硬币自动分类机构的制作方法
【专利摘要】本技术提供一种能够对混合在一起的多种硬币根据大小对其进行分类的硬币自动分类机构，它分类效率高，差错率低，其包括一个由底板和侧板组成的在水平方向呈上高下低倾斜的分类滑道；底板在竖直方向呈外高内低倾斜；在底板上开有与硬币种类数相同的n个梯形槽，各梯形槽在上下方向依次排序，第i个梯形槽为a(i)；硬币种类根据直径由小到大排序，第i种硬币为b(i)；当硬币a(i)沿着分类滑道下滑时，硬币外周与侧板相接触，并只能从梯形槽a(i)内掉落；分类滑道上端与上高下低倾斜且上端宽、下端窄的排序滑道对接；硬币只能一个一个顺序通过排序滑道进入分类滑道；在各梯形槽的下方均设置接收装置。
【专利说明】
硬币自动分类机构
技术领域
[0001]本技术涉及对混合在一起的多种大小不同的硬币进行分类的装置，尤其适用于对混合在一起的第五套人民币中的I角硬币、5角硬币、I元硬币和第四套人民币中的I角硬币进行分类。
【背景技术】
[0002]公交公司、超市等经常会收到硬币。目前，常见的硬币是第五套人民币中的I角硬币、5角硬币、I元硬币和第四套人民币中的I角硬币。同一种面值的硬币大小相同，不同面值的硬币大小不同。这些硬币一般混合在一起，若数量少，手工进行分拣也比较快。但若数量大，人工分类费用费力。
【发明内容】
[0003]本技术的目的是提供一种能够对混合在一起的多种硬币根据大小对其进行分类的硬币自动分类机构，它分类效率高，差错率低。
[0004]本技术所述的硬币自动分类机构，包括一个由底板和侧板组成的在水平方向呈上高下低倾斜的供大小不同的硬币下滑的分类滑道;所述底板同时在竖直方向呈外高内低倾斜，其较低的内侧与侧板相连；分类滑道在水平方向倾斜15° -25°，底板在竖直方向倾斜20。-30。；
在底板上沿上下方向开有η个梯形槽，η为自然数，η>I ；梯形槽的数量η与大小不同的硬币种类数相同；
各梯形槽在上下方向依次排序，最上端的第一个梯形槽为a(l)，最下端的第η个梯形槽为a(n)，第i个梯形槽为a(i)，i=l，2，......η;
硬币种类根据直径由小到大排序，最小的第一种硬币为b(l)，最大的第η种硬币为b(n)，第i种硬币为b(i);
当各硬币顺序沿着分类滑道下滑时，硬币的外周处于与侧板相接触状态;第(i)个梯形槽的上底宽ea(i)、下底宽f a(i)、高ga(i)、靠近底板内侧的一条腰即内腰与底板内侧边缘的距离ka(i)及第i种硬币的直径hb(i)满足:
0<ka(i)<hb(i)/2，
第i种硬币在下滑到第i个梯形槽之前，不会从滑过的各梯形槽内掉落;下滑到第i个梯形槽时，会从第i个梯形槽内掉落；
分类滑道的上端与一个呈上高下低倾斜的排序滑道的下端对接;排序滑道的上端宽、下端窄，以使得硬币只能一个一个顺序通过排序滑道的下端而进入分类滑道;在各梯形槽的下方均设置有用于接收从该梯形槽掉落的硬币的接收装置。
[0005]本技术的有益效果:由于所述底板上高下低，同时在竖直方向呈外高内低倾斜，这样硬币在分类滑道上向下滑动时，硬币的外周处于与侧板相接触状态；当硬币b(i)平滑到至梯形槽a(i)，随着硬币的继续下滑，梯形槽a(i)的上底、下底和外腰(与梯形槽内腰相对的另一条腰)均不与硬币b(i)接触时，由于梯形槽a(i)内腰与分类滑道底板内侧边缘的距离ka(i)小于硬币b(i)直径hb(i)的一半，因为重力的作用，硬币b(i)远离分类滑道侧板的部分向下翻转而从梯形槽a(i)内落下。这样，就实现了根据硬币大小对硬币分类。分类滑道在水平方向倾斜15° _25°，能够使得硬币顺利平滑;水平方向倾斜角度太大，容易使得硬币在下滑时上下叠摞;倾斜角度太小，硬币下滑不顺畅。分类滑道底板在竖直方向倾斜20° -30°，能够使得硬币在平滑时处于与分类滑道侧板接触的状态，并能够使得硬币b(i)在梯形槽a(i)处时，硬币b (i)能够翻落从梯形槽a(i)内落下。
