一种硬币清分装置的制作方法

本发明涉及一种属于商业金融器具领域中的装置，更确切地说，本发明涉及一种硬币清分装置。

背景技术：

随着我国经济的迅速发展，社会对商业金融领域中的硬件机器工具的要求正逐步提高。现当今，清点分类钱币的机器应用日益广泛，一定程度上解放了人力，提高了工作效率，但是目前现有技术多有局限，结构复杂，成本高昂，尤其在公共交通等硬币流通量大的领域中应用的弊端更明显，限制了效益最大化。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的结构复杂、成本高昂与应用场合多有局限的问题，提供了一种硬币清分装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的一种硬币清分装置还包括外壳体、预处理部分、分装部分与传动系统；

所述的预处理部分包括散币储存盒、旋转取币盘与固定托盘；

所述的分装部分包括有开孔坡道、一角硬币存储筒、五角硬币存储筒、一元硬币存储筒与存储筒底座；

所述的预处理部分安装在外壳体内的左上角处，散币储存盒的顶端入口位于外壳体入币口的正下方，散币储存盒采用螺钉固定在外壳体前、后壁的内侧，固定托盘安装外壳体前、后壁的托盘凹槽内，开孔坡道安装在固定托盘右下侧，开孔坡道中的坡道的左端面与固定托盘上的落币孔下方的固定托盘的右端面接触连接；存储筒底座安装在开孔坡道的下方，并且存储筒底座的两端安装在外壳体上的长方体形开口的左壁、右壁上的左导轨、右导轨上，一角硬币存储筒、五角硬币存储筒与一元硬币存储筒安装在开孔坡道与存储筒底座之间；

所述的传动系统安装在外壳体内的左下角壳底上，即位于预处理部分的下方与分装部分左侧的外壳体(1)内的壳底上，预处理部分通过其中旋转取币盘的短轴与传动系统中的十字轴式双节万向联轴器和传动系统连接。

技术方案中所述的一角硬币存储筒、五角硬币存储筒与一元硬币存储筒安装在开孔坡道与存储筒底座之间是指：所述的一角硬币存储筒的下端安装在存储筒底座左侧的一角硬币存储筒固定孔中，五角硬币存储筒的下端安装在存储筒底座中间的五角硬币存储筒固定孔中，一元硬币存储筒的下端安装在存储筒底座右侧的一元硬币存储筒固定孔中，一角硬币存储筒的上端和坡道左端的一角硬币下落孔对正，五角硬币存储筒的上端和坡道中间位置的五角硬币下落孔对正，一元硬币存储筒的上端和坡道右端的一元硬币下落孔对正，一角硬币存储筒、五角硬币存储筒与一元硬币存储筒相互平行，一角硬币存储筒、五角硬币存储筒与一元硬币存储筒垂直于存储筒底座。

技术方案中所述的外壳体为长方体形的壳体结构件，外壳体顶端面的左侧设置有入币口，入币口内设置有漏斗；外壳体右上角处设置有安装控制系统中的显示屏幕的显示屏安装孔，显示屏安装孔的下方设置有安装控制系统中的启动按钮开关、停止按钮开关、暂停/启动按钮开关的3个开关安装孔；外壳体右下角设置有供放入和取出存储筒底座、一角硬币存储筒、五角硬币存储筒和一元硬币存储筒的长方体形的开口，长方体形的开口左壁、右壁和外壳体的左壁、右壁平行、共面，开口的左壁、右壁内侧的下端对称地设置有左导轨、右导轨，左导轨与右导轨和外壳体的顶端面或底面平行；外壳体入币口下方的前壁、后壁内侧竖直地设置有安装预处理部分中散币储存盒的竖直壁的上下两排螺纹孔，每排为2个，两排螺纹孔右侧的外壳体前壁、后壁内侧对称地设置有槽宽度与固定托盘厚度相等的矩形横截面的用于安装固定托盘的托盘凹槽。

技术方案中所述的散币储存盒位于左侧，旋转取币盘安装在散币储存盒的右侧，旋转取币盘的左端面与散币储存盒的右端面接触连接，固定托盘安装在旋转取币盘的右侧，固定托盘的左端面与旋转取币盘的右端面平行，固定托盘左端面与旋转取币盘的右端面之间留有宽度小于一个硬币厚度一半的间隙。

