人民幣清分機(jī)總體方案設(shè)計(jì)【紙幣清分機(jī)】【說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS】,紙幣清分機(jī),說(shuō)明書+CAD+SOLIDWORKS,人民幣,分機(jī),總體,整體,方案設(shè)計(jì),紙幣,說(shuō)明書,仿單,cad,solidworks 密級(jí)： 學(xué)號(hào)： 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 人民幣清分機(jī)總體方案設(shè)計(jì)說(shuō)明書 系 別： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 12 級(jí) 機(jī) 設(shè) 本 班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江西科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 保 密 □， 在 年解密后適用本授權(quán)書。 不保密 □。 （請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√” ） 學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 指導(dǎo)老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 摘要 本設(shè)計(jì)主要針對(duì)目前城市公交公司、商貿(mào)和銀行關(guān)于錢幣的分類、清點(diǎn)、整理需求而設(shè)計(jì)。目前以上場(chǎng)合的錢幣分類主要依賴于人工，人力成本高且效率低下。本機(jī)械設(shè)備的主要功能是對(duì)混雜在一起的各種紙幣和硬幣進(jìn)行分類、清點(diǎn)、整理。本設(shè)計(jì)準(zhǔn)確、實(shí)用?？刹糠只蛘呷刻娲斯?，減少人力成本。 本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)主要有：（1）功能齊全，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)硬幣和紙幣的分類、清點(diǎn)、整理。（2）結(jié)構(gòu)緊湊，該設(shè)計(jì)中各模塊排列緊湊。（3）該設(shè)計(jì)過(guò)程采用模塊化設(shè)計(jì)，較多采用成熟技術(shù)，開發(fā)周期短?？煽啃愿?。 本文運(yùn)用大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，提出了人民幣清分機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，構(gòu)建了人民幣清分機(jī)的設(shè)計(jì)總的指導(dǎo)思想，從而得出了該人民幣清分機(jī)的設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是高效，經(jīng)濟(jì)。 關(guān)鍵詞：錢幣；機(jī)械設(shè)備；錢幣自動(dòng)分類；經(jīng)濟(jì) Abstract In today's society, bus as travel tools have become increasingly popular, both on the road in the city or in the Township Road, but bus cashbox too dull, serious impact on the special passengers coin, relative to those tall, due to the box of money is short, so the coin is not very convenient, likewise, for their shorter passengers, due to the fixed height of the bus fare boxes, passengers were much taller, equally convenient coin. So many problems of the traditional fixed bus box brings is a problem we must solve the current. And if we can equipped with a large number of bus intelligent cashbox in bus, those problems will be greatly avoided described above, to those special passengers a convenient and comfortable travel environment. The design of the intelligent bus cashbox, mainly through AT89S51 MCU control system intelligent cashbox automatic lifting control, can be through the height of the test sensor passenger to realize the intelligent