一种硬币自动清点机的制作方法

技术领域

本发明属于硬币清点技术领域，尤其涉及一种硬币自动清点机。

背景技术：

在硬币清分设备这个领域里，国外较早开展了相关装置的开发，设计的产品大致也可分为低档、中档和高档3个档次，清分速度分别为每分钟 1000 枚、1000 至 1500 枚和1500枚以上。欧美许多发达国家都已经基本实现了辅币的硬币化进程，而且与之配套的硬币处理技术也研发出了许多具体的成果，并因此生产了相适应的机械设备。通过市场上调查，目前已经非常成熟的硬币处理设备目前只有德国、美国、俄罗斯、日本等四国生产，而且生产出的设备也主要在欧美市场上销售，售价普遍较高。这些设备的统一特点就是体积比较大而且价格昂贵，每台售价都在几十万以上，主要的销售对象都是一些银行和公交系统等大部门。但是对于我国的一些中小部门用户，比如超市、游戏厅等部门，这些设备就明显不太适用了。伴随着我国硬币流通环节的加快发展，社会上对于一些中小型硬币的处理设备的需求也越来越强烈，他们急需这种可以快速解决硬币堆积的问题。

随着公共交通的快速发展和推广，硬币的流通量也大大增加，特别是在一些金融部门和公交部门等每天都要经历大量硬币的考验，工作量之大难以想象，费时费力。虽然市场上已经有了硬币分类机的出售，但由于分类效果低、价格昂贵等原因，这种设备并没有在许多地方普及，所以目前国内仍然普遍采用人工去处理这些硬币。目前在世界范围内，硬币以其流通性好、易回收、耐磨损等优势将占据小面额货币市场是大势所趋。随着我国第五版人民币的发行，小面额货币硬币化已经成为一种发展趋势，并且在以后硬币的投放量占比还将大幅度增加，以满足社会上的需求。由于硬币手工清分会出现效率低下，准确率低、成本高等巨大缺点，硬币清点自动化设备正成为社会的迫切需求，市场急需一种成熟可靠的硬币自动处理装置。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种结构简单、装置体积小、计算精确，且成本低的提高硬币清点效率的硬币清点机。

本发明提供一种硬币清点机，包括硬币鉴别分离装置、硬币堆码装置以及硬币包卷装置；所述硬币鉴别分离装置包括进币道、分散机构、鉴别机构以及退币机构，所述分散机构包括带有出币道的离心盘和嵌在离心盘内部的离心转子，以离心转子中部为起点，等夹角的向离心盘方向延伸多个推币板，两两推币板之间设有弧形放币口；所述鉴别机构包括设在出币道下方的传送带传送机构以及设在其中部上方的电涡流传感器硬币鉴伪系统，所述传送带传送机构将真币送入硬币堆码装置中；所述退币机构设在传送带传送机构的末端，所述退币机构包括电磁铁一、拨片以及退币槽，所述电磁铁一和退币槽分别设在传送带传动机构的两侧并相对，所述拨片通过弹簧连接在所述电磁铁一的端部；所述硬币堆码装置包括真币进入的分币通道、输币通道以及集币机构，所述分币通道上设有一角孔、五角孔以及一元孔，所述输币通道包括三种输币道，分别连通分币通道上的一角孔、五角孔以及一元孔且且所述三个输币通道硬币出口处均设有一由继电器控制的电磁铁二和所述电磁铁二通过钩子连接的挡板，所述电磁铁二驱动在输币通道内做水平运动的挡板以阻止硬币离开输币通道；所述集币机构呈转筒结构且顶部设有一光电传感器，所述转筒顶部设有与所述三种输币通道对应的一角口、五角口以及一元口，所述转筒的边缘均匀设有与所述三种硬币入口对应的一角槽、五角槽以及一元槽，所述转筒外部还罩有与所述三种集币凹槽贴合的环形挡板，从而构成了一角筒、五角筒及一元筒，所述环形挡板开有移币口；所述硬币包卷装置包括移币机构和包卷机构，所述移币机构从移币口将堆好的硬币取走，所述移币机构包括楔块、旋转轴以及固定在旋转轴上的导杆，所述楔块滑动连接在导杆上，所述楔块的上、下两端均通过滑轮分别连接一机械手，且所述上、下机械手均通过一连杆连接到旋转轴上，所述包卷机构包括三个呈等边三角形排布的可移动辊轴、支架、搓纸轮及卷边钩子，所述辊轴固定在支架上，且所述三个辊轴形成包围圈的中心位于机械手绕旋转轴旋转形成的圆周上；所述搓纸轮靠近辊轴设置，所述卷边钩子滑动安装在支架上，与支架的连接处设有弹簧。

