CN109982949B - 用于分拣圆盘状物体的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于分拣圆盘状对象、特别是硬币的一种装置和一种方法。该装置具有输送装置，其被设计为，沿着输送路线输送分散的圆盘状对象。排出单元具有可枢转的导出元件，用于根据先前确定的各个对象在分类中的归类(区分为良品和劣品)，选择性地将沿着输送路线所输送对象中的单个对象排出。在此，导出元件被设计为，为了排出对象而借助驱动器枢转到输送路线中，使得导出元件通过枢转运动将机械动量传递到待排出对象上，该机械动量相对于对象在动量传递时间点的运动方向具有垂直取向的动量分量或反平行取向的动量分量，这些动量分量被选择为，使得对象的运动方向通过动量改变并由此将对象排出输送路线。在分拣良品和劣品时，仅有根据分类被归类为良品的输送对象通过导出元件被排出。

Description

用于分拣圆盘状物体的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于分拣圆盘状物体、特别是硬币的一种装置和一种方法。

背景技术

在制造硬币或其它圆盘状物体，特别是有价芯片、代币、筹码、奖牌或者其它类似的物体，特别是可以至少基本上为圆盘状的物体时，为了保证质量，通常需要检查所生产的物体是否存在制造缺陷，并按照无缺陷的物体(即“良品”)和有缺陷的物体(即“劣品”)进行相应的分拣。由此可以确保只有良品进入流通，或者更具体地说，对于硬币而言只有良品进入货币流通。另外重要的是，以后当这类物体已经在使用时，特别是要定期地检查其在此期间发生的损坏或其真实性。这尤其适用于硬币的情况，这是由于必须定期从流通中清除掉受损的或假的、特别是伪造的硬币并用新的真币来替换。在另一种应用中，可以将某种物体类型的物体，特别是某个种类的硬币或一种类中的某个面值的硬币识别为良品，并将其他物体类型的物体，特别是其他种类或其它面值的物体识别为“劣品”。通过这种方式，可以按照物体类型进行分拣。

由现有技术已知各种用于分拣硬币的分拣机器。在公开文本DE102012100309A1中描述了一种用于处理硬币的装置，该装置包括分拣单元，用于有选择地将硬币输送到至少两个接收容器中。该分拣单元具有运输元件，用于沿着运输方向运送硬币。该分拣单元还具有第一卸载元件和至少一个第二卸载元件，其中，硬币可以通过第一卸载元件从运输元件被卸载并供应给第一接收容器。相应地，硬币可以通过第二排出元件从运输元件被卸载并供应给第二接收容器。卸载元件沿着运输方向看并排地布置，并且可以特别是由升降磁体构成，其将硬币垂直于其运动方向地从运输元件中推出，以便将硬币选择性的卸载到相应的接收容器中。

发明内容

本发明的目的在于提供用于分拣圆盘状物体、特别是硬币的一种装置和一种方法，其能够增加物体吞吐量和装置连续分拣操作的持续时间并在此情况下保持较低的错误分拣的可能性。

本发明的目的根据本发明的教导，通过用于分拣圆盘状物体的装置和相应方法来实现。本发明的各种实施方式和扩展方案由下面内容给出。

因此，本发明的第一个方面涉及一种用于分拣圆盘状物体、特别是硬币、有价芯片、代币、筹码、奖牌、徽章等的装置。该装置具有输送装置，该输送装置被配置为沿着输送路线输送被分离出的圆盘状物体。此外，该装置具有排出单元，该排出单元具有可枢转的导出元件，用于根据先前确定的各个物体在分类中的归类(区分为良品和劣品)，选择性地将沿着输送路线所输送物体中的单个物体排出。在此将导出元件设计为，借助驱动器枢转到输送路线中以将物体排出，使得导出元件能够通过枢转运动将机械动量传递到待排出的物体上，该机械动量相对于物体在动量传递时间点的运动方向具有垂直取向和反平行取向的动量分量，这些动量分量被选择为，通过该动量能够改变物体的运动方向并由此将物体从输送路线排出。在此将排出单元设计为，实现对良品和劣品的分拣，使得仅有根据分类被归类为良品的被输送的物体能够通过导出元件被排出。

本发明意义下的“输送装置”是指被设计为沿着输送路线运输圆盘状物体的装置。输送装置可以优选地通过输送带或至少一个传送带形成，但不限于此。

本发明的意义下的“导出元件”是指这样的部件：其可从其未进入到输送路线中的起始位置起通过枢转运动枢转到输送路线中，以将机械动量传递到沿着输送路线输送的物体上。因此，特别是可以将导出元件构造为槌形的。原则上，该部件的其他的关于枢转运动的真实或虚拟的枢转动轴不具有圆对称性的形状也是可行的。

