CN104103121A - 硬币检验装置 - Google Patents

Abstract

一种硬币检验器装置包括倾斜的硬币斜槽，其使得硬币出口门与硬币拒收出口经由检验传感器模块和硬币转向器机构互相连接，所述硬币斜槽限定硬币传输路径并且包括径向外部弯曲导向壁，以便在操作中，离开硬币出口门和穿过硬币传输路径的硬币受到向心加速度，其限制硬币在硬币出口门和设置在硬币传输路径下游的转向器传感器之间跟随并紧靠所述径向外部弯曲导向壁的轮廓。

Description

硬币检验装置

技术领域

本发明涉及硬币分离与识别的改进。特别地，本发明涉及用于个别化并且鉴定硬币真伪的硬币检验器。

词语“硬币”被用于表示任何盘状的主体，诸如但不局限于货币的硬币、代用币、奖章和其他这样的相似的物品。

背景技术

常规的硬币检验方法是不同的并且很多的。例如，EP-A-2,242,029描述了一种硬币分离和测试装置，其包括包围倾斜的电动转子的收集盒外壳。转子包括多个用于以循环的方式接收和输送硬币的硬币接受器，其经过用于确定硬币是否是真实的传感器。

EP-A-2,242,029所公开的装置包括在循环硬币路径的底板内的活板，该活板能够选择性地打开和关闭。当硬币被确定为是真实的时，活板将保持打开以便硬币在重力作用下降落到输送口。

用其他的常规硬币检验装置，通过沿边缘滚动下降到倾斜的传感踪迹，硬币通常通过传感器区域穿过路径。这种方法出现的问题在于硬币是不稳定的并且将会摇晃，其导致在传感线圈和在测试中的硬币之间的电磁耦合中的不期望的硬币-硬币变化。硬币摇晃能够通过使传感器区域通道变窄而减少，但是这增加了硬币被卡住的可能性，尤其是如果硬币的通过量是不稳定的或者不规则的。

为了可靠的硬币检验，硬币的各种性质需要被检测。通常，这是通过使用离散频率分析来实现的，但是这导致所需的传感器线圈的数量增加，并且操作的速度对硬币能够被检验的速率施加了限制。

发明内容

本发明力图解决与现有设备相关的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种硬币检验器，其包括：电机驱动的硬币转子机构，其包括至少一个硬币接受器，其中所述硬币转子机构适于将在所述至少一个硬币接受器内接收的硬币输送至硬币出口门，所述硬币出口门设置在所述硬币转子机构的外周边缘；其特征在于：硬币斜槽，其使硬币出口门与硬币拒收出口经由检验传感器模块和硬币转向器机构互相连接，该硬币斜槽限定硬币输送路径并且包括径向外部弯曲导向壁，以便在操作中，离开硬币出口门并穿过硬币输送路径的硬币受到向心加速度，其限制硬币在硬币输送路径的硬币出口下游跟随并紧靠径向外部弯曲导向壁的轮廓。

有利地，在操作中，硬币的圆周边缘紧靠并且跟随径向外部弯曲导向壁的轮廓，因此确保硬币跟随硬币出口门与硬币转向器传感器之间的固定并且稳定的路径，其中转向器传感器设置在硬币输送路径的下游。

硬币转向器机构包括硬币斜槽内的开口和相关联的门，门可以在打开和关闭位置之间移动。所述门在正常的操作期间保持在打开位置以便提供硬币储存和分配料箱的硬币入径。然而，当检验传感器模块检测到不可接收的硬币时，控制器操作的电磁线圈使门关闭。

优选地，所述开口布置在硬币斜槽的底板内，并且所述底板基本上与外部弯曲导向壁正交。

优选地，转向器机构被定位在所述硬币转向器传感器的下游并且所述硬币转向器传感器包括与相应的光接收器元件相邻的光发射器元件，光发射器元件和光接收器元件都被设置成与光返回装置对置。

可选的硬币拒收传感器被定位在所述硬币转向器机构下游；硬币拒收传感器提供硬币弹出的确认并且包括与相应的光接收器元件相邻的光发射器元件，光发射器元件和光接收器元件都被设置成与光返回装置对置。

