喻志高　马帅兵　聂兴家

摘 要：本文谈到收银机在现实生活中不可缺少的地位，详细介绍收银机机构的组成和工作原理，找零系统的功能和重要性。该机构整体紧凑，识别精确，灵敏度高，运用范围广泛。

关键字：收银机机构；自动找零；纸币；硬币

Abstract： This paper talks about the indispensable status of cash registers in the real life， and gives detailed explanation about the composition and working principle of cash registers as well as the function and importance of their change system.The whole is compact in structure， precise in identification， high in sensitivity and used in wide range.

Key words：cash registers； automation change；paper money；coin

自动收银系统是融合计算机技术、信息采集和处理技术、结构设计为一体的自动化纸币接收、找零系统，具有很强的智能化功能。本产品设计主要针对大型超市，餐厅等纸币流通较快的场所。目前，我国自动收银关键技术已取得长足的进展，但是由于资金和研究投入量少，实际成果并不能令人满意。因此自动收银机构的设计是必不可少的。

1 收银机系统的组成及工作原理

1.1 收银机系统的组成

收银结构主要有以下几部分组成：纸币识别部分、纸币分拣部分、纸币送入部分、送纸机构、纸币分离机构、出币机构；硬币识别部分、硬币分拣、硬币找零。

1.2 收银机系统工作原理

纸币分拣机构：纸币分拣与纸币识别模块相结合，当纸币通过分拣机构时，纸币识别模块能够判断纸币的面额；然后电机带动螺杆转动一定的角度，将分拣器带到对应的位置，进而将纸币送入对应的传送带机构。运动一共分为四个阶段，第一阶段，将纸币吸入，识别纸币的真伪、面额，第二阶段，步进电机带动丝杠，将分拣机构送到对应送币口，第三阶段，分拣机构和传送带一起运动，将纸币送入传送带。第四阶段，步进电机带动丝杠，将分拣机构回到初始位置。

纸币送入部分：从分拣机构到储币箱，用的是两副皮带夹紧纸币传输，两副皮带紧密接触，一副皮带的运动由独立电机驱动，另一幅靠两个皮带压紧产生的摩擦力带动。每当纸币从分拣机构中吐出，传送带转一定角度，将纸币吸入传送带暂存，当纸币完全进入传送带时，传送带停止运功。

纸币存储机构：用于储存预先放入到纸币和工作收入的纸币。储币箱包括箱体、托板、滑片挡板、弹簧。纸币放在托板上，由弹簧顶起，将纸币压紧在托板与滑片挡板之间。随着找零的进行，纸币厚度减少，托板上移。纸盒与找零箱体分离，便于纸币的添加。

送纸机构：包括电机、主齿轮、辅助齿轮、固联曲柄、拖动连杆、天轴，走纸齿轮、走纸轴。主齿轮安装在电机主轴上，主齿轮同时带动辅助齿轮和走纸齿轮转动。在储币箱托板压紧作用下，走纸轴与纸币接触，并存在压紧力，走纸轴转动带动纸币出储币箱，进入分离轴。机构中增添了辅助齿轮和一个四杆机构，使走纸轴与纸币断续接触，使积攒的纸币回到储币箱。主齿轮带动辅助齿轮，曲柄与辅助齿轮固联，曲柄带动拖动连杆，进而使走纸轴在圆弧轨道中往复滑动，实现走纸轴与纸币断续接触。为了使走纸轴能够顺利平动，不会倾斜卡顿，增加了天轴传送动力，在轴的两端均有一个四杆机构带动走纸轴往复运动。

分离机构：分离机构包括定轴和分离轴。分离轴通过弹簧挂在定轴下面，且使兩者压紧，当有纸币进入分离机构时，分离轴允许上下在一定范围内移动。定轴的动力由走纸机构中的辅助齿轮通过齿轮组提供，分离轴没有直接的动力来源。随着纸币进入量的增多，分离轴和定轴之间的间距增大，弹簧被拉紧，分离轴转动受到的摩擦阻力增大，定轴将带动最上面一张纸币进入储币机构，下面的纸币和分离轴一起停止运动，直到最上面的纸币完全从分离机构进入出纸机构，下面的纸币才能继续进入，从而实现纸币的分离。

出币机构：由两幅传送带，一个光电开关组成。纸币经过分离机构后，进入出币机构，进而送到找零盒。通过找零算法计算出各面额钱币的数目后，对应的走纸机构、分离机构、送纸机构持续转到，每出一张纸币，通过光电开关记一次数，直至找够计算的数目。

硬币识别模块：硬币进入硬币识别模块后，根据硬币的材质不同，对磁场的影响不同，判别出硬币的面额和真伪。然后将信号传递给单片机，单片机控制分拣机构做出相应的动作。

硬币分拣模块：包括滑道、滑道轴、一对电磁铁等，滑道通过软管与硬币识别器相连，滑道与滑道轴固联，在滑道与电磁铁之间装有弹簧，电磁铁不通电时，将滑道保持在两个电磁铁中间。根据识别器提供的面额信息，不同的电磁铁通电方式，让滑道与不同的硬币通道相连，将硬币送入不同的储币筒中。

储币与硬币找零：从分拣机构经硬币通道进入的硬币，储存在储币筒中。储币筒在摆杆一侧开有槽孔，另一侧也开有槽孔和斜坡；槽孔的高度、宽度和厚度，恰好对应一个硬币的厚度，斜坡便于硬币的滑出。找零机构包括步进电机、齿轮组、摆杆、储币筒和齿轮盒等。步进电机带动齿轮组转动，进而带动摆杆转过一定角度；摆杆的高度和厚度与槽孔相对应，摆杆转动可以扫过储币孔的中心，将硬币一半打出储币筒滑入斜坡，实现找零。

2 收银机机构的功能简介

2.1顾客投入的纸币经过分拣机构的传送带，纸币经分拣箱判断面额大小，然后把信号传到步进电机，步进电机带动分拣器将纸币运送到相应的送入机构，进而送入储币箱。由于弹簧托板的存在，纸币压紧通过送纸轴送过送纸机构。

2.2顾客投入的硬币，经识别真伪，被放入对应的储币筒中。通过运用算法确定找零的数额，经单片机控制各个送纸机构的工作，直到所有的数额吐出，乘客取走找零后，完成这一投币过程，系统复零，完成等待下一位乘客投币的准备。

3 结束语

收银机的出现填补了中国市场在这方面的空缺，加快了人们生活节奏，减少了顾客排队等待的时间，为人们的生活带来更多的便捷。然而，市面上出现过自动找零系统，因其不具备真伪钞识别的功能，程序冗长，找零缓慢，使得收银机的应用并不广泛。所以这次对收银机的设计本着简单而又实用的原则。使其更加智能便民化。

参考文献

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