投币机论文关于清分型多功能投币机的开发x论文范文参考资料

投币机论文关于清分型多功能投币机的开发x论文范文参考资料 （1. 河北科技大学机械工程学院，河北 石家庄 050018；2. 河北科技大学电气工程学院，河北 石家庄 050018； 3. 河北科技大学理学院，河北 石家庄 050018） 摘 要：针对传统公交投币机功能简单、需要人工分拣清点的不足，设计了一种面向公交小额收费的清分型多功能投币机，阐述了清分型多功能投币机的基本设计原则、功能模块、结构、主要技术参数，指出该投币机除了具有传统公交投币机的*及公交卡支付功能外，在机箱内部还可实现硬币和纸币混合物的分离功能、票据的即时打印功能等，并构建了银联IC卡快捷支付接口、扫码支付接口，为公交收费的互联网模式进行了有益的探索。 关键词：投币机；投币；清分；钱币清点；钱币分拣；银联IC卡支付；扫码支付；票据打印 ：TP29；U469.13；F822.2文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1674-9146.xx.05.063 投币机被广泛应用于公交车和自动售货机上。传统的公交投币机往往仅基于机械原理进行开发设计，功能简单，仅能实现硬币或纸币收集功能。每天，公交投币机的收纳箱中会收集大量的纸币和硬币混合物，这些钱币面额小、数量多，往往需要人工将硬币与纸币分离后进行手工清点，非常费工费力1。因此，急需设计一种钱币快速分拣装置，实现对硬币和纸币混合物的自动分拣及硬币、纸币的统计计数功能，从而替代部分人工劳动，实现高效快速的钱币清点和分拣。 1 清分型多功能投币机基本设计原则与功能模块 1.1 清分型多功能投币机的基本设计原则 清分型多功能投币机应遵循以下3项基本设计原则：一是不能增加乘客上车投币的困难，尽量保持现有投币方式，以适应公交运输乘客流量大的特点2；二是不能增加公交司机和收币人员的额外管理和操作负担；三是设计原理、功能与工作状态要简单、实用、稳定、可靠，否则会增加公共管理的负担3。 1.2 清分型多功能投币机的功能模块 按模块划分，清分型多功能投币机主要包括5个功能模块：一是钱币收集模块：实现*币收集、刷卡支付、银联IC卡快捷支付、扫码支付等功能；二是硬币与纸币分离模块：实现硬币和纸币混合物分离的功能；三是硬币的清分模块：实现硬币的分拣、清点和叠摞收集等功能4；四是纸币的清分模块：实现纸币的分拣、清点和分区收集等功能；五是辅助功能模块：实现票据打印、机体监控、视频发布等功能。 2 清分型多功能投币机的结构 2.1 清分型多功能投币机的总体结构 第64页图1为清分型多功能投币机的总体结构示意图。清分型多功能投币机模仿在用的公交投币机外观，整机设置第一投币口和第二投币口2个*投币口，其中第一投币口为常用投币口，设置在箱体的左上方，接收五角纸币、一元纸币、一角硬币（有两种尺寸型号）、五角硬币、*币共5种面额、6种型号*币投入；第二投币口为非常用投币口，接收五元和十元面额的纸币投入（十元以上的纸币在公交车上极少被使用），由于这两种面额纸币的用量很少，同时为了避免乘客误投，将第二投币口设置在箱体的左侧并低于第一投币口，并利用弹簧合页设置盖板门盖住第二投币口。在箱体的左侧面上，分别设置IC卡传感器和扫码传感器；在箱体的右侧面上，由上至下分别设置喇叭、微型打印机、显示屏。 2.2 硬币与纸币的分离结构 在初始状态下，转板门处于关闭状态，一元及以下各种硬币与纸币被投入第一投币口以后，落到接币桶的下部。首先执行硬币与纸币的分离程序，控制器控制刮板驱动电机转动，刮板轴带动刮板转动，刮板及毛刷将接币桶内的钱币混合物搅动，其中的硬币通过接币桶下部的多排圆形通孔落下并掉入缓冲漏斗内，纸币被留在接币桶内，此时控制转板驱动舵机顺时针转动一个角度。舵机轴带动折叠拉杆的左端杆同步转动，折叠拉杆的右端杆打开转板门，此时再次驱动刮板转动，纸币在被搅动时通过转板门下落离开接币桶。刮板的一端固定毛刷，补偿了相关圆弧类部件在制造和装配过程中产生的微小圆度误差，从而保证硬币和纸币的分离效果。 