CN105957229B - 一种硬币分拣机及硬币分拣方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硬币分拣机及硬币分拣方法，包括安装架、分拣装置和收纳装置，且分拣装置和收纳装置配合安装在安装架上，所述收纳装置为斜坡形硬币槽，包括1角硬币槽、5角硬币槽和1元硬币槽，且三个硬币槽按顺序排列设置，所述收纳装置固定安装在安装架上。本发明提供一种硬币分拣机及硬币分拣方法，相对于传统的双凸轮独立运动机构调节推杆之间的距离，将两个凸轮组合在一起，避免了另行增添控制装置调节凸轮运动的一致性，大大降低了装置的复杂性，优化了分拣策略，极大地提高了硬币分拣的效率。

Description

一种硬币分拣机及硬币分拣方法

技术领域

本发明涉及一种硬币分类装置，特别涉及一种硬币分拣机及硬币分拣方法。

背景技术

如何将硬币按照币值高效而准确的分拣，在生活中有着重要的意义。市面上大多数硬币分拣机构都是让硬币通过不同直径的孔来进行分层分拣，由于孔的数量的有限，并且硬币穿过孔时盲目性较大，导致分拣效率较低。虽然专利ＣＮ201510790085.2提出了一种新的分拣方法，但是该装置中凸轮的轮廓曲线之间变化较小，这增大了加工难度，进而导致成本上升。为了降低成本，有人提出让定板在另一个凸轮的推动下运动，这样只需保证定板和推板之间的相对距离符合即可。这虽然降低了凸轮的加工难度，但是需要另外添加控制装置实现两个凸轮的一致运动，这增加了操作的复杂性。

发明内容

目的：为了解决上述问题，本发明提供一种硬币分拣机及硬币分拣方法，不仅降低了成本，还降低了操作的复杂性。

本发明的技术方案如下：

一种硬币分拣机，包括安装架、分拣装置和收纳装置，且分拣装置和收纳装置配合安装在安装架上，

所述收纳装置为斜坡形硬币槽，包括1角硬币槽、5角硬币槽和1元硬币槽，且三个硬币槽按顺序排列设置，所述收纳装置固定安装在安装架上；

所述分拣装置包括电机座、电机开关，直流电机、联轴器、第一支撑架、第二支撑架、轴承座、凸轮轴、第一定位板、第二定位板、第一推板、第二推板、第一弹簧、第二弹簧，所述电机座和轴承座相对设置，且通过螺钉固定在安装架上，所述直流电机通过螺钉固定在电机座上，所述电机座上设有电机开关，所述电机开关与直流电机连接，用于控制直流电机开关，所述凸轮轴的一端通过联轴器与电机相连，另一端穿过固定在轴承座的轴承座孔内的轴承,所述凸轮轴包括第一凸轮和第二凸轮，所述第一定位板与第二定位板平行设置在与联轴器平行的两侧，且所述第一定位板和第二定位板上均开有定位孔，所述第一推板包括第一推杆、第一“L”型连接板和第一弧形槽，且所述第一“L”型连接板的一端固定连接第一推杆，另一端固定连接第一弧形槽，所述第一推板的第一推杆通过第一定位板的定位孔与第一凸轮接触，所述第二推板包括第二推杆、第二“L”型连接板和第二弧形槽，且所述第二“L”型连接板的一端固定连接第二推杆，另一端固定连接第二弧形槽，所述第二推板通过第二定位板的定位孔与第二凸轮接触，所述第一支撑架和第二支撑架分别平行设置在与联轴器平行的两侧，分别用于支撑第一推板和第二推板，所述第一弹簧设置在第一推杆上，一端与第一“L”型连接板的一端采用螺钉固定连接，另一端采用螺钉固定连接在第一定位板上，所述第二弹簧设置在第二推杆上，一端与第二“L”型连接板的一端采用螺钉固定连接，另一端采用螺钉固定连接在第二定位板上。

优选地，所述第一支撑架由两根支架组成，且两根支架采用活动联接，所述第二支撑架与第一支撑架的结构相同。

一种硬币分拣机的硬币分拣方法，包括以下步骤：

（3a）、打开电机开关，直流电机启动，带动凸轮轴上的第一凸轮和第二凸轮旋转，启动时，所述第一弹簧和第二弹簧初始状态为拉伸状态，且第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离小于1角硬币的直径；

（3b）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度在0°～60°之间时，第一推板和第二推板位置保持固定，且第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离小于1角硬币的直径；

