CA2005866A1 - Dispositif de controle de pieces de monnaie - Google Patents

Abstract

Le dispositif de contrôle de pièces métalliques, notamment de pièces de monnaie comprend un disque denté (4) pour faire défiler les pièces une à une selon un trajet prédéterminé, et un détecteur électromagnétique (15) pour reconnaître et authentifier les pièces. Le détecteur électromagnétique (15) est placé au-dessus du trajet des pièces pour détecter l'entrefer entre le détecteur et les pièces, lequel varie avec l'épaisseur des pièces. De plus, le détecteur est en position excentrée par rapport audit trajet, de sorte que la surface du champ magnétique du détecteur coupé par la pièce dépend du diamètre de celle-ci. Le détecteur est également sensible à la matière constitutive, plus ou moins magnétique, de la pièce.

Description

zoo5a66 DISPOSITIF D~ CG~;TROL~ DE PIECE:S DE M~ NAIE:
Le dispositif de contrôle automatique de pièces métalliques, notamment de pi~-ces de monnaie, objet de la présente invention est destiné au tri, à la reconnaissance et à l'authentification de tous types de monnaies francaise ou étrangères actuelles ou futures ou de pièces métalliques de dimensions similaires t telles que jetons par exemple.
Les dispositifs de contrôle de pièces actuellement connus réalisent le tri en contrôlant les caractéristiques des pièces, soit par des moyens mécaniques pour le poids, le diamètre et l'épaisseur, soit par des moyens électromagnétiques avec des capteurs obligatoirement placés dans ur. environnement en matière non métallique.
Ils présentent, se7cn le cas, les défauts suivants :
- soit ils sont trop lents pour les applications de tri automatique, c'est le cas des appareils à fentes pour piétons, - soit i.ls sont peu sûrs dans la discrimination et la reconnaissance des pièces, tels sont les appareils palpeurs, à vibreurs ou à rouleaux qui mettent en jeu beaucoup de petites pièces mécaniques qui subissent d~s déréglages fréquents et sont en conséquence d'une maintenance difflcile et onéreuse, )S8~6 - sc>i~ ils sont s~nsibl~s a l'~ vironnement, par ~xelrple aux sal.i ssur s pour l.~s capteurs à inf~arouge, et sont fir;alemerlt instable~ dans, la tenue des performances.
On conrlaît en outre d'apres le FR-A- 2 408 183 un dispositif de contrôle de pièces métalliques, notamment de pièces de monnaie, qui comprend un détecteur életro-magnétique qui fournit un signal dont la valeur dépend du diamètre de la pièce, de la nature du métal qui la constitue, ainsi que de son épaisseur. Toutefois, rien n'est indique sur le principe de détection qui permet d'obtenir à l'aide d'un détecteur un tel ensemble d'informations.
On connaît d'autre part d'après le FR - A -