技术方案中所述的旋转取币盘为圆盘类结构件，旋转取币盘的直径与散币储存盒的储存盒体的右端外径相等，旋转取币盘的厚度等于或小于硬币的厚度，旋转取币盘右端面的中心处设置有短轴，在短轴的周围并沿旋转取币盘圆周方向均匀分布有直径大于一元硬币直径的1号孔、2号孔、3号孔、4号孔、5号孔，各孔直径相同。

技术方案中所述的固定托盘为矩形等厚的平板结构件，固定托盘的中心处设置有安装旋转取币盘上的短轴的中心孔，中心孔的圆心与旋转取币盘上的短轴的回转中心线共线并垂直于固定托盘，中心孔内安装有轴承，中心孔上方的固定托盘上设置有落币孔，落币孔直径与旋转托盘的1号孔直径相同，落币孔圆心与中心孔圆心的距离等于旋转取币盘圆心和1号孔、2号孔、3号孔、4号孔或5号孔圆心的距离。

技术方案中所述的开孔坡道包括坡道、挡板与支撑板；所述的坡道为长条矩形的平板结构件,坡道宽度大于一元硬币直径，坡道由上至下设置有一角硬币下落孔、五角硬币下落孔与一元硬币下落孔，各孔直径依次增大，并依次大于各面值硬币直径；所述的挡板、支撑板皆为平板类结构件，其形状为大小不同的矩形的一部分，支撑板由上至下设置有两排直径相同的通孔，挡板、支撑板的顶端为斜边，坡道布置在挡板、支撑板之间，坡道和挡板、支撑板的顶端斜边平行并固定连接，坡道和其前后侧的挡板、支撑板构成一个等截面的U形槽。

技术方案中所述的一角硬币存储筒、五角硬币存储筒与一元硬币存储筒皆为顶端开口的圆筒结构件，一角硬币存储筒、五角硬币存储筒与一元硬币存储筒的内径依次大于一角硬币、五角硬币与一元硬币的直径，一角硬币存储筒、五角硬币存储筒与一元硬币存储筒的底部依次安装有控制系统中的1号微型压力传感器、2号微型压力传感器与3号微型压力传感器，一角硬币存储筒、五角硬币存储筒与一元硬币存储筒的外径依次和存储筒底座上的一角硬币存储筒固定孔、五角硬币存储筒固定孔与一元硬币存储筒固定孔的内径相等。

技术方案中所述的存储筒底座为长方体形的箱体式结构件，存储筒底座左右两端设置有和外壳体右下方的长方体形的开口内左导轨、右导轨相配装的左槽、右槽，左槽、右槽为结构形状相同的燕尾槽，左导轨、右导轨分别为与左槽、右槽相配合的燕尾导轨，存储筒底座上竖直地设置有一角硬币存储筒固定孔、五角硬币存储筒固定孔与一元硬币存储筒固定孔；存储筒底座的前端面上安装有方便存储筒底座的放入和取出的把手。

技术方案中所述的传动系统包括十字轴式双节万向联轴器、1号锥齿轮轴、2号锥齿轮轴、1号轴承座、2号轴承座、1号角接触球轴承、2号角接触球轴承、弹性套柱销联轴器与调速电机；所述的十字轴式双节万向联轴器上端与旋转取币盘的短轴的右端连接，十字轴式双节万向联轴器下端与1号锥齿轮轴的上端连接，1号锥齿轮轴1002与2号锥齿轮轴1003通过锥齿轮啮合连接，1号轴承座与1号角接触球轴承套装在1号锥齿轮轴上，2号轴承座和2号角接触球轴承套装在2号锥齿轮轴上，1号轴承座通过螺栓固定在外壳体右下角的长方体形的开口的左壁面上，2号轴承座采用螺栓固定在外壳体的右侧底板上，2号锥齿轮轴的左端通过弹性套柱销联轴器与调速电机的输出轴相连接，调速电机采用螺栓固定在2号轴承座左侧的外壳体的底板上。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.原理上，本发明所述的一种硬币清分装置借助硬币尺寸上的特点进行清分，简单有效，在保证有效实现功能的基础上，极大程度上简化了结构，降低了成本；

