全自動硬幣分檢機構設計

摘 要:硬幣以其低成本、耐磨損、易回收的特點，成為世界范圍內最常用的流通貨幣之一，如何將回收的大量硬幣在較短時問內快速有效地清理、分檢和計數是世界各國普遍關注的問題。本文設計了一種利用硬幣的直徑大小進行分檢、利用光敏傳感器進行計數的機構，此機構在分檢過程中利用一組V型漏幣槽的結構，使它不盡可以在較短的時問內硬幣進行分檢和計數，并且可以有效地降低誤判率，節省大量人力和分檢硬幣的時間。

關鍵詞:硬幣分檢計數V型槽

中圖分類號:TH122文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0011-01

1 引言

我國自1957年以來一共發行了12鐘硬幣，由于硬幣較紙幣耐磨損、易回收等一些特點，在我們日常生活中得到了廣泛的應用，然而隨著硬幣的普及，硬幣的分檢與計數也就成為人們重視的一個問題，尤其是超市、公交車公司，銀行，大型商品零售企業等，迫切需要一種能夠準確高效的進行硬幣分檢和計數的機構。而現今市場上的硬幣分檢、計數機構的原理主要有三類:第一類，在機理上采用電渦流法，當渦流產生在無缺陷無限大的金屬表面或內部時，其強度按弱一強一弱的規律分布成環狀。當遇到缺陷時，渦流會產生畸變，這是渦流應用于無損探傷的基本原理。硬幣是一個有限平面，其表面有紋理，因此當交變磁場作用于其上時會產生不規則渦流，此機構的誤判率較低、效率高，但其成本較高，且抗電磁干擾能力差;第二類，帶傳送式自動硬幣分檢機構，其主要利用曲柄滑塊機構、凸輪機構等原理，通過曲柄滑塊機構不斷震動裝有硬幣的漏斗，使漏斗內的硬幣一個一個的滑到輸送帶上，并有序的送至檢測孔內，凸輪機構帶動推桿將分檢出的硬幣從階梯孔內推出，達到自動分檢硬幣，此機構的抗震、抗電磁干擾能力強，但其效率較低，誤判率較第一類高;第三類，該種設備是在振動作用下，利用硬幣的厚度、直徑間的相互關系，通過限制性的孔道達到分撿的目的，此機構的成本較低，結構簡單，但同第二類機構，其效率較低，且誤判率較第一類高。

2 系統總體設計

2.1 總體設計思路

如圖1所示，全自動硬幣分檢機的主要功能就是將大小不等、厚薄不一的混亂的硬幣進行自動分檢，并且按照其直徑的不同進行分類收集。該種機構是在凸輪機構的作用下產生振動，將硬幣送入分檢機構，分檢機構利用硬幣的厚度、直徑間的差異(注:以1元硬幣，一種5角硬幣，一種1角硬幣為例)，通過限制性的孔道達到分撿的目的，當硬幣從相應的孔掉下，在其下落的過程中會將發光二極管射向光敏電阻的光路隔斷，使光敏電阻的阻值發生改變，從而影響其所在回路的電學特性，通過測量任一特性，即可達到計數目的。此裝置是由電機、集幣盒、傳動裝置、凸輪機構、導槽、曲柄搖桿機構、V型漏幣槽、儲幣筒、光敏計數器等所組成，集幣盒與凸輪機構的推桿相連以傳遞振動，集幣盒出口的高度大于最大硬幣的厚度，而小于2倍最小硬幣的厚度;V型漏幣槽上有兩種以上大于相應硬幣直徑、而小于鄰近的大硬幣直徑的漏幣孔，且從小到大依次沿硬幣行駛方向排列;儲幣簡置于相應漏幣孔下;光敏計數器則置于相應儲幣筒的正下方。

2.2 單道槽設計

如圖2所示，由于硬幣的剛性很強，當大量的硬幣通過滑槽進行分幣時，易發生堵塞現象，影響分幣的效率，甚至發生卡死使得無法分幣，所以本文設計的機構在硬幣進入漏幣槽前設置了一個單道槽，槽的寬度大于一個最大硬幣的直徑，而小于2倍最小硬幣的直徑，使得硬幣在槽內只能單個通過，而在進入單道槽口處設置了一組由曲柄搖桿機構驅動的擾桿組，其運動的幅角為10°，易防止硬幣在進入單道槽時發生卡死。

2.3 V型漏幣槽設計

如圖3所示，在依靠硬幣直徑之間的不同來分幣的機構中，大多數都是使硬幣在平面上與漏幣孔進行比較來落幣，但是往往滑動的硬幣中心并不是正對著漏幣孔的中心，而且硬幣與硬幣直徑并不大，這樣便帶來了一個問題，就是硬幣并不是正對著漏幣孔通過，這樣就會產生誤判，而本文所設計的機構中的漏幣孔并不在一個平面上，而是成一個V型，且V型夾角為100°，為了保證硬幣貼在V型面上的邊緣能與V型槽底部充分接觸，所以V型槽夾角應大于90°，但為了有效地利用硬幣重力，提高其下滑速度，V型夾角又不能過大，所以選擇了100°，而設置在V型槽上的漏幣孔也與V型槽底相切，這樣便使滑過的硬幣在通過漏幣孔時，與漏幣孔在橫向向正對，從而有效地降低誤判率。

2.4 光敏計數器設計

光敏計數器是用光電三極管作為檢測元件。其原理如圖4所示，當硬幣從儲幣筒中落下時會穿過A、B之間，使得發光二極管A的光無法傳遞到B，從而改變Vo的大小，只要記錄Vo改變的次數，便可得到落下硬幣的數目，從而達到計數的目的。

3 結語

本文所設計的機構利用各硬幣直徑之間的差異對硬幣進行分檢，隨在主體思路上與前者沒有太大差異，但在提高哦啊效率、降低誤判率上有幾點創新，首先采用了V型漏幣槽的機構，提高了誤判率;采用一組曲柄搖桿機構，以防止卡死、提高效率;此機構除始端的振動喂入機構外，硬幣在機構中的運行均有自身的重力維持，無需其他輔助機構，在當今能源緊缺、環境污染的背景下，不失為一個低碳環保的設計。但是由于此機構是依靠硬幣的直徑進行分檢的，所以不具備辯偽功能，這是此裝置的一大缺點。

參考文獻

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