CN1075212C - 硬币检测装置 - Google Patents

Abstract

用于检测一种物体例如硬币的预定特性，以便确定硬币的有效性即真实性的装置，该装置在某些情况下，也可测定硬币的大小和/或面值，该装置包括光学传感器和有关电磁传感器的组合，它们一起工作使不同位置上的硬币暴露在由电磁传感器产生的电磁场中，因此，可以检测硬币是否有变化，例如制造硬币的材料是否有变化，因而用来确定硬币的有效性。

Description

硬币检测装置

本发明涉及硬币检测装置。

在世界上使用着许多硬币和辅币。它们的外缘部分与中央部分是用不同的金属以同一圆心制成的。这种能检测复杂硬币的装置包括当硬币通过或沿着其经过时产生电磁场的装置，所检测硬币尺寸可能大于传感器尺寸，所以，如果在中央位置检测时，该传感器将漏检硬币的边缘部分。另一方面，如果离开中央位置进行检测，那么当检测时，在同一硬币上并合的两种金属类型的检测将依赖于检测时硬币离开中央的远近或受这一因素的影响。除非在离开中央检测期间有某种方法预测硬币的准确位置，否则这种离开中央位置的检测是不准确的。还有些硬币通过其中央具有孔，检测这种碛币存在着同样的问题，而本装置还能用于检测这种硬币。

本发明涉及利用一种装置和使用该装置的方法，当硬币或辅币在电感传感器的基本中央时，通过电感应检测硬币或辅币，确定硬币或辅币的金属特性；当硬币或辅币的边缘部分在电感传感器的中央或基本中央时，再检测确定边缘部分的金属特性。这能通过提供的光学装置例如通过电感传感器中央的光束来达到目的，并通过硬币检测这种光束的变化(光束的遮断和接通)。如果这样做，电感传感器能检测提供硬币的端部的读数，硬币的端部包括其边缘部分即环形部分。在硬币边缘的指定位置处，在光束接通或遮断的当时，使之出现这一读数。当在电感传感器的中央位置上检测较大硬币时，可能检测到边缘区，也可能检测不到边缘区。已经制成的一些代硬币的金属圆片使用较小直径的真币，并围绕其周围增加塑料或其它材料的圆环，从而形成与较大面值硬币相同的直径。在上述情况下，为了保证硬币是真币，必须确认硬币或辅币的内部区域和外部区域两个部分。

在本申请之前的两个专利是美国专利第4625852号和美国专利第4646904号。这些专利涉及硬币检测、确认和检验尺寸、并包括一些在一般意义上与本发明有关的特性。上述两个专利转让给本申请的受让人。上述两个专利中较早的一个包括连接在确认控制电路上的振铃电路，并包括连接在振铃电路上的监测电路，以便对特殊的减幅波输出信号的特性作出反应。另一个专利涉及检验硬币大小，其中硬币沿位于靠近相互隔开的第一和第二传感器的硬币通道移动，从而检测所放入硬币的移动。上述两个参考专利和申请人的共同悬而未决的专利申请第08/220790号都没有揭示类似本发明的装置，本发明装置利用光学传感器控制电磁传感器产生的反应读数，该读数指示硬币的预测位置，特别是被检测的硬币具有一种材料或金属的中部和不同材料或金属的周缘部分时的位置。所以这些现有技术装置并没有解决一种以上不同材料制成的硬币的确认问题。本发明还能用于识别和鉴定在其中央具有孔的硬币。

