基于慧鱼模型的纸币清分机设计

四川农业大学机电一体化实践论文机电学院农机201201姓名：范新虎学号：20122141日期：2015.07.06慧鱼创意模型系统（fischertechnik）硬件主要包括：1000多种的拼插构件单元、驱动源、传感器、接口板等，并拥有自己的控制程序robo。

通过慧鱼创意系统建立“骏枣分级”模型，并对其进行实例基于慧鱼产品的机电一体化实例摘要：慧鱼创意模型系统（fischertechnik）硬件主要包括：1000多种的拼插构件单元、驱动源、传感器、接口板等，并拥有自己的控制程序robo。

通过慧鱼创意系统建立“骏枣分级”模型，并对其进行实例分析，体现机电一体化设计思想。

关键词：慧鱼创意模型系统骏枣分级机电一体化机电一体化实验主要基于慧鱼创意模型系统（fischertechnik）。

实验的目的是通过让学生学习动手组装模型机器人和建造自己设计的有一定功能的机器人模型产品，使学生体会创意设计的方法和意义；同时通过创意实验，使学生了解一些计算机控制、软件编程、机电一体化等方面的基础知识，加深对专业课学习的理解，为后续课的学习做一个很好地铺垫。

1 慧鱼模型介绍1.1慧鱼创意模型系统的组成：慧鱼创意模型系统（fischertechnik）硬件主要包括：1000多种的拼插构件单元、驱动源、传感器、接口板等。

拼插构件单元：系统提供的构件主料均采用优质的尼龙塑胶，辅料采用不锈钢芯铝合金架等，采用燕尾槽插接方式连接，可实现六面拼接，多次拆装。

系统提供的技术组合包中机械构件主要包括：齿轮、联杆、链条、齿轮（普通齿轮、锥齿轮、斜齿轮、内啮合齿轮、外啮合齿轮）、齿轴、齿条、涡轮、涡杆、凸轮、弹簧、曲轴、万向节、差速器、齿轮箱、铰链等。

驱动源：①直流电机驱动（9V、最大功率1.1W、转速7000 prn），由于模型系统需求功率比较低（系统载荷小，需求功率只克服传动中的摩擦阻力），所以它兼顾驱动和控制两种功能。

②减速直流电机驱动（9V、最大功率1.1瓦，减速比50：1/20:1）。

科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·6·2018年第03期文章编号：2095－6835（2018）03－0006－03基于慧鱼模型的纸币清分机设计周熠1，2，赵潇1，2，潘梦晗1，2，张华丽1，2（1.湖北文理学院机械与汽车工程学院，湖北襄阳441002；2.汽车零部件制造装备数字化湖北省协同创新中心，湖北襄阳441002）摘要：基于慧鱼模型设计了一款适用于公交公司，针对纸币多且杂、清分困难问题的纸币清分机。

设计是以慧鱼创意积木搭建模拟纸币清分机功能的基本骨架[1-2]，使用Robopro编程软件对动作进行控制，使其行为动作达到人们的使用需求。

该纸币清分机能很好地解决公交公司纸币清分时需清分的纸币具有多且杂、人工整理起来费时费力的问题，并且它将机械、电气、自动控制融为一体，产品功能齐全，操作方便。

关键词：慧鱼技术；纸币清分；多口分钞；霍尔验钞中图分类号：TH693.5文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2018.03.006根据市场调查发现，因为公交公司每天需要清分大量的纸币，且纸币面额不等，先要人工对不同面额的纸币进行清分打包，再通过点钞机点钞，工作烦琐，效率低，浪费了大量的财力和物力。

公交公司每天需清分的纸币一般有5角、1元、5元、10元、20元等面值，以1元、5元纸币居多，人工整理起来费时费力[3-4]。

虽然纸币面值不同，但纸币清分功能实现的方法一样，因此，该设计以面值1元、5元的纸币为例，设计了1元、5元的出钞口，如果有其余面值的纸币，则从拒钞口出钞。

同时，为了使该产品能被广泛应用，我们将钞票的进钞口设计成了可调节轨道，以便第二次进行其余面值纸币的清分工作[5-6]。

德国慧鱼创意组合模型（fischertechnik）1964年诞生于德国，是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原理和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体[7]。

