一种硬币清分装置的制作方法

本实用新型涉及硬币技术领域，更具体而言，涉及一种硬币清分装置，该装置可将不同面值的硬币进行分类，并实现计数。

背景技术：

目前，人们在使用币种方面，硬币作为零钱币种更多的出现在人们视野，尤其是我国南方，由于天气潮湿，纸币也经常处于潮湿状态，经多次周转很容易损坏，还需要去银行更换，带来不便。在各行业中，诸如银行、公交公司等领域，会经常周转大量的硬币，通常需要收集后进行人工清点。基于此，市场上涌现了大量的硬币清分装置，将硬币进行整理，这些装置中要么体积较大、价格昂贵，要么功能单一、自动化程度低，实用性不强，目前硬币应用领域仍大量采用人工分类和统计，人工成本和人员劳动工作量居高不下。因此，有必要对其进行改进。

技术实现要素：

为了克服现有技术中所存在的不足，提供一种体积小、能耗低、成本低、实用性强的可将硬币进行分类和统计的硬币清分装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种硬币清分装置，包括进料装置、推送装置、分离装置、清点装置和收集装置，所述进料装置包括进料筒和集料筒，所述进料筒与集料筒连通，所述集料筒下端固定在推送装置上，且下端开有出币口，所述推送装置可将硬币从该出币口推出，所述分离装置位于推送装置的一侧，位于出币口的侧下方，所述分离装置倾斜设置，一侧边上设置有矩形开口，硬币可从该矩形开口处落下，所述清点装置设置在分离装置的下侧，且倾斜设置，可将分离装置落下来的硬币进行清点，所述收集装置设置在清点装置的末端，将硬币收集。

所述推送装置包括进料托板、曲柄连杆转盘、减速电机、推币板和卡块，所述曲柄连杆转盘与减速电机联接，并设置在进料托板上，所述曲柄连杆转盘与推币板铰接，所述推币板可沿卡块方向作直线运动，将硬币从出币口处推出。

所述集料筒的内径为26mm-27mm，出币口的高度为2.5mm。

所述分离装置的一侧边上开有三个矩形开口，开口高度分别为19.5mm、21mm、23mm。

所述分离装置与水平面的夹角为20°，带有矩形开口的侧边与水平面的夹角为60°。

所述清点装置有四个，其中三个分别位于矩形开口的下方，另一个位于分离装置的末端侧下方。

所述清点装置包括清点料盘和滑道，所述清点料盘与滑道处于同一平面，所述清点料盘呈梯形，较长的一边长度不小于矩形开口的宽度。

所述清点装置还包括带有摩擦轴的送币电机、阻挡硬币滑落的电磁铁门禁挡块和用于计数的红外电子计数器，所述送币电机、电磁铁门禁挡块和红外电子计数器在滑道上依次设置。

所述收集装置可以为收纳瓶，也可以为内部设置有包装纸的模具。

本实用新型还包括控制装置，所述控制装置可以控制各部分设备的运行并进行实时监测。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：

本实用新型采用曲柄连杆推送机构，进行硬币分离前的控制送料，这要远比市场上常采用的分离盘技术供料要先进的多；采用计数清点装置加入电磁铁门禁挡块、红外对射传感器，计数灵活性提高，并可根据实际需要来控制调节计数批次，技术统计灵活性高，克服现有技术中功能单一的计数器；采用自动整理装置，创新设计了垂直圆形料筒，将需要收集的硬币自动垂直一摞，内部可设有包装纸，直接整理包装，也可以直接倒入包装模具包装或者倒入容器中散装。本实用新型实现了硬币分类、清点统计、整理包装三项功能于一体。

目前本实用新型可对市场上常见的第五套、第四套人民币一元、五角、一角硬币进行自动分类、电子清点计数、自动整理收集，整机性价比高，混合币与单币种清分均可实现，也可根据实际需要按照本实用新型的原理进行设计，整体提高了公交系统、银行系统、小微企业等硬币分拣业务效率，整体制作材料以有机玻璃为主，辅助以铝合金型材做支架，便于教学及应用普及推广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型推送装置的结构示意图；

图3为本实用新型分离装置的结构示意图；

图4为本实用新型清点装置的结构示意图；

图5为本实用新型控制系统的原理框图；

图6为本实用新型控制系统的单片机系统模块电路原理图；

图7为本实用新型控制系统的电源模块电路原理图；

图8为本实用新型控制系统的蜂鸣器报警模块电路原理图；

图9为本实用新型控制系统的光电传感器模块电路原理图；

图10为本实用新型控制系统的按键模块电路原理图；

图11为本实用新型控制系统的显示模块电路原理图；

图12为本实用新型控制系统的继电器电机控制模块电路原理图；

图13为本实用新型控制系统的继电器电磁铁挡块控制模块电路原理图；

图中：1为进料装置、11为进料筒、12为集料筒、13为出币口、2为推送装置、21为进料托板、22为曲柄连杆转盘、23为减速电机、24为推币板、25为卡块、3为分离装置、31为矩形开口、4为清点装置、41为清点料盘、42为滑道、43为送币电机、44为电磁铁门禁挡块、45为红外电子计数器、5为收集装置。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种硬币清分装置，包括进料装置1、推送装置2、分离装置3、清点装置4和收集装置5。