根据本发明的装置能够以简单的方式将输送到排出单元的物体分拣为良品和劣品。不同于传统方法的通常将劣品从输送路线排出，而将良品保留在输送路线中，在此反过来是将良品从输送路线排出，所排出的部分的同质性即使在排出单元存在缺陷或故障的情况下也保持不变，所以在这方面不会出现错误分拣。

导出元件的枢转运动可以特别是通过马达驱动非常快速地进行，从而有可能在分拣时有非常高的吞吐量，例如超过每秒20个物体。在此将动量传递的方向选择为，使得由于物体沿着输送路线的运动而存在的物体的机械动量在导出元件处被“反射”，并与通过枢转运动传递给导出元件的其他动量相加得到所引发的总动量，该总动量使得物体偏离输送路线并因此实现物体的排出。由此，可以将物体的由于输送而已经存在的动能用于排出，这使得该装置相对于所述技术方案有更高的能量效率，在此，排出所需的运动能量仅由导出元件提供。所排出的物体可以特别是通过沿着总动量的方向设置的收集容器来检测和收集。

在下文中阐释了该装置的优选的实施方式及其扩展方案，除非明确地排除，否则它们可以彼此任意地组合以及与下面所述的根据本发明第二方面的相应方法相结合。

根据第一种优选的实施方式，该装置还包括检查单元，该检查单元沿着输送路线设置在导出元件的前面并被设计为，传感技术地检查沿着输送路线输送的各个物体，并根据检查结果将所输送的物体分别归类并将该归类通知排出单元。通过这种方式，该装置能够自行对分类中的物体进行归类，并因此自主地并独立于用于提供这些归类信息的外部信号源或数据源地工作。

根据另一种优选的实施方式，为了驱动导出元件而配置电动机，导出元件与该电动机的被驱动的轴耦接。优选地，电动机是伺服电机，并且排出单元还具有控制单元，该控制单元被设计为，借助于相应的控制信号操控伺服电机，以使通过该伺服电机驱动的导出元件能够根据先前确定的各个物体在分类中的归类通过枢转运动选择性地排出被归类为良品的物体。电动机、在此特别是伺服电机的优点在于：能够实现对枢转运动的精确调整，使得由电动机驱动的导出元件的枢转运动能够最佳地适应于待分拣的物体，特别是适应于其尺寸、重量、材料特性和输送速度。

相应地在一种优选的扩展方案中，为了使导出元件的枢转运动适应于待分拣物体的类型，可以将控制单元设计为，可调节或者调节枢转运动的至少一个、优选所有的下述参数：(i)导出元件的加速度或引起该加速度的力的量度；(ii)在实现加速度之后并在导出元件与待排出的物体发生物理接触之前所达到的导出元件的最终速度、特别是角速度的量度；(iii)用于根据先前检测到的待排出的物体沿输送路线的位置来确定开始枢转运动的时间点的量度，该量度可以特别是位置检测与开始枢转运动之间的时间间隔；(iv)在枢转运动中所发生的离开导出元件的起始位置的最大偏转的量度，其中，该量度可以特别是相应的偏转角度。

通过采用枢转运动而非线性运动来实现排出，借助于电动机驱动导出元件，以及通过上述的参数化最优地操控电动机之间的相互配合，能够实现特别高的能量效率，从而即使在高分拣频率下也能够持续数小时或数天地长时间连续操作，而不会使装置在此达到其操作范围的极限。相反，在已知的线性驱动器(例如起重磁体)中，在高频率下通常会发生快速加热，使得在短时间内就达到此类驱动器的操作极限并因此需要昂贵的冷却或定期的暂停。

根据另一种优选的实施方式，该装置还具有触发传感器，该触发传感器被设计为，探测沿着输送路线朝向排出单元输送的各个物体，并在探测到物体时将表征探测的触发信号发送给排出单元。在此将排出单元设计为，为了选择性地排出物体，根据触发信号和物体在分类中的归类将导出元件枢转到输送路线中。通过这种方式，可以借助于触发传感器自动地确定沿着输送路线朝向导出元件运动的物体的位置，并根据该位置推导出特别是导出元件开始枢转运动的最佳时间点。为此，特别是可以将与前一种所述实施方式相关联的所述参数化用于根据先前识别的待排出的物体沿着输送路线的位置确定开始枢转运动的时间点。在一种优选的变型中，触发传感器与检查单元合并为一个组件。