本发明的主要目的是提供避免错误地检测和识别硬币，特别是具有由不同金属部分的一个区域所环绕的一种材料或金属的中央部分的硬币的装置。

另一个目的是使由于顾客在自动售货机或类似的机器上使用多于一种不同材料成形的硬币所造成的损失减至最小。

另一个目的是提供一种装置，其用于驱动用来检测至少两种不同材料的不同的部分制成的硬币的检测装置。

再一个目的是提供用于准确地确认带有穿过其中央或其它部分的孔的硬币的装置。

再一个目的是减少自动售货机或类似机器的损失。

现对照以下附图详述本发明，进一步阐明本发明的上述的和其它的目的与优点。

图1是具有一种材料形成的中央部分和一种不同材料形成的周缘部分的硬币的侧视图。

图2是图1所示的侧视图，图中硬币处在相对于根据本发明构制的电感和光学综合传感装置的不同位置上。

图3是沿图2中3-3线的传感器截面图。

图4a-4e显示在硬币通过根据本发明构制的传感装置期间，图1硬币在不同的位置所对应的电压变化。

图5显示能通过本装置检测的其中央带有通孔的硬币。

现参看附图，在图1中标号10(图5中的10A)是指具有一种材料构制的中央区12和一种不同材料构制的边缘部分14的硬币。在图2中，硬币10在导轨16上，例如这种导轨可以是自动售货机中的导轨，当硬币进入机器时，它们就沿导轨16移动和/或测定硬币的真伪和面值。在图2中显示硬币10的几个不同的位置，其中包括硬币在电感传感器壶形铁芯装置18的中央的位置，所述壶形铁芯装置18在位于导轨16相对两侧的两个对准的相似部分20,22(如图3所示)中形成。每个部分20、22具有内环状凸缘24、26、基底部分28、30和外凸缘部分32、34。线圈40、42分别设置在由凸缘和基底部分形成的环状腔36、38中。并且光源44和光电元件46设置在各个内环状凸缘24、26之内。内侧板48和50封闭线圈40,42所在的环状腔36、38。内侧板48中央设置有小孔52，而在内侧板50的中央也设置有与小孔52对准的小孔54。

在图2和图3中，硬币10位于壶形铁芯20、22之间的空间位置，阻断从光源44射出的光束，使其不能到达光电元件46。

在图3中所显示的硬币10，其中央部分12在相应的壶形铁芯20、22之间中央的位置上，其边缘部分14定位在由线圈40、42所产生的电场之外。在这一位置上，光源44的光束不能通过对准的小孔52、54射到光电元件46上。小孔52、54的大小和形状控制光束的大小和形状，小孔52,54要制得足够小，以便可以准确地检测硬币的到达和离开。也就是说，当硬币进入小孔52、54之间的空间时，它将阻挡光束从光源44到达光电元件46，当硬币向前移动离开小孔52、54之间的区域时，光束将重新从光源44到达光电元件46。

在图2中，硬币10向右移动到其后缘刚开始离开小孔52、54之间的区域，即将恢复光源44和光电元件46之间的光束的传播的位置。在这一位置上，硬币的外缘部分14在线圈绕组40、42之间的空间横向展延，当被激励时线圈绕组40、42对由此产生的电磁场的金属效应，这种效应是边缘部分14连同硬币的其它毗邻部分在线圈传感器的电磁场中产生的影响。硬币材料的种类，它们的尺寸、面积和厚薄在这种硬币外缘检测中都起作用。无论什么时候当硬币的边缘或在硬币边缘附近的部分通过线圈40、42的中央时都进行这种检测。当硬币开始到达线圈40、42的中央并遮断光束通过时，也能使用同样的检测；用类似的检测可用来了解电磁场对硬币的影响。

图4a-4d显示硬币10相对于光学传感器52、54和56的不同位置。这些附图类似于在1994年3月31日提出的第08/220790号申请中的附图，上述申请已转让给本申请的受让人。图4a-4d连同图4e一起说明当硬币移动通过传感器52、54和56时硬币位置和电压的变化。当硬币的前缘仅仅遮住相对于对准的小孔52和54之前的第一光学传感器56时，发生第一光学传感器56的光束遮断。当硬币移动到图4a显示的位置时，硬币将遮断光学传感器56的光路，因而降低(或升高)光电元件的电压，这就是在图4e中在60处表示电压58的下降。当如图4b所示的硬币的前缘位于62时，在时间段T3或直到硬币的后缘恢复光路时止将保持低电压。硬币在图4a和图4b中显示的位置之间移动期间，在某些位置上，硬币的前缘将在小孔52和54之间移动并阻断在光源44和光电元件46之间的光束传播。在图4c中和通过图4e中显示的在电压曲线66上的位置64都说明这个位置。到硬币10到达图4d中显示的右边位置时，在光源44和光电元件46之间已恢复光束的传播。通过68处电压的增加说明这个位置。如上所述(图1)，在图4a-4d中显示的硬币10具有与边缘部分14不同材料成形的中央部分12。所以，重要的是分别地激励在传感器20、22中的线圈40、42，当硬币的中央部分12在线圈中央时和当硬币的边缘部分14在线圈中央或附近时(图3)，激励线圈，这表示在图4d中，以虚轮廓线表示的硬币处于传感器20和22的中央，在图4d中硬币的最右位置上，实线所示硬币边缘部分处于传感器的中央。当硬币10的中央部分处于检测条件下时，在传感器44和46处(图4e中64处)光束的最初遮断将激励线圈即产生在线圈中的变化；同样地，当硬币已经移动，使硬币前缘在68处(图4e)时，在光源44和光电元件46之间将恢复光束的传播。当硬币的边缘部分14处于检测条件下时，同样也激励线圈40和42即在其中发生变化。这样，利用光学传感器及其光线的遮断就可以取得关于硬币尺寸的信息，这也可以使不同位置的硬币暴露在磁传感器产生的电磁场中，一次将检测硬币的中央部分12，另一次将检测硬币的边缘部分14或硬币边缘附近的部分。这些数据对确定硬币是否满足证实条件来说是必要的。只要已经测定出时间段T3(图4e)，那么就能够推算出硬币的大小，也就是说，遮断光学传感器56将花费多长时间。使用这些信息，取时间段T3的1/2，将其加到在位置64开始的时间上，换言之，在位置64开始计算一段等于T3/2的时间，并在该时刻激励电磁传感器以检测在该位置的硬币。这就为确定有效硬币和辅币包括可以是单一材料构制的或多于一种金属或电磁材料构制的硬币和辅币提供了有效和准确的装置。这样，本装置能用于多种目的，包括确认已知硬币或辅币，并具有高度的准确性。

