CN107025717B - 一种硬币整合机器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种硬币整合机器，包括高度整合装置、宽度整合单元、硬币传送装置、传动装置、电子控制系统组成；将大量零散硬币一次性倒入后，由硬币传送装置传送使硬币依次通过本装置高度整合单元和宽度整合单元，可在短时间内将大量的、无规则堆叠的硬币整合成单层一列的队形输出，其与硬币清点、分离、整理等装置相配合，可以实现批量倒入，自动完成分类包装清点计数的功能。本发明可自动检测是否发生堵塞，自动排除堵塞，并可根据程序控制调整反馈动作，具有高效、自动化程度高、工作平稳的优点，同时，对于形成设备产业化，加快硬币回笼和流通等都具有良好的社会和经济效益。

Description

一种硬币整合机器

技术领域

本发明属于整合机械领域，具体地说是一种硬币整合机器，包括高度整合装置、宽度整合单元、传送装置和电子控制系统等，设计考虑了硬币防堵。

背景技术

在世界范围内硬币因其成本低、流通次数多，耐磨损，易回收等不可替代的优势占领着小额面值货币市场。硬币整合装置对于硬币包装、清点以及提高硬币的使用效率加快硬币的流通都具有重要的作用。同时，对于形成设备产业化，加快硬币回笼和流通等都具有良好的社会和经济效益。随着硬币逐渐普及的使用仅靠人工完成整合进而清点和包装仅靠手工方式早已不能对大量硬币进行以上工作。

目前硬币流通领域采用的主要处理方法使用手工完成对大量硬币的整合然后进行包装或者清点。这种方法不仅效率低而且易出错，浪费了大量人力物力、最重要的是难以满足现在社会消费对大量硬币规范化处理的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种硬币整合机器，可以在短时间内自动将大量的、无规则堆叠的硬币整合成单层一列的队形输出，其与硬币清点、分离、整理等装置相配合，可以实现批量倒入，自动完成分类包装清点计数的功能。

本发明采用的技术方案如下：一种硬币整合机器，包括高度整合装置、宽度整合单元、传送装置、传动单元和电子控制系统。可在短时间内将大量的、无规则堆叠的硬币整合成单层一列的队形输出。

所述的高度整合装置包括盛币斗、限高辊轮、垂直挡板、垂直挡板固定块、斜挡板和导流辊轮；盛币斗由盛币斗底板、盛币斗侧板和盛币斗前面板组成；盛币斗底板呈斜形并设有传送装置皮带安装的条形孔；盛币斗底板上方装有限高辊轮，盛币斗下方出口处装有导流辊轮，垂直挡板通过垂直挡板固定块装在盛币斗内，斜挡板装在限高辊轮上方。

所述的宽度整合单元包括直流减速电动机Ⅱ、电机Ⅱ固定装置、拨轮、滑板上盖、滑板下盖、导流遮板，导流遮板设于限高辊轮上方并紧接滑板上盖上方端口处，滑板下盖与上盖紧密相接，与上盖平面垂直距离3mm，上下盖结合后形成28mm宽并带有半径为16mm圆弧的滑板出口，圆弧出口处设有拨轮，由电动机Ⅱ带动。该拨轮用于防堵，促使硬币成单层一列快速输出。

所述的传送装置包括三路同步带、三路同步轮、左侧板和右侧板，三路同步带套在间距6mm的三路同步轮上，并由左右侧板封闭左右两侧，同步带采用5M型同步带，利用摩擦力以及适当的挤压力对硬币进行输送。

所述的传动单元包括电动机Ⅰ、联轴器Ⅰ、电机固定装置Ⅰ、轴Ⅰ、轴Ⅱ、轴Ⅲ、同步轮Ⅰ、同步轮Ⅱ、同步轮Ⅲ、同步轮Ⅳ、同步带Ⅰ、同步带Ⅱ、联轴器Ⅰ。电动机Ⅰ通过联轴器Ⅰ与轴Ⅰ相连，同步轮Ⅰ设在轴Ⅰ上，同步轮Ⅱ、同步轮Ⅲ设在轴Ⅱ上，同步轮Ⅳ设在轴Ⅲ上，同步带Ⅰ套在同步轮Ⅰ、同步轮Ⅱ上，同步带Ⅱ套在同步轮Ⅲ和同步轮Ⅳ上；

