無(wú)動(dòng)力分離多硬幣投幣裝置設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、本文針對(duì)目前公交智能投幣機(jī)和地鐵自動(dòng)售票機(jī)等一次只能處理一個(gè)硬幣的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了一種無(wú)動(dòng)力分離多硬幣的投幣裝置,無(wú)需借助任何外力驅(qū)動(dòng),利用硬幣自身重力和投幣裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)多個(gè)硬幣的分離和有間隙的隊(duì)列,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一次性對(duì)多個(gè)硬幣的處理。在此投幣裝置的基礎(chǔ)上,對(duì)幣道曲線和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,使分離后的硬幣能快而勻速且無(wú)晃動(dòng)地通過(guò)檢測(cè)區(qū)域,提高檢測(cè)效率和精度。本文主要工作包括:1、對(duì)無(wú)動(dòng)力分離多硬幣投幣裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。將投幣裝置對(duì)硬幣的分離

2、作用分解為硬幣采集、硬幣打散和硬幣隊(duì)列,對(duì)相應(yīng)功能的分離裝置進(jìn)行比較分析,再將合理方案進(jìn)行綜合。2、在投幣裝置的基礎(chǔ)上,對(duì)檢測(cè)區(qū)域前的幣道曲線進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。建立硬幣從下落到在幣道上滾動(dòng)的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,以幣道曲線通過(guò)的型值點(diǎn)坐標(biāo)為變量,以硬幣從投幣口下落到通過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)能量損失最小為優(yōu)化目標(biāo),以幣道曲線導(dǎo)函數(shù)遞增為約束條件,用遺傳算法對(duì)型值點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化,得到優(yōu)化后的B樣條幣道曲線,實(shí)現(xiàn)硬幣快速通過(guò)檢測(cè)區(qū)域。3、對(duì)使硬幣運(yùn)動(dòng)反向的

3、幣道曲線進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。針對(duì)隊(duì)列裝置中運(yùn)動(dòng)路徑對(duì)硬幣的反向作用,用剛體碰撞動(dòng)力學(xué)方程分析比較了圓弧和樣條型幣道曲線對(duì)硬幣反向運(yùn)動(dòng)后能量損耗的影響,確定了使能量損耗最少的圓弧幣道方案,在該方案的基礎(chǔ)上對(duì)硬幣運(yùn)動(dòng)作了動(dòng)力學(xué)分析。4.列出硬幣貼著側(cè)板在幣道上滾動(dòng)的平面運(yùn)動(dòng)微分方程,建立硬幣通過(guò)檢測(cè)區(qū)域時(shí)保持勻速運(yùn)動(dòng)的約束方程,由約束方程進(jìn)行了幣道相關(guān)參數(shù)的選取,在ADAMS中的仿真結(jié)果表明參數(shù)選取較合理。5.在幣道表面與側(cè)板的夾角成直角和銳角的