优选地，由硬币转向器机构和硬币拒收传感器之间的硬币斜槽所确定的硬币输送路径包括径向外部弯曲导向壁，并且硬币斜槽描述检验传感器模块与硬币拒收传感器之间的基本上为S形的硬币路径。

检验传感器模块包括：细长发送线圈和对置的细长接收器线圈；第一圆形发送线圈和对置的第一圆形接收线圈；第二圆形发送线圈和对置的第二圆形接收线圈；和接近硬币碰撞元件设置的声学传感器。

优选地，细长发送线圈由频率在500kHz到1MHz之间的信号激发，并且第一和第二圆形发送线圈由频率在2kHZ与50kHz之间的信号激发，该信号是多个正弦波的线性叠加。还优选的是，声学传感器为麦克风。

硬币检验器包括处理器，其适于发送和接收发送线圈信号、接收接收器线圈信号和声学传感器信号，并对所述信号进行快速傅里叶变换分析。

根据本发明的另一个方面，提供了一种检验硬币的方法，其包括：将至少一个硬币引入到电机驱动的硬币转子机构，其包括至少一个硬币接受器；在所述至少一个接受器内接收所述至少一个硬币；将所述至少一个硬币经由转子机构输送至设置在所述硬币转子机构外周边缘的硬币出口门；其特征在于：提供倾斜的硬币斜槽，其使得硬币出口门与硬币拒收出口经由检验传感器模块和硬币转向器机构互相连接，其中该硬币斜槽限定硬币输送路径并且包括径向外部弯曲导向壁；从所述硬币出口门弹出所述至少一个硬币以便其受到向心加速度，该向心加速度限制硬币在硬币输送路径的硬币出口门下游跟随并紧靠径向外部弯曲导向壁的轮廓。

优选地，该方法还包括：用第一信号激发细长发送线圈；用第二信号激发第一圆形发送线圈；用第二信号激发第二圆形发送线圈；响应于所述至少一个硬币通过检验传感器模块，在处理器处接收：细长接收器线圈信号、第一圆形接收器线圈信号、第二圆形接收器线圈信号、声学传感器信号和所述第二信号；并且所述处理器对每个接收到的信号进行快速傅里叶变换分析以便确定接收到的信号与第二信号之间的幅值和相位差。

第二信号是具有2kHz到50kHz之间的频率的多个正弦波的线性叠加，并且第一信号处于500kHz到1MHz之间的频率。

第二信号能够表示为：其中A_n是在角频率ω_n和相位的幅值。

处理器还可以适于比较第一信号和细长接收器线圈信号之间的峰值-峰值测量值。

根据本发明的另一个发面，提供了一种硬币装置，其包括：硬币接收单元，其包括如上面所描述的硬币检验器，所述硬币接收单元还包括：硬币门，其被定位以便将经由硬币接收入口输入的物体转向至出口；设置在硬币接收入口喉部内的感应线圈；和与硬币检验器连通的硬币检验器输入通道；其中在操作中，当由经由硬币接收入口输入的可接收的物体的通过激发时，所述感应线圈提供信号，该信号致动硬币门至硬币检验输入通道对可接收的物体打开的位置。

附图说明

现在将参照附图仅仅通过示例的方式描述本发明的实施例，其中：

图1示出硬币装置的立体图，其包括根据本发明的硬币检验器；

图2示出将料箱移除的图1的硬币装置的立体图；

图3示出根据本发明的硬币检验器的优选实施例的平面图；

图4示出图3的硬币检验器的立体图；

图5示出硬币检验器的局部平面图，其包括示意性的硬币路径；

图6示出硬币检验器的局部平面图，其包括位于图5所示的硬币路径下游的示意性的硬币路径；

图7是示出检验传感器模块的功能操作的框图；

图8示出芯接收器线圈信号的强度-时间曲线；

图9示出图8所示的波形的快速傅里叶变换的阿甘特图；和

图10示出沿着图1所示的A-A线的示意性横截面图。

具体实施方式

如图1所示，硬币装置1包括硬币接收单元2、硬币储存和分配料箱3以及硬币检验器机构4。

硬币接收单元2包括枢转地附连到下部支撑段2b的覆盖段2a。硬币接收单元2包括硬币接收入口5和硬币拒收/支付出口6。硬币被沉积在硬币接收入口5并且在重力下引导到硬币检验器机构4。硬币拒收/支付出口6与拒收出口11[见图2]和料箱出口[未示出]都连通。