限高辊轮装在轴Ⅰ上，导流辊轮装在轴Ⅲ上；三路同步带安装在三路同步轮上，置于盛币斗底板下方条形孔内，且三路同步带上表面略高于盛币斗底板；三路同步轮装在轴Ⅱ上，垂直挡板固定在三路同步带中部上方距带5mm，限高辊轮设在三路同步轮中部偏下位置，距三路同步带垂直距离2mm,斜挡板设于限高辊轮上方与水平垂直30度角，导流辊轮设于三路同步轮下端轮水平位置处与带垂直距离8mm。

所述电子控制系统包括STM32主控板、码盘、对射式光电传感器、传感器固定架、齿轮形辊轮、轴Ⅳ、联轴器Ⅱ、急停按钮、电动机Ⅲ、电动机Ⅲ固定装置，急停按钮设于机架上，码盘安装在轴Ⅰ上，对射式光电传感器安装在传感器固定架上，使码盘在两侧臂之间，电动机Ⅲ通过联轴器Ⅱ与轴Ⅳ相连，齿轮型辊轮设于轴Ⅳ上并由STM32主控板或者手动开关控制可正反转STM32主控板通过检测传感器发出信号做出反馈动作控制直流减速电动机Ⅰ、电动机Ⅲ，并发出警报；急停按钮控制装置紧急制动。

本发明的有益效果是：1、宽度整合单元中的拨轮加速带出硬币，以及电子控制系统的齿轮型辊轮可正反转的设计，均可减少硬币堵塞；2、电子控制系统装有的码盘配合光电传感器可以检测是否出现硬币堵塞，并由STM32主控板来控制电机正反转来排除堵塞。因此，本发明可自动检测是否发生堵塞，自动排除堵塞，并可根据程序控制调整反馈动作，具有高效、自动化程度高、工作平稳的优点。

附图说明

图1为本发明中的高度整合装置示意图；

图2为本发明中的宽度整合单元示意图；

图3为本发明中的传送装置示意图；

图4为本发明中的传动单元示意图；

图5为本发明中的电子控制系统示意图；

图6为本发明中的码盘示意图；

图7为齿轮型辊轮示意图；

图8为本发明中的盛币斗示意图；

图9为本发明中的机架的示意图；

图10为本发明中机架和盛币斗配合示意图；

图11为本发明硬币整合机部分结构示意图；

图12为本发明硬币整合机示意图。

在图中：101、盛币斗侧板，102、垂直挡板固定块，103、垂直挡板，104、盛币斗底板，105、斜挡板，106、限高辊轮，107、导流辊轮，201、导流遮板，202、滑板上盖，203、滑板下盖，204、电动机Ⅱ固定装置，205、拨轮，206、电动机Ⅱ，300、传送装置，301、左侧板，302、右侧板，303、三路同步带，304、三路同步轮，401、电动机Ⅰ，402、联轴器Ⅰ，403、轴Ⅰ，404、同步轮Ⅰ，405、同步轮Ⅳ，406、同步带Ⅰ，407、同步轮Ⅱ，408、同步轮Ⅲ，409、轴Ⅱ，410、同步带Ⅱ，411、轴Ⅲ，412、电动机Ⅰ固定装置，501、传感器固定架，502、对射式光电传感器，503、码盘，504、急停按钮，505、STM32主控板，506、齿轮型辊轮，507、轴Ⅳ，508、电动机Ⅲ，509、电动机Ⅲ固定装置，510、联轴器Ⅱ510，600、机架。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体事例来对本发明进行详细说明。

