硬币自动分拣装置的设计及实现(附件)【字数：14799】
摘 要摘 要现如今，市场已有很多种硬币分拣装置实现了分捡硬币的全过程自动化的过程，可以有效的解决清点并回收硬币的难题。但是大多装置都利用硬币的大小区分硬币，导致不能识别出形状与硬币无异的非硬币。因此本设计中的硬币分拣装置针对此问题进行了优化。此课题的研究主要包括了硬币分拣装置的机械结构设计以及通过扫描反馈信息控制该装置运转的电路设计这两方面。首先该装置的机械结构方面主要包括运用一些绘图以及运动仿真软件完成对硬币的分离、分析、传送等部分的设计。其次电路设计方面主要包括利用Keil软件完成代码编写，实现单片机对各硬件的控制，从而使该硬币分拣装置完成整体的运转。此设计不仅可以实现对不同种类硬币的自动分类，同时也可以区分出形状与硬币无异的非硬币。本课题实现了该硬币分拣装置的转动，达到了根据不同的硬币的种类，完成硬币的自动分拣收集的效果。关键词硬币分拣；自动；机械结构；电路设计
Keywords:?coin sorting; automatic; mechanical structure; circuit design 目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2硬币分拣装置的国内外研究现状 1
1.3研究内容 2
1.4 论文的主要结构 3
第二章 硬币分拣装置的机械结构设计 4
2.1 硬币分拣装置总体方案设计 4
2.2硬币分拣传动机构设计 4
2.3硬币装载装置设计 6
2.4视觉检测安装装置设计 7
2.5硬币分拣的部件设计 8
第三章 硬件总体结构设计 11
3.1 单片机选择及外围电路设计 11
3.1.1 单片机选择 11
3.1.2 外围电路设计 12
3.2 电源电路设计 14
3.3 步进电机驱动电路设计 15
3.3.1驱动器的选择 15
3.3.2 步进电机的电路设计 16
3.4 舵机及光电对管电路设计 17
3.4.1舵机的电路设计 17
3.4.2 光电开关的电路设计 18
第四章 硬币分拣装 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
置的软件设计 20
4.1 主程序 20
4.2 步进电机的驱动程序 21
4.3 舵机的驱动程序 22
4.4 光电对管的驱动程序 23
第五章 实验测试 25
5.1 步进电机控制实验测试 25
5.1.1 控制步进电机的正反转实验 25
5.1.2 控制步进电机的转动角度实验 25
5.1.3 控制步进电机的转动速度实验 27
5.2 舵机的控制实验测试 28
5.2.1 控制舵机的转动速度实验 28
5.2.2 控制舵机的转动角度实验 28
5.3 光电对管的实验测试 30
5.4 分拣装置总体实验测试 32
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
附录 38
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
中国是使用货币最早的国家之一，使用货币已经有长达五千多年的历史。
硬币在现在这个快节奏自动化的生活中，是非常重要的一种流通货币。硬币相比纸币来说，硬币更加坚固不容易破损，使用寿命长。随着第五版人民币的发行，辅币硬币化逐渐成为了一种趋势，而且硬币的投放量还将不断的增长[1]。因此硬币在我国得到了广泛的使用。
随着社会不断的发展与进步，商场，地铁站，无人售票车等地方都会有大量的硬币存在。硬币流通量大，硬币的数量多，那么及时的回收硬币并清点处理就变成了一项问题。而人工分拣硬币的效率不高，工作乏味且浪费劳动力。于是本设计中便研究了硬币自动分拣装置来解决上述问题。为了提高工作效率，减少劳动力的无故浪费，自动分拣硬币装置便起到了很大的作用。
虽然市场上硬币分拣装置已经有很多种，但这次的设计不仅能分辨出不同种类的硬币，同时也可以把大小，形状与硬币无异的非硬币分拣出来（如：游戏币等）。此装置实现了硬币的自动分类，大大减少了工人一个一个分类的劳动量，减轻了人工操作的负担，24小时无休息的运作，长期便可达到减少分类的时间，从而大幅度的提高了区分硬币的效率。
1.2硬币分拣装置的国内外研究现状
随着社会发展的不断进步，经济水平的不断提高，大量的硬币出现在了各种场合，硬币分拣装置的需求量也在不断的提高。因此，不管是国内还是国外都有很多人对硬币分拣装置进行了研究。
至目前为止，不少硬币分拣装置已经可以非常智能的实现分拣以及清点的功能。硬币识别的种类趋于多样化。
国外的硬币分拣装置发展得比国内早，相对出名的厂家有容光以及瑞典的SCAN COIN AB。该项技术也相对比较成熟，功能齐全，操作简单、装备完善。国外设计的硬币分拣装置有很多非常可靠的优点，如传动平稳、噪声小；传感器计数、显示屏显示数量等。
国内也有不少单位对硬币分拣装置进行过深入的研究。例如陈柏宇根据硬币直径的大小来区分硬币种类。虽然这些装置可以分离出不同类型的硬币，但是噪音大并且不容易挑拣出游戏币等这些外形和硬币类似的非硬币[2]。徐洋等基于离心的原理来实现分离硬币。这个装置结构简单体积小，分币效率高，成本较低。但是在分离硬币的过程中容易出现卡住硬币的情况[3]。郭星等利用硬币的大小直接进行区分。此装置结构简单、维护简单并且实现了硬币从分类到包装的全过程自动化。但是存在误差率大且不能分辨出游戏币等外形相似的非硬币[4]。刘艺柱等利用硬电涡流传感器实现了硬币的识别。该方案可以实现硬币真伪的鉴别，具有很高的识别性且具有高速无损的优点[5]。但是电涡流传感器识别硬币的正确率受工作环境影响很大，如温度、震动、湿度等因素。