bus cashbox according to passengers of the height of the lift, panel using high quality 304 stainless steel production, environmentally friendly, generous. Key word: The bus box is convenient; microcomputer control; lifting; 目 錄 摘要 I Abstract II 1引言 1 1.1課題的來(lái)源與研究的目的和意義 1 1.2發(fā)展?fàn)顩r 2 1.3本課題研究的內(nèi)容 2 2單片機(jī)控制系統(tǒng)概述 2 2.1 單片機(jī)的作用和功能 2 2.2 單片機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合 3 2.3 人民幣清分機(jī)硬件系統(tǒng)總體框圖的設(shè)計(jì) 4 3人民幣清分機(jī)自動(dòng)升降裝置的方案設(shè)計(jì) 5 3.1人民幣清分機(jī)的工作原理 5 3.2錢箱自動(dòng)升降和閉合的行程的確定 6 4人民幣清分機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 8 4.1機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 9 4.1.1氣缸缸筒設(shè)計(jì)與計(jì)算 11 4.1.2缸底厚度的計(jì)算 13 4.1.3缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力計(jì)算 15 4.1.4缸筒徑向變形計(jì)算 16 4.2直線軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 5人民幣清分機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì) 18 5.1主程序流程圖的確定 19 結(jié)論 21 致謝 22 參考文獻(xiàn) 23 1 緒論 1.1 課題的來(lái)源與研究的目的和意義 公交車是人們重要的交通運(yùn)輸工具，無(wú)論是載人載物，旅行觀光，或者是外出代步等等場(chǎng)合都要用到，在人們的日常生活中，無(wú)處不見(jiàn)公交車的蹤影。隨著公交車數(shù)量的增加以及人民幣清分機(jī)的不斷創(chuàng)新，智能錢箱的開發(fā)和設(shè)計(jì)迫在眉睫，從而使得制造人民幣清分機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)具有良好的發(fā)展前景。人民幣清分機(jī)的加工工藝的變化隨著人民幣清分機(jī)制造材料，制造工藝的變化而變化，隨著人們生活水平的提高提出了更高的要求，本文針對(duì)人民幣清分機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這一課題，提出了對(duì)這一事件的看法，并闡述了人民幣清分機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作過(guò)程，本課題的提出，適應(yīng)了當(dāng)代國(guó)際品牌進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)后生產(chǎn)的需要，滿足人民幣清分機(jī)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新的需求。 隨著科技和社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，各種各樣的智能錢箱將會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)在公路上面，與此同時(shí)，智能錢箱的更新?lián)Q代也越來(lái)越頻繁，通過(guò)外形結(jié)構(gòu)，制造工藝以及人性使用等等方面不斷地為乘客提供著更優(yōu)越的使用環(huán)境，人民幣清分機(jī)的發(fā)展前景如何，將直接影響著人們生活，起居，乘車旅行等等多方面，我國(guó)正在加強(qiáng)對(duì)這種現(xiàn)狀的重視程度，對(duì)人民幣清分機(jī)的更新?lián)Q代提出了更多的要求。 隨著國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化（SIO）的實(shí)施，世界紙幣整理機(jī)構(gòu)以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，著眼于產(chǎn)品零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、規(guī)格化、通用化和專業(yè)化以及大批量生產(chǎn)。根據(jù)互換性、模數(shù)制、公差與配合的原理，使得組合、多變、拆裝的紙幣整理機(jī)構(gòu)已經(jīng)進(jìn)入全面系統(tǒng)設(shè)計(jì)的階段，其功能與形式的結(jié)合更為完美。 