CN106981123A - 一种硬币分拣计数包装装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硬币分拣计数包装装置，包括分拣机构、包装机构、控制系统以及计数系统，包装机构安装于底座，底座上安装有支架，分拣机构安装于支架顶部。

Description

一种硬币分拣计数包装装置

技术领域

本发明涉及一种硬币分拣计数包装装置。

背景技术

现有市场上流通的硬币有四种，分别是第五套人民币的1角、5角和1元三种以及2000年10月16日起发行1角硬币。四种硬币的尺寸和材质均由明显的差异。银行、超市、公交公司等在经营过程中会收取大量硬币，采用人工的方式对这四种硬币分拣和清点工作量大，耗费时间长，而且容易出错。现有技术中有硬币分拣包装装置，现有的分拣装置通过振动盘、轨道分离、离心力等方式做不同硬币的分离，易出现误分拣的状况；现有的分拣机构一般不具备计数的功能，且少有具备分类包装的功能。

发明内容

为克服现有技术的中的不足，本发明的目的在于提供一种能够有效分拣硬币，对分拣后的硬币计数并计算出总金额、同时能够将分拣后的硬币分别以可回收包材包装的一种硬币分拣计数包装装置。

为达到以上目的，本发明的采取的技术方案为：

一种硬币分拣计数包装装置，包括分拣机构、包装机构、控制系统以及计数系统，包装机构安装于底座，底座上安装有支架，分拣机构安装于支架顶部，其特征在于，所述分拣机构包括振动盘、分币轨道、多个分币滑道、多个集币筒，所述分币轨道连接于振动盘振动轨道的末端，硬币由振动轨道导入到分币轨道，分币轨道上依次间隔设有尺寸由小到达的多个落币孔；所述分币滑道分别安装于各落币孔的正下方，分币滑道的顶部为倒锥形导料头，导料头的底部最窄处设置有倾斜的挡板，挡板与滑道的滑壁间隙大于一个硬币厚度且小于两个硬币厚度，各集币筒分别安装于分币滑道的末端；所述分币滑道和集币筒固定安装于支架；

所述包装机构安装于集币筒正下方，包装机构包括安装于底座多条平行的纵向直线送料器，各直线送料器分别对应一集币筒；所述集币筒底部开口，集币筒正下方分别安装有一滑块，滑块上顶面堵塞集币筒的底部开口；滑块安装于固定块上表面，固定块与滑块间安装有直线轨道，固定块经支架固定安装于底座并悬于直线送料器末端的正上方，滑块和固定块上分别设有同轴的竖直导币通孔，滑块与固定块间安装有有往复机构，所述往复机构的一个运动周期内，滑块上的通孔自固定块通孔上方移动至方集币筒下方去接收硬币；再自集币筒下方移动至固定块通孔上方并将硬币送入固定块通孔内；固定块通孔下方的直线送料器上放置有依次排列的收纳筒，硬币顺着固定块通孔进入收纳筒；所述直线送料器的末端设置有一条横向直线送料器，直线送料器与直线送料器等高；

所述控制系统包括电源、振动盘控制器、步进电机控制器、直线送料器控制器以及安装于各集币筒的位置传感器；振动盘控制器控制振动盘的启停，步进电机控制器控制往复机构的驱动，直线送料器控制器控制直线送料器的启停；所述位置传感器传送电信号至步进电机控制器和直线送料器控制器。

所述计数系统包括单片机、显示屏和多个光纤传感器，所述光纤传感器安装于各分币滑道中段，光纤传感器偏离分币滑道的中线设置，光纤传感器与单片机电连接；单片机根据各光纤传感器传送的数量信号和对应硬币的面值计算累计金额，单片机计算的累加值传送至显示屏并显示。

进一步地，所述往复机构为曲柄滑块机构，包括步进电机、转轮和摇臂，转轮经轴和轴承支承于支架，转轮经刚性联轴器与步进电机连接，摇臂的一端偏心铰接于转轮，摇臂的另一端经销轴与滑块铰接。

进一步地，振动盘轨道上焊接有挡片，挡片于振动盘轨道间留有过币间隙，过币间隙大于一个硬币厚度且小于两个硬币的厚度。

进一步地，振动盘底部经弹性支撑安装于底座，振动盘的外侧围有隔音罩，隔音罩为亚克力材质，隔音罩的内壁贴有隔音棉。

进一步地，所述集币筒和收纳筒上设有多条竖直的观察槽。

进一步地，所述分币轨道的轨道面与水平面呈35度夹角，分币轨道的轨道面上设有四个正方形的落币孔，落币孔分别对应四种尺寸的硬币，落币孔边长大于硬币直径且不超过硬币直径的0.5mm。