根据另一种优选实施方式，装置还具有核查传感器，该核查传感器被构造为，探测根据物体在分类中的归类而排出的物体在根据至少一个预先确定的标准到达导出元件之后是否被正确地从输送路线中移除，并且输出表征物体从输送路线中被正确移除和/或未被正确移除的核查信号。在最简单的情况下，检测标准可确定物体在导出元件通过之后是否还位于输送装置上。通过这种方式可以识别排出时的错误：实际待排出的物体通过了导出元件而未被导出元件正确地排出。

根据一种优选的扩展方案，该装置还具有分析单元，该分析单元特别是可以与控制单元重合。该分析单元被设计为，根据由核查传感器输出的核查信号确定核查信号的绝对的或相对的发生频率，并且如果发生频率超过预定的、优选为可配置的公差阈值，则输出故障信号。由此，该故障信号指示排出错误或超出公差阈值的偏差，并因此可以指示装置的故障。

根据另一种优选的实施方式，该装置还具有位置传感器，该位置传感器被设计为，探测用于导出元件的偏转的量度并输出相应的位置信号。据此将所述装置设计为，基于该位置信号使导出元件回到预定的起始位置，导出元件从该起始位置起进行它们各自的枢转运动，以便选择性地从输送路线中排出物体。通过这种方式，特别是在驱动器重新初始化的框架下，例如在打开装置进行分拣时，可以识别导出元件当前位于何处并有针对性地将其引导回起始位置。这在下述情况下是特别有用的：即，起始位置未以其它方式(例如通过止挡件)定义，而是必须通过对导出元件的驱动器的相应操控有针对性地接近。在最简单的情况下，位置传感器仅被设计为，确定导出元件是否已经位于起始位置。

根据另一种优选的实施方式，导出元件具有凸轮的形状，特别是类似于机动车发动机的凸轮轴的凸轮的典型形状。导出元件的这种形状是特别适合的，因为一方面，其线性轮廓部分特别适合于向设置在物体上的表面部分的动量传递，这是由于至少与待排出的物体的物理接触的位置变化较小的情况下，对所产生的物体的总动量的影响可忽略不计。另一方面，由于凸轮的圆形轮廓部分具有圆对称性，因此能够避免不必要的惯性力矩，从而提高了导出元件的易运动性，并因此使该形状特别适于实现高吞吐量和高能效。

根据另一种优选的实施方式，导出元件至少在其设置用于向物体的动量传递的表面部分上具有不带边缘、拐角和凸起的轮廓。特别是可以为此可选地将界定表面部分的边缘修圆。通过这种方式，能够有针对性地防止在枢转运动中，在从导出元件到物体的动量传递期间可能物体造成的损坏。

根据另一种优选的实施方式，导出元件被设计为，其枢转运动围绕真实的或虚拟的轴进行，并且导出元件的被设置用于传递动量到圆盘状物体上的表面部分在平行于该轴延伸的方向上具有一高度，该高度至少对应于用于分拣的圆盘状物体的厚度。因此，在机械动量从导出元件传递到待排出的物体上期间，在导出元件与物体之间在物体的整个厚度上均存在物理接触。这也有助于减少在物理接触过程中在动量传递期间对被排出物体产生的压力，从而防止对物体可能造成的损坏。

根据另一种优选的实施方式，用于将动量传递到待排出的物体上的导出元件的表面部分由下述材料制成或以下述材料被涂层：该材料的弹性模量低于待分拣物体的弹性模量。特别地，该弹性模量可以明显低于通常用于制造硬币的材料(例如铜合金和/或镍合金)的弹性模量，优选低至少一个数量级。这也有助于防止动量从导出元件传递到待排出的物体期间可能造成的损坏。

根据另一种优选的实施方式，输送装置具有定向装置，该定向装置用于沿着沿输送路线延伸的定向线对输送向导出元件的物体定向。在此，该定向装置优选地通过引导轮廓件(例如引导板)形成。导出元件相对于该定向线偏移地设置，使得在导出元件为了传递机械动量而与被这样定向的待排出的物体发生物理接触之前，必须在其枢转运动时首先从其起始位置进行非零偏转。通过这种方式，就能够容易地避免根据其在分类中的归类不打算排出的物体因与导出元件接触而引起的偏转。由于导出元件相对于定向线的这种偏移，在此甚至是可能存在关于导出元件在其正确的初始位置周围的位置直到非零偏转可能存在的公差，而不会发生这种意外的偏转。

根据另一种优选的实施方式，导出元件被设计为，它的用于传递动量到物体上的表面部分在与待排出的物体的物理接触之前就已经立即具有反向于输送方向的运动分量。通过这种方式，可以特别容易地使待排出的物体相对于排出输送路线的方向偏转大的角度，特别是90°。

