一种硬币识别及清分装置的制作方法

1.本实用新型涉及自动售检票设备及轨道交通设备技术领域，尤其涉及一种硬币识别及清分装置。


背景技术：

2.目前，自动售票机作为一种自助服务设备，也被称为afc设备，轨道交通设备的领域有着广泛的应用。
3.近年来，随着轨道交通的发展，afc系统设备尤其是自动售票机在越来越多的地铁、高铁、城际铁路中得以应用，硬币单元是自动售票机中的核心部件，主要用来识别和收入不同面值的硬币。
4.作为自动售票机的核心部件，硬币单元的主要识别技术是依托于不同面值的硬币，其材质不同，其电阻值的差异在经过通电的线圈时切割电磁场的磁力线产生的感应电流会不同的原理来进行硬币面值的识别的(即硬币的电导率值)。当遇到单枚阻值与其接近的代币或游戏币时，硬币单元并不能有效地进行区分，只能提升判定的严格性，导致硬币单元要么收入假币，要么将磨损后的真币(电阻值也会变化)也作为假币拒收。如此会极大地影响硬币收取业务的运行并给运营方带来财务收入上的损失。为了规避这种仿真代币，很多硬币单元都增加了图像识别装置，具体方案就是在现有硬币识别器之前增加工业相机进行硬币图案对比，将对比结果以：“真”和“伪”的方式告知硬币单位嵌入式程序，嵌入式程序在收取硬币时会结合这个“真、伪”来进行判断，把符合电导率值但图像识别是“伪”的硬币进行退还。
5.目前afc大部分的硬币单元的识别装置的分拣机构是利用重力原理垂直分拣，增加图像识别装置后，图像识别装置必须位于原硬币识别器的垂直上方，导致硬币单元的高度进一步升高，而自动售票机整机高度是受行业规范固定在1800mm之内的，硬币单元的高度提升了，投币口的位置就会进一步升高，既不利于硬币单元在自动售票机内部的布局，在人机交互中硬币投入时，也不符合人体工程学的规范，导致身高较低的人投币十分困难。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提出一种硬币识别及清分装置，采用横向的结构设计，有效降低整体高度，并改善硬币的辨别方式，提高真伪硬币的识别精度和效率，克服现有技术所存在的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种硬币识别及清分装置，包括投币口、分币转盘、分币机构、污渍异物清退机构、污渍异物清退口、识币线圈、图像轮廓识别装置、图像灰度识别装置、传送带、捡币单元和分币口；其中，分币转盘用于传送由投币口投入的硬币；污渍异物清退机构用于清退含有污渍异物的硬币，并通过污渍异物清退口排出；分币机构用于将硬币传送给识币线圈，识币线圈、图像轮廓识别装置、图像灰度识别装置顺次连接，依次用于监测识别硬币的电导率、图
像轮廓、图像灰度；传送带接收图像灰度识别装置输出的硬币，并传输给拣币单元；拣币单元包括清退阻挡机构和至少一分拣币机构，分币口包括位于清退阻挡机构正下方的假币或非预设面值币清退口和位于至少一分拣币机构正下方的至少一分拣币出口，清退阻挡机构用于将电导率、图像轮廓、图像灰度中任一项不满足预设校验值的硬币分拣出并落入至假币或非预设面值币清退口排出，将三项都满足预设校验值的硬币放行并由传送带传送给分拣币机构，由分拣币机构分拣出并落入分拣币出口中排出。
9.进一步地，传送带包括两条皮带、两个传动电机和两个转轴，每条皮带套设在位于一端的一个传动电机和位于另一端的一个转轴上，由传动电机提供传动动力；每条皮带竖向布置，转轴和传动电机的传动轴均为竖向，两条皮带互相横向并列布置，两条皮带之间留有可夹持硬币的缝隙。
10.进一步地，分拣币机构包括一横向的可转动的本体和一端固定在该本体上的一档杆，档杆可随本体的转动在竖直面内摆动；分拣机构位于皮带上方，档杆正对于两皮带的缝隙，当档杆摆动至一角度范围时，则进入该缝隙内并可将皮带所夹持的硬币打落至下方的分拣币口；当反向摆动至一角度时则离开该缝隙。
11.进一步地，拣币单元还包括一预留扩展分拣币机构，分币口还包括一预留扩展分拣币出口，该预留扩展分拣币出口位于预留扩展分拣币机构的正下方。
12.进一步地，分拣币出口可选择连通至一自动售票机的暂存机构、一循环机构或一回收机构，用于将分拣出的硬币送至该暂存机构、循环机构或回收机构。
13.进一步地，还包括一控制板，该控制板通过计算机串口与自动售票机的主控单元进行通讯，并由电源供电。
14.进一步地，所述控制板包含多个接口，所述接口用于接受由识币线圈、图像轮廓识别装置、图像灰度识别装置传输的电导率识别、图像轮廓识别、图像灰度识别的信息。
15.进一步地，所述控制板还用于控制拣币单元的清退阻挡机构、分拣币机构和分币口的假币或非预设面值币清退口、分拣币出口执行相应的分拣币动作。
16.进一步地，所述控制板还用于驱动包括电机、电磁铁、传感器、到位开关在内的电子器件，来控制分币转盘、分币机构、污渍异物清退机构、污渍异物清退口、传送带的动作。
17.相对于现有技术，本实用新型的优点在于：
