电气自动化毕业论文硬币找零模块的机构设计.doc

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。

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61548; 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80～180枚，容量越大越好61548; 硬币找零模块至少需配置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61548; 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61548; 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61548; 硬币找零模块一次性能够接收至少两种各20枚硬币61548; 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。

61548; 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61548; 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61548; 投币口及退币口还具有防水的措施，其边缘光滑不会伤害乘客61548; 硬币投入、补充、找零通道光滑、畅通、无阻挡61548; 各构成单元按模块化设计，各部件按免现场维护方式设计61548; 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61548; 设计寿命5,000,000次，可靠性MCBF≥100，000次61548; 整机噪音≤50dB3 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。

61656; 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61656; 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61656; 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61656; 硬币识别器可通过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61656; 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。

61692; 需要设计上、下两个动作限位传感器，以及机构越程保护开关61692; 缓存-分币机构完成任一功能动作的速度要不大于2s61692; 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61692; 该机构应灵活可靠，运动精确，功耗低61692; 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61656; 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61656; 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61618; 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61618; 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61692; 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61692; 缓存-分币机构不充许有硬币滞留现象61692; 暂存-分币机构完成任一功能动作的速度要不大于0.5s61692; 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DC24V61692; 该机构应灵活可靠，运动精确，功耗低61692; 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种以上的币种或面值的硬币，并可同时找零。

61692; 容量80～180枚，出币速度6～8枚/s61692; 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61692; 充分考虑各构成件的可维护性和检测传感器的可调整性61692; 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61692; 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61692; 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 机构设计要求 保证缓存器的容量符合充许接收的最多硬币数量61692; 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61692; 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61692; 缓存——分币机构不充许有硬币滞留现象61692; 缓存——分币机构完成任一功能动作的速度要不大于0.5s61692; 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DC24V61692; 该机构传动应灵活可靠，运动精确，功耗低61692; 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）61692; 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）61692; 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61692; 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。