多功能硬幣清分機

王震

摘 要：近年來，隨著自動售貨機、中小型超市、社區便利店的快速發展，市場上出現了大量的硬幣。本研究針對硬幣手工清分費時費力，以及主流的硬幣分離器存在成本高、不環保的缺點，系統地介紹了硬幣清分機的工作流程。該裝置不僅具備對我國現行硬幣快速準確按幣值進行自動分理的能力，同時還具備計數、顯示總額的功能，具有設計簡便、分離準確、使用可靠、維護簡便、環保高效的優點。

關鍵詞：硬幣清分機；階梯式導軌；離心；3D打印；計數

1 技術背景及研究意義

隨著無人售票、自動售貨機的推廣，硬幣流通量大大增加，特別是公交公司、金融部門等每天要對大量硬幣進行分類，工作量巨大。雖然市場上已經有各種硬幣分類機，但由于價格昂貴，一次分離量少等原因，目前國內仍普遍采用人工處理的方式。由于硬幣手工清分成本大，利潤小，一般不復點且誤差多，因此硬幣流通自動化成為迫切的社會需求，市場需要一種成熟可靠的硬幣自動處理機具。不斷提高硬幣的識別能力和計數速度是硬幣清分機研究的主要方向。

2 整體方案設計（見圖1、圖2、圖3）

3 工作原理

首先將三種不同規格混合的硬幣放入到漏斗3中，在重力的作用下硬幣從漏斗3的底部落下進入到離心筒12中，硬幣在離心筒12中離心后經硬幣出口12-1進入到彎接頭13，在慣性和重力的作用下硬幣將進入到滑道4中，滑槽Ⅰ4-1、滑槽Ⅱ4-2和滑槽Ⅲ4-3的寬度分別與一角硬幣、五角硬幣、一元硬幣的直徑對應相等。所以不同規格直徑的硬幣分別進入到與直徑對應相等的滑槽中，從而完成硬幣的分類和分離。硬幣分離后從對應的硬幣進入孔Ⅰ4-4、硬幣進入孔Ⅱ4-5或者硬幣進入孔Ⅲ4-6中落下進入到導流槽5上三個對應的導流滑道中，每個導流滑道中設置有一個光電計數器感應裝置8，此環節采用新型的電磁感應脈沖信號計數，當硬幣陸續通過光電計數器感應裝置8時，光電計數器的接收端會收到光信號，同時在輸出端輸出脈沖信號。單片機電路板9對輸出的電脈沖信號計數，同時轉換成相應的面額計數，結果用顯示器10顯示。

4 創新點與應用背景

4.1 創新點

4.1.1 采用離心技術對混幣進行送料，通過電機驅動時產生的離心力帶動硬幣旋轉，圓筒底部設置出幣口，每次可以允許一枚硬幣通過。可調整電機轉速合理控制了硬幣進入分類滑軌的初速度，以實現硬幣有序地進入分類部分。

4.1.2 利用不同面額硬幣直徑大小的不同這一特性設計了獨特的階梯式分類滑軌。針對離心裝置每次只能將一枚硬幣送出，造成硬幣在分離滑軌中“排隊”，送料效率低這一問題。我們將導軌設計成階梯狀，巧妙地實現了硬幣在流經分離段時加速分離，且各種面額硬幣同時分離互不影響，而后落入各自軌道進行后續計數。考慮到五角硬幣（直徑20.5mm）和一角硬幣（直徑19mm）直徑相差只有1.5mm，故滑道4采用3D打印技術制作而成，精度高，保證了分類的準確性。

4.1.3 光電計數器感應裝置的寬度與導流槽寬度保持一致，保證了對每個硬幣都可以進行準確計數。此環節不僅通過程序自動計算出了硬幣的總金額，而且對各種面額硬幣的數目也進行了統計，實現了對硬幣的高效分類和整理。

4.2 應用前景

目前在全世界范圍內，硬幣以其成本低、流通次數多、耐磨損、易回收等無可替代的優勢占領小面額貨幣市場將是大勢所趨。我國第五版人民幣的發行，輔幣（10元以下）硬幣化已經成為一種趨勢，未來硬幣的投放量還將大幅度增加。本裝置可廣泛運用于商場、火車站、汽車站和公交集團等硬幣密集集中區域。利用對硬幣的分理，可以統計出每種硬幣的數量，且顯示出總金額，減輕了每日清點營業額的負擔，具有廣闊的應用前景。

參考文獻

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