一种纸币分拣机的方案设计近年来，随着国家金卡工程的进一步实施和推广，电子货币将得到更广泛的应用。

从我国当前电子货币发展所处的阶段来看，电子货币对现金和活期存款的替代作用较为明显[1]，这是一个不争的事实。

鉴于我国是发展中国家，各地经济发展不平衡，特别是四线城市以下的大部分县、乡镇、村等行政级别较低的地区，由于信用卡使用知识的缺失以及长久以来形成的实体货币消费习惯，因此，现金的流通在一定的时期内还应该是此类地区的应用主流。

另外，由于金卡工程的实施，因此，ATM 的应用将更加广泛，这样也为钱币分拣机的推广提供了发展空间。

钱币分拣机有极大的市场需求，在钱币的识别、分类方面，它能给人们的生活带来极大的方便[2]。

基于以上综合考虑，若能设计研发出一种既能广泛适应我国国情，又能提高纸币大量流通时的分拣能力，还能降低人工计数带来的高昂成本，则必将更加有力地推进我国服务体系的建设。

本文主要通过采用慧鱼技术（fischertechnik ）中慧鱼创意组合模型，对小型纸币分拣机的机械系统和控制系统的设计进行了介绍。

慧鱼创意组合模型集教具和仿真模型于一身，是科技知识启迪创新思维训练及创新力开发的有效载体[3]。

创新是一个民族进步的灵魂，在教育部实施的“卓越工程师教育培养计划”中，有培养创新性人才的要求[4]，而慧鱼创意组合模型恰恰可以为培养创新性人才提供了一个良好的平台[5]。

本设计参加了主题为“服务社会、高效便捷、个性化”的第七届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组竞赛，竞赛题目要求的设计内容为“钱币的分类、清点、整理机械装置”。

本设计利用慧鱼创意组合模型，完成了小型纸币分拣机的机械系统设计和控制程序编制。

1小型纸币分拣机的机械系统设计方案小型纸币分拣机是一种基于纸币分拣机的小型化产品。

其可以实现以下3个功能：一是对不同纸币进行分拣；二是对已经分拣好的纸币进行收集；三是对收集好的纸币进行送出。

它通过颜色传感器识别，将信号送给电机，利用电机的正反转来达到分离纸币的效果。

基于慧鱼模型的纸币整理系统展开部分设计徐菲敏;丁颂;张永伟;程志伟【摘要】为实现对散乱纸币的展开、整理,设计了基于慧鱼模型的纸币整理系统.本文对纸币整理系统的展开部分进行设计,通过测试及分析,设计出了各项最佳参数,供读者参考.【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2018(049)005【总页数】2页(P117,123)【关键词】慧鱼模型,纸币整理;纸币展开;摩擦【作者】徐菲敏;丁颂;张永伟;程志伟【作者单位】长春师范大学工程学院,吉林长春130032;长春师范大学工程学院,吉林长春130032;长春师范大学工程学院,吉林长春130032;长春师范大学工程学院,吉林长春130032【正文语种】中文【中图分类】TH132目前城市公交公司，商贸和超市等地方依然有小额纸币交易，零散纸币的整理问题日益凸显。

目前，纸币分类主要依赖于人工，而人力成本高且效率低下。

为此，需设计出一种能满足人方便、成本低且高效的纸币整理系统。

本文着重对纸币整理系统的纸币展开部分进行设计，利用摩擦轮与履带间摩擦力的作用原理将纸币展开。

1 纸币展开总体设计纸币整理系统主要功能是针对纸币的展开，清点及收纳，因其具有准确率高，整理速度快，又能避免工人劳累及人为误差，能更好的服务于社会。

散乱纸币由履带传送至纸币角度调整装置，利用导向轮、挡板，将纸币调整到易于展开的角度，伴随履带传送，纸币被送至展开装置进行纸币展开，进而收纳［1］。

2 纸币角度调整装置纸币角度调整装置主要将纸币调整到合适角度，通过导向轮调整纸币方向。

该纸币角度摆正装置如下图1所示。

图1 纸币角度调整装置图2 受力分析角度调整装置使用1、3、5三面挡板，挡板1和挡板5与水平面垂直，避免纸币在递送过程中从侧面飞出，挡板3与水平面呈60°角，挡板对纸币有支持力作用，支持力大小为Fn，使纸币有向左的加速度，从而被运送至展开装置。

