机械创新设计大赛公交车自动投币箱设计说明书.doc

第七届全国大学生机械创新设计大赛作品设计说明书第七届全国大学生机械创新设计大赛参赛作品公交车自动投币箱设计说明书中国农业大学工学院2016年4月公交车纸币整理机器（中国农业大学 工学院）摘要：以实用、高效的解决公交公司在后期纸币整理时需要耗费大量的人力物力的问题，而研究的一款集纸币整理、计数为一体的设备。该设备可以将乘客在公交车上投入的纸币进行整齐收集叠放并计数。实验结果表明，该设备工作稳定，性能可靠，功能实现效果良好。关键词：公交车；纸币；计数；整理作品内容简介本作品跟据本届机械创新设计大赛的主旨要求而设计，属于“钱币整理类机械”。此设备主体为有机玻璃结构，宽150mm，长295mm，高242mm，净重4.5kg。1 研制背景及意义众所周知，现在公交公司从公交车上拿下一堆面额不一、大小不一的零散的纸币时，往往需要耗费大量的人力物力来对这些纸币进行分类、计数、整理。一方面，这需要公交公司增加了一笔额外人工成本；另一方面，工人在一个相对封闭的房间进行纸币分类计数整理时，纸币造成的扬尘、有害气体对工人的健康是有害的；最重要的一点是纸币分类计数整理的工作量比较大、繁琐，长期从事这类工作的人容易染上职业病。鉴于上述几个问题我们做了以下考虑：1）设备对纸币具有分类功能；2）设备对纸币可以进行计数；3）设备对纸币可以整齐的进行整理。当今我国众多大城市面临雾霾的严峻考验，其中越来越多的私家车是雾霾愈发“猖獗”的重要因素之一，现在国家倡导城市居民绿色出行，因此乘坐公共交通必将是越来越多人的选择，我们设计的公交车纸币整理机器也算是为公交车这位“绿色天使”助力。相对于人工的后期需要大量人力和时间来进行对钱币的整理，公交车纸币整理机器可以在源头上解决这类问题，节省了大量的人力物力，并且实用高效。2 设计方案2.1总体设计构想为了实现机器分类、计数、整理的功能，机器的进币口只能投入一种面额的纸币，这样就可以实现钱币的分类功能。在纸币进币口，加装了一个红外反射式传感器，每一次投币，传感器感应到信号向计数器发射一个脉冲，计数器上数字相应增加，这样实现钱币的计数功能。纸币从进币口由皮带传送至收集器处，由十字压杆压实，经过这一过程可实现纸币平整有序的被十字压杆固定在纸币收集器中。2.2进币方式方案比较为使钱币进入投币口方便，投币口的尺寸应尽量大一点，而且只需将钱币投入即可，这样进入传送带的钱币就是杂乱无章的；为使钱币在传送带传送时平整输送，那么投币口就应该尺寸相对小一点，由乘客人为的将钱币舒展开，再投入投币口。由此产生以下两种方案：方案一（图1）采用了钱币依靠自己的重力将钱币滑入传送带处，此类机构结构简单，易于制造，成本较低。但是此种机构收集的钱币不能保证钱币平整的进入传送带，即也不能保证钱币在钱币收集装置中平整放置。方案二（图2）采用了皮带带入钱币一边，通过皮带的转动将钱币带入投币口，这类装置只需乘客在投币时将矩形钱币的一边宽平整投入投币口，依靠皮带的静摩擦力将钱币带入，在钱币传送过程中可以实现对钱币的舒展、平整的目的，方便钱币后期的整理。虽然相对于方案一，方案二结构相对复杂，但是可以实现本次钱币整理相当重要的钱币平整功能。综合考虑，采用方案二。 图1 方案一图2 方案二3 工作原理及性能3.1工作原理（1）钱币进入需要乘客将钱币一端展平递入投币口。（2）当钱币传送至钱币收集箱上方时，十字压杆（如图18）上升，待钱币落入钱币收集箱时，十字压杆下降将钱币压入收集箱内弹簧压板上。（4）每一张钱币进入通过光电门计数器时，计数显示板上数字相应增加，如图19所示。图18 十字压杆图19 数字显示器（5）钱币收集箱内的弹簧设置一定的预紧力，当钱币数量达到一定数量时，公交公司工作人员将钱币收集箱的已经计数的钱币取出 图23 弹簧及压板4 实物照片如图25为机器实物照片图25 钱币收集整理装置5 创新点及应用5.1创新点1）钱币压实十字压杆装置，采用一个十字形状的结构将钱币压实，实现小体积，大作用；2）纸币收集箱底部设计的四根弹簧支撑平板作为收集箱内一沓纸币下部的压实；3）收集箱上开口的四个角安装四个小正方形实现对钱币四个角的压实。4）整个设计是向着实用，简洁，便于安装的方向设计。经过简单的改造就可以实现公交车的应用。5.2应用此多功公交车钱币整理机器，可从根源上解决公交公司后期对大量纸币分类、整理、计数的困境，从中省去大量的人力物力。在如今众多的公交公司几乎都是人工对后期钱币