(chuàng)新點206.1.特點206.2.創(chuàng)新點207.應(yīng)用前景218.參考文獻211. 設(shè)計背景日常生活中，每天都有數(shù)以萬計的硬幣流通，超市、游樂場、公交公司等是硬幣大量集中的場所，如果由人工清點包裝硬幣，效率低、速度慢，將會造成人力資源的巨大浪費，因此用機械清點包裝硬幣已成為未來趨勢。針對超市、小型游樂場等硬幣流通場所，設(shè)計出適合現(xiàn)狀的硬幣清點包裝機械，以滿足市場需求。本設(shè)計面向是市面上流通的第五套硬幣的分揀，硬幣基本物理特征屬性如表1。表 1 第五套人民幣基本物理特征硬幣面值1元5角1角1角舊版材料鋼芯鍍鎳鋼芯鍍銅合金不銹鋼鋁鎂合金直徑（mm）2520.51922.5厚度（mm）1.851.651.672.4重量（g）6.13.83.22.22. 設(shè)計思路設(shè)計的硬幣分揀機功能流程與實現(xiàn)裝置流程示意圖為圖1。先將硬幣分揀機的啟動開關(guān)打開，待電機帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)起來后，再向容幣殼體中投入硬幣，投入的硬幣經(jīng)過轉(zhuǎn)盤帶動，帶到上面的分幣滑軌當中，通過安裝在滑軌上的的凸臺將進入到滑軌上的硬幣分類，然后落入滑軌下面的計數(shù)通道中，經(jīng)過計數(shù)通道上的光電傳感器，從而實現(xiàn)計數(shù)，最后落入最下面的接幣筒中，通過接幣筒中的硬幣包裝紙來將已經(jīng)裝好的硬幣包裝起來。圖 1 硬幣分揀機功能流程與實現(xiàn)裝置3. 分揀機整體效果外觀3.1. 主要功能實現(xiàn)機構(gòu)圖硬幣分揀機主要機構(gòu)構(gòu)成包括（圖2）：（1）轉(zhuǎn)盤；（2）篩幣軌道；（3）計數(shù)通道；（4）接幣筒。圖 2 功能實現(xiàn)機構(gòu)圖3.2. 硬幣分揀機外觀圖硬幣分揀機總體外觀如圖3所示，整個硬幣分揀機長390mm，寬200mm，高300mm（圖4）。內(nèi)部主要功能實現(xiàn)機構(gòu)與豎直平面成20，接幣筒是外接。硬幣分揀機整體重量約4Kg。 圖 3 機構(gòu)外觀圖圖 4整體尺寸圖 轉(zhuǎn)盤直徑150mm，出幣盒長230mm，因此箱體長度L為了節(jié)約材料，零件布局合理，取L為390mm 。3.3. 機構(gòu)爆炸圖圖5為整個機構(gòu)爆炸圖。1.軸承組件；2.軸；3.轉(zhuǎn)盤組件；4.電機；5.主板；6.滑軌；7.計數(shù)通道；8.接幣筒；9.接幣筒支架。圖 5 機構(gòu)爆炸圖 4. 主要機構(gòu)4.1. 轉(zhuǎn)盤如下圖所示，硬幣由上至下投入容幣殼體之中，轉(zhuǎn)盤與豎直方向成20度夾角，大圈半徑是73mm，小圈半徑是45.5mm，它們之間的距離稍大于一元硬幣的直徑，可以容納要分揀硬幣并將其帶到上面滑軌。電機帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分； 凸臺之間的夾角為30度，兩者之間只能夾一個硬幣往上傳送，同時凸臺可以為硬幣提供支持力，從而提高帶著硬幣從下帶到上容易度。由于篩幣裝置通道寬度只能允許一個硬幣通過，所以硬幣只能是一個一個排隊進入篩幣裝置。轉(zhuǎn)盤內(nèi)圈厚度的確定。由于硬幣厚度最薄為1.67mm，為了讓硬幣不會出現(xiàn)兩個硬幣疊放到一起而導致硬幣與滑軌卡到一起，所以小圈凸起厚度要小于硬幣最小厚度，故取厚度為1.5mm。同時硬幣擋板上設(shè)計有隔板，隔板與轉(zhuǎn)盤之間的距離小于兩個硬幣疊在一起的厚度，故可以有效防止兩個硬幣在進入滑軌時引起卡幣現(xiàn)象發(fā)生。