CN106251481A - 一种钱币分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钱币分离装置，由上而下依次包括带入币口的盖帽、分离盘、行星齿轮组、主风扇、电机、纸币收集筒，所述分离盘包括圆盘主体和设置在圆盘主体中心上端面的空心导气柱，内腔设置有螺旋形立式风扇叶片，圆盘主体和空心导气柱的圆周壁上均匀设置有通气孔；行星齿轮组的齿圈与分离盘固定连接，太阳轮连接传动轴，传动轴的上端连接立式风扇叶片，下端依次连接主风扇和电机；纸币收集筒内设置有具倾斜度的硬币汇集通道，所述纸币收集筒外侧设置有连接硬币汇集通道的硬币分类器。本发明利用风力实现不同种类钱币的分离，极大地提高钱币分拣的工作效率，相比传感器技术，控制简单，成本低，也更有可能得到较好地普及与推广。

Description

一种钱币分离装置

技术领域

本发明涉及一种纸币与硬币分离装置，该装置能够快速实现硬币与纸币的分拣动作，从而极大提高工作效率。

背景技术

目前,在公交系统中,公交车投币箱收到的纸币和硬币是混在一起的,公交车在结束营运后,公交公司还需要长期耗费大量人力,分拣投币箱收到的纸币和硬币,这样的方式不仅工作效率低,而且劳动成本高。

目前，国内涉及钱币分拣技术领域较少，多采用传感技术实现分拣，原理复杂，造价昂贵，没有市场普及性。而本次发明针对这一不足进行了改进与创新，提出利用风力实现钱币分拣的新型方案，在既保证效率的同时，又有效地降低了制造成本与维护成本。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足而提供一种新型的钱币分拣装置，从而保证其高效且低成本地工作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种钱币分离装置，由上而下依次包括带入币口的盖帽、分离盘、行星齿轮组、主风扇、电机、纸币收集筒，

所述分离盘包括圆盘主体和设置在圆盘主体中心上端面的空心导气柱，所述空心导气柱顶端密封，内腔设置有螺旋形立式风扇叶片，所述圆盘主体和空心导气柱的圆周壁上均匀设置有通气孔；

所述行星齿轮组的齿圈与分离盘固定连接，太阳轮连接传动轴，所述传动轴的上端连接立式风扇叶片，下端依次连接主风扇和电机；

所述带入币口的盖帽扣合在所述纸币收集筒上，所述纸币收集筒内设置有具倾斜度的硬币汇集通道，所述纸币收集筒外侧设置有通过漏斗形通道连接硬币汇集通道的硬币分类器。

进一步地，所述圆盘主体包括表面平滑的圆形中心板，所述圆形中心板边缘设置有带有弧形坡度的导向边裙，所述圆形中心板与导向边裙的交界处沿圆形中心板的周向均匀地间隔设置有若干过币槽口。

进一步地，所述圆形中心板的上表面由中心向边缘方向倾斜一定角度。

进一步地，所述空心导气柱顶端呈圆锥形。

进一步地，所述带入币口的盖帽的进口呈漏斗形。

进一步地，所述硬币分类器由左至右且由高到低地包括通过宽度分类硬币的一元硬币收集槽、五角硬币收集槽、一角硬币收集槽，所述一元硬币收集槽和五角硬币收集槽之间、五角硬币收集槽和一角硬币收集槽之间连通设置有供硬币掉落的滑槽。

进一步地，所述分离盘上还设置有压力传感器，所述压力传感器通过压力信号作为电路的触发信号控制电机运行。

进一步地，所述分离盘和主风扇之间还设置有发热丝。

进一步地，还包括单片机电路，所述单片机电路器与压力传感、电机发热丝电路相连，压力信号作为电路的触发信号，触发单片机电路按设定参数控制整个装置间隙运行。

进一步地，所述设定参数包括电机的启动、关闭、转速、转向、持续运行时间，间歇运行周期以及发热丝的启动和关闭。

该分离装置由风扇、钱币分离盘、硬币分离通道组成。风扇由一个电机带动，风扇转动提供钱币分离所需的动力，钱币分离盘实现纸币和硬币的分拣，纸币则会在风力的作用下与硬币分开，硬币分离通道则对不同种类的硬币实现分类。该分拣装置中核心的部分为钱币分离盘，其工作原理是：

