一种用离心加速并通过限高限宽和鼓形漏孔分离的硬币分拣装置的制作方法

本发明涉及一种利用离心加速并通过限高限宽和鼓形漏孔分离的硬币分拣装置，属于硬币分拣技术领域。

背景技术：

目前在世界范围内,硬币以其成本低,流通次数多、耐磨损、易回收等无可替代的优势将占领小面额货币市场是大势所趋。我国低面值辅币硬币化已经成为一种趋势,硬币的投放量还将大幅度增加。但由于硬币手工清分成本大,利润小,误差多,因此硬币流通自动化成为迫切的社会需求,市场需要一种成熟可靠的硬币自动处理机具。鉴于此需要,我们研制用于处理上述问题的机具。

在国际上，多个国家已经研制出来硬币分拣和包装的机器，例如日本GLORY公司生产的WR-400C型硬币点算包装机，日本的LAUREL公司生产的LAC-16、劳雷尔LPS-2S等包括硬币分拣和包装的大型一体式处理设备。它们的分拣速度较快，机构复杂，可以处理的硬币数量极多，并都包括了纸卷包装系统。

我国在这方面起步较晚，清华大学、上海交通大学、北京科技大学、杭州电子科技大学等高校对如何进行正确的硬币识别做过深入的研究工作。1995年底，清华大学曾和昆明机床有限公司合作，对GLORY公司的产品进行仿制，次年，YB50型硬币分类包装机研制成功，但因为缺乏基础研究工作，设备最终没有实现量产。近年来，南京航空航天大学、华北电力大学、合肥工业大学都对硬币分拣包装技术进行研究，并且取得了一定的进展。河北邯郸商通电子有限公司于2007年研制出小型硬币分类包装设备，如ST800A硬币清分机等，可对国内7种硬币进行分类处理。

现有的硬币分拣机一般机构复杂，机身庞大。不仅占空间，而且成本高昂，难以广泛推广。

现有硬币分拣装置大多采用电磁法，利用涡流效应对硬币进行分类并识别真伪,但效率很低，且价格贵。或采用筛漏分离，但是容易造成卡死，稳定性差，推广受到限制。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能耗低、稳定性高和分拣准确率高的用离心加速并通过限高限宽和鼓形漏孔分离的硬币分拣装置，本发明通过对硬币的参数进行分析，利用不同面值硬币主要有直径和厚度的差别进行分离。使机构最简化，降低成本，且机械结构比电子方式控制更加稳定。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种用离心加速并通过限高限宽和鼓形漏孔分离的硬币分拣装置，包括离心加速盘、一级滑槽和二级滑槽；所述离心加速盘上开设有硬币出口，且所述一级滑槽通过硬币出口与离心加速盘连通，同时所述硬币出口设置有一号限高限宽门；而所述二级滑槽与一级滑槽通过二号限高限宽门连通，所述二级滑槽上设置有鼓形漏孔，所述一级滑槽的尾端设置有一元硬币收集箱，而二级滑槽的尾端设置有五角硬币收集箱，同时鼓形漏孔的下方设置有一角硬币收集箱；其中，所述一号限高限宽门用于限制硬币只能单层单排通过，为后续分拣做准备；所述二号限高限宽门用于限制一元硬币不能进入二级滑槽，而其他硬币通过二号限高限宽门进入二级滑槽；所述鼓形漏孔用于将一角硬币漏出进入到一角硬币收集箱。

进一步地：所述离心加速盘上设置有防滑辐条片。

优选的：所述一级滑槽的形状为圆弧形滑槽；所述二级滑槽的形状为长方形滑槽。

优选的：所述离心加速盘的直径为150-250mm。

优选的：所述离心加速盘、一级滑槽和二级滑槽均采用有机玻璃制成。

优选的：所述一号限高限宽门的宽度大于一元硬币的直径，高度高于一元硬币的厚度；所述鼓形漏孔最小宽度大于1角硬币直径而最大宽度小于5角硬币直径。

优选的：所述一号限高限宽门的宽度为25.1-31mm；所述一号限高限宽门的高度为1.86-2.5mm；所述二号限高限宽门的宽度为20.5-25mm，二号限高限宽门的高度为1.65-1.85mm。