18.1.可有效降低硬币单元的整体高度，将原有垂直分布的图像识别装置和硬币电导率识别装置改变为水平分布，缓解了设备内部垂直空间布局紧张的状况。
19.2.分拣机构可扩充或减少，达到增加或减少识别币种的目的。
20.3.可通过嵌入式程序对收入硬币的面值进行设定，通过灵活配置决定是接收单一币种还是多币种。
21.4.有效降低了硬币自由落体的高度，减小了收纳硬币时因硬币自由落体产生的噪音，使得硬币单元工噪更小。
22.5.具备排除污物异物的能力，在识别硬币前通过转盘进行首次清分，有效地杜绝了污物进入识别器污染图像识别装置和电导率识别装置，提高了硬币识别功能的可靠性和健壮性。
23.6.通过传感器检测及嵌入式程序控制可实现硬币收入计数功能，并结合实际应用决定在收入时是否将收入硬币纳入制定的暂存仓和钱箱中：多面额收入时此功能可清分币
种，单一面额时可控制各钱箱的硬币数量是维持均衡，还是优先收满某只钱箱，更好的配合轨道交通现金运营的工作方式(硬币循环运营，或优先回收清算等模式)。
24.7.支持多枚投入，可缩短购票时间，提升硬币购票效率。相比单枚投入方式，识别器开启时间会减少，降低了识别部的工作发热，提高了识别器的使用寿命。
附图说明
25.图1是一种硬币识别及清分装置的结构示意图。
26.图2是一种硬币识别及清分装置的硬币传输示意图。
27.图3是一种硬币识别及清分流程图。
28.图4是一种硬币识别及清分装置的电气原理图。
具体实施方式
29.为使本实用新型的技术方案能更明显易懂，特举实施例并结合附图详细说明如下。
30.本实施例提出一种硬币识别及清分装置，其结构如图1所示，包括投币口1、分币转盘2、分币机构3，污渍异物清退机构4、污渍异物清退口5、识币线圈6、图像轮廓识别装置7、图像灰度识别装置8、传送带9、捡币单元和分币口，捡币单元包括清退阻挡机构10、分拣币机构12、分拣币机构14、预留扩展分拣币机构16等，分币口包括假币或非预设面值币清退口11、分拣币出口13、分拣币出口15、预留扩展分拣币出口17等。本装置对硬币的识别及清分的流程如图3所示。
31.在本装置中，硬币经由投币口1进入分币转盘2，分币转盘2在电机的驱动下转动，若硬币中有污渍异物则会由污渍异物清退机构4进行清退，并从污渍异物清退口5排出，硬币会在分币机构3的作用下分离进入下一机构识币线圈6内，由识币线圈6进行电导率校验，并依次通过图像轮廓识别装置7进行图像识别和进过图像灰度识别装置8进行图像灰度识别，而后进入传输皮带9，在此过程中：
32.如果硬币电导率、图像轮廓、图像灰度中有任意一项未满足预设校验值，则会被认定为假币，在进入传输皮带9后，经由清退阻挡机构10进行阻拦动作并从假币或非预设面值币清退口11排出。
33.如果硬币电导率、图像轮廓、图像灰度均满足预设校验值，则硬币在传输皮带9中会经过分拣币机构12、分拣币出口13、分拣币机构14、分拣币出口15等机构，根据预设校验值的不同，选择是由分拣币机构12进行分拣动作后由分拣币出口13排出，还是由分拣币机构14进行分拣动作后由分拣币出口15排出。
34.从分拣币出口13、分拣币出口15排出的硬币可根据自动售票机的硬币单元使用需求选择是进入自动售票机的暂存机构或回收至循环机构，还是直接回收至回收机构等。
35.硬币在进入了传送带后的运动如图2所示。传送带9包括传动电机91，主要为皮带提供传动动力，还包括另一端的转轴92、皮带93、94，其中皮带93、94外套在传动电机91和转轴92上，左右横向对称，硬币20在两条皮带的包夹下向传输方向移动，此时硬币20已经过了电导率、图像轮廓、图像灰度的识别，拣币单元用于分拣硬币20，包括本体18和档杆19，拣币单元根据位置的不同，可以是清退阻挡机构10、分拣币机构12、分拣币机构14、预留的扩展
分拣币机构16等。当拣币单元的本体18在转动时，挡杆19落下，会停在硬币20的运动方向上，形成阻挡，硬币20被阻挡后就会从皮带93、94中脱离，落进分币口，该分币口根据位置不同，可以是假币或非预设面值币清退口11、分拣币出口13、分拣币出口15、预留扩展分拣币出口17等)。
36.本装置的电气原理图如图4所示，是通过控制板实现硬币的识别和清分动作的，控制板通过计算机串口与自动售票机的主控单元进行通信，并依靠电源供电。
37.控制板包含相应接口接受由识币线圈6、图像轮廓识别装置7、图像灰度识别装置8传输的电导率识别、图像轮廓识别、图像灰度识别的信息并进行综合处理判断，并控制着拣币单元和分币口的各个部件执行相应的阻挡与清分动作。控制板驱动着包括电机、电磁铁、传感器、到位开关在内的电子器件，来实现分币转盘2、分币机构3、污渍异物清退机构4、污渍异物清退口5、传输皮带9的运动动作的精确性。
38.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，本实用新型的保护范围以权利要求所述为准。