ATM挖钞机构动力学仿真分析

论文摘要

自动柔性材料处理机械在各个领域的应用非常广泛,从打印机、复印机等办公设备的取纸和送纸机构,到面料的自动化处理,再到点钞机、自动取款机的挖钞和送钞机构等。特别是自动取款机在出钞的时候可能会出现卡钞、叠钞和钞票撕裂等故障。因此,合理设计挖钞和送钞机构,保证纸币运送的平稳可靠已经成为自动取款机设计的当务之急。本文根据自动取款机挖钞机构中纸币和捻钞轮、剥离轮、导向轮间的相互作用力来推导出纸币的运动方程式,其中用修正后的库伦摩擦力来代替纸币和各个滚轮之间的接触力。文中把挖钞过程分为捻钞、粘连纸币剥离和进钞三个阶段,并对三个阶段分别建立相应的力学模型。本文对建立的各个阶段的力学模型,利用MATLAB程序编写相应的程序来模数值拟捻钞阶段中捻钞轮转速和正压力对捻钞成功率的影响、粘连纸币剥离阶段中剥离轮转矩和正压力对两张粘连纸币和单张纸币剥离的影响、进钞阶段中导向轮转动惯量和其与纸币间动摩擦系数以及正压力对进钞的影响,得到了相关参数的影响曲线和优化参数。本文利用多体动力学软件RecurDyn中媒体传送模块(MTT2D/3D)对挖钞机构中挖钞过程的三个阶段进行了不同工况下的动力学仿真分析,取得了相关参数对纸币运行动态的影响,并与数值得到的数据进行比较,验证了所建立理论模型的准确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 自动取款机挖钞机构
• 1.3.1 真空吸钞方式
• 1.3.2 摩擦挖钞方式
• 1.3.3 两种挖钞方式比较
• 1.3.4 摩擦挖钞机构
• 1.4 本文主要解决的问题
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 摩擦式挖钞机构动力学
• 2.1 捻钞动力学分析
• 2.1.1 捻钞模型
• 2.1.2 捻钞模型力学分析
• 2.2 纸币剥离动力学分析
• 2.2.1 纸币剥离模型
• 2.2.2 纸币剥离模型力学分析
• 2.3 进钞模型动力学分析
• 2.3.1 进钞模型
• 2.3.2 进钞模型力学分析
• 2.4 小结
• 第3章 数值仿真计算与分析
• 3.1 捻钞数值模拟
• 3.1.1 参数设定
• 3.1.2 数值模拟结果
• 3.2 纸币剥离数值模拟
• 3.2.1 参数设定
• 3.2.2 数值模拟结果
• 3.3 进钞数值模拟
• 3.3.1 参数设定
• 3.3.2 数值模拟结果
• 3.4 小结
• 第4章 挖钞机构动力学仿真
• 4.1 多体系统动力学概述
• 4.1.1 纸张模型
• 4.1.2 纸张和滚轮接触力分析
• 4.1.3 纸张和导向元件接触力分析
• 4.1.4 运动方程
• 4.2 动力学建模
• 4.2.1 单位设定
• 4.2.2 几何建模
• 4.2.3 添加传感器
• 4.2.4 添加驱动
• 4.3 仿真结果与分析
• 4.3.1 捻钞阶段工况仿真
• 4.3.2 剥离阶段工况仿真
• 4.3.3 进钞阶段工况仿真
• 4.4 小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录：程序