本发明的硬币整合机器，包括高度整合装置、宽度整合单元、传送装置、传动单元和电子控制系统。

所述的高度整合装置包括盛币斗、限高辊轮106、垂直挡板103、垂直挡板固定块102、斜挡板105和导流辊轮107；盛币斗由盛币斗底板104、盛币斗侧板101和盛币斗前面板组成；盛币斗底板104呈斜形并设有传送装置皮带安装的条形孔；盛币斗底板104上方装有限高辊轮106，盛币斗下方出口处装有导流辊轮107，垂直挡板103通过垂直挡板固定块102装在盛币斗内，斜挡板105装在限高辊轮106上方。三路同步带303安装在三路同步轮304上，置于盛币斗下板下方，将三路同步带303漏出适当高度。垂直挡板103固定在三路同步带303中部上方距带5mm，限高辊轮106设在三路同步带303中部偏下位置，距三路同步带303垂直距离2mm,斜挡105板设于限高辊轮106上方与水平垂直30度角，导流辊轮107设于三路同步轮304下端轮水平位置处与带垂直距离8mm，向盛币斗内倒入的大量硬币由传送装置200传送并通过限高辊轮106和三路同步带303之间的缝隙，由于缝隙距离限制硬币通过时高度从而完成对高度初步整合，硬币继续下滑至导流辊轮107进入宽度整合单元。

宽度整合单元包括电动机Ⅱ206、电动机Ⅱ固定装置204、拨轮205、滑板上盖202、滑板下盖203、导流遮板201，导流遮板201设于导流辊轮107上方并紧接滑板上盖202上方端口处，滑板下盖203与上盖202紧密相接，与上盖202平面垂直距离3mm，上下盖结合后形成28mm宽并带有R16半径圆弧的滑板出口，出口圆弧处设有拨轮205，由电动机Ⅱ206带动，滑落至此处硬币，由于滑板形状下滑至滑板出口前队形宽度变窄，逐渐变成一列，滑板出口处直径限制单列输出，拨轮205与硬币有相对速度从而产生摩擦力加速硬币离开滑板出口处。

传送装置包括三轮同步带303、三路同步轮304、左侧板301、右侧板302，三轮同步带套303在间距6mm的三路同步轮304上，并由左右侧板封闭左右两侧，同步带采用5M型同步带，利用摩擦力以及适当的挤压力对硬币进行输送。

传动单元包括电动机Ⅰ401、联轴器Ⅰ402、电机固定装置Ⅰ412、轴Ⅰ403、轴Ⅱ409、轴Ⅲ411、同步轮Ⅰ404、同步轮Ⅱ407、同步轮Ⅲ408、同步轮Ⅳ405、同步带Ⅰ406、同步带Ⅱ410、联轴器Ⅰ402。电动机Ⅰ401通过联轴器Ⅰ402与轴Ⅰ403相连，同步轮Ⅰ404设在轴Ⅰ403上，同步轮Ⅱ407、同步轮Ⅲ408设在轴Ⅱ409上，同步轮Ⅳ405设在轴Ⅲ411上，同步带Ⅰ406套在同步轮Ⅰ404、同步轮Ⅱ407上，同步带Ⅱ410套在同步轮Ⅲ407、同步轮Ⅲ408上，由电动机Ⅰ401驱动同步轮Ⅰ404运动，运动由同步带Ⅰ406、同步带Ⅱ410及相应同步轮分别带动轴Ⅱ409、轴Ⅲ411运动。

