图2-3 刮平装置内壁
根据表2-1数据以及刮平装置内壁,设计了刮片滚筒,刮片滚筒是在滚筒上开槽后放入刮片,并在之间加装弹簧组成 ,如图2-4所示。
图2-4 刮片滚筒
为了方便支撑固定刮平装置内壁、刮片滚筒、电机以及皮带轮等,设计刮平装置支撑板,让机构固定。由于支撑板通孔与内型腔较多且位置要求精确,所以选用厚度为5mm的亚克力板并用激光切割,保证精度的同时降低加工难度并保证支撑板的刚性。如图2-5为加工支撑板型腔图。
图2-5 刮平装置支撑板型腔图
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2.3.2 工作原理
直流电机通过齿轮传动和皮带传动带动运送纸币的滚轮,当纸币通过第一个滚轮进入内壁轨道时,步进电机带动刮片滚筒正转对一端折角进行刮平,当纸币到达第二个滚轮时,通过光电门的信号检测,控制步进电机反转刮平另一端折角,这时候纸币已经完成其中一面的展平。在该装置后以同样的原理倒置一个相同的装置,用于刮平另一面的折角,从而构成展平机构。
2.3.3 Pro/E三维建模
根据展平机构的设计方案及主要参数进行三维建模,拆除一边支撑板如图2-6所示。
图2-6 展平机构
2.4 计数装置设计
2.4.1设计方案
人工清点纸币劳动强度很大,机器代替人工进行识别计数很大程度上减轻人工清点纸币的强度,省时省力。
根据表2-1的数据可知,三种纸币的长度分别相差8mm和7mm,加上纸币剪裁印刷时的误差,三种纸币的相差范围在5-10mm。这就可以纸币通过光电门的时间对纸币长度鉴别达到计数识别的效果。
2.4.2 工作原理
当纸币经过刮平机构后,出口处设计1个光电门,根据纸币运动的速度恒定,通过测量纸币经过所需的时间来确定纸币的长度,从而对纸币进行计数。 光电门遮挡的时间变量即为纸币的长度,通过单片机可以判断几个不同的长度变量,从而控制对应推拉式电磁铁的动作,并在12864液晶显示屏上显示经过张数。
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2.5 分类机构设计
2.5.1设计方案及主要参数
经过计数后的纸币对号入座,把不同面额的纸币分入不同的盒子中,省去计数前后人工的对纸币进行分类。分类机构由一条长导轨制作而成,如图2-7所示。
图2-7 分类机构导轨
2.5.2工作原理
以直流电机作为动力源,通过齿轮和皮带的带动,让分类导轨中的轴开始转动,在轴上加入橡胶圈保证轴在转动带起纸币时有一定的摩擦力,在橡胶圈上用软质的据齿轮作为从动轮,可以保证纸币在运送过程中保持一条直线,防止出现歪斜或褶皱。在轨道中设计有两个曲柄机构,当光电门计数时输出了1角的信号,第1个曲柄机构就在电磁铁的吸力作用下带动轴的转动,打开第1个收钞口,让1角纸币顺利进入,5角纸币会由第二个收钞口进入,而,1元纸币,则通过轨道直接运送到轨道末端出口。
2.5.3 Pro/E三维建模
根据分类机构的设计方案及主要参数进行三维建模,分类机构的导轨机器传动方案如图2-8所示。
图2-8 分类机构
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2.6 收集盒子设计
2.6.1 设计方案及主要参数
用来收集清点分类后的纸币。为了方便观察盒子收集纸币是否已满的问题,采用透明的亚克力板制成收集盒子,并根据表2-1制定的尺寸,盒子尺寸为150×80×45MM。为了方便取走收集完成的纸币,在收集盒子设计开口,用两只手指便可轻而易举取出所有纸币,不需要反转盒子来倒出纸币。
2.6.2 Pro/E三维建模
根据收集的设计方案及主要参数进行三维建模,分类机构的导轨机器传动方案如图2-9所示。
图2-9收集盒子
2.7 电机的选择
电机的选择直接与机器的运转效率息息相关,根据机械结构的设计及分析,考虑到进纸机构、刮平机构运送纸张以及分类机构需要一定速度,再考虑到所受的载荷不打,所需动力也不是很大,选用小功率的直流电机,电压为12V。为了方便调节个机构的速度,所以给直流电机配上调速驱动器,对一些要求联动的机构且载荷很小的机构采用皮带的带动方式。
刮平机构的刮片控制需要正反转且需要精准运动,但由于所需动力不大,所以选用步进电机42BYGH47-401。
光电门计数需要一个稳定的进钞速度,直流电机会因为电压的不稳导致速度的不稳定从而使分类计数出现问题,所以在计数机构前采用步进电机42BYGH47-401进行带动,保证计数的准确性。电机尺寸如图2-10所示。
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图2-10 步进电机尺寸图
2.8 整机结构图
如图2-11所示,为由以上各部分组成的整机结构图。
图2-11 整体三维装配图
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