简单硬币分离装置的设计

宋艳丽

（武汉交通职业学院，武汉 430065）

简单硬币分离装置的设计

宋艳丽

（武汉交通职业学院，武汉 430065）

通过比较目前国内外已有的硬币分拣设备的分拣原理，建立总体机械系统设计方案。分拣盒成15度倾斜，将硬币放入其中，挡板与振动台间隙2mm，只能单层平铺通过，分拣盒前端开口为30mm，硬币依次通过，落入分拣器中。离心电机通电后震动，利用电机的旋转运动提供动力，加快硬币依次下落的速度，并保证硬币不会被卡住，从而设计了一种新型的收币采集盒固定和取出方案来节省空间。该设计装置体积较小，不受场所限制，在银行、超市等都能够充分使用，适合不同规模的单位需求，应用前景可观，有很好的推广价值。

硬币 分离 装置

1 设计背景

硬币以不易磨损、坚固耐用、方便使用等诸多优点，在交通、商业、通讯、娱乐以及各种自动售货系统中广泛应用。

多个国家研究硬币清点设备。日本GLORY公司生产了WR—400c型硬币点算包装机，瑞士SCANCOIN公司生产了SC22型等小型硬币分拣设备，LAuREL公司生产了Lac-16、劳雷尔LPS-25等包括硬币分拣和包装的大型一体式处理设备。这些结构的主要特点就是硬币分拣的数量多、速度快，但是结构复杂，价格昂贵。

近些年，我国在这方面的研究也取得了一些成绩。最初由清华大学和昆明机床有限公司合作对日本的机器进行仿制，但仍处于研究阶段。之后，国内多家企业和大学加入了研究行列[1]。到目前为止，南京航空航天大学等学校已经研制出了大型硬币处理机的理论模型。河北邯郸商通电子有限公司也己经设计生产出了小型的硬币清分计数机器。但是，由于技术问题未能批量生产，且大型处理机适应的场合有限，一般银行等小型企业不会购置，无法普及[2]。国内虽然网上也有小型硬币处理机出售，但是多数分拣性能不稳定，经常出现漏拣或错拣的情况。因此，研究一种小型的可靠性高的硬币分离装置意义重大。

2 设计方案

2.1 整体机械结构

硬币分离装置由3个部分组成，整体结构

（1）振动台：将硬币以此排序送入分拣器；

（2）分拣器：将硬币根据直径不同分离；

（3）采集盒：将分拣好的硬币分盒收纳。

2.2 振动台结构设计

分拣盒成15度倾斜，将硬币放入其中，挡板与振动台间隙2mm，只能单层平铺通过，分拣盒前端开口为30mm，硬币依次通过，落入分拣器中。

离心电机通电后震动，加快硬币依次下落的速度，并保证硬币不会被卡住。

2.3 分拣器结构设计

分拣器利用硬币直径不同（1元：25mm；5角：20.5mm； 1角：19mm），在26mm滑槽中开有2段槽，宽度分别为19.5mm和21mm。当硬币滑入滑槽后向下滑动，1元硬币直径大于两个开孔，会通过滑槽；5角硬币直径20.5mm，可通过第一个滑槽，由于第二个滑槽为21mm，5角会在第二个开孔处掉落；1角硬币直径为19mm，第一个开孔为19.5mm，滑动到第一个开孔处会掉落。

2.4 采集盒结构设计

分为3个硬币槽，分别对应分拣器不同掉落位置，依次装入1角、5角、1元，最终实现硬币分离。

主要用红外光电传感器，对硬币落入收集盒时进行计数，最终显示计币数量和总币值。

2.5 系统硬件电路原理图的设计

硬件电路由红外光电传感器、STC89C52单片机、LCD1602显示模块以及复位电路部分组成。光电传感器检测到硬币的落入，将此信号传递给单片机，单片机对采集来的信号进行计数、总和处理并将处理的结果传递到LCD1602显示模块显示，显示出1角、5角、1元的硬币个数以及总金额。当需要重新开始计数时，按下复位按钮，LCD1602会显示开机画面，并且从0开始重新计数。

2.6 支撑结构设计

支撑结构的作用：第一支撑3个出币机构；第二为电机的安装提供接口。3个带有通孔的沉孔用来安装包装出币机构的轴承。为固定电机安装板，可在每个轴承安装孔的反面相应位置钻出4个M2.5深6的螺纹孔，并在四周布置8个通孔，用来安装连接到底板的支撑柱。在每个轴承安装孔处切出3×8的凹槽，用于电机轴的固定。

2.7 材料的选择

硬币分离装置结构主体采用镀锌板，镀锌板的最大优点是优良的耐蚀性、涂漆性、装饰性以及良好的成形性。近年来，涂镀层钢板在制造业上的用量一直呈上升趋势，并成为很多机器零部件用薄板的主体。

离心电机：Q235型

2.8 强度校核

该设计主要有以下几个方面的受力需要考虑：

（1）硬币分离装置在运转时整体的稳定性。

（2）需要对支撑机构进行受力分析，主要分析硬币分离装置的自重、电机运转时产生的震动、通过支撑调整机构传递到底座上受力情况。

3 设计创新点

（1）通过比对已有的分拣结构的优缺点，提出一种新型结构形式。该结构利用电机的震动提高分拣速度，同时考虑硬币自身的重力和运动时的离心力保持硬币运动的轨迹，不仅简化了结构，同时也提高了机构的运行寿命和降低了出错率；

（2）提出了一种节省空间的硬币采集盒取出和放置方案。方案采用倾斜式的放置方案，利用比硬币采集盒稍长的空间，从尺寸上减小了设备的体积。运用红外光电传感器，对硬币落入收集盒时进行计数，最终把计币数量和总币值显示出来。

（3）支撑机构采用整机的方式，保证所有的零件安装到位。硬币采集盒和硬币导向机构采用过渡配合，从而实现一步安装到位。

[1]孙红，郁琛，周勇.智能投币控制系统的设计与研究[J].微计算机信息，2009，（11）：50-52.

[2]王国光，史天运.自动检票系统设计及其实现[J].中国铁道科学，2005，（5）：112-117.

Design of Simple Coin Separation Device

SONG Yanli
(Wuhan Technical College of Communication, Wuhan 430065)

By comparing the current domestic and foreign coins sorting equipment sorting principle, the establishment of the overall mechanical system design. Sorting boxes into tilted 15 degrees, the coins are put into the, baffle and the vibration gap of 2 mm, only Carvel built by and at the front end of the sorting box opening is 30mm, followed by the coin into the sorter. Centrifugal motor electric shock after the motor rotary motion provides the power to coin to speed up the speed of the whereabouts of successively, and ensure the coin does not get stuck, so as to design a new coin collection collection box fixing and taking out the scheme to save space. The design of the device is small in size and is not limited by the place, in the bank, supermarkets and so on can be fully used, suitable for different sizes of units of demand, application prospects are considerable, there is a good value for promotion.

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