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公交车钱币分离箱设计

作者：刘晓婷薛雅文孟新欣张智超张浩男来源：《价值工程》2020年第30期

摘要：随着中国城市化水平的加快，城市交通问题变得越来越突出。公交车作为解决城市交通问题的重要工具，具有很多优势，公交收费是公交运营的重要组成部分，直接关系到公交公司的切身利益。设计这款钱币分离箱，主要是针对无人售票公交车使用的投币箱进行功能的改造与升级，使其具有自动分离纸币、硬币，硬币数量记录，硬币数额实时统计的功能，同时对其外观进行设计，让城市公交车具有自己的风貌。本次研究首先介绍了公交车钱币分析箱在

国内的发展情况。此外，还介绍了钱币分离和计数等创新技术。根据现有的系统的问题和实际需求，完成分析，在此基础上完成设计方案和模块化方案。该系统分为以下主要模块：纸币、硬币分离模块、硬币识别计数模块、硬币贮存装置等模块。

Abstract：WiththeaccelerationofurbanizationinChina，urbantrafficproblemshavebecomeincreasinglyprominent.Asanimportanttooltosolveurbantrafficproblems，buseshavemanyadvantages，andbuschargesareanimportantpartofbusoperation，whichisdirectlyrelatedtothevitalinterestsofbuscompanies.Thiscoinseparatingboxisdesignedtotransformandupgradethefunctionofthecoinboxusedbyunmannedbuses，sothatithasthefunctionsofautomaticallyseparatingbanknotesandcoins，recordingthenumberofcoins，andcountingtheamountofcoinsinrealtime.Atthesametime，itsappearanceisdesignedtomakethecitybuseshavetheirownstyle.Firstly，thisstudyintroducesthedevelopmentofbuscoinanalysisboxinChina.Inaddition，innovativetechnologiessuchascoinseparationandcountingarealsointroduced.Accordingtotheexistingsystemproblemsandactualneeds，thispapercompletestheanalysis，andthencompletesthedesignschemeandmodularscheme.Thesystemisdividedintothefollowingmainmodules：papermoneyandcoinseparationmodule，coinidentificationandcountingmodule，coinstoragedeviceandothermodules.

關键词：纸币;分离箱;硬币计数器

Keywords：papermoney;separationbox;coincounter

中图分类号：U469.13;;;;;;;;;;;;;;;;;;文献标识码：A;;;;;;;;;;;;;;;;;文章编号：1006-4311（2020）30-0231-02

1;课题研究背景

“绿水青山就是金山银山”，公交车出行也是人们绿色出行的最佳方式之一，虽然公交刷卡、扫码支付已经成为大多数人的支付方式，但是仍有部分人群使用纸币或硬币来投币上车。城市之间的公交卡往往不能互通，当人们去外地城市旅游或出差，投币上车的速度要快于使用扫码支付。近年来城市交通取得了长足的进步，但仍与我们城市人口众多和交通需求的增长格格不入。由于人们对城市交通的需求远远大于城市交通供给，发生交通条件恶劣等重大问题，居民出行大大增加。因此，城市交通已成为每个人都应关注并迫切解决的热点问题。

中国已采取许多措施从根本上解决城市交通问题，包括限制汽车的购买和使用：征收道路拥堵费以及优先发展公共交通。由于该国人口众多且交通复杂，因此发展公共交通应是当务之急。公交车是公共交通的一种重要运输方式，具有很多的优势，可缓解城市交通拥堵，运输成本低，安全性高的特点，因此在不久的将来，中国的公交车部署和公交技术研发投入将会增加大。

目前市场上所广泛使用的无人售票公交车投币箱，只能将硬、纸币收纳，不能在投币时将硬币和纸币分开，无法实时统计钱币数额，后期公交公司在整理钱币时通常使用大量人工，耗费大量人力物力以及时间，而且效果并不令人满意。如果在投币时就可以将钱币和硬币分离，并且能够记录硬币数量，就可以减少大量工作的需要，使得公交车钱币分离箱有了更多的意义。