2.结构上，本发明所述的一种硬币清分装置的零部件设计精妙，简单灵活，并对传动系统的组成和空间位置安排进行了合理设计，使本发明整体的结构得以简化，而且本发明整体质量和体积小，可靠性高，能适应多种工作场合的要求；

3.大量的实验数据证明，本发明所述的一种硬币清分装置清分硬币的准确率可达98％，稳定性高，应用前景光明。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述的一种硬币清分装置结构组成的轴测投影视图；

图2为本发明所述的一种硬币清分装置内部结构组成的轴测投影视图；

图3为本发明所述的一种硬币清分装置中散币储存盒结构组成的轴测投影视图；

图4为本发明所述的一种硬币清分装置中所采用的旋转取币盘结构组成的轴测投影视图；

图5为本发明所述的一种硬币清分装置中所采用的固定托盘结构组成的轴测投影视图；

图6为本发明所述的一种硬币清分装置中所采用的开孔坡道结构组成的轴测投影视图；

图7为本发明所述的一种硬币清分装置中所采用的传动系统结构组成的轴测投影视图；

图8为本发明所述的一种硬币清分装置中存储筒底座结构组成的轴测投影视图；

图中：1.外壳体，2.散币储存盒，3.旋转取币盘，4.固定托盘，5.开孔坡道，6.一角硬币存储筒，7.五角硬币存储筒，8.一元硬币存储筒，9.存储筒底座，10.传动系统，101.入币口，102.显示屏幕，103.启动按钮开关、104.停止按钮开关、105.暂停/启动按钮开关，106.右导轨，107.左导轨，301.短轴，302.1号孔，303.2号孔，304.3号孔，305.4号孔，306.5号孔，401.中心孔，402.落币孔，501.坡道，502.一角硬币下落孔，503.五角硬币下落孔，504.一元硬币下落孔，505.挡板，506.支撑板，901.左槽，902.右槽，903.一角硬币存储筒固定孔，904.五角硬币存储筒固定孔，905.一元硬币存储筒固定孔，906.把手，1001.十字轴式双节万向联轴器，1002.1号锥齿轮轴，1003.2号锥齿轮轴，1004.1号轴承座，1005.2号轴承座，1006.1号角接触球轴承，1007.2号角接触球轴承，1008.弹性套柱销联轴器，1009.调速电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

本发明所述的一种硬币清分装置包括外壳体1、预处理部分、分装部分、传动系统和控制系统。

外壳体1为长方体形的壳体结构件，其顶端面的左侧设置有入币口101，入币口101内设置有漏斗，漏斗出口正对散币储存盒2的入口；其正面右上角处设置有安装控制系统中的显示屏幕102的显示屏安装孔，显示屏安装孔的下方设置有安装控制系统中的启动按钮开关103、停止按钮开关104、暂停/启动按钮开关105的3个开关安装孔；其正面右下角设置有供放入和取出存储筒底座9、一角硬币存储筒6、五角硬币存储筒7和一元硬币存储筒8的长方体形的开口，长方体形的开口左、右壁和外壳体1的左、右壁平行或共面，开口的左、右壁内侧的下端对称地设置有右导轨106、左导轨107，右导轨106与左导轨107和外壳体1上表面或底面平行，以供存储筒底座9安装与定位；外壳体1入币口101下方的前、后壁内侧竖直地设置有安装预处理部分中散币储存盒2的竖直壁的上下两排螺纹孔，每排为2个，两排螺纹孔右侧的外壳体1前、后壁内侧对称地设置有宽度与固定托盘4厚度相等的矩形横截面的托盘凹槽，以供固定托盘4定位和安装固定。

所述的预处理部分包括有散币储存盒2、旋转取币盘3与固定托盘4；本部分的作用是将散乱的硬币逐个取出，输送到分装部分。

所述的散币储存盒2设置在外壳体1的入币口101的漏斗下方，散币储存盒2顶端的入口与入币口101的漏斗出口相对正；

散币储存盒2由左侧壁与储存盒体组成；

散币储存盒2的左侧壁为竖直壁，左侧壁的前、后两端处设置有结构相同的前、后固定板，前、后固定板上由上至下设置有两排通孔，散币储存盒2通过前、后固定板采用螺钉和外壳体1的前、后壁内侧固定连接；