优选的：所述二号限高限宽门的宽度为23mm，二号限高限宽门的高度为1.75mm。

优选的：所述鼓形漏孔的孔径在19-20.5mm。

优选的：所述鼓形漏孔最小宽度为19.4mm，鼓形漏孔最大宽度为20.4mm。

有益效果：本发明提供的一种用离心加速并通过限高限宽和鼓形漏孔分离的硬币分拣装置，相比现有技术，具有以下有益效果：

本发明利用纯机械装置完成硬币分拣，具有能耗低、稳定性高和分拣准确率高等优点；构造简单、制造成本低、较于同类产品性价比高，更利于广泛推广；分离原理同时利用了不同面值硬币的主要两大区别，提高了分离准确性。

附图说明

图1为本发明带有防滑辐条片的结构示意图；

图2为图1中的A-A向剖视图；

图3为本发明的立体结构示意图；

图4为鼓形漏孔的结构示意图；

其中，1为离心加速盘，11为一号限高限宽门，12为防滑辐条片，2为一级滑槽，21为二号限高限宽门，3为二级滑槽，31为鼓形漏孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种用离心加速并通过限高限宽和鼓形漏孔分离的硬币分拣装置，如图3所示，包括离心加速盘1、一级滑槽2和二级滑槽3；如图1、2所示，所述离心加速盘1上开设有硬币出口，且所述一级滑槽2通过硬币出口与离心加速盘1连通，同时所述硬币出口设置有一号限高限宽门11；而所述二级滑槽3与一级滑槽1通过二号限高限宽门21连通，如图4所示，所述二级滑槽3上设置有鼓形漏孔31，所述一级滑槽2的尾端设置有一元硬币收集箱，而二级滑槽3的尾端设置有五角硬币收集箱，同时鼓形漏孔31的下方设置有一角硬币收集箱；其中，所述一号限高限宽门11用于限制硬币只能单层单排通过，为后续分拣做准备；所述二号限高限宽门21用于限制一元硬币不能进入二级滑槽，而其他硬币通过二号限高限宽门21进入二级滑槽3；所述鼓形漏孔31用于将一角硬币漏出进入到一角硬币收集箱。

如图1所示，所述离心加速盘1上设置有防滑辐条片12。

所述一级滑槽2的形状为圆弧形滑槽；所述二级滑槽3的形状为长方形滑槽。

所述离心加速盘1的直径为150-250mm。

所述离心加速盘1、一级滑槽2和二级滑槽3均采用有机玻璃制成。

所述一号限高限宽门11的宽度大于一元硬币的直径，高度高于一元硬币的厚度；所述鼓形漏孔3最小宽度w2min大于1角硬币直径而最大宽度w2max小于5角硬币直径。

所述一号限高限宽门11的宽度为25.1-31mm；所述一号限高限宽门11的高度为1.86-2.5mm；所述二号限高限宽门21的宽度为20.5-25mm，二号限高限宽门21的高度为1.65-1.85mm。

所述二号限高限宽门21的宽度为23mm，二号限高限宽门21的高度为1.75mm。

所述鼓形漏孔31的孔径在19-20.5mm。

所述鼓形漏孔31最小宽度为19.4mm，鼓形漏孔31最大宽度为20.4mm。

本发明经过对硬币参数的研究，可同时利用不同面值硬币的直径和厚度这两大主要可区分特点进行分离原理的设计。1元硬币与其余两种硬币尺寸都相差较大，可同时利用直径和厚度为特点分离。而1角与5角硬币厚度差别微小，可利用直径差别分离。故同时采用两种分离方式。

如图3所示，该硬币分拣机由离心加速盘1与两级分离滑槽、限高限宽门、鼓形漏孔31组成。一级滑槽2设计成圆弧状，圆弧出口开有限高限宽门21，二级滑槽3为直槽，槽面开有鼓形漏孔31，使1角硬币漏下进入收集装置，5角硬币则在表面通过进入对应收集装置。离心加速盘1与一级滑槽2间有设有一号限高限宽门11，只有直径和高度同时比此门尺寸小的硬币才可通过，而后进入下一级滑槽继续分拣，当某个尺寸大于该门时，则被限制而不能通过。离心加速盘1的出口处的一号限高限宽门11，此门限制硬币只能单层单排通过，为后续分拣做准备。