（3c）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度在60°～80°之间时，第一推板在第一弹簧的弹力作用下向前移动，第二推板在第二凸轮推动下向后运动，且第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离小于1角硬币的直径；

（3d）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为80°时，第一推板和第二推板运动到1角硬币槽的上方，所述第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离大于等于1角硬币的直径，且小于5角硬币的直径；

（3e）当第一凸轮和第二凸轮旋转角度在80°～140°之间时，两推板位置不发生变化，使1角硬币完全掉落在1角硬币槽内；

（3f）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度在140°～160°之间时，第一推板在第一弹簧的弹力作用下向前移动，第二推板在第二凸轮推动下向后运动，两推板之间的距离逐渐变大，且第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离小于5角硬币的直径；

（3g）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为160°时，第一推板和第二推板运动到5角硬币槽的上方，所述第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离大于等于5角硬币的直径，且小于1元硬币的直径；

（3h）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为160°～220°时，第一推板和第二推板的位置不发生变化，使 5角硬币完全掉落在5角硬币槽内；

（3i）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为220°～240°时,第一推板在第一弹簧的弹力作用下向前移动，第二推板在第二凸轮推动下向后运动，两推板之间的距离逐渐变大，且第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离小于1元硬币的直径；

（3j）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为240°时，第一推板和第二推板运动到1元硬币槽的上方，所述第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离大于等于1元硬币的直径；

（3k）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为240°～300°时，第一推板和第二推板的位置不发生变化，使1元硬币完全掉落在1元硬币槽内；

（3l）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为300°～360°时,第一推板在第一凸轮的推动下逐步恢复到初始位置，第二推板在第二弹簧的弹力作用下逐步恢复到初始位置,当凸轮的旋转角度为360°时，开始进入到下一个工作循环中。

本发明的有益效果：本发明提供一种硬币分拣机，相对于传统的双凸轮独立运动机构调节推杆之间的距离，将两个凸轮组合在一起，避免了另行增添控制装置调节凸轮运动的一致性，大大降低了装置的复杂性，优化了分拣策略，极大地提高了硬币分拣的效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的分拣装置等轴侧视图。

图3是本发明分拣装置主视图。

图4是本发明的硬币收纳装置的等轴侧视图。

图中：安装架1、电机座2、直流电机3、联轴器4、第二支撑架5、第一支撑架6、轴承座7、轴承8，凸轮轴9、第一凸轮9-1、第二凸轮9-2、第二定位板10、第二弹簧11、第二推板12、第二弧形槽12-1、第二推杆12-2、第二“L”型连接板12-3、第一推板13、第一弧形槽13-1、第一推杆13-2、第一“L”型连接板13-3、第一弹簧14、第一定位板15、硬币槽16、1角硬币槽16-1、5角硬币槽16-2、1元硬币槽16-3、电机开关17。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

如图1-4所示，一种硬币分拣机，包括安装架1、分拣装置和收纳装置，且分拣装置和收纳装置配合安装在安装架上，

所述收纳装置为斜坡形硬币槽16，包括1角硬币槽16-1、5角硬币槽16-2和1元硬币槽16-3，且三个硬币槽按顺序排列设置，所述收纳装置固定安装在安装架上；

所述分拣装置包括电机座2、电机开关17，直流电机3、联轴器4、第一支撑架6、第二支撑架5、轴承座7、凸轮轴9、第一定位板15、第二定位板10、第一推板13、第二推板12、第一弹簧14、第二弹簧11，所述电机座2和轴承座7相对设置，且通过螺钉固定在安装架上，所述直流电机3通过螺钉固定在电机座2上，所述电机座2上设有电机开关17，所述电机开关17与直流电机3连接，用于控制直流电机3开关，所述凸轮轴9的一端通过联轴器4与直流电机3相连，另一端穿过固定在轴承座7的轴承座孔内的轴承8,所述凸轮轴9包括第一凸轮9-1和第二凸轮9-2，所述第一定位板15与第二定位板10平行设置在与联轴器4平行的两侧，且所述第一定位板15和第二定位板10上均开有定位孔，所述第一推板13包括第一推杆13-2、第一“L”型连接板13-3和第一弧形槽13-1，且所述第一“L”型连接板13-3的一端固定连接第一推杆13-2，另一端固定连接第一弧形槽13-1，所述第一推板13的第一推杆13-2通过第一定位板15的定位孔与第一凸轮9-1接触，所述第二推板12包括第二推杆12-2、第二“L”型连接板12-3和第二弧形槽12-1，且所述第二“L”型连接板12-3的一端固定连接第二推杆12-2，另一端固定连接第二弧形槽12-1，所述第二推板12的第二推杆12-2通过第二定位板10的定位孔与第二凸轮9-2接触，所述第一支撑架6和第二支撑架5分别平行设置在与联轴器4平行的两侧，分别用于支撑第一推板13和第二推板12，所述第一弹簧14设置在第一推杆13-2上，一端与第一“L”型连接板13-3的一端采用螺钉固定连接，另一端采用螺钉固定连接在第一定位板15上，所述第二弹簧11设置在第二推杆12-2上，一端与第二“L”型连接板12-3的一端采用螺钉固定连接，另一端采用螺钉固定连接在第二定位板10上。