所述的储存盒体为一段圆环体，圆环体的两端面不平行，储存盒体位于左侧壁的右侧，储存盒体的左端面与左侧壁的右端面相接处，两者之间为固定连接，储存盒体的顶端超过左侧壁的顶端，将储存盒体超出部分切除，储存盒体的顶端形成一个入口，这个入口的顶端面和水平面共面，即这个入口的顶端面所在平面和左侧壁垂直，这个入口的顶端面所在平面和左侧壁顶端面共面。储存盒体的右端面相对于左侧壁为倾斜端面，储存盒体的右端面为圆环面，圆环面的圆孔直径大小与旋转取币盘3直径大小相同。散币储存盒2底部较窄，使得硬币在盒内向右侧面倾斜，进而逐个被旋转取币盘3带动并从固定托盘4的落币孔402落入开孔坡道5。

所述的旋转取币盘3安装在散币储存盒2的右侧，旋转取币盘3的左端面与散币储存盒2的右端面接触连接，旋转取币盘3的倾斜角度与散币储存盒2圆环形的右端面倾斜角度相同；旋转取币盘3为圆盘类结构件，旋转取币盘3的直径与散币储存盒2的储存盒体的右端外径相等，因此旋转取币盘3将散币储存盒2右端圆孔恰好封住；旋转取币盘3的厚度等于或略小于硬币的厚度，旋转取币盘3右端面的中心处设置有短轴301，在短轴301的周围并沿旋转取币盘3圆周方向均匀分布有直径略大于一元硬币直径的1号孔302、2号孔303、3号孔304、4号孔305、5号孔306，各孔直径相同，短轴301插入并从固定托盘4的中心孔401处轴承孔中伸出，由调速电机1009经过传动系统10带动旋转，以保证每个孔每次仅可带动一枚硬币旋转，并从安装在旋转取币盘3右侧的固定托盘4的落币孔402中落在开孔坡道5上。

所述的固定托盘4为矩形等厚的平板结构件，固定托盘4的中心处设置有安装旋转取币盘3上的短轴301的中心孔401，中心孔401的圆心与旋转取币盘3上的短轴301的回转中心线共线并垂直于固定托盘4，中心孔401内安装有轴承，中心孔401上方的固定托盘4上设置有落币孔402，落币孔402直径与旋转托盘3的1号孔302直径相同，落币孔402圆心与中心孔401圆心的距离等于旋转取币盘3圆心和1号孔302、2号孔303、3号孔304、4号孔305或5号孔306圆心的距离；

所述的固定托盘4安装在旋转取币盘3的右侧，固定托盘4的左端面与旋转取币盘3的右端面平行，固定托盘4左端面与旋转取币盘3的右端面之间留有宽度小于一个硬币厚度一半大小的间隙，以保证旋转取币盘3可正常转动；旋转取币盘3的短轴301插入安装在中心孔401中的轴承孔中并通过十字轴式双节万向联轴器1001与1号锥齿轮轴1002的上端相连接；固定托盘4装入外壳体1的前、后壁内侧设置的托盘凹槽内，固定托盘4和托盘凹槽之间为固定连接，工作时固定托盘4承托着旋转取币盘3的1号孔302、2号孔303、3号孔304、4号孔305、5号孔306内单个硬币，并使每个孔中的单个硬币旋转至落币孔402处时，在重力作用下落在安装在落币孔402正下方的开孔坡道5上，并沿坡道501下滑。

