【文創設計】自製快速分類硬幣神器 — 分幣機

作者:文創造設計工作室/張宇文

 

創客是一群利用科技解決生活問題的發明家,而在生活中隨處都可找尋發明的靈感,本次文章要和大家分享與解決的問題正是,如何快速分類每天都會使用到的零錢(硬幣)。

在網路上我們可以看到各式各樣有趣的分幣機構,這次文創造將試著分析常見的分幣機機構,並在最後分享自已的設計成果,希望大家能從中獲得不同的靈感。

分幣機結構分析

基本上分幣機構主要分為以下幾個部分,包含「投幣結構」、「軌道結構」、「分幣結構」、「儲幣結構」;其中「軌道結構」泛指硬幣從投幣結構到分幣結構的過程,所以有些設計會直接將它併入「分幣結構」。

分幣機結構(圖片來源:文創造提供)

  • 投幣結構

投幣結構就是將硬幣從手上移動到分幣結構的過程,最大的分類法是「手動與電動」。手動就是以投幣口的方式,一枚一枚將硬幣投入分幣機,也是一般人最容易製作的種類。

手動投幣(圖片來源:文創造提供)

電動的型式可分成「震動式」與「轉輪式」。「震動式」較為常見,通常是利用馬達偏心產生震動,讓硬幣藉由開槽一枚一枚地滑至軌道結構,如下圖:

震動式投幣(圖片來源:文創造提供)

「轉輪式」則是利用硬幣的厚度及圓盤的間距帶動硬幣到達軌道,如下圖:

轉輪式投幣(圖片來源:文創造提供)

  • 軌道結構

軌道結構基本上指的是硬幣移動到分幣結構的方式,依照硬幣移動時的狀態大致分為「平移斜坡式」與「直立斜坡式」。平移斜坡讓硬幣移動時整個面貼在軌道上,通常需要斜度較大的軌道,如下圖:

平移斜坡(圖片來源:文創造提供)

直立斜坡為硬幣移動時,軌道為復斜面,可以讓硬幣在角度較小的軌道順利滑動,如下圖:

直立斜坡(圖片來源:文創造提供)

  • 分幣結構

分幣結構簡單來說就是分類硬幣的結構,是整體機構的核心,其主要概念是運用硬幣的不同直徑來篩選,但是透過不同的機構設計,可以獲得不同的體積、穩定及效率,大致有「篩網式」、「平轉式」、「滑軌式」及「間距式」。

「篩網式」最為陽春,也是最不需要設計力的型式,透過多層盒子開不同直徑的孔,藉此讓硬幣一層一層的往下落,達到分類不同的硬幣,如下圖:

篩網是分幣結構(圖片來源:文創造提供)

「平轉式」是體積較小的分幣系統,主要利用一圓管,讓硬幣依序落下,並透過轉盤的移動與由小到大的孔徑,分類不同的硬幣,如下圖:

輪盤式分幣結構(圖片來源:文創造提供)

「滑軌式」據說是最快速的分類法,透過不同的分類軌道,可以快速地將硬幣分類,如下圖:

滑軌式分幣結構(圖片來源:文創造提供)

「間距式」是最常用的型式,利用在軌道上開不同間距的孔,讓硬幣在滑落的過程中分類。

在經過了大致的介紹後,大家可以想像,上面的結構就像是菜單,可以分成前菜、主菜、甜點,其實沒有一定的樣式,都可以依據自己的技術和想法試試不同的配置。

作品設計理念

在了解分幣機的結構後,文創造要來聊聊自己的設計啦!其實為了設計這個分幣機,我光是大改就有 4 個版本了,前面 3 個版本完全不能用。

文創造的分幣機跟其他的分幣機最大的差別在於空間的節省,這次文創造利用斜面設計,將轉輪、軌道與分幣結構都設計在同一個平面上,改良了原本轉輪要外接軌道的設計;而整體設計最難的部分在於復斜面的角度計算以及轉輪和軌道的平行設計,這是由於所有機構都設在斜面上,所以設計卡榫時,常常需要用到投影技巧,包含計算相對的角度。

作品設計過程

第一版受到了網路影片先入為主的觀念,將轉輪採用立架的方式設計,但打樣後發現,立架會因為些微的誤差導致轉輪面與軌道面有些微的高低差,而第二版的立架補強,也發生一樣的問題,除了高低差外,馬達在轉動時,也會產生微微地晃動,導致轉輪與軌道的干涉,時常轉一轉就卡住。

第一版作品在轉輪方面採用立架的方式設計(圖片來源:文創造提供)

第二版將立架補強仍然有高低差問題(圖片來源:文創造提供)

到了第三版再次加強立柱的「地基」後才突然醒悟,要讓兩個不同的面完全平行,最好的辦法是藉由墊高與鎖定位點,果不其然第四版終於可以順利的達成任務。

墊高(圖片來源:文創造提供)

鎖定位點(圖片來源:文創造提供)

然而原先的轉盤太大,導致旋轉時會搖晃的問題還是照常發生,所以將原本一個轉輪可以帶動 8 枚硬幣的轉輪,縮小成 6 枚,並利用賽璐璐片作為檔板,防止硬幣掉出去,如此整個結構就穩定了;而在機電的設計上,則是使用 TT 馬達,並利用調速器來控制轉速。

最終版分幣機(圖片來源:文創造提供)

小結

身為一名創客除了平日透過網路影片學習不同的技術與知識,更要從中加入自己的想法,進而產生新的作品,過程中難免會有不順利的地方,但透過討論與更多方面的學習,始終可以突破困難、解決問題,並且從中得到成就感。

(責任編輯:賴佩萱)

文創造 設計工作室

善長於利用結構設計,創造以環保、智能啟發、美學教育為目地的互動結構裝置,並在設計中帶入中華元素及文化意涵是其特色。
作品具備實用性、啟發性,並以教育、趣味、互動為手段的相關作品。
文創造 設計工作室

Author: 文創造 設計工作室

善長於利用結構設計,創造以環保、智能啟發、美學教育為目地的互動結構裝置,並在設計中帶入中華元素及文化意涵是其特色。 作品具備實用性、啟發性,並以教育、趣味、互動為手段的相關作品。

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