进一步地，所述各滑块上通孔的深度等于对应集币筒内单个硬币厚度的20倍。

再进一步地，所述单片机、振动盘控制器、步进电机控制器、直线送料器控制安装于隔音罩外壁。

采取以上技术方案后，本发明的有益效果为：

1.采用了振动盘加分料盘的结构将硬币依次排列送至分币轨道，在分币轨道上设置由小到大的落币口分来实现四种不同规格硬币的分离，分离轨道的倾斜角度设置35度左右，既利于硬币在轨道上的振动滑动，有利于硬币在落币口处翻落分离，轨道上安装挡片，避免硬币重叠通过而导致的错分，硬币的分拣效率高。

2.在硬币的计数和金额计算部分，在分币轨道中设置挡板，保证一次只通过一枚硬币，防止硬币重叠出现计数误差，保证计数精度。采用了光纤传感器代替传统的电感传感器和光电传感器进行检测，防止受外界干扰而出现的误检测。光纤传感器错开滑道的中心设置，避免硬币连续通过时因无间隙而导致的错误计数；单片机在设置时根据不同位置的传感器测量的数字乘以对应单个金额，中硬币数量和金额累加后计算出总金额并显示，实现了对四种硬币的分别计数和总金额统计，功能进一步加强。

3.在硬币包装部分，采用硬币推送和收纳筒传送相互配合，通过滑块的通孔的固定高度实现一次性定量硬币的收纳筒包装，且收纳筒可重复利用，避免现有牛皮纸包装的浪费。

4.装置安装有用亚克力材料制作的隔音罩，在降低分拣装置运行噪音的同时，实现对装置的实时监控。

5.集币筒和收纳筒均为圆柱桶装，筒壁上开有多根观察槽，便于观察硬币的状况以及便于硬币卡于筒内时的操作。

本技术方案的功能全面，分拣、计数以及包装过程中的错误率低，在实际使用过程中的效率高，实用性强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为往复机构的结构示意图。

图中：底座1，支架2，振动盘3，分币轨道4，分币滑道5，集币筒6，振动轨道7，挡片8，弹性支撑9，振动盘支架10，隔音罩11，落币孔12，导料头13，挡板14，观察槽15，纵向直线送料器16，收纳筒17，固定块18，滑块19，直线轨道20，导币通孔21,22，往复机构23，步进电机24，转轮25，摇臂26，横向直线送料器27，位置传感器28，光纤传感器29。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详述：

如图所示，一种硬币分拣计数包装装置，包括分拣机构、包装机构、控制系统以及计数系统四大部分组成。

包装机构安装于底座1，底座上1安装有支架2和振动盘支架10，分拣机构安装于支架2上方，所述分拣机构包括振动盘3、分币轨道4、四个分币滑道5、四个集币筒6；振动盘3的主要原理为通过动力源的振动马达工作产生定向频率的力，马达主要是依靠脉冲电磁铁产生的磁场作用，使料斗向着振动盘斜面方向的垂直分支方向振动,从而造成振动体下的弹簧片产生一定倾斜的角度，使料斗在垂直方向以垂直轴作为中心作扭摆振动，在这种振动的刺激下，料斗内的工序零件将会沿螺旋轨道上升，从而向着出料口前进直至出去。硬币在振动盘3的振动下由在振动轨道7内依次排列并进入到分币轨道4，振动盘轨道上焊接有挡片8，挡片8与振动盘轨道7间留有过币间隙，过币间隙大于一个硬币厚度且小于两个硬币的厚度，避免硬币重叠进入分币轨道而导致错误分拣。振动盘3底部经弹性支撑9安装于振动盘支架10，振动盘3的外侧围有隔音罩11，隔音罩11为亚克力材质，隔音罩的内壁贴有隔音棉，达到降噪效果。

分币轨道4连接于振动盘振动轨道7的末端或者与振动盘轨道7一体加工，分币轨道4的轨道面上依次间隔设有尺寸由小到达的多个落币孔12；落币孔分别对应四种尺寸的硬币，落币孔边长大于硬币直径且不超过硬币直径0.5mm，根据硬币的尺寸，四个分币孔的尺寸分别为19.5mm，21mm，23mm，25.5mm。分币轨道4的轨道面与水平面呈35度夹角，便于硬币的前进以及翻落；

各落币孔12的正下方分别安装有一个分币滑道5，分币滑道5的顶部为倒锥形导料头13，导料头13的底部最窄处安装有倾斜的挡板14，挡板14与滑道的滑壁间隙大于一个硬币厚度且小于两个硬币厚度，防止硬币重叠落下，影响计数的精确性；各分币滑道5的末端分别安装有竖直的集币筒6；分币滑道5和集币筒6固定安装于支架2；集币筒6上设有多条竖直的镂空观察槽15。

