应用于公交车的钱币清分投币机

张雨萍

摘 要：为了提高钱币清点工作的效率，特改进了现有的投币箱，设计了一种在源头处理钱币的投币箱，进而实现纸硬币的分离和硬币分类计数功能，减轻工作人员的工作量，缓解后期的钱币清点压力。

关键词：投币箱；钱币清点；纸硬币分离；硬币计数

中图分类号：TH693 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.15.081

1 项目背景和研究意义

公交车作为人们日常出行重要的交通工具之一，每天收获的零钱数万元计，而现有公交车投币箱功能单一，只具备临时储存的功能，导致后期钱币多且杂，钱币清点困难。通常情况下，公交总站的钱币清点采用的是人工清点的方式，需人工实现纸硬币分离，纸币整理，硬币分类计数、整理等，工作效率低下且人力成本高。因此，公交公司每年需耗费大量的人力、财力完成钱币的清点工作。

2 设计方案

将此设计应用于无人售票的公交车上，由毛刷判断通过的纸硬币的性质，以实现不同纸硬币的分离。根据不同币值的硬币直径可以实现不同硬币的分类、计数。

3 机械结构设计

该装置的机械部分主要是由纸硬币分离箱、纸币收纳盒、硬币连接滑道、硬币检测分离盘和硬币收集筒等组成的，

其整体结构如图1所示。

3.1 纸硬币分离盒的设计

为了实现纸硬币的分离，采用毛刷完成过滤工作。硬币密度大，能顺利穿过毛刷，而纸币则被阻挡。其结构如图2所示。

电机通过齿轮传动分别带动凸轮和毛刷转动，凸轮转动控制挡板周期性打开进币口，并利用毛刷判断纸硬币的通过性，以实现纸硬币的分离。与凸轮相连的齿轮和与毛刷相连的齿轮的传动比为1∶3，毛刷也设计成3片，以保证钱币下落时毛刷始终处于同一状态。其分离原理是，钱币投入后，当过滤毛刷转动到合适位置时，挡板打开，钱币掉落到毛刷上，其中，纸币顺着毛刷转动的方向从一个开口送出，硬币则穿过毛刷从另一开口落入到硬币滑道。

3.2 硬币分类整理模块

根据不同币值硬币直径的不同可以实现硬币的分类，由红外传感器完成对硬币的金额统计。其结构如图3所示。

如图3所示，漏斗是用来暂存待分离的硬币的。其中的检测模块是由若干红外传感器组成的，利用硬币反光的特性计数；上下分离盘则是根据不同币值硬币直径的不同实现硬币的分类。上下分离盘的设计结构如图4所示，其分离原理是：上分离盘的卡槽将硬币从漏斗中逐个带出，下分离盘根据硬币直径从小到大布置有4个U形硬币落孔，上分离盘带动硬币依次经过下盘的落孔。当硬币直径小于落孔直径，硬币则掉落到相应的收集筒中，从而实现硬币的分类。

4 计数检测部分

采用红外传感器对硬币计数，传感器的平面布置如图5所示。当上分离盘将硬币逐个从漏斗中分离出来时，硬币将依次通过相应的红外传感器。红外传感器有一个发射器和一个接收器，当发射的光反射回来被接收器接收时，则传感器芯片会发出低电平。分离盘为黑色不反光，而硬币为金属可以反光，利用该特性便可检测到有硬币通过。单片机统计每个芯片发出的信号数，这样便可知通过该芯片下方硬币的数量，相邻两芯片统计数的差值便是落入中间硬币筒的硬币数量。依次类推完成所有硬币的计数，将不同币值硬币的数量和总金额显示在LCD屏幕上，以方便工作人员查看。由于LCD的扫描频率比较快，所以，可以实时统计硬币数量。

5 研究总结

目前，国内尚未出现应用于公交车的钱币分离装置，公交车数量较多，每天累积的钱币数量大。而笔者设计的装置改进了原始的投币箱，增加了对纸硬币分离，硬币分类、整理和硬币的计数功能，结构简单，造价低，可用于无人售票系统的公交车。该装置可以及时处理乘客投入的钱币，缓解现有钱币回收到公交公司后由点钞员清点工作量大和效率低的问题。使用该装置节省了大量的人力成本支出，预计期将会有广阔的市场应用前景。

参考文献

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〔编辑：白洁〕