轉(zhuǎn)盤要能夠輕松的帶硬幣上去，則必須具有一定的粗糙度，由于硬幣是金屬，若轉(zhuǎn)盤用金屬制作，會致使轉(zhuǎn)盤與硬幣的摩擦中最底面的一圈越來越光滑，從而致使最后一個硬幣在其中打滑帶不上去，經(jīng)過試驗對比，選用ABS塑料效果良好，故選用其為制造材料。圖 6轉(zhuǎn)盤示意圖 4.2. 篩選滑軌硬幣由前面的轉(zhuǎn)盤帶入到下圖所示右側(cè)的分幣滑軌，開始分揀硬幣。如下圖，先分出一元，圖示中存在一個安裝在滑軌上的斜坡臺，因為斜臺底部到滑軌底部的距離小于一元直徑大于舊一角直徑，從而改變一元硬幣運動方向，導致1號處的一元硬幣沿著斜臺出來，而其他的硬幣不改變方向，繼續(xù)進入下一個軌道。同理，2號和3號出依次分出舊一角和五角。而最后的一角由于沒有凸臺改變軌道方向從最后的出口處出來。為了讓硬幣順著斜坡臺完全導出滑軌，故斜坡臺的斜度必須讓硬幣重心偏離豎直平面。圖 7 轉(zhuǎn)盤滑軌連接圖 圖 8 滑軌示意圖4.3. 計數(shù)通道硬幣是由篩幣裝置篩選后落入圖9所示的計數(shù)通道之中。由于硬幣是一個一個排隊進入其中，而且計數(shù)通道出口最小尺寸也大于硬幣的直徑，所以不會出現(xiàn)卡幣現(xiàn)象。硬幣落入計數(shù)通道中會經(jīng)過安裝在計數(shù)通道上的光電傳感器，實現(xiàn)擋光，從而達到計數(shù)的目的。最后落入計數(shù)通道出口處的收集筒之中。圖 9 計數(shù)通道示意圖 4.4. 接幣筒在收集筒中放好已經(jīng)折好的硬幣紙，當收集滿時，只需拔下收集筒，順著把筒中的包裝紙倒出來并折好就完成了硬幣的半包裝。圖 10接幣筒5. 主要機構(gòu)尺寸與動力分析計算 5.1. 裝置尺寸計算設(shè)計殼體內(nèi)圈直徑比轉(zhuǎn)盤大5mm，殼體厚度為2mm。尺寸都與轉(zhuǎn)盤配合。 圖 11殼體尺寸圖5.1.1. 轉(zhuǎn)盤尺寸圖 12 轉(zhuǎn)盤尺寸(1)容幣殼體為了保證硬幣隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動到篩選幣道而不脫離轉(zhuǎn)盤根據(jù)實驗設(shè)定殼體與水平面夾角為 ，圖 13容幣殼體截面圖由硬幣沿斜面下滑的條件可知即 由上可知硬幣與殼體的摩擦系數(shù)需小于0.36才能保證硬幣能與轉(zhuǎn)盤接觸，查閱資料可得，殼體選擇較為輕質(zhì)的鋁合金和ABS滿足要求，為了節(jié)省成本，選用ABS。（2） 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)體與豎直方向成20夾角，為了使硬幣更容易被轉(zhuǎn)盤帶到篩幣滑道，應(yīng)該把提高轉(zhuǎn)盤的表面粗糙度，增大硬幣與轉(zhuǎn)盤摩擦系數(shù)，同時為使產(chǎn)品輕質(zhì)，可選ABS轉(zhuǎn)盤。 圖 14 轉(zhuǎn)盤帶動硬幣示意圖5.1.2. 滑道尺寸滑軌內(nèi)壁較為光滑，從而保證硬幣有較小的滑動摩擦，從而順利分出硬幣。且為了輕質(zhì)，選材可為ABS樹脂。（1）安裝在滑軌上的斜坡凸臺的坡度計算：以滑軌側(cè)面局部視圖作為參考進行計算圖15 滑軌側(cè)面示意圖以一元硬幣的滑軌坡度為例，進行計算，一元出口斜坡底面離滑軌底面為L1=24滑軌厚度為L2=6要使硬幣百分百從滑軌落到計數(shù)通道中，必須保證硬幣重心偏離豎直面，已知滑軌與豎直面成20夾角，可計算得斜坡高度為我們設(shè)計尺寸為15.8滿足所需條件同理，其他斜坡長度都比一元的要小，故設(shè)計尺寸都為15.8mm滿足所需要求。