《电气自动化毕业论文硬币找零模块的机构设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气自动化毕业论文硬币找零模块的机构设计（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、硬币找零模块的机构设计 摘要：根据目前国内外硬币找零模块在轨道交通 AFC 设备及自动售 货机等设备上运用的详细需求，确定硬币找零模块的功能和性能技术指标，探讨实现硬币 找零模块功能的机械机构原理和方法，比对各种机械原理对产品性能的影响，提出产品设 计方案和产品性能研究的发展方向。 关键词：硬币找零模块 功能 机构原理 速度 引 言科学技术的飞速发展，自助设备和自动设备的需求日益增多，这些设备复杂性程度 和先进程度也在同步提高，产品推陈出新速度加快。然而，实现这些产品功能的核心模块 或核心技术模块，显得力不从心，跟不上整机设备发展的步伐。目前，各种面向大众的智 能自动售货终端设备日益遍布街头巷
2、尾，城市轨道的建设突飞猛进，这些智能化的自动设 备完全跟上了城市的现代化的发展节奏，同现代化的城市融为一体。而这些设备的必备功 能就是能够接收硬币、并能找零硬币。为此，作者在研究了多家硬币找零模块产品、并阅 读了大量文献的基础上，概括总结了国内外硬币找零模块的机构设计的方法和硬币找零模 块的发展趋势。正 文论文 毕业论文硬币找零模块主要是运用在轨道交通 AFC 设备的自动售票机上和自动售货机上，主要完 成整机设备对顾客投入硬币的鉴别、拒收、接收、找零等外部基本功能，并能够完成入币 分拣、暂存、缓存、循环找零、后备找零、原币奉还、硬币回收、卡币排除、各钱箱盘空、 机构自检、数据存贮等内部功能。
3、各构成部件单元采取模块化设计，便于维护和维修。本文重点探计硬币找零模块的机械机构设计,电子方面采用单片机方式控制，本文就不作 研究。1 硬币处理模块的构成硬币处理模块主要由硬币识别器、循环找零器、备用找零箱、补币箱、硬币回收箱、暂 存-分币机构、缓存给币机构、排币机构、补币箱座、拖板机构、电子 ID、主控单元、 操作单元等组成，它是整个自动售票/售货机的核心模块之一。2 硬币找零模块基本功能、基本性能需求硬币识别器可以接受 16 种面额或币种，接收币越多越好。硬币找零模块至少需配置 2 种面额品种的循环找零器，每个循环找零器的容 量一般要求大于 80180 枚，容量越大越好。硬币找零模块至少需
4、配置 2 个不同硬币品种的备用找零箱，每个找零箱的容 量一般要求大于 1000 枚。容量越大越好。找零时优先从循环找零器找出，当循环找零器中币量不足时，从后备找零器 （即后备找零箱）中找取。能自动将乘客投入的硬币优先导入到循环找零器循环找零，多余的硬币又可 自动进入硬币回收箱。硬币找零模块一次性能够接收至少两种各 20 枚硬币。在交易取消时，硬币找零模块具有原币返还顾客所投入的硬币的功能。硬币找零模块中备用找零箱和循环找零器所存储的硬币能通过命令清空。清 空命令可通过车站计算机下达，也可按规定在自动售票机的维护单元上操作。在自动售票机暂停接收硬币、暂停服务或关闭时，投币口关闭不接收硬币。投币口
5、及退币口还具有防水的措施，其边缘光滑不会伤害乘客。硬币投入、补充、找零通道光滑、畅通、无阻挡。各构成单元按模块化设计，各部件按免现场维护方式设计。硬币找零模块充分按最小外形进行设计，最大限度地减少投币口和出币口之 间的高度，方便售票机投币高度和接币高度,便于售票（货）机按人体工程学进行设计。设计寿命 5,000,000 次，可靠性 MCBF100，000 次。整机噪音50dB。3 KCM-3000 硬币处理模块原理框图3.1 常见的四循环两后备找零机构原理图图 1 所示的找零机构因外形尺寸的限制，最多只能接收/找出 4 种硬币，补充 2 种硬币。 原理图如下：图 1：四循环两后备找零机构原理图