优选地，所述第一支撑架6由两根支架组成，且两根支架采用活动联接，所述第二支撑架5与第一支撑架6的结构相同，用于支撑第一推板13和第二推板12。

一种硬币分拣机的硬币分拣方法，包括以下步骤：

（3a）、打开电机开关17，直流电机3启动，带动凸轮轴9上的第一凸轮9-1和第二凸轮9-2旋转，启动时，所述第一弹簧14和第二弹簧11的初始状态为拉伸状态，且第一弧形槽13-1和第二弧形槽12-1之间的距离小于1角硬币的直径；

（3b）、当第一凸轮9-1和第二凸轮9-2旋转角度在0°～60°之间时，第一推板13和第二推板12位置保持固定，且第一弧形槽13-1和第二弧形槽12-1之间的距离小于1角硬币的直径；

（3c）、当第一凸轮9-1和第二凸轮9-2旋转角度在60°～80°之间时，第一推板13在第一弹簧14的弹力作用下向前移动，第二推板12在第二凸轮9-2推动下向后运动，且第一弧形槽13-1和第二弧形槽12-1之间的距离小于1角硬币的直径；

（3d）、当第一凸轮9-1和第二凸轮9-2旋转角度为80°时，第一推板13和第二推板12运动到1角硬币槽16-1的上方，所述第一弧形槽13-1和第二弧形槽12-1之间的距离大于等于1角硬币的直径，且小于5角硬币的直径；

（3e）、当第一凸轮9-1和第二凸9-2旋转角度在80°～140°之间时，两推板位置不发生变化，使1角硬币完全掉落在1角硬币槽内；

（3f）、当第一凸轮9-1和第二凸轮9-2旋转角度在140°～160°之间时，第一推板13在第一弹簧14的弹力作用下向前移动，第二推板12在第二凸轮9-2推动下向后运动，两推板之间的距离逐渐变大，且第一弧形槽13-1和第二弧形槽12-1之间的距离小于5角硬币的直径；

（3g）、当第一凸轮9-1和第二凸轮9-2旋转角度为160°时，第一推板13和第二推板12运动到5角硬币槽16-2的上方，所述第一弧形槽13-1和第二弧形槽12-1之间的距离大于等于5角硬币的直径，且小于1元硬币的直径；

（3h）、当第一凸轮9-1和第二凸轮9-2旋转角度为160°～220°时，第一推板13和第二推板12的位置不发生变化，使 5角硬币完全掉落在5角硬币槽16-2内；

（3i）、当第一凸轮9-1和第二凸轮9-2旋转角度为220°～240°时,第一推板13在第一弹簧14的弹力作用下向前移动，第二推板12在第二凸轮9-2推动下向后运动，两推板之间的距离逐渐变大，且第一弧形槽13-1和第二弧形槽12-1之间的距离小于1元硬币的直径；

（3j）、当第一凸轮9-1和第二凸轮9-2旋转角度为240°时，第一推板13和第二推板12运动到1元硬币槽16-3的上方，所述第一弧形槽13-1和第二弧形槽12-1之间的距离大于等于1元硬币的直径；

（3k）、当第一凸轮9-1和第二凸轮9-2旋转角度为240°～300°时，第一推板13和第二推板12的位置不发生变化，使1元硬币完全掉落在1元硬币槽16-3内；

（3l）、当第一凸轮9-1和第二凸轮9-2旋转角度为300°～360°时,第一推板13在第一凸轮9-1的推动下逐步恢复到初始位置，第二推板12在第二弹簧11的弹力作用下逐步恢复到初始位置,当凸轮的旋转角度为360°时，开始进入到下一个工作循环中。