[0006]上述的硬币自动分类机构，0<ka(i)<hb(i)/3。第(i)个梯形槽内腰与底板内侧边缘的距离ka(i)小于第i种硬币直径hb(i)的三分之一，能够可靠地保证第i种硬币在第i个梯形槽a(i)处向下翻转而掉落。
[0007]上述的硬币自动分类机构，第i个梯形槽的上底宽ea(i)、下底宽fa(i)、高ga(i)及第i种硬币的直径hb(i)满足:fa(1-l)+hb(i_l) < ea(i)+ka(i)<hb(i)<fa(i)+ka(i) < ea(1+1)+仙(丨+1)，仙(丨)<8&(丨)。这样，能够可靠保证第丨种硬币顺利从第1、第2、……第1-1个梯形槽上滑过而不会掉落，而滑到第(i)个梯形槽a( i)时才会掉落。
[0008]上述的硬币自动分类机构，所述硬币种类为:第五套人民币中的I角硬币、5角硬币、I元硬币和第四套人民币中的I角硬币；ka(l)=ka(2)=ka(3)=ka(4)=5mm，ea( l)=13mm，fa
(I)= 15mm，ga(I) >24mm,ea(2) = 15mm,fa(2) = 16.5mm,ga(2) >25mm，ea(3) = 17mm，fa(3) =18.5mm，ga(3) > 25mm，ea(4)=19mm，fa(4)=22mm，ga(4) > 26mm。第五套人民币 I元硬币直径25mm，5角硬币直径20.5毫米，I角硬币直径19毫米，第四套人民币I角硬币直径22.5mm，这样，第五套人民币I角(新I角)硬币即是第I种硬币，5角硬币即是第2种硬币，第四套人民币I角硬币(老I角)即是第3种硬币，I元硬币即是第4种硬币，根据本专利申请中梯形槽的尺寸，5角硬币、老I角硬币、I元硬币滑过第I个梯形槽时，第I个梯形槽的外腰始终支撑住5角硬币、老I角硬币、I元硬币，所以5角硬币、老I角硬币、I元硬币不会从第I个梯形槽内掉落;老I角硬币、I元硬币滑过第2个梯形槽时，第2个梯形槽的外腰始终支撑住老I角硬币、I元硬币，所以老I角硬币、I元硬币不会从第2个梯形槽内掉落；I元硬币滑过第3个梯形槽时，第3个梯形槽的外腰始终支撑住I元硬币，所以I元硬币不会从第3个梯形槽内掉落;新I角硬币、5角硬币、老I角硬币、I元硬币只能分别从第1、2、3、4个梯形槽内掉落。
[0009]上述的硬币自动分类机构，排序滑道设置在机架上，在排序滑道上设置用于带动排序滑道振动的振动电机。
[0010]如何把混合在一起的多种硬币一个一个地平放在排序通道上也是个难于解决的问题。若采用手工摆放，还不如直接手工分拣分类更快。为此，作为进一步改进，为了能够自动把多种混合的硬币平放在排序滑道上，上述的硬币自动分类机构，它还包括一个抛出分层装置;该抛出分层装置包括具有容纳硬币的箱体，在箱体一侧壁上与箱体底面之间有缝隙，该缝隙的高度略大于最厚硬币的厚度，但小于最薄硬币厚度的两倍;箱体与带动箱体往复移动的往复驱动装置相连;排序滑道的上端位于箱体缝隙一侧的下部;箱体往复移动时，箱体内的硬币通过缝隙被抛至排序滑道的上端。由于采用一次只能允许一层硬币通过的特定尺寸的缝隙，所以两个硬币不可能上下叠摞通过，加上采用往复驱动装置带动箱体往复移动，保证了每次往复运动从箱体内排出硬币均是一层。当然该一层硬币可能是I个、2个或多个，但它们是平铺在同一个平面上的。