钱币分离盘上装有压力传感器，当钱币聚集到一定程度时，压力传感器会刺激工作电路使之导通，此时分离盘和主风扇都会开始工作。利用钱币分离盘自身旋转运动，出于纸币与硬币自身惯性的不同，初步实现纸币与硬币的分离，同时为硬币提供离心力，使硬币具备初始速度，从而滑落到硬币汇集通道；利用主风扇提供动力是纸币实现先向上后向径向外围的运动，最终使纸币落入纸币收集筒从而实现纸币与硬币的分离。

硬币分类是利用硬币本身尺寸大小不同的特点而进行分拣的。纸币则通过引力沿着滑道根据不同直径的收集槽进行分离。

本发明的突出效果是：利用风力实现纸币与硬币分拣，相比于利用传感技术来实现分拣而言，控制方便可靠、结构简单，成本更低，同时也能很好实现钱币分拣目标。同时本装置还利用单片机对电机的工作状态进行了控制，使主风扇和分离盘间歇性地工作，这不仅能够保证效率，还能使其更加节能。而且系统开始工作的压力值，工作时的速度大小，是否开启加热丝，工作周期时长等参数可以通过单片机进行修改与控制，使其能够满足不同情况的工作需求，更加智能和人性化。而且此装置制造成本低廉，结构简单，控制方便可靠，维修成本小，极具市场潜力。

附图说明

图1 本发明实施例的爆炸结构示意图。

图2 本发明实施例的分离盘与行星齿轮组装配结构示意图。

图3是本发明实施例的分离盘立体结构示意图。

图4是本发明实施例的分离盘与行星齿轮组剖视示意图。

图5是本发明实施例的分离盘的局部剖视放大图。

图6是发明实施例的局部装配示意图。

图7是发明实施例的立式风扇叶片立体结构示意图。

图8是发明实施例的发热丝立体结构示意图。

图9是发明实施例的主风扇立体结构示意图。

图10是钱币在分离盘内的运动路径示意图。

图11 硬币在分离通道中的运动路径示意图。

1-带入币口的盖帽；2-分离盘；20-空心导气柱；21-通气孔；22-圆盘主体；23-过币槽口； 24-导向边裙；25-圆形中心板；3-立式风扇叶片；4-传动轴；5-行星齿轮；6-发热丝；7-主风扇；8-电机；9-纸币收集筒；10-硬币分类器；101-五角硬币收集槽；102-一元硬币收集槽；103-一角硬币收集槽；11-硬币汇集通道；12-齿圈。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

如图1至图9所示，一种钱币分离装置，由上而下依次包括带入币口的盖帽1、分离盘2、行星齿轮组、主风扇7、电机8、纸币收集筒9，

所述分离盘2包括圆盘主体22和设置在圆盘主体22中心上端面的空心导气柱20，所述空心导气柱20顶端密封且呈圆锥形；

如图4所示，空心导气柱20内腔设置有螺旋形立式风扇叶片3，所述圆盘主体22和空心导气柱20的圆周壁上均匀设置有通气孔21，主要作用是通风；

所述圆盘主体22包括表面平滑的圆形中心板25，所述圆形中心板边缘设置有带有弧形坡度的导向边裙24，为纸币提供导向功能，所述圆形中心板25与导向边裙24的交界处沿圆形中心板25的周向均匀地间隔设置有若干过币槽口23，硬币可以从过币槽口23划出，而纸币为纸币宽度长度大于过币槽口23不会进入过币槽口23 (见图5)，分离盘2表面经过抛光处理，保证了足够的光滑，有效降低钱币所受摩擦力的影响，同时所述圆形中心板25的上表面由中心向边缘方向倾斜一定角度，中心处较高，边缘处较低，利用纸币与硬币自身的质量的差异导致的各自惯性的不同，以此形成下滑速度的不同。同时在水平面上由于分离盘旋转为纸币与硬币提供不同的离心力，使得在水平面上同样形成不同的速度。利用纸币与硬币的速度差减少了纸币与硬币的重叠，使之尽量分离开来，实现在分离盘上的初步分离，为下一步通过风力进行纸币与硬币的分离提供的成功的保证。

