CN106040595A - 一种硬币自动分拣机 - Google Patents

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Abstract

一种硬币自动分拣机，包括输送模块、分离模块和计数模块，输送模块包括用于批量传送硬币的传送带，在传送带上方设置一个转动方向与传送带运动方向相反的辊子，以使硬币单层铺展在传送带上，实现硬币的单层化输送，所述传送带的传送方向末端位置设置有格栅板；分离模块包括位于格栅板后方的若干水平并行滑道，每个滑道中沿硬币运动方向设有若干口径从小到大的出币口；计数模块包括设置在各个滑道中的红外传感器，各个红外传感器连接单片机实现计数，本发明可高效准确地实现对大批量硬币尤其是我国第五套人民币铸币进行分离和计数，从而提高工作效率，解放劳动力，为硬币的广泛使用提供有效的保障基础。

Description

一种硬币自动分拣机
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及对硬币的分拣以及计数，特别涉及一种硬币自动分拣机。
背景技术
随着我国“一元硬币化工程”的迅速进展，越来越多的硬币被投入市场，分离各种不同的硬币和计数就成了大问题，迫切需要一种分离计数硬币的装置。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种硬币自动分拣机，可高效准确地实现对大批量硬币尤其是我国第五套人民币铸币进行分离和计数，从而提高工作效率，解放劳动力，为硬币的广泛使用提供有效的保障基础。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种硬币自动分拣机，包括输送模块、分离模块和计数模块，其特征在于：
所述输送模块包括用于批量传送硬币的传送带7，在传送带7上方设置一个转动方向与传送带7运动方向相反的辊子12，以使硬币单层铺展在传送带7上，实现硬币的单层化输送，所述传送带7的传送方向末端位置设置有格栅板13；
所述分离模块包括位于格栅板13后方的若干水平并行滑道1，每个滑道1中沿硬币运动方向设有若干口径从小到大的出币口2；
所述计数模块包括设置在各个滑道1中的红外传感器，各个红外传感器连接单片机实现计数。
所述输送模块中，格栅板13是一个带有若干格子的挡板，竖立设置，格子位于下方，分别与各个滑道1的入口对应，传送带7传送的硬币从通过各个格子进入所述滑道1，从而再次确保硬币单层铺展，同时实现对硬币分流或分道。
所述格栅板13的各个格子的高度为3mm，宽度为27mm，所述滑道1中，设置的出币口2的尺径依次为19mm和22mm，分别供五角和一角硬币下落，滑道1的出口端设置有一元硬币收集装置。
所述分离模块中，在滑道1上方设置有皮带结构5，利用皮带轮6带动皮带8运动，皮带8压着硬币带动一同前行。
所述分离模块中，靠近格栅板13的皮带轮6的轴承座为可动轴承座3。
所述输送模块中，辊子12的一端设置有可动轴承座3，以使得辊子12能够根据硬币的厚度上下运动而不会卡死。
所述可动轴承座3是在轴座本体的一端设置竖直的弹簧10，另一端通过螺栓11连接在架体上，使得轴座本体上下可动，进而带动辊子12或者相应的皮带轮6上下浮动。
所述分离模块中，在滑道1的入口处截面为圆弧结构，在格栅板13与滑道1入口之间设置有弹片装置9，弹片装置9包括直线体93，在直线体93的前端即靠近格栅板13的一端设置有对称的弧形弹片一91，在直线体93后端即靠近滑道1入口的一端设置有对称的弧形弹片二92，直线体93设置在相邻的滑道1之间，在相邻弹片装置9的弧形弹片一91的作用下，引导硬币从滑道1入口的正中央进入。
所述分离模块中，在皮带8上设置有弹簧压紧装置，通过向皮带8施压，使得皮带8压紧硬币，所述弹簧压紧装置的一端通过横向支架14连接在滑道1两侧的架体上，另一端设置有用于压在运行于下方的皮带8上的压带滚轮17，弹簧压紧装置包括连接轴，连接轴上设置轴套和以弹簧紧定装置16安装于轴套上的压紧弹簧15。
