本发明涉及硬币分拣计数设备。
背景技术：
硬币作为一种在全世界各个国家流通的货币之一，以耐磨损、制作方便、使用周期长等众多优点广泛流通于各个国家，在娱乐、交通、商业以及自动售货领域占据非常重要的作用。然而，近年来，硬币的回笼问题一直阻碍着硬币的流通，主要表现为：公交、银行等硬币集中使用部门对于大量回收来的硬币，由于没有专门的硬币筛分设备，目前仍处于人工手动筛分的阶段，劳动强度非常大且精度较低极易产生视觉疲劳，而很多机构的基层网点人数和服务窗口较少，不可能大量清点硬币，因为还有其他的客户需要照顾，所以大量的硬币很容易遭到拒绝。
申请人申请了一种面向公交系统的硬币自动分拣计数包装设备，该设备包括机架组件、硬币进料装置、一元硬币分离装置、五角和一角硬币分离装置、计数包装装置、收集盒和控制系统；该设备不仅可解决人工清理分拣与整理包装过程中劳动强度大、劳动效率低、无法满足需求等问题，该设备具有分拣及包装效率高，分拣和包装的无缝对接使硬币可以很好地进入料管，包装封口后顺利输出；装置结构简单、自动化程度高，节省人力，且可靠性高、适应性强、成本低。
技术实现要素：
本发明的目的是提供了一种用于硬币自动分拣的下料计数包装装置，该装置包装效率高，分拣和包装的无缝对接使硬币可以很好地进入料管，包装封口后顺利输出；本发明装置结构简单、自动化程度高，节省人力，且可靠性高、适应性强、成本低。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种用于硬币自动分拣的下料计数包装装置，该装置包括转盘机构、料管进料机构、计数落料装置和管盖上料装置；所述的转盘机构用于分配多个工位；料管进料机构用于料管的上料；计数落料装置用于定量实现一元硬币的落料；管盖上料装置用于管盖的上料；
所述的转盘机构设置在机架组件的上方，转盘机构包括四凹槽转座、外档圈、第四电机和落料滑轨；外档圈固定设置在立架上，四凹槽转座位于在外档圈中间，所述的四凹槽转座包括上下两个转盘，上下两个转盘的边缘分别均匀设置四个弧口，弧口与料管的外径相契合，四个弧口分别对应上料工位、硬币落料工位、压盖工位和下料工位；第四电机安装在机架组件上，第四电机输出轴与四凹槽转座中心相固定链接；
所述的计数落料装置包括一元硬币落料轨、落料桶、第二接近开关、计数插片滑轨、计数插片、插片摆杆、第三接近开关、第五电机和第四接近开关；一元硬币落料轨上端与一元硬币分离装置的一元落料道相衔接，下端与落料桶相衔接，落料桶下端对应硬币落料工位，所述的落料桶侧方开有槽；第二接近开关固定设置在立架上，正对落料桶上端，用于计数落下去的硬币数量；计数插片滑轨与落料桶相连接，滑轨高度与槽相对齐，计数插片通过移动副配合安装在计数插片滑轨中，计数插片能插进落料桶中；插片摆杆中心安装在第五电机的转轴上，上下端分别与计数插片尾端相卡连接，第五电机通过第五电机座固定安装在机架组件上；第三接近开关安装在第五电机座上，位于插片摆杆两端，用于控制计数插片摆杆摆动的幅度；第四接近开关固定安装在机架组件上，正对落料桶上端槽，用于控制落料桶中的硬币数量；
转盘机构下料工位的正下方设置落料滑轨，落料滑轨固定安装在外档圈上，用于滑落装满一元硬币的料管；落料滑轨的下方对接所述的收集盒。
作为进一步改进，所述的料管进料机构包括第一直线电机、料管推板和料管落料管；外档圈上设置有直槽，直槽的末端对接上料工位，所述的第一直线电机左端固定设置在机架组件上，伸缩端与料管推板相固定连接，料管落料管固定安装在机架组件上，用于叠放料管，料管落料管的底端位于直槽的正上方；料管推板的截面为倒“L”，料管推板的上端板封闭料管落料管，下侧部位于直槽内用于推动料管至上料工位；
作为进一步改进，所述的管盖上料装置包括管盖料筒、压盖装置、管盖滑道、管盖推板、推盖装置和重力摇块；管盖料筒用于叠放管盖，压盖装置固定设置在机架组件上，伸缩端与管盖推板相连接，管盖推板位于管盖滑道中，可来回移动，所述的管盖推板形为阶梯形，在推动管盖时能防止管盖料筒中的管盖落下；管盖滑道固定设置在机架组件上，位于管盖料筒正下方，压盖装置竖直安装在机架组件上，下端正对管盖滑道右端；两块重力摇块通过销轴安装在管盖滑道右端两侧，管盖滑道右端下面镂空对应压盖工位，重力摇块的内侧为挡片，在不受力状态下，重力摇块在重力作用下保持水平，挡片阻挡管盖不能落下，在压盖装置作用下管盖推下与料管扣合；
