一種階梯式軌道硬幣清分機

摘 要：隨著社會的發展，各行各業對硬幣的使用越來越頻繁，從而也增加了硬幣清分工作的壓力。為了解決這些問題，設計的這種集硬幣分類、清點、計數等功能于一體的硬幣清分機，提高了硬幣清分的效率，減輕了硬幣清點的壓力。該裝置在設計上滿足了低成本、易操作、高效率等要求，并且創新性很強。該裝置主要由傳送部分、分離部分、收集部分組成。傳送部分用到了獨特的V型輥板和硬幣擋板等機構，能順利完成硬幣的傳送；分離部分的階梯式分離導軌是整個機構最大的創新點，獨特的結構能夠準確實現不同種硬幣的分類；收集部分采用雙桶旋轉收集，大大提高了收集效率。

關鍵詞：硬幣清分機；階梯式導軌；V型輥板；雙桶旋轉收集

1 技術背景及研究意義

目前，在世界范圍內，硬幣以其成本低、耐磨性好、流通次數多、易回收的優勢廣泛流通于市場。當多種硬幣混合在一起時，手工清分硬幣不僅成本高，效率還很低；另一方面，市場上現有的普通錢幣分類機功能比較單一而且易出現誤差等。這個硬幣清分機構具有設計簡便，分離準確，批量生產成本低，環保高效等優點，完全符合社會的需求，尤其是運用到公交公司和各大金融機構等地方，不僅減少了很多勞動力，降低支出成本，還大大提高了分離效率。

2 整體方案的設計

階梯式軌道硬幣清分機的主要結構如圖1所示，它以鋁型材框架為整體的結構框架，其他傳送、分離等裝置通過緊固件固定在鋁型材框架上[1-3]。工作原理：首先，硬幣在皮帶傳送裝置上經過擋板裝置后，排列有序的進入階梯式分離導軌；然后，硬幣在獨特設計的導軌上被分成不同類別，并進入不同的收集桶，同時收集桶上端口的傳感器記錄下硬幣的數目；最后，待部分收集桶中硬幣收集滿后下端的舵機旋轉適當的角度，以便另一個收集桶進入工作狀態，并將收集完的硬幣取出，完成最終的工作。另外，該機構采用簡單的MC9S12XS128單片機控制整個機構的工作。

3 主要結構的設計

3.1 皮帶傳送裝置

皮帶傳送裝置的主要結構如圖2所示，它主要由輥軸、V型輥板、傳送皮帶、皮帶張緊塊、擋板、旋轉軸、可動輥板、舵機等組成。其中V型輥板和可動輥軸的設計主要是為了實現皮帶松緊的調試，這樣的設計有效的實現了皮帶松緊的調控，并且操作簡單方便。傳送帶由摩擦系數大的橡膠制作而成，保證硬幣能在傳送帶上順利移動。另外，在皮帶的上方還設有特有的擋板機構，以保證硬幣有序的進入分離機構。

3.2 分離導軌裝置

分離導軌裝置的主要結構如圖3所示，它由多個導軌單元并列而成，每個獨立的單元均是具有獨特形狀的分離軌道。該結構在設計上巧妙地利用了不同硬幣在直徑、厚度等特征上存在的差異，將分離導軌設計成多階梯式的，巧妙地實現各種硬幣的分類。

3.3 旋轉收集裝置

旋轉收集裝置的主要結構如圖4所示，主要由收集桶、旋轉舵機、上下縱梁、舵機固定梁等組成。收集桶主要是盛裝分類完畢的硬幣，待其中一個收集桶收集滿后舵機旋轉180度，讓另一個收集桶處于工作狀態，并同時取下收集滿的硬幣，取下硬幣的過程中可以直接從收集桶側面設有的開口處直接取下，避免拆卸收集桶的工作。另外，此裝置還在收集桶上端口設有光感計數裝置，能夠準確地實現硬幣的計數。

4 創新點與應用前景

4.1 創新點

獨特的V形傳送帶實現傳送帶的張緊，相比其他張緊機構，設計結構簡單，操作方便；巧妙的擋板結構將硬幣排成一列列的進入分離裝置，間接提高了效率；獨特的三階梯式分離軌道實現不同尺寸硬幣分類，不僅結構簡單巧妙而且效果很好；可旋轉的雙筒收集裝置，有效地解決了分類計數問題，且效率高。

4.2 應用前景

目前，硬幣在社會上的流通越來越廣，公交公司、銀行、大型商場等場所有大量的硬幣需要分類、收集，而當時硬幣的清分工作大部分是靠人力來完成。我們設計的這款機構具有設計簡便，分離準確，批量生產成本低，環保高效等優點，完全符合社會的需求，不僅減少了很多勞動力，降低支出成本，還提高了分離效率，具有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1]濮良貴，陳國定.機械設計[M].第9版.北京：高等教育出版社，2013.

[2]孫桓，陳作模.機械原理[M].第7版.北京：高等教育出版社，2013.

[3]機械設計手冊編委會.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2003.

*通訊作者：陳光。