（2）特定結(jié)構(gòu)設(shè)計：為了讓硬幣更好的導入下面的計數(shù)通道中，斜坡最后設(shè)計有一個大一點的斜坡面，讓硬幣與斜坡臺的接觸面積增大，更好的改變硬幣的運動軌跡，從而使它落入下面的計數(shù)通道當中。（3）尺寸設(shè)計：硬幣在滑道中滑動，滑道寬度在入口保證3mm，讓硬幣一個一個進來，分揀滑道口則為4毫米，讓硬幣能在滑道中改變軌跡時不會發(fā)生卡幣現(xiàn)象。斜坡高度正好讓硬幣重心能偏離豎直平面，從而保證凸臺能順利導出硬幣，使其進入計數(shù)通道。圖 16滑軌尺寸圖 圖17 安裝在滑軌上的一元斜臺5.1.3. 計數(shù)通道尺寸計數(shù)通道出口最小尺寸也大于硬幣的直徑，所以不會出現(xiàn)卡幣現(xiàn)象。設(shè)計在計數(shù)通道當中掏出一個傾斜角為20的滑道，讓滑軌有一定的傾斜角度，好讓硬幣可以自發(fā)的順著滑軌向下落。計數(shù)通道尺寸如下圖所示。 圖18計數(shù)通道尺寸圖5.2. 馬達選型計算1）轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動慣量轉(zhuǎn)盤選材為ABS塑料，由Creo分析可得，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動慣量 (r為轉(zhuǎn)盤半徑)一元硬幣自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動慣量（一元硬幣質(zhì)量m1為6.1g,半徑R為12.5mm）本產(chǎn)品設(shè)計殼體內(nèi)最多容納計算容納200個一元硬幣時，硬幣繞轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動慣量所以轉(zhuǎn)盤和硬幣總轉(zhuǎn)動慣量（2）轉(zhuǎn)盤角加速度：假設(shè)轉(zhuǎn)盤在1S內(nèi)從靜止加速到額定轉(zhuǎn)速2r/s,所以角加速度為（3）轉(zhuǎn)盤軸所需的力矩：表 2 馬達參數(shù)表型號額定電壓額定力矩JGB37-550DC12V1N.M所選馬達的力矩為1Nm，遠大于所需的0.1N.m，所以滿足要求。（4）校核計算：則所需最小轉(zhuǎn)速為由于n0; x-) for(y=100; y0; y-)； void delay(unsigned char n) unsigned char i,j; for(j=0; jn; j+) for(i=0; i=99) vas1=99; Irin1Led=0； if(Irin2=0) /傳感器輸入低電平 if(Irin2=0) while(!Irin2); vas2+; /五角硬幣加1 if(vas2=99) Irin2Led=0; vas2=99; if(Irin3=0) / 如果傳感器輸入低電平 if(Irin3=0) while(!Irin3); vas3+; /一角硬幣加1 if(vas3=99) Irin3Led=0; vas3=99； 光電計數(shù)傳感器基本參數(shù)選擇如表3。表 3 光電計數(shù)傳感器型號和數(shù)量選擇電壓電流響應(yīng)時間有效距離個數(shù)5VDC5mA2ms0300mm4對5.5.4. 控制機構(gòu)啟動功能：控制馬達的啟動來帶動整個機器的工作。暫停功能：暫停馬達的工作來控制整個機器的運動。清零功能：將計數(shù)顯示清零。5.6. 