对上述方案的进一步改进，在硬币鉴别分离装置中，所述离心转子由电机驱动，且离心转子的转速为65r/min；所述出币道的厚度为2mm，宽度为30mm；所述弧形放币口的弧形半径为15-16mm；所述传送带传送机构的速度为0.05m/s；所述拨片的厚度为30mm。

对上述方案的进一步改进，在硬币鉴别分离装置中，所述电涡流传感器硬币鉴伪系统中的传感器为高频反射式电涡流传感器，退币机构中的电磁铁一为推拉式电磁铁，且所述电磁铁一包括定铁芯和动铁芯一，所述拨片安装在动铁芯一的端部。

对上述方案的进一步改进，在硬币堆码装置中，所述分币通道与水平线呈30°夹角；所述分币通道上的一角孔、五角孔和一元孔分别设有两个，并且两个一角孔、五角孔、一元孔分别相邻；与分币通道上三个圆孔对应的输币通道分别为一角输币通道、五角输币通道以及一元输币通道；所述一角筒、五角筒和一元筒分别设置两个，且两个一角筒、五角筒和一元筒分别呈水平对称结构；所述三种集币筒的底部呈“几”形；一角口、五角口以及一元口呈圆弧形结构。

对上述方案的进一步改进，所述电磁铁二也为推拉式电磁铁，包括动铁芯二，所述动铁芯二的端部通过钩子连接挡板，继而推动挡板在输币通道内沿水平方向运动以阻挡硬币离开输币通道。

对上述方案的进一步改进，所述一角孔、五角孔以及一元孔的直径分别为20cm，24cm，27cm；所述一角筒、五角筒以及一元筒的直径分别为20cm，21cm，26cm，且其高度均为98cm。

对上述方案的进一步改进，在硬币包卷装置中，所述支架包括支杆及两块分别穿套在支杆两端的相同的支板，所述支板远离支杆的一端为弧形，且弧形端开有供辊轴穿过的圆形通孔；所述支架的支杆上固定有丝杆，所述卷边钩子安装在丝杆上。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

（1）本发明在硬币鉴别分离装置中设计分散机构，硬币从进币道流入到离心盘中，由于离心转子的中部呈圆锥形，一定程度上将堆叠在一起的硬币分散开来，然后再由电机驱动离心转子开始转动，由于离心转子上的弧形放币口的半径为15.6mm，限定了每个放币口一次只能放一枚硬币，避免了放币口与出币道处形成堵塞，将出币道的厚度设计成2mm，宽度设计成30mm，保证了出币道一次只能通过一枚硬币，确保了硬币逐个排列掉落在传送带上，避免人工排列硬币，降低了工作人员的劳动强度，为鉴别机构提高识别度，同时提供时间差，每个硬币之间的间距相等，为退币机构提供条件。

（2）本发明所述的分币通道结构简单，利用一角孔、五角孔和一元孔实现快速分币，设置三个输币通道用来传输硬币，同时为了不占用空间，将三个输币通道设置在一个大的输币通道内，集币机构设计成转筒结构，三个尺寸不同的集币筒可以同时收集不同种类的硬币，大大加快了硬币的收集效率。当硬币收集满时，收集满的集币筒旋转至开口位置，方便将整理好的硬币移走。同时为了避免造成硬币错位的情况，本发明在所述三个输币通道硬币出口处均设有一由继电器控制的电磁铁和所述电磁铁通过钩子连接到一挡板，所述电磁铁驱动在输币通道内做水平运动的挡板以阻止硬币离开输币通道，并且在集币机构上设置了光电传感器。因为三种集币筒的高度为98mm，根据现有市面上流通的三种硬币的厚度，当集币筒内硬币集满时，可以算出硬币的个数均为50枚，这样设计光电传感器的计数额定值为50，当光电传感器已经计数为50时，继电器通电，将电磁铁驱动动铁芯，所述动铁芯推动挡板在输币通道内水平运动，阻止硬币离开输币通道，等到后续的移币机构将集币机构上堆好的硬币取走，光电传感器重新计数，继电器断电，动铁芯返回，通过钩子，动铁芯将挡板拉回，完成复位，硬币继续进入到集币机构，至此避免了硬币错位。

