全自动硬币分检机构设计

龙源期刊网全自动硬币分检机构设计作者：许恒来源：《科技创新导报》2011年第18期摘要:硬币以其低成本、耐磨损、易回收的特点,成为世界范围内最常用的流通货币之一,如何将回收的大量硬币在较短时问内快速有效地清理、分检和计数是世界各国普遍关注的问题。本文设计了一种利用硬币的直径大小进行分检、利用光敏传感器进行计数的机构,此机构在分检过程中利用一组V型漏币槽的结构,使它不尽可以在较短的时问内硬币进行分检和计数,并且可以有效地降低误判率,节省大量人力和分检硬币的时间。关键词:硬币分检计数V型槽中图分类号:TH122文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)06(c)-0011-011引言我国自1957年以来一共发行了12钟硬币,由于硬币较纸币耐磨损、易回收等一些特点,在我们日常生活中得到了广泛的应用,然而随着硬币的普及,硬币的分检与计数也就成为人们重视的一个问题,尤其是超市、公交车公司,银行,大型商品零售企业等,迫切需要一种能够准确高效的进行硬币分检和计数的机构。而现今市场上的硬币分检、计数机构的原理主要有三类:第一类,在机理上采用电涡流法,当涡流产生在无缺陷无限大的金属表面或内部时,其强度按弱一强一弱的规律分布成环状。当遇到缺陷时,涡流会产生畸变,这是涡流应用于无损探伤的基本原理。硬币是一个有限平面,其表面有纹理,因此当交变磁场作用于其上时会产生不规则涡流,此机构的误判率较低、效率高,但其成本较高,且抗电磁干扰能力差;第二类,带传送式自动硬币分检机构,其主要利用曲柄滑块机构、凸轮机构等原理,通过曲柄滑块机构不断震动装有硬币的漏斗,使漏斗内的硬币一个一个的滑到输送带上,并有序的送至检测孔内,凸轮机构带动推杆将分检出的硬币从阶梯孔内推出,达到自动分检硬币,此机构的抗震、抗电磁干扰能力强,但其效率较低,误判率较第一类高;第三类,该种设备是在振动作用下,利用硬币的厚度、直径间的相互关系,通过限制性的孔道达到分捡的目的,此机构的成本较低,结构简单,但同第二类机构,其效率较低,且误判率较第一类高。2系统总体设计2.1总体设计思路如图1所示,全自动硬币分检机的主要功能就是将大小不等、厚薄不一的混乱的硬币进行自动分检,并且按照其直径的不同进行分类收集。该种机构是在凸轮机构的作用下产生振动,将硬币送入分检机构,分检机构利用硬币的厚度、直径间的差异(注:以1元硬币,一种5角硬币,一种1角硬币为例),通过限制性的孔道达到分捡的目的,当硬币从相应的孔掉下,在其下落的过程中龙源期刊网会将发光二极管射向光敏电阻的光路隔断,使光敏电阻的阻值发生改变,从而影响其所在回路的电学特性,通过测量任一特性,即可达到计数目的。此装置是由电机、集币盒、传动装置、凸轮机构、导槽、曲柄摇杆机构、V型漏币槽、储币筒、光敏计数器等所组成,集币盒与凸轮机构的推杆相连以传递振动,集币盒出口的高度大于最大硬币的厚度,而小于2倍最小硬币的厚度;V型漏币槽上有两种以上大于相应硬币直径、而小于邻近的大硬币直径的漏币孔,且从小到大依次沿硬币行驶方向排列;储币简置于相应漏币孔下;光敏计数器则置于相应储币筒的正下方。2.2单道槽设计如图2所示,由于硬币的刚性很强,当大量的硬币通过滑槽进行分币时,易发生堵塞现象,影响分币的效率,甚至发生卡死使得无法分币,所以本文设计的机构在硬币进入漏币槽前设置了一个单道槽,槽的宽度大于一个最大硬币的直径,而小于2倍最小硬币的直径,使得硬币在槽内只能单个通过,而在进入单道槽口处设置了一组由曲柄摇杆机构驱动的扰杆组,其运动的幅角为10°,易防止硬币在进入单道槽时发生卡死。2.3V型漏币槽设计如图3所示,在依靠硬币直径之间的不同来分币的机构中,大多数都是使硬币在平面上与漏币孔进行比较来落币,但是往往滑动的硬币中心并不是正对着漏币孔的中心,而且硬币与硬币直径并不大,这样便带来了一个问题,就是硬币并不是正对着漏币孔通过,这样就会产生误判,而本文所设计的机构中的漏币孔并不在一个平面上,而是成一个V型,且V型夹角为100°,为了保证硬币贴在V型面上的边缘能与V型槽底部充分接触,所以V型槽夹角应大于90°,但为了有效地利用硬币重力,提高其下滑速度,V型夹角又不能过大,所以选择了100°,而设置在V型槽上的漏币孔也与V型槽底相切,这样便使滑过的硬币在通过漏币孔时,与漏币孔在横向向正对,从而有效地降低误判率。2.4光敏计数器设计光敏计数器是用光电三极管作为检测元件。其原理如图4所示,当硬币从储币筒中落下时会穿过A、B之间,使得发光二极管A的光无法传递到B,从而改变Vo的大小,只要记录Vo改变的次数,便可得到落下硬币的数目,从而达到计数的目的。3结语本文所设计的机构利用各硬币直径之间的差异对硬币进行分检,随在主体思路上与前者没有太大差异,但在提高哦啊效率、降低误判率上有几点创新,首先采用了V型漏币槽的机构,提高了误判率;采用一组曲柄摇杆机构,以防止卡死、提高效率;此机构除始端的振动喂入机构外,硬币在机构中的运行均有自身的重力维持,无需其他辅助机构,在当今能源紧缺、环境污染的背景下,不失为一个低碳环保的设计。但是由于此机构是依靠硬币的直径进行分检的,所以不具备辩伪功能,这是此装置的一大缺点。龙源期刊网参考文献[1]孙恒.机械原理,第7版[M].北京:高等教育出版社,2008,[2]黄平.常用机械零件及机构图册[M].北京:化学工业出版社,1999.[3]成大先.机械设计手册-单行本[M].北京:化学工业出版社,2004.