基于振动筛的硬币分离装置的设计与研究

2022.09.26

沈晓君唐珊珊赵东李帅贾璐

摘要：针对人工分硬币费时费力的难题，本论文设计一种基于振动筛的硬币分拣装置，利用振动筛的往复振动达到自动、高效分拣硬币的目的。装置主体由三层筛面组成，其中上层和中层筛面设有若干个硬币通过孔，经过振动筛的往复振动，一元硬币、五角硬币和新式一角分别落在上层、中层和下层筛面，最后通过称重可知每种硬币数量。

關键词：振动筛；硬币分拣；急回运动

0 引言

目前国内硬币分拣大多是手工操作，耗时费力。而随着硬币的使用越来越普及，尤其在自动售货机、宝宝摇摇车和公交车等场合，手工分拣硬币的方式已经不能满足大量硬币的处理要求，所以迫切需求一种硬币分拣收集装置[1]。如今市场上使用较多的硬币分拣机分类效果差，工作效率低，且主要用于简单的分拣。本论文根据硬币尺寸的不同，拟设计制作一种基于振动筛的硬币分拣装置，该装置可提高分类精度及工作效率[2]。

1 总体设计思路

如图1所示，本设计装置由连杆机构和筛选结构组成。当曲柄做等速转动时，摇杆做变速摆动，且摆回的平均速度大于进程的平均速度，从而带动三层筛面往复振动，可达到分拣硬币的目的。

2 曲柄摇杆机构设计

曲柄摇杆机构即一个连架杆为曲柄，能做整周回转，另一个连架杆为摇杆，只能往复摆动。当曲柄与连杆两次共线时，摇杆处在两个极限位置，称极位。如图2所示，当机构处在两极位时，原动件曲柄所在的两个特殊位置AB1和AB2之间所夹的锐角0称为极位夹角[3]。

图1基于振动筛的硬币分拣装置整体结构示意图

摇杆从最左端DC1运动到最右端DC2时，曲柄转过的角度：a1 =180°+0；摇杆从最右端DC2运动到最左端DC1时，曲柄转过的角度：d2=180°一0。由于曲柄匀速运动，可见摇杆回来的时间短、速度快，称机构的急回运动特性，急回程度用K描述。因机构要具有急回特性，初定AB=15Cm，BC=36cm，CD=24cm，AD=30cm。

3 三次筛面设计一元硬币、五角硬币、新式一角硬币直径分别为25mm、20.5mm和19mm。根据硬币的直径不同，在筛面上开直径不同的孔，经过振动筛的往复振动，使一元硬币、五角硬币和新式一角分别落在上层、中层和下层筛面，本装置选取的孔直径大小分别为24mm、20mm以及无孔的形式[4]。

4 结论

本文对基于振动筛的硬币分拣装置进行了结构设计，主要包括总体结构设计、曲柄摇杆机构设计和三层筛面的设计。经过振动筛的往复振动，一元硬币、五角硬币和新式一角分别落在上层、中层和下层筛面。本设计为硬币分拣提供一个结构简单、操作方便、效率高的装置。

参考文献：

[1]林毅聪，林志凯，兰梦月公交车钱币分离器[J]南方农机，2016（7）：92-93

[2]刘倩倩，赵一鸣.申展瑜，李敏硬币分离兑换设计[J]电子世界，2016（13）：40-41

[3]孙桓，陈作模，葛文杰机械原理[M]北京：高等教育出版社，