根据另一种优选的实施方式，在导出元件的枢转运动中所达到的导出元件从其起始位置开始的最大偏转角度最大为40°，优选最大为30°，特别优选最大为20°。通过这种方式，可以很小程度地限制该偏转，这可以用于更快地使导出元件返回并因此提高物体在分拣时的吞吐量。此外，较小的偏转角度有利于装置的能量效率，并因此也有利于其长时间的连续运行。

根据另一种优选的实施方式，该装置被设置为每秒分拣20个或更多个物体，优选为25个或更多个物体。该装置的这种相应设计除了包括配置允许相应运输速度的输送装置以外，特别是还可以包括：针对这种频繁和快速的枢转运动为导出元件的驱动器确定足够大的功率；为导出元件配置相应小的偏转角度和/或尽可能小的惯量；以及相应高频率地操控导出元件的驱动器；以及在必要时在上游检查待分拣物体在分类中的归类。

根据另一种优选的实施方式，沿着排出单元的输送路线在下游设置至少一个另外的、优选类似的排出单元，用于根据先前确定的各个物体在分类中的归类的至少两个类别，选择性地排出沿着输送路线输送的物体中的单个物体。一个或多个这样的另外的排出单元特别是可以用于：在再次分拣(Nachsortierung)的意义下，将虽然归类为良品但是错误地未被一个或多个上游的排出单元正确排出的物体随后排出。另一方面，该实施方式也可以优选地用于实现两个类别以上的分拣，在此，每个排出单元排出属于分类中的某一类别的物体。例如，可以在分类的框架下将物体归类为不同的质量类别，使得每个排出单元排出某一质量类别的物体，因此总的来说可以通过多个排出单元实现按照不同质量类别的分拣。

本发明的第二个方面涉及一种用于分拣圆盘状物体、特别是硬币的方法，该方法包括以下步骤：(i)沿着输送路线输送分散的圆盘状物体；(ii)根据先前确定的各个物体在分类中的归类(区分为良品和劣品)，借助可枢转的导出元件，选择性地将沿着输送路线输送的物体中的某个物体排出。在此，导出元件为了排出物体而通过驱动器枢转到输送路线中，使得导出元件借助于枢转运动，即动态地而非仅静态地，例如在与物体的接触时间点上固定的导出元件，将机械动量传递到待排出的物体上。该动量的方向在动量传递时间点上关于物体的运动方向具有垂直取向和反平行取向的动量分量，该动量分量被选择为，通过动量改变物体的运动方向并由此使物体从输送路线排出。在此，对良品和劣品的分拣这样进行：即，仅有根据分类归类为良品的被输送的物体通过导出元件被排出。

下面将对该方法的优选的实施方式及其扩展方案进行说明，除非被明确地排除，否则它们可以彼此任意地组合，并且可与前述的本发明的第一方面相结合。由于该方法示出了对应于根据本发明的第一方面的装置的运行的工作方法，因此，已在前面关于装置、特别是关于各个相应的实施方式及其扩展方案的说明也相应地适用于该方法及其实施方式或扩展方案。

根据该方法的第一种优选的实施方式，该方法还包括以下步骤：传感技术地检查沿着输送路线输送的各个物体；根据检查结果将所输送的物体通过分类来归类；并将该归类传输给导出元件的操控器。

根据另一种优选的实施方式，使用伺服电机来驱动导出元件，通过相应的控制信号操控该伺服电机，以使导出元件根据先前确定的所输送的各个物体在分类中的归类通过枢转运动选择性地将归类为良品的物体排出。

根据另一种优选的实施方式，通过调节枢转运动的至少一个、优选所有的下述参数，使导出元件的枢转运动适应于待分拣物体的类型：(i)导出元件的加速度或引起该加速度的力的量度；(ii)在实现加速度之后并在导出元件与待排出的物体发生物理接触之前所达到的导出元件的最终速度的量度；(iii)用于根据先前检测到的待排出的物体沿输送路线的位置来确定开始枢转运动的时间点的量度，该量度可以特别是位置检测与开始枢转运动之间的时间间隔；(iv)在枢转运动中所发生的离开导出元件的起始位置的最大偏转的量度。

根据另一种优选的实施方式，该方法还包括以下步骤：探测沿着输送路线输送向排出单元的各个物体。在此，为了选择性地排出物体，根据表征物体探测的触发信号和物体在分类中的归类将导出元件枢转到输送路线中。

根据另一种优选的实施方式，该方法该包括以下步骤：探测根据物体在分类中的归类被计划排出的物体是否在到达导出元件之后根据至少一个预定的标准被正确地从输送路线移除，并且输出表征物体被从输送路线正确移除和/或未被正确移除的核查信号。