限高辊轮106装在轴Ⅰ403上，导流辊轮107装在轴Ⅲ411上，三路同步轮304装在轴Ⅱ409上。

电子控制系统包括STM32主控板505、码盘503、对射式光电传感器502、传感器固定架501、齿轮形辊轮506、轴Ⅳ507、联轴器Ⅱ510、急停按钮504、电动机Ⅲ508、电动机Ⅲ固定装置509，急停按钮504设于机架600上，码盘503安装在轴Ⅰ上，对射式光电传感器502安装在传感器固定架501上，使码盘502在两侧臂之间，电动机Ⅲ508通过联轴器Ⅱ510与轴Ⅳ507相连，齿轮型辊轮506设于轴Ⅳ507上，STM32主控板505通过检测传感器502发出信号做出反馈动作控制直流减速电动机Ⅰ401、电动机Ⅲ508，并发出警报。急停按钮504可控制装置紧急制动，码盘安装在轴Ⅰ上所以码盘的运动状态直接反映了整个机器的工作状态，十分有效的为系统判断是否发生堵塞提供数据，保证硬币在整合过程中可顺利发现堵塞问题并解决。

本发明在硬币倒入处装有自动正反转齿轮形辊轮506，可实现将大量硬币一次性倒入而不会在倒入处发生拥堵，通过齿轮辊轮的正反转，不断对倒入的未整合硬币进行搅动，有效避免堵塞发生，一次性倒入大量硬币大大的减少了人力劳动。

宽度整合单元设置了拨轮205，在滑板端口处硬币为一列单层输出，拨轮通过旋转时与硬币接触由于相对速度不同产生摩擦力，使硬币加速离开端口从而大大提高了硬币输出速度。

本发明的电子控制系统，通过检测码盘503的旋转情况来判断硬币是否发生堵塞，并由电子控制系统发出反馈信号控制电动机的转速和转向，实现对堵塞硬币做出搅动动作排除堵塞，并可发出警报蜂鸣声引起操作者注意手动排除警报，设有急停按钮504可在紧急时刻停止本机器。

本整合装置的主要改进在于高度整合装置、宽度整合单元、硬币传送装置、传动装置、电子控制系统。通过以上机构配合工作可实现大量硬币的高效整合工作，具体过程如下。

1.大量硬币倒入盛币斗后，齿轮型辊轮506在盛币斗内做可控式正反转运动，实现对硬币的不断搅动防止其在倒入处发生堵塞。同步轮Ⅰ404通过同步带Ⅰ406驱动同步轮Ⅱ407运动，从而驱动三路同步带303，对硬币进行输送。

2.硬币经过限高辊轮106后完成高度的初步整合继续下滑至盛币斗底板104下端经过导流辊轮107，滑至滑板下盖203。

3.硬币经由滑板上下盖处由于盖板形状为向下逐渐收缩尺寸，在下滑过程中至滑板出口处由于尺寸限制，只可通过一个硬币，从而完成单列队形的整合。在滑板出口处拨轮205通过摩擦加速硬币离开滑板出口处，从而提高硬币输出速度。

4.硬币若在限高辊轮106、导流辊轮107等处发生堵塞时，均可通过原动力输出轴轴Ⅰ403上所安码盘503旋转情况反映出来，由传感器502进行实时检测，一旦发生堵塞便发出信号至STM32主控板505。

5.STM32主控板505发出反馈信号，控制电动机Ⅰ401、电动机Ⅱ508做正反转运动实现对堵塞硬币的搅动，从而排除堵塞。并可由STM32主控板505发出蜂鸣警报引起操作者注意，按下急停按钮504让机器紧急制动。

本硬币整合机器在硬币整合的工作过程中，可自动检测是否发生堵塞，自动排除堵塞，并可根据程序控制调整反馈动作，具有高效、自动化程度高、工作平稳的优点。

本发明中齿轮型辊轮506可由STM32主控板505控制其正反转也可手动控制，限高辊轮106与三路同步带之间垂直距离只可让硬币单层通过，导流辊轮107应设在三路同步轮304下端轮紧挨处即可加快硬币流过速度、继续限制其通过高度并通过轴Ⅰ403传递运动状态至码盘503。轴Ⅰ403、轴Ⅱ409及轴Ⅲ411中某一轴需安有俩个同步轮，由同步带Ⅰ406、二410依次相连接。滑板上下盖203、202形状设计成下端收缩形，并在滑板出口处安有拨轮205。传感器502通过检测安装在主运动轴轴Ⅰ403上码盘503旋转情况判断是否堵塞。STM32主控板505可接受传感器发出信号并控制电动机做出反馈动作，可发出警报蜂鸣声。急停按钮504可在不断电情况下紧急制动机器。