6、图 2 所示的找零机构因外形尺寸的限制，能接收 16 种硬币，但只能找出 2 种硬币，补充 2 种硬币。原理图如下：图 2：两循环两后备找零机构原理图4 构成部件的基本功能描述和设计要求4.1 硬币识别器硬币识别速度：2 枚/s。一般能够接受至少 16 种不同硬币参数设置，并能根据硬币的直径、材质及厚 度等参数指标辨别硬币的真假。硬币检测准确率大于 99.9 。对无法识别的硬币给予退币 处理。一般具备 1 个入币口、1 个退币口和至少 4 个分拣出口，呈一定排开或矩阵排 列，便于将分出的币种接入缓存机构。入币口具备排币装置，硬币识别器能够接受命令将入币口卡滞的硬币排入退 币口。硬币识别器可通过
7、参数设置增加新硬币种类，而不需进行任何软件及硬件的 更改。硬币识别器一般选用 COIN CONTROLL 和德国的 NRI 的硬币识别器，全球范 围内它们广泛应用于对安全和识别要求十分严格的自动售货设备和自动售票设备中。4.2 排币机构4.2.1 功能描述当硬币识别器入币通道卡币时，排币机构完成一次下压一定行程的动作，将 识别器排币侧门压开，实施排除卡币功能。4.2.2 机构设计要求排币动作的实现，可采用步进电机驱动一套偏心轮机构来实现，也可采用螺 杆螺母传动机构来实现。前者是偏心凸轮机构，将电机的旋转运动转化为直线运动； 后者是将电机的旋转运动通过螺杆转化成直线运动，将识别器排币杠杆压下。需
8、要设计上、下两个动作限位传感器，以及机构越程保护开关。缓存-分币机构完成任一功能动作的速度要不大于 2s。为便于电气控制，驱动电机为直流减速电机或步进电机，DC24V 以下。该机构应灵活可靠，运动精确，功耗低。充分考虑各构成件的可维护性和检测传感器的可调整性。4.3 暂存分币机构4.3.1 功能描述通过特定的机械装置将硬币识别器接收的硬币导入暂存-分币机构暂存。在 AFC 设备上，一般硬币找零模块要求暂存-分币机构的容量为 2 种各 20 枚 硬币，并可扩展为 4 种各 20 枚。暂存-分币机构的容量越大越好。暂存-分币机构可实现将暂存的硬币导入循环找零箱、缓存箱以及回收箱三个 位置的功能，并
9、在三个相应的位置设置位置检测传感器。功能如下：顾客投入的硬币优先进入循环箱循环利用，大大减少人工往硬币找零模块中 补币的工作量。当顾客投币后取消购票（购物时） ，可将所投入的硬币原币归还给顾客，这样 能够杜绝不法分子在购票（购物）机上进行洗钱的行为。当循环找零箱满时，可将所投入的硬币导入回收箱进行回收。4.3.2 机构设计要求暂存单元箱容量同循环币种的数量要求相一致，要进入不同循环箱的硬币要 分离暂存。暂存单元箱运动的实现，可采用步进电机驱动一套翻斗式机构来实现，也可 采用平移式传动机构以来实现。前者是将电机的旋转运动传递给翻斗式机构，将暂存单元 箱内的硬币直接倒入不同的通道，如导入循环找零箱
10、的通道、导入缓存箱的通道和导入回 收箱的通道；后者是将电机的旋转运动转化成直线运动，将暂存单元箱内的硬币倒到不同 的通道。该机构最好不要采取将暂存单元箱内的硬币先倒到循环箱，再从循环箱排入回收 箱的机构方式，这种方式会额外增加循环箱的工作负荷量，大大降低循环箱的寿命。缓存-分币机构不充许有硬币滞留现象。暂存-分币机构完成任一功能动作的速度要不大于 0.5s。为便于电气控制，驱动电机为直流减速电机或步进电机，电压不超过 DC24V。该机构应灵活可靠，运动精确，功耗低。充分考虑各构成件的可维护性和检测传感器的可调整性。4.4 循环找零箱4.4.1 功能描述循环找零箱数量至少 2 个，至少找 2 种
11、以上的币种或面值的硬币，并可同时 找零。容量 80180 枚，出币速度 68 枚/s。优先从循环找零箱找零。4.4.2 设计要求注意外接导币管道的接口结构的合理性，不能有卡币等缺陷。充分考虑各构成件的可维护性和检测传感器的可调整性。设计必要的保护结构，防止维护人员接触到钱币。4.5 缓存给币机构4.5.1 功能描述把循环箱和后备箱中找出的硬币暂时缓存在缓存给币机构中，等待上位 发出的动作命令。缓存给币机构可以按上位命令把找出的硬币导向找零口给顾客，或导向 回收口回收。在机构自检时，可分别进行找零口和回收口的倒币动作，清除机构内部的残 留硬币。应按先回收、后找零的动作顺序进行。4.5.2 机构设