根据另一种优选的扩展方案，根据核查信号确定核查信号的发生频率，并且如果该发生频率超过预定的公差阈值，则输出故障信号。

根据另一种优选的实施方式，该方法还包括以下步骤：探测导出元件的偏转的量度并输出相应的位置信号；基于该位置信号使导出元件回到起始位置，导出元件从该起始位置起进行相应的枢转运动，以便选择性地从输送路线中排出物体。

根据另一种优选的实施方式，该方法还包括以下步骤：沿着沿输送路线延伸的定向线对输送向导出元件的物体进行定向。

根据另一种优选的实施方式，在方法中，借助于根据物体在分类中的归类所进行的选择性排出，每秒分拣20个或更多的物体，优选为25个或更多的物体。该实施方式可特别针对重量为3克或更小并且直径为20mm或更小的硬币实现。

根据另一种优选的实施方式，在所述选择性排出之后，紧接着根据先前确定的各个物体在分类中的归类的至少两个类别，进行至少一次另外的对沿着所述输送路线输送的物体中的单个物体的选择性排出。

附图说明

本发明的其它优点、特征和应用将在下面结合附图做详细说明。其中：

图1以示意性框图示出了根据本发明的一种优选实施方式的、用于分拣圆盘状物体、特别是硬币的装置；

图2以从装置上方的透视平面图示出了根据本发明的一种优选实施方式的、用于分拣圆盘状物体的装置，该装置具有输送装置和排出单元；

图3以从装置下方的透视平面图示出了与图2所示相同的装置，在此为了看到排出单元而没有示出输送装置；

图4以详细视图示出了在根据图2和图3的装置中从导出元件到待排出的物体、特别是硬币上的动量传递；和

图5示出了根据本发明的方法的一种优选实施方式的流程图。

具体实施方式

在附图中，所有相同的标号均用于本发明的相同或相互对应的元件。

首先，参照图1和其中示出的优选的实施方式说明根据本发明的装置的基本结构。所示出的用于分拣圆盘状物体2、特别是硬币的装置1具有输送装置3，如图所示，该输送装置可以特别是由传送带或运输带构成。输送装置3用于将已经分散的物体2沿着相应的输送路线连续地运输到装置1的不同站点。将检查单元4设为第一站点，其利用一个或多个传感器分别检测在输送装置3上所输送的物体2，并根据至少一个标准对其进行检查，以便通过分类对各个物体2进行归类(区分为良品与劣品)。在最简单的情况下，分类仅包括两个类别：一个是良品，一个是劣品。然而，在当前的多此排出的情况下，有利的是分类包括更多的类别，在此优选为四个类别。所述的用于物体2归类为良品或劣品的至少一个标准可以特别是关系到：相应的物体2是否是无损坏的，或者是否是真的，或者是否对应于预定的物体类型。在物体2特别是硬币的情况下，该至少一个标准可以特别是附加地或替代地适用于区分不同的种类和/或面值，这将允许对硬币进行相应的分拣。

(第一)排出单元5被设为沿着输送路线的另一站点，其通过通信线路10与检查单元4信号连接，并且通过该通信线路接收由检查单元4进行并传输的物体2在分类中的归类。为了便于说明，在图1的上部更详细地示出了排出单元5。排出单元5具有伺服电机7，该伺服电机可通过控制单元6来操控，并且通过伺服电机的从动轴8将凸轮形式的导出元件设置在该伺服电机上。可选地，控制单元可以如图1所示地设计为排出单元的一部分或与其分开(未示出)。导出元件9被设计为，根据通过控制单元对伺服电机7的相应操控而处于枢转运动中，通过该枢转运动使导出元件进入到输送路线中并与存在于那里的待排出的物体2物理接触，以将机械动量传递到物体上并由此将其排出输送路线。排出单元5配有收集容器11，该收集容器被设置为，其能够接住由排出单元5排出的物体2并集中。

如果现在在装置1的运行过程中在检查单元4上识别到某个物体2根据分类被归类为良品，则这将通过通信线路10传输到排出单元5，排出单元的控制单元6据此操控伺服电机7，伺服电机使导出元件9进入到枢转运动中，以将物体2排出输送路线。排出的物体2被接收在收集容器11中，并与之前或之后排出的其它良品集中在一起。相反，未被检查单元4根据分类归类为关于排出单元5所定义的良品的物体2则沿着输送路线穿过排出单元5，而排出单元不排出相应的物体2。在图1所示的实施方式中，可选地设有两个附加的排出单元5a和5b作为另外的站点，它们各自具有相应的接收容器11a或11b。优选但非必要地，这些其它的排出单元的相应结构和功能对应于第一排出单元5的结构和功能。在当前的实施例中，通过检查单元4将物体2归类为四个不同的质量类别，因此三个排出单元5、5a和5b中的每一个对应一个质量类别，并根据这三个质量类别排出物体2。剩下的第四个质量类别不对应任何的排出，因此其所指的是在通过最后的排出单元5b之后还留在输送装置3上的那些物体2。这些物体也可以可选地在输送路线的末端被检测并集中在相应的接收容器(未示出)中。不同的质量类别可以例如代表损坏的程度或方式，或者具体在硬币的情况下还可以代表面值或种类。

