纸币分类整理机械设计说明书VIP

1 纸币分类整理机械设计 摘要： 本设计主要针对目前城市公交公司、商贸和银行 关于钱币的分类、清点、整理 需求而设计 。 目前以上场合的钱币分类主要依赖于人工，人力成本高且效率低下。 本 机械装置的主要功能是对混杂在一起的各种纸币和硬币进行分类、清点、整理。 本设计 准确、实用。 可部分或者全部替代人工，减少人力成本。本设计的创新点主要有： （ 1） 功能齐全，可同时实现硬币和纸币的 分类、清点、整理 。（ 2） 结构紧凑 ， 该设计中各模块排列紧凑 。（ 3） 该设计过程采用模块化设计，较多采用成熟技术，开发周期短 。 可靠性高。 关键词： 钱币分类 识 别 清点 整理 模块化设计 作品内容简介 该作品根据本届机械创新设计大赛的主旨“ 服务社会 高效、便利、个性化 ”， 针对内容为 “钱币的分类、清点、整理 机械 装置 ” 。 本设计采用模块化设计，将功能细分为硬币和纸币的整理 、 识别 、 分类 。 各个模块由专人负责，定期讨论交流，使得本设计能集中集体智慧。 本设计较多采用目前成熟技术，可靠性高，开发周期短。性价比高。 1 作品背景 城市公交公司、商贸和银行 对于 钱币的分类、清点、整理 有较大需求 。目前以上场合的钱币分类主要依赖于人工，人力成本高且效率低下。 2 设计方 案 总体设计构想 总体设计框图如图 示。本设计中采用模块化设计，设计任务 分配 如图 示。 图 2体设计框 图 2 图 2计任务分配图 各模块设计 方案 币分类 模块设计方案 币整理 模块设计方案 方案一 ： 振动式 先通过振动特制分离筛，同时给装置中通流动气体，加速符合厚度的纸币从细缝中掉到下一个装钱箱。步骤如何： （ 1） 振动 ：尽量把卷着的纸币打开。 （ 2） 加潮：把处理过的纸币适量洒些水，降低纸币硬度。 （ 3） 压平 : 用一个压板把加过潮的纸币压平。 （ 4） 烘干：用小功率加热器把纸币水分烘干。 方案二： 摩擦式 通过静电吸引原理，先把圆筒的表面 充上电荷，然后通过电荷的吸引力，圆筒吸附纸币，在通过圆筒上方的限制板，把不符合规格的纸币过滤掉。通过的纸币，降落到下一个纸币盒。步骤如何： （ 1） 通电：给圆筒表面充满电荷，防止电荷流失。 （ 2） 电荷中和：把通过的纸币上的电荷中和，让通过的纸币落入纸币盒。 纸币的分离要完成的任务是将整理好的纸币逐张分离出来，对于纸币分离，可参考打印机的送纸机构中 的分纸机构，两者实现的功能基本相同，只是两者在尺寸及平整度方面有较大差别。这种差别只需对相应机构做出调整机构即可完成。故这里参考打印机的送纸机构设计。打印机的送纸机构主要有两种形式，即摩擦式和气动式。下面分别介绍两种送纸机构的工作原理。 3 气动式分离原理 图 动式分离原理图 如图 ）分纸嘴 7 向下移动，吸住最上面的一张纸后，上抬并后翘，以防止吸起双张，并有利于压纸吹嘴 3 的插入。 2）压纸吹嘴 3 插入，压住下面的纸并打开吹气气路吹风，使吸起的纸与下面的纸分开，同时探测纸堆高 度。 3）递纸嘴 8 吸住纸张向右运动，此时分纸吸嘴 7 与递纸吸嘴 8 同时控制纸张，进行纸张的交接，即由分纸吸嘴 7 交给递纸吸嘴 8。 4）分纸吸嘴 7 切断气路放纸，完成纸张交接，并随即上升，此时，压纸吹嘴 3 停止吹气离开纸堆，递纸吸嘴 8 向左运动将纸张输出。为保证纸张的正确交接与运输，递纸吸嘴 8 应实现一定的轨迹。 5）随着纸张的不断输出，输纸机纸堆监测系统随时提升纸堆高度，保证输纸不间断地进行。 