一种硬币智能分类清点装置的制作方法

本发明涉及硬币分类和计数领域，具体涉及一种硬币智能分类清点装置。

背景技术：

伴随着经济模式的改变，小面值的纸币将逐渐被硬币替代，因而硬币的使用将越来越广泛，在硬币大量流通的场合，硬币的分类清点对人工是一件费神劳力的工作。为了保证数量的准确度，提高整理效率和降低整理成本，因而一款廉价的硬币分类清点机是一种解决硬币分类清点问题的有效途径。

目前市面上已经有着各式各类的硬币分类机，但是由于价格和工作质量不成比例，使得市面上没有很好的一款硬币分类机得以推广。现有硬币分类机是利用离心运动进行分类再采用光电传感器识别，虽然工作效果很好，但是和价格很不成比例，因而只适应大企业内的使用。

技术实现要素：

综上所述，为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种硬币智能分类清点装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种硬币智能分类清点装置，包括分类筒、驱动主轴、电机室和收集装置，所述分类筒内上下设有多层分类室，每一层所述分类室分别分离出不同面值的硬币，除最下层分类室以外的其他每一层分类室的底部均设有分离隔板，并且上一层分离隔板上设有有将本层不能分离出的硬币流入到下一层分类室继续分离的筛孔，最下层所述分类室的底部设有将该分类室底部密封住的底板；

所述电机室处于最下层所述分类室的下方，在所述电机室内通过电机支架设有电机，所述电机的输出端连接所述驱动主轴的下端，所述驱动主轴的上端竖直向上延伸穿过最下层的分类室后到达最上层的分类室内，在每一层所述分类室内且对应所述驱动主轴上均分别安装有分离器；

每一层所述分类室的侧壁上均分别设有出料口，所述出料口通过二次分类机构连接所述收集装置，所述电机通过所述驱动主轴带动所述分离器转动，所述分类室内的硬币在分离器转动产生的推向力的作用下从对应的出料口脱出，并经过所述二次分类机构再次筛选后集中到对应的收集装置内；

在所述收集装置上还设有计数装置，所述计数装置感应计算出对应收集装置内收集到的硬币总数并显示出来。

本发明的有益效果是：可以自动分离出不同面值的硬币并收集起来，完成硬币的分类，并且收集的同时清点出硬币的数量，极大的提高了硬币分类清点的工作效率，节约人力。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下进一步的改进：

进一步，所述二次分类机构包括出舱滑道，所述出舱滑道的上端安装在所述出料口的位置处，所述出舱滑道的下端连接所述收集装置，并且所述出舱滑道朝所述分类室的外侧斜向下设置，在所述出舱滑道上还设有将出料口脱出来的非本层分离出的硬币筛选掉的二次筛孔，所述二次筛孔的正下方设有二次分类滑道，所述二次分类滑道的一端连接在所述出舱滑道的底部，所述二次分类滑道的另外一端斜向下延伸后通过支架连接下一层分类室侧壁上的进料口。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：实现将分离出来的硬币再次筛选，保证最后收集起来的硬币的类别一致。

进一步，所述分离器为由第一弧形叶片、第二弧形叶片和第三弧形叶片组成的风扇结构；所述第一弧形叶片、所述第二弧形叶片和所述第三弧形叶片的结构尺寸一样，并且其外侧圆弧以及内侧圆弧为源点不同的两段阿基米德螺旋线。

采用上述进一步技术方案的有益效果为:该弧形叶片在驱动轴的带动下，当弧形叶片反向转动时将硬币在分类隔板上不停地推动，寻找合适的筛孔落入下一级分类室，并且不会出现硬币堆积现象；当弧形叶片正向转动时就能将硬币推出相应的分类室，进入二次分类滑道，进行二次分类。

进一步，所述出舱滑道和所述二次分类滑道的两侧均设有挡板。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：防止硬币脱离出舱滑道和二次分类滑道。

进一步，所述收集装置包括底座，所述底座处于所述分类室的出料口外侧，在所述底座上安装有设有劣弧槽口的电机座，所述电机座内设有步进电机，所述电机座上方设有转盘，所述步进电机通过转轴连接所述转盘，在所述转盘上设有多个用于收集分离出来的硬币且与所述出舱滑道连接收集管；所述步进电机带动所述转盘转动来实现不同的收集管与所述出舱滑道连接，以完成收集管集满硬币后更换下一个收集管继续收集。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：实现将分离出来的硬币再次筛选后收集起来。

进一步，所述计数装置包括处于所述出舱滑道的末端金属传感器和单片机，所述金属传感器用于采集硬币流动数量信息的金属传感器并通过所述单片机计算记录下来，所单片机将记录下来的数据信息通过无线通讯模块传输给与电脑上位机。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：实现最后收集硬币的同时清点出硬币的数量，硬币的分类清点工作同步进行，提高工作效率。