硬币储存和分配料箱3在WO-A-2006/079803中被描述，并且硬币检验器机构4的硬币转子7[见图2]的构造和功能也在WO-A-2006/079803中被描述。

如图2所示，覆盖段2a的移除使硬币检验器机构4显示出来。硬币检验器机构4包括硬币转子7、基本上S形的硬币斜槽9，其使得单个硬币出口8与硬币拒收出口11互相连接。硬币斜槽9包括在单个硬币出口8的下游位置设置在斜槽的底板内的转向器门10。单个硬币出口8的进一步的细节在WO-A-2006/079803的图2和图4中示出，并且在随附的文字中描述。

图3示出了硬币检验器机构4的详细平面图。硬币转子7包括多个硬币接受器12，用于接收从经由入口5[见图1]在硬币接收单元2内沉积和接收的大量硬币下降的硬币。图3的硬币转子7被示出为具有四个硬币接受器；然而需要注意到，任何数量的硬币接受器可以被提供，其取决于硬币转子的尺寸和需要被检验的硬币的尺寸和类型。

硬币检验器机构包括检验传感器模块13，并且这在图3中以虚线的轮廓线示出。该检验传感器模块13包括三对对置的电磁线圈、声学传感器和与声学传感器接近的线圈碰撞元件[未示出]，当该元件由硬币碰撞时导致硬币的共振。

图中仅示出了发送线圈，并且这些发送线圈被放置在硬币斜槽9上方。相应的接收器线圈[未示出]被放置成与其各自的发送线圈直径对置并在硬币斜槽9下方。

图3和图4示出放置在芯发送线圈15旁边的边缘发送线圈14。芯发送线圈15被放置成与细长发送线圈16相邻。还示出的为声学传感器，其通常是麦克风。需要注意到，没有相应的麦克风被配置在硬币斜槽的下面，并且碰撞元件（未示出）被合适地设置在穿过硬币斜槽9的硬币路径内，以便在撞击碰撞元件时，硬币产生音频信号，其具有足够的幅值以由麦克风检测到，然而没有定位成使硬币从期望的路径显著转向。

接收器线圈[未示出]被配置为检测指示经过检验传感器模块13的每个硬币特征的信号。这些特征包括硬币尺寸（厚度和直径）、硬币的材料构成、和硬币是否是空白的，也就是，不是真正的铸币硬币。发送线圈由输入信号驱动以便产生磁场，该磁场耦合到接收器线圈，并且穿过硬币路径的硬币经过这些磁场，并且硬币内的感应涡流产生磁通量的干扰，其由接收器线圈检测。

低频线圈驱动信号产生磁场，该磁场比高频驱动信号更深的透入硬币主体。因此，高频被用于表面积特征并且低频被用于体积性能。

电磁传感技术不能区分空白的硬币与具有在铸造过程中所产生的表面标记的硬币。然而，声学传感器（麦克风）检测每个硬币在与碰撞元件撞击时的共振频率，并且真实硬币与空白硬币之间的微小频率差异能够被检测到，其表明每个硬币的真实性或者相反。

如图3和图4所示，检验传感器模块包括边缘发送线圈14和芯发送线圈15。在操作中[见图5]，当硬币22’经过检验传感器模块时，硬币的边缘经过边缘发送线圈下面并且硬币的中心经过芯发送线圈下面。尽管未示出，应该认识到相应的接收器线圈被直接放置在硬币斜槽9的该段下面。以此方式，除了同时检测硬币中心的材料性质以外，检验传感器模块检测硬币外周的材料性质。这对于识别复合硬币诸如例如欧元硬币和非复合硬币是尤其有利的。