所以本发明涉及由光学传感器和电磁或电感传感器装置相结合的装置的结构和操作，使同一硬币的不同部分可在不同位置或若干不同位置上暴露于电磁装置或电感传感器的。以便确定具有不同材料制成的不同部分的硬币的真伪。本发明是通过下述方式完成这一任务的，即，当硬币移过电磁传感器装置时使硬币的不同的金属部分分别暴露于电磁传感器，以便确定硬币的真伪，而其在某些情况下证实硬币的轮廓。本装置还能用于检测具有独特物理特性的硬币，例如在其中央具有孔的硬币。本发明还能用于检测每日常见的美国和外国硬币，并将硬币与金属圆片和其它无效构件中区别开来。这是用与上述相同的方式完成的，即，将每个硬币、辅币或其它物件的不同部分有选择地以上述方式暴露于电磁传感器装置。

这样我们已经显示和叙述了光学传感器和电磁传感器相结合的新型的硬币检测装置，用以检测硬币的性质不同的部分，从而确定硬币是否满足已定的有效性条件。本装置还能常常用于联合检测硬币的有效性和尺寸，当确定硬币有效时即可确定硬币的面值。本装置可能有许多变化和改进型以及在其它场合下的应用，但所有的各种变化和其它场合下的应用并不超出本发明的范围。

Claims (13)

1．用于检测一种物体例如硬币的预定特性的一种装置，包括用光学检测物体移动的第一传感器，用光学检测物体移动的第二传感器，其特征在于：一个第三传感器，所述第三传感器包括当物体处在通过第一和第二光学传感器测定的预定位置时用于在物体所在区域产生电磁场的装置。

2．根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述物体是具有有预定电磁特性的第一种材料形成的中央部分和环绕第一部分具有不同电磁特性的材料形成的第二部分的硬币，当硬币的中央部分靠近第三传感器时，以及当硬币的第二部分靠近第三传感器时，第三传感器产生一个电磁场。

3．根据权利要求1所述的装置，其特征在于：第三传感器的装置包括壶形铁芯构件和安装在壶形铁芯构件上的线圈。

4．根据权利要求3所述的装置，其特征在于：第三传感器包括彼此隔开的，相对的第一和第二壶形铁芯构件，每一构件具有一内凸缘部分，在内凸缘部分上设置一个线圈，在硬币导轨的相对的每一侧上设置所述的一个壶形铁芯，所述第二光学传感器包括安装在一个壶形铁芯内凸缘上的光源，安装在另一个壶形铁芯内凸缘上的光敏元件和安装在所述每个壶形铁芯上的内侧板，所述的两个内侧板具有对准的小孔，使光源和光敏元件可作光通讯。

5．用于检测一种物体例如具有一种材料形成的中央部分和一种不同材料形成的边缘部分的硬币的预定特性的一种装置，包括一条导轨，在检测期间硬币沿导轨移动；安装在靠近导轨处的传感器装置，所述传感器装置包括用光检测移动的硬币存在或不存在的第一传感器，其特征在于：靠近第一传感器设置第二传感器，包括当通过第一传感器确定硬币在某一预定位置时用于在硬币区域内产生电磁场的装置，所述第一传感器确立一种状态，其中，当硬币的中央部分在第二传感器中央时，在中央部分内产生电磁场；所述第一传感器确立另一种状态，当硬币边缘部分的预定部分在第二传感器中央时，产生电磁场。