进一步，最上层的所述分类室的顶部设有上盖，在所述上盖上设有向最上层所述分类室内添加需要分类清点的硬币的加料口。

进一步，所述上盖、每一层所述分类室以及所述电机室的底盘的外周均匀设有三根将其连成一个整体的固定杆。

进一步，所述上盖、每一层所述分类室以及所述电机室的底盘的外周设有连接孔，所述固定杆下端处于最低连接孔的下部，所述固定杆的上端处于最高连接孔的上部，并且在所述固定杆的下端和上端均设有螺母。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：保证整个装置的稳固可靠。

进一步，所述分类室包括上下依次设置的第一分类室、第二分类室和第三分类室；所述分离隔板包括上下依次设置的第一分离隔板和第二分离隔板；所述转盘包括从上到下依次设置的小转盘、中转盘和大转盘。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为分类盘、驱动主轴和分离器的装配图；

图3为二次分类机构的结构示意图；

图4为收集装置的结构示意图；

图5和图6为弧形叶片的设计图；

其中箭头方向表示弧形叶片转动的方向。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、底座，2、大转盘，3、中转盘，4、电机座，5、收集管，6、转轴，7、小转盘，8、出舱滑道，9、滑道挡板，10、二次分类滑道，11、支架，12、第一分类室，13、上盖，14、驱动主轴，15第一叶片，16、第一分离隔板，17、固定杆，18、第二叶片，19、第二分类室，20、第二分离隔板，21、第三叶片，22、第三分类室，23、电机，24、底板，25、电机支架，26、电机室，27、底盘。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种硬币智能分类清点装置，包括分类筒、驱动主轴14、电机室26和收集装置，所述分类筒内上下设有多层分类室，具体的：所述分类室包括上下依次设置的第一分类室12、第二分类室19和第三分类室22。每一层所述分类室分别分离出不同面值的硬币，除最下层分类室以外的其他每一层分类室的底部均设有分离隔板，具体的：所述分离隔板包括上下依次设置的第一分离隔板16和第二分离隔板20。并且上一层分离隔板上设有有将本层不能分离出的硬币流入到下一层分类室继续分离的筛孔，最下层所述分类室的底部设有将该分类室底部密封住的底板24。最上层的所述分类室的顶部设有上盖13，在所述上盖13上设有向最上层所述分类室内添加需要分类清点的硬币的加料口，每一层所述分类室的侧壁上均分别设有出料口。

所述电机室26处于最下层所述分类室的下方，在所述电机室26内通过电机支架25设有电机23，所述电机23的输出端连接所述驱动主轴14的下端，所述驱动主轴14的上端竖直向上延伸穿过最下层的分类室后到达最上层的分类室内，在每一层所述分类室内且对应所述驱动主轴14上均分别安装有分离器，所述分离器为由第一弧形叶片15、第二弧形叶片18和第三弧形叶片21组成的风扇结构，所述第一弧形叶片15、所述第二弧形叶片18和所述第三弧形叶片21的结构尺寸一样，并且其外侧圆弧以及内侧圆弧为源点不同的两段阿基米德螺旋线。如图5和6所示具体设计如下：

根据最大的圆筒内径和最小的硬币的直径在确保弧形叶片转动过程中不与圆筒内壁相接触且弧形叶片的外弧段、圆筒内壁与硬币的接触的夹角为劣弧，取R＝90,。这样不仅能保证弧形叶片在旋转的过程中不出现卡币的现象，还使得整个硬币分类过程不出现停顿，硬币分离更顺利，提高工作效率。

弧形叶片外侧圆以及内侧圆的确定：根据轴的大小确定内孔φ17，为保证刚度要求，最小边宽为7.5。在圆心处引出一条直线约为L＝17÷2+7.5＝16，且偏离坐标线15°，然后以圆心为基准均匀分布，做一个圆过L1的端点且过φ180和坐标线的交点，并切于经过φ180最低点且平行于X坐标线的直线，此时便可以确定弧形叶片的大圆直径约为φ120，再做一个圆经过L3的端点，且相切于φ120，该圆和φ180的圆交点距离φ180的左端点直线距离在6左右，保证尖端的刚度。

开启电机室26内的电机23带动驱动主轴14运转，每一层分类室内的分离器在驱动主轴14的带动下旋转。再将混合有不同种面值需要分类的硬币从加料口加入该装置进行分类。根据不同面值的硬币直径来设计分离隔板上筛孔的径向尺寸。如1元硬币的直径约25mm，5角硬币的直径约20.5mm,1角硬币的直径约19mm，故最上层的分离隔板上的筛孔直径为22mm，保证1元硬币能在最上层的分类室被分离出去，其余面值的硬币通过筛孔流入到下一层分类室继续分离。银币分离出相应的分类室的原理如下：通过分离器旋转来搅拌分类室内的硬币，本层分离出的硬币在推向力的作用下从出料口脱离出分类室，非本层分离出的硬币通过筛孔流入到下一层分类室继续分离。分离器采用弧形叶片的结构，其具有外圆弧壁和内圆弧壁。沿着分离器内圆弧壁方向旋转的硬币会一直打旋，不会因为受力而飞出分类室，因而能使硬币通过分离隔板充分筛选出来；相反沿着分离器外圆弧壁方向旋转的硬币，在推向力的作用下就能快速旋转出分类室收集起来，从而完成同一类别硬币的收集。