检验传感器模块还包括用于检测硬币直径的细长发送线圈16和相应的接收器线圈。

在操作中，边缘和芯发送线圈14、15由复合低频信号激发，复合低频信号包括2kHz与50kHz之间的正弦信号波的叠加。数学上，这表达为：其中A_n是在角频率ω_n和相位的幅值。相比之下，细长发送线圈由离散的高频信号激发，该高频信号在500kHz到1MHz之间的范围内。

参照图7的功能框图，接收器线圈信号被放大25，并且与麦克风信号和发送线圈信号一起被转换为数字信号，该数字信号由在该装置中的微处理器处理以便从接收的数据产生单独的快速傅里叶变换（FFT）和峰值-峰值测量。以此方式，由硬币放入电磁场所导致的信号幅值和相位的改变能够从检测的波形和硬币的特征共振频率确定。

图8示出接收的芯线圈信号的示例并且图9示出结果波形的快速傅里叶变换FFT。

如图3所示，包括一对光导18的硬币转向器传感器在硬币路径内被放置在检验模块13和转向器门10之间。从传感器电子[未示出]发出的光离开在硬币斜槽9的底板内的其中一个光导，以正交于硬币斜槽9底板的方向行进到位于正上方的光返回装置内，该光返回装置使得光改变方向返回通过相邻光导以由传感器电子接收。在操作中，越过硬币转向器传感器的硬币暂时遮盖光路径，并且这个事件由传感器电子检测以便表明在硬币路径内的特定位置存在硬币。

如果在硬币转向器传感器处检测的硬币由检验模块13确定是有效的，转向器门10保持打开[见图4]并且硬币在重力作用下下落到硬币储存开口20。相反，如果硬币由检验模块13确定是无效的，在硬币转向器传感器处的硬币检测将触发电磁线圈[未示出]的操作以便关闭转向器门10。在无效检测的事件中[见图6]，硬币越过关闭的门并且由硬币拒收传感器检测，该硬币拒收传感器包括另一对光导19，其采用与上面所描述的关于硬币转向器传感器的光导相似的方式。因此，传感器电子接收确认信号，该信号为无效硬币已经经由硬币拒收出口11离开硬币检验器。

如图2到图6所示，硬币斜槽9包括多个脊21，其在检验传感器模块13和转向器门10之间以及在转向器门10和硬币拒收出口11之间跟随S形硬币路径。通过减少硬币与硬币斜槽底板之间的接触，从而减少硬币与硬币斜槽9之间的摩擦，这些脊有助于硬币在跟随硬币路径时的传输。此外，通过提供用于多余碎屑流出的脊间通道，脊可以帮助减少尘垢和碎屑在硬币斜槽内的堆积。

图5是局部示意性平面图，其示出硬币从硬币转子7的硬币出口门8[未示出]弹出时的硬币路径。开始时，硬币22’被弹出到硬币斜槽的口内。这里，由于硬币在发送线圈15、16和17下面行进并且将由检验传感器模块遮盖，因此硬币22’以虚线示出。硬币进入硬币斜槽，其主要表面与硬币斜槽9的表面相接触。也就是说，硬币不是以其圆周边缘经过硬币路径并且以轮状方式滚动，而是在其圆形面上滑动和旋转。

硬币转子7以顺时针方向旋转并且在从出口门8释放时，向心加速度促使硬币22’、22跟随弯曲路径24，其中硬币22、22’的圆周边缘部分23与弯曲的径向外壁9a接触。在硬币朝硬币转向器传感器18和转向器门10移动时，尽管在硬币到达硬币转向器传感器18时该壁变为直的，硬币仍保持与外壁接触。

由于硬币被促使紧靠并且跟随外壁的轮廓，硬币的移动和速度保持稳定并且硬币不会在硬币斜槽的内外壁之间横向摆动。

如果硬币在内壁和径向外壁9a之间弹跳，其将减速并且这导致硬币在硬币斜槽9a内群集和堵塞的可能性。而且，在硬币经过检验传感器模块13时，期望硬币路径和速度是稳定的和可预测的以便保证硬币感应是一致的并且在连续的硬币之间基本上不变。