6．在硬币沿导轨移动期间用于检测硬币预定特性的一种装置，硬币具有第一种材料形成的中央区和一种不同材料形成的环绕中央区的边缘区，该装置包括沿导轨相互隔开设置的第一和第二光学传感器，通过硬币移动阻挡和打开其光路，其特征在于：第三传感器相对于第二光学传感器对称地排列，用于在第二光学传感器的区域内产生电磁场，并在导轨上硬币向前移动的路径横向延伸，无论什么时候当硬币的预定边缘使第二光学传感器露出时用于激励第三传感器的装置，从而使第三传感器在硬币的边缘区产生电磁场；以及响应于与第一传感器相关的光学装置的再建立装置，其用于当硬币中央区在第三传感器的区域中时，激励第三传感器以建立起一个电磁场。

7．用于检测具有有预定电磁特性的第一种材料形成的中央部分和具有不同电磁特性的材料构制的边缘部分的硬币的特性的装置，包括导轨，硬币沿导轨移动，沿导轨相互隔开设置的第一和第二光学传感器，当硬币移动经过时阻断其光路；其特征在于：所述的第一和第二元件之一有关的第三传感器，所述第三传感器可以被激励以便在硬币的预定部分产生电磁场，包括第一磁场和第二磁场，当硬币的中央部分与所述第三传感器靠近时产生第一电磁场，当硬币的边缘部分与所述第三传感器靠近时产生第二电磁场。

8．用于检测一种物体例如具有有预定电磁特性的第一种材料形成的中央部分和具有不同电磁特性的材料形成的边缘部分的硬币的预定特性的装置，其特征在于：包括一个电磁传感装置，当硬币的不同部分靠近该电磁传感器装置时产生电磁场，包括当硬币的中央部分靠近所述传感装置时产生第一电磁场的装置和当硬币的边缘部分靠近所述传感装置时产生第二电磁场的装置。

9．根据权利要求8所述的装置，其特征在于：所述传感装置包括一对相互隔开的相对的壶形铁芯，每个壶形铁芯具有中央环状凸缘和外部凸缘，在中央环状凸缘和外部凸缘之间限定一个空间，线圈设置在每个壶形铁芯上，壶形铁芯相互对准设置在硬币相对的两侧。

10．根据权利要求9所述的装置，其特征在于：在一个壶形铁芯的内环状凸缘的内部设有光发生装置，在另一个壶形铁芯的内环状凸缘的内部设置光传感装置，包括对准的小孔的装置设在光发生装置和光传感装置之间，因此，在光发生装置和光传感装置之间的硬币阻断它们之间的光束，并在光传感装置中产生电压变化。

11．用于检测一种物体例如具有电磁特性的一种材料形成的在其中央位置有孔的硬币的预定特性的装置，所述硬币可以沿导轨移动，靠近导轨设置传感装置包括当硬币移动经过用光检测移动硬币的存在或不存在的第一传感器；其特征在于：靠近第一传感器设置的第二传感器包括当通过第一传感器确定硬币在某一预定位置时，在硬币区域内产生电磁场的装置，所述第一传感器确定一种状态，其中当硬币的中央部分在第二传感器中央时，在硬币中央部分上产生电磁场，所述第一传感器确定另一种状态，当硬币的另一部分在第二传感器二元件的中央时，在硬币的其它部分中产生电磁场。

12．用于检测一种物体例如硬币的预定特性的装置，包括导轨，在检测期间硬币沿导轨移动；靠近导轨的传感装置包括用光检测移动硬币存在或不存在的第一传感器，其特征在于：靠近第一传感器设置第二传感器，所述第二传感器包括当通过第一传感器确定硬币在某一预定位置时，用于在硬币区域内产生电磁场的装置，所述第一传感器确定一种状态，其中，当硬币的中央部分在第二传感器中央时，在其中产生电磁场，所述第一传感器确定另一种状态，当硬币的不同部分在第二传感器中央时，产生电磁场。

13．用于检测具有预定电磁特性的材料构制的硬币的预定特性的装置，包括导轨，硬币沿导轨移动，沿导轨设置的相互隔开的第一和第二光学传感器，当硬币移动经过时遮挡其光路；其特征在于：与所述的第一和第二传感器之一有关的第三传感器能被激励以便在硬币预定的部分中产生电磁场，包括第一电磁场和第二电磁场，当硬币的中央部分与其靠近时产生第一电磁场，当硬币的不同部分与其靠近时产生第二电磁场。

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