一种自动叠币机构的设计与应用

技术领域

本文涉及一种自动叠币机构，属于金融机具及自动化设备技术领域，主要应用于银行、公交公司、商场收银等需要对大量硬币进行整理、堆叠和包装的场合。

背景技术

硬币作为流通货币的重要组成部分，在零售、交通、金融等行业使用量巨大，长期以来，硬币的清点、整理和包装工作主要依靠人工完成,存在以下问题：

1. 效率低下：人工数币、叠币速度慢,难以满足大批量硬币处理需求；
2. 易出差错：长时间重复性劳动容易导致计数错误和堆叠不齐；
3. 卫生问题：硬币表面细菌较多,人工长期接触不利于健康；
4. 人力成本高：随着劳动力成本上升,人工处理硬币的经济性越来越差。

设计一种结构合理、运行可靠的自动叠币机构,具有重要的现实意义。

机构组成结构

本自动叠币机构主要包括以下几个部分：

币斗与分币装置

币斗采用倾斜式设计，内壁光滑，便于硬币依靠自重下滑，分币装置由转盘和出币口组成，转盘上设有环形凹槽，凹槽尺寸与硬币直径相匹配，转盘旋转时硬币逐枚进入凹槽，实现单枚分离,有效防止多枚硬币同时通过造成的卡币现象。

输送轨道

输送轨道采用两侧限位导槽结构，导槽间距可根据硬币直径调节，轨道底部设有光电传感器，用于对通过的硬币进行计数,并将信号实时传输至控制系统。

叠币装置

叠币装置是本机构的核心部分，由叠币筒、托币板和升降机构组成：

• 叠币筒：内径略大于硬币直径，垂直布置,筒壁一侧开设观察槽；
• 托币板：位于叠币筒底部,可承载硬币并随堆叠数量增加而下降；
• 升降机构：由步进电机驱动丝杠,控制托币板的精确升降。

推币包装装置

当叠币筒内硬币达到预设数量（通常为50枚）时，推币气缸动作，将整摞硬币横向推出,进入包装纸仓完成自动包卷。

控制系统

采用单片机或PLC作为控制核心，接收传感器信号，协调分币电机、输送机构、升降机构和推币气缸的时序动作,并具备故障报警和卡币自停功能。

工作原理

本机构的工作流程如下：

1. 将散乱硬币倒入币斗,启动设备；
2. 分币转盘旋转,硬币逐枚分离并送入输送轨道；
3. 硬币沿轨道滑落至叠币筒,光电传感器同步计数；
4. 托币板在升降机构带动下，每落入一枚硬币即下降一个币厚的高度,确保叠币筒顶部始终处于最佳接币位置；
5. 当计数达到设定值时，控制系统暂停进币,推币气缸将成摞硬币推出并包装；
6. 托币板复位,进入下一轮叠币循环。

有益效果

与现有技术相比,本自动叠币机构具有以下优点：

1. 叠币整齐：托币板随动下降设计，使硬币逐枚平整堆叠,避免了自由落体造成的歪斜倾倒；
2. 计数准确：光电传感器与机械动作联动，计数精度可达100%；
3. 适应性强：通过更换分币转盘和调节导槽间距，可兼容一元、五角、一角等多种规格硬币；
4. 自动化程度高：分币、输送、计数、叠币、包装一次完成,处理效率可达每分钟200枚以上；
5. 安全可靠：设有卡币检测和过载保护装置，运行稳定,维护方便。

一种自动叠币机构通过机械、传感与控制技术的有机结合，实现了硬币整理过程的全面自动化，显著提升了硬币处理效率，降低了人工成本,在金融机具现代化进程中具有广阔的应用前景。