一種多通道硬幣清分裝置的設計

陳磊磊　邊宇宇　何晴　陳順豐　朱栩超

摘要：我國累計發行硬幣已超過1500億枚，目前國內外較為成熟的硬幣自動分揀技術多數是根據物理特性進行分揀，如根據形狀尺寸、材料性質、體積密度等對硬幣進行分類。本文所設計的一種分層式多通道硬幣清分裝置可根據硬幣的直徑尺寸不同進行快速分類，具有結構簡單新穎、分揀準確、使用可靠、維護簡便、價格低廉等特點，同時保留了升級和擴展的潛能，可較好的實現分揀硬幣的功能。利用光電傳感器和單片機控制，使分層式多通道硬幣分揀裝置具有自動清點硬幣數量的功能，極大地解放了人力，提升了效率。

關鍵詞：硬幣分離;自動清點

1引言

硬幣的使用歷史久遠，硬幣分揀機在歐美等發達國家國家起步比較早，其研制的大型硬幣處理機，不僅有分揀功能，還有打包的功能，集成自動化的程度較高。國內許多大學對分揀打包機有過研究，不過因為功能無法完美實現而最終放棄，國內的機器大部分僅僅有分揀功能，缺乏打包的功能。隨著經濟的發展，投入使用的硬幣越來越多，這勢必會造成回收的困難，同時假幣的混入加大了分揀的難度，給許多公交車等公司帶來巨大的損失。因此本文旨在提出分層式多通道硬幣分揀裝置的結構設計。

2多通道清分機的機構設計

2.1 工作原理

分層式多通道硬幣清分裝置，工作流程如圖1。通過離心力的作用，將單個硬幣送入滑道中，根據不同面值的硬幣直徑，在滑道上加工不同大小的缺口，實現硬幣的分離，并將分離出的硬幣分別收集到圓柱形的容器中。另外，為提高分揀效率，使用多個通道，然后通過設計的轉動碼盤裝置，將同一面值的硬幣收集到一起，最后稱重計數。分層式多通道硬幣清分裝置的主要組成部分，如圖2所示。

1、盛幣器，2、轉盤、3、流道4硬幣滑道、5、硬幣收集隔離盤6、硬幣收集盤

2.2硬幣分離系統的設計

硬幣分離系統包括電機、轉盤、盛幣器、硬幣流道等部分組成，盛幣器、硬幣流道的結構如圖3、4所示。通過電機帶動轉盤，使硬幣在離心力的作用下，硬幣會單枚通過盛幣器下方的開槽，然后通過流道進入硬幣分類系統。

在盛幣器底部有8個開槽，目的是讓筒內的硬幣順著開口甩出，故其尺寸大于1元硬幣的尺寸即可，為了固定安裝，其底部周圍設有8個矩形的連接座，可以在其中間開螺釘孔。其結構如圖3所示。

2.2硬幣分類系統的設計

硬幣分類系統主要包括硬幣滑道、硬幣隔離盤、硬幣收集盤等部分組成。其中硬幣滑道如圖5所示，圖5.A是單個硬幣通道的結構，采用螺旋下降的方式設計，硬幣經過流道之后進入硬幣滑道，在重力的作用之下，依次經過c、b、a三個開槽，三個開槽a最大，c最小。開槽c切斜高度僅僅比1角硬幣傾斜時的高度大，比其他面額硬幣的高度小。硬幣經過c時，只有1角的硬幣落下，而5角、1元的硬幣較大，會滑道開槽b處。開槽b切斜高度僅僅比5角硬幣傾斜時的高度大，比1元硬幣的高度小，因此，開槽b的大小只能讓5角的硬幣落下，而1元的硬幣會滑過b槽。最后，1元的硬幣在a槽處落下。從而實現了1角、5角、1元硬幣的分類。

為實現高效率的分類，本裝置采用了8通道設計，8個硬幣滑道集成之后，結構如圖5.B所示。

硬幣經過上述的機構處理后，可以完成硬幣的分離、分類的操作，需要將不同面額的硬幣隔離、整理。為此，本文設計了一種收集隔離裝置，如圖6所示，將這些分揀好但是比較分散的硬幣收集起來。其設計的思路如下：為了方便與其他機構的銜接和整體的美觀性、整潔性，整體采用圓周設計，與盛幣容器結構相似。我們在該容器底盤依次的開孔，外圈為1角硬幣落孔，中間一圈為5角硬幣落孔，最內層為1元硬幣落孔，硬幣的從硬幣通道掉出后，進入對應隔離區域。由于隔離區域底部為斜面設計，硬幣最后會進入到圓柱形的杯體中，實現硬幣的整理。

3結語

本文給出了一種分層式多通道硬幣分揀裝置，經過試驗研究，本裝置具有結構簡單新穎、分揀準確、使用可靠、維護簡便、價格低廉等特點，具有推廣意義。

參考文獻

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作者簡介：陳磊磊（1986—），男，碩士，講師，機械精度智能設計

通訊作者：邊宇宇（2002—），男，在讀本科，電子封裝專業。