19世紀(jì)80年代，美國(guó)的HUGER公司將新開發(fā)的紙幣整理機(jī)構(gòu)應(yīng)用到該公司的子公司---一個(gè)生產(chǎn)紙幣整理機(jī)構(gòu)的機(jī)械公司，經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤(rùn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，能源危機(jī)引發(fā)全球性的節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高，在總結(jié)第一代紙幣整理機(jī)構(gòu)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，開發(fā)出了性能更佳，夾持直徑更大的紙幣整理機(jī)構(gòu)。當(dāng)前，全世界各大機(jī)械人廠商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，都大力進(jìn)行紙幣整理機(jī)構(gòu)的研發(fā)工作。現(xiàn)在國(guó)外等著名紙幣整理機(jī)構(gòu)的品牌中，都有紙幣整理機(jī)構(gòu)的銷售，全世界紙幣整理機(jī)構(gòu)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，紙幣整理機(jī)構(gòu)的市場(chǎng)，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng)，因此紙幣整理機(jī)構(gòu)是當(dāng)今紙幣整理裝置生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢(shì)。西方資本主義國(guó)家有巨大的紙幣整理機(jī)構(gòu)銷售市場(chǎng)，機(jī)械人工業(yè)是西方資本主義國(guó)家的機(jī)械工業(yè)之一。 目前國(guó)外特別是美國(guó)正在考慮發(fā)展紙幣整理機(jī)構(gòu)的功率最大化，產(chǎn)能最優(yōu)化的問(wèn)題。自“九·五”期間紙幣整理機(jī)構(gòu)的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國(guó)的重大科技攻關(guān)計(jì)劃，以跟蹤世界技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)適合美國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的紙幣整理機(jī)構(gòu)。 我國(guó)從1953年開始生產(chǎn)紙幣整理機(jī)構(gòu)，于1958年自行設(shè)計(jì)制造整理半徑在50、70、90、120、500型等紙幣的紙幣整理機(jī)構(gòu)之后，為了適應(yīng)紙幣生產(chǎn)廠家的需要，1959年又制造了500、1000、1200型等大直徑的紙幣整理機(jī)構(gòu)。 為了滿足紙幣生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國(guó)于1970年研制了大型紙幣整理機(jī)構(gòu)。也曾設(shè)計(jì)制造頂部單缸900液壓紙幣整理機(jī)構(gòu)，并裝有自動(dòng)調(diào)整料口與過(guò)棒報(bào)警裝置，經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐摸索，于80年代研制1200/140輕液壓紙幣整理機(jī)構(gòu)，經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)踐證明效果很好。近幾年又研制出PX1400/170紙幣整理機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)能力為1750th/，實(shí)際達(dá)到2508th/，是設(shè)計(jì)值的1.6倍。 目前紙幣整理機(jī)構(gòu)將逐漸被全自動(dòng)紙幣整理機(jī)構(gòu)所代替。紙幣整理機(jī)構(gòu)是1953年開始仿蘇2100和1“O彈簧紙幣整理機(jī)構(gòu)而設(shè)計(jì)。1954年開始自行設(shè)計(jì)生產(chǎn)了1200紙幣整理機(jī)構(gòu)。1958年又設(shè)計(jì)制造了大型2200紙幣整理機(jī)構(gòu)。70年代已研制出1200，1650，2200多缸液壓紙幣整理機(jī)構(gòu)的系列產(chǎn)品。后經(jīng)多年反復(fù)研制與實(shí)踐，相繼克服了舊系統(tǒng)不足，零件強(qiáng)度低以及結(jié)構(gòu)上的某些缺點(diǎn)，現(xiàn)己批量生產(chǎn)的新系列紙幣整理機(jī)構(gòu)有600，900，1200，1750，2200五個(gè)規(guī)格十四種類型，然而我國(guó)機(jī)械人業(yè)所需的紙幣整理機(jī)構(gòu)全部依賴進(jìn)口，這使得國(guó)產(chǎn)機(jī)械人配備紙幣整理機(jī)構(gòu)后，成本增加很大，而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)紙幣整理機(jī)構(gòu)，其成本提高不大，說(shuō)明紙幣整理機(jī)構(gòu)的市場(chǎng)前景令人樂(lè)觀。 紙幣整理機(jī)構(gòu)是一種對(duì)各種面值的紙幣進(jìn)行自動(dòng)分類、整理的機(jī)械設(shè)備，主要用在銀行的紙幣的分類和清點(diǎn)方面。