[0011]上述的硬币自动分类机构，箱体底面与水平方向倾斜15°-25°，朝向缝隙的一侧较低。当箱体底面与水平方向倾斜角度小于15°时，可能在箱体往复运动时不会有硬币排出；倾斜角度小于25°时，可能会出现箱体内的硬币在缝隙处卡住现象。
[0012]上述的硬币自动分类机构，它还包括一个呈上高下低倾斜的摊开滑板，摊开滑板的上端高、下端低;摊开滑板的下端下部是分类滑道的上端;摊开滑板设置在机架上，在摊开滑板上设置用于带动摊开滑板振动的振动电机。
[0013]上述的硬币自动分类机构，在各梯形槽的下方均设置有用于对从该梯形槽掉落的硬币进行计数的光电计数装置。光电计数装置是一种现有技术，从一个梯形槽内每掉落一个硬币，该梯形槽下的光电计数装置的输出计数值就增加I，根据光电计数装置的输出计数值就可知道从该梯形槽掉落的硬币数量。这样在分类的同时自动完成了计数统计。
【附图说明】
[0014]图1是硬币自动分类机构的总体图；
图2是硬币自动分类机构的另一总体图；
图3是硬币自动分类机构的再一总体图；
图4是箱体、摊开滑板、排序滑道、扭曲滑道、分类滑道等示意图；
图5是固定板、摊开滑板、排序滑道、扭曲滑道等示意图；
图6是箱体、移动台、摊开滑板、排序滑道、扭曲滑道、分类滑道等示意图；
图7是箱体、移动台、摊开滑板、排序滑道等断面示意图；
图8是分类滑道立体图；
图9是分类滑道另一立体图；
图10是分类滑道再一立体图；
图11是硬币在分类滑道上的原理示意图；
图12是扭曲滑道立体图；
图13是扭曲滑道另一立体图；
图14是箱体等立体图；
图15是箱体等断面图。
[0015]图中:机架100，抛出分层装置I，箱体11，前侧壁111，缝隙112，箱体内部空间113，滚轮12，水平导轨13，往复驱动装置14，曲轴141，连杆142，皮带轮143，电机144，皮带145，底面15，软管16，堆放板17，入口 171，移动台18，摊开滑板2，摊开滑板底板20，弧形槽342，振动电机25，排序滑道3，排序滑道底板30，导向板31，固定板34，弧形槽343，振动电机35，分类滑道4，分类滑道底板41，分类滑道侧板42，连接板43，定位板45，扭曲滑道5，扭曲滑道底板51，扭曲滑道外侧板52，扭曲滑道内侧板53，定位板55，上底61，下底62，内腰63，外腰64。
[0016]梯形槽a(l)，梯形槽为a(2)，梯形槽为a(3)，梯形槽为a(4)，新I角硬币b(l)，硬币5角硬币b(2)，旧I角硬币b(3)，l元硬币b(4)，收集盒c(l)，收集盒c(2)，收集盒c(3)，收集盒c⑷。
[0017]底面15与水平方向倾斜角度X，分类滑道4在水平方向倾斜角度y，分类滑道底板在竖直方向的倾斜角度z，摊开滑板2的水平倾斜角度u，排序滑道3的水平倾斜角度V。
【具体实施方式】
[0018]参见图1-3所示的硬币分类分离装置，能够实现将混合在一起的第五套人民币中的I角(新I角)硬币、第四套人民币中的I角(旧I角)硬币、第五套人民币中的5角硬币、第五套人民币中的I元硬币进行分类。硬币种类根据直径由小到大排序，分别为最小的第I种硬币b(l)即新I角硬币，第2种硬币b(2)为5角硬币，第3种硬币b(3)为旧I角硬币，最大的第4种硬币b(4)为I元硬币，它们的直径分别为19毫米，20.5mm，22.5mm，25mm，它们的厚度分别为
1.7mm、1.7mm、2.4mm、1.9mm。硬币自动分类机构主要包括机架100、设置在机架上的抛出分层装置1、摊开滑板2、排序滑道3、分类滑道4。
