一种新型的硬币分离整理装置的设计

张 玲，张洪涛，张 琅，杨浩浩，汪建伟

（1.兰州工业学院，甘肃兰州730050；（2.中国人民解放军94106部队64分队，陕西西安710614）

一种新型的硬币分离整理装置的设计

张 玲1，张洪涛2，张 琅1，杨浩浩1，汪建伟1

（1.兰州工业学院，甘肃兰州730050；（2.中国人民解放军94106部队64分队，陕西西安710614）

针对目前公交车、娱乐场所等使用的投币系统无法对钱币的面值和币种进行自动分类、计数及收集的问题，研制出一种专用的硬币分离整理装置。通过采用倾斜滑道和沉槽结构实现了硬币的自动分离，利用可视收集管完成硬币的计数和收集功能。该装置调试简单，维护简便，造价低廉，即便于人们的出行及消费，又减少了用于人工整理、清点钱币的开支，环保高效，弥补了目前投币系统单一的存储功能的缺憾。

硬币；分离；收集；计数

硬币以其成本低、流通次数多、耐磨损、易回收等无可替代的优势，占领了小面额货币市场[1-2]。在我国，第四版人民币的发行，辅币（1元、5角）的硬币化已经成为一种趋势，硬币的投放量还将大幅度增加，相应的配套使用的仪器和设备数量庞大，种类繁多[3]。而目前常用的投币系统设备通常只具有单一的存储功能，没有对硬币进行自动分类、计数和收集的特性，使得数量庞大的硬币后期整理分类工作就成为一个不小的麻烦。一方面，硬币面额种类杂乱，需要一一识别，另一方面，分拣工作需要大量的人力，耗时耗力。因此，对硬币的分离以及统计成为一个亟待解决的社会难题。本文针对公交公司、自动售货机等关于硬币的分类、清点及整理的需要，并进一步完善硬币的自动化分离、整理及计数功能进行研究，研制了一种专用硬币清点、整理一体机，以期对人们出行的便捷化和出行成本最低化有积极的推动作用，并减轻公交公司、娱乐场所工作人员每日清点营业额的负担，解决货币手工清分成本大，利润小，浪费人力资源的问题及主流的货币分离器成本高、不环保的缺点。

1 结构及组成

根据目前市面流通的硬币以五角和一元为主，以实际的硬币收集数量和结构简化为导向，并以机械设计理论[4-9]为基础，所设计的硬币收集装置整体布局如图1所示。其结构主要包括投币口1、硬币分离装置2和硬币计数及收集计数装置三部分，以实现对不同面额的硬币进行自动分离、收集及计数的功能。

图1 整体布局图

该装置结构示意图如图2所示。该硬币整理装置包括硬币通道2，在硬币通道2上方设有投币口1，在硬币出口处的硬币通道2上连接有滑板3，与水平面呈29°~30°倾斜，并与硬币通道2一体设置。在滑板3上设有三列台阶槽，即多滑道设计，台面高的为第一沉槽，台面低的为第二沉槽。滑板自上而下沿着三列沉槽依次设置有硬币通孔，前两排为五角通孔5，开设在第二沉槽10中，后三排为一元通孔6，开设在第一沉槽4中。第一沉槽4直径与一元通孔6相适配；第二沉槽10直径与五角通孔5相适配。每个通孔均连接有收集管7，其底部通过联接销9固定在底板8.

图2 硬币收集装置结构图

2 设计特点及工作原理

根据目前市面流通的五角硬币，材料为铜锌合金，单枚重3.80 g，直径为20.2 mm，厚度为1.65 mm；一元硬币材料为铜锌镀镍，单枚重6.05 g，直径为25.00 mm，厚度为1.85 mm.该装置根据这两种硬币的尺寸设计了带有沉槽的滑板3，与水平面呈29° ~30°范围倾斜，并与硬币通道一体设置，使硬币能够迅速、高效地进入装置。

滑板上设置有三列第一沉槽和第二沉槽，在沉槽上分别开设了直径为21 mm的五角通孔和直径为26 mm的一元通孔，与一元通孔相适配的第一沉槽下方设置有与五角通孔相适配的第二沉槽，第一沉槽与第二沉槽之间形成台阶槽，以保证在硬币因自重下落至滑板上时，第二沉槽只允许通过五角硬币通过并落入五角通孔中，一元硬币从第二沉槽上方通过，进入第一沉槽，并落入一元通孔中。该结构便于实现不同面额硬币的自动分离。

收集管可采用透明塑料材质，经济实用且具有可视性，长度为100枚相应面额的硬币厚度的总和，在收集管的管身上设有按硬币厚度为单位的刻度线，实现对硬币的收集和计数功能。

根据所收集不同面额硬币的数量，五角和一元收集管的尺寸决定了装置底板的结构为阶梯形，阶梯上表面对应设置五角通孔连接的收集管，下表面对应设置一元通孔连接的收集管。

采用连接销可方便的更换收集管并取出硬币。该装置在使用过程中，将一元或五角硬币从投币口进入，经过一段竖直通道，自上而下依靠自重迅速到达30°倾斜滑板，进入第一或第二沉槽落入一元或五角通孔中，随后到达相应的收集管中，收集管满载量为一百个硬币，依据收集管外壁的刻度线，可在未满载时也能进行计数，拔出连接销可取出集满的硬币。