通過(guò)設(shè)計(jì)出紙幣整理機(jī)構(gòu)，使銀行對(duì)于散鈔的處理更加方便，以解決目前的社會(huì)紙幣面值逐漸增加循環(huán)量，以及錢幣的清點(diǎn)、分類不便的問(wèn)題。通過(guò)市場(chǎng)上的產(chǎn)品的調(diào)查，現(xiàn)有的紙幣分選機(jī)構(gòu)不具有包裝的功能。 當(dāng)今社會(huì)，機(jī)械工業(yè)是一個(gè)國(guó)家的支柱產(chǎn)業(yè)，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展每分每秒都在影響著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類社會(huì)文明的進(jìn)步與機(jī)械制造的發(fā)展密不可分。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境下，中國(guó)各個(gè)行業(yè)被其他國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)影響的同時(shí)，越來(lái)越多的外國(guó)企業(yè)和品牌傳播到中國(guó)已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。在新的市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，對(duì)人民幣清分機(jī)進(jìn)行改良和優(yōu)化是當(dāng)務(wù)之急。有大型人民幣清分機(jī)生產(chǎn)設(shè)備企業(yè)對(duì)設(shè)備的安全指標(biāo)的有著一定生產(chǎn)的嚴(yán)格要求。國(guó)內(nèi)人民幣清分機(jī)設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的高效經(jīng)濟(jì)、安全穩(wěn)定主題保持一致。人民幣清分機(jī)的發(fā)展與人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。 本次設(shè)計(jì)是關(guān)于人民幣清分機(jī)總體方案的設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的人民幣清分機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，使得此種類型的人民幣清分機(jī)結(jié)構(gòu)的使用范圍更廣泛，更加靈活，而且對(duì)以后我們要設(shè)計(jì)的東西有很大的幫助。 2 1.2 發(fā)展?fàn)顩r 人民幣清分機(jī)的應(yīng)用在外國(guó)更加普及，2001年，美國(guó)制造的高科技人民幣清分機(jī)，從板材的加工開始到加工裝配完畢都自動(dòng)進(jìn)行，不用人手去接觸，達(dá)到全自動(dòng)生產(chǎn)。人民幣清分機(jī)還能進(jìn)行自動(dòng)升降，投幣口自動(dòng)開關(guān)等特征。德國(guó)SMOART公司在傳統(tǒng)的人民幣清分機(jī)的基礎(chǔ)上通過(guò)安裝位置感應(yīng)器和光纖傳感器來(lái)感應(yīng)人體的性格特征，開發(fā)出具有改變自身顏色的多功能智能錢箱。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、制造技術(shù)的進(jìn)步和人類生活水平的提高，以及社會(huì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和品種的多樣化的要求趨勢(shì)日益增強(qiáng)。公交車作為人們常用的日常交通工具，變得越來(lái)越普及，所以對(duì)人民幣清分機(jī)的智能化程度的要求也越來(lái)越高，隨著科技的發(fā)展，未來(lái)幾年里，公交車上面能提供不同身高需求，能迅速升降、開合的人民幣清分機(jī)，并大幅度地降低維護(hù)和生產(chǎn)的成本，同時(shí)還要求具有智能功能，以適應(yīng)未來(lái)社會(huì)主義發(fā)展的需要。 1.3 本課題研究的內(nèi)容 本次課題的內(nèi)容是人民幣清分機(jī)的設(shè)計(jì)，以單片機(jī)為控制核心，采用模塊化的設(shè)計(jì)方案，運(yùn)用光電傳感器、超聲波傳感器等組成不同的檢測(cè)電路，實(shí)現(xiàn)通過(guò)傳感器測(cè)試乘客的高度從而通過(guò)單片機(jī)控制系統(tǒng)控制智能錢箱的升降，設(shè)計(jì)的具體過(guò)程如下： （1）查閱相關(guān)資料，了解人民幣清分機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理。 （2）確定人民幣清分機(jī)的設(shè)計(jì)方案。 （3）CAD總裝圖，零件圖以及程序流程圖的繪制，電路圖的繪制。 （4）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 2 單片機(jī)控制系統(tǒng)概述 2.1 單片機(jī)的作用和功能 隨著半導(dǎo)體集成工藝的不斷發(fā)展，單片機(jī)的集成度將更高、體積將更小、功能將列強(qiáng)。