2 542 475 un dispositif du genre du précédent dans lequel ces informations sont obtenues à l'aide de trois capteurs, l'un sensible a la matiere, l'autre decentré par rapport au trajet des pièces et sensible au diamètre de celles-ci, et le troisième placé au-dessus du trajet des pièces pour être sensible à l'entrefer entre le détecteur et les pièces, lequel varie en fonction de l'épaisseur des pièces. Les signaux fournis par les trois détecteurs SOIlt traités et en particulier comparés avec des données pré-~5 enregistrées caractéristiques des différentes pièces accept~es par le dispositif.
Cette utilisation de trois détecteurs est relativement complexe. De plus chacun des détecteurs ne fournit pas une information pure du paramètre auquel il est affecté. Par exemple, le détecteur destiné à être influencé par l'épaisseur de la pièce est égalernent faiblement influencé par la matière de la pièce et par son diamètre car ces deux paramètres ont également une influence sur la réluctance du circuit magnétique formé
par le détecteur et la pièce analysée.
~,0058~6 Le but de l'in~J~i~ti~in ~st aillSi de remédier à
ces inconvénients et en particuliel d~ proposer un dispositif de controle de pièces métalli~ues ~ui soit particulièrement simple et fiablc.
I.'invention vise ainsi un dispositif de contrôle de pièces métalliques, notamment de pièces de monnaie, comprenant des moyens pour faire défiler les pièces une à
une selon un trajet prédéterminé, et des moyens de reconnaissance et d'authentificarion des pièces prenant en compte à la fois la matiè-~, . cpaisseur ~t le diamètre de celles-ci, ces moyens d'authentification comprenant un détecteur électro-magnétique placé au-dessus du trajet des pièces pour détecter l'entrefer entre le dét:ecteur et les pièces, lequel varie avec l'épaisseur des pièces, les moyens de recoTinaissance et d'authentification des pièces comprenant en outre des moyens pour comparer le signal produit par le détecteur au passage des pieces avec des données enregistrées correspondant à un modèle d'informations caractérisant chaque type de pièces pouvant être acceptées par le dispositif.
Suivant l'invention, le dispositif est caractérisé en ce que le détecteur électromagnétique est placé, comme cela est connu en soi, en position excentrée par rapport audit trajet, de telle sorte que la surface du champ magnétique du détecteur coupé par la pièce varie en fonction du diamètre de celle-ci.
Il a en effet été constaté selon l'invention qu'à condition de placer le détecteur d'épaisseur en position excentrée par rapport au trajet des pièces, on pouvait faire fournir par ce détecteur un signal qui était fortenient influencé nor.i seulement par l'~paisseur de la pièce mais également par son diamètre, l'influence de la ;~0 i)5866 matiere ctant e]le-lnême aussi -r,portante que dans un detecteur qui serait specifique~ent affecté à ia détection de ce seul paramètre.
I1 a également été trouvé selon 1 ' invention qu'un détecteur ainsi agencé fournissait un signal suffisamment caractéristique de chaque type de pièces pour permettre de distinguer les différents types de pièces susceptibles d'etre acceptées par un tel dispositif Ainsi, le dispositif selon l'invention est à la fois plus simple et plus fiable que les dispositifs connus.
Par ailleurs, chaque pièce est reconnue plus rapidement puisqu'elle n'a à défiler que devant un seul détecteur. Or la rapidité de reconnaissance des pièces est un critère déterminant dans les applications telles que les péages d'aùtoroutes où il importe de libérer le plus rapidement possible ies automobilistes ayant acquitté
correctement le prix du péage, en vue d'augmellter la fluidité du trafic.
De préférence, les moyens pour Eaire défiler les pièces une ~ une comprennent un unique plateau circulaire motorisé permettant d'assurer sir,lultanémen~ les Eonctions de séparation et de reconnaissance des pièces, ce plateau étant denté sur son pourtour et renforcé au centre par une partie de forme tronconique sur laquelle chutent les pièces dans une zone d'entrée en vrac, ce plateau tournant au-dessus d'une partie fixe entourée presque totalement d'une bordure circulaire sur laquelle glissent les pi~ces lorsqu'elles sont engagées entre les dents du plateau.
~ - ~