随着社会生活的快速发展以及我国的经济持续不断的发展，硬币相较于纸币的优点便体现出来了。硬币坚固且不容易破损，使用寿命长，同时硬币也不容易出现清点错误的情况。从此看来，硬币分拣装置被多种场合需要并且在生活中的有着很大的用途。
Keywords:?coin sorting; automatic; mechanical structure; circuit design 目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景及意义 1
1.2硬币分拣装置的国内外研究现状 1
1.3研究内容 2
1.4 论文的主要结构 3
第二章 硬币分拣装置的机械结构设计 4
2.1 硬币分拣装置总体方案设计 4
2.2硬币分拣传动机构设计 4
2.3硬币装载装置设计 6
2.4视觉检测安装装置设计 7
2.5硬币分拣的部件设计 8
第三章 硬件总体结构设计 11
3.1 单片机选择及外围电路设计 11
3.1.1 单片机选择 11
3.1.2 外围电路设计 12
3.2 电源电路设计 14
3.3 步进电机驱动电路设计 15
3.3.1驱动器的选择 15
3.3.2 步进电机的电路设计 16
3.4 舵机及光电对管电路设计 17
3.4.1舵机的电路设计 17
3.4.2 光电开关的电路设计 18
第四章 硬币分拣装 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
置的软件设计 20
4.1 主程序 20
4.2 步进电机的驱动程序 21
4.3 舵机的驱动程序 22
4.4 光电对管的驱动程序 23
第五章 实验测试 25
5.1 步进电机控制实验测试 25
5.1.1 控制步进电机的正反转实验 25
5.1.2 控制步进电机的转动角度实验 25
5.1.3 控制步进电机的转动速度实验 27
5.2 舵机的控制实验测试 28
5.2.1 控制舵机的转动速度实验 28
5.2.2 控制舵机的转动角度实验 28
5.3 光电对管的实验测试 30
5.4 分拣装置总体实验测试 32
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
附录 38
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
中国是使用货币最早的国家之一，使用货币已经有长达五千多年的历史。
硬币在现在这个快节奏自动化的生活中，是非常重要的一种流通货币。硬币相比纸币来说，硬币更加坚固不容易破损，使用寿命长。随着第五版人民币的发行，辅币硬币化逐渐成为了一种趋势，而且硬币的投放量还将不断的增长[1]。因此硬币在我国得到了广泛的使用。
随着社会不断的发展与进步，商场，地铁站，无人售票车等地方都会有大量的硬币存在。硬币流通量大，硬币的数量多，那么及时的回收硬币并清点处理就变成了一项问题。而人工分拣硬币的效率不高，工作乏味且浪费劳动力。于是本设计中便研究了硬币自动分拣装置来解决上述问题。为了提高工作效率，减少劳动力的无故浪费，自动分拣硬币装置便起到了很大的作用。
虽然市场上硬币分拣装置已经有很多种，但这次的设计不仅能分辨出不同种类的硬币，同时也可以把大小，形状与硬币无异的非硬币分拣出来（如：游戏币等）。此装置实现了硬币的自动分类，大大减少了工人一个一个分类的劳动量，减轻了人工操作的负担，24小时无休息的运作，长期便可达到减少分类的时间，从而大幅度的提高了区分硬币的效率。
1.2硬币分拣装置的国内外研究现状
随着社会发展的不断进步，经济水平的不断提高，大量的硬币出现在了各种场合，硬币分拣装置的需求量也在不断的提高。因此，不管是国内还是国外都有很多人对硬币分拣装置进行了研究。
至目前为止，不少硬币分拣装置已经可以非常智能的实现分拣以及清点的功能。硬币识别的种类趋于多样化。
国外的硬币分拣装置发展得比国内早，相对出名的厂家有容光以及瑞典的SCAN COIN AB。该项技术也相对比较成熟，功能齐全，操作简单、装备完善。国外设计的硬币分拣装置有很多非常可靠的优点，如传动平稳、噪声小；传感器计数、显示屏显示数量等。
国内也有不少单位对硬币分拣装置进行过深入的研究。例如陈柏宇根据硬币直径的大小来区分硬币种类。虽然这些装置可以分离出不同类型的硬币，但是噪音大并且不容易挑拣出游戏币等这些外形和硬币类似的非硬币[2]。徐洋等基于离心的原理来实现分离硬币。这个装置结构简单体积小，分币效率高，成本较低。但是在分离硬币的过程中容易出现卡住硬币的情况[3]。郭星等利用硬币的大小直接进行区分。此装置结构简单、维护简单并且实现了硬币从分类到包装的全过程自动化。但是存在误差率大且不能分辨出游戏币等外形相似的非硬币[4]。刘艺柱等利用硬电涡流传感器实现了硬币的识别。该方案可以实现硬币真伪的鉴别，具有很高的识别性且具有高速无损的优点[5]。但是电涡流传感器识别硬币的正确率受工作环境影响很大，如温度、震动、湿度等因素。
随着社会生活的快速发展以及我国的经济持续不断的发展，硬币相较于纸币的优点便体现出来了。硬币坚固且不容易破损，使用寿命长，同时硬币也不容易出现清点错误的情况。从此看来，硬币分拣装置被多种场合需要并且在生活中的有着很大的用途。
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