[0019]参见图1、14、15，抛出分层装置I包括具有用于容纳硬币的内部空间的箱体11，在箱体前侧壁111上与箱体内部空间的底面15之间有缝隙112，该缝隙的高度d为3mm。箱体底面固定在移动台18上，移动台的两侧通过滚轮12滚动设置在固定在机架上的水平导轨13上。移动台后部与带动移动台(及固定在移动台上的箱体)沿着水平导轨往复移动的往复驱动装置14相连。往复驱动装置14为曲柄连杆机构，主要包括转动设置在机架上的曲轴141、与曲轴的轴颈以转动副相连的连杆142、固定在曲轴一端的皮带轮143、设置在机架上的电机144等。连杆的另一端与移动台后部转动相连。电机通过皮带145带动皮带轮143转动，曲轴转动，通过连杆带动移动台及箱体往复移动。
[0020]参见图7，容纳硬币的箱体内部空间113的底面15与水平方向倾斜角度x=20°，朝向缝隙的前端较低。
[0021]箱体上部通过软管16与固定在机架上的堆放板17上所开的入口171相通。
[0022]参见图5、7，摊开滑板2前高后低倾斜，与水平方向倾斜角度u=20°。摊开滑板的较高的前端位于箱体有缝隙前侧的下部;摊开滑板的较低的后端下部是分类滑道的后端。摊开滑板的两侧通过螺栓可拆卸地连接在固定在机架上的两块固定板34上。为了能够调节摊开滑板2的倾斜角度U，在固定板34上开有弧形槽342，该螺栓穿过通过弧形槽342而把摊开滑板与固定板相连。在摊开滑板的下表面上设置用于带动摊开滑板振动的振动电机25。
[0023]排序滑道3前低后高倾斜，与水平方向倾斜角度v=20°。排序滑道3的表面设置一个导向板31，导向板31的设置使得较高的后端在宽度方向较宽，较低的前端在宽度方向较窄，以使得落入排序通道后端的硬币只能一个一个顺序通过排序滑道的较窄下端出口处而进入扭曲滑道。
[0024]参见图5，排序滑道的两侧通过螺栓可拆卸地连接在两块固定板34上。为了能够调节排序滑道3的倾斜角度V，在固定板34上开有弧形槽343，该螺栓穿过通过弧形槽343而把排序通道与固定板相连。在排序滑道的下表面上设置用于带动排序滑道振动的振动电机35ο
[0025]在水平方向倾斜的分类滑道4的较高的后端与扭曲滑道5的较低的前端对接。
[0026]参见图12、13，扭曲滑道5具有一个底板51和两个侧板52，它后高前低，在水平方向倾斜角度20°。扭曲滑道5设置在排序滑道3与分类滑道4之间，为了与排序滑道3和分类滑道4对接，扭曲滑道5的底板51呈扭曲形。底板51在扭曲滑道5后端与排序滑道3对接处，内外高度一种，也就是说在竖直方向的倾斜角度为零(与排序滑道在竖直方向的倾斜角度相等)。随着底板51向前向下延伸，底板51在竖直方向外高内低的倾斜角度逐渐增大，在扭曲滑道5与分类滑道4对接的前端处，底板51在竖直方向外高内低的倾斜角度达到最大值25°，与底板41在竖直方向外高内低的倾斜角度z=25°相等，以使得扭曲滑道5的前端与分类滑道4无缝对接。扭曲滑道与固定在机架上的定位板55通过螺栓相连。定位板55上开有弧形槽，该螺栓穿过弧形槽与定位板55相连。
[0027]参见图8-10，分类滑道4是一个由底板41、侧板42、连接板43组成的呈后高前低在水平方向倾斜角度y=20°的供大小不同的硬币下滑的滑道。分类滑道4的底板41在竖直方向呈外高内低的倾斜角度z=25°。底板较低的内侧与侧板42相连;连接板43基本与侧板42平行，主要用于与固定在机架上的定位板45通过螺栓相连。定位板45上开有弧形槽，该螺栓穿过弧形槽与定位板45相连。
[0028]在底板41上沿上下方向开有4个直角梯形槽;各梯形槽在上下方向依次排序，依次为最上端的第I个梯形槽为a(l)，第2个梯形槽为a(2)，第3个梯形槽为a(3)，最下端的第4个梯形槽为a(4)。