（3）本发明利用移币机构将收集好的硬币移送到包卷机构上，机械手夹住硬币堆后绕其旋转轴旋转一定角度，使硬币堆位于三个辊轴包围圈的中心处，三个辊轴在电机的带动下同时向硬币堆聚拢，直至卡紧硬币堆，此时，机械手松开返回原始位置，然后搓纸轮将纸送入辊轴和硬币堆之间，辊轴的自转使纸包裹住硬币堆，然后卷边钩子向前推进，将硬币堆两端的纸边压下收拢，最后辊轴散开回到原来的位置，包裹好的硬币堆落下，完成动作。采用简单而巧妙的纯机械式连接实现对硬币的夹持和包卷功能，体现本发明的结构简单，易于操作，便于装配和维修。

（4）本发明所述的硬币堆码装置中，将三种集币筒的硬币入口处，分别做了圆弧处理，利于硬币顺畅的滑落进金币筒中，不会造成硬币滑落到集币筒以外的地方。

（5）另外，本发明将集币筒的底部设计成“几”形，利于移币机构的机械手将整理好的硬币移出，完成后续的包卷工作。

附图说明

图1 本发明所述的一种硬币清点机的结构示意图。

图2 本发明所述的一种硬币清点机的侧视图。

图3 本发明所述的一种硬币清点机的硬币鉴别分离装置的结构示意图。

图4 本发明所述的一种硬币清点机的硬币鉴别分离装置的正视图。

图5 本发明所述的一种硬币清点机的硬币鉴别分离装置的退币机构的结构示意图。

图6 本发明所述的一种硬币清点机的硬币堆码装置的结构示意图。

图7 本发明所述的一种硬币清点机的硬币堆码装置的输币通道的透视图。

图8 本发明所述的一种硬币清点机的硬币堆码装置的集币机构的结构示意图。

图9 本发明所述的一种硬币清点机的硬币堆码装置的集币机构的俯视图。

图10 本发明所述的一种硬币清点机的硬币包卷装置的结构示意图。

图11 本发明所述的一种硬币清点机的硬币包卷装置的移币机构的结构示意图。

图12 本发明所述的一种硬币清点机的硬币包卷装置的包卷机构的结构示意图。

附图标记：进币道-1；离心盘-2；出币道-3；离心转子-4；推币板-5；弧形放币口-6；传送带传送机构-7；电涡流传感器硬币鉴伪系统-8；电磁铁一-9；拨片-10；退币槽-11；电机-12；离心转子中部斜坡-13，定铁芯-14；动铁芯一-15；分币通道-16；一角孔-17；五角孔-18；一元孔-19；输币通道-20；一角筒-21；五角筒-22；一元筒-23；环形挡板-24；退币机构-25；移币口-26；一角口-27；五角口-28；一元口-29；集币机构-30；光电传感器-31；机械手-32；滑轮-33；楔块-34；导杆-35；旋转轴-36；连杆-37；辊轴-38；支架-39；丝杆-40；卷边钩子-41；堆放好的硬币-42；支杆-43；支板-44；搓纸轮-45；移币机构-46；挡板-47；一角输币通道-48；五角输币通道-49；一元输币通道-50；电磁铁二-51；动铁芯二-52。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如附图1和附图2所示的一种硬币清点机，包括如附图3和附图4所示的硬币鉴别分离装置、如附图6所示的硬币堆码装置及附图9所示的一种硬币包卷装置。

