自動分離投幣箱

張子禮

一、設計方案

硬幣、紙幣自動分離投幣箱主要由投幣口、擋板、隔板、斜板、翻板等構成。

箱子頂部設一個投幣口，在箱體底部固定一塊隔板，根據箱子的厚度加工一塊表面光滑的板（斜板），將板中間挖一個正方形的孔，根據其大小加工一塊稍小于正方形孔的小板（翻板），通過鐵軸將兩塊板在中間位置連接。將鐵軸固定在箱體上，使整塊板傾斜約45°，用細繩連接斜板下側與翻板下側，使翻板能及時恢復原狀。

為保證硬幣砸在翻板上，讓投幣口正對翻板，在投幣口下方根據投幣口的寬度固定兩塊擋板，斜板下面用一塊立板隔開，一邊收集紙幣，另一邊收集硬幣。

紙幣輕，通過斜板滑入箱底；硬幣重，砸在翻板上使其翻轉繼而落入箱底。在翻板翻轉的過程中，連接翻板與斜板的細繩給翻板一個作用力，使翻板及時恢復平衡。

二、制作過程

1.準備一個空箱子（33cm×22cm×14cm），將面積大的一面靠中間位置開一個孔（18cm×18cm）。

2.根據箱子的厚度用一面光滑的硬紙板做成13cm×18cm的板1。

3.在板1中間劃一個正方形的孔（9cm×9cm），將劃下的紙板加工成8cm×8cm的板2。

4.用一根鐵條沿板1、板2的中間位置穿過并將其連接，兩塊板四周留出空隙。將鐵條固定在箱體的另一面，使板面傾斜約45°，與箱體接觸的兩面用膠帶固定，板2即為翻板，板1即為斜板。

5.在箱子上邊的一面對著斜板與翻板的空隙處劃一個7cm×1.5cm的孔作為投幣口。

6.在箱底中間位置固定一塊高度為10cm的紙板（隔板）將底部空間分隔為兩部分，左邊為硬幣收集區，右邊為紙幣收集區，隔板對翻板還起到限位作用。

7.將在下側隔板兩邊的與箱體一體的殼體板劃開，清理硬幣或紙幣時，只需將板一拉即可。

一個完整的硬幣、紙幣自動分離投幣箱就制作完成了。

三、項目優化

在實驗的過程中，我發現自動分離投幣箱存在一定的缺陷，如斜板與翻板不在同一個光滑平面上、硬幣未能使翻板翻轉而直接滑進紙幣收集區、翻板翻轉后不能復位等。

針對以上問題，我對該裝置進行了改進。

1.改進投幣口，使其能有效避免紙幣蜷縮誤入硬幣區或惡意投幣，更準確地區分紙幣、硬幣。

2.重新設計蜂窩狀分幣板，利用蜂窩狀結構讓孔洞面積最大化，實現硬幣多次分離。

3.利用紅外傳感技術對投入的錢幣進行自動計數。

4.為實現紙幣的100%分離，用渦輪風力系統進行輔助分離。電磁閥在投幣口打開的瞬間，風力系統電源接通，并在投幣口關閉時延遲30s斷電。

在未來，還可以通過先進的錢幣掃描系統實現假幣、異物報警功能，利用重力傳感器實現不同面額硬幣、紙幣的自動累加，用太陽能為智能分幣箱提供動力。（指導老師：楊 艷）