【正文】 21A（圖 ）等。大型設(shè)備的每分鐘分揀速度有 1000 多個，甚至更高，小分揀設(shè)備的速度也超過每分鐘 600 枚。通過硬幣的圖像來確定硬幣半徑，并與數(shù)據(jù)庫中的原始數(shù)據(jù)進行比較，以確定硬幣的類型。首先由圖像的正反面分析半徑的范圍，然后分析圖像細節(jié)，如磨損，并對原始數(shù)據(jù)庫進行比較，它屬于空間數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，然后告訴它是什么樣的硬幣，當(dāng)然，也包括厚度檢測最終確定硬幣類型 【 10】 。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 圖 分辨流程圖 硬幣處理機在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 在中國，有許多大學(xué)和企業(yè)在研究硬幣處理機器。 1995 年底，清華大學(xué)與昆明機床有限公司合作，對光榮公司的機器進行模仿。河北邯鄲上通電子有限公司在 2021 年研究制造出了小型硬幣分揀機器，如 ST800A 型硬幣清分 機（圖 ）和 ST801A 分選機（圖）。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 圖 ST800A 型硬幣清分機 圖 ST801A 型硬幣清分機 自動硬幣處理機的分類 硬幣分揀機的原理是相似的，按照其基本結(jié)構(gòu)可以分為臥式和立式兩類。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 2 硬幣自動 包裝機總體方案設(shè)計 硬幣包裝機工作流程的分析 硬幣包裝機的性能要求 一個好的硬幣自動包裝機應(yīng)該具有以下幾點 : 1)具有良好的使用性能 。 2)具有合理的技術(shù)性能指標(biāo) ； 。 硬幣自動包裝機的工作流程 圖 硬幣自動包裝機的工作流程圖 、排列、計數(shù)功能單元 、撕紙功能單元 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 工作流程的如下：硬幣在堆幣斗內(nèi)加速后，首先進入送幣道，然后在壓幣帶的驅(qū)動下，通過檢測裝置檢測出假幣，再通過計數(shù)器進入堆碼系統(tǒng)，堆碼后每疊硬幣的數(shù)量為 50 枚或者 100 枚，硬幣輸送裝置將硬幣送至包裝系統(tǒng)，膠輥將硬幣夾緊，這時送紙機構(gòu)送出包卷紙，同時給出信號壓幣帶繼續(xù)輸送，輸送硬幣的裝置退回原位等待下一個堆碼結(jié)束。鉤邊完成 后，膠輥張開，落幣卷門打開，包卷好的硬幣落下，鉤子退回到原來的位置，完成一次包卷動作。 自頂向下設(shè)計方法的特點是生成零件圖，并將其添加到裝配圖中。每部分被定義后，它可以作為一個參考的定位。 自頂向下設(shè)計作為自底向上的設(shè)計方法 (如圖 ），設(shè)計中的所有零件和裝配設(shè)計，但根據(jù)裝配模型功能大致的產(chǎn)品來實現(xiàn)產(chǎn)品的定義，確定零件的形狀和裝配關(guān)系，建立了裝配圖和裝配圖的概念模型的詳細設(shè)計，然后擴展在裝配模型的各個部分的約束下，在同一時間，相比之下，大致定義的裝配進行提煉或修改，直到最終達到產(chǎn)品設(shè)計要求。自頂向下（上 下）的裝配設(shè)計更適合于新產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)過程，它完全從設(shè)計理念，使產(chǎn)品在設(shè)計過程中不斷改進。其優(yōu)點是簡單、快速、操作方便、易于理解和接受。因此，如果使用先前已經(jīng)生成的零件，自底向上的設(shè)計方案是首選的。因此，在裝配模塊的虛擬裝配中，組件的幾何結(jié)構(gòu)被引用，而不是復(fù)制到程序集。如果修改了一些組件，則引用該組件的部分會 自動更新，從而來反映零件的最新變化。