有利地，与硬币速度和路径可变性相关联的问题用硬币检验器避免，该硬币检验器包括如上面所描述和讨论的硬币斜槽和检验传感器布置。

参照图1和图10，硬币接收单元2的覆盖段2a包括适于大批量接收硬币的硬币接收入口5。绕着硬币接收入口5的喉部设置的是感应线圈5a，其与控制器[未示出]电气连接。

如图10所示，覆盖段2a包括设置在硬币接收入口5和硬币检验器输入通道5c之间的硬币门5b。硬币门5b的默认位置如实线所示，也就是说，在该位置，到输入通道5c的进入是被禁止的。在操作中，当感应线圈5a感应经由硬币接收入口5通过的金属硬币的输入时，其被激发以便发送信号到控制器以便将硬币门5b转向到打开位置5b’[以虚线示出]。以此方式，经由硬币接收入口5可接收的硬币输入落到硬币检验器输入通道5c内，从硬币检验器输入通道，硬币前进到硬币检验器机构。同样，当硬币接收单元2在未操作的状态或者当物体不可接收并且不致动硬币门到打开位置5b’时，硬币门5b的默认位置使得任何经由入口5输入的物体转向到拒收/支付出口6。

Claims (30)

1.一种硬币检验器，其包括：

电机驱动的硬币转子机构，其包括至少一个硬币接受器，其中所述硬币转子机构适于将在所述至少一个硬币接受器内接收的硬币输送到硬币出口门，该硬币出口门设置在所述硬币转子机构的外周边缘；其特征在于：

倾斜的硬币斜槽，其使得硬币出口门与硬币拒收出口经由检验传感器模块和硬币转向器机构互相连接，硬币斜槽限定硬币输送路径并且包括径向外部弯曲导向壁，以便在操作中，离开硬币出口门和穿过硬币输送路径的硬币受到向心加速度，其限制硬币在硬币输送路径内硬币出口门的下游跟随并且紧靠径向外部弯曲导向壁的轮廓。

2.如权利要求1所述的硬币检验器，其中，在操作中，硬币的圆周边缘在硬币出口门和设置在硬币输送路径下游的硬币转向器传感器之间紧靠并跟随径向外部弯曲导向壁的轮廓。

3.如权利要求1或2所述的硬币检验器，其中所述硬币转向器机构包括在硬币斜槽内的开口和能够在打开和关闭位置之间移动的相关联的门。

4.如权利要求3所述的硬币检验器，其中所述门被偏压在打开位置并且所述开口提供通向硬币储存和分配料箱的硬币入径。

5.如权利要求4所述的硬币检验器，其中所述开口被设置在硬币斜槽的底板段，所述底板段与径向外部弯曲导向壁正交。

6.如权利要求2至5中任一项所述的硬币检验器，其中所述转向器机构定位在所述硬币转向器传感器的下游。

7.如权利要求6所述的硬币检验器，其中所述硬币转向器传感器包括与相应的光接收器元件相邻的光发射器元件，光发射器元件和光接收器元件都被设置为与光返回装置对置。

8.如前述任一权利要求所述的硬币检验器，其包括定位在所述硬币转向器机构下游的硬币拒收传感器，所述硬币拒收传感器包括与相应的光接收器元件相邻的光发射器元件，光发射器元件和光接受器元件都被设置成与光返回装置对置。