纸币调整装置中，设计滑板2使纸币滑落，并保证纸币的运转，尽量减小摩擦力对纸币的影响，在滑板2下方设计一对可调整纸币方向的导向轮4，将纸币调整与履带平行的角度。

宣城校区第十届全国大学生机械创新设计大赛慧鱼组一等奖：鹿彦奇“春风”——智能一体化种树机器人何欣祥智能测温消毒一体化机器人于校通草方格自动铺设机器人徐雪松一次性防护服消毒处理装置原勋移动智能检测及消毒机器人孙杨普自动扶梯扶手自主消毒装置陈存园新型多功能植树机张一智能草方格铺设全地形车钟莉娜翻转的：FUN 猫二等奖：马鹏铠智能消毒小车郑旺气压式快递打包装置张凯基于慧鱼技术的餐盘分拣系统设计张静基于仿生学的垃圾拾取机器人装置汪思洁基于齿轮传动的移动车载打桩机田永安桌面自动消毒装置王文宇智能测温消毒一体化测温仪李成宇行李箱自动消毒装置许微微电梯防接触装置周子杭智能口罩回收邹子强仿生象鼻机械臂陈泳吉仿生蜘蛛李瑾皓全自动口罩封箱机韦舒航在栏杆及扶手上工作的智能消毒小火车胡星伟无接触挤洗手液机器人王世伟智能电梯按钮更换防护膜和消毒装置李润宇阔落李凤煊防疫废弃物回收智能感应垃圾桶郭梓萱自动消毒装置三等奖：黄乔云仿青蛙弹跳装置王存厨房垃圾回收装置张自成自动消毒鞋盒吴清浩轻量化便捷式纸包装箱自动开盒封口机构设计李恒勃水中垃圾自动清理机器朱松电梯自动消毒装置赵润淇固沙车刘艺添人体感应消毒装置王超庆智能测温消毒门刘添英共享单车自动消毒装置吴俊杰无人机搭载的视觉驱动机械臂马龙飞走廊消毒装置胡甲琦仿生鸡头稳定器姜泽洋仿生螃蟹李睿典智能垃圾分类战“疫”装置李恩泽智能消毒处理柜鲁昭紫外线口罩消毒装置韩国伟智能口罩处理回收机林金浩便携式可移动垃圾分拣机刘毅龙电梯按钮自动消毒装置周阳超市购物篮消毒机章笑轩智能避障消毒机器人陈思源全自动口罩封箱机向文浩万能虎钳杨子帆节能环保型草方格防风固沙装置陈灵静长颈鹿起树机王洋托盘天平唐家玮智能升降式图书馆书架消毒装置贺建行全地形机器狗王子鸣便携门把手紫外线消毒装置薛文超海洋垃圾收集装置胡汇源扶手消毒处理装置张嘉鑫楼梯扶手清洗机林劲舟新型智能拖地机器人。

