一种硬币分离机构的研究
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一种硬币分离机构的研究
作者:朱文杰
来源:《科技风》2016年第16期
摘要:随着中国经济的腾飞,零售业,服务业和银行业的日益发展,硬币流通的频率不断上升。人工分离硬币不仅费时费力,增加了各行各业的劳动力成本;大部分市面上的硬币分离机器有结构复杂,价格昂贵的缺点,本研究提出一种利用离心转盘和倾斜滑道的设计思路,提出一种硬币分离机构,主要创新点是利用新式的机械结构能高效,便捷的分离。
关键词:实用创新;硬币分离;离心转盘;倾斜滑道
随着中国经济的迅速发展,零售业,服务业以及银行业的日益繁荣,导致硬币的流通频率不断上升。传统硬币的清点和分类需要人手动分离,这不仅费时费力,而且增加了企业的经营成本;而市场上的硬币分离机器一般有着复杂,昂贵的不足。通过简单巧妙地利用机械结构以及物理定理使得硬币高效,便捷的分离。这样可以减少不必要的劳动力浪费。
1 设计思路及原理
现有硬币分离机器,大致有以下几种原理:有的利用不同种类硬币的材料不同,采用磁铁吸附等措施:有的利用红外传感器扫描识别,再通过机械装置的分离:有的利用振动分离的思路。但是均存在结构过于复杂,效率不高。
要想设计结构简单并且高效的分离机器,应从最直观的方面入手。注意到硬币外观的不同,想到利用大小不同的孔来使硬币过滤,从而实现分离;注意到要使叠在一起的硬币分离,联想到利用离心装置;考虑到硬币的传送的效率问题,尝试利用倾斜的滑道来引导硬币分离。
综合分析上述情况,提出以下技术方案解决:
离心装置采用回转圆盘。其功能主要是两方面:一是利用不同硬币质量及质心位置的不同,在离心力作用下硬币间产生相对运动,使硬币相互分离开来,为后续硬币的分离做好准备;二是回转运动给硬币一定的速度,硬币获得一定动能,有利于硬币分离及效率的提高。
倾斜椭圆形轨道。这个结构可以起到传送带的作用,利用斜面产生一定的加速度,加快硬币的分离,提高工作效率。圆弧形轨道设计可以减少硬币与轨道的撞击,可以防止硬币掉落以及轨道破损。
轨道下硬币收集管。在轨道正下方装有硬币收集管。收集管上管壁上开有一条细缝,能通过这条缝观察硬币是否集满。
在轨道开有略大于硬币的孔,最上两个孔是用与分离5角硬币,中间两个孔用于分离1角硬币,最下方硬币用于分离1块硬币。孔由上而下依次变大,与5角,1角,1块的硬币大小一一对应。
整体结构由4大部分组成:1.离心转盘2.倾斜椭圆滑道3.硬币收集管4.小电机。
2 使用方法
使用方法:将整个装置固定在机架上;启动电机,使电机以合适角速度旋转;往转盘上放入适量硬币;通过硬币窥视条观察硬币是否集满,若集满,则使电机停止转动,打开管帽并取出硬币。
注意事项:电机的转速应处于合适的范围,转速过快可能导致硬币甩出转盘和滑道,过慢导致分离效率不高。电机转时人应与装置保持一定距离,以免造成伤害。
3 创新及不足
本设计的创新点有以下几点。
1)利用离心转盘分离硬币,并使硬币获得一定速度,提高分离效率和分离率;
2)利用倾斜椭圆滑道,既起到传送带的作用,又减少了硬币与滑道的冲击;
3)硬币收集管道设计巧妙,利用窥视条可以方便看到硬币是否收集满。
但也存在一些不足:由于整个滑道以及收集管均绕电机旋转,刚度和强度得不到保障;在装置旋转过程中观察收集管是否集满有一定难度。
参考文献:
[1] 孙桓,陈作模主编.机械原理[M].北京:高等教育出版社,2000.
[2] 吴宗泽,罗圣国主编.机械设计课程设计手册[M].高等教育出版社,2000.
作者简介:
朱文杰(1993-),男,汉族,浙江宁波人,在校大学生,南京农业大学,研究方向:机械制造及自动化。