所述的分装部分包括有开孔坡道5、一角硬币存储筒6、五角硬币存储筒7、一元硬币存储筒8与存储筒底座9。

所述的开孔坡道5安装在固定托盘4右下侧，开孔坡道5中的坡道501的左端面与固定托盘4上的落币孔402下方的固定托盘4的右端面固定连接；存储筒底座9安装在开孔坡道5的下方，并且存储筒底座9的两端安装在外壳体1上的长方体形开口的左壁、右壁上的左导轨107、右导轨106上，存储筒底座9的两端和左导轨107、右导轨106之间为滑动连接，一角硬币存储筒6、五角硬币存储筒7与一元硬币存储筒8安装在开孔坡道5与存储筒底座9之间，一角硬币存储筒6的下端安装在存储筒底座9左侧的一角硬币存储筒固定孔903中，五角硬币存储筒7的下端安装在存储筒底座9中间的五角硬币存储筒固定孔904中，一元硬币存储筒8的下端安装在存储筒底座9右侧的一元硬币存储筒固定孔905中，一角硬币存储筒6的上端和坡道501左端的一角硬币下落孔502对正，五角硬币存储筒7的上端和坡道501中间位置的五角硬币下落孔503对正，一元硬币存储筒8的上端和坡道501右端的一元硬币下落孔504对正，一角硬币存储筒6、五角硬币存储筒7与一元硬币存储筒8相互平行，一角硬币存储筒6、五角硬币存储筒7与一元硬币存储筒8垂直于存储筒底座9。所述的分装部分根据硬币直径大小对硬币进行分类，并存入不同的硬币存储筒中。

所述的开孔坡道5由坡道501、挡板505、支撑板506组成，

所述的坡道501为长条矩形的平板结构件,坡道501宽度略大于一元硬币直径，坡道倾角设置应保证坡道501和其前后侧的挡板505、支撑板506顶端的斜边平行，坡道501和其前后侧的挡板505、支撑板506固定连接并构成一个等截面的U形槽，该U形槽应保证硬币可沿坡道以合适速度下滑，坡道501上由上至下地设置有不同直径的孔，依次分别为一角硬币下落孔502、五角硬币下落孔503、一元硬币下落孔504，各孔直径依次增大，并依次略大于各面值硬币直径。

所述的挡板505、支撑板506分别设置在坡道501的前、后侧，挡板505、支撑板506皆为平板类结构件，其形状为大小不同的矩形的一部分，支撑板506自上至下设置有两排直径相同的通孔，挡板505、支撑板506的顶端为斜边，坡道501设置在挡板505、支撑板506之间，坡道501和挡板505、支撑板506的顶端斜边相平行的状态下固定连接，工作时保证硬币以合适速度沿坡道501下滑。开孔坡道5设置在固定托盘4的落币孔402右侧的下方，支撑板506通过螺栓连接的方式固定于外壳体1正面右下角长方体形开口内的直角挡板的后壁面上，所述的直角挡板由两部分矩形板组成，两者相互垂直并连成一体，直角挡板安装在外壳体1右下角长方体形开口内，直角挡板的一部分作为长方体形开口的左壁，直角挡板的另一部分作为长方体形开口的后壁。

所述的一角硬币存储筒6为顶端开口的圆筒结构件，一角硬币存储筒6的内径略大于一角硬币的直径，底部安装有控制系统中的型号为EVT-14D的1号微型压力传感器，压力传感器采集压力信息，并将信息传至控制系统，进而在显示屏幕102上显示一角硬币存储筒6内硬币的个数。一角硬币存储筒6的外径与存储筒底座9的一角硬币存储筒固定孔903的内径相等。一角硬币存储筒6安装在开孔坡道5的一角硬币下落孔502出口的正下方，并竖直地放置于存储筒底座9的一角硬币存储筒固定孔903中。

所述的五角硬币存储筒7为顶端开口的圆筒结构件，五角硬币存储筒7的内径略大于五角硬币的直径，底部安装有控制系统中的型号为EVT-14D的2号微型压力传感器，压力传感器采集压力信息，并将信息传至控制系统，进而在显示屏幕102上显示五角硬币存储筒7内硬币的个数。五角硬币存储筒7的外径与存储筒底座9的五角硬币存储筒固定孔904的内径相等。五角硬币存储筒7设置在开孔坡道5的五角硬币下落孔503出口正下方，并竖地直放置于存储筒底座9的五角硬币存储筒固定孔904中。

所述的一元硬币存储筒8为顶端开口的圆筒结构件，一元硬币存储筒8的内径略大于一元硬币的直径,底部安装有控制系统中的型号为EVT-14D的3号微型压力传感器，压力传感器采集压力信息，并将信息传至控制系统，进而在显示屏幕102上显示一元硬币存储筒8内硬币的个数。一元硬币存储筒8的外径与存储筒底座9的一元硬币存储筒固定孔905的内径相等,一元硬币存储筒8设置在开孔坡道5的一元硬币下落孔504出口正下方，并竖直地放置于存储筒底座9的一元硬币存储筒固定孔905中。