在單片機(jī)家族中，AT89C51系列是其中的佼佼者，加之Intel公司將其MCS?–51系列中的AT89C51內(nèi)核使用權(quán)以專利互換或出售形式轉(zhuǎn)讓給全世界許多著名IC制造廠商，如Philips、?NEC、Atmel、AMD、華邦等，這些公司都在保持與AT89C51單片機(jī)兼容的基礎(chǔ)上改善了AT89C51的許多特性。這樣，AT89C51就變成有眾多制造廠商支持的、發(fā)展出上百品種的大家族，現(xiàn)統(tǒng)稱為AT89C51系列。AT89C51單片機(jī)已成為單片機(jī)發(fā)展的主流。專家認(rèn)為，雖然世界上的MCU品種繁多，功能各異，開發(fā)裝置也互不兼容，但是客觀發(fā)展表明，AT89C51可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)MCU芯片。?? STC89C51RC系列單片機(jī)是宏晶科技出的新一代高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器和6時(shí)鐘/機(jī)器可選，HD版本和90C版本內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。89C51與89C51的區(qū)別在于51的程序空間為4K字節(jié)，而51程序空間為8K字節(jié)，其余性能與結(jié)構(gòu)相同。本論文以89C51RC系列來(lái)講述。單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等。由于單片機(jī)體積小，使用方便的特點(diǎn)，被應(yīng)用在智能儀器上，再結(jié)合其他的傳感器之類的，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度等精密量的測(cè)量，功能十分的強(qiáng)大。同樣由于單片機(jī)的體積小、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)和使用方便等方面的優(yōu)點(diǎn)，單片機(jī)也被普遍應(yīng)用于工業(yè)控制上，比如多種多樣的通訊系統(tǒng)以及機(jī)器人等方面。此外，由于單片機(jī)的適應(yīng)能力很強(qiáng)，所以在我們常用的手機(jī)、電腦等物品上應(yīng)用十分廣泛。還有，醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備如呼吸機(jī)等也有單片機(jī)的廣泛應(yīng)用。還有就是汽車系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)等都廣泛應(yīng)用單片機(jī)。其中，單片機(jī)的結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示： 圖2-1 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)圖 2.2 單片機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合 由于單片機(jī)有許多優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用領(lǐng)域之廣，幾乎到了無(wú)孔不入的地步。單片機(jī)應(yīng)用的主要領(lǐng)域有： 1）智能化家用電器：各種家用電器普遍采用單片機(jī)智能化控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子線路控制，升級(jí)換代，提高檔次。如洗衣機(jī)、空調(diào)、電視機(jī)、錄像機(jī)、微波爐、電冰箱、電飯煲以及各種視聽(tīng)設(shè)備等。 2）辦公自動(dòng)化設(shè)備：現(xiàn)代辦公室使用的大量通信和辦公設(shè)備多數(shù)嵌入了單片機(jī)。如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、繪圖機(jī)、考勤機(jī)、電話以及通用計(jì)算機(jī)中的鍵盤譯碼、磁盤驅(qū)動(dòng)等。 3）商業(yè)營(yíng)銷設(shè)備：在商業(yè)營(yíng)銷系統(tǒng)中已廣泛使用的電子稱、收款機(jī)、條形碼閱讀器、IC卡刷卡機(jī)、出租車計(jì)價(jià)器以及倉(cāng)儲(chǔ)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、商場(chǎng)保安系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷凍保險(xiǎn)系統(tǒng)等都采用了單片機(jī)控制。 4）工業(yè)自動(dòng)化控制：工業(yè)自動(dòng)化控制是最早采用單片機(jī)控制的領(lǐng)域之一。如各種測(cè)控系統(tǒng)、過(guò)程控制、機(jī)電一體化、PLC等。在化工、建筑、冶金等各種工業(yè)領(lǐng)域都要用到單片機(jī)控制。 5）智能化儀表：采用單片機(jī)的智能化儀表大大提升了儀表的檔次，強(qiáng)化了功能。如數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)、故障診斷、聯(lián)網(wǎng)集控等。 