本发明的工作原理如下:

直流电机3启动，带动凸轮轴9旋转，利用凸轮与推杆的接触以及弹簧的弹力，带动推板水平移动。选取第一凸轮9-1的基圆尺寸为120mm，第二凸轮9-2的基圆尺寸为130mm。两凸轮旋转角度在0°到60°之间时，两凸轮向径不发生变化，两推板的位置保持固定，并且第一推板13前端的第一弧形槽13-1和第二推板12前端的第二弧形槽12-1之间的距离为15mm,不能让直径最小的1角硬币掉落。

两凸轮旋转角度在60°到80°之间时，第一凸轮9-1的向径逐渐减小，第二凸轮9-2的向径逐渐增大。在第一弹簧14的弹力作用下，第一推板13向前移动，第二凸轮9-2推动第二推板向后运动。为了避免刚性冲击，两推板的运动遵从简谐运动规律。在凸轮旋转过程中，两推板之间的距离逐渐变大，但是两者之间的距离依然不能让直径最小的1角硬币掉落。

当两凸轮旋转角度在80°时，相对于初始状态，第一推板13向前移动10mm,第二推板12向后移动14mm，并且两推板恰好运动到1角硬币槽16-1的上方，此时两推板之间的距离为19mm，恰好只允许直径为19mm的1角硬币掉落。两凸轮旋转角度在80°到140°之间时，两凸轮的向径不发生变化，两推板位置不发生变化，确保1角硬币完全掉落在1角硬币槽16-1内。

两凸轮旋转角度在140°到160°之间时，第一凸轮9-1的向径逐渐减小，第二凸轮9-2的向径逐渐增大，在第一弹簧14的弹力作用下，第一推板13向前移动，第二凸轮9-2推动第二推板12向后运动。为了避免刚性冲击，两推板的运动遵从简谐运动规律。在凸轮旋转过程中，两推板之间的距离逐渐变大，但是两者之间的距离不能让直径第二小的5角硬币掉落。

当两凸轮旋转角度在160°时，相对于两凸轮旋转角度为80°时，第一推板13向前移动30mm,第二推板12向后移动31.5mm，并且两推板恰好运动到5角硬币槽16-2的上方，此时两推板之间的距离为20.5mm，恰好允许直径为20.5mm的5角硬币掉落，但不能允许直径为25mm的1元硬币掉落。两凸轮旋转角度在160°到220°之间时，两凸轮的向径不发生变化，两推板位置不发生变化，确保5角硬币完全掉落在5角硬币槽16-2内。

两凸轮旋转角度在220°到240°之间时，第一凸轮9-1的向径逐渐减小，第二凸轮9-2的向径逐渐增大，在第一弹簧14的弹力作用下，第一推板13向前移动，第二凸轮9-2推动第二推板12向后运动。为了避免刚性冲击，两推板的运动遵从简谐运动规律。在凸轮旋转过程中，两推板之间的距离逐渐变大，但是两者之间的距离不能让1元硬币掉落。

当两凸轮旋转角度在240°时，相对于两凸轮旋转角度为160°时，第一推板13向前移动32mm,第二推板12向后移动36.5mm，并且两推板恰好运动到1元硬币槽的上方，此时两推板之间的距离为25mm，恰好允许直径为25mm的1元硬币掉落。两凸轮旋转角度在240°到300°之间时，两凸轮的向径不发生变化，两推板位置不发生变化，确保1元硬币完全掉落在1元硬币槽16-3内。

两凸轮旋转角度在300°到360°之间时，第一推板13在第一凸轮9-1的推动下逐渐恢复到初始位置，第二推板12在第二弹簧11的弹力作用下逐渐恢复到初始位置，为了避免刚性冲击，两推板的运动遵从简谐运动规律。当旋转角度达到360°时，开始进入到下一个工作循环中。

在本发明中，斜坡形硬币槽中三个硬币槽从左往右依次为1角硬币槽、5角硬币槽和1元硬币槽，且三个硬币槽之间的距离根据两推板的移动距离设置，所述斜坡形硬币槽的高端与两推板上的弧形槽接近，便于弧形槽中的硬币落于硬币槽。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种硬币分拣机，其特征在于，包括安装架、分拣装置和收纳装置，且分拣装置和收纳装置配合安装在安装架上，