所述硬币鉴别分离装置包括进币道1、分散机构、鉴别机构以及如附图5所示的退币机构25。大量硬币从进币道1到进入到分散机构中，所述分散机构包括离心盘2、嵌在离心盘2内部的离心转子4以及出币道3，使较为多硬币从入口进入后，顺着较为粗糙的进币道1滑下，使大量硬币有个下滑速度的缓冲，以较为平缓的速度进入离心盘2，再通过离心盘2的离心运动完成硬币分散的目的，从而实现硬币逐个排列掉落。硬币从进币道1滑落入离心盘，若是在离心盘2中心处，则不可能发生离心运动（其离心力为零）。为使掉落的硬币能分散开并运动，控制硬币掉落在偏离中心不远的范围内，所示将离心转子4的中部设计成一个如附图3所示的圆锥体的斜坡13，避免硬币掉落在离心转子4的中部。因为每种硬币的质量和材质不同，所获的离心力也不同，为了能够将所有硬币都能推送到出币道3处，所述离心转子4设有多个推币板5，且所述推币板5以离心转子4的中部为对称中心，呈中心对称结构（以离心转子4中部为起点，等夹角的向离心盘方向延伸多个推币板5），两两之间的推币板5之间设有弧形放币口6，推币板5推动硬币经放币口6进入出币道3，并且将弧形放币口6的弧形半径设计成15.6mm，因为一元硬币的直径为25mm，一角硬币的直径为19mm，五角硬币的直径20.5mm，这样弧形放币半径就避免了多枚硬币在放在一起，堵塞了硬币进入出币道。弧形放币口6与出币道3的连接处形成堵塞，避免降低工作效率。同时将出币道3的出币通孔高度设计成2mm，宽度设计成30mm，这样更加限制了出币道3流入鉴别机构的个数，确保了硬币能够一枚一枚的进入到传送带传送带机构7上。所述离心转子4由电机12驱动，并将离心转子4的速度控制在65r/min，保证每个硬币都能甩出去。如附图5所示的退币机构，所述退币机构25包括电磁铁一9、拨片10以及退币槽11，所述电磁铁一9设在传送带传动机构7的一侧，所述电磁铁一9包括定铁芯14和动铁芯一15，所述拨片10通过弹簧连接在所述动铁芯一15的端部；所述拨片10的宽度为30mm，为使假币在随着拨片移动的工程中不会漏掉或者出现别的意外情况，拨片的宽度要大于最大硬币直径，即25mm，为了防止硬币随着传送带的移动而移动，拨片呈扁平状，拨片宽度设计为30mm，所述退币槽11设在传送带传动机构7的另一侧并与所述电磁铁一9相对，所述拨片10推动检测到的假币进入退币槽11。退币机构25运用的是推拉式电磁铁一，运用了电磁感应原理，控制电磁铁一9的通断电来带动拨片10的移动，然后硬币随之移动，达到退币的目的。当硬币是假币时，电涡流传感器硬币鉴伪系统8检测出来之后，电磁铁一9接收到假币信息并处理，反应为电磁铁一9内部线圈通电，使线圈周围产生磁场，磁场将中间的铁芯磁化，铁芯与线圈形成叠加磁场，磁力线由一极向另一极运动时产生力的作用，动铁芯一15带动拨片移动，使拨片10端部部位的硬币产生位移，达到最大移动位置时，硬币从传送带传送机构7的一侧掉落入退币槽11；即通电后动铁芯一15滑动，弹簧处于伸长状态，带动拨片10运动，进而实现一个硬币退币动作；断电时，拨片10处于常态位置，弹簧处于原始状态，从而达到复位的效果，等待下一个假币指令再通电动作。

所述硬币堆码装置包括分币通道16、如附图7所示的输币通道20以及如附图8和附图9集币机构30。所述分币通道16上均设有两个一角孔17、五角孔18以及一元孔19；并且所述一角孔17、五角孔18以及一元孔19的直径分别为20cm，24cm，27cm，直径均大于现有市面上流通的一角硬币、五角硬币以及一元硬币，方便硬币由硬币孔直接进入到一角输币通道48、五角输币通道49以及一元输币通道50。利用简单的硬币孔就能分离混合的硬币。为了将整个硬币清点机的体积缩小，本发明将三种硬币孔对应的输币通道设在一个大的输币通道20内。所述三个输币通道硬币出口处均设有一由继电器控制的电磁铁二51和所述电磁铁二51通过钩子连接的挡板47，所述电磁铁二51为推拉式电磁铁，包括动铁芯二52，所述动铁芯52的端部通过钩子连接挡板47，继而推动挡板47在三个输币通道内沿水平方向运动以阻挡硬币离开输币通道20。