在图2中以从上方观察到的透视平面图示出了根据本发明一种优选的实施方式的装置，其具有被构造为输送带的输送装置3和排出单元5。在此，物体2具体是面值为20的硬币，例如面值为0.20€。硬币的输送方向在图2中从右向左沿着在输送带中心延伸的输送方向延伸。

在穿过检查单元(未示出)之后，硬币到达引导板形式的、具有斜坡的定向装置15，该定向装置的作用在于：使硬币与引导板的邻近斜坡的直边对齐地沿着输送方向被定向，以便至少在很大程度上避免硬币相对于在输送带的平面中垂直于输送方向延伸的方向上出现位置偏离。

随后，在定向装置上设置用于检测沿着输送方向输送的物体2的到达的触发传感器12，其可以特别是光学传感器。触发传感器12被设计为，在检测到物体2到达时向排出单元5的控制单元6发送相应的触发信号，为简单起见，在此仅示出了伺服电机7。控制单元6被设计为，随后操控伺服电机7，使得伺服电机在收到触发信号之后的预定时间段结束之后使凸轮形式的导出元件9进行枢转运动，以排出在此期间到达导出元件9的硬币2a，该硬币先前已经被归类为良品。同样示出的硬币2b先前已经被排出。硬币2c已通过排出单元而未被排出。关于该装置的其他操作细节请参考下面对根据本发明的方法的说明。

此外，该装置还具有核查传感器13，该核查传感器相对于输送方向设置在导出元件9的下游。核查传感器13被设计用于在其位置处探测仍位于输送带3上的硬币2，并将相应的核查信号发送到控制单元6。通过这种方式，可以识别事实上要被排出的硬币2a是否错误地未被排出，尽管其先前已经被归类为良品。

此外，在导出元件9的区域中还设有位置传感器14，其用于检测导出元件9的当前偏转。在简单版本中，位置传感器14仅被设计用于检测导出元件9是否位于定义的起始位置上(如图2所示)。借助于位置传感器，可以在装置1初始化时与控制单元6配合，使伺服电机7并因此是与之耦接的导出元件9转移到起始位置，以便为装置1的用于分拣物体或硬币2的后续操作提供定义的初始状态。

图3示出了与图2相同的根据本发明的装置，但是为从下方看到的透视平面图。在此为了能够看到排出单元而没有示出输送装置。因此，看似自由浮动的物体或硬币2、2a、2b和2c实际上是位于传送带3上。在该附图中详细示出了以虚线示出的导出元件9的起始位置9a和以实线示出的偏转位置9b。

导出元件9相对于通过引导板15定义的硬币的方向线偏置地设置，使得在其枢转运动中，必须在导出元件与这样取向的待排出的物体进行物理接触以传递机械动量之前，首先从其起始位置进行非零偏转。通过这种方式，可以避免根据分类中的归类不需要排出的物体或硬币2由于与导出元件的接触而产生意外的偏转。物体或硬币2c是被归类为劣品的部件，因此它们没有被排出单元5排出并保留在运输带3上。此外，在图3中还示出了：导出元件9的转动轴17，其与伺服电机7的从动轴8重叠；和板16，排出单元以及定向装置15可以安装在该板上。板16和排出单元5可以优选地设置在可调节的滑架上，并可以沿着和/或垂直于输送装置3移动。这种移动性可以特别是根据待分拣物体的性质来配置。

