張雨萍

摘 要：為了提高錢幣清點工作的效率，特改進(jìn)了現(xiàn)有的投幣箱，設(shè)計了一種在源頭處理錢幣的投幣箱，進(jìn)而實現(xiàn)紙硬幣的分離和硬幣分類計數(shù)功能，減輕工作人員的工作量，緩解后期的錢幣清點壓力。

關(guān)鍵詞：投幣箱；錢幣清點；紙硬幣分離；硬幣計數(shù)

中圖分類號：TH693 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.081

1 項目背景和研究意義

公交車作為人們?nèi)粘３鲂兄匾慕煌üぞ咧?，每天收獲的零錢數(shù)萬元計，而現(xiàn)有公交車投幣箱功能單一，只具備臨時儲存的功能，導(dǎo)致后期錢幣多且雜，錢幣清點困難。通常情況下，公交總站的錢幣清點采用的是人工清點的方式，需人工實現(xiàn)紙硬幣分離，紙幣整理，硬幣分類計數(shù)、整理等，工作效率低下且人力成本高。因此，公交公司每年需耗費大量的人力、財力完成錢幣的清點工作。

2 設(shè)計方案

將此設(shè)計應(yīng)用于無人售票的公交車上，由毛刷判斷通過的紙硬幣的性質(zhì)，以實現(xiàn)不同紙硬幣的分離。根據(jù)不同幣值的硬幣直徑可以實現(xiàn)不同硬幣的分類、計數(shù)。

3 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計

該裝置的機(jī)械部分主要是由紙硬幣分離箱、紙幣收納盒、硬幣連接滑道、硬幣檢測分離盤和硬幣收集筒等組成的，

其整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.1 紙硬幣分離盒的設(shè)計

為了實現(xiàn)紙硬幣的分離，采用毛刷完成過濾工作。硬幣密度大，能順利穿過毛刷，而紙幣則被阻擋。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

電機(jī)通過齒輪傳動分別帶動凸輪和毛刷轉(zhuǎn)動，凸輪轉(zhuǎn)動控制擋板周期性打開進(jìn)幣口，并利用毛刷判斷紙硬幣的通過性，以實現(xiàn)紙硬幣的分離。與凸輪相連的齒輪和與毛刷相連的齒輪的傳動比為1∶3，毛刷也設(shè)計成3片，以保證錢幣下落時毛刷始終處于同一狀態(tài)。其分離原理是，錢幣投入后，當(dāng)過濾毛刷轉(zhuǎn)動到合適位置時，擋板打開，錢幣掉落到毛刷上，其中，紙幣順著毛刷轉(zhuǎn)動的方向從一個開口送出，硬幣則穿過毛刷從另一開口落入到硬幣滑道。

3.2 硬幣分類整理模塊

根據(jù)不同幣值硬幣直徑的不同可以實現(xiàn)硬幣的分類，由紅外傳感器完成對硬幣的金額統(tǒng)計。其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

如圖3所示，漏斗是用來暫存待分離的硬幣的。其中的檢測模塊是由若干紅外傳感器組成的，利用硬幣反光的特性計數(shù)；上下分離盤則是根據(jù)不同幣值硬幣直徑的不同實現(xiàn)硬幣的分類。上下分離盤的設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖4所示，其分離原理是：上分離盤的卡槽將硬幣從漏斗中逐個帶出，下分離盤根據(jù)硬幣直徑從小到大布置有4個U形硬幣落孔，上分離盤帶動硬幣依次經(jīng)過下盤的落孔。當(dāng)硬幣直徑小于落孔直徑，硬幣則掉落到相應(yīng)的收集筒中，從而實現(xiàn)硬幣的分類。

4 計數(shù)檢測部分

采用紅外傳感器對硬幣計數(shù)，傳感器的平面布置如圖5所示。當(dāng)上分離盤將硬幣逐個從漏斗中分離出來時，硬幣將依次通過相應(yīng)的紅外傳感器。紅外傳感器有一個發(fā)射器和一個接收器，當(dāng)發(fā)射的光反射回來被接收器接收時，則傳感器芯片會發(fā)出低電平。分離盤為黑色不反光，而硬幣為金屬可以反光，利用該特性便可檢測到有硬幣通過。單片機(jī)統(tǒng)計每個芯片發(fā)出的信號數(shù)，這樣便可知通過該芯片下方硬幣的數(shù)量，相鄰兩芯片統(tǒng)計數(shù)的差值便是落入中間硬幣筒的硬幣數(shù)量。依次類推完成所有硬幣的計數(shù)，將不同幣值硬幣的數(shù)量和總金額顯示在LCD屏幕上，以方便工作人員查看。由于LCD的掃描頻率比較快，所以，可以實時統(tǒng)計硬幣數(shù)量。

5 研究總結(jié)

目前，國內(nèi)尚未出現(xiàn)應(yīng)用于公交車的錢幣分離裝置，公交車數(shù)量較多，每天累積的錢幣數(shù)量大。而筆者設(shè)計的裝置改進(jìn)了原始的投幣箱，增加了對紙硬幣分離，硬幣分類、整理和硬幣的計數(shù)功能，結(jié)構(gòu)簡單，造價低，可用于無人售票系統(tǒng)的公交車。該裝置可以及時處理乘客投入的錢幣，緩解現(xiàn)有錢幣回收到公交公司后由點鈔員清點工作量大和效率低的問題。使用該裝置節(jié)省了大量的人力成本支出，預(yù)計期將會有廣闊的市場應(yīng)用前景。

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〔編輯：白潔〕