所述出料口通过二次分类机构连接所述收集装置，考虑到硬币分类不充分的问题故设计了二次分类机构。如图3所示，所述二次分类机构包括出舱滑道8，所述出舱滑道8的上端安装在所述出料口的位置处，所述出舱滑道8的下端连接所述收集装置，并且所述出舱滑道8朝所述分类室的外侧斜向下设置，在所述出舱滑道8上还设有将出料口脱出来的非本层分离出的硬币筛选掉的二次筛孔，所述二次筛孔的正下方设有二次分类滑道10，所述出舱滑道8和所述二次分类滑道10的两侧均设有挡板9。所述二次分类滑道10的一端连接在所述出舱滑道8的底部，所述二次分类滑道10的另外一端斜向下延伸后通过支架11连接下一层分类室侧壁上的进料口。通过分离器旋转从出料口分离出来的硬币会经过出舱滑道8，由于在出舱滑道8上设有二次筛孔，非本层分离出的硬币在经过舱滑道8的过程中会被二次筛孔筛选掉到达二次分类滑道10，通过二次分类滑道10进入到了下一层分类室中继续分离，保证了硬币分类的充分彻底，实现最终分离收集起来硬币的统一性。

所述出料口通过二次分类机构连接所述收集装置，所述电机23通过所述驱动主轴14带动所述分离器18转动，所述分类室内的硬币在分离器18转动产生的推向力的作用下从出料口脱出，并经过所述二次分类机构再次筛选后集中到对应的收集装置内，即经过分离器18和二次分类机构两次帅选分类的硬币通过收集装置最终收集起来。

如图4所示，所述收集装置包括底座1，所述底座1处于所述分类室的出料口外侧，在所述底座1上设有电机座4，所述电机座4设有劣弧槽口，通过劣弧槽口便于步进电机的定位、固定、拆卸和散热。所述电机座4内设有步进电机，所述电机座4上方设有转盘，具体的：所述转盘包括从上到下依次设置的小转盘7、中转盘3和大转盘2。所述步进电机通过转轴6连接所述转盘，在所述转盘上设有多个用于收集分离出来的硬币且与所述出舱滑道10连接收集管5；所述步进电机带动所述转盘转动来实现不同的收集管5与所述出舱滑道8连接，以完成收集管5集满硬币后更换下一个收集管5继续收集。

在所述收集装置上还设有计数装置，所述计数装置感应计算出对应收集装置内收集到的硬币总数并显示出来。所述计数装置包括处于所述出舱滑道8的末端金属传感器和单片机，所述金属传感器用于采集硬币流动数量信息的金属传感器并通过所述单片机计算记录下来，所单片机将记录下来的数据信息通过无线通讯模块传输给与电脑上位机。考虑到信息收集和统计，采用具有频率响应快、抗干扰能力强以及使用寿命长的等特点的金属传感器，能快速供给单片机信号，使单片机实现计数功能。并采用NRF24L01无线通讯模块能实现单片机与电脑上位机的数据传输实现电脑的上位机对硬币分离的数据进行实时监控，同时可以在上位机中将数据保存。为了产品的操作、观察和机器维修，再采用2.4寸USART HMI智能串口屏作为显示，该串口屏支持按钮控件、进度条控件、文本控件、指针控件等，且占用单片机资源少。电脑上位机采用labview进行编写，主要实现硬币数量的实时图表显示和统计，表示形式更直观更符合人机工程的要求，并且可以将这些数据保存到TXT文件或者Excel文件中。

所述上盖13、每一层所述分类室以及所述电机室26的底盘27的外周均匀设有三根将其连成一个整体的固定杆17。具体的：所述上盖13、每一层所述分类室以及所述电机室26的底盘27的外周设有连接孔，所述固定杆17下端处于最低连接孔的下部，所述固定杆17的上端处于最高连接孔的上部，并且在所述固定杆17的下端和上端均设有螺母。分类室和分离隔板组成多种分类室用于不同的硬币分离，分离隔板和驱动主轴14间隙配合，且驱动主轴14加工成阶梯轴保证分离隔板装配时的技术要求和驱动主轴14的垂直度。分类室固定在分离隔板上，逐级叠加便于满足整体的形位精度要求，采用三根固定杆17用于将整个装置连成整体，三点确定一个平面利于装置安放保证和地面的平行度，再采用双螺母固定使得装置稳定可靠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。