全自動硬幣分檢機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

摘 要:硬幣以其低成本、耐磨損、易回收的特點(diǎn)，成為世界范圍內(nèi)最常用的流通貨幣之一，如何將回收的大量硬幣在較短時(shí)問內(nèi)快速有效地清理、分檢和計(jì)數(shù)是世界各國普遍關(guān)注的問題。本文設(shè)計(jì)了一種利用硬幣的直徑大小進(jìn)行分檢、利用光敏傳感器進(jìn)行計(jì)數(shù)的機(jī)構(gòu)，此機(jī)構(gòu)在分檢過程中利用一組V型漏幣槽的結(jié)構(gòu)，使它不盡可以在較短的時(shí)問內(nèi)硬幣進(jìn)行分檢和計(jì)數(shù)，并且可以有效地降低誤判率，節(jié)省大量人力和分檢硬幣的時(shí)間。

關(guān)鍵詞:硬幣分檢計(jì)數(shù)V型槽

中圖分類號:TH122文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(c)-0011-01

1 引言

我國自1957年以來一共發(fā)行了12鐘硬幣，由于硬幣較紙幣耐磨損、易回收等一些特點(diǎn)，在我們?nèi)粘Ｉ钪械玫搅藦V泛的應(yīng)用，然而隨著硬幣的普及，硬幣的分檢與計(jì)數(shù)也就成為人們重視的一個(gè)問題，尤其是超市、公交車公司，銀行，大型商品零售企業(yè)等，迫切需要一種能夠準(zhǔn)確高效的進(jìn)行硬幣分檢和計(jì)數(shù)的機(jī)構(gòu)。而現(xiàn)今市場上的硬幣分檢、計(jì)數(shù)機(jī)構(gòu)的原理主要有三類:第一類，在機(jī)理上采用電渦流法，當(dāng)渦流產(chǎn)生在無缺陷無限大的金屬表面或內(nèi)部時(shí)，其強(qiáng)度按弱一強(qiáng)一弱的規(guī)律分布成環(huán)狀。當(dāng)遇到缺陷時(shí)，渦流會產(chǎn)生畸變，這是渦流應(yīng)用于無損探傷的基本原理。硬幣是一個(gè)有限平面，其表面有紋理，因此當(dāng)交變磁場作用于其上時(shí)會產(chǎn)生不規(guī)則渦流，此機(jī)構(gòu)的誤判率較低、效率高，但其成本較高，且抗電磁干擾能力差;第二類，帶傳送式自動硬幣分檢機(jī)構(gòu)，其主要利用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等原理，通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)不斷震動裝有硬幣的漏斗，使漏斗內(nèi)的硬幣一個(gè)一個(gè)的滑到輸送帶上，并有序的送至檢測孔內(nèi)，凸輪機(jī)構(gòu)帶動推桿將分檢出的硬幣從階梯孔內(nèi)推出，達(dá)到自動分檢硬幣，此機(jī)構(gòu)的抗震、抗電磁干擾能力強(qiáng)，但其效率較低，誤判率較第一類高;第三類，該種設(shè)備是在振動作用下，利用硬幣的厚度、直徑間的相互關(guān)系，通過限制性的孔道達(dá)到分撿的目的，此機(jī)構(gòu)的成本較低，結(jié)構(gòu)簡單，但同第二類機(jī)構(gòu)，其效率較低，且誤判率較第一類高。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)思路