作为进一步改进，所述的机架组件由保护罩、底架、立架、进料支架、输送支架、第一筛分支架、第二筛分支架和计数包装支架，所述的保护罩由框架体和有机玻璃构成，保护罩设置在机架组件的外围，所述的底架、立架、进料支架、输送支架、第一筛分支架、第二筛分支架和计数包装支架均由型材和角件拼接而成，并通过螺栓固定，所述的立架设置在底架的上部，进料支架、输送支架、第一筛分支架和第二筛分支架设置在立架的内侧，计数包装支架设置在立架的左侧。
作为进一步改进，所述的四凹槽转座下方设置有四个感应片，四个感应片对应四凹槽转座边缘的四个弧口；在外档圈上固定设置第一接近开关，第一接近开关和感应片感应，控制第四电机的转动。
本发明由于采用了上述的技术方案，该装置包装效率高，分拣和包装的无缝对接使硬币可以很好地进入料管，包装封口后顺利输出；本发明装置结构简单、自动化程度高，节省人力，且可靠性高、适应性强、成本低。
附图说明
图1为本发明实施例各功能组件的爆炸结构示意图。
图2为机架组件的结构示意图。
图3为硬币进料装置的爆炸结构示意图。
图4为一元硬币筛分装置的爆炸结构示意图。
图5为五角和一角硬币筛分装置的爆炸结构示意图。
图6为计数包装装置的爆炸结构示意图。
图7为转盘机构的爆炸结构示意图。
图8为料管进料机构的爆炸结构示意图。
图9为计数落料装置的结构示意图。
图10为管盖上料装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
如图1所示的一种面向公交系统的硬币自动分拣计数包装设备，该设备包括机架组件1、硬币进料装置2、一元硬币分离装置3、五角和一角硬币分离装置4、计数包装装置5、收集盒6和控制系统。
如图2所示，所述的机架组件1由保护罩11、底架12、立架13、进料支架14、输送支架15、第一筛分支架16、第二筛分支架17和计数包装支架18，所述的保护罩11由框架体和有机玻璃构成，保护罩11设置在机架组件1的外围，所述的底架12、立架13、进料支架14、输送支架15、第一筛分支架16、第二筛分支架17和计数包装支架18均由型材和角件拼接而成，并通过螺栓固定，所述的立架13设置在底架12的上部，进料支架14、输送支架15、第一筛分支架16和第二筛分支架17设置在立架13的内侧，计数包装支架18设置在立架13的左侧。
如图3所示，所述的硬币进料装置2包括进料锥桶21、输送皮带22、输送滚轮23和第一电机24。进料锥桶21固定设置在进料支架14上，进料锥桶21下端为圆锥形，中央开有圆孔用于硬币滑落。输送皮带22固定设置在输送支架15上，输送皮带22位于进料锥桶21正下方，缠绕在输送滚轮23上，输送滚轮23通过第一立式轴承25安装在机架组件1上，第一电机24连接一个输送滚轮23。第一电机24固定设置在输送支架15上，输出端与右端输送滚轮23转轴通过无级变速器相连接，以传递动力，无极变速器实现对硬币流入量的控制。
如图3所示，所述的硬币进料装置2在工作时，待分拣的硬币由进料锥桶21中落下，落到输送皮带22上后由第一电机24带动输送皮带22向右移动，载动设置在输送皮带22上的硬币在右边滑落，该进料方式相比直接落料较为温和，提高了本机器的分拣工作的可靠度。当大量的硬币倒入漏斗时，通过控制皮带的速度，实现硬币入料量的控制，排除了其它硬币清分机出现大量硬币堵塞的情况，保证了本产品的运行可靠性，同时提高了生产效率。