一级滑槽(一级分离槽)2采用圆弧形状的滑槽轨道，无法通过限制门的硬币则在一级滑槽继续滑动直到收集装置内。三种硬币在离心加速盘1中同时加速，由于受出口限高限宽门(一号限高限宽门)11的限制，三种硬币单排单层向外移动。在通过第一级分离槽(一级分离槽)2的拐弯处时，受此处限制门(二号限高限宽门21)的限制，只有1角和5角硬币通过该门进入第二级分离滑槽(二级滑槽)3继续分离，1元硬币则在一级滑槽2因受离心作用而继续滑动直至落入1元硬币收集装置。1角和5角硬币在通过二级滑槽3时，1角硬币通过鼓形漏孔31漏下，5角硬币顺利通过，各自进入对应收集装置。分离完毕。

1、离心加速盘的设计

首先考虑离心加速盘的尺寸，尺寸越大，可分离的硬币数量就越大，但是转盘电机的负荷也随之增大。同时，大尺寸将使整个装置变得笨重。故综合考虑，离心盘直径尺寸定为200mm。这样既能保证效率，又不至于使装置过于笨重。

其次，为了防止硬币在加速盘上打滑，在盘面增加了防滑辐条片，离心盘旋转时该辐条片对硬币有沿径向的分力，增加硬币离心效率。

再者，在离心加速盘圆周的一个切线方向开有限高限宽门，为了能够让三种规格的硬币均能并且单排单层通过。考虑1元硬币直径25mm，厚度1.85mm，故设计一号限制门的尺寸略大于1元硬币的尺寸，垂直切线方向的宽度为w1＝26mm，高度h1＝2mm。

2、两级分离滑槽的设计

分离滑槽设计：

共分两级分离滑槽，一级滑槽形的形状采用与一定尺寸的圆弧，以再次利用离心作用二次分离。二级直滑槽面开有鼓形漏孔，可漏下1角硬币，二级出口即连接5角的收集装置。一二级滑槽之间开有限高限宽门，尺寸比限制门小的通过进入二级分离槽，尺寸太大通不过的则通过离心作用沿一级滑槽进入一级滑槽的1元收集装置。

一级滑槽与二级滑槽之间的二级限高限宽门，1元硬币不能通过，1角与5角硬币能够通过。1元硬币直径25mm，厚度1.85mm；5角硬币直径20.5mm，厚度1.65mm。一二级间的限制门尺寸高h2宽w2介于5角与1元硬币之间。即20.5mm<h2<25mm,1.65mm<w2<1.85mm。故取h2＝23mm，w2＝1.75mm。

二级滑槽的鼓形孔，为了只让1角硬币漏下，最小宽度w2应略大于1角硬币直径而最大尺寸小于5角硬币直径。1角硬币直径19mm；5角硬币直径20.5mm。故而19mm<w2min，w2max<20.5mm,如图4所示，取w2min＝19.4mm,w2max＝20.4mm。

为了保证硬币在离心加速盘加速后能够顺利通过两级分离滑槽并进入收集装置，两级滑槽的设计如下：

采用的材料为有机玻璃(亚克力板)，有机玻璃与钢之间的摩擦系数为0.4-0.5，取摩擦系数为0.5计算。从离心加速盘沿直线最长距离L,L＝240mm，离心盘正常负载工作时转速为1500r/min,离心盘半径R＝100mm，硬币半径r约为10mm，硬币平均质量5g，离心盘至硬币圆心距离d＝R-r＝90mm,硬币沿离心盘切线方向被甩出时速度v＝2×∏×(1500÷60)×90×10^-3＝14.13m/s硬币的初始动能通过摩擦损失的最大能量E₀＝μmgL＝0.5×5×10^-3×9.8×240×10^-3＝5.88×10^-3J，经过碰撞损失的动能E1<<Ek。故E1+E0<<Ek。硬币可顺利通过滑槽进入对应收集装置。

本发明利用纯机械装置完成硬币分拣，具有能耗低、稳定性高和分拣准确率高等优点。设计构造简单、制造成本低、较于同类产品性价比高，更利于广泛推广。本装置的分离原理同时利用了不同面值硬币的直径差与厚度差主要两大区别，提高了分离准确性。本装置可以调节离心盘的转速，能够根据需求分离不同数量的硬币。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。