所述计数模块中，传感器布置口18位于滑道1的一侧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)根据硬币的厚度利用格栅板将硬币单层化并实现分流，使硬币能逐个进入各个滑道。
(2)在每一个滑道入口处采用圆弧滑道及弹簧垫片，使硬币准确地进入预定轨道。
(3)在每个滑道的上方设置皮带轮，既利用皮带与硬币的摩擦力为硬币的滑行提供动力，又可以确保硬币一直处于预定。
(4)在皮带轮处使用可动轴承座，避免了滚轮的意外卡死。
(5)在滑道中的各个皮带上设置了弹簧压紧装置，避免了因皮带与硬币的接触不足、摩擦动力不够，而使硬币出现停留在滑道中的现象。
(6)在硬币分离的过程中，利用传感器对滑道的不同段硬币进行计数，并结合单片机技术对一元、五角、一角硬币的数量进行统计。
本发明的推广价值如下
(1)为提高分离硬币的效率，设置了六条完全相同的并行滑道，而在不同的应用环境中可根据需求设置合适的滑道数量，以保证工作效率。
(2)可以大量投入到银行、公交公司、超市等大量使用钱币的地方。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明输送模块结构示意图。
图3是本发明格栅板结构示意图。
图4是本发明分离模块结构示意图。
图5是本发明可动轴承座结构示意图。
图6是本发明弹片装置结构示意图。
图7是本发明弹簧压紧装置结构示意图。
图8是图7的俯视图。
图9是本发明传感器布置形式图。
图10是本发明两层滑道的结构拆分示意图。
图11是本发明两层滑道的结构组装示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
首先，对硬币物理特性进行研究和分析，其部分物理特性如表1所示。
表1硬币的物理特性
面额 直径 厚度 重量 材质 颜色
1元 25mm 1.85mm 6.1g 钢芯镀镍 镍白色
5角 20.5mm 1.65mm 3.8g 铜锌合金 金黄色
1角 19mm 1.67mm 3.5g 铝镁合金 钢白色
由以上数据，对硬币物理特性的研究和分析可初步得出以下结论：
(1)根据硬币厚度显示，由于一角硬币、五角硬币和一角硬币的厚度相差很小，尤其是五角硬币与一角硬币更是微小，因此根据厚度将硬币进行分离不容易实现；
(2)根据硬币重量显示，一元硬币和五角、一角的重量差别较大，然而五角和一角硬币的重量只差0.3g，差别很小。因此想根据硬币重量的不同将硬币分离也较难实现；
(3)根据硬币材质显示，虽然一元、五角和一角硬币的材质上各不相同，但若借助磁性来分离，显然一元硬币具有磁性，而五角和一角硬币不具有磁性，因此想根据硬币材质的磁性将不同的硬币分离也较难实现；
(4)从硬币的颜色上看一元、一角和五角硬币的颜色差别较明显，可实现分离，但是一元硬币和一角硬币的颜色差别较小，实现分离较困难；
(5)从硬币的直径来看，一角、五角、一元硬币的直径差别较明显，便于通过机械机构实现分离。并且实现起来也较经济可行。
综上所述，通过一元、五角和一角硬币的直径这一属性将不同面值硬币进行分离是可行的。基于此，本发明设计总体方案如下：
利用传送带7将硬币向前运输，在运输的过程中将硬币铺成一层。并且设置宽为27mm，髙为3mm的格栅板13将硬币分离成六个道然后进入并列的六个滑道1。在滑道1中设置宽度分别19mm、21mm的长方形的出币口2，将不同的硬币沿不同的出币口2进行分离。在滑道1中设置小圆口安装YL-70四路寻迹红外传感器，将不同的滑道1中的钱币情况反馈给单片机，利用单片机对硬币进行计数，本发明的主要结构如图1所示，包括输送模块、分离模块和计数模块。