为了说明在图2和图3的装置中从导出元件9到待排出的物体2a的动量传递，在图4中示出了相应的详细视图。物体2的输送方向A还是从右向左延伸，并且物体2a现在已到达导出元件9，如图所示，该导出元件在动量传递的时间点上已经位于偏转位置9b上，并在接触面上已经与物体2a出于物理接触18中。优选地，导出元件或者说其被设计用于物理接触的表面部分在平行于转动轴延伸的方向上具有一高度，该高度至少与待分拣物体2的相应高度或厚度相符，以使物理接触的面积尽可能得大，这有利于避免损坏。此外，导出元件9的材料可以至少在该表面部分的区域中是弹性的，并且具有一弹性模量，该弹性模量小于待分拣的圆盘状物体(特别是在其周向上)的弹性模量。导出元件9围绕转动轴17沿逆时针方向进行枢转运动，并通过物理接触18将机械动量P传递到物体2a上以排出物体2a。在此，就在物理接触18之前，动量P关于物体2a的相应于输送方向A的运动方向具有垂直于输送方向或物体运动延伸的动量分量P_⊥或反平行于输送方向或物体运动延伸的动量分量P_∣∣。通过将该额外传递的动量P与由于沿着输送路线的输送已经存在的动量复合在一起得到一合成动量，或者待排出的物体2a的已变化的运动方向B，该合成动量或者该变化的运动方向可以通过相应地配置排出过程特别是垂直于输送方向地延伸。通过这种方式，可以将物体2a的在动量传递之前已经存在的动能用于排出，而不必由排出单元5施加在此所需的全部动能。

优选地，枢转运动可以例如基于其加速度和最终速度、其触发时间点和/或其最大偏转角度作为参数来调整，以便能够在排出的能效和可靠性的框架下实现最佳的调整和对待分拣物体2的类型的适应。

导出元件及其枢转运动可以特别是被设计为，在待分拣的圆盘状物体具有至少基本上为圆形的几何形状的情况下，通常与硬币的情况一样，使在排出时发生在导出元件9与待排出的物体2a之间的物理接触18不会延伸超过物体的圆形圆周的四分之一圆周段。

为了进一步说明根据本发明的装置的工作方式以及根据一种优选的实施方式的根据本发明的方法，在图5中示出了一流程图。装置1的前述实施方式在此请做示例性的参考，而不应将其理解为限制。下面根据该流程图从装置启动到分拣第一物体2的示例性流程进行说明。

该方法从装置1的启动，例如其被接通时开始，随后是使导出元件9进入其起始位置9a的初始化步骤S1。在此，可以特别是通过位置传感器14检测导出元件9的当前位置并报告给排出单元5的控制单元6，以便控制单元能够通过对电机7的相应操控将导出元件9转移到预定的起始位置9a，只要导出元件9尚未位于那里。

在随后的步骤S2中，在实践中通常是连续地进行，沿着输送路线输送已经分散的圆盘状物体2、特别是硬币，这可以特别是通过诸如运输带这样的输送装置3来实现。优选地，单个物体2如先前结合定向装置15所描述的那样沿着定向方向取向。在随后的步骤S3中，借助至少一个传感器检查物体2，便以在下一步骤S4中根据检查结果按照分类实现物体2的归类(区分为良品与劣品)。

随后在下一步骤S5中检查物体2在此是否根据分类被归类为良品。如果不是(S5-否)，则该用于物体2的方法已执行完成，并且物体2穿过导出元件9而没有在此被排出。否则(S5-是)，执行步骤S6，在该步骤中，在沿着输送路线的某一位置(位于导出元件9之前)上探测物体2，产生相应的触发信号并发送。

在下一步骤S7中，通过可枢转到输送路线中的导出元件9将物体2排出，在此，导出元件的枢转运动在触发信号之后的一预定时间段之后进行，特别是被触发。优选地，该时间段可以作为参数来调节，以便能够实现对导出元件9与物体2之间的动量传递的时间点和方向的最佳调整。

最后在下一步骤S8中，特别是通过相应的核查传感器13来探测由于被归类为良品而被设置为排出的物体2是否真正被正确地从输送路线排出。该核查结果可以至少在排出未正确进行的情况下借助于核查信号示出。因此，在随后的步骤S9中需要核查这样的核查信号是否出现或是否示出不正确的排出，并且因此在排出时存在错误。如果不是(S9-否)，则针对该物体2的处理已经完成。否则(S9-是)，可以可选地进行另一核查：从相应的计数器复位开始到出现核查信号止的总数(绝对频度)是否超过预定的公差阈值。如果没有(S10-否)，则针对该物体2的处理已经完成。否则(S10-是)，则先前在中间打开的另一步骤S11中发出故障通知。替代地，也可以确定与吞吐量相关的相对频度，并根据相应定义的公差阈值进行核查。

故障通知的发出可以特别是通过用户界面来实现，借助该用户界面可以向操作人员发信号通知有故障发生，例如，通过显示装置和/或声音信号。

实践中，该方法(除了最初的初始化步骤S1以外)并行地并错开时间地同时针对多个待分拣物体2运行，使得例如在排出第一物体2a的时间点上正好按照步骤S3检查另一物体2，并且还有另一物体2已根据步骤S2沿着输送路线被运输。