如圖1所示，全自動硬幣分檢機(jī)的主要功能就是將大小不等、厚薄不一的混亂的硬幣進(jìn)行自動分檢，并且按照其直徑的不同進(jìn)行分類收集。該種機(jī)構(gòu)是在凸輪機(jī)構(gòu)的作用下產(chǎn)生振動，將硬幣送入分檢機(jī)構(gòu)，分檢機(jī)構(gòu)利用硬幣的厚度、直徑間的差異(注:以1元硬幣，一種5角硬幣，一種1角硬幣為例)，通過限制性的孔道達(dá)到分撿的目的，當(dāng)硬幣從相應(yīng)的孔掉下，在其下落的過程中會將發(fā)光二極管射向光敏電阻的光路隔斷，使光敏電阻的阻值發(fā)生改變，從而影響其所在回路的電學(xué)特性，通過測量任一特性，即可達(dá)到計(jì)數(shù)目的。此裝置是由電機(jī)、集幣盒、傳動裝置、凸輪機(jī)構(gòu)、導(dǎo)槽、曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、V型漏幣槽、儲幣筒、光敏計(jì)數(shù)器等所組成，集幣盒與凸輪機(jī)構(gòu)的推桿相連以傳遞振動，集幣盒出口的高度大于最大硬幣的厚度，而小于2倍最小硬幣的厚度;V型漏幣槽上有兩種以上大于相應(yīng)硬幣直徑、而小于鄰近的大硬幣直徑的漏幣孔，且從小到大依次沿硬幣行駛方向排列;儲幣簡置于相應(yīng)漏幣孔下;光敏計(jì)數(shù)器則置于相應(yīng)儲幣筒的正下方。

2.2 單道槽設(shè)計(jì)

如圖2所示，由于硬幣的剛性很強(qiáng)，當(dāng)大量的硬幣通過滑槽進(jìn)行分幣時(shí)，易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，影響分幣的效率，甚至發(fā)生卡死使得無法分幣，所以本文設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)在硬幣進(jìn)入漏幣槽前設(shè)置了一個(gè)單道槽，槽的寬度大于一個(gè)最大硬幣的直徑，而小于2倍最小硬幣的直徑，使得硬幣在槽內(nèi)只能單個(gè)通過，而在進(jìn)入單道槽口處設(shè)置了一組由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動的擾桿組，其運(yùn)動的幅角為10°，易防止硬幣在進(jìn)入單道槽時(shí)發(fā)生卡死。

2.3 V型漏幣槽設(shè)計(jì)

如圖3所示，在依靠硬幣直徑之間的不同來分幣的機(jī)構(gòu)中，大多數(shù)都是使硬幣在平面上與漏幣孔進(jìn)行比較來落幣，但是往往滑動的硬幣中心并不是正對著漏幣孔的中心，而且硬幣與硬幣直徑并不大，這樣便帶來了一個(gè)問題，就是硬幣并不是正對著漏幣孔通過，這樣就會產(chǎn)生誤判，而本文所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)中的漏幣孔并不在一個(gè)平面上，而是成一個(gè)V型，且V型夾角為100°，為了保證硬幣貼在V型面上的邊緣能與V型槽底部充分接觸，所以V型槽夾角應(yīng)大于90°，但為了有效地利用硬幣重力，提高其下滑速度，V型夾角又不能過大，所以選擇了100°，而設(shè)置在V型槽上的漏幣孔也與V型槽底相切，這樣便使滑過的硬幣在通過漏幣孔時(shí)，與漏幣孔在橫向向正對，從而有效地降低誤判率。

2.4 光敏計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)

光敏計(jì)數(shù)器是用光電三極管作為檢測元件。其原理如圖4所示，當(dāng)硬幣從儲幣筒中落下時(shí)會穿過A、B之間，使得發(fā)光二極管A的光無法傳遞到B，從而改變Vo的大小，只要記錄Vo改變的次數(shù)，便可得到落下硬幣的數(shù)目，從而達(dá)到計(jì)數(shù)的目的。

3 結(jié)語

本文所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)利用各硬幣直徑之間的差異對硬幣進(jìn)行分檢，隨在主體思路上與前者沒有太大差異，但在提高哦啊效率、降低誤判率上有幾點(diǎn)創(chuàng)新，首先采用了V型漏幣槽的機(jī)構(gòu)，提高了誤判率;采用一組曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，以防止卡死、提高效率;此機(jī)構(gòu)除始端的振動喂入機(jī)構(gòu)外，硬幣在機(jī)構(gòu)中的運(yùn)行均有自身的重力維持，無需其他輔助機(jī)構(gòu)，在當(dāng)今能源緊缺、環(huán)境污染的背景下，不失為一個(gè)低碳環(huán)保的設(shè)計(jì)。但是由于此機(jī)構(gòu)是依靠硬幣的直徑進(jìn)行分檢的，所以不具備辯偽功能，這是此裝置的一大缺點(diǎn)。

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