12、计要求保证缓存器的容量符合充许接收的最多硬币数量。具备接收找出的硬币、把找出的硬币导入找零口和回收找出的硬币三个动作 功能，并在三个相应的倒币位置设置位置检测传感器。缓存单元箱运动的实现，可采用步进电机驱动一套翻斗式机构来实现，也可 采用平移式传动机构以来实现。前者是将电机的旋转运动传递给翻斗式机构，将暂存单元 箱内的硬币导入不同的通道，如导入找零通道、导入回收箱的通道；后者是将电机的旋转 运动转化成直线运动，将暂存单元箱内的硬币导入不同的通道。该机构最好不要采用皮带 传输硬币的方式，采用皮带传输硬币的方式有以下缺点：皮带寿命短、传输不可靠、易漏 币、卡币、给币时间长等。缓存分币机构不充许有硬
13、币滞留现象。缓存分币机构完成任一功能动作的速度要不大于 0.5s。为便于电气控制，驱动电机为直流减速电机或步进电机，电压不超过 DC24V。该机构传动应灵活可靠，运动精确，功耗低。充分考虑各构成件的可维护性和检测传感器的可调整性。4.6 补币箱用于往后备箱中补充硬币，容量不少于 1000 枚（1 元） 。具备同后备箱联锁开/闭功能，操作人员不能正常用钥匙在设备外开启补币箱 而接触到钱币。4.7 硬币回收箱用于盛放硬币回收机构接收的多余的硬币，容量不少于 3000 枚（多币种混装） 。具备同设备联锁开/闭功能，操作人员不能正常用钥匙在设备外开启硬币回收 箱而接触到钱币。4.8 拖板机构硬币回收机
14、构同其底架之间安装有重型三组长导轨，在设备中可将整个机构 拉出设备外进行维护。重型导轨的选型要求：长度能够将机构完全拉出设备机柜；承重强度至少不 小于 120Kg/根。5 硬币找零模块常用的成熟部件的技术规格项目 型号或技术参数 功能说明硬币识别器 COIN CONTROLL 的 C435德国 NRI 的 G-40MEI 公司的 Cashflow 9524等 二者都能接受 16 种不同硬币参数设置，通过检测硬币的直径、材质及厚度等参数来 辨别硬币的真伪。对于不能通过检测的硬币将退还给乘客,硬币检测准确率大于 99.9。C435 可通过终端接口，由用户自行增加新硬币种类。可接收硬币种数 16 种
15、硬币硬币尺寸 直径 15 毫米30 毫米厚度 1 毫米3.3 毫米硬币检测准确率 大于 99.9一次性接收率 正常情况下超过 95%处理速度 3 枚硬币/秒硬币暂存及原币返还 暂存至少 20 枚2 硬币 如果乘客取消操作或出票不成功，设备会 自动将原币返还给乘客缓存找零器 Money Controls Compact HopperTVM 配备 2 个缓存找零器，每个可容纳不少于 180 枚硬币出币速度：大于 6-8 枚/秒 硬币找零优先从缓存找零器中找币。乘客投入的硬币优先进入缓存找零器，如果缓存找零箱满时，则回收到硬币回收箱。备用硬币找零 Money Controls Hopper MK4。
16、配备 2 个 HopperMK4。硬币容量：大于 1000 枚2出币速度：大于 2.5 枚/秒 当缓存找零箱内硬币存量不足时，设备能自动从备用硬币箱中 直接找零。缓存找零器盘点 出币速度：大于 6-8 枚/秒 将缓存找零箱中的硬币清点并排到硬币回收 箱。备用硬币找零盘点 出币速度：大于 3 枚/秒 将备用硬币箱中的硬币清点并导入硬币回收 箱。MCBF 100，000h 6 硬币找零模块的速度指标序号 部件名称功能项目名称 动作描述 速度指标1. 硬币识别 处理速度 2 枚硬币/秒2. 排币 完成一次排币动作（压杆下上一次） 2s3. 原币奉还 将暂存盒中的币退至找零口 1.5s4. 全部循环找零 全部、直接从循环箱中找零 (找 2 种币) 23 枚：1s 27 枚：1.5s27 枚：2s213 枚：2.5s220 枚：3s5. 全部后备找零 全部、直接从后备箱中找零(找 2 种币) 23 枚：1.5s27 枚：3s210 枚：4s215 枚：5s220