如图4所示，所述的一元硬币分离装置3设置在第一筛分支架16上，一元硬币分离装置3包括一元筛板31、第一侧挡板32、第一尾部支撑轴33、二次筛分落道37、一元落料道38和第一偏心振动机构，所述的一元筛板31由右向左侧向下倾斜设置在第一筛分支架16上，一元筛板31的右侧端与所述的输送皮带22相衔接，在一元筛板31上开有圆孔，圆孔直径大小仅供五角和一角硬币落下，一元硬币不能落下，左端开有方槽供一元硬币落下。第一侧挡板32固定安装在一元筛板31侧方。第一尾部支撑轴33安装在第一筛分支架16上，用于放置一元筛板31的左端，第一偏心振动机构设置在一元筛板31的右端下方。二次筛分落道37位于一元筛板31圆孔的正下方，一元落料道38位于一元筛板31左端方槽的正下方。所述的第一偏向振动机构包括第一偏心轴34、第一偏心转盘35和第二电机36。第一偏心轴34通过第二立式轴承39与一元筛板31下侧相连接，第一偏心轴34两端部安装在第一偏心转盘35的偏心位置圆孔中。右侧的第一偏心转盘35的中心转轴安装在第三立式轴承310上，第三立式轴承310固定在第一筛分支架16上。左侧的第一偏心转盘35的中心转轴与第二电机36的输出轴相连接，以传递动力。
如图4所示，所述的一元硬币筛分装置3在工作时，硬币落在一元筛板31上，一元筛板31在第二电机36的带动下，右端绕电机轴做圆周运动，引起振动，左端放置在尾部支撑轴33上，且一元筛板31有向左倾斜的倾角，故五角和一角的硬币在振动作用下从圆孔中落下进入二次筛分落道37，经二次筛分落道37进入五角和一角硬币筛分装置4继续筛分；一元的硬币由于直径不能落下，沿一元筛板31向左慢慢滑落进入一元落料道38，经一元落料道38进入计数包装装置5进行计数包装。
如图5所示，所述的五角和一角硬币分离装置4设置在第二筛分支架17上，五角和一角硬币分离装置4包括一角硬币筛板41、第二侧挡板42、第二尾部支撑轴43、一角硬币落料道47和五角硬币落料道48和第二偏心振动机构，所述的一角硬币筛板41由前向后侧向下倾斜设置在第二筛分支架17上，一角硬币筛板41的前侧端与所述的二次筛分落道37相衔接，一角硬币筛板41上设置有仅供一角硬币落下的圆孔，后端开有方槽供五角硬币落下。第二侧挡板42固定安装在一角硬币筛板41侧方。第二尾部支撑轴43安装在第二筛分支架17上，用于放置一角硬币筛板41的左端，第二偏心振动机构设置在一角硬币筛板41的右端下方。一角硬币落料道47位于一角硬币筛板41圆孔的正下方，五角硬币落料道48位于一角硬币筛板41后端方槽的正下方。所述的第二偏向振动机构包括第二偏心轴44、第二偏心转盘45和第二电机46。第二偏心轴44通过第三立式轴承49与一角硬币筛板41下侧相连接，第二偏心轴44两端部安装在第二偏心转盘45的偏心位置圆孔中。右侧的第二偏心转盘45的中心转轴安装在第四立式轴承410上，第四立式轴承410固定在第二筛分支架17上。左侧的第二偏心转盘45的中心转轴与第二电机46的输出轴相连接，以传递动力。
如图5所示，所述的五角和一角硬币筛分装置4在工作时，由第二电机46驱动，经第二偏心振动机构带动一角硬币筛板41振动，使得直径较小的一角硬币从一角硬币筛板41的圆孔中落入一角硬币落料道47中，在一角硬币落料道47中滑出实现收集一角面值的硬币；五角的硬币不能落下，在振动下从右侧方槽中滑落，进入五角硬币落料道48，在出料口完成收集五角的硬币。
如图6所示，所述的计数包装装置5包括转盘机构51、料管进料机构52、计数落料装置(53)和管盖上料装置54。所述的转盘机构51用于分配多个工位。料管进料机构(52)用于料管7的上料。计数落料装置53用于定量实现一元硬币的落料。管盖上料装置54用于管盖8的上料。
如图7所示，所述的转盘机构51设置在底架12的上方，转盘机构51包括四凹槽转座511、外档圈512、第四电机514和落料滑轨516。外档圈512固定设置在立架13上，四凹槽转座511位于在外档圈512中间，所述的四凹槽转座(511)包括上下两个转盘，上下两个转盘的边缘分别均匀设置四个弧口518，弧口518与料管的外径相契合，四个弧口518分别对应上料工位55、硬币落料工位56、压盖工位57和下料工位58。第四电机514安装在底架12上，第四电机514输出轴与四凹槽转座512中心相固定链接。四凹槽转座511下方设置有四个感应片513，四个感应片513对应四凹槽转座511边缘的四个弧口518。在外档圈512上固定设置第一接近开关515，第一接近开关515和感应片513感应，控制第四电机514的转动。
