基于振動(dòng)篩的硬幣分離裝置的設(shè)計(jì)與研究

沈曉君 唐珊珊 趙東 李帥 賈璐

摘要：針對(duì)人工分硬幣費(fèi)時(shí)費(fèi)力的難題，本論文設(shè)計(jì)一種基于振動(dòng)篩的硬幣分揀裝置，利用振動(dòng)篩的往復(fù)振動(dòng)達(dá)到自動(dòng)、高效分揀硬幣的目的。裝置主體由三層篩面組成，其中上層和中層篩面設(shè)有若干個(gè)硬幣通過孔，經(jīng)過振動(dòng)篩的往復(fù)振動(dòng)，一元硬幣、五角硬幣和新式一角分別落在上層、中層和下層篩面，最后通過稱重可知每種硬幣數(shù)量。

關(guān)鍵詞：振動(dòng)篩；硬幣分揀；急回運(yùn)動(dòng)

0 引言

目前國內(nèi)硬幣分揀大多是手工操作，耗時(shí)費(fèi)力。而隨著硬幣的使用越來越普及，尤其在自動(dòng)售貨機(jī)、寶寶搖搖車和公交車等場合，手工分揀硬幣的方式已經(jīng)不能滿足大量硬幣的處理要求，所以迫切需求一種硬幣分揀收集裝置[1]。如今市場上使用較多的硬幣分揀機(jī)分類效果差，工作效率低，且主要用于簡單的分揀。本論文根據(jù)硬幣尺寸的不同，擬設(shè)計(jì)制作一種基于振動(dòng)篩的硬幣分揀裝置，該裝置可提高分類精度及工作效率[2]。

1 總體設(shè)計(jì)思路

如圖1所示，本設(shè)計(jì)裝置由連桿機(jī)構(gòu)和篩選結(jié)構(gòu)組成。當(dāng)曲柄做等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，搖桿做變速擺動(dòng)，且擺回的平均速度大于進(jìn)程的平均速度，從而帶動(dòng)三層篩面往復(fù)振動(dòng)，可達(dá)到分揀硬幣的目的。

2 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)即一個(gè)連架桿為曲柄，能做整周回轉(zhuǎn)，另一個(gè)連架桿為搖桿，只能往復(fù)擺動(dòng)。當(dāng)曲柄與連桿兩次共線時(shí)，搖桿處在兩個(gè)極限位置，稱極位。如圖2所示，當(dāng)機(jī)構(gòu)處在兩極位時(shí)，原動(dòng)件曲柄所在的兩個(gè)特殊位置AB1和AB2之間所夾的銳角0稱為極位夾角[3]。

圖1基于振動(dòng)篩的硬幣分揀裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖

搖桿從最左端DC1運(yùn)動(dòng)到最右端DC2時(shí)，曲柄轉(zhuǎn)過的角度：a1 =180°+0；搖桿從最右端DC2運(yùn)動(dòng)到最左端DC1時(shí)，曲柄轉(zhuǎn)過的角度：d2=180°一0。由 于曲柄勻速運(yùn)動(dòng)，可見搖桿回來的時(shí)間短、速度快，稱機(jī)構(gòu)的急回運(yùn)動(dòng)特性，急回程度用K描述。因機(jī)構(gòu)要具有急回特性，初定AB=15Cm，BC=36cm，CD=24cm，AD=30cm。

3 三次篩面設(shè)計(jì) 一元硬幣、五角硬幣、新式一角硬幣直徑分別為25mm、20.5mm和19mm。根據(jù)硬幣的直徑不同，在篩面上開直徑不同的孔，經(jīng)過振動(dòng)篩的往復(fù)振動(dòng)，使一元硬幣、五角硬幣和新式一角分別落在上層、中層和下層篩面，本裝置選取的孔直徑大小分別為24mm、20mm以及無孔的形式[4]。

4 結(jié)論

本文對(duì)基于振動(dòng)篩的硬幣分揀裝置進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要包括總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和三層篩面的設(shè)計(jì)。經(jīng)過振動(dòng)篩的往復(fù)振動(dòng)，一元硬幣、五角硬幣和新式一角分別落在上層、中層和下層篩面。本設(shè)計(jì)為硬幣分揀提供一個(gè)結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、效率高的裝置。

參考文獻(xiàn)：

[1]林毅聰，林志凱，蘭夢(mèng)月公交車錢幣分離器[J]南方農(nóng)機(jī)，2016（7）：92-93

[2]劉倩倩，趙一鳴.申展瑜，李敏硬幣分離兌換設(shè)計(jì)[J]電子世界，2016（13）：40-41

[3]孫桓，陳作模，葛文杰機(jī)械原理[M]北京：高等教育出版社，

[4]宋艷麗簡單硬幣分離裝置的設(shè)計(jì)[J]現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016（7）： 65-67