無動力分離多硬幣投幣裝置設(shè)計與優(yōu)化.pdf

1、本文針對目前公交智能投幣機和地鐵自動售票機等一次只能處理一個硬幣的現(xiàn)狀,設(shè)計了一種無動力分離多硬幣的投幣裝置,無需借助任何外力驅(qū)動,利用硬幣自身重力和投幣裝置的結(jié)構(gòu)特點實現(xiàn)多個硬幣的分離和有間隙的隊列,進而實現(xiàn)一次性對多個硬幣的處理。在此投幣裝置的基礎(chǔ)上,對幣道曲線和相關(guān)參數(shù)進行了優(yōu)化,使分離后的硬幣能快而勻速且無晃動地通過檢測區(qū)域,提高檢測效率和精度。本文主要工作包括:1、對無動力分離多硬幣投幣裝置進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。將投幣裝置對硬幣的分離

2、作用分解為硬幣采集、硬幣打散和硬幣隊列,對相應(yīng)功能的分離裝置進行比較分析,再將合理方案進行綜合。2、在投幣裝置的基礎(chǔ)上,對檢測區(qū)域前的幣道曲線進行優(yōu)化設(shè)計。建立硬幣從下落到在幣道上滾動的數(shù)學(xué)模型并進行動力學(xué)分析,以幣道曲線通過的型值點坐標為變量,以硬幣從投幣口下落到通過檢測區(qū)域時能量損失最小為優(yōu)化目標,以幣道曲線導(dǎo)函數(shù)遞增為約束條件,用遺傳算法對型值點進行優(yōu)化,得到優(yōu)化后的B樣條幣道曲線,實現(xiàn)硬幣快速通過檢測區(qū)域。3、對使硬幣運動反向的

3、幣道曲線進行方案設(shè)計。針對隊列裝置中運動路徑對硬幣的反向作用,用剛體碰撞動力學(xué)方程分析比較了圓弧和樣條型幣道曲線對硬幣反向運動后能量損耗的影響,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)上對硬幣運動作了動力學(xué)分析。4.列出硬幣貼著側(cè)板在幣道上滾動的平面運動微分方程,建立硬幣通過檢測區(qū)域時保持勻速運動的約束方程,由約束方程進行了幣道相關(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