6）智能化通信產(chǎn)品：最突出的是手機(jī)，當(dāng)然手機(jī)內(nèi)的芯片屬專用型單片機(jī)。 7）汽車電子產(chǎn)品：現(xiàn)代汽車的集中顯示系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和運(yùn)行監(jiān)視器（黑匣子）等都離不開單片機(jī)。 8）航空航天系統(tǒng)和國(guó)防軍事、尖端武器等領(lǐng)域：?jiǎn)纹瑱C(jī)的應(yīng)用更是不言而喻。 單片機(jī)應(yīng)用的意義不僅在于它的廣闊范圍及所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。更重要的意義在于，單片機(jī)的應(yīng)用從根本上改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。以前采用硬件電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，正在用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。以前自動(dòng)控制中的PID調(diào)節(jié)，現(xiàn)在可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)具有智能化的數(shù)字計(jì)算控制、模糊控制和自適應(yīng)控制。這種以軟件取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)稱為微控技術(shù)。隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣，微控制技術(shù)將不斷發(fā)展完善。 2.3 人民幣清分機(jī)硬件系統(tǒng)總體框圖的設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的人民幣清分機(jī)以AT89C51為核心，將其作為主控芯片來(lái)處理各個(gè)模塊的運(yùn)營(yíng)，其系統(tǒng)硬件總框圖如圖2-3所示： 圖2-3 硬件總框圖 3 人民幣清分機(jī)自動(dòng)升降裝置的方案設(shè)計(jì) 3.1人民幣清分機(jī)的工作原理 此次設(shè)計(jì)的人民幣清分機(jī)，可以通過(guò)傳感器測(cè)試乘客的高度從而反饋信號(hào)給中控系統(tǒng)，通過(guò)電磁閥來(lái)控制汽缸的活塞桿的升降從而來(lái)實(shí)現(xiàn)該人民幣清分機(jī)的根據(jù)乘客的身高而升降，其具體結(jié)構(gòu)原理圖如下圖3-1所示： 圖3-1 結(jié)構(gòu)原理圖 3.2錢箱自動(dòng)升降和閉合的行程的確定 本次設(shè)計(jì)的人民幣清分機(jī)，是通過(guò)電磁閥來(lái)控制汽缸的活塞桿的升降從而來(lái)實(shí)現(xiàn)該人民幣清分機(jī)的升降，其升降行程和汽缸的行程有直接關(guān)系。假設(shè)智能錢箱的初始狀態(tài)為L(zhǎng)，那么人民幣清分機(jī)的最終狀態(tài)為L(zhǎng)1，那么該人民幣清分機(jī)的升降行程為L(zhǎng)2=L1-L=300-74=226mm。 具體的示意圖3-2如下圖所示: 圖3-2 行程示意圖 4 人民幣清分機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1.1氣缸缸筒設(shè)計(jì)與計(jì)算 端蓋分為前端蓋和后端蓋。前端蓋將活塞桿（柱塞）腔封閉，并起著為活塞桿導(dǎo)向、密封和防塵之作用。后端蓋即缸底一端封閉，通常起著將氣缸與其他機(jī)件的作用。 缸筒與端蓋的聯(lián)接方式有很多種，通過(guò)查找相關(guān)資料可以看出來(lái)。缸筒的計(jì)算：由參考文獻(xiàn)9，根據(jù)系統(tǒng)工況可知： ，圓整后，取D=80mm(《氣壓傳動(dòng)》）。 在初步確定缸筒內(nèi)徑D后，下一步的工作是確定氣缸的壁厚。當(dāng)氣缸為薄壁氣缸（ ）,d 可按下式計(jì)算： 式中 Pmax-氣缸最高（或設(shè)計(jì)或額定）工作壓力， ； D -氣缸筒內(nèi)徑（活塞外徑），單位 -缸筒材料的許用應(yīng)力，單位。 對(duì)于脆性材料，許用應(yīng)可表示為 式中σb -材料的抗拉強(qiáng)度或斷裂強(qiáng)度； nb -安全系數(shù)，通?？扇=5， = ]因?yàn)? 所以== 查表取壁厚為7.5mmd（根據(jù)參考文獻(xiàn)9表3-4）s′===?′ 通過(guò)上述計(jì)算，可得氣缸缸筒外徑D1為95mm。 缸筒的零件圖如下圖4-1所示： 圖4-1 缸筒零件圖 缸筒壁厚的驗(yàn)算 計(jì)算求得缸筒壁厚值后，還應(yīng)進(jìn)行以下4個(gè)方面的驗(yàn)算，以保證氣缸安全可靠的工作。 （1）氣缸的額定工作壓力平Pn 應(yīng)低于一定的極限值，以保證工作安全，即(( = 式中 D1,D-氣缸外徑和內(nèi)徑，單位為m或cm； σs -缸筒材料的屈服強(qiáng)度，單位為。 == （2）為了避免缸筒工作時(shí)發(fā)生塑性變形，氣缸的額定工作壓力應(yīng)與塑性變形壓力有一定的比例關(guān)系： 符合條件 缸筒的徑向變形量 值應(yīng)該在允許范圍內(nèi)，而不能超過(guò)密封件允許的范圍： ===0.46mm 為確保氣缸安全的使用，缸筒的爆裂壓力應(yīng)大于耐壓試驗(yàn)壓力 = 缸筒壁厚符合條件。 4.1.2缸底厚度的計(jì)算 ⑴平形無(wú)油孔：; ⑵平形有油孔： d0 油口直徑(mm)； 4.1.3缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力計(jì)算 缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力計(jì)算公式為： 式中： Ppl缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力； σs缸體材料的屈服強(qiáng)度。對(duì)于45鋼正火處理，σs＝340Mpa； D1缸體外徑 4.1.4缸筒徑向變形計(jì)算 缸筒徑向變形的計(jì)算公式為： 式中：△D?缸體材料在試驗(yàn)壓力下的變形量； E 缸體材料彈性模數(shù)；對(duì)于鋼材E＝2.1×105Mpa； Γ 缸體材料的泊松系數(shù)；對(duì)于鋼材γ＝0.3； 4.2直線軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 為了要智能錢箱保證平穩(wěn)，需要有導(dǎo)向裝置，這里就需要設(shè)計(jì)導(dǎo)向光桿和直線軸承配合智能錢箱升降。 1直線軸承的選擇 用于測(cè)試的POM工程塑料支架；鋼架適用于工作溫度；不銹鋼軸承適用于水，蒸汽，硝酸等腐蝕性介質(zhì)和真空的工作場(chǎng)所，按下列公式確定型軸承的計(jì)算。 硬度：硬度系數(shù)FH HRC58的硬度，hrc52-58，F(xiàn)H = 0.6-1.0 FH = 1。 FT的溫度系數(shù)：工作溫度小于100C，F(xiàn)T = 1，溫度100oc-125oc，F(xiàn)T = 1.0-0.95。 接觸系數(shù)FC： 每根軸裝一套軸承，F(xiàn)C=1.0； 每根軸裝二套軸承，F(xiàn)C=0.81； 每根軸裝三套軸承，F(xiàn)C=0.72； 每根軸裝四套軸承，F(xiàn)C=0.66； 載荷系數(shù)FW： 小于15米/分鐘的速度，無(wú)沖擊，無(wú)振動(dòng)，F(xiàn)W = 1.0-1.5； 小于60米/分鐘的速度，超調(diào)量小或振蕩，F(xiàn)W = 1.5~2.0； 運(yùn)行速度大于60米/分鐘，或有更大的沖擊，振動(dòng)，F(xiàn)W = 2.0～5.0。 時(shí)間是生命的LH =（10000×1）/ 2 * L（S * N1 * 60）（單位：小時(shí)小時(shí)） L：長(zhǎng)度壽命 (萬(wàn)米)； LS：工作行程 (米)； N1：每分鐘往復(fù)次數(shù)； 已知行程L=0.2米，工作溫度60oC，每分鐘往復(fù)次數(shù)n1=20，微小沖擊，軸承工作載荷PC=200Kg，硬度大于HRC60，期望壽命Lh=5000小時(shí)，試選擇軸承型號(hào)。 按以上工作條件： 根據(jù)本次載荷重量為1000N，我們選用兩個(gè)導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣滑動(dòng)軸承的所受負(fù)載就平均分配，上下六個(gè)滑動(dòng)軸承分別連接底板和連接上固定圓盤，兩邊軸承座為固定式的，中間六個(gè)為可以隨著絲桿螺母上下滑動(dòng)。六個(gè)導(dǎo)向光桿加上絲桿螺母，這樣每個(gè)導(dǎo)向光桿的滑動(dòng)軸承處的所受負(fù)載為166N。 直線法蘭、直線導(dǎo)桿的產(chǎn)品圖紙如下圖4-2、4-3所示： 圖4-2 直線法蘭產(chǎn)品圖 圖4-3 直線導(dǎo)桿產(chǎn)品圖 5 人民幣清分機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì) 5.1主程序流程圖的確定 該人民幣清分機(jī)主程序流程圖如下圖5-1所示： 圖5-1 主程序流程圖 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)的題目是人民幣清分機(jī)的設(shè)計(jì)，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟以及如何用單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械電氣的設(shè)計(jì)，通過(guò)查找相關(guān)資料，我系統(tǒng)熟悉了PLC控制系統(tǒng)和單片機(jī)控制系統(tǒng)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)系統(tǒng)有占地面積小，控制方便，電路簡(jiǎn)單等PLC系統(tǒng)不具備的優(yōu)點(diǎn)，所有選擇采用AT89S51型單片機(jī)控制系統(tǒng)作為該人民幣清分機(jī)的控制系統(tǒng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)總算要完成了，我不僅系統(tǒng)地復(fù)習(xí)了所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，每當(dāng)遇到不清楚的作業(yè)，老師和學(xué)生都能給予及時(shí)的指導(dǎo)，確保設(shè)計(jì)進(jìn)度，通過(guò)初期的定稿，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學(xué)知識(shí)的重要性，從而讓我更加深刻地體會(huì)到做一門學(xué)問(wèn)不容易，需要有不斷鉆研，積極進(jìn)取的精神，以后我會(huì)更加努力，爭(zhēng)取做到更好。 