上述实施例和附图并非限定本发明产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修改，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (1)

1.一种硬币整合机器，包括高度整合装置、宽度整合单元、传送装置、传动单元和电子控制系统；

所述的高度整合装置包括盛币斗、限高辊轮、垂直挡板、垂直挡板固定块、斜挡板和导流辊轮；盛币斗由盛币斗底板、盛币斗侧板和盛币斗前面板组成；盛币斗底板呈斜形并设有传送装置皮带安装的条形孔；盛币斗底板上方装有限高辊轮，盛币斗下方出口处装有导流辊轮，垂直挡板通过垂直挡板固定块装在盛币斗内，斜挡板装在限高辊轮上方；

所述的宽度整合单元包括直流减速电动机Ⅱ、电机Ⅱ固定装置、拨轮、滑板上盖、滑板下盖、导流遮板，导流遮板设于限滑辊轮上方并紧接滑板上盖上方端口处，滑板下盖与上盖紧密相接，与上盖平面垂直距离3mm，上下盖结合后形成28mm宽并带有半径为16mm圆弧的滑板出口，圆弧出口处设有拨轮，由电动机Ⅱ带动；

所述的传送装置包括三路同步带、三路同步轮、左侧板和右侧板，三路同步带套在间距6mm的三路同步轮上，并由左右侧板封闭左右两侧，同步带采用5M型同步带，利用摩擦力以及适当的挤压力对硬币进行输送；

所述的传动单元包括电动机Ⅰ、联轴器Ⅰ、电机固定装置Ⅰ、轴Ⅰ、轴Ⅱ、轴Ⅲ、同步轮Ⅰ、同步轮Ⅱ、同步轮Ⅲ、同步轮Ⅳ、同步带Ⅰ、同步带Ⅱ、联轴器Ⅰ；电动机Ⅰ通过联轴器Ⅰ与轴Ⅰ相连，同步轮Ⅰ设在轴Ⅰ上，同步轮Ⅱ、同步轮Ⅲ设在轴Ⅱ上，同步轮Ⅳ设在轴Ⅲ上，同步带Ⅰ套在同步轮Ⅰ、同步轮Ⅱ上，同步带Ⅱ套在同步轮Ⅲ和同步轮Ⅳ上；

限高辊轮装在轴Ⅰ上，导流辊轮装在轴Ⅲ上；三路同步带安装在三路同步轮上，置于盛币斗底板下方条形孔内，且三路同步带上表面略高于盛币斗底板；三路同步轮装在轴Ⅱ上，垂直挡板固定在三路同步带中部上方距带5mm，限高辊轮设在三路同步轮中部偏下位置，距三路同步带垂直距离2mm，斜挡板设于限高辊轮上方与水平垂直30度角，导流辊轮设于三路同步轮下端轮水平位置处与带垂直距离8mm；

所述电子控制系统包括STM32主控板、码盘、对射式光电传感器、传感器固定架、齿轮形辊轮、轴Ⅳ、联轴器Ⅱ、急停按钮、电动机Ⅲ、电动机Ⅲ固定装置，急停按钮设于机架上，码盘安装在轴Ⅰ上，对射式光电传感器安装在传感器固定架上，使码盘在两侧臂之间，电动机Ⅲ通过联轴器Ⅱ与轴Ⅳ相连，齿轮型辊轮设于轴Ⅳ上并由STM32主控板或者手动开关控制可正反转，STM32主控板通过检测传感器发出信号做出反馈动作控制直流减速电动机Ⅰ、电动机Ⅲ，并发出警报；急停按钮控制装置紧急制动。