;~00~866 Ce dispositif qui comporte peu d~organes mecaniques est très simp)e ~ réaliser et ne nécéssite aucune mise au point compliqu~e. Le grand dia-metre du plateau circulaire denté qui n'est pas limite dans le principe, autorise un nombre élevé de dents et d~espaces entre dents, ce qui lui S permet de capturer une quantité de pieces importante ~ chaque tour. La détection pour la reconnaissance des pieces étant située a moins d'un demi-tour de leur point d~entree, il en résulte qu'à vitesse de rotation donnee, le temps de controle global d~un lot de pieces est le plus court possJble. Par ailleurs ce dispositif permet d~accepter et d'authentifier 10 deux pièces dans un meme espace entre dents ce qui constitue un progrès tr~s important par rapport à la technique actuelle qui necéssitait la séparation des pieces une à une et qui entrainait des erreurs de recon-nai~sance.
De preference, le plateau circulaire denté, la partie fixe et la bor-15 dure clrculaire sont en m~tal.
La réalisation de ces élements en métal supprime l'usure prématuree en évitant ]e martelement en surface par le choc des pièces ou d'autres obiets dans la zone d'entrée et en empechant la formation de rayures par frottement pendant leur rotation.
Les variations du signa1 analogique genérées par les dents métal-liques du plateau lors de leur passage sous le détecteur, ont un aspect cyclique et repétitif qui est exploité par le processeur de traitement pour réaliser leur discrimination par rapport aux variations de signal dues aux pièces.
De préférence également, le plateau circulaire denté et la partie fixe sont entièrement de forme tronc-conique du centre ius9u'a la péri-;~00~5~3~i6 pherie.
Cette forme présente l'avantage de faciliter l'insertion des pi~ces entre les dents du plateau et de les maintenir en contact avec la bordure circulaire pendant tout leur parcours, avan~ la zone de sortie, notamment 5 dans la zone de detection où cela au~l~ente la precision dans le cas de la la reconnaissance d'éventuelles pi~ces très ressemblantes.
En outre selon l'invention, le dispositif comporte avantageusement un barreau limiteur mécanique d'épaisseur situé au dessus du plateau cir-culaire dente, du centre ~ la periphérie, entre la zone d'entrée en vrac 10 et la zone de d~tection.
Ce limiteur permet de repousser les pi~ces qui ne sont pas Insérées dans un espace entre dents et de ljmiter à deux le nombre de celles qui peuvent y rester insérees avant d'attelndre la zone de détectlon.
De plus, le dispositif selon l'invention comporte avantageusement 15 un detecteur électromagnétigue supplémentaire dans la zone de détection.
Celui-ci permet d'augmenter la précjsion de la reconnaissance de pièces dans le cas d'éventuels types de monnaies très ressemblants.
Ce détecteur étant en position legerement décalée par rapport au pre-mier détecteur, le traitement correspondant, effectué par le processeur, 20 permet une analyse tres d~taillee pour chaque pièce et en consequence une discrimination plus fine entre celles tres voisines en caractéristiques.
Le dispositif selon l'invention comporte avantageusement également un codeur angulaire de synchronisation accouple ~ l'axe du plateau circu-laire dente. Ce codèur qui fournit principalement la synchronisation de 25 l'échantlllonnage des mesures de reconnaissance des pièces en fonction des posltions angulaires du plateau, permet au dispositif de ne pas etre sensible aux fluctuations de la vitesse de rotation.
D'autre part, le dispositif comporte un moyen d~évacuation automati-que des pi~ces comprenant principalement deux volets articulés sur la 30 partie fixe. En position fermée, ils constituent une partie de la bordure circulaire en peripherie de la zone d'entree en vrac.
Ces volets qui s'ouvrent lorsque la vjtesse de rotation du plateau circulaire diminue, par exemple sous l~influence de la chute d'obiets gui par leur forme ou leurs d~mensions tendent à le feiner ou d le bloquer.
35 lls permettent alors de laisser s'echapper vers l'exterieur par gravite tous les obiets se trouvant dans la zone d~entrée en vrac, avant de se refermer automatiquement.
Le dispositif selon l'invention comporte en outre un mecanisme de presentation visuelle des pieces, lot par lot, situé au dessous de la zone :' a~