最后研究生在硬幣包裝機的開發(fā)過程中對所傳遞的機械臂軌跡進行確定，是因為在二維計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)中，不直觀的查看機械臂和干擾問題的體積，一直停留在討論的問題，需要很長的時間，不能全面考慮隨后的裝配，由于時間的限制，仍然無法驗證設(shè)計的合理性。只有在計算機制造虛擬樣機、虛擬樣機的干涉分析、動態(tài)仿真等仿真實驗中，程序的合理性是很快的，并解決了問題這些問題的瓶頸。因此本文從“自頂向下”和“自底向上”的設(shè)計方法結(jié)合起來，首先對二維計算機輔助設(shè)計工具開發(fā)的各種組件進行裝配尺寸的示意圖，簡單的確定組件之間的裝配關(guān)系，然后根據(jù)現(xiàn)有的零件設(shè)計的數(shù)據(jù)，建立虛擬樣機，仿真實驗，采用三維計算西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 機輔助設(shè)計工具，驗 證方案的合理性。計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)的原因是二維計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)果不能自動轉(zhuǎn)換為三維計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)的模型。此外，自動機械完成作業(yè)的過程中的動作一般比較多，所以自動機械往往由多個工藝部件進行，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。為了實現(xiàn)自動機械的功能，除了上述四個部分，需要添加一些輔助機構(gòu)，如鑒偽機構(gòu)、計數(shù)機構(gòu)等，所以一個完整的自動化程度高的自動硬幣包裝機包含如圖 所示顯示的各種機構(gòu)。清分系統(tǒng)，硬幣以某種方式在儲料斗積累到相應(yīng)的位置，讓所有雜亂的硬幣沿著一定的方向，根據(jù)硬幣的形狀特征，儲幣盤與硬幣存儲斗是相通的。硬幣存儲盆邊緣和硬幣軌道是相 通的，根據(jù)硬幣的厚度不同，其出口標(biāo)準(zhǔn)也不同，根據(jù)不同硬幣的直徑設(shè)置軌道間距，硬幣選擇端口間隙值和軌道的距離可以調(diào)整，避免堵塞，從而保證每西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 只規(guī)定以硬幣的面值達到排列。 在分析了上述硬幣自動包裝機的功能和原理的基礎(chǔ)上，對華北電力大學(xué)在 2021年開發(fā)了一種包裝技術(shù)方案，并對其相應(yīng)的機制進行了分析。如圖 ，其包卷，送料，密封模塊主要包括硬幣包裝計數(shù)和進給機構(gòu)，卷紙，紙部件的機制、引導(dǎo)機制、硬幣卷封機構(gòu)，該機構(gòu)水平安裝在機架上，硬幣計數(shù)包裝位于機架一側(cè)的軌道交通車送料機構(gòu)，沿側(cè)移動投幣下實現(xiàn)硬幣自動進給。 通過對上述機構(gòu)和水平布局包設(shè)計裝機的分析，可以發(fā)現(xiàn)，這個裝置是用于專門用途，不符合一般零散硬幣處理過程。保持調(diào)節(jié)凸輪機構(gòu)之間的距離，但擺脫復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，容易的故障運輸車。 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 3 機械系統(tǒng)各部分的詳細 設(shè)計 進幣機構(gòu) 進幣機構(gòu)的總體設(shè)計 硬幣的進料機構(gòu)是將混合的硬幣分為一系列的硬幣，便于分選機構(gòu)進行分選。由于輸送帶的結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜，不適合小型機械的需要，傾斜工作臺與分選機構(gòu)之間的界面設(shè)計復(fù)雜，因此采用離心力的原理。將硬幣的分揀能力設(shè)計在 能夠容納 500 個硬幣，以提高分類效率。進幣盤為倒圓臺型設(shè)計，根據(jù)經(jīng)驗和實驗結(jié)果設(shè)置為 300。