专利名称：圆形物件的尺寸测量装置与方法
技术领域：
本发明涉及一种物体尺寸的测量装置与方法，尤指一种不需要以量尺进行直径的 测量，仅靠传感器进行时间的量度，即可在最小的尺寸需求下快速决定圆形物件尺寸的装 置与方法。
背景技术：
目前，现行量度硬币直径，有一种方法是在硬币滚动轨道上装设两组传感器，记录 硬币先后抵达与脱离此两组传感器的时间换算出硬币的直径，如图4所示。然而这种双传感器的设计，却需要较长的稳定轨道才能获得所需的四个时间点而 予以求解。参见图4，若圆形物件在传感器上所划出的等效弦长为C，两传感器的间距为U, 则稳定轨道的最小长度需求为C+U。然而，有些验币装置有一定的尺寸限制，例如一种上落式验币装置，其具有固定较 小尺寸的标准规格，由于双传感器的设计需要较长的稳定轨道长度，通常难以置入这种尺 寸有限制的验币装置中。因此有必要设计出一种缩小尺寸轨道的方法，以解决现行技术所造成使用上的不 便，且应用范围受限等问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种装置三组传感器，可将稳定轨道长度 的需求缩小到仅需硬币的“等效弦长”(不必大于硬币的直径)的传感器布置方法。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供的圆形物件的尺 寸测量装置，其包括轨道与第一、二、三传感器，第一、二、三传感器依序直线设置于轨道上， 以分别测量待测物件行经第一、二、三传感器的时间点，第一、二传感器之间及第二、三传感 器之间分别有间隔距离。本发明还提供了一种圆形物件的尺寸测量方法，该方法包含设置第一、二、三传 感器于轨道上，其中第一、二传感器之间的距离为…，并且第二、三传感器之间的距离为u2 ；令所述待测物件在所述轨道上移动，并记录所述待测物件接触所述第一传感器 的时间点为、、所述待测物件接触所述第二传感器的时间点为、、所述待测物件接触所 述第三传感器的时间点为t2、所述待测物件离开所述第一传感器的时间点为t3 ；与根据
运算出所述待测物件被传感器划出的弦长。借由本发明的圆形物件的尺寸测量装置与方法，可以将轨道长度缩小，并能进一 步测得连续投入物的尺寸。
图1为本发明的实施例示意图2A，图2B，图2C，图2D为待测物件依序行经第一、二、三传感器的测量示意图； 以及图3为待测物件速度与时间的关系图；图4为现行量度硬币直径的方法。附图标记说明A，B，C 待测物件Si第一传感器的感测点S2第二传感器的感测点S3第三传感器的感测点H三组传感器距离轨道的高度
具体实施例方式本发明在此所探讨的方向为一种圆形物件的尺寸测量装置与方法。为了能彻底地 了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的步骤及其组成。参考图1所示，本发明提出的圆形物件的尺寸测量装置是由平整轨道与第一、二、 三传感器所构成，其中第一、二传感器之间的距离为％，第二、三传感器之间的距离为u2，并 且第一、二、三传感器设置于轨道上高度H处。待测物件A，B, C...依序以等加速度a(或 等速，即a = 0)由左向右滚动。每一待测物件的前缘将依序抵达第一传感器的感测点Sp 第二传感器的感测点S2、第三传感器的感测点S3。随后，待测物件的后缘将脱离第一传感器 S10针对此4个时间点分别记录，并分别指定为t0, t2，t3。上述的轨道倾斜于水平面，其中第一传感器的水平高度大于第二传感器的水平高 度，并且第二传感器的水平高度大于第三传感器的水平高度，使得待测物件沿该轨道滚动 或滑动，借此以初始速度％接触第一传感器。参考图2A，图2B，图2C，图2D所示，当待测物件接触第一传感器时，纪录待测 物件接触第一传感器的时间点、，如图2A所示。随后，当待测物件接触第二传感器时， 记录待测物件接触第二传感器的时间点、。为了计算方便，将上述的、定义为0。因 此，第一、二传感器之间的距离即可表示为A zvA+a^2"，其中初始速度V(l可表示为 v0 = {ul -atl 12)/tx = ux/tx - at1 /2。当待测物件接触第三传感器时，记录待测物件接触该第三传感器的时间点t2，如 图2C所示。再根据图3所示，、与t2间的上方梯形面积为(at^at^ (t.-t,)/2 = ait.+t,) (Vt^/2,并且、与t2间的下方矩形面积为％(、-、)，其中图3的纵轴为待测物件行经各 个传感器的速度V，并且横轴为待测物件行经各个传感器的时间点t。然而，根据运动学与几何学，第二、三传感器之间的距离即为上述两面积之和，第 二、三传感器之间的距离为 u2 = v。(、-、)+a “2+、) (、-、)/2 = (、-、)/ti+a (V、) t2/2。 据此也可计算出加速度a = 2 [U2-Ul (、-、) /tj/t2 (、-、)。当待测物件离开第一传感器时，纪录待测物件离开第一传感器的时间点t3，如 图2D所示。因此，再借由上述的％与a即可计算出待测物件被传感器所划出的弦长
