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1、包裝方案的選擇與分析
------------設(shè)計(jì)人：徐超 2014.1.3
在硬幣分揀的工作實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，對(duì)分揀好的硬幣進(jìn)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(jìn)行高效率的包裝并能夠智能計(jì)數(shù)。
調(diào)查可知，銀行和商廈中對(duì)大量硬幣進(jìn)行分揀時(shí)候是人工對(duì)其進(jìn)行包裝，方式是牛皮紙或報(bào)紙進(jìn)行卷捆，效率低，且可能出現(xiàn)錯(cuò)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(jī)械功能實(shí)現(xiàn)
實(shí)現(xiàn)方式
（1） 機(jī)構(gòu)組成單元
１、
2、硬幣堆碼機(jī)構(gòu)；２、硬幣輸送機(jī)構(gòu)；３、硬幣移送機(jī)；４、硬幣包卷機(jī)構(gòu)；５、送紙切紙機(jī)構(gòu)
（2）全自動(dòng)硬幣包卷機(jī)的主要功能是實(shí)現(xiàn)硬幣的自動(dòng)輸送、計(jì)數(shù)、排列、移幣和包卷。它主要由機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩部分組成。機(jī)械系統(tǒng)可分為五個(gè)主要功能單元，如圖1所示。從空間構(gòu)成上來(lái)看，機(jī)械系統(tǒng)可分成三層：上層為輸送、計(jì)數(shù)系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)硬幣輸送、計(jì)數(shù)功能；中層為堆幣系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)硬幣堆碼功能，下層為包卷系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)送紙、切紙、硬幣包卷及鉤邊功能。硬幣在包裝機(jī)中的流動(dòng)也是從上到下，依次進(jìn)行輸送、排列、移幣和包卷等功能。
圖2
（3）堆幣機(jī)構(gòu)的功能
堆幣機(jī)
3、構(gòu)處于輸送機(jī)構(gòu)的下游，包卷機(jī)構(gòu)的下游，位于整個(gè)包裝機(jī)的中問(wèn)環(huán)節(jié)。來(lái)自輸送機(jī)構(gòu)的硬幣在堆幣機(jī)構(gòu)進(jìn)行短暫的儲(chǔ)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(dòng)到堆幣盤1，硬幣在重力作用下依次下落。并且進(jìn)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(wèn)題
堆幣單元處于硬幣包裝機(jī)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(shí)，如圖Ｉ所示，由于2單元，即就是堆幣機(jī)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(shí)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(dǎo)致硬幣包裝機(jī)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(jī)得到靈感，直接改進(jìn)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(jìn)行壓力焊熔式封口，大幅度提高包裝速度。
實(shí)現(xiàn)方式
（一）包裝容器的改進(jìn)
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(shè)計(jì)
（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(jī)原理類似，壓力棒在落下的時(shí)候，通過(guò)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(xiàng)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(dǎo)致硬幣包裝機(jī)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(duì)應(yīng)硬幣稍稍大一些，足以讓硬幣穩(wěn)穩(wěn)下落，整齊碼垛，
計(jì)數(shù)優(yōu)越性
需要噴碼方可識(shí)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(jī)構(gòu)復(fù)雜程度
較復(fù)雜
簡(jiǎn)單易于實(shí)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(guò)權(quán)
6、衡比較，最后決定采用方案二的設(shè)計(jì)
4.最終方案的細(xì)化設(shè)計(jì)
（1）包裝管的規(guī)格設(shè)計(jì)
項(xiàng)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(yùn)動(dòng)描述
塑料包裝管隨著運(yùn)輸帶被運(yùn)送到硬幣滑道出口位置，運(yùn)輸帶停止傳送，硬幣落入包裝
7、管，裝滿后，運(yùn)輸帶又開始傳動(dòng)，裝滿硬幣的包裝管被運(yùn)送到封口裝置處等待被封口；
封口壓力棒在驅(qū)動(dòng)力作用下向下移動(dòng)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(shí)，薄膜運(yùn)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(fù)運(yùn)動(dòng)，薄膜輸送裝置做間歇運(yùn)動(dòng)。
（3）機(jī)構(gòu)的選取
①壓力棒上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)
圖示
工作原理
優(yōu)勢(shì)
缺點(diǎn)
凸輪機(jī)構(gòu)
由凸輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)推動(dòng)從動(dòng)件作規(guī)定往復(fù)移動(dòng)或擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)
凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，最適用于要求從動(dòng)件作間歇運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。它與液壓和氣動(dòng)的類似機(jī)
8、構(gòu)比較，運(yùn)動(dòng)可靠
1)凸輪機(jī)構(gòu)易磨損，有噪聲，高速凸輪的設(shè)計(jì)比較復(fù)雜
2）凸輪輪廓加工困難；制造要求較高點(diǎn)、線接觸易磨損；
3）行程不大
偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)
通過(guò)平面連桿機(jī)構(gòu)將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成為上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)
傳動(dòng)可靠，效率高，執(zhí)行桿件上下運(yùn)動(dòng)幅度較大，較靈活，且有急回性
通過(guò)衡量比較，最終選擇曲柄滑塊機(jī)構(gòu)
②卷膜機(jī)的間歇運(yùn)動(dòng)
主動(dòng)輪為不完全齒輪，與從動(dòng)輪有嚙合關(guān)系時(shí)候從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)力矩
不完全齒輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠，從動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間可在較大范圍內(nèi)變化。
從動(dòng)輪在開始進(jìn)入嚙合與
9、脫離嚙合時(shí)有較大沖擊，故一般只用于低速，輕載場(chǎng)。
由槽輪和圓柱銷組成的單向間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它常被用來(lái)將主動(dòng)件的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成從動(dòng)件的帶有停歇的單向周期性轉(zhuǎn)動(dòng)。
槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易加工，工作可靠，轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確，機(jī)械效率高。
通過(guò)權(quán)衡比較選擇槽輪機(jī)構(gòu)
（4）壓力棒底面加熱環(huán)電路圖設(shè)計(jì)
（5）整體機(jī)構(gòu)示意圖
（6）卷筒及相應(yīng)薄膜的規(guī)格設(shè)計(jì)
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(jī)包裝部分
