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創客與生活-分幣機構介紹與設計

作者:文創造設計工作室/張宇文

緣起

創客是一群利用科技解決生活問題的發明家,而靈感就在生活中隨處可見,本次文章要跟大家分享與解決的問題正是,如何快速的分類每天都會使用到的零錢(硬幣)。
目前網路上我們可以看到許多種有趣的分幣機構,而這次文創造將分析各種的機構,並在最後分享自已的設計成果,希望大家也可以從中獲得不同的靈感。

結構分析

基本上分幣機構都分為以下幾個部分(圖一),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”。本次文章主要針對目前較常見的分幣型式,依據上述的結構分開介紹並以”投幣結構” 、”分幣結構”為主。

圖1

投幣結構

投幣結構,簡單說,就是把硬幣從手上移動到分幣結構的方式,最大的分類法是”手動與電動”。手動式就是利用投幣口的方式一枚一枚的投入分幣機,也是一般人最容易製作的種類,電動的型式可分成”震動式”與”轉輪式”。

“震動式”較為常見,通常利用馬達偏心產生震動,讓硬幣藉由開槽一枚一枚的滑至軌道結構。

“轉輪式”則是利用硬幣的厚度,以及圓盤的間距帶動硬幣到達軌道。

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”。平移斜坡為硬幣移動時整個面貼在軌道上,通常需要斜度較大的軌道。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。

分幣結構

分幣結構是整個機構的核心,也就是運用不同的方式來達到分類硬幣的作用。包含”篩網式”、”平轉式”、”滑軌式”以及”間距式”。基本上所有的分類概念都是運用硬幣的不同直徑來做篩選,但是透過不同的機構設計,可以達到不同的體積與穩定及效率。

”篩網式”最為陽春,也是最不需要設計力的型式,透過再多層的盒子間格開不同直徑的孔,藉此讓硬幣一層一層的往下落,達到分類不同的硬幣。

圖2

”平轉式”體積較小的分幣系統,利用一圓管,讓硬幣依序落下,並透過轉盤的移動,由小到大的孔徑,分類不同的硬幣。

圖3

”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。

相關的介紹也可以參考以下影片:

”間距式”為最常用的型式,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,各位可以這樣思考,上面說的結構就像是菜單,可以分成前菜、主菜、甜點,其實沒有一定的樣式,可以依據自己的技術及想法試試看不同的配置。

作品理念

在了解分幣機的結構之後呢,文創造要來聊聊自己的設計了。其實為了設計這個分幣機,光是大改就4個版本了,前面3個版本完全不能用。
先說說文創造的分幣機跟其他的分幣機最大的差別是什麼?

設計者宇文認為,最大的差異是省空間。這次利用斜面的設計,同時把轉輪、軌道與分幣結構都設計在同一平面上,把原本轉輪要外接軌道的設計改良了。而宇文認為分幣機的設計,最難的部分是斜面角度的計算,以及轉輪與軌道的平行設計。由於機構都是設在斜面上,所以設計卡榫的時候,常常需要用到投影的技巧,包含計算相對的角度。

圖4

設計過程

第一代受到了網路影片的先入為主的觀念,將轉輪採用立架的方式設計(圖5),等打樣之後發現,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(圖6),包含第二版的立架補強(圖7),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。

圖5

圖6

圖7

到了第三版的再次加強立柱的”地基”補強後(圖8),突然醒悟,要讓兩個不同的面完全平行,最好的辦法是用墊高與鎖定位點。果不其然第四版終於可以順利的達成任務。(圖9)

圖8

圖9

然而原先的轉盤太大,導致旋轉時會搖晃的問題還是會發生,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(圖10),所以整個結構就穩定了。

圖10

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。

結語

一個自造者最重要的除了透過網路影片學習不同的技術與知識,更要把自己的想法加進去,進而產生新的作品,在過程中難免會有不順利的地方,透過討論及更多的學習,始終可以突破困難,自己解決問題,並從中得到成長與成就。

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vMaker編輯部

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