A =-hh\u2 -ux{t2-OAV^^-O'De即为此待测物件的直径，该待测物件可以是硬币或其他圆形件。 本发明提出的圆形物件的尺寸测量装置与方法既可用于钢珠尺寸的控制，也可作 为验币机的硬币选别。显然地，本发明的施行并未限定于使用尺寸测量装置与方法的技术 人员所熟悉的特殊细节，另一方面，众所周知的组成或步骤并未描述于细节中，以避免造成 本发明不必要的限制。依照上面实施例中的描述，本发明可能有许多的修正与差异。因此 需要在其附加的权利要求项的范围内加以理解，除了上述详细的描述外，本发明还可以广 泛地在其它的实施例中施行。上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的 保护范围；凡是其它在未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含 在本发明的权利要求范围内。
权利要求
一种圆形物件的尺寸测量装置，其特征在于，其包含轨道；以及第一、二、三传感器；能够分别测量待测物件行径时的时间点的所述第一、二、三传感器依序直线配置于所述轨道上，所述第一、二传感器之间及所述第二、三传感器之间分别有间隔距离，并根据所述第一、二传感器与所述第二、三传感器之间的距离，运算得该待测物件的大小。
2.根据权利要求1所述的圆形物件的尺寸测量装置，其特征在于，所述待测物件大小 是根据 运算而得，其中De为所述待测物 件沿所述轨道路径方向被所述传感器划出的弦长、ti为所述待测物件接触所述第二传感器 的时间点、t2为所述待测物件接触所述第三传感器的时间点、t3为所述待测物件离开所述 第一传感器的时间点、U1为所述第一、二传感器之间的距离、U2为所述第二、三传感器之间 的距离。
3.根据权利要求2所述的圆形物件的尺寸测量装置，其特征在于，所述待测物件接触 所述第一传感器的时间点定义为O。
4.根据权利要求1所述的圆形物件的尺寸测量装置，其特征在于，能够使所述所待测 物件滚动或滑动的所述轨道倾斜于水平面，其中所述第一传感器的水平高度大于所述第二 传感器的水平高度，并且所述第二传感器的水平高度大于所述第三传感器的水平高度，所 述待测物件以初始速度％接触所述第一传感器。
5.根据权利要求2所述的圆形物件的尺寸测量装置，其特征在于，所述被传感器划出 的弦长为所述待测物件的直径，该待测物件为硬币。
6.根据权利要求1所述的圆形物件的尺寸量测装置，其特征在于，所述待测物件以等 速或等加速度在所述轨道上移动，并且所述第一、二、三传感器置于所述轨道上方。
7.一种圆形物件的尺寸测量方法，其特征在于，包含设置第一、二、三传感器于轨道上，其中所述第一、二传感器之间的距离为U1，并且所述 第二、三传感器之间的距离为U2 ；令待测物件在所述轨道上移动，并记录所述待测物件接触所述第一传感器的时 间点为、、所述待测物件接触所述第二传感器的时间点为、、所述待测物件接触所述 第三传感器的时间点为t2、所述待测物件离开所述第一传感器的时间点为t3;与根据 运算出所述待测物件被所述传感器划出 的弦长。
8.根据权利要求7所述的圆形物件的尺寸测量方法，其特征在于，所述待测物件接触 所述第一传感器的时间点、定义为O。
9.根据权利要求7所述的圆形物件的尺寸量测方法，其特征在于，能够使所述所待测 物件滚动或滑动的所述轨道倾斜于水平面，其中所述第一传感器的水平高度大于所述第二 传感器的水平高度，并且所述第二传感器的水平高度大于所述第三传感器的水平高度，所 述待测物件以初始速度％接触所述第一传感器。
10.根据权利要求7所述的圆形物件的尺寸测量方法，其特征在于，所述被传感器划出 的弦长为所述待测物件的直径，该待测物件为硬币。
11.根据权利要求7所述的圆形物件的尺寸测量方法，其特征在于，所述待测物件以等 速或等加速度在所述轨道上移动，并且所述第一、二、三传感器置于所述轨道上方。
全文摘要
本发明公开了一种圆形物件的尺寸测量装置与方法，其借由直线设置第一、二、三传感器于轨道上，以分别测量待测物件行经第一、二、三传感器的时间点，并根据第一、二传感器与第二、三传感器之间的距离，运算出待测物件的大小。
文档编号G01B21/12GK101852602SQ20091012919
公开日2010年10月6日 申请日期2009年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者颜芳仪 申请人:颜芳仪