de sortie du plateau circulaire denté. Il est composé d'un plan de glisse-ment incliné sur lequel tombent les pieces par gravité et d'un disque rotati~ transparent. Ce dernier est muni, sur sa face inf~rieure~, de bras et de deux couronnes concentriques qui glissent sur le plan et qui deter-5 minent des secteurs, dans une partie centrale d'une eart, pour recevoir,chacun, les pièces d'un meme lot acceptées par le processeur de traite-ment et, dans une partie péripherique d'autre part, pour recevoir les éventuelles pièces refusées de ce lot. Ces dernieres sont prealablement déviées par une barrière de déflexion escamotable située dans la zone de 10 sortie normale du plateau circu1aire et commandee automatiquement avant leur passage afin de former un prolongement de la bordure circulaire.
Une ouverture d'evacuation separée par zone est par ailleurs pratiquee en partie haute du plan de glissement de ce mécanisme.
Ce mécanisme de présentation visuelle permet de montrer les lots de l5 pièces les plus récemment jetés dans le djspositif afin de permettre le controle de leur composition en cas de litige.
Dans une forme particulière de l'invention, le dispositif comporte un barreau de guidage escamotable situé en amont de la zone de sortie normale des pieces du mécanisme de tri. En position normale, ce barreau 20 constitue une partie de la bordure circulaire qui entoure le plateau cir-culaire denté. En position escamoté, il laisse passer les pieces direc-tement par une sortie de dérivation.
En empechant les pieces de passer par le mécanisme de presentation visuelle, cette dispositlon permet de pallier provisoirement aux even-25 tuelles defaillances de fonctionnement de ce dernier en maintenant enservice le dispositif de controle de pieces en mode dégrade, c'est a dire sans présentation visuelle.
Par ailleurs enfin, le dispositif est équipé d'une trappe articulee qui, en position fermée, contitue une partie du plan de glissement situ~e 30 dans la partie peripherique du mécanisme de présentation visuelle. En position ouverte, cette trappe découvre une sortie de dérivation.
Cette sortie de dérivation permet la recuperation directe des pieces refusées dès qu'elles ont quitté le mecanisme de tri.
~ n mode de réalisation du dispositif est représente par les dessins 35 donnés dans les planches 1/2 et 2/2.
- la figure 1 represente le dispositif en vue de dessus muni de son capot et avec les volets d'évacuation automatique ouverts.
- la figure 2 représente le dispositif en vue de dessus, capot enlevé et avec les volets d'évacuation automatique fermes.
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~.
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~005~6~i - la figure 3 est une vue en coupe AA'.
Ce mode de r~alisat~on du dispositif de conttole de pièces metal-liques comprend conformement aux fi~ures 1 a 3, un bati 1 comportant une piste circulaire 2 constituant ùn p~an de glissement. Cette derni~re es~
5 en grande partie entour~e par une bordure égalçment circulaire 3 a l'int~-rieur de laquetle s'inscrjt un plateau circulaire dente 4, partiellement de forme tronc-conique au centre, entrainé en rotation au dessus du plan de glissement par un moteur 5 par l'intermédiaire de deux roues dentees 6 et 7 et d'une courroie 8. La partie tronc-conique 9 oblige les pi~ces, 10 dès qu'elles chutent, à gllsser vers ~a partie péripherique de la zone d'entree en vrac.
Un capot amovjble 10 est placé au dessus du plateau circulaire. Ce capot est muni d~un entonoir 11 dont l'ouverture de base 12 débouche sur la partle tronc-conlque du plateau circulaire obligeant ainsi ~ tomber ~
15 cet endroit, les pieces Jetées en vrac par exemple dans une corbeille 13 ouverte a sa base juste en face du sommet de l~entonoir. La forme interne du capot est telle que les pièces en entrant sont plaquées sur la partie tronc-conique du plateau circulaire avant de se répartir entre les dents d la périph~rie de celui-ci.
Le plateau circulaire dente comporte des dents de faible épaisseur et selon leurs dimensions, soit une, soit deux pièces peuvent trouver place dans l'espace entre dents existant entre deux dents consécutives.
Un limiteur mecanique constitue par un barreau 14, permet d'empecher que des pieces pagsent dans la zone de detection sans etre placées entre 25 deux dents du plateau.
