基于Arduino控制的硬幣包裝機

陳林+付宇澤+朱文濤

【摘 要】針對目前硬幣包裝機使用成本高等情況，設計了一種將硬幣整理、包裝、清點于一體的低成本硬幣包裝機。該機器包括控制部分、送料部分、訂裝部分、外殼部分。控制部分控制送料部分中硬幣的運送任務和訂裝部分中硬幣的訂裝任務。該機器降低了人工成本，提高了包裝效率，同時，可降低硬幣包裝機使用價格，提高硬幣包裝機的市場應用率。

【關鍵詞】包裝機；硬幣包裝；硬幣清點；控制系統

1.引言

在大中型城市，硬幣使用廣泛且使用量巨大，硬幣包裝也成為研究熱點。目前硬幣包裝方式有機器包裝和人工包裝兩種方式，但目前硬幣包裝機大多價格高昂、結構復雜，人工包裝費時費力。高價格極大地限制了硬幣包裝機的市場使用率，一般企業、學校、公司不愿意花高成本去使用這種硬幣包裝機，而人工包裝又帶來人工成本和時間成本的問題。大多包裝機采用紙張包卷硬幣實現包裝目的，而紙張包卷結構較復雜，實現難度大。從降低使用成本的角度出發，采用訂裝的方式，利用訂書機的功能實現硬幣訂裝的目的，低成本的解決硬幣包裝問題，提高包裝機市場應用率。

2.包裝機結構

基于Arduino控制的新型硬幣包裝機由控制部分、送料部分、訂裝部分、外殼部分組成。

3.實施過程

3.1 硬幣送入

當使用者需要使用本包裝機時，打開機器總開關，控制送料部分的步進電機正向轉動，驅動同步帶轉動，帶動幣訂裝盒移動出來，即從初始位置移動到中轉位置。當硬幣訂裝盒傳送至硬幣訂裝盒前限位開關時，步進電機停止轉動。此時使用者右手將一張包裝紙的中部放在硬幣訂裝盒上，左手從清點硬幣盒拿出小格里的十枚硬幣，豎直放入硬幣訂裝盒，共放入五十枚硬幣，同時將包裝紙壓入硬幣訂裝盒上，整理好包裝紙狀態，以便訂裝任務順利完成。按下工作開關，控制步進電機反向轉動，硬幣訂裝盒在帶傳動作用下進入機器內部，回到初始位置。至此，送料部分硬幣送入任務完成。

3.2 訂裝

當裝好硬幣和包裝紙的硬幣訂裝盒回到初始位置時，會碰撞到位于初始位置的硬幣訂裝盒后限位開關，兩個推桿電機運轉，向前推動訂裝部分的推壓板和承壓板相向運動，推壓板通過彈簧間接推動中間板，當中間板和承壓板推合到一起后，包裝紙上端和側端開口在兩板的壓合作用下對合到一起，此時，推壓板繼續向前推壓，壓縮彈簧，并推壓訂裝出針結構出針，和設在承壓板上的訂裝底座一起訂合包裝紙的兩端和側端。至此，訂裝部分硬幣訂裝任務完成。

3.3 硬幣送出

當訂裝完成時，兩推桿電機在接收到Arduino給出的反轉信號下相背運動至自身原始的鎖定點而停止，推桿電機也帶動所有訂裝結構回到原始位置，等待下一次訂裝指令；步進電機正轉，驅動同步帶轉動，硬幣訂裝盒在帶傳動作用下從機器內部移動出來，到達硬幣訂裝盒前限位開關時，步進電機停止轉動。此時使用者將包裝好的硬幣放入指定的包裝好的硬幣收納盒。至此，送料部分硬幣送出任務完成。

3.4 計數

包裝機每次包裝的硬幣數目是50枚，每次執行訂裝任務會使訂裝完成檢測開關工作一次，Arduino控制模塊接收到訂裝完成檢測開關的計數信號，通過記錄其工作次數和利用換算公式：包裝硬幣總數=50枚x工作次數，來計算硬幣包裝總數量。同時，Arduino控制模塊將包裝機包裝過的硬幣包數和硬幣總數等信息實時顯示在顯示屏上，供使用者知曉。至此，計數任務完成。

一個包裝周期完成后，當使用者需要繼續進行包裝工作時，只需要重復上述工作流程。若使用者完成了包裝工作，只需要按下總開關，Arduino控制模塊接收到信號后，發出兩個指令：一是讓總開關顯示燈熄滅，二是讓步進電機反向轉動，硬幣訂裝盒在帶傳動作用下進入機器內部，回到初始位置。當空載的硬幣訂裝盒回到初始位置時，會碰撞到位于初始位置的硬幣訂裝盒后限位開關，此開關反饋信號給Arduino控制模塊，控制模塊發出指令，讓步進電機停止轉動。至此，整個機器復位，結束工作。

作者簡介：

陳林：（1996.03-），男，漢，湖南常德人，上海電機學院機械電子工程專業14級本科生。

付宇澤：（1998.08-），男，滿，黑龍江哈爾濱人，上海電機學院機械電子工程專業16級本科生。

朱文濤：（1997.01-），男，漢，甘肅金昌人，上海電機學院測控技術與儀器專業15級本科生。

黃黎銘：（1998.08-），男，漢，上海崇明人，上海電機學院材料成型及控制工程 16 級本科生。

鐘力：（1963.03-），女，漢，遼寧開原人，上海電機學院機械學院副教授。endprint