进料装置1包括进料筒11和集料筒12，进料筒11与集料筒12连通，集料筒12可以有多个，并排设置，本实施例设置两个，下端均固定在推送装置2上，且下端开有出币口13。不同币种的混合硬币从顶部进料筒11倒入后，分别平摞到两只集料筒12中，集料筒12底部开有一个多币厚度的出币口，硬币依次从出币口被推送装置2推到倾斜的分离装置3上。

分离装置3位于推送装置2的一侧，位于出币口12的侧下方，分离装置3倾斜设置，一侧边上设置有矩形开口31，单个硬币从分离装置3上向右下方滚动，不同直径的硬币分别从分离装置3上开的高度略大于硬币直径的矩形开口31中落出，分别掉入下面的1-4通道的清点装置4。

清点装置4设置在分离装置3的下侧，且倾斜设置，可将分离装置3落下来的硬币进行清点。分离装置3自左到右三个矩形开口31分别分离1角、5角、大1角（第四版人民币）硬币，余下的1元硬币落入分离装置3外的第四通道清点料盘41。

硬币分类后，单种硬币落入清点装置4的滑道42，经送币电机43的摩擦轴逐一带出硬币，通过红外电子计数器45计数，落入收集装置5。电磁铁门禁挡块44控制硬币清点量，集满50个硬币后关闭通道，更换收集装置5后，再打开通道再次收集计数。若不需要50个硬币一组单独包装时，可不关闭电磁铁门禁挡块44，一次性落币完成收集计数。

如图2所示，推送装置2包括进料托板21、曲柄连杆转盘22、减速电机23、推币板24和卡块25。

曲柄连杆转盘22与减速电机23联接，并设置在进料托板21上，所述曲柄连杆转盘22与推币板24铰接，推币板24可沿卡块25方向作直线运动，将硬币从出币口13处推出。

本实施例主要针对国内目前常见的第五套人民币硬币1元、5角、1角和第四套人民币1元、5角设计，其中1元硬币直径25mm，5角硬币直径20.5mm，1角硬币直径19mm。同时，本设计还考虑了国内第四套人民币硬币1角的清分，该币俗称“大一毛”，硬币直径22.5mm，目前市场上“大一毛”硬币已不多见。对于第三套人民币1角、2角、5角、1元硬币，以及第二套人民币1分、2分、5分分币，由于其币种直径特殊，并且市场上已不多见，本方案设计时可作为选型设计，为特殊用户定制开发。

根据上述不同硬币的直径参数，集料筒12的内径尺寸设计为26-27mm，集料筒12底部的出币口13缝隙高度设计为2.5mm，略大于一个硬币的厚度。

当硬币倒入进料筒11后，自动在集料筒12中平摞起来。启动减速电机23后，曲柄连杆转盘22带动推币板24往复运动，将集料筒12最下面的硬币依次从出币口13推出，推到分离装置3中进行类别分离。卡块25卡好位置，可以使推币板24一直对准出币口13，减速电机23选择低速直流减速大扭矩微型电机，制作中，可以通过改变减速电机23的转速或曲柄连杆转盘22的直径大小来调节推币板24的推币频率。

如图3所示，硬币分离装置3主要由“倾斜式硬币分币导轨”组成，导轨上开出三个矩形开口31，即矩形导币孔，其中一角导币孔顶部高度为19.5mm，五角导币孔顶部高度为21mm，大一角导币孔顶部高度为23mm。

当硬币从出币口13依次被推出，落到分离装置3上时，进入不同面值硬币的分离环节。

分离装置3由有机玻璃制成，硬币依次落入成60度向后倾斜、20度水平倾斜的分离装置3时，硬币将靠着一侧边后壁向下滚动，一角硬币滚到“一角导币孔”时，因直径小于导币孔孔径高度，硬币从一角导币孔漏出，落入下面“一角清点集料盘”。同样，五角硬币、大一角硬币分别从“五角导币孔”、“大一角导币孔”漏出，落入相应的“清点进料盘”中；一元硬币因直径均大于三个导币孔，所以直接从分离装置3底部滚出，落入“一元清点料盘”，从而完成混合硬币的依次分离工作。

如图4所示，清点装置4包括清点料盘41、滑道42、带有摩擦轴的送币电机43、阻挡硬币滑落的电磁铁门禁挡块44和用于计数的红外电子计数器45，清点料盘41与滑道42处于同一平面，清点料盘41呈梯形，较长的一边长度不小于矩形开口31的宽度，送币电机43、电磁铁门禁挡块44和红外电子计数器45在滑道42上依次设置。

启动开关，滑道42上的电磁铁门禁挡块44抽回，打开硬币滑落通道，送币电机43摩擦轴开动，红外电子计数器45开始计数。

硬币分离后的同一币种硬币，落入清点进料滑道42，硬币会依次平铺、逐个经过送币电机43摩擦轴向下推送，顺利过电磁铁门禁挡块44后，经过红外电子计数器45，硬币从滑道42下部出口处落入硬币收集装置5。

