應用于公交車的錢幣清分投幣機

張雨萍

摘 要：為了提高錢幣清點工作的效率，特改進了現有的投幣箱，設計了一種在源頭處理錢幣的投幣箱，進而實現紙硬幣的分離和硬幣分類計數功能，減輕工作人員的工作量，緩解后期的錢幣清點壓力。

關鍵詞：投幣箱；錢幣清點；紙硬幣分離；硬幣計數

中圖分類號：TH693 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.081

1 項目背景和研究意義

公交車作為人們日常出行重要的交通工具之一，每天收獲的零錢數萬元計，而現有公交車投幣箱功能單一，只具備臨時儲存的功能，導致后期錢幣多且雜，錢幣清點困難。通常情況下，公交總站的錢幣清點采用的是人工清點的方式，需人工實現紙硬幣分離，紙幣整理，硬幣分類計數、整理等，工作效率低下且人力成本高。因此，公交公司每年需耗費大量的人力、財力完成錢幣的清點工作。

2 設計方案

將此設計應用于無人售票的公交車上，由毛刷判斷通過的紙硬幣的性質，以實現不同紙硬幣的分離。根據不同幣值的硬幣直徑可以實現不同硬幣的分類、計數。

3 機械結構設計

該裝置的機械部分主要是由紙硬幣分離箱、紙幣收納盒、硬幣連接滑道、硬幣檢測分離盤和硬幣收集筒等組成的，

其整體結構如圖1所示。

3.1 紙硬幣分離盒的設計

為了實現紙硬幣的分離，采用毛刷完成過濾工作。硬幣密度大，能順利穿過毛刷，而紙幣則被阻擋。其結構如圖2所示。

電機通過齒輪傳動分別帶動凸輪和毛刷轉動，凸輪轉動控制擋板周期性打開進幣口，并利用毛刷判斷紙硬幣的通過性，以實現紙硬幣的分離。與凸輪相連的齒輪和與毛刷相連的齒輪的傳動比為1∶3，毛刷也設計成3片，以保證錢幣下落時毛刷始終處于同一狀態。其分離原理是，錢幣投入后，當過濾毛刷轉動到合適位置時，擋板打開，錢幣掉落到毛刷上，其中，紙幣順著毛刷轉動的方向從一個開口送出，硬幣則穿過毛刷從另一開口落入到硬幣滑道。

3.2 硬幣分類整理模塊

根據不同幣值硬幣直徑的不同可以實現硬幣的分類，由紅外傳感器完成對硬幣的金額統計。其結構如圖3所示。

如圖3所示，漏斗是用來暫存待分離的硬幣的。其中的檢測模塊是由若干紅外傳感器組成的，利用硬幣反光的特性計數；上下分離盤則是根據不同幣值硬幣直徑的不同實現硬幣的分類。上下分離盤的設計結構如圖4所示，其分離原理是：上分離盤的卡槽將硬幣從漏斗中逐個帶出，下分離盤根據硬幣直徑從小到大布置有4個U形硬幣落孔，上分離盤帶動硬幣依次經過下盤的落孔。當硬幣直徑小于落孔直徑，硬幣則掉落到相應的收集筒中，從而實現硬幣的分類。

4 計數檢測部分

采用紅外傳感器對硬幣計數，傳感器的平面布置如圖5所示。當上分離盤將硬幣逐個從漏斗中分離出來時，硬幣將依次通過相應的紅外傳感器。紅外傳感器有一個發射器和一個接收器，當發射的光反射回來被接收器接收時，則傳感器芯片會發出低電平。分離盤為黑色不反光，而硬幣為金屬可以反光，利用該特性便可檢測到有硬幣通過。單片機統計每個芯片發出的信號數，這樣便可知通過該芯片下方硬幣的數量，相鄰兩芯片統計數的差值便是落入中間硬幣筒的硬幣數量。依次類推完成所有硬幣的計數，將不同幣值硬幣的數量和總金額顯示在LCD屏幕上，以方便工作人員查看。由于LCD的掃描頻率比較快，所以，可以實時統計硬幣數量。

5 研究總結

目前，國內尚未出現應用于公交車的錢幣分離裝置，公交車數量較多，每天累積的錢幣數量大。而筆者設計的裝置改進了原始的投幣箱，增加了對紙硬幣分離，硬幣分類、整理和硬幣的計數功能，結構簡單，造價低，可用于無人售票系統的公交車。該裝置可以及時處理乘客投入的錢幣，緩解現有錢幣回收到公交公司后由點鈔員清點工作量大和效率低的問題。使用該裝置節省了大量的人力成本支出，預計期將會有廣闊的市場應用前景。

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〔編輯：白潔〕