3 结束语

为完善现有的投币系统的功能，本文提供了一种新型的硬币整理收集及计数一体机。

（1）采用倾斜滑道和多列沉槽设计，完成了不同面额硬币的自动分离；

（2）台阶槽结构，实现了一元硬币在五角通孔处安全通过并进入一元通孔处掉落；

（3）多滑道设计，既增加了收集量，又分担了重量，保护装置；

（4）采用带有刻度的可视收集管，实现了自动计数和收集功能。

（5）该装置外形简单，原理清晰，运行平稳，性能可靠，适用于各种自动投币场所，高效，环保，既方便了消费，又降低了成本，且节省人力。

[1]徐庆，王章中.硬币·硬币材料·硬币流通[J].江苏机械制造与研究，2000（5）：30-31.

[2]王永立.硬币机硬币材料的发展[J].材料科学与工程，1997（1）：15-18.

[3]石宪，李晓丹，安宝明，等.一种新型公交投币箱设计[J].装备制造技术，2015（11）：193-194.

[4]肖丽英.YB350全自动硬币计数包卷机的研制[J].包装工程，2003，24（3）：28-29.

[5]唐林虎.机械设计基础[M].北京：电子工业出版社，2013：74-184.

[6]陈秀宁，施高义.机械设计课程设计[M].杭州：浙江大学出版社，2009：9-112.

[7]姜琪.机械运动方案及机构设计[M].北京：高等教育出版社，1993.

[8]毛平淮.互换性与测量技术基础[M].北京：机械工业出版社，2010.

[9]赵明岩.大学生机械设计竞赛指导[M].杭州：浙江大学出版社，2008.

表1 与其他焊接方法的详细比较

2 结束语

激光与回流复合焊接技术使得两种先进的焊接技术既充分发挥了各自的优势，又相互弥补了对方的不足，从而在硬盘行业形成了一种全新高效的焊接方法。从工艺角度来看，显示了很好的焊接性和焊接适应性，从焊接效率的角度看，焊接效率的提升是激光与回流复合焊接最显著的特点。

广西机电职业技术学院数控技术专业与东莞新科磁电技术开发有限公司在激光与回流复合焊接技术方面做了大量的工作，并将研究成果较好地应用到了实际产品的制造过程中，解决了多Pad位焊接效率低下的技术难题。目前其研究工作主要集中在这种复合焊接方法的工艺特点上，对于激光与回流复合焊接时激光与焊膏的相互作用机理、焊接热源的特性等课题有待于深入的研究与实践。

参考文献：

[1]喻定新.磁头臂自动锡球焊接技术研究[J].《机电产品开发与创新》，2012，25（2）：66-67.

[2]樊丁，余淑荣，张建斌，等.激光焊接发展现状及动向[J].甘肃工业大学学报，2003，29（1）：15-18.

Abstract：The feasibility and process flow of Laser and Wide-reflow Hybrid Soldering were introduced in this paper.Measured data of prototype show that the Laser and Wide-reflow Hybrid Soldering technology makes two kinds of advanced welding technology can give full play to their respective advantages.It is a new efficient welding method in the hard disk industry.

Key words：laser；wide-reflow；hybrid soldering

The Design of a New-Style Coin Separation Sorting Device

ZHANG Ling1，ZHANG Hong-tao2，ZHANG Lang1，YANG Hao-hao1，WANG Jian-wei1
（1.Lanzhou Institute of Technology，Lanzhou Gansu 730050，China）（2.The Chinese People’s Liberation Army 94106 Troops，64，Xi’an Shaanxi 710614，China）

In order to solve the problem of common coin system cannot automatic counting on different denominations of notes such as the public transport system，and the coin separation sorting device was developed.By means of inclined ramp and heavy tank structure to realize the automatic separation of the coin，using visual collection tube to finished counting and collection function of the coin.This device debugging is simple，easy maintenance，low cost，even in people’s travel and consumption，and reduced the spending for manual sorting and counting money，environmental protection and efficient，make up for the current pay the drawback of the system of single storage function.

coins；separation；collect；count

Development of Laser and Wide-Reflow Hybrid Soldering

SU Si1，YU Ding-xin2，YU Hai-chun1，LIAO Jian-bin1
（1.Guangxi Technological College of Machinery and Electricity，Nanning Guangxi 530007，China；2.Dongguan New Technology Research and Development Co.，Ltd.，Dongguan Guangdong 523087，China）

TH122

A

1672-545X（2016）11-0165-03

2016-08-18

甘肃省教育厅基金资助项目（2015A-164）；兰州工业学院青年科技创新项目（15k-003）

张玲（1980-），女，甘肃酒泉人，讲师，工学硕士，从事机械设计类的教学和研究工作。