一種紙幣硬幣分類機的設計研究

陳洪容 覃智廣 付秋林

【摘要】本設計主要針對目前城市公交公司、商貿和銀行關于錢幣的分類、清點、整理，計數(shù)需求而設計。本機械裝置可以對混雜在一起的各種紙幣和硬幣進行分類、清點、整理，計數(shù)。設計簡便、清分準確、使用可靠、維護簡便、價格低廉等。

【關鍵詞】錢幣分類；識別；清點；整理

一、研究的背景及意義

銀行等一些特殊部門要對大量的紙幣、硬幣進行高效的分類處理，如技術、分類、包裝等以使其再流通，無人售票車、投幣電話等需要對硬幣進行實時分類，而且在目前在世界范圍內，硬幣以其成本低，流通次數(shù)多、耐磨損、易回收等無可替代的優(yōu)勢將占領小面額貨幣市場是大勢所趨。市場需要一種成熟可靠的硬幣自動處理機具。

二、設計思路

（一）紙硬幣的材質不同進行區(qū)分

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

（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分離硬幣。

（三）紅外傳感器的信號傳輸

紅外傳感器可以傳出信號也可以接收信號，當發(fā)出的信號被反光物質擋住并通過反射回去接收，傳感器將會產(chǎn)生一個電流信號。當單個硬幣通過紅外傳感器時便會發(fā)生一個紅外線的反射，從而產(chǎn)生一個電信號，通過對電信號的一系列的處理，可以顯示出硬幣的幣值，再將顯示的幣值進行疊加便可以顯示投硬幣的幣值。

三、機械機構設計

（一）框架

外部框架作為整個裝置的外部結構，不僅要承受裝在其上面各項機構的重力，還要承受自身的重力，并且作為一個裝置，它既要有嚴謹性又要便于搬運。因此作為主體框架要求有很高的硬度，同時又要不易變形。

（二）入口盒

入口盒主要用于緩存紙硬幣，將入口盒的出口，設計為扁平縮小且有一定的傾斜程度的矩形結構。

（三）滾筒

滾筒主要用于分離紙幣與硬幣，在滾筒內壁設計一定規(guī)格的矩形空孔，其大小要求確保最大硬幣（一元）能通過矩形空孔掉落而小于紙幣的1/4。滾筒直徑應大于紙幣的長度便于紙幣在滾筒內順利通過。

（四）紙幣滑道

紙幣滑道承接滾筒吹出來的紙幣將紙幣傳送到紙幣收集裝置。因無任何額外動力作為紙幣動力，故將紙幣滑到設計為傾斜軌道，利用重力作為向下運動的動力。

（五）紙幣震動收集箱

震動箱的目的是為了使掉下來的紙幣平鋪，方便手動抓取。為完成整個裝置的正常運行，我們采取12V37GB520減速電機，通過電機的轉動而產(chǎn)生振動。

（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。第二層將五角的硬幣分離出來，第三層收集分離剩下的1角硬幣。

（七）硬幣收集箱

硬幣經(jīng)過三次分離后，通過不同的管道引導不同面值的硬幣至不同的收集區(qū)，保證清分。

（八）風扇

風扇采用的是5V直流航拍電機，具有馬力強勁，電機體積小，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、控制部分設計

控制部分主要有：紅外傳感器，單片機以及數(shù)碼管。傳感器裝在硬幣滑下的管道的側面，當一枚硬幣滑過時，傳感器就會發(fā)出一個信號，單片機接收到信號，經(jīng)過識別、分析、計算，再將通過數(shù)碼管顯示出來，整個裝置采用的是5V的鋰電池作為供電電源?？刂撇糠种饕瓿慑X幣的計數(shù)匯總，最后顯示分類的結果情況。

五、應用前景分析

本設計將風力傳動和齒輪傳動完美配合，以實現(xiàn)紙、硬幣分離，保證了分離紙幣硬幣的效率問題，根據(jù)搖桿機構非圓性運動，使收集箱水平震動，實現(xiàn)紙幣整理，解決了紙幣縱向無序堆放的煩惱。硬幣分離模塊，通過三層篩板對硬幣一一分離，避免了分類卡機、損壞機器的風險，且分離效率較高，具有較高的實用性。大型機構（超市、公交公司等）對其清理錢幣的需求極大，其推廣應用一定具有廣闊的市場。

參考文獻

[1] 聞邦椿.機械設計手冊第二版[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[2] 陳國華.機械機構及應用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

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