另一則是將硬幣堆疊，在它自身的重力作用下，在墻壁上的滑動板上，滑動至分幣盤。在摩擦力和離心力作用下，將硬幣移動到分幣盤的附近，通過兩端的各個缺口進入硬幣筒。 圖 分幣盤的轉(zhuǎn)速計算 分幣盤與進幣盤的相對偏心是 。通過對硬幣的西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 受力進行了分析，對比查閱機械設(shè)計手冊，從而確定鋁合金片的摩擦系數(shù)。舊版 1 角和一些新版本的硬幣是鋁鎂合金材料，而這兩種 1 元的硬幣使用的材料都是的鎳鍍層鋼芯，在 2 種材料前，鋁對鋼的摩擦系數(shù)為 ；剩下的一角硬幣為不銹鋼，鋼的鋁摩擦系數(shù)為 ，舊版本 5 角合金的銅摩擦系數(shù)為 ，所以同樣鋁對黃銅摩擦系數(shù)為 來計算。通過查閱資料得公式如下： mgGf ?? ?? 22 ?mrrmVF ?? 聯(lián)立兩式可得 : mgfmrF ?? ?? ＞2 0/ ＞＞ rg??? () 因為硬幣半徑都各不相同，因此他們的摩擦因數(shù)也會不同，所以不同種類硬幣的計算如表 所示。 表 不同的硬幣對應(yīng)的轉(zhuǎn)速計算 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 圖 進幣盤工藝性改進設(shè)計及應(yīng)用 最初的進幣盤設(shè)計如圖 所示，為薄壁形圓臺結(jié)構(gòu)，首先不好與其他零件安裝，其次加工時不好裝夾，第三，薄壁在加工時可能承受較大的切削力而變形。利用 cosmos 插件對兩者進行有限元分析，可以得到圖 和圖 所示的結(jié)果。將小圓內(nèi)表面固定，對反面的圓臺面施加 l 0N 的力之后的到了兩者的 應(yīng)力范圍。由此可以證明改進后的進幣盤可以承受更大的切削力。 圖 進幣盤改進 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 圖 進幣盤改進后 圖 改進前的應(yīng)力圖 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 改進后的應(yīng)力 圖 分揀機構(gòu) 分揀機構(gòu)的總體設(shè)計 硬幣分揀機構(gòu)的主要主要作用是完成渦流傳感器，以確定真正的貨幣類型的分辨率和分為不同類型的硬幣軌道。上蓋板的作用是保證硬幣在旋轉(zhuǎn)過程中不會飛出軌道：分選盤的作用是為硬幣機產(chǎn)生驅(qū)動力，從而使硬幣分選板下沿圓周運動；分選盤是硬幣進入下一個機構(gòu)的主要部件。它分類原則是通 過硬幣直徑的不同來區(qū)分的，根據(jù)硬幣的大小來進行相應(yīng)的孔的制造。所以當(dāng)硬幣在分選盤上時，逆時針旋轉(zhuǎn)時，會跟著一個狹窄的四個字孔，相應(yīng)的字孔中相應(yīng)的字孔，由于直徑小于直徑的孔，然后進入下一個機構(gòu)。所以當(dāng)設(shè)計通過幾個方案的設(shè)計與分析。這種設(shè)計思想的思想是將硬幣本身作為力量，因為腔體經(jīng)過特殊的設(shè)計，所以它的壽命更長。 圖 最初設(shè)計方案 西京學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 硬幣分揀盤轉(zhuǎn)速的設(shè)計 如圖 所示，分揀盤轉(zhuǎn)一圈分揀 24 枚硬幣，如果每分鐘分揀 600 個硬幣，則轉(zhuǎn)速為 25 轉(zhuǎn)。 圖 分揀盤 分揀盤切幣的時間分析 正如前面設(shè)計中所提到的，處理的排序板是把硬幣垂直排列在一起，然后再進入分揀排序的軌道。表 所示，是四種不同硬幣下落的距離和時間的分析，硬幣是自由落體運動，可以根據(jù)公式 S = 189。通過比較發(fā)現(xiàn)行，若想實現(xiàn)硬幣連續(xù)掉落和切出，需滿足 5R/min。一、斜擋板式分選原理，首先建立一個有一定角度的軌道，通過滾動的硬幣，并對高、低不同的擋片，當(dāng)硬幣直徑大于擋片的高度，沿擋板下沿滑到相應(yīng)的投幣口，實現(xiàn)排序；二、彈片旋轉(zhuǎn)分選原理。根據(jù)公式可計算出結(jié)果如表 所示。 圖 分揀