所述集币机构30如附图6和附图7所示，所述机构呈转筒结构且顶部设有光电传感器31，所述转筒的顶部设有与输币通道20对应的三种硬币的入口，分别为一角口27、五角口28以及一元口29，并且在三种硬币入口处均呈圆弧形结构，避免了硬币在滑落的过程滑到集币机构以外的地方，防止了硬币的丢失。与三种硬币入口对应的三种集币筒，分别为一角筒21、五角筒22以及一元筒23，所述转筒的边缘均匀设有与所述三种硬币入口对应的一角槽、五角槽以及一元槽，所述转筒外部还罩有与所述三种集币凹槽贴合的环形挡板24，从而构成了一角筒21、五角筒22及一元筒23，并且所述三种集币筒的底部呈“几”形，所述三种集币筒完成硬币堆码的过程。所述环形挡板24上设有与硬币包卷装置中的如附图11所示的移币机构46对应的移币口26，将堆好的硬币移至包卷机构，完成包卷。同时为了避免造成硬币错位的情况，所述三个输币通道硬币出口处均设有一由继电器控制的电磁铁二51和所述电磁铁二51通过钩子连接的挡板47，所述电磁铁二51驱动在输币通道内做水平运动的挡板47以阻止硬币离开输币通道，并且在集币机构上设置了光电传感器31。因为三种集币筒的高度为98mm，根据现有市面上流通的三种硬币的厚度，当集币筒内硬币集满时，可以算出硬币的个数均为50枚，这样设计光电传感器31的计数额定值为50，当光电传感器31已经计数为50时，继电器通电，将电磁铁二51驱动动铁芯52，所述动铁芯52推动挡板47在三种输币通道内水平运动，阻止硬币离开输币通道，等到后续的移币机构46将集币机构30上堆好的硬币取走，光电传感器31重新计数，继电器断电，动铁芯52返回，通过钩子，动铁芯52将挡板47拉回，完成复位，硬币继续进入到集币机构30，至此避免了硬币错位。

如附图10所示的所述硬币包卷装置包括移币机构46和如附图12所示的包卷机构，所述移币机构46包括旋转轴36、楔块34以及固定在旋转轴36上的导杆35，所述楔块34固定在导杆35上，所述楔块34的上、下两端沿远离导杆的水平方向分别通过滑轮连接一机械手32，所述上、下机械手32均通过一连杆37固定到所述旋转轴36。因为所述集币筒的底部呈“几”形，方便上、下机械手32将堆好的硬币从集币机构30中取出来且不会丢失。所述包卷机构包括搓纸轮45、支架39、固定在支架39上的辊轴38以及卷边钩子41。所述辊轴38设有三个，并且呈等边三角形结构排列，所述三个辊轴38形成的等边三角形的中心在机械手32绕旋转轴36转动形成的圆周上，这样移币机构46就能将从集币机构30上取来的硬币放置三个辊轴39中心处，完成移币的功能，由后续的包卷机构完成包卷功能。由于辊轴39固定在支架上，所述支架39包括支杆43及两块分别穿套在支杆43两端的相同的支板44，所述支板44远离支杆43的一端为弧形，且弧形端开有供辊轴38穿过的圆形通孔。所述支架39的支杆43上固定有丝杆40，所述卷边钩子41安装在丝杆40上。当机械手32将堆好的硬币42送至辊轴38中心处，立即驱动电机将辊轴38向中心运动，夹持在辊轴中心的硬币立即由搓纸轮45提供包纸硬币进行包卷，然后驱动卷边钩子41将包好的硬币上下多余的硬币包纸压下，至此，完成硬币的包卷。然后在将辊轴38分散开，卷好的硬币堆收集起来，就完成了硬币清点、包卷的功能。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。