2;研究意义

在公交刷卡和手机支付如此方便的现在，钱币分离箱是否还有意义？

科技在飞速发展，作为普通人的我們在享受这些便利，但不可否认的是，有部分人群由于种种原因仍然在使用钱币。在我们普通人享受到科技发展的便利时，我们也应该去思考那些特殊人群的生活方式，毕竟不是每一位社会成员都可以跟得上时代的脚步。

中国铁路12306网站已经上线多年，大部分人也养成了网络订购火车票的习惯。但仍有一些人不会使用智能手机，习惯在火车站窗口排队购票。正是因为这一部分人及其需求还在，火车站几乎都还保留着人工窗口。这个保留，不仅仅是人性化的措施，也是“不抛弃、不放弃”的社会共同体的应有理念。

耗费大量人力物力的售票窗口尚且如此，公交车投币箱的存在也应该有意义。

3;钱币分离

3.1硬币纸币的分离

在以往传统硬币纸币投币口的基础上，改变了项目最初的投币方式，将硬币纸币投币口直接分离，进入不同的收集箱，达到分离的目的。

3.2硬币内部分离

投币箱内部设有滑道，硬币从滑道下落，根据孔的直径不同可将不同面值的硬币分离，经管路进入不同收集装置。

4;硬币计数设计

4.1硬币识别模块

在硬币计数模块中有一个硬币识别模块。其有4个引脚，分为1234共4级，每一个引脚对应着不同的硬币面值。投入硬币时会压缩到弹簧四个等级引脚中的某一个，在硬币进入后，

到达相应的等级，激发电信号，进行传输。数字信号，并进行记录、计算总额、储存数据。见图1。

4.2液晶显示模块

在硬币收集和计数后，由液晶模块显示硬币的总额。

4.3复位模块

复位是单片机的初始化操作，其主要功能是使单片机从0000H单元（首单元）开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。复位电路采用了上电自动复位和按钮复位两种方式，上电复位工作过程是在加电时，通过10uF的电解电容给复位端一个短暂的高电平信号;按键电路工作过程是当按键按下时，通过电阻R85、R9把复位锁定到高电平，由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，因此完全能够满足复位的时间要求。

5;机械结构设计

系统由投币口、滑道、计数器、收集箱等几个模块组成，各个环节相互配合，完成钱币的分离与收集、计数。在设计时，首先完成各个零件或组件，然后根据需要进行组装，每个零件彼此参照以形成一个相互连接的整体。系统的结构设计要求各个滑道精密配合，已保证硬币能够顺利滑下并且掉入既定的孔和收集箱内。实物使用亚克力板进行拼装。设计塑料零件时，应考虑以下设计经验和准则。

①合理的壁厚以防止收缩。塑料零件在注塑过程中会收缩，冷却后会收缩。壁厚不应太厚，不同壁厚之间的过渡应均匀。如果需要较厚的壁厚，则可以使用中空处理。壁厚不能太薄，否则，将发生诸如翘曲和变形的缺陷。②各滑道的设计安装角度应该合理，避免大小硬币之间叠摞使得小硬币落入大的孔洞中，避免因为滑道坡度过大或过小影响硬币的正常滑落，如：坡度过大，使得硬币滑落速度过大;坡度过小，摩擦力大，使得硬币不能按照既定的轨道路线落入收集箱内。③避免倒角：过渡位置，并避免由于应力集中而产生锐利边缘。④具有相同或相似功能的塑料零件应采用统一的结构以降低模具成本。

图2和图3分别为：计数器实物图和投币箱实物图。

6;结论

本次设计总结了钱币分离系统的缺点和问题以及发展状况。从实际角度看，需要进行需求分析和设计方案;为了把公交车钱币分析系统的设计和实施分成几个部分：机械结构设计，设计计数模块，模块结构修整等结果满足了功能需求，并设计了预期效果。

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作者简介：刘晓婷（1964-），女，河北唐山人，副教授，工学学士，研究方向为机械加工、工程材料;薛雅文（1997-），女，陕西延安人，本科在读，研究方向为能源与动力工程;孟新欣（1998-），女，陕西咸阳人，在读本科，研究方向为能源与动力工程;张智超（1998-），

男，陕西宝鸡人，本科在读，研究方向为机械电子工程;张浩男（1999-），男，陕西铜川人，本科在读，研究方向为机械电子工程。