所述的存储筒底座9为长方体形的箱体式结构件，存储筒底座9左右两端设置有和外壳体1右下方的长方体形的开口内左导轨107、右导轨106相配装的左槽901、右槽902，左槽901、右槽902为结构形状相同的燕尾槽形结构，左导轨107、右导轨106分别为与左槽901、右槽902相配合的燕尾导轨，以保证存储筒底座9可沿左导轨107、右导轨106自由滑动；存储筒底座9上竖直地设置有一角硬币存储筒固定孔903、五角硬币存储筒固定孔904和一元硬币存储筒固定孔905；存储筒底座9的前端面上安装有把手906，方便存储筒底座9的放入和取出。存储筒底座9安装在外壳体1右下方长方体形的开口内。

所述的传动系统包括十字轴式双节万向联轴器1001、1号锥齿轮轴1002、2号锥齿轮轴1003、1号轴承座1004、2号轴承座1005、1号角接触球轴承1006、2号角接触球轴承1007、弹性套柱销联轴器1008与调速电机1009。

所述的旋转取币盘3的短轴301的右端通过十字轴式双节万向联轴器1001与1号锥齿轮轴1002的上端相连接，1号锥齿轮轴1002与2号锥齿轮轴1003通过锥齿轮啮合连接，1号轴承座1004和1号角接触球轴承1006固定支撑1号锥齿轮轴1002，2号轴承座1005和2号角接触球轴承1007固定支撑2号锥齿轮轴1003，1号轴承座1004通过螺栓连接的方式固定于外壳体1正面右下角开口内左壁面上，2号轴承座1005通过螺栓连接的方式固定于外壳体1的底板上，2号锥齿轮轴1003的左端通过弹性套柱销联轴器1008与调速电机1009的输出轴相连接。电机1009的输出轴通过弹性套柱销联轴器1008将动力传递给2号锥齿轮轴1003，2号锥齿轮轴1003与1号锥齿轮轴1002啮合连接，将动力从2号锥齿轮轴1003传递给1号锥齿轮轴1002，1号锥齿轮轴1002通过十字轴式双节万向联轴器1001将动力传递给旋转取币盘3的短轴301，从而带动旋转取币盘3作定轴旋转。

一种硬币清分装置的工作原理：

所述控制系统包括电源、启动按钮开关103、停止按钮开关104、暂停/启动按钮开关105、51单片机、L298N直流调速电机驱动模块、型号为EVT-14D的1号微型压力传感器、型号为EVT-14D的2号微型压力传感器、型号为EVT-14D的3号微型压力传感器、显示屏幕102。51单片机和L298N直流调速电机驱动模块固定在外壳体1左侧内壁上，51单片机与L298N直流调速电机驱动模块、型号为EVT-14D的1号微型压力传感器、型号为EVT-14D的2号微型压力传感器、型号为EVT-14D的3号微型压力传感器、电源、启动按钮开关103、停止按钮开关104、暂停/启动按钮开关105、显示屏幕102通过导线相连接；L298N直流调速电机驱动模块与调速电机1009通过导线相连接。启动按钮开关103通过接通电源完成控制系统的启动；停止按钮开关104通过切断电源完成控制系统的关闭，暂停/启动按钮开关105控制51单片机通过L298N直流调速电机驱动模块完成调速电机1009的启动和停止。型号为EVT-14D的1号微型压力传感器、型号为EVT-14D的2号微型压力传感器、型号为EVT-14D的3号微型压力传感器分别采集一角硬币存储筒6、五角硬币存储筒7、一元硬币存储筒8底部所受来自硬币的压力，并通过导线将采集的信息输送至51单片机，由51单片机按照设置的算法将压力信息转换为硬币的个数信息，并控制显示屏幕102显示各硬币存储筒内的硬币个数。当任一硬币存储筒内硬币数量达到存储数量上限时，可由暂停/启动按钮开关105暂停调速电机1009的运行，在取出各硬币存储筒中硬币并重新放入硬币存储筒后可由暂停/启动按钮开关105再次启动调速电机1009清分硬币。