基于图像识别的五面额自动硬币分拣装置

在零售网点现金归集、公交公司票款清算、景区无人售票点位运维、银行网点零钞整理这类高频接触硬币的场景里，人工分拣硬币的效率瓶颈一直存在——传统纯机械孔式分拣机仅能依靠尺寸差异区分硬币，遇到磨损严重、尺寸接近的币种容易卡滞、错分，后期需要人工二次复核，反而增加了作业环节的人力投入。这套硬币分拣装置的设计初衷，就是跳出纯机械分拣的尺寸限制，把视觉识别和定制化机械导料结构结合，解决小批量多币种硬币的快速分拣需求。

从结构设计逻辑来看，整机没有采用复杂的工业级视觉机架方案，整体外形控制在320mm×240mm×210mm的紧凑尺寸范围内，不需要额外打膨胀螺丝固定，放置在常规800mm高的办公操作台、清分工作台面上即可使用，底部预留了10mm高的防滑胶垫安装位，避免设备运行时的振动导致移位。设备顶部预留了7英寸触控显示屏的安装沉台，屏幕嵌入深度为8mm，四周做了2mm的圆角过渡，避免日常操作时磕碰边角；入料口设置在设备正面偏下位置，采用直径120mm的圆形敞口设计，敞口边缘做了15°的外翻导角，单次可倒入约200枚混合面额的硬币，不需要人工逐枚摆放进料。

视觉识别模块的安装位做了遮光处理，摄像头镜头距离硬币输送通道的垂直高度固定为110mm，通道内壁做了哑光黑喷塑处理的预留安装面，避免环境反光干扰图像采集精度，配合内置的机器学习分类模型，可快速识别五种不同面额的硬币，哪怕是存在轻度磨损、表面沾有污渍的硬币，也能通过纹理、色泽、尺寸多维度特征完成判定，识别准确率远高于纯机械孔筛结构。识别完成后的硬币会进入对应的导料槽，导料槽采用3D打印工艺制作，槽体宽度根据对应硬币的最大直径预留2mm的间隙，槽底做了3°的倾斜角度，依靠硬币自重滑入外侧的五个环形收纳托盘，不需要额外设置拨料电机，减少了易损件数量。外侧的环形收纳托盘和主机身采用卡扣式连接，每个托盘对应一种面额，分拣完成后可直接取下托盘倒出硬币，托盘边缘高度为35mm，单盘可容纳约300枚对应面额的硬币，满足单次清分作业的存储需求。

设备侧面设置了手动拨杆，当出现硬币卡滞时，不需要拆解设备外壳，拨动拨杆即可带动导料机构微动，排出卡滞的硬币，降低日常运维的难度。机身内部的走线槽全部做了隐藏式设计，强弱电分离排布，避免信号干扰视觉模块的识别稳定性；整机供电采用12V直流适配器，不需要接入工业380V电源，普通办公场所的市电插座即可满足供电需求，适配各类非工业场景的使用条件。

在结构建模阶段，所有3D打印零部件的壁厚统一设置为2.5mm，既保证打印完成后的结构强度，又不会因为壁厚过大增加打印成本和整机重量；相邻运动部件之间预留了0.3mm的装配间隙，避免3D打印的层纹导致部件卡滞。和传统工业级硬币清分机相比，这套装置没有采用复杂的输送带、多电机分路结构，整体零件数量压缩了60%以上，制造成本更低，同时兼顾了识别准确率和使用便捷性，适合小体量的硬币清分场景使用，不需要专业人员培训即可快速上手操作。