9.如权利要求8所述的硬币检验器，其中由硬币斜槽在硬币转向器机构和硬币拒收传感器之间限定的硬币输送路径包括径向外部弯曲导向壁。

10.如权利要求9所述的硬币检验器，其中所述硬币斜槽描述在检验传感器模块和硬币拒收传感器之间的实质上S形的硬币路径，并且其中所述硬币斜槽包括表面脊。

11.如前述任一权利要求所述的硬币检验器，其中所述检验传感器模块包括：

细长发送线圈和对置的细长接收器线圈；

第一圆形发送线圈和对置的第一圆形接收器线圈；

第二圆形发送线圈和对置的第二圆形接收器线圈；和

声学传感器，其被设置在接近硬币碰撞元件处。

12.如权利要求11所述的硬币检验器，其中细长发送线圈由频率在500kHz到1MHz之间的的信号激发。

13.如权利要求11所述的硬币检验器，其中所述第一和第二圆形发送线圈由频率在2kHz到50kHz之间的信号激发。

14.如权利要求13所述的硬币检验器，其中所述信号是多个正弦波的线性叠加。

15.如权利要求11所述的硬币检验器，其中所述声学传感器是麦克风。

16.如权利要求11至15所述的硬币检验器，其包括适于接收发送线圈信号、接收器线圈信号和声学传感器信号并且适于对所述信号进行快速傅里叶变换的处理器。

17.一种检验硬币的方法，其包括：

将至少一个硬币引入电机驱动的硬币转子机构，硬币转子机构包括至少一个硬币接受器；

在所述至少一个硬币接受器内接收所述至少一个硬币；

将所述至少一个硬币经由所述硬币转子机构输送到设置在所述硬币转子机构外周边缘的硬币出口门；

其特征在于：

提供倾斜的硬币斜槽，其使得硬币出口门与硬币拒收出口经由检验传感器模块和硬币转向器机构互相连接，其中所述硬币斜槽限定硬币输送路径并且包括径向外部弯曲导向壁；

将所述至少一个硬币从硬币出口门弹出以便受到向心加速度，向心加速度限制硬币在硬币输送路径内硬币出口门的下游跟随并紧靠径向外部弯曲导向壁的轮廓。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述硬币的圆周边缘在硬币出口门和硬币输送路径下游的硬币转向器传感器之间紧靠并且跟随径向外部弯曲导向壁的轮廓。

19.如权利要求17或18所述的方法，其中所述硬币转向器机构包括硬币斜槽内的开口和能够在打开和关闭位置之间移动的相关联的门。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述门被偏压在打开位置并且所述开口提供通向硬币收集和分配段的硬币入径。

21.如权利要求20所述的方法，其中所述开口被设置在硬币斜槽的底板段，所述底板段与径向外部弯曲导向壁正交。

22.如权利要求18至21中的任一项所述的方法，其中所述转向器机构被定位在所述硬币转向器传感器的下游。

23.如权利要求22所述的方法，其中所述硬币转向器传感器包括与相应的光接收器元件相邻的光发射器元件，并且其中所述光发射器元件和所述光接收器元件都被设置成与光返回装置对置。

24.如权利要求17至23中的任一项所述的方法，其包括定位在所述硬币转向器机构下游的硬币拒收传感器，所述硬币拒收传感器包括与相应的光接收器元件相邻的光发射器元件，并且其中所述光发射器元件和所述光接收器元件都被设置成与光返回装置对置。

25.如权利要求24所述的方法，其中所述硬币斜槽描述在检验传感器模块和硬币拒收传感器之间的实质上S形的硬币路径。

26.如权利要求17至25中的任一项所述的方法，其还包括：

用第一信号激发细长发送线圈；

用第二信号激发第一圆形发送线圈；

用第二信号激发第二圆形发送线圈；

响应于所述至少一个硬币经过检验传感器模块，在处理器处接收：

细长接收器线圈信号、第一圆形接收器线圈信号、第二圆形接收器线圈信号、声学传感器信号和所述第二信号；和

所述处理器对每个接收的信号进行快速傅里叶变换以便确定接收的信号与所述第二信号之间的幅值和相位差。

27.如权利要求26所述的方法，其中所述第二信号是频率在2kHz到50kHz之间的多个正弦波的线性叠加。

28.如权利要求26所述的方法，其中所述第一信号处于500kHz到1MHz之间的频率。

29.如权利要求26至28中的任一项所述的方法，其中所述处理器比较所述第一信号和所述细长接收器线圈信号之间的峰值-峰值测量值。

30.一种硬币装置，其包括：

硬币接收单元，其包括如权利要求1至16中任一项所述的硬币检验器，所述硬币接收单元还包括：

硬币门，其被定位成使得经由硬币接收入口输入的物体转向到出口；

感应线圈，其被设置在硬币接收入口的喉部内；和

硬币检验器输入通道，其与硬币检验器连通；

其中在操作中，当感应线圈由经由硬币接收入口输入的可接收的物体通过而激发时，所述感应线圈提供信号，该信号致动硬币门至硬币检验输入通道对可接收的物体开放的位置。