梁艷 尚偉偉 馬澤華 楊少聰 安勇勇
【摘 要】本文詳細(xì)闡述了曲柄搖桿式硬幣分離機(jī)的分離工作原理及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),并且已經(jīng)依據(jù)這種原理制作出了曲柄搖桿式硬幣分離機(jī),驗(yàn)證了此種設(shè)計(jì)的合理性。
【關(guān)鍵詞】曲柄;搖桿;硬幣分離
0 引言
硬幣是日常生活中必不可少的貨幣,在很多商品銷售和服務(wù)收費(fèi)環(huán)節(jié)都用到了硬幣,尤其在公交公司和自動(dòng)售賣機(jī)構(gòu)上,硬幣的使用率很高。繼一角和五角的硬幣投放率加大后,中央銀行從2016年起將加大部分城市的1元硬幣投放率,這也意味著硬幣的使用頻率在我們今后的生活中將越來越頻繁。硬幣的使用一方面給我們生活帶來便利,另一邊給我們的清點(diǎn)和分離帶來了麻煩,秉承著方便人民生活的理念,本文作者設(shè)計(jì)了這款曲柄搖桿式硬幣分離機(jī)。
對于硬幣分離機(jī)的設(shè)計(jì),國內(nèi)也有不少同類的硬幣分離的產(chǎn)品,但是大多數(shù)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,體積比較大,價(jià)格較昂貴,主要使用于大型的商場和公司等地方。本設(shè)計(jì)采用曲柄搖桿式的工作原理,機(jī)構(gòu)簡單、占地面積小、成本較低,可使用在硬幣使用頻繁的銀行、商場等大型場所也可使用于家庭中。
1 工作原理和工作過程
本設(shè)計(jì)清分的為第五版人民幣的一角(新)、五角、一元的硬幣,其工作原理主要是利用各種面值硬幣直徑大小的不同,利用篩箱來進(jìn)行分離,但是硬幣的厚度較小,單純利用重力很難分離,所以為了提高分離的效率,采用的曲柄搖桿裝置,該裝置可以使篩箱震動(dòng)起來,增強(qiáng)分離器中硬幣重心的不穩(wěn)定性,從而達(dá)到分離的目的。
2 方案設(shè)計(jì)
2.1 硬幣投入裝置設(shè)計(jì)
對于硬件分離機(jī)的硬幣收集裝置,本設(shè)計(jì)采用了漏斗加布袋,保證硬幣在投入的過程中的順暢和較小噪音。
2.2 分離裝置設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)利用硬幣的直徑大小來進(jìn)行分離,所以設(shè)計(jì)了三個(gè)帶篩孔抽屜的篩箱,抽屜按照從上到下排列,抽屜篩孔的大小根據(jù)一角、五角、一元硬幣的直徑大小來確定。三種不同硬幣的直徑如表1所示:
表1 第五套人民幣硬幣直徑及厚度
根據(jù)三種硬幣直徑的不同設(shè)計(jì)篩箱的篩孔直徑,最上層抽屜孔直徑大小為23mm這樣就可以分離出一元的硬幣,五角和一角的硬幣漏到下一層,中間層抽屜用于分離五角和一角的硬幣,因?yàn)檫@兩種硬幣的直徑相差較小,為了更好的分離它們并考慮到制造篩孔時(shí)的誤差所以這層抽屜孔直徑設(shè)計(jì)為19.8mm,可以保證一角硬幣能順利的漏下,最下面一層做成實(shí)心抽屜,并未設(shè)計(jì)篩孔,這一層用來接收一角的硬幣,這樣,分離出的三種硬件就收集在三個(gè)抽屜中,方便硬幣的取出及后續(xù)包裝。
2.3 運(yùn)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)中怎樣讓硬幣順暢無摻雜的分離很重要,因?yàn)橛矌诺暮穸炔怀^2mm,重心很低,所以用篩孔漏下時(shí)要設(shè)計(jì)合理的運(yùn)動(dòng)方向,使篩箱的運(yùn)動(dòng)能夠打破硬幣的穩(wěn)態(tài),讓硬幣處于一種不穩(wěn)的狀態(tài),這樣更利于硬幣的分離。根據(jù)這樣的設(shè)計(jì)要求采用了曲柄搖桿裝置,該運(yùn)動(dòng)裝置底部的一端采用搖桿機(jī)構(gòu),另一端采用曲柄機(jī)構(gòu),這樣運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的曲線運(yùn)動(dòng)軌跡,使篩箱具有上下前后的往復(fù)運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)方式帶有急回特性,故能讓硬幣在篩面上不疊加,可以更充分的利用篩孔,使硬幣能夠更高效的分離。
對于硬幣的分離過程,考慮到不同的用戶硬幣的多少不同,所以設(shè)計(jì)了不同的運(yùn)動(dòng)速度,以便于能更有效的對硬幣進(jìn)行分離。圖1所示為整個(gè)裝置的實(shí)物圖。
圖1 硬幣分離機(jī)實(shí)物圖
3 分離機(jī)特點(diǎn)
本硬幣分離機(jī)總體尺寸為40×35×50mm,該硬幣分離機(jī)體積小、結(jié)構(gòu)簡單,便于制造及維修;分離速度快,500枚混合硬幣僅用時(shí)20秒即可精確分離。該分離機(jī)既可家用也可商用。此分離機(jī)不足之處在于分離硬幣時(shí)噪聲較大,在后續(xù)工作中可以進(jìn)行改進(jìn)。
[責(zé)任編輯:張濤]