2.3 硬币的清分结构 硬币和纸币被分离后，落入缓冲漏斗内的硬币通过缓冲漏斗底部的多个漏币孔落入硬币清分器上侧盘内，缓冲漏斗的功能是使下落的硬币降低速度。在上侧盘转动过程中，上侧盘的每个圆孔侧壁会拨动一枚硬币同步转动，当转动到和下侧盘的圆孔（依次是小一角漏币孔、五角漏币孔、大一角漏币孔、一元漏币孔）相对接时，上侧盘内的硬币按照小一角、五角、大一角、一元的顺序依次分别掉落到相应的硬币导管内，被相应的计数器计数后落入各自的硬币收纳管内。由于每个硬币收纳管规格尺寸是预先设定的，能够收纳的硬币数量是固定的，因此当某个硬币收纳管内的硬币数量通过计数器统计达到设定数量时，控制相应的步进电机旋转，带动转轮支座旋转一个角度，使转轮支座上固定的其他空置硬币收纳管转动到硬币导管下方进行硬币收集，依此原理类推，实现各种面额硬币的收集、清分与。凸轮的作用是使缓冲漏斗产生振动，避免缓冲漏斗上端面孔与孔之间存留硬币。 2.4 小额纸币的清分结构 由于一角纸币和二角纸币已经基本退出了流通领域，因此本机开发所针对的小额纸币特指一元纸币和五角纸币。为了验证纸币的完整性，投入到接币桶内的纸币仅允许折叠一次，否则会被要求展开。因此在纸币下落过程中，第一风扇组横向向右吹风，通过控制风速，有些完全展开的纸币由于受风面较大，会被吹到箱体的右侧壁处下落，由于纸币数量较少且是从转板门处依次下落，一般会通过第二颜色传感器。以一元纸币通过第二颜色传感器为例，第二颜色传感器识别其面额后，控制第二舵机逆时针转动一个角度，使第二拨板轴带动第二拨板逆时针转动，下落的一元纸币落到第二拨板的右侧斜面上并只能下滑到一元纸币收纳箱内，五角纸币依此原理类推。从接币桶内下落的纸币部分落到小滚轮上，控制第一微电机驱动大滚轮轴顺时针转动，带动大滚轮顺时针转动，同时控制第二微电机驱动最左侧一列小滚轮轴顺时针转动，由于每列小滚轮的最外侧一个小滚轮通过齿形带整体串联连接，因此所有的小滚轮均顺时针转动，落到小滚轮上的纸币在顺时针转动下向右方移动，如果小滚轮上的纸币出现层叠现象，到达和大滚轮相接的位置时，从接币桶内自由落下的纸币处于层隙较大的松散状态，上层的纸币会被顺时针旋转的大滚轮推向左方，阻止纸币向右移动，下层的纸币会从最右侧小滚轮处下落，通过第二颜色传感器时被识别并下滑到相应的纸币收纳箱内，下层的纸币从小滚轮上滑落后，上层的纸币层叠高度逐渐降低，最终使纸币依次通过第二颜色传感器。设置第二风扇组向上吹风，是为了使小滚轮上的纸币进一步处于松散状态；设置吹风架是为了使第二风扇组按设定方向吹风。 2.5 大额纸币的清分结构 这里的大额纸币特指五元纸币和十元纸币，十元以上纸币极少被用于公交投币系统中。五元和十元两种面额纸币使用量较少，而且两种纸币的颜色区别明显。为了防止投币人误投，投币人需要将大额纸币单独投放到第二投币口内。在第二投币口上安装了盖板门，在弹簧合页的作用下呈常闭状态，并且盖板门上标识有提醒说明，投币前必须要手工打开盖板门才能投币。由于在公交车上使用这两种面额纸币的人很少，因此对整体人群的投币效率而言，并没有太大影响。例如一张五元纸币被投入第二投币口以后，纸币在下落过程中，第一颜色传感器检测到纸币的颜色并将信息传给控制器，控制器确认所投纸币的面额后，控制喇叭报出面额告知司机，同时第一舵机逆时针转动第一拨板轴并带动第一拨板同步转动，使第一拨板的上端接触第二投币口的右侧壁，这样五元纸币就顺着第一拨板的左侧面下滑并落入大额纸币箱底部的五元纸币收纳箱内；同理，如果投入十元纸币，第一拨板的上端被控制旋转到与第二投币口的左侧壁接触，十元纸币就落入十元纸币收纳箱内，从而实现五元纸币和十元纸币的收纳与清分。 3 实测主要技术参数及模型样机照片 3.1 实测主要技术参数 实际测试中的主要技术参数如下：大额投币处理速度为15张/min；小额投币处理速度为40张（枚）/min；硬币清分速度为123枚/min；纸币清分速度为41张/min；振动筛纸币存留率为0%；硬币清分准确率为100%；大额纸币清分准确率为100%；小额纸币清分准确率为60%；接币桶钱币存留率为0%；滚轮处纸币存留