所述收纳装置为斜坡形硬币槽，包括1角硬币槽、5角硬币槽和1元硬币槽，且三个硬币槽按顺序排列设置，所述收纳装置固定安装在安装架上；

所述分拣装置包括电机座、电机开关，直流电机、联轴器、第一支撑架、第二支撑架、轴承座、凸轮轴、第一定位板、第二定位板、第一推板、第二推板、第一弹簧、第二弹簧，所述电机座和轴承座相对设置，且通过螺钉固定在安装架上，所述直流电机通过螺钉固定在电机座上，所述电机座上设有电机开关，所述电机开关与直流电机连接，用于控制直流电机开关，所述凸轮轴的一端通过联轴器与直流电机相连，另一端穿过固定在轴承座的轴承座孔内的轴承,所述凸轮轴包括第一凸轮和第二凸轮，所述第一定位板与第二定位板分别平行设置在与联轴器平行的两侧，且所述第一定位板和第二定位板上均开有定位孔，所述第一推板包括第一推杆、第一“L”型连接板和第一弧形槽，且所述第一“L”型连接板的一端固定连接第一推杆，另一端设有第一弧形槽，所述第一推板的第一推杆通过第一定位板的定位孔与第一凸轮接触，所述第二推板包括第二推杆、第二“L”型连接板和第二弧形槽，且所述第二“L”型连接板的一端固定连接第二推杆，另一端设有第二弧形槽，所述第二推板通过第二定位板的定位孔与第二凸轮接触，所述第一支撑架和第二支撑架分别平行设置在与联轴器平行的两侧，分别用于支撑第一推板和第二推板，所述第一弹簧设置在第一推杆上，所述第一弹簧的一端与第一“L”型连接板的一端采用螺钉固定连接，另一端采用螺钉固定连接在第一定位板上，所述第二弹簧设置在第二推杆上，所述第二弹簧的一端与第二“L”型连接板的一端采用螺钉固定连接，另一端采用螺钉固定连接在第二定位板上。

2.根据权利要求1所述的一种硬币分拣机，其特征在于，所述第一支撑架由两根支架组成，且两根支架采用活动联接，所述第二支撑架与第一支撑架的结构相同。

3.一种硬币分拣机的硬币分拣方法，其特征在于，采用权利要求1所述的一种硬币分拣机进行分拣硬币，包括以下步骤：

（3a）、打开电机开关，直流电机启动，带动凸轮轴上的第一凸轮和第二凸轮旋转，启动时，所述第一弹簧和第二弹簧初始状态为拉伸状态，且第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离小于1角硬币的直径；

（3b）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度在0°～60°之间时，第一推板和第二推板位置保持固定，且第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离小于1角硬币的直径；

（3c）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度在60°～80°之间时，第一推板在第一弹簧的弹力作用下向前移动，第二推板在第二凸轮推动下向后运动，且第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离小于1角硬币的直径；

（3d）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为80°时，第一推板和第二推板运动到1角硬币槽的上方，所述第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离大于等于1角硬币的直径，且小于5角硬币的直径；

（3e）当第一凸轮和第二凸轮旋转角度在80°～140°之间时，两推板位置不发生变化，使1角硬币完全掉落在1角硬币槽内；

（3f）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度在140°～160°之间时，第一推板在第一弹簧的弹力作用下向前移动，第二推板在第二凸轮推动下向后运动，两推板之间的距离逐渐变大，且第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离小于5角硬币的直径；

（3g）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为160°时，第一推板和第二推板运动到5角硬币槽的上方，所述第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离大于等于5角硬币的直径，且小于1元硬币的直径；

（3h）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为160°～220°时，第一推板和第二推板的位置不发生变化，使 5角硬币完全掉落在5角硬币槽内；

（3i）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为220°～240°时,第一推板在第一弹簧的弹力作用下向前移动，第二推板在第二凸轮推动下向后运动，两推板之间的距离逐渐变大，且第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离小于1元硬币的直径；

（3j）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为240°时，第一推板和第二推板运动到1元硬币槽的上方，所述第一弧形槽和第二弧形槽之间的距离大于等于1元硬币的直径；

（3k）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为240°～300°时，第一推板和第二推板的位置不发生变化，使1元硬币完全掉落在1元硬币槽内；

（3l）、当第一凸轮和第二凸轮旋转角度为300°～360°时,第一推板在第一凸轮的推动下逐步恢复到初始位置，第二推板在第二弹簧的弹力作用下逐步恢复到初始位置,当凸轮的旋转角度为360°时，开始进入到下一个工作循环中。