机械化自动纸币整理系统的研制徐晨;张小奇;丁颂;王晓;范强飞【摘要】为了解决当下小额纸币整理的需求,在研究机械结构传动原理的基础上,提出了机械化自动纸币整理系统.通过设计纸币间歇递送装置、纸币角度摆正装置、纸币展开装置和纸币展开保持收纳装置,从而实现将纸币从折叠状态展开成平整状态这一过程.基于慧鱼模型,搭建机械化自动纸币整理系统.该系统结构稳固,可靠性高,模块化设计,能实现折叠纸币的展开、平整和整理工作,还可以实现与其它纸币识别和硬币分类识别装置对接.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】2页(P94-95)【关键词】机械化;纸币整理;慧鱼模型;摩擦传动【作者】徐晨;张小奇;丁颂;王晓;范强飞【作者单位】长春师范大学工程学院,长春 130032;长春师范大学工程学院,长春130032;长春师范大学工程学院,长春 130032;长春师范大学工程学院,长春130032;长春师范大学工程学院,长春 130032【正文语种】中文【中图分类】TH132机械化自动纸币整理系统由纸币间歇递送装置、纸币角度摆正装置、纸币展开装置和纸币展开保持收纳装置构成。

如图1所示，纸币间歇递送装置采用蜗轮蜗杆机构驱动，由凸轮开关控制间歇启动，合理地与角度摆正装置联系起来，为纸币角度摆正装置提供准确高效的工作环境；纸币角度摆正装置由履带、导向轮构成，与纸币间歇递送装置形成机械化结构，摩擦轮和履带配合与挡板呈一定角度，可以将纸币摆正成所需要角度以便纸币展开装置的顺利运行；纸币展开装置通过摩擦轮和与其紧密接触的摩擦履带构成，通过摩擦轮的快速往返运动实现将纸币搓开的目的；纸币展开保持收纳装置由双排压实履带、收纳传送带、压实轮组成，压实履带从将纸币展开装置运送过来的纸币压紧，以优化其平整状态，而后被后端的收纳装置收纳整理。

本装置基于慧鱼模型搭建而成，同时加入了新的设计理念与观点，可靠性高，开发周期短，性价比高。

基于慧鱼模型的人工智能设计慧鱼模型诞生于1964年的德国，作为一种新的教学体系，为创新教育和实验创新提供了最佳载体。

基于慧鱼模型，在不影响模型组合精度的前提下，保证反复的拆装;组件工业由燕尾槽专利设计，六面拼接，独特设计，可实现任意组合和展开。

因此慧鱼模型可以广泛用于机械设计制造方面。

信息时代以来，人工智能开始迅猛发展，得益于慧鱼模型的独特设计，其在人工智能的应用也越来越广泛。

本文将对基于慧鱼模型的人工智能设计予以阐述，希望能够为之后用于人工智能提供参考。

1 引言模块化的慧鱼模型，又称工程积木，是一种具有可组装性、灵活性和系统性的创新性教学型工具。

其具有一般工程机械制造所需的各种不同型号和尺寸的零件。

慧鱼模型由机械部件、微型电机、传感器（光、热、磁、触敏等）、气动部件、计算机接口板和控制软件等组成，具有简单、稳定、系统、灵活的优点。

该模型是展示科学原理和技术过程的理想型教学工具，为创新教育和创新实验提供了最佳载体。

除此之外，随着生活水平的提高，人民的生活开始发生着翻天覆地的变化，新的生活习惯逐渐养成，而这种生活习惯也带来了新的不便利、比如停车位紧张等等，本文将阐述基于慧鱼模型设计下的人工智能是如何应用于这些方面的，为之后的人工智能设计提供参考和支持。

