一種紙幣硬幣分類(lèi)機(jī)的設(shè)計(jì)研究

陳洪容 覃智廣 付秋林

【摘要】本設(shè)計(jì)主要針對(duì)目前城市公交公司、商貿(mào)和銀行關(guān)于錢(qián)幣的分類(lèi)、清點(diǎn)、整理，計(jì)數(shù)需求而設(shè)計(jì)。本機(jī)械裝置可以對(duì)混雜在一起的各種紙幣和硬幣進(jìn)行分類(lèi)、清點(diǎn)、整理，計(jì)數(shù)。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、清分準(zhǔn)確、使用可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉等。

【關(guān)鍵詞】錢(qián)幣分類(lèi)；識(shí)別；清點(diǎn)；整理

一、研究的背景及意義

銀行等一些特殊部門(mén)要對(duì)大量的紙幣、硬幣進(jìn)行高效的分類(lèi)處理，如技術(shù)、分類(lèi)、包裝等以使其再流通，無(wú)人售票車(chē)、投幣電話等需要對(duì)硬幣進(jìn)行實(shí)時(shí)分類(lèi)，而且在目前在世界范圍內(nèi)，硬幣以其成本低，流通次數(shù)多、耐磨損、易回收等無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)將占領(lǐng)小面額貨幣市場(chǎng)是大勢(shì)所趨。市場(chǎng)需要一種成熟可靠的硬幣自動(dòng)處理機(jī)具。

二、設(shè)計(jì)思路

（一）紙硬幣的材質(zhì)不同進(jìn)行區(qū)分

紙幣與硬幣在材料、質(zhì)量、面積上有較大的區(qū)別，紙幣材料柔軟、質(zhì)量清、面積大而硬幣材料堅(jiān)硬，不易變形、質(zhì)量重、面積小。鑒于兩種幣種的這些特點(diǎn)。我們選擇利用重量和外形將紙幣和硬幣區(qū)分開(kāi)。

（二）硬幣幣值不同其大小不同

同一幣值的硬幣大小、外形、重量完全相同，而不同幣值的硬幣大小、外形、重量有所差別。鑒于此，我們可以利用其直徑大小來(lái)分離硬幣。

（三）紅外傳感器的信號(hào)傳輸

紅外傳感器可以傳出信號(hào)也可以接收信號(hào)，當(dāng)發(fā)出的信號(hào)被反光物質(zhì)擋住并通過(guò)反射回去接收，傳感器將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電流信號(hào)。當(dāng)單個(gè)硬幣通過(guò)紅外傳感器時(shí)便會(huì)發(fā)生一個(gè)紅外線的反射，從而產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)，通過(guò)對(duì)電信號(hào)的一系列的處理，可以顯示出硬幣的幣值，再將顯示的幣值進(jìn)行疊加便可以顯示投硬幣的幣值。

三、機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）框架

外部框架作為整個(gè)裝置的外部結(jié)構(gòu)，不僅要承受裝在其上面各項(xiàng)機(jī)構(gòu)的重力，還要承受自身的重力，并且作為一個(gè)裝置，它既要有嚴(yán)謹(jǐn)性又要便于搬運(yùn)。因此作為主體框架要求有很高的硬度，同時(shí)又要不易變形。

（二）入口盒

入口盒主要用于緩存紙硬幣，將入口盒的出口，設(shè)計(jì)為扁平縮小且有一定的傾斜程度的矩形結(jié)構(gòu)。

（三）滾筒

滾筒主要用于分離紙幣與硬幣，在滾筒內(nèi)壁設(shè)計(jì)一定規(guī)格的矩形空孔，其大小要求確保最大硬幣（一元）能通過(guò)矩形空孔掉落而小于紙幣的1/4。滾筒直徑應(yīng)大于紙幣的長(zhǎng)度便于紙幣在滾筒內(nèi)順利通過(guò)。

（四）紙幣滑道

紙幣滑道承接滾筒吹出來(lái)的紙幣將紙幣傳送到紙幣收集裝置。因無(wú)任何額外動(dòng)力作為紙幣動(dòng)力，故將紙幣滑到設(shè)計(jì)為傾斜軌道，利用重力作為向下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。

（五）紙幣震動(dòng)收集箱

震動(dòng)箱的目的是為了使掉下來(lái)的紙幣平鋪，方便手動(dòng)抓取。為完成整個(gè)裝置的正常運(yùn)行，我們采取12V37GB520減速電機(jī)，通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)。

（六）硬幣滑板

硬幣滑板分為三層，第一層可以將一元的硬幣從所有的硬幣中分離出來(lái)。第二層將五角的硬幣分離出來(lái)，第三層收集分離剩下的1角硬幣。

（七）硬幣收集箱

硬幣經(jīng)過(guò)三次分離后，通過(guò)不同的管道引導(dǎo)不同面值的硬幣至不同的收集區(qū)，保證清分。

（八）風(fēng)扇

風(fēng)扇采用的是5V直流航拍電機(jī)，具有馬力強(qiáng)勁，電機(jī)體積小，耗電量小。

本裝置的硬件框架如圖1所示： 圖1 裝置的硬件框架

四、控制部分設(shè)計(jì)

控制部分主要有：紅外傳感器，單片機(jī)以及數(shù)碼管。傳感器裝在硬幣滑下的管道的側(cè)面，當(dāng)一枚硬幣滑過(guò)時(shí)，傳感器就會(huì)發(fā)出一個(gè)信號(hào)，單片機(jī)接收到信號(hào)，經(jīng)過(guò)識(shí)別、分析、計(jì)算，再將通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)，整個(gè)裝置采用的是5V的鋰電池作為供電電源。控制部分主要完成錢(qián)幣的計(jì)數(shù)匯總，最后顯示分類(lèi)的結(jié)果情況。

五、應(yīng)用前景分析

本設(shè)計(jì)將風(fēng)力傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)完美配合，以實(shí)現(xiàn)紙、硬幣分離，保證了分離紙幣硬幣的效率問(wèn)題，根據(jù)搖桿機(jī)構(gòu)非圓性運(yùn)動(dòng)，使收集箱水平震動(dòng)，實(shí)現(xiàn)紙幣整理，解決了紙幣縱向無(wú)序堆放的煩惱。硬幣分離模塊，通過(guò)三層篩板對(duì)硬幣一一分離，避免了分類(lèi)卡機(jī)、損壞機(jī)器的風(fēng)險(xiǎn)，且分離效率較高，具有較高的實(shí)用性。大型機(jī)構(gòu)（超市、公交公司等）對(duì)其清理錢(qián)幣的需求極大，其推廣應(yīng)用一定具有廣闊的市場(chǎng)。

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作者簡(jiǎn)介：陳洪容（1975.05—），女，漢族，四川宜賓人，碩士，教師，講師，研究方向：機(jī)電一體化的教學(xué)、科研。