所述分离盘2上还设置有压力传感器，所述压力传感器通过压力信号作为电路的触发信号控制电机8运行，所述分离盘2和主风扇7之间还设置有发热丝6。还包括单片机电路，所述单片机电路器与压力传感、电机8发热丝6电路相连，压力信号作为电路的触发信号，触发单片机电路按设定参数控制整个装置持续或间隙运行。所述设定参数包括电机8的启动、关闭、转速、转向、持续运行时间，间歇运行周期以及发热丝6的启动和关闭。压力传感器通过单片机电路控制着电机8的转动，当压力到达一定程度时，电路被导通，电机8开始工作，主风扇7与分离盘2开始转动，电机转轴与主风扇7和立式风扇叶片3固定连接。

如图2所示，所述行星齿轮组的齿圈12与分离盘2固定连接，太阳轮连接传动轴4，所述传动轴4的上端连接立式风扇叶片3，下端依次连接主风扇7和电机8，传动轴4与分离盘2之间通过行星齿轮组进行差速传动，使得分离盘2速度大大小于各风扇速度，保证了硬币落在分离盘2时不会由于分离盘2速度太大被甩出进入纸币收集筒9内，同时分离盘2并非为水平面，其具有一定坡度，可为纸币与硬币在分离盘上的运动提供一定初速度。

图10所示为纸币与硬币在分离盘2中不同的运动轨迹示意图，弧形箭头为纸币路径，直线箭头为硬币路径，纸币受到底部和侧面的风力会使其贴近纸币收集筒9内壁，而硬币由于质量过大会随着分离盘2移动到边缘掉入硬币汇集通道11中。纸币与硬币的最终分离所采用原理即是利用纸币与硬币自身所具备质量的差异来进行分拣。

所述带入币口的盖帽1扣合在所述纸币收集筒9上，所述纸币收集筒9内设置有具倾斜度的硬币汇集通道11，所述纸币收集筒9外侧设置有通过漏斗形通道连接硬币汇集通道11的硬币分类器10。

所述带入币口的盖帽1的进口呈漏斗形，可以同时容纳更多钱币，提高装置分离效率，同时入口大，出口小的构造可减少出现纸币交错叠放的情况，为下一步钱币分离提供有利条件。

如图1和图11所示，所述硬币分类器10由左至右且由高到低地包括通过宽度分类硬币的一元硬币收集槽102、五角硬币收集槽101、一角硬币收集槽103，所述一元硬币收集槽102和五角硬币收集槽101之间、五角硬币收集槽101和一角硬币收集槽103之间连通设置有供硬币掉落的滑槽。如图10所示，纸币按弧形箭头所指方向落入下面的纸币收集筒9中，硬币按直线箭头所指方向从过币槽口23划出后会落在硬币汇集通道1内，然后沿着通过漏斗形通道滑入硬币分类器10。以下说明采用我国所用硬币为例，目前我国通用硬币为一元、五角和一角，其直径大小依次为25mm、20mm和17mm。利用其三者所具有的直径大小的区别，以此设置一元硬币收集槽102、五角硬币收集槽101、一角硬币收集槽103宽度依次为27mm、22mm和19mm。供硬币掉落的滑槽口径从左到右分布依次减小，则一元硬币收集槽102、五角硬币收集槽101、一角硬币收集槽103依次掉落一元、五角和一角硬币，最终可顺利实现不同硬币的分拣，最终实现了纸币与硬币的分离和对硬币的进一步细分。

主风扇7的作用主要为提供竖直向上的风力，使纸币与硬币实现一次分离。立式风扇叶片3设计的主要目的在于将主风扇7产生的竖直向上的风力转换为沿分离盘2径向的风力，而且由于其设计上的对称性，既可以保证其产生足够大的风力，还能保证均匀出风，能够使升起来的纸币在侧向风的作用下紧贴纸币收集筒9内壁。发热丝6则可以通过现实的需要选择开启或关闭，其电路控制也是通过单片机实现的，因为考虑到各种天气的影响，如下雨天钱币被打湿，冬天硬币上结霜等情况，发热丝6可以使冷风变为热风，不仅可以烘干钱币，还能够保持装置内部的干燥，有利于提高装置的使用寿命。