包装机构安装于集币筒6正下方，包装机构包括安装于底座四条平行的纵向直线送料器16，各直线送料器16分别对应一集币筒6；纵向的直线送料器16的末端与集币筒6底部上下垂直对应，直线送料器16上放置有依次排列的收纳筒17，收纳筒17上设有多条竖直的上镂空观察槽。集币筒15底部开口，集币筒6与纵向直线送料器16间设置有固定块18，固定块18的四角固定安装于支架2，固定块18顶面上安装有四个滑块19，各滑块19分别对应一个集币筒6，固定块18与各滑块19间分别安装有直线轨道20，直线轨道20平行于纵向直线送料器16，滑块19与固定块18间的间隙小于硬币的厚度，滑块19的上顶面滑动堵塞集币筒6的底部开口；滑块19和固定块18上分别设有同轴的竖直导币通孔21,22，通孔的直径略大于对应硬币的直径；滑块通孔21的深度与硬币的厚度相关，本技术方案选择对应硬币厚度的20倍，滑块19与固定块18间安装有往复机构23，所述往复机构的一个运动周期内，滑块19上的通孔自固定块通孔上方滑动至方集币筒6下方去接收20各硬币；再自集币筒6下方返回滑动至固定块通孔22上方并将硬币落入固定块通孔内；硬币顺着固定块通孔22进入其下方的收纳筒17内，实现一次20个硬币的包装。该往复机构23可选择曲柄滑块机构，包括步进电机24、转轮25和摇臂26，转轮25经轴和轴承支承于支架，转轮25经刚性联轴器与步进电机24连接，摇臂26的一端偏心铰接于转轮25，摇臂26的另一端经销轴与滑块19铰接。 当得到传感器信号时，步进电机转动一周，转轮25通过摇臂26带动滑块19完成一次往返。也可以使用凸轮直接推动滑块或者其他的机构，实现滑块的往复运动。

可根据需要调整通孔21,22深度，完成其他数额的定额包装；所述纵向直线送料器16的末端设置有一条横向直线送料器27，横向和纵向的直线送料器等高，直线送料器末端的收纳筒装完硬币后送入横向直线送料器，横向直线送料器27再根据信号做横向送料；

控制系统包括电源、单片机、振动盘控制器、步进电机控制器、直线送料器控制器以及安装于各集币筒的位置传感器28；振动盘控制器控制振动盘的启停，步进电机控制器控制往复机构的驱动，直线送料器控制器控制直线送料器的启停；所述位置传感器传送电信号至步进电机控制器和直线送料器控制器。位置传感器28在各集币筒上的位置取决于集币筒对应硬币的厚度，通常取对应硬币厚度的20倍或者其它整数倍。为了更好的控制，可以在两个直线送料器的对应位置分别设置传感器，利用传感器的信号控制各机构的运动顺序。

计数系统包括单片机、显示屏和多个光纤传感器29，所述光纤传感器29安装于各分币滑道5中段，光纤传感器29偏离分币滑道的中线设置，光纤传感器与单片机电连接；为实现硬币的自动计数，将4个光纤传感器分别安装在4个出口的分币滑道底板上，检测硬币的通过信号，出料滑道每掉落一枚硬币，传感器就给单片机发送一个信号，经单片机程序计数运算后在显示器上显示相应的硬币个数和分离出的总金额。该装置最高一次可实现9999.9元硬币的计数，当一次计数完毕，可通过控制器上的复位按钮实现系统复位，为下次分拣计数做好准备。

为了便于操作，单片机、振动盘控制器、步进电机控制器、直线送料器控制等均安装于隔音罩11外壁。

本装置的工作原理为：将混合的四种硬币放入振动盘3内，启动电源，振动盘控制器控制振动盘3开始振动，硬币沿着振动盘轨道7依次排列进入分币轨道4，根据尺寸大小,在分币轨道4的四个落币孔12分类翻落，由分币滑道5各自滑落至对应的集币筒6内，此时，集币筒6的底部开口被滑块19堵塞；在滑落过程中，光纤传感器29对滑落的四种硬币分别计数并将数字信号反馈到单片机，单片机通过数字和金额不断计算出四种硬币的总金额并显示；硬币在集币筒15内堆积，达到对应高度时（20个硬币的高度），该高度处的传感器28传送信号至对应的步进电机24，步进电机24转动一周，驱动滑块移动，当滑块上的通孔21于集币筒6同轴时，集币筒6内的20个硬币落入滑块通孔内，滑块复位，滑块内的硬币落入固定块通孔22内，顺着固定块通孔落入纵向直线送料器上的收纳筒17内完成20个硬币的包装。在步进电机24带动转轮25转动时，纵向直线送料器16在对应控制器的控制下同时向前移动一个收纳筒的距离，为下一次的包装做准备，保证同步且避免误同一收纳筒多次包装，纵向和横向的直线送料器此时可以采用步进电机驱动的传送带实现。纵向直线送料器可保持运转状态，确保输送带上已包装好的硬币及时输出。收纳筒17采用塑料材质，直径尺寸略大于硬币尺寸，可以反复回收和使用，避免牛皮纸包装硬币的浪费。