[0029]参见图11，4个直角梯形槽靠近底板41内侧的一条腰即内腰63与底板41内侧边缘的距离均为5mm，即ka(l)=ka(2)=ka(3)=ka(4)=5mm。内腰垂直于上底和下底。梯形槽的另一条腰为外腰64。
[0030]各梯形槽的上底61的宽度ea(i)、下底62的宽度fa(i)、高ga(i)满足: ea(I)=13mm，fa(I)=15mm，ga(I)=27mm，
ea(2)=15mm，fa(2)=16.5mm，ga(2)=40mm，ea(3)=17mm,fa(3)=18.5mm，ga(3)=30mm，ea(4)=19mm,fa(4)=22mm,ga(4)=34o
[0031]使用时，先将混合在一起的硬币倒入堆放板17上的入口171，硬币通过软管16进入箱体内部空间。
[0032]由于箱体底部开有一条缝隙112，其高度只能允许一层硬币通过。箱体与曲柄连杆机构相连接，电机转动，带动皮带轮的旋转，使箱体两侧的滚轮沿水平导轨13滚动，从而带动箱体前后往复运动，箱体中硬币一次一层地从缝隙排出，实现从箱体中持续出币。一次出来的一层硬币，可能是一个硬币，也可能是两个或两个以上硬币。
[0033]通过实验发现，箱体内部空间的底面15与水平面夹角X为20度效果最好。当X小于20度时，不能完全出币；大于20度时，会出现硬币在缝隙处卡死现象，
从箱体中逐层出来的硬币落入到装有振动电机25的摊开滑板2上，在摊开滑板的底板20上摊开。摊开滑板上的硬币再逐渐滑落到装有振动电机35的排序滑道3的底板30上。在排序滑道3上的导向板31作用下，硬币一个一个顺序地进入扭曲滑道5，再进入分类滑道4。硬币在进入扭曲通道之前，在倾斜的摊开滑板2和排序滑道3上向下平滑时，由于开滑板2和排序滑道3内外两侧相平(在竖直方向的倾斜角度为零)，硬币的下表面始终与摊开滑板底板20或者排序滑道底板30相贴合，硬币的内外两侧也是平齐的。但进入扭曲滑道开始，由于扭曲滑道的底板是扭曲的(外高内低)，所以硬币在沿着扭曲滑道平移下滑时，硬币也逐渐外高内低，硬币外周较低的部分就逐渐处于与扭曲滑道的内侧板53相接触状态。当硬币进入分类滑道平移下滑时，外高内低硬币的较低的外周部分就始终与分类滑道的侧板相接触。
[0034]在各梯形槽下方与各梯形槽下方的收集盒之间均设置有用于对从该梯形槽掉落的硬币进行计数的光电计数装置。
[0035]参见图11，新I角硬币b(l)在下滑到第I个梯形槽a(l)处时，新I角硬币随着向下滑动，新I角硬币的外周会逐渐远离梯形槽a(l)的外腰，当梯形槽a(l)的外腰不支撑新I角硬币的外周、而且新I角硬币的外周也不支撑在梯形槽a(l)的上底和下底上时，由于ka(l)远小于新I角硬币半径的一半，所以新I角硬币因自身重力，就从梯形槽a(l)翻落进入梯形槽a
(I)下方的收集盒c(l)内。在新I角硬币落入收集盒c(l)时，梯形槽a(l)与收集盒c(l)之间的光电计数装置对新I角硬币进行计数。为了清楚地反应硬币的外周在分类滑道上情形，图11采用原理示意图画法，如图中侧板42、连接板43画为一条线。
[0036]同时，由于5角硬币、旧I角硬币、I元硬币在滑过梯形槽a(l)时，梯形槽a(l)的外腰始终支撑着5角硬币、旧I角硬币、I元硬币的外周边，所以5角硬币、旧I角硬币、I元硬币不会掉入梯形槽a(l)内。
[0037]同样的道理，5角硬币旧、I角硬币、I元硬币分别会通过梯形槽a(2)、梯形槽a(3)、梯形槽a (4)下落到相应的梯形槽下方的收集盒c (2)、收集盒c (3)、收集盒c (4)内。当然，梯形槽a(2)、梯形槽a(3)、梯形槽a(4)下方的光电计数装置会分别对掉落的5角硬币旧、I角硬币、I元硬币进行计数。