其中，输送模块如图2所示，采用传送带7传送，这种方式较平稳，而且价格较实惠，并且传送面积极大，机构简单。钱币在传送的过程中，需要对钱币进行铺平处理，通过在传送带7上方安装一个和传送方向相反的辊子12，由于是可动的设置，所以不容易卡死，效果较理想。同时，可在辊子12的一端设置可动轴承座3，以使得辊子12能够根据硬币的厚度上下运动而不会卡死，可动轴承座3结构如图5所示。在钱币进入分离模块前，可利用格栅板13对钱币进行分道处理，如图3所示，格栅板13是一个带有若干格子的挡板，竖立设置，格子位于下方，分别与各个滑道1的入口对应，各个格子的高度为3mm(即基于最大硬币的一个到两个厚度之间)，宽度为27mm。传送带7传送的硬币从通过各个格子进入分离模块的各个滑道1，从而再次确保硬币单层铺展，同时实现对硬币分流或分道。
分离模块如图4所示，包括位于格栅板13后方的若干水平并行的滑道1，每个滑道1中设有出币口2，沿运动方向，出币口2尺径依次为19mm和22mm，分别供五角和一角硬币下落，滑道1的出口端设置有一元硬币收集装置，即一元硬币从滑道的出口端下落。
在滑道1中，利用皮带轮6带动皮带8压着硬币前行，最后将硬币从不同的出币口2进行分离。进一步地，做出如下改进：
(1)利用可动轴承座3，可动轴承座3是在轴座本体的一端设置竖直的弹簧10，另一端通过螺栓11连接在架体上，使得轴座本体上下可动，进而带动辊子12或者相应的皮带轮6上下浮动。这样皮带轮6就可根据硬币厚度的不同上下浮动，具体的装置如图5所示。其解决的问题是：皮带轮轴承座固定的太低，在硬币进入滑道1的时候，容易卡死，固定太高，硬币往往不能在皮带8的带动下向前移动。
(2)将滑道1的前端入口处截面设置为圆弧，同时在格栅板13和滑道的中间设置弹片装置9。如图4和图6所示，弹片装置9包括直线体93，在直线体93的前端即靠近格栅板13的一端设置有对称的弧形弹片一91，在直线体93后端即靠近滑道1入口的一端设置有对称的弧形弹片二92，直线体93设置在相邻的滑道1之间。在相邻弹片装置9的弧形弹片一91的作用下，引导一元、五角、一角硬币从滑道1入口的正中央进入，保证五角、一角准确进入到滑道1的第二层。同时，当一元硬币在前而五角硬币在后时，由于一元硬币比五角厚，一元硬币进入滑道1后将皮带8撑开，五角硬币失去皮带8的控制会在滑道1内左右移动，导致五角硬币无法掉入滑道1的第二层，因此使用弧形弹片二92矫正五角钱币位置。其解决的问题是：五角钱币在进入滑道的时候如果不在滑道正中间，容易从一角硬币口掉落。
(3)在皮带8的中间部分添加弹簧压紧装置。在滑道1中的各个皮带8上设置了弹簧压紧装置，通过向皮带8施压，使得皮带8压紧硬币，避免了因皮带8与硬币的接触不足、摩擦动力不够，而使硬币出现停滞在滑道1中的现象。具体的结构如图7和图8所示，弹簧压紧装置的一端通过横向支架14连接在滑道1两侧的架体上，另一端设置有用于压在运行于下方的皮带8上的压带滚轮17，弹簧压紧装置包括连接轴，连接轴上设置轴套和以弹簧紧定装置16安装于轴套上的压紧弹簧15。其解决的问题是：在钱币向前移动的候可能会出现不动的情况。
计数模块中，传感器设置在不同的滑道段，传感器埋设过程中，选择将传感器埋设在滑道的一侧，而不是正中间，这样有利于计数。传感器的布置如图9所示。
基于上述结构，本发明主要工作原理如下：
(1)利用投币器将硬币投放至传送带7，投币器的下端为漏斗结构，漏斗口的宽度大于一个硬币的厚度小于两个硬币的厚度，配合运动的传送带7可以初步将硬币分成一层。
(2)使用传送带7作为硬币的运输载体。在传送带7传送的过程中利用辊子12和格栅板13将钱币分为单层，然后分为一排一排。
(3)根据硬币的厚度和直径，格栅板13类似一把梳子，将硬币从混乱的状态调整至整齐排列状态，为其后送入分离模块做准备。
(4)根据硬币直径的不同，分离模块中不同宽度的出币口2将硬币分类分离。