当第50个硬币经过红外电子计数器后，电磁铁门禁挡块44推出，挡住第51个硬币下滑，同时送币电机43摩擦轴停转，该通道停止计数。此时，50个硬币已落入收集装置5，更换收集装置5后，进入下一轮清点计数工作。

该装置电磁铁可选用直流12V框架式电磁铁，动作臂收缩行程为3mm，并且为动作状态掉电保持型。红外电子计数器使用U形红外光电传感器，灵敏度高，测试使用效果良好。

四个清点装置4，可分别对分离后的一角、五角、大一角、一元硬币独立进行50枚一组的清点计数工作。若某个通道不用50枚一组分组包装时，可不关闭该通道电磁铁门禁挡块44，直接计数。

电磁铁门禁挡块44可以设置两个位置档位，即“1元档位”、“1角5角档位”。这样，一个通道的清点装置变换不同的电磁铁门禁档位44，即可同时清点1元、1角、5角三种硬币，同样，收集装置5也有“1元”、“1角5角”两种料筒与之配合使用，这样灵活搭配设计，可以节约设备成本。

收集装置5可以为收纳瓶，也可以为内部设置有包装纸的模具。同种硬币经清点计数后，垂直落入收集装置5，硬币会自动摞成50枚一摞，料筒底部设置挡片，集满50个一筒硬币后，拿出料筒，在放有硬币包装纸的“快速包装模具”上抽出料筒底部挡片，倒出已摞好的50枚硬币，直接快速包装成型，完成整理工作。也可不包装，直接倒入硬币收集容器即可。

也可以直接设计了“1元硬币”、“1角5角硬币”两种粗细规格的垂直下料管，可在计数后直接落入形成50个一摞，提升硬币整理效率。

本实施例采用有机玻璃材料作为收集装置5的料筒材质，其设计和安装工艺，作为硬币整理工序，目前市场上多数已有的硬币分类设备上均没安装，该装置亦可单独用于中小型硬币整理场合。

本装置设计有控制装置来实现智能化自动控制，控制装置采用PIC单片机控制，控制系统分为单片机系统模块、电源模块、显示模块、按键模块、蜂鸣器报警模块、光电传感器模块、光耦隔离的继电器模块（含电机控制单元、电磁铁挡块控制单元）等，参见图5至图13。控制系统软件可以采用C语言程序设计。

主控制器采用美国Microchip 公司PIC中档型 16F877A单片机。虽然是8位单片机，但采用了RISC(Reduced Instruction Set Computing )核心结构，有别于一般的CISC(Complex Instruction Set Computing )结构。所谓RISC结构即是采用哈佛（Harvard）双总线结构，将数据总线与地址总线分开，因此在同一个指令执行过程中，数据与地址可同时传送，低功率消耗，具有可编程代码保护功能，避免了总线处理上的瓶颈。本方案设计制作了4组计数通道（4个光电计数器、4对数码管显示），可实现1个通道或多个通道同时计数和控制，设计方案灵活性高，可实现单一硬币币种或混合多币种的清分功能。

除了采用RISC核心结构外，PIC16F877A单片机还具有以下特点：

1）处理部分分支指令需要2个指令周期外，所有的指令执行时间都只需要1个指令周期；

2）电源范围弹性大，由2.5V到5V单片机均可正常工作；

3）低功率消耗，在5V/4MHz下，低于2mA；

4）具有省电功能的休眠（SLEEP）模式；

5）引脚可吸入或提供电流高达25mA；

6）具有可编程代码保护功能；

7）支持中断处理，有14个中断源；

8）多种振荡时钟形式可选择；

9）有33个输入/输出口；

10）2个集捕捉、比较、脉宽调制3项功能于一身的CCP模块；

11）10位多通道的模拟/数字转换器；

12）提供同步串行口（SSP）；

13）通用同步异步接收发送系统（USART/SCI），包含9位地址的侦测；

14）提供8位并行从动端口（PSP）。

显示模块设计了4路，每路可独立显示2位数字。每路由2个74HC595驱动2个数码管组成。74HC595是8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻、高电平、低电平三种状态。单片机只需3个引脚就可与74HC595进行串行通信，单片机只需9个引脚（数据输入时钟线SCK共用一个单片机引脚）就可完成4通道独立显示。

按键模块采用独立按键，分别为启停按键与每一路的复位按键。启停按键为自锁式按键。

光电传感器模块采用U型光电开关，它是一款红外线感应光电产品，由红外线发射管和红外线接收管组合而成。能对高速运动的物体进行检测。镜头容易受有机尘土等的影响镜头免受污染后，光会散射或被遮光，所以在有活水蒸汽、尘土等较多的环境下使用的场合，需施加适当的保护装置。受环境强光的影响几乎不受一般照明光的影响，但像太阳光那样的强光直接照射受光体时，会造成误动作或损坏。

光耦隔离的继电器模块实现对减速送币电机和12v电磁铁门禁的控制。光耦隔离可防止继电器动作时对单片机系统的干扰。

本实用新型为组合型设计，功能灵活多样，可针对不同客户需求定制。

上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。