摩擦式分离原理 如图 图 擦式分离原理图 摩擦式打印机送纸机构包括纸张分离（ 挡纸结构 (以及送纸机构（ 大部分。 纸张分离是靠搓纸轮和分离垫共同作用，其原理是纸张之间，纸张与搓纸轮之间，以及纸张与分离垫之间的摩擦是不一样的。当搓纸轮在送纸机构带动下送纸时，纸张便进去了。 挡纸机构是防止一叠纸放进去时不对齐，或者放过了位置。因为每一个用户的手 力量是不一样的，这样会增加多张之同时送进 的机会 . 对比上述两种方案，两者均在打印机上广泛使用，技术较成熟，可以借鉴，但方案二若在本设计中采用，则需要另外加上传送装置，由于相对于打印机的打印纸，本设计所针对的钱币平整度差，传送困难，若采用方案一，则可有送纸吸嘴直接将纸币送至相应储存处。结构简单紧凑。但方案一效率较低。 设计结构图如图 3 所示。 可调节的 吸嘴（ 4 个） 整理好 的纸币 分离式 储藏箱 识别传 感器 5 图 维图 币识别 、 整理 、 计数及储存 模块设计方案 1 识别 方案 方案 1： 图像采集系统主要是南图像传感器对在传送带上高速传送的钞票进行采样 、缓存，然后送至 像处理模块。该系统是以 成钞票图像信息采集时序控制和数据缓存，采用接触式图像传感器 (模数转换器 现图像的采样和量化功能。另外，使用码盘和对管来实现传送带与采样的同步。清分机的图像采集系统主要由码盘、对管、传感器、 A D 转换器、 组成。 系统核心，控制各部分时序及数据采集。当无钞票时，系统处于等待状态；当有钞票经过对管时，将产生一个触发信号， 收到触发信号后，将控制接触式图像传感器对钞票进行采样，采样间隔由码盘信号分 频控制。采集到的图像信息经 A D 转换后，存储到内部 ，为图像处理单元 后续处理、识别提供数据。该系统原理框图如图 1 所示。 图 案一原理图 方案 2 ： 该系统以 核心处理器，结合图像传感器 复杂可编程逻辑器件 辅以高性能的模 /数转换器 行纸币图像的采集、处理。该系统主要针对人民币第四版和第五版的 5 元、 10 元、 20 元、 50 元、 100 元九种纸币进行识别，利用数字图像处理技术和改进的自组织映射神经网络 (取纸币图像的长度、宽度 、方向块特征，区分纸币的面值、正反面与正反向。终极完成的系统能达到较高的识别速度和识别率。 识别系统的总体硬件结构如图 1 所示。人民币的图像首先通过传感器 描后得到光电转换信号，并经过 三倍放大；然后将放大的模拟信号经过模数转换器 进到 存；最后通过 道输进到 ，在 进行图像的处理和识别。整个系统的信号逻辑时序由 控制。 另外，还有一些辅助环节，如纸币输进输出装置、用户检测装置、复位装置等。 纸币图像的采集由 A/D 转换器组成。本系统采6 用线阵型 ，它的采样速度较快、电路设计比较简单、体积小、时序也易于实现。根据系统对采集速度的要求，设置横向分辨率为 4 像素 /毫米，共采集 800 个像素点；纵向的分辨率为 1 像素 /毫米。每张图像的高度不超过 76 毫米，两张纸币之间还有一定的间隔，实际采集 100 列。这样，每张图像的像素为 800 100。纸币的进进与离开的判定使用红外线光电管检测。系统原理框图如图 示。 图 案二原理图 3 计数及储存 模块设计方案 计数利用 计数 器实现，识别出相应币种，开相应计数器，软件易于实现。储存利用储存盒储存。待清分结束，可取出储存盒中的纸币，完成清分。 3 创新点及应用 前景 （ 1）功能齐全，可同时实现硬币和纸币的分类、清点、整理。 （ 2）结构紧凑，该设计中各模块排