致 謝 光陰似箭，日月如梭，在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動(dòng)，在這里，我打心里向我的導(dǎo)師和同學(xué)們表示衷心的感謝！因?yàn)橛辛死蠋煹恼佌伣虒?dǎo)，才讓我學(xué)到了很多知識(shí)和做人的道理，由衷地感謝我親愛(ài)的老師，您不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無(wú)微不至的關(guān)懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學(xué)階段的學(xué)業(yè)，也學(xué)到了很多有用的知識(shí)，同時(shí)我的生活中的也有了一個(gè)明確的目標(biāo)。知道想要什么，不再是過(guò)去的那個(gè)愛(ài)玩的我了。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，創(chuàng)新的學(xué)術(shù)風(fēng)格，認(rèn)真負(fù)責(zé)，無(wú)私奉獻(xiàn)，寬容豁達(dá)的教學(xué)態(tài)度都是我們應(yīng)該學(xué)習(xí)和提倡的。通過(guò)近半年的設(shè)計(jì)計(jì)算，查找各類人民幣清分機(jī)的相關(guān)資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因?yàn)槲沂窃趺聪氲模@是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學(xué)四年的知識(shí)和反映。四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的個(gè)人能力，更重要的是來(lái)自老師和同學(xué)的潛移默化讓我學(xué)到很多有用的知識(shí)，在這里，謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。 參考文獻(xiàn) [1] 鄭淑芳 機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究與探討 北京：科學(xué)出版社，2004.5 [2] 黃長(zhǎng)藝 人民幣清分機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [3] 周宏甫 單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).高等教育出版社，2004.3 [4] 姜繼海，宋錦春，高常識(shí). 人民幣清分機(jī)的工作原理.高等教育出版社，2002.8 [5] 張春林，曲繼方，張美麟.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2001.4 [6] 錢平. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [7] 張遼遠(yuǎn). 人民幣清分機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 機(jī)械工業(yè)出版社，2002.8 [8] 基恩士傳感器選擇手冊(cè) 2010版本 [9] 黃長(zhǎng)藝，嚴(yán)普強(qiáng).氣壓傳動(dòng). 機(jī)械工業(yè)出版社，2001.1 [10] 張桓，陳作模.機(jī)械原理.高等教育出版社，2000.8 [11] 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn). 人民幣清分機(jī)功能概述.高等教育出版社，1995.12 [12] 徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì). 高等教育出版社，2004.4 [13] 鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制.華中科技大學(xué)出版社，2001.3 [14] 劉延俊.機(jī)電一體化應(yīng)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社，2002.12 [15] 章宏甲，黃誼，王積偉. 人民幣清分機(jī)的逆向設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，2000.5 [16] 胡泓，姚伯威.機(jī)電一體化原理及應(yīng)用. 北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2000.6 [17] 陳鐵鳴 人民幣清分機(jī)的創(chuàng)新. 高等教育出版社，2003.7 [18] 孫靖民.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 17