Un détecteur 15 fixé sur un support 16 et comportant une bobine qui est montée dans un demi-pot en ferrite, constitue l'organe sensible d'un moyen de reconnaissance de pièces utilisant un processeur programme. Ce dernier procede au traitement du signal ana)ogique fourni par un oscilla-30 teur électronlque sur lequel le détecteur agit en impédance variable. LesvariationS du signal en fréquence et en amplitude dues au passage d'une pièce sous ce détecteur sont a la fois fonction du diamètre de celle-ci, de son épaisseur et de la matière qui la constitue. Ce détecteur de forme ciculaire est situe, d~une part, au-dessus du lieu de passage de la pièce 35 sur le plan de glissement 2 afin que l'entrefer entre détecteur et pie~ce résulte de l'épaisseur de celle-ci et, d~autre part, a une distance de la bordure 3 telle que la plèce coupe le champ magnétique de ce détecteur en fonction de son diamètre. La pièce influe par sa matière sur la reluc-tance apparente du circuit magnétique qu~elle constitue avec le demi-pot .
ZOOS8~6 en ferrite du détecteur. Elle a~it également par les pertes par courants induits produits dans Sd masse.
Le traitement du signal est répéte cycliquement et en permanence ~
une fréquence telle gue ~e calcul des variations de fr~quence et d'ampli-5 tùde dù signal est effectu~ plusieurs dizaines de fojs pendant le passagede la pièce sous le détecteur. Les résultats de ces calculs sont ccnpar~s en permanence à des donn~es enregistrees correspondant ~ un modèle carac-térisant chaque type de pièce pouvant Qtre accept~e par le dispositif.
Un codeur angulaire 17 accouplé directement ~ l'axe du plateau circu-10 laire déllvre de l'ordre de m~lle impulsions par tour qui sont utiliseespour synchoniser l'échantillonnage des mesures de détection de pièces et déclencher les traitements de reconnaissance.
Deux volets artlcules 18 et 19 constituent la partie avant mo~ile de la bordure circulaire en~ourant le plateau circulaire denté. Ces volets 15 sont autom2tiquement commandés en ouverture vers l'avant par le proces-seur de traitement lorsque la vitesse de rotation du plateau circulaire diminue.
Un disque transparent 20 comportant trois bras 21 et deux couronnes concentriques 22 et 23 re1iees pat des traverses 24, glissant en rotation 20 sur un plan fixe, reçoit, lorsqu~il est ~ I'arret, les pi~ces venant de la sortie du plateau circulaire dentb par l'intermédiaire d'un passage de transition 25 sur lequel le mouvement circulaire des pieces se transforme en mouvement rectlllgne. Ce passage de transition qui pénetre directement dans le disque transparent, conduit les pi~ces jusqu~à un secteur de sa 25 partie centrale 26 ou de sa partie périphérique 27 selon que la barriere de d~flexion 28 prolongeant la bordure 3 est escamot~e ou non.
Command~e automatiquement par le processeur de traitement, celle-ci est en position de deflexion si la pièce à visualiser est refusee.
Avant l'arrivee de la première piece d'un nouveau lot, le processeur 30 de traitement commande la rotation du disque transparent d'un tiers de tour afin que les secteurs suivants se présentent devant le passage de transition.
Ouand un lot effectue son deuxième tiers de tour les pi~ces corres-pondantes chutent par les ouvertures 29 et 30 pour etre évacuées vers 35 un stockage.
Un barreau 31 constituant une partie de la bordure 3 est escamotable pour permettre l'evacuation directe des pieces par une ouverture de déri-vation 32, en cas d'indisponibilit~ du mécanisme de présentation visuelle par exemple.
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2gosa~;6 ~ ne trappe 33 permet, en position ouverte, de dévjer vers une sortle de récupera~ion, les pièces refusées chutant sur la partie périph~rique du mécanisme de présentation visuelle. Cette trappe ~tant en position fermée, les pièces restent sur le p~an de glissement jusqu'à leur arrivée 5 à l'ouverture de sortie 30.
Le dispositif selon l'invention est particuli~rement destiné a des applications d~acguisition de p~age sur les autoroutes, a l'entrée des parcs de stationnement et en tous lieux ou des usagers doivent acquitter un droit d'acces ou une taxe de s~jour.
11 est également destiné à des applications de tri dans le domaine du controle automatique de fabrication de petites pièces metalliques, par exemple, et dans le domaine bancaire pour l'authentification des pièces de monnaie avant conditionnement.

