一种多通道硬币清分装置的设计

陈磊磊　边宇宇　何晴　陈顺丰　朱栩超

摘要：我国累计发行硬币已超过1500亿枚，目前国内外较为成熟的硬币自动分拣技术多数是根据物理特性进行分拣，如根据形状尺寸、材料性质、体积密度等对硬币进行分类。本文所设计的一种分层式多通道硬币清分装置可根据硬币的直径尺寸不同进行快速分类，具有结构简单新颖、分拣准确、使用可靠、维护简便、价格低廉等特点，同时保留了升级和扩展的潜能，可较好的实现分拣硬币的功能。利用光电传感器和单片机控制，使分层式多通道硬币分拣装置具有自动清点硬币数量的功能，极大地解放了人力，提升了效率。

关键词：硬币分离;自动清点

1引言

硬币的使用历史久远，硬币分拣机在欧美等发达国家国家起步比较早，其研制的大型硬币处理机，不仅有分拣功能，还有打包的功能，集成自动化的程度较高。国内许多大学对分拣打包机有过研究，不过因为功能无法完美实现而最终放弃，国内的机器大部分仅仅有分拣功能，缺乏打包的功能。随着经济的发展，投入使用的硬币越来越多，这势必会造成回收的困难，同时假币的混入加大了分拣的难度，给许多公交车等公司带来巨大的损失。因此本文旨在提出分层式多通道硬币分拣装置的结构设计。

2多通道清分机的机构设计

2.1 工作原理

分层式多通道硬币清分装置，工作流程如图1。通过离心力的作用，将单个硬币送入滑道中，根据不同面值的硬币直径，在滑道上加工不同大小的缺口，实现硬币的分离，并将分离出的硬币分别收集到圆柱形的容器中。另外，为提高分拣效率，使用多个通道，然后通过设计的转动码盘装置，将同一面值的硬币收集到一起，最后称重计数。分层式多通道硬币清分装置的主要组成部分，如图2所示。

1、盛币器，2、转盘、3、流道4硬币滑道、5、硬币收集隔离盘6、硬币收集盘

2.2硬币分离系统的设计

硬币分离系统包括电机、转盘、盛币器、硬币流道等部分组成，盛币器、硬币流道的结构如图3、4所示。通过电机带动转盘，使硬币在离心力的作用下，硬币会单枚通过盛币器下方的开槽，然后通过流道进入硬币分类系统。

在盛币器底部有8个开槽，目的是让筒内的硬币顺着开口甩出，故其尺寸大于1元硬币的尺寸即可，为了固定安装，其底部周围设有8个矩形的连接座，可以在其中间开螺钉孔。其结构如图3所示。

2.2硬币分类系统的设计

硬币分类系统主要包括硬币滑道、硬币隔离盘、硬币收集盘等部分组成。其中硬币滑道如图5所示，图5.A是单个硬币通道的结构，采用螺旋下降的方式设计，硬币经过流道之后进入硬币滑道，在重力的作用之下，依次经过c、b、a三个开槽，三个开槽a最大，c最小。开槽c切斜高度仅仅比1角硬币倾斜时的高度大，比其他面额硬币的高度小。硬币经过c时，只有1角的硬币落下，而5角、1元的硬币较大，会滑道开槽b处。开槽b切斜高度仅仅比5角硬币倾斜时的高度大，比1元硬币的高度小，因此，开槽b的大小只能让5角的硬币落下，而1元的硬币会滑过b槽。最后，1元的硬币在a槽处落下。从而实现了1角、5角、1元硬币的分类。

为实现高效率的分类，本装置采用了8通道设计，8个硬币滑道集成之后，结构如图5.B所示。

硬币经过上述的机构处理后，可以完成硬币的分离、分类的操作，需要将不同面额的硬币隔离、整理。为此，本文设计了一种收集隔离装置，如图6所示，将这些分拣好但是比较分散的硬币收集起来。其设计的思路如下：为了方便与其他机构的衔接和整体的美观性、整洁性，整体采用圆周设计，与盛币容器结构相似。我们在该容器底盘依次的开孔，外圈为1角硬币落孔，中间一圈为5角硬币落孔，最內层为1元硬币落孔，硬币的从硬币通道掉出后，进入对应隔离区域。由于隔离区域底部为斜面设计，硬币最后会进入到圆柱形的杯体中，实现硬币的整理。

3结语

本文给出了一种分层式多通道硬币分拣装置，经过试验研究，本装置具有结构简单新颖、分拣准确、使用可靠、维护简便、价格低廉等特点，具有推广意义。

参考文献

[1]李慧琴，丁丽，王佩云，吴亚文，刘勇敢.硬币分拣机的发展现状及系统设计[J].河南农业，2017（04）：55-56.

[2]董祥龙.具有自动分拣、自动辨伪功能硬币分拣包装机的设计与研究[M].东华大学2010

[3]宋福源，赵业平，韩贤国.磁轴式新旧版硬币分离机[J].辽东学院学报（自然科学版），2018，25（03）：190-193.

[4]周兴华，程丽丽，唐杰，杨立英，孙晓.一种新型硬币分拣机的模块化创新设计[J].机电工程技术，2018，47（05）：127-129.

作者简介：陈磊磊（1986—），男，硕士，讲师，机械精度智能设计

通讯作者：边宇宇（2002—），男，在读本科，电子封装专业。