設(shè)計計算結(jié)果匯總表 4 產(chǎn)品功能和組件裝置選擇匯總表序號組件數(shù)量尺寸重量材料1基本功能硬幣轉(zhuǎn)盤傳送1如尺寸圖12和圖1484.4gABS2篩選滑道1如尺寸圖16和尺寸圖1760.2gABS3計數(shù)通道4如尺寸圖1812.3g塑料4硬幣收集筒4如圖108g塑料5輔助功能計數(shù)傳感器4光電傳感器6數(shù)字指示器1LED顯示屏7馬達1額定電壓DC12V扭矩1N.m轉(zhuǎn)速100r/min8控制器1開始暫停復位總計17表 5 硬幣分揀機產(chǎn)品參數(shù)表電源需求AV220V 50HZ額定電流0.85A功率25W單臺凈重約4kg外箱尺寸長390寬200高300mm適用硬幣第五套人民幣硬幣：1元、5角、1角、1角（舊版）分揀速度400600個/分鐘計數(shù)模式連續(xù)計數(shù)模式、累計計數(shù)模式6. 硬幣分揀機特點與創(chuàng)新點6.1. 特點本產(chǎn)品可實現(xiàn)硬幣的分類、清點、整理三種功能，同時具有如下特點：1）體積小巧：裝置體積小巧（長390mm寬200mm高300mm），不用專門騰出空間放置使用；2）清撿速度快：每分鐘最快可達600個。3）具有多種計數(shù)模式：連續(xù)計數(shù)模式，累計計數(shù)模式。6.2. 創(chuàng)新點本設(shè)計產(chǎn)品的創(chuàng)新點總結(jié)如下：1）基于分區(qū)斜盤的硬幣分揀機構(gòu)。設(shè)計的轉(zhuǎn)盤，斜置的圓臺狀容幣殼體能使得硬幣依次從容幣殼體滑動到分區(qū)斜盤，同時斜盤內(nèi)圓周上均勻布置了硬幣分區(qū)片，使得硬幣依次排序進入篩選滑軌，提高了分揀效率。2）基于斜坡凸臺的硬幣篩選滑軌機構(gòu)。利用不同高度的斜坡凸臺巧妙地改變不同直徑硬幣的運動軌跡，達到分揀的目的（實現(xiàn)對一元、舊一角、五角、一角的依次分揀），設(shè)計巧妙，精度高；3）采用“計數(shù)通道-接幣筒-硬幣包裝紙”的硬幣整理半包裝機構(gòu)。設(shè)計計數(shù)通道，快速收集分出的硬幣，硬幣滑入到已放置硬幣包裝紙的接幣筒中，收集好后即可將接幣筒中已經(jīng)包好的硬幣倒出來，從而達到硬幣包裝的效果。同時在在計數(shù)通道支架上設(shè)置了一個光電傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)計數(shù)功能。該硬幣整理半包裝機構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，可同時實現(xiàn)硬幣的整理、半包裝和計數(shù)三種功能。7. 應(yīng)用前景我們設(shè)計的硬幣分揀機可在便利店等個體商戶或居家使用。通過調(diào)研分析，硬幣分揀的應(yīng)用需求很大。比如，就學校附近的普通個體商戶數(shù)就超百家，用戶群大，市場前景廣闊。我們設(shè)計的小型硬幣分揀機同時具有分揀、篩選、整理、包裝和計數(shù)五種主要功能，機構(gòu)設(shè)計巧妙，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，同時成本較低，性能優(yōu)，將能滿足超市，游樂場，便利店，居家等廣大用戶的需求。8. 參考文獻1璞學良，紀名剛.機械設(shè)計 北京：高等教育出版社.20062張占新，材料力學，西安：西北工業(yè)大學出版社.20053于永泗，齊民.機械工程材料.大連：大連理工大學出版社.20074機械設(shè)計手冊編委會，機械設(shè)計手冊.北京：機械工業(yè)出版社.20055大連理工大學工程圖學教研室.機械制圖（第六版）.北京：高等教育出版社.20076張毅剛 單片機原理及接口技術(shù) 北京：人民郵電出版社，2011 22