基于Arduino控制的硬币包装机

陈林+付宇泽+朱文涛

【摘 要】针对目前硬币包装机使用成本高等情况，设计了一种将硬币整理、包装、清点于一体的低成本硬币包装机。该机器包括控制部分、送料部分、订装部分、外壳部分。控制部分控制送料部分中硬币的运送任务和订装部分中硬币的订装任务。该机器降低了人工成本，提高了包装效率，同时，可降低硬币包装机使用价格，提高硬币包装机的市场应用率。

【关键词】包装机；硬币包装；硬币清点；控制系统

1.引言

在大中型城市，硬币使用广泛且使用量巨大，硬币包装也成为研究热点。目前硬币包装方式有机器包装和人工包装两种方式，但目前硬币包装机大多价格高昂、结构复杂，人工包装费时费力。高价格极大地限制了硬币包装机的市场使用率，一般企业、学校、公司不愿意花高成本去使用这种硬币包装机，而人工包装又带来人工成本和时间成本的问题。大多包装机采用纸张包卷硬币实现包装目的，而纸张包卷结构较复杂，实现难度大。从降低使用成本的角度出发，采用订装的方式，利用订书机的功能实现硬币订装的目的，低成本的解决硬币包装问题，提高包装机市场应用率。

2.包装机结构

基于Arduino控制的新型硬币包装机由控制部分、送料部分、订装部分、外壳部分组成。

3.实施过程

3.1 硬币送入

当使用者需要使用本包装机时，打开机器总开关，控制送料部分的步进电机正向转动，驱动同步带转动，带动币订装盒移动出来，即从初始位置移动到中转位置。当硬币订装盒传送至硬币订装盒前限位开关时，步进电机停止转动。此时使用者右手将一张包装纸的中部放在硬币订装盒上，左手从清点硬币盒拿出小格里的十枚硬币，竖直放入硬币订装盒，共放入五十枚硬币，同时将包装纸压入硬币订装盒上，整理好包装纸状态，以便订装任务顺利完成。按下工作开关，控制步进电机反向转动，硬币订装盒在带传动作用下进入机器内部，回到初始位置。至此，送料部分硬币送入任务完成。

3.2 订装

当装好硬币和包装纸的硬币订装盒回到初始位置时，会碰撞到位于初始位置的硬币订装盒后限位开关，两个推杆电机运转，向前推动订装部分的推压板和承压板相向运动，推压板通过弹簧间接推动中间板，当中间板和承压板推合到一起后，包装纸上端和侧端开口在两板的压合作用下对合到一起，此时，推压板继续向前推压，压缩弹簧，并推压订装出针结构出针，和设在承压板上的订装底座一起订合包装纸的两端和侧端。至此，订装部分硬币订装任务完成。

3.3 硬币送出

当订装完成时，两推杆电机在接收到Arduino给出的反转信号下相背运动至自身原始的锁定点而停止，推杆电机也带动所有订装结构回到原始位置，等待下一次订装指令；步进电机正转，驱动同步带转动，硬币订装盒在带传动作用下从机器内部移动出来，到达硬币订装盒前限位开关时，步进电机停止转动。此时使用者将包装好的硬币放入指定的包装好的硬币收纳盒。至此，送料部分硬币送出任务完成。

3.4 计数

包装机每次包装的硬币数目是50枚，每次执行订装任务会使订装完成检测开关工作一次，Arduino控制模块接收到订装完成检测开关的计数信号，通过记录其工作次数和利用换算公式：包装硬币总数=50枚x工作次数，来计算硬币包装总数量。同时，Arduino控制模块将包装机包装过的硬币包数和硬币总数等信息实时显示在显示屏上，供使用者知晓。至此，计数任务完成。

一个包装周期完成后，当使用者需要继续进行包装工作时，只需要重复上述工作流程。若使用者完成了包装工作，只需要按下总开关，Arduino控制模块接收到信号后，发出两个指令：一是让总开关显示灯熄灭，二是让步进电机反向转动，硬币订装盒在带传动作用下进入机器内部，回到初始位置。当空载的硬币订装盒回到初始位置时，会碰撞到位于初始位置的硬币订装盒后限位开关，此开关反馈信號给Arduino控制模块，控制模块发出指令，让步进电机停止转动。至此，整个机器复位，结束工作。

作者简介：

陈林：（1996.03-），男，汉，湖南常德人，上海电机学院机械电子工程专业14级本科生。

付宇泽：（1998.08-），男，满，黑龙江哈尔滨人，上海电机学院机械电子工程专业16级本科生。

朱文涛：（1997.01-），男，汉，甘肃金昌人，上海电机学院测控技术与仪器专业15级本科生。

黄黎铭：（1998.08-），男，汉，上海崇明人，上海电机学院材料成型及控制工程 16 级本科生。

钟力：（1963.03-），女，汉，辽宁开原人，上海电机学院机械学院副教授。endprint