本发明使用时，其工作步骤如下：

第一步：纸币和硬币通过入币口到达分离盘2并在上面堆积；

第二步：钱币产生的压力达到触发值，压力传感器将触发信号传递给单片机电路；

第三步：单片机电路按照预先设定好的参数使主风扇7和分离盘2开始工作；

第四步：纸币在风力作用下和硬币分开，并在径向风力的作用下紧贴纸币收集筒9内壁，落入纸币收集筒9中；

第五步：硬币由于受到分离盘2转动产生的离心力的作用，也逐渐向分离盘2边缘移动，落入硬币汇集通道11中；

第六步：硬币汇集通道11与硬币分类器10之间存在倾斜的滑道，硬币滑动到硬币分类器10处。

第七步：硬币分类器10进一步对硬币实现分类。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钱币分离装置，其特征在于，由上而下依次包括带入币口的盖帽(1)、分离盘(2)、行星齿轮组、主风扇(7)、电机(8)、纸币收集筒(9)，

所述分离盘(2)包括圆盘主体(22)和设置在圆盘主体(22)中心上端面的空心导气柱(20)，所述空心导气柱(20)顶端密封，内腔设置有螺旋形立式风扇叶片(3)，所述圆盘主体(22)和空心导气柱(20)的圆周壁上均匀设置有通气孔(21)；

所述行星齿轮组的齿圈(12)与分离盘(2)固定连接，太阳轮连接传动轴(4)，所述传动轴(4)的上端连接立式风扇叶片(3)，下端依次连接主风扇(7)和电机(8)；

所述带入币口的盖帽(1)扣合在所述纸币收集筒(9)上，所述纸币收集筒(9)内设置有具倾斜度的硬币汇集通道(11)，所述纸币收集筒(9)外侧设置有通过漏斗形通道连接硬币汇集通道(11)的硬币分类器(10)。

2.根据权利要求1所述的钱币分离装置，其特征在于：所述圆盘主体(22)包括表面平滑的圆形中心板(25)，所述圆形中心板边缘设置有带有弧形坡度的导向边裙(24)，所述圆形中心板(25)与导向边裙(24)的交界处沿圆形中心板(25)的周向均匀地间隔设置有若干过币槽口(23)。

3.根据权利要求2所述的钱币分离装置，其特征在于：所述圆形中心板(25)的上表面由中心向边缘方向倾斜一定角度。

4.根据权利要求1所述的钱币分离装置，其特征在于：所述空心导气柱(20)顶端呈圆锥形。

5.根据权利要求1所述的钱币分离装置，其特征在于：所述带入币口的盖帽(1)的进口呈漏斗形。

6.根据权利要求1所述的钱币分离装置，其特征在于：所述硬币分类器(10)由左至右且由高到低地包括通过宽度分类硬币的一元硬币收集槽(102)、五角硬币收集槽(101)、一角硬币收集槽(103)，所述一元硬币收集槽(102)和五角硬币收集槽(101)之间、五角硬币收集槽(101)和一角硬币收集槽(103)之间连通设置有供硬币掉落的滑槽。

7.根据权利要求1所述的钱币分离装置，其特征在于：所述分离盘(2)上还设置有压力传感器，所述压力传感器通过压力信号作为电路的触发信号控制电机(8)运行。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的钱币分离装置，其特征在于：所述分离盘(2)和主风扇(7)之间还设置有发热丝(6)。

9.根据权利要求8所述的钱币分离装置，其特征在于：还包括单片机电路，所述单片机电路器与压力传感、电机(8)发热丝(6)电路相连，压力信号作为电路的触发信号，触发单片机电路按设定参数控制整个装置持续或间隙运行。

10.根据权利要求9所述的钱币分离装置，其特征在于：所述设定参数包括电机(8)的启动、关闭、转速、转向、持续运行时间，间歇运行周期以及发热丝(6)的启动和关闭。