2 在运动方面的应用越来越多的人开始在业余时间选择各种各样的体育活动。

高尔夫一直被认为是一种高雅的体育活动，因为它对球场的要求很苛刻，普通人很难玩。

为了让更多的人接触到这项运动，近年来室内高尔夫垫变得流行起来。

由于其设备简单、折叠方便等诸多优点，得到了广泛的应用。

但是，每次击球时都不方便捡起球。

针对这种不方便，通过慧鱼模型而专门设计了此机器人，它的功能是把洞内或洞外的球捡起来，再把球放回原处。

2.1高尔夫机器人的工作机制首先在孔上安装了一个光电传感器。

当球落入洞内时，光电传感器被覆盖，控制系统得到信号放下驱动块臂。

然后机器人会停下来执行程序，即捡起洞中的球。

基于慧鱼创意组合模型的包装机设计
王宁侠;杨宁;王彪;曾行军;翟彦青
【期刊名称】《中国现代教育装备》
【年(卷),期】2016(000)021
【摘要】慧鱼创意组合模型包括机械构件、电气元件、传感器及控制软件等,可以应用于学生创新设计中.利用慧鱼创意组合模型创新设计了具有模块化功能的小型塑料袋包装机,详细分析了每个功能模块的机构组成以及运动原理,论证了慧鱼组合模型在学生创新设计中应用的可行性.通过在创新设计中应用慧鱼组合模型,使学生的创造力得到充分的发挥,创新能力得到提高.
【总页数】3页(P3-5)
【作者】王宁侠;杨宁;王彪;曾行军;翟彦青
【作者单位】陕西科技大学机电工程学院陕西西安 710021;陕西科技大学机电工程学院陕西西安 710021;陕西科技大学机电工程学院陕西西安 710021;陕西科技大学机电工程学院陕西西安 710021;陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于慧鱼创意组合模型的多功能卷轴白板的设计与制作 [J], 周叙荣;刘天军;刘加南;朱旭;周士康;姚建冲
2.基于慧鱼创意组合模型的虚拟仿真设计 [J], 陈晟
3.基于慧鱼创意组合模型的车库门禁系统设计与实现 [J], 卢桂萍;何字斌;
4.基于慧鱼创意组合模型的车库门禁系统设计与实现 [J], 卢桂萍;何宇斌
5.基于慧鱼创意组合模型的钱币整理机的设计与制作 [J], 张颖;沈松琛;徐伯起;陈栋;马赛克
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硬币分拣装置设计说明书机电工程学院学院：机械电子工程专业：设计者：硬币分拣装置设计一、设计背景及作品简介随着社会不断向前发展，科学技术日新月异，取得了人类前所未有的成就，人们的生活水平不断提高，生活节奏也不断加快。

在人们的观念中，对生活质量的要求也越来越高。

人们的普遍心理愿望就是在社会生活日益加快的节奏中，能够减少自己的工作量，拥有更多的休闲娱乐时间。

但是仍有许多工作不得不用人力从事着繁重的工作，如：银行部门为了大量硬币的整理和计数、公交公司的硬币整理计数等。

我们根据市场的需求自主设计了硬币分拣装置。

它可以大大减轻人们的劳动量，提高效率。

此作品可以快速较为准确的分离我们市面上常用的一元、五角、一毛的硬币，并且可以拓展加上电子计数器即可实现硬币的计数功能。

二、硬币分拣机的设计方案与创新构思硬币分拣装置主要借鉴慧鱼模型中的各种部件的拼合创新结构组装而成的，然后根据我们实现硬币分离目的而具体设计各个结构部件，在改进的机构中，也有一些独特的创新之处，例如，该硬币分拣装置最突出的创新之处：首先电动机经过减速器带动硬币分离盘，它是利用离心力让硬币一个一个从盘中甩出，然后在传送带加速后，硬币在轨道中行进，利用硬币直径大小的不同，从而分离开不同面值的硬币。

再基于STC89C52单片机与红外传感器的辅助计数系统，完善了硬币分拣装置的功能。

这些的创新都是源于结合第七届全国大学生机械创新设计大赛主题与内容，以慧鱼模型中分拣轨道的基本结构为基础，并增加有分离盘和加速传送带，让硬币有充足的动力和速度在轨道上滑动，这可以加快硬币分离的速度，提到分离效率。

精确设计的轨道宽度，可以使较大直径的硬币从其通过，较小直径的硬币落入下一轨道，从而依次分离硬币，这也提高了硬币分离的准确性，装置工作流程如图1所示。

大量不同规格的硬币分离甩盘传送带加速计数及打包一元硬币1分离滑道计数及打包五角硬币2分离滑道计数及打包一角硬币图1 装置工作流程图a. 分离甩盘装置：它是利用电动机带动一个大齿轮盘，在甩盘壁上开有仅能同时甩出一枚硬币的槽口，用来实现使硬币一个接着一个的被甩出来。