机械原理研究性教学结题报告赫思尧组（参考）.docVIP

北京交通大学 2014-2015学年第2学期 《机械原理方案设计综合实践》设计说明书 项目名称：磁性原理的硬币分离、计数及整理 小组成员：机电1303 吴恺 组长） 机电1303 赫思尧 机电1303 石旭东 机电1303 张麟 指导教师：姚燕安 机械与电子控制工程学院 2015年6月 目录 第一章 设计题目 3 第二章 研究背景 4 第三章 研究意义 6 第四章 设计内容 7 4.1 硬币的分离部分 7 4.2 计数部分 7 4.3 整理部分 7 第五章 工作原理 8 5.1 磁性原理 8 5.2 齿轮链条机构 8 5.3 曲柄滑块机构 8 第六章 尺寸设计和运动学分析 9 6.1 曲柄滑块 9 6.2 齿轮的设计 12 6.3 吸附和接收装置 13 第七章 三维图及原始尺寸 14 7.1 工作面板 14 7.2 曲柄滑块 14 7.3 齿轮和传送带 15 7.4 吸附和接收装置 15 7.5 整体装配图 16 第八章 Pore运动仿真 16 第九章 小组分工及感受心得 17 9.1 小组分工 17 9.2 心得感受 17 第十章 建议或意见、参考文献 18 10.1 建议或意见 18 10.2 参考文献 18 第一章 设计题目 基于磁性原理将硬币进行分离、计数及整理，将电磁装置应用到装置中，也会充分结合传感器的应用。对于分离的硬币是目前市场上流通的第五套全国硬币，一角的是不锈钢，五角的是铜芯镀钢，一元的是钢芯镀镍，由于不同硬币的材质不同，磁性也不同，其在磁场中的状态也不同，利用这个原理完成分离。在计数的环节会用到不同类型的传感器，压力传感器或光传感器。此项装置会充分结合机械和电，实现机电一体化的基本理念，通过改变磁力，可以分离多种不同的硬币，对于人工智能也有一定的涉及。 第二章 研究背景 有人做过硬币的分离，早在1994年就已经研究出成型的，但是他们所做的研究都是利用孔径的大小将其进行分离，利用磁性将其进行分离的研究和装置还未有人做。对于硬币的技术和整理已经有过研究，但是只能针对某一种特定的硬币，集硬币的分离，计数和整理三位一体的装置目前没有。 硬币的分离 1994年一款硬币分离装置 井冈山大学某学生的毕业设计 计数和整理 上海理工大学 第三章 研究意义 由于最近各种媒体经常报道有人带着许多硬币去银行存钱，这给银行的工作带来了不必要的麻烦，虽然市场上已经有相关产品，但是开拓一下思路，用不同的方法来达到相同目的，在分离方法上进行创新，无论对于我们还是别人都是一种新的思考方式。另外，我们的装置可以通过改变电磁铁的磁通量进而改变磁力，这样就可以对多种硬币进行分离，应用于多种硬币的分离。该装置整合了许多不同领域的知识，对于跨领域、多领域的研究是一个很好的例子。 第四章 设计内容 4.1 硬币的分离部分 进入凹口槽的硬币会落入在一条传送带上，在传送带的上方会有一个曲柄滑块机构，该构件距离传送带的最小距离为一个硬币的厚度，最远为两个硬币的厚度，这样平铺在传送带上的硬币就没有交叠。在一定距离的前方，传送带上方会有不同大小的磁力装置，会将与该磁力对应的硬币吸起来，而后移动到相应的区域，断电消磁，完成分离。 4.2 计数部分 筒安装在一个装有压力传感器可以旋转的机构上，当筒中的数量达到一定数额，即重量达到某一数值时，从传送带和曲柄滑块停止运动，磁力吸附装置停止旋转，但不断电，禁止再落入硬币。 4.3 整理部分 在挡板弹出的同时，筒下面的机构带着筒一同旋转将其移出，并将另一个安放在旋转机构上的空桶移入。于是一筒数目一定的硬币整理完毕。 第五章 工作原理 5.1 磁性原理 一毛、五毛和一块硬币的制作材料不同，造成三种硬币的磁性大小也不同。一毛的不锈钢，五角的钢芯镀铜，一元的钢芯镀镍，根据硬币的这一特性，可以利用直流电磁铁来对硬币进行分离。具体做法是在硬币运动过程中在不同位置的上方分别放置不同强度的电磁铁来对硬币进行吸附分离。 5.2 齿轮链条机构 为了实现硬币的运动，利用齿轮传送机构带动传送带，让落在传送带上的硬币随着齿轮而运动。机构简图如下左图： 5.3 曲柄滑块机构 为了防止硬币在传送带上重叠在一起不利于分离