本发明中，由于五角硬币与一角硬币直径只差1.5毫米，而一元与五角直径相差4.5毫米，那么如果滑道1设置成一层，则其宽度至少为25毫米，还需设置五角、一角的出币口各为20.5毫米，19毫米。当五角硬币靠近滑道1的一端时，其距离滑道1另一端的距离为4.5毫米，而一角硬币的出币口2的两端与滑道1的距离为3毫米，因此五角硬币将从一角硬币出币口掉落，为解决此问题，进一步对滑道1进行改进，将滑道1分为上下两层，如图10和图11所示，包括滑道两侧挡板19、将滑道从槽底切开的上半部分20和从槽底切开的下半部分21。行走于宽度为21毫米的五角硬币无论如何偏向都将能顺利通过一角出币口，从五角出币口落出。

Claims (10)

1.一种硬币自动分拣机，包括输送模块、分离模块和计数模块，其特征在于：
所述输送模块包括用于批量传送硬币的传送带(7)，在传送带(7)上方设置一个转动方向与传送带(7)运动方向相反的辊子(12)，以使硬币单层铺展在传送带(7)上，实现硬币的单层化输送，所述传送带(7)的传送方向末端位置设置有格栅板(13)；
所述分离模块包括位于格栅板(13)后方的若干水平并行滑道(1)，每个滑道(1)中沿硬币运动方向设有若干口径从小到大的出币口(2)；
所述计数模块包括设置在各个滑道(1)中的红外传感器，各个红外传感器连接单片机实现计数。
2.根据权利要求1所述硬币自动分拣机，其特征在于，所述输送模块中，格栅板(13)是一个带有若干格子的挡板，竖立设置，格子位于下方，分别与各个滑道(1)的入口对应，传送带(7)传送的硬币从通过各个格子进入所述滑道(1)，从而再次确保硬币单层铺展，同时实现对硬币分流或分道。
3.根据权利要求2所述硬币自动分拣机，其特征在于，所述格栅板(13)的各个格子的高度为3mm，宽度为27mm，所述滑道(1)中，设置的出币口(2)的尺径依次为19mm和22mm，分别供五角和一角硬币下落，滑道(1)的出口端设置有一元硬币收集装置。
4.根据权利要求1所述硬币自动分拣机，其特征在于，所述分离模块中，在滑道(1)上方设置有皮带结构(5)，利用皮带轮(6)带动皮带(8)运动，皮带(8)压着硬币带动一同前行。
5.根据权利要求4所述硬币自动分拣机，其特征在于，所述分离模块中，靠近格栅板(13)的皮带轮(6)的轴承座为可动轴承座(3)。
6.根据权利要求1所述硬币自动分拣机，其特征在于，所述输送模块中，辊子(12)的一端设置有可动轴承座(3)，以使得辊子(12)能够根据硬币的厚度上下运动而不会卡死。
7.根据权利要求5或6所述硬币自动分拣机，其特征在于，所述可动轴承座(3)是在轴座本体的一端设置竖直的弹簧(10)，另一端通过螺栓(11)连接在架体上，使得轴座本体上下可动，进而带动辊子(12)或者相应的皮带轮(6)上下浮动。
8.根据权利要求5所述硬币自动分拣机，其特征在于，所述分离模块中，在滑道(1)的入口处截面为圆弧结构，在格栅板(13)与滑道(1)入口之间设置有弹片装置(9)，弹片装置(9)包括直线体(93)，在直线体(93)的前端即靠近格栅板(13)的一端设置有对称的弧形弹片一(91)，在直线体(93)后端即靠近滑道(1)入口的一端设置有对称的弧形弹片二(92)，直线体(93)设置在相邻的滑道(1)之间，在相邻弹片装置(9)的弧形弹片一(91)的作用下，引导硬币从滑道(1)入口的正中央进入。
9.根据权利要求5所述硬币自动分拣机，其特征在于，所述分离模块中，在皮带(8)上设置有弹簧压紧装置，通过向皮带(8)施压，使得皮带(8)压紧硬币，所述弹簧压紧装置的一端通过横向支架(14)连接在滑道(1)两侧的架体上，另一端设置有用于压在运行于下方的皮带(8)上的压带滚轮(17)，弹簧压紧装置包括连接轴，连接轴上设置轴套和以弹簧紧定装置(16)安装于轴套上的压紧弹簧(15)。
10.根据权利要求1所述硬币自动分拣机，其特征在于，所述计数模块中，传感器布置口(18)位于滑道(1)的一侧。
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