[0038]此后，硬币有序地到达分类滑道，分类滑道的工作原理是根据常用各类硬币的直径大小不同，在经过不同宽度的梯形槽时，利用硬币因自身重力，翻落入相应的梯形槽内。
[0039]扭曲滑道的底板是一块扭曲的长板，同时安装时有一定的斜度，使排列有序地硬币沿着扭曲滑道侧板下滑。分类滑道的底板在水平方向倾斜的同时，在竖直方向上外高内低，也使得排列有序地硬币沿着分类滑道侧板下滑。同时分类滑道底板上开有宽度尺寸依次增大的梯形槽，梯形槽的内腰与侧板平行，两者的间距为5毫米。
[0040]当新I角硬币到达梯形槽a(l)时，由于梯形槽a(l)在接近中央位置处的宽度加上5毫米的尺寸大于新I角硬币的直径19mm，通过尺寸的计算，该新I角硬币在接近该梯形槽a
(I)中央位置时，就会掉落，而其余种类的硬币由于尺寸大小，不会在梯形槽a(I)掉落，五毛硬币、旧I角、I元硬币依次在第二、三、四个梯形槽掉落。
[0041]很显然，本申请中分类滑道和扭曲滑道可以是一体，但出于制造方便的考虑，分类滑道和扭曲滑道分开比较好。
【主权项】
1.硬币自动分类机构，其特征是:包括一个由底板和侧板组成的在水平方向呈上高下低倾斜的供大小不同的硬币下滑的分类滑道;所述底板同时在竖直方向呈外高内低倾斜，其较低的内侧与侧板相连;分类滑道在水平方向倾斜15° -25°，底板在竖直方向倾斜20° -30。； 在底板上沿上下方向开有η个梯形槽，η为自然数，η> I ；梯形槽的数量η与大小不同的硬币种类数相同； 各梯形槽在上下方向依次排序，最上端的第一个梯形槽为a(l)，最下端的第η个梯形槽为a(n)，第i个梯形槽为a(i)，i=l，2，......η; 硬币种类根据直径由小到大排序，最小的第一种硬币为b( I)，最大的第η种硬币为b(n)，第i种硬币为b(i); 当各硬币顺序沿着分类滑道下滑时，硬币的外周处于与侧板相接触状态;第(i)个梯形槽的上底宽ea(i)、下底宽f a(i)、高ga(i)、靠近底板内侧的一条腰即内腰与底板内侧边缘的距离ka(i)及第i种硬币的直径hb(i)满足: 0<ka(i)<hb(i)/2， 第i种硬币在下滑到第i个梯形槽之前，不会从滑过的各梯形槽内掉落;下滑到第i个梯形槽时，会从第i个梯形槽内掉落； 分类滑道的上端与一个呈上高下低倾斜的排序滑道的下端对接;排序滑道的上端宽、下端窄，以使得硬币只能一个一个顺序通过排序滑道的下端而进入分类滑道;在各梯形槽的下方均设置有用于接收从该梯形槽掉落的硬币的接收装置。2.如权利要求1所述的硬币自动分类机构，其特征是:排序滑道设置在机架上，在排序滑道上设置用于带动排序滑道振动的振动电机。3.如权利要求1所述的硬币自动分类机构，其特征是:它还包括一个抛出分层装置;该抛出分层装置包括具有容纳硬币的箱体，在箱体一侧壁上与箱体底面之间有缝隙，该缝隙的高度略大于最厚硬币的厚度，但小于最薄硬币厚度的两倍;箱体与带动箱体往复移动的往复驱动装置相连;排序滑道的上端位于箱体缝隙一侧的下部;箱体往复移动时，箱体内的硬币通过缝隙被抛至排序滑道的上端。4.如权利要求3所述的硬币自动分类机构，其特征是:箱体底面与水平方向倾斜15°-25°，朝向缝隙的一侧较低。5.如权利要求1所述的硬币自动分类机构，其特征是:它还包括一个呈上高下低倾斜的摊开滑板，摊开滑板的上端高、下端低;摊开滑板的下端下部是分类滑道的上端;摊开滑板设置在机架上，在摊开滑板上设置用于带动摊开滑板振动的振动电机。
【文档编号】G07D3/16GK105844765SQ201610188705
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】周玉兴
【申请人】周玉兴