Claims (12)

11 REVENDICATIONS

1. Dispositif de contrôle de pièces métalliques, notamment de pièces de monnaie, comprenant des moyens (4) pour faire défiler les pièces une à une selon un trajet prédéterminé, et des moyens de reconnaissance et d'authentification des pièces prenant en compte à la fois la matière, l'épaisseur et le diamètre de celles-ci, ces moyens d'authentification comprenant un détecteur électro-magnétique (15) placé au-dessus du trajet des pièces pour détecter l'entrefer entre le détecteur et les pièces, lequel varie avec l'épaisseur des pièces, les moyens de reconnaissance et d'authentification comprenant en outre des moyens pour comparer le signal produit par le détecteur au passage des pièces avec des données enregistrées correspondant à un modèle d'informations caractérisant chaque type de pièces pouvant être accepté
par le dispositif, caractérisé en ce que le détecteur est placé, comme cela est connu en soi, en position excentrée par rapport audit trajet, de telle sorte que la surface du champ magnétique du détecteur coupé par la pièce dépend du diamètre de celle-ci.

2. Dispositif de contrôle de pièces métalliques selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de comparaison comprennent un processeur de traitement du signal comparant cycliquement et en permanence avec les données enregistrées les informations générées au passage des pièces sous le détecteur, ces informations résultant de calculs des variations de fréquence et d'amplitude du signal fourni par un oscillateur électronique sur lequel le détecteur agit en impédance variable.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un barreau limiteur mécanique d'épaisseur (14) situé au-dessus du trajet des pièces entre une zone d'entrée en vrac et la zone de détection.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur électro-magnétique supplémentaire dans la zone de détection.

5. Dispositif de contrôle de pièces métalliques selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens pour faire défiler les pièces une à une selon un trajet prédéterminé comprennent un unique plateau circulaire motorisé (4) permettant d'assurer simultanément les fonctions de séparation et de reconnaissance des pièces, ce plateau étant denté sur son pourtour et renforcé au centre par une partie de forme tronconique (9) sur laquelle chutent les pièces dans une zone d'entrée en vrac, ce plateau tournant au-dessus c'une partie fixe (2) entourée presque totalement d'une bordure circulaire (3) sur laquelle glissent les pièces lorsqu'elles sont engagées entre les dents du plateau.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le plateau circulaire denté (4), la partie fixe (2) et la bordure circulaire sont en métal.

7. Dispositif selon l'une de revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le plateau circulaire denté (4) et la partie fixe (2) sont entièrement de forme tronconique du centre jusqu'à la périphérie.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un codeur angulaire de synchronisation (17) accouplé à l'axe du plateau circulaire denté.

9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérise en ce qu'il comporte un moyen d'évacuation automatique des pièces comprenant principalement deux volets (18, 19) articulés sur la partie fixe (2), qui constituent, en position fermée, une partie de la bordure circulaire (3) en périphérie de la zone d'entrée en vrac et qui, lorsqu'ils s'ouvrent, laissent échapper vers l'extérieur tous les objets qui se trouvent dans cette zone.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte au-dessus d'une zone de sortie des moyens pour faire défiler les pièces, un mécanisme de présentation visuelle des pièces lot par lot, composé d'un plan de glissement incliné sur lequel tombent les pièces et d' un disque rotatif transparent (20) muni, sur sa face inférieure, de bras (21) et de deux couronnes concentriques (22, 23) qui, glissant sur le plan, déterminent des secteurs dans une partie centrale, d'une part, pour recevoir, chacun, les pièces d' un même lot acceptées par le processeur de traitement et dans une partie périphérique d'autre part, pour recevoir les éventuelles pièces refusées de ce lot, ces dernières étant préalablement déviées par une barrière de déflexion escamotable (28) située dans ladite zone de sortie et commandée automatiquement avant leur passage ;
une ouverture d'évacuation par zone (29, 30) étant en plus pratiquée en partie haute du plan de glissement

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un barreau de guidage escamotable (31) situé en amont de ladite zone de sortie et constituant en position normale une partie d'une bordure (3) de guidage des pièces le long du trajet précité et qui, en position escamotée, laisse passer les pièces directement par une sortie de dérivation (32) qui leur évite le cheminement par le mécanisme de présentation visuelle.

12. Dispositif selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce qu'il est équipé d'une trappe articulée (33) constituant, en position fermée, une partie du plan de glissement située dans la partie périphérique du mécanisme de présentation visuelle et ménageant, en position ouverte, une sortie de dérivation pour les pièces refusées.