一種階梯式軌道硬幣清分機(jī)

摘 要：隨著社會的發(fā)展，各行各業(yè)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(shè)計的這種集硬幣分類、清點、計數(shù)等功能于一體的硬幣清分機(jī)，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(shè)計上滿足了低成本、易操作、高效率等要求，并且創(chuàng)新性很強(qiáng)。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(dú)特的V型輥板和硬幣擋板等機(jī)構(gòu)，能順利完成硬幣的傳送；分離部分的階梯式分離導(dǎo)軌是整個機(jī)構(gòu)最大的創(chuàng)新點，獨(dú)特的結(jié)構(gòu)能夠準(zhǔn)確實現(xiàn)不同種硬幣的分類；收集部分采用雙桶旋轉(zhuǎn)收集，大大提高了收集效率。

關(guān)鍵詞：硬幣清分機(jī)；階梯式導(dǎo)軌；V型輥板；雙桶旋轉(zhuǎn)收集

1 技術(shù)背景及研究意義

目前，在世界范圍內(nèi)，硬幣以其成本低、耐磨性好、流通次數(shù)多、易回收的優(yōu)勢廣泛流通于市場。當(dāng)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(xiàn)有的普通錢幣分類機(jī)功能比較單一而且易出現(xiàn)誤差等。這個硬幣清分機(jī)構(gòu)具有設(shè)計簡便，分離準(zhǔn)確，批量生產(chǎn)成本低，環(huán)保高效等優(yōu)點，完全符合社會的需求，尤其是運(yùn)用到公交公司和各大金融機(jī)構(gòu)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(shè)計

階梯式軌道硬幣清分機(jī)的主要結(jié)構(gòu)如圖1所示，它以鋁型材框架為整體的結(jié)構(gòu)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(jīng)過擋板裝置后，排列有序的進(jìn)入階梯式分離導(dǎo)軌；然后，硬幣在獨(dú)特設(shè)計的導(dǎo)軌上被分成不同類別，并進(jìn)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(shù)目；最后，待部分收集桶中硬幣收集滿后下端的舵機(jī)旋轉(zhuǎn)適當(dāng)?shù)慕嵌?，以便另一個收集桶進(jìn)入工作狀態(tài)，并將收集完的硬幣取出，完成最終的工作。另外，該機(jī)構(gòu)采用簡單的MC9S12XS128單片機(jī)控制整個機(jī)構(gòu)的工作。

3 主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計

3.1 皮帶傳送裝置

皮帶傳送裝置的主要結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)軸、可動輥板、舵機(jī)等組成。其中V型輥板和可動輥軸的設(shè)計主要是為了實現(xiàn)皮帶松緊的調(diào)試，這樣的設(shè)計有效的實現(xiàn)了皮帶松緊的調(diào)控，并且操作簡單方便。傳送帶由摩擦系數(shù)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(shè)有特有的擋板機(jī)構(gòu)，以保證硬幣有序的進(jìn)入分離機(jī)構(gòu)。

3.2 分離導(dǎo)軌裝置

分離導(dǎo)軌裝置的主要結(jié)構(gòu)如圖3所示，它由多個導(dǎo)軌單元并列而成，每個獨(dú)立的單元均是具有獨(dú)特形狀的分離軌道。該結(jié)構(gòu)在設(shè)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(dǎo)軌設(shè)計成多階梯式的，巧妙地實現(xiàn)各種硬幣的分類。

3.3 旋轉(zhuǎn)收集裝置

旋轉(zhuǎn)收集裝置的主要結(jié)構(gòu)如圖4所示，主要由收集桶、旋轉(zhuǎn)舵機(jī)、上下縱梁、舵機(jī)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(jī)旋轉(zhuǎn)180度，讓另一個收集桶處于工作狀態(tài)，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(cè)面設(shè)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(shè)有光感計數(shù)裝置，能夠準(zhǔn)確地實現(xiàn)硬幣的計數(shù)。

4 創(chuàng)新點與應(yīng)用前景

4.1 創(chuàng)新點

獨(dú)特的V形傳送帶實現(xiàn)傳送帶的張緊，相比其他張緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；巧妙的擋板結(jié)構(gòu)將硬幣排成一列列的進(jìn)入分離裝置，間接提高了效率；獨(dú)特的三階梯式分離軌道實現(xiàn)不同尺寸硬幣分類，不僅結(jié)構(gòu)簡單巧妙而且效果很好；可旋轉(zhuǎn)的雙筒收集裝置，有效地解決了分類計數(shù)問題，且效率高。

4.2 應(yīng)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(dāng)時硬幣的清分工作大部分是靠人力來完成。我們設(shè)計的這款機(jī)構(gòu)具有設(shè)計簡便，分離準(zhǔn)確，批量生產(chǎn)成本低，環(huán)保高效等優(yōu)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(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]濮良貴，陳國定.機(jī)械設(shè)計[M].第9版.北京：高等教育出版社，2013.

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

[3]機(jī)械設(shè)計手冊編委會.機(jī)械設(shè)計手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

*通訊作者：陳光。