如图7所示，所述的转盘机构51在工作时，由第四电机514带动四凹槽转座511转动，每次转动90度，转动的启停由第一接近开关515和四个感应片513控制；四凹槽转座511的弧口与外挡圈512之间的空隙恰好容纳下一个料管，由四凹槽转座511带动料管每次转动90度，在相应位置进行相应操作。
如图8所示，所述的料管进料机构52包括第一直线电机521、料管推板522和料管落料管523。外档圈512上设置有直槽517，直槽517的末端对接上料工位55，所述的第一直线电机521左端固定设置在立架13上，伸缩端与料管推板522相固定连接，料管落料管523固定安装在立架13上，用于叠放料管7，料管落料管523的底端位于直槽517的正上方。料管推板522的截面为倒“L”，料管推板522的上端板封闭料管落料管523，下侧部位于直槽517内用于推动料管7至上料工位55。
如图9所示，所述的计数落料装置53包括一元硬币落料轨531、落料桶532、第二接近开关533、计数插片滑轨534、计数插片535、插片摆杆536、第三接近开关537、第五电机538和第四接近开关539。一元硬币落料轨531上端与一元硬币分离装置3的一元落料道38相衔接，下端与落料桶532相衔接，落料桶532下端对应硬币落料工位56，所述的落料桶532侧方开有槽540。第二接近开关533固定设置在立架13上，正对落料桶532上端，用于计数落下去的硬币数量。计数插片滑轨534与落料桶532相连接，滑轨高度与槽540相对齐，计数插片535通过移动副配合安装在计数插片滑轨534中，计数插片535能插进落料桶532中。插片摆杆536中心安装在第五电机538的转轴上，上下端分别与计数插片535尾端相卡连接，第五电机538通过第五电机座5310固定安装在机架组件(1)上。第三接近开关537安装在第五电机座5310上，位于插片摆杆536两端，用于控制计数插片摆杆536摆动的幅度。第四接近开关539固定安装在立架13上，正对落料桶532上端槽540，用于控制落料桶532中的硬币数量。本发明的计数落料装置53通过检测50个硬币的高度与控制器控制，来实现硬币的精准计数，解决了传统繁琐的光电门扫描出现的计不准问题，同时降低了成本。
如图10所示，所述的管盖上料装置54包括管盖料筒541、压盖装置542、管盖滑道543、管盖推板544、推盖装置545和重力摇块546。管盖料筒541用于叠放管盖8，压盖装置542固定设置在立架13上，伸缩端与管盖推板544相连接，管盖推板544位于管盖滑道543中，可来回移动，所述的管盖推板544形为阶梯形，在推动管盖8时能防止管盖料筒541中的管盖8落下。管盖滑道543固定设置在立架13上，位于管盖料筒541正下方，压盖装置542竖直安装在立架13上，下端正对管盖滑道543右端。两块重力摇块546通过销轴安装在管盖滑道543右端两侧，管盖滑道543右端下面镂空对应压盖工位57，重力摇块546的内侧为挡片，在不受力状态下，重力摇块546在重力作用下保持水平，挡片阻挡管盖8不能落下，在压盖装置542作用下管盖8推下与料管7扣合。
如图1所示，转盘机构51下料工位58的正下方设置落料滑轨516，落料滑轨516固定安装在外档圈512上，用于滑落装满一元硬币的料管7。落料滑轨516的下方对接所述的收集盒6。
当50个一元硬币落入料管内时，与此同时第一直线电机521将料管推入上料工位55，第四电机514带动转盘机构51转动90°，随即压盖电机将包装盖压入包装桶，接着转盘电机带动包装转盘转动90°，在此同时第二直线电机542将管盖推送到压盖工位57，完成包装完毕的硬币落入落料滑轨516输送至收集盒6。当然本发明的一角硬币落料道47和五角硬币落料道48的后部分别设置有所述的计数包装装置5。所述的控制系统包括单片机和电脑显示系统，单片机连接计数包装装置5采集计数数据，并通过电脑显示系统统计显示。