为了方便实际的使用需求，可以通过调整集币筒上传感器的位置以及滑块上通孔的深度来调整单次包装硬币的数量。

Claims (9)

1.一种硬币分拣计数包装装置，包括分拣机构、包装机构、控制系统以及计数系统，包装机构安装于底座，底座上安装有支架，分拣机构安装于支架顶部，其特征在于，所述分拣机构包括振动盘、分币轨道、多个分币滑道、多个集币筒，所述分币轨道连接于振动盘振动轨道的末端，硬币由振动轨道导入到分币轨道，分币轨道上依次间隔设有尺寸由小到达的多个落币孔；所述分币滑道分别安装于各落币孔的正下方，分币滑道的顶部为倒锥形导料头，导料头的底部最窄处设有倾斜的挡板，挡板与滑道的滑壁间隙大于一个硬币厚度且小于两个硬币厚度，各集币筒分别安装于分币滑道的末端；所述分币滑道和集币筒固定安装于支架；

所述包装机构安装于集币筒正下方，包装机构包括安装于底座多条平行的纵向直线送料器，各直线送料器分别对应一集币筒；所述集币筒底部开口，集币筒正下方分别安装有一滑块，滑块上顶面堵塞集币筒的底部开口；滑块安装于固定块上表面，固定块与滑块间安装有直线轨道，固定块经支架固定安装于底座并悬于直线送料器末端的正上方，滑块和固定块上分别设有同轴的竖直导币通孔，滑块与固定块间安装有往复机构，所述往复机构的一个运动周期内，滑块上的通孔自固定块通孔上方移动至方集币筒下方去接收硬币；再自集币筒下方移动至固定块通孔上方并将硬币送入固定块通孔内；固定块通孔下方的直线送料器上放置有依次排列的收纳筒，硬币顺着固定块通孔进入收纳筒；所述直线送料器的末端设置有一条横向直线送料器，直线送料器与直线送料器等高；

所述控制系统包括电源、振动盘控制器、步进电机控制器、直线送料器控制器以及安装于各集币筒的位置传感器；振动盘控制器控制振动盘的启停，步进电机控制器控制往复机构的驱动，直线送料器控制器控制直线送料器的启停；所述位置传感器传送电信号至步进电机控制器和直线送料器控制器。

2.所述计数系统包括单片机、显示屏和多个光纤传感器，所述光纤传感器安装于各分币滑道中段，光纤传感器偏离分币滑道的中线设置，光纤传感器与单片机电连接；单片机根据各光纤传感器传送的数量信号和对应硬币的面值计算累计金额，单片机计算的累加值传送至显示屏并显示。

3.根据权利要求1所述的硬币分拣计数包装装置，其特征在于，所述往复机构为曲柄滑块机构，包括步进电机、转轮和摇臂，转轮经轴和轴承支承于支架，转轮经刚性联轴器与步进电机连接，摇臂的一端偏心铰接于转轮，摇臂的另一端经销轴与滑块铰接。

4.根据权利要求1所述的硬币分拣计数包装装置，其特征在于，振动盘轨道上焊接有挡片，挡片与振动盘轨道间留有过币间隙，过币间隙大于一个硬币厚度且小于两个硬币的厚度。

5.根据权利要求1所述的硬币分拣计数包装装置，其特征在于，振动盘底部经弹性支撑安装于底座，振动盘的外侧围有隔音罩，隔音罩为亚克力材质，隔音罩的内壁贴有隔音棉。

6.根据权利要求1所述的硬币分拣计数包装装置，其特征在于，所述集币筒和收纳筒上设有多条竖直的观察槽。

7.根据权利要求1所述的硬币分拣计数包装装置，其特征在于，所述分币轨道的轨道面与水平面呈35度夹角，分币轨道的轨道面上设有四个正方形的落币孔，落币孔分别对应四种尺寸的硬币，落币孔边长大于硬币直径且不超过硬币直径的0.5mm。

8.根据权利要求1所述的硬币分拣计数包装装置，其特征在于，所述各滑块上通孔的深度等于对应集币筒内单个硬币厚度的20倍。

9.根据权利要求1或4所述的硬币分拣计数包装装置，其特征在于，所述单片机、振动盘控制器、步进电机控制器、直线送料器控制安装于隔音罩外壁。