虽然在前面已经描述了至少一种示例性的实施方式，但应指出的是，其还存在有大量的变型。在此还应注意到，所描述的示例性实施方式仅仅是非限制性的举例，其不应对在此所描述的装置和方法的范围、应用或结构形成任何限制。相反，通过前面的描述能够赋予本领域技术人员实现对至少一个示例性实施方式进行转换的教导，其中，在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以实现特别是关于所述部件的功能和布置的各种变化，例如可以根据权利要求和等效的特征组合来获得。

附图标记列表

1用于分拣圆盘状物体的装置

2圆盘状物体，特别是硬币

3输送装置，特别是运输带

4检查单元

5(第一)排出单元

5a，5b其它的排出单元

6控制单元，同时是用于核查信号的分析单元

7伺服电机

8从动轴

9导出元件

10通信线路

11用于(第一)排出单元的接收容器

11a，b用于其它排出单元的接收容器

12触发传感器

13核查传感器

14位置传感器

15定向装置，特别是引导板

16板

17导出元件的转动轴

18导出元件与物体之间的物理接触

A输送方向

B排出方向

P所传递的机械动量

P_⊥垂直于物体运动的P的动量分量

P_∣∣反平行于物体运动的P的动量分量。

Claims (33)

1.一种用于分拣圆盘状物体(2)的装置(1)，具有：

输送装置(3)，其被设计为，沿着输送路线输送分散的圆盘状物体(2)；

排出单元(5)，其具有可枢转的导出元件(9)，所述导出元件用于根据先前确定的各个物体(2)在分类中被区分为良品和劣品的归类，选择性地将沿着所述输送路线输送的物体(2)中的单个物体排出；

其中，所述导出元件(9)被设计为，为了排出一物体(2，2a)而借助驱动器(7)枢转到输送路线中，使得所述导出元件通过该枢转运动将机械动量(P)传递到待排出的物体上，所述机械动量相对于该物体在动量传递时间点的运动方向具有垂直取向的动量分量(P_⊥)和反平行取向的动量分量(P_∣∣)，这些动量分量被选择为，通过所述动量(P)改变该物体(2，2a)的运动方向并由此将该物体从所述输送路线排出；

其中，所述排出单元(5)被设计为，实现对良品和劣品的分拣，使得仅有根据分类被归类为良品的被输送的物体(2，2a)通过所述导出元件被排出；并且

其中，所述输送装置(3)具有定向装置(15)，该定向装置沿着沿所述输送路线延伸的定向线对输送向所述导出元件(9)的物体(2)进行定向，并且所述导出元件(9)相对于该定向线偏移地设置，使得在所述导出元件(9)为了传递机械动量(P)而与被这样定向的待排出的物体(2，2a)发生物理接触(18)之前，所述导出元件必须在其枢转运动时首先从其起始位置进行非零偏转。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，所述圆盘状物体(2)是硬币。

3.根据权利要求1所述的装置(1)，还具有：

检查单元(4)，该检查单元沿着所述输送路线布置在所述导出元件(9)的前面并被设计为，分别传感技术地检查沿着所述输送路线输送的物体(2)，并根据该检查的结果将所输送的物体分别按照分类归类，并将该归类通知所述排出单元(5)。

4.根据权利要求1所述的装置(1)，其中，设置有电动机(7)用于驱动所述导出元件(9)，所述导出元件(9)与所述电动机的被驱动的轴(8)耦接。

5.根据权利要求4所述的装置(1)，其中，所述电动机(7)是伺服电机，并且所述排出单元(5)还具有控制单元(6)，所述控制单元被设计为，借助于相应的控制信号操控所述伺服电机(7)，以使通过该伺服电机(7)驱动的导出元件(9)根据先前确定的所输送的各个物体(2)在分类中的归类，通过枢转运动选择性地排出被归类为良品的物体。

6.根据权利要求5所述的装置(1)，其中，为了使所述导出元件(9)的枢转运动适应于待分拣物体(2)的类型，将所述控制单元(6)设计为，可调节枢转运动的至少一个下述参数：

-所述导出元件(9)的加速度或引起该加速度的力的量度；

-在实现加速度之后并在所述导出元件(9)与待排出的物体(2，2a)发生物理接触之前达到的所述导出元件(9)的最终速度的量度；

-用于根据先前识别出的待排出的物体(2，2a)沿所述输送路线的位置来确定开始所述枢转运动的时间点的量度；

-在所述枢转运动中发生的离开所述导出元件(9)的起始位置的最大偏转的量度。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，还具有触发传感器(12)，所述触发传感器被设计为，探测沿着所述输送路线向所述排出单元(5)输送的各个物体(2)，并在探测到物体(2)时将表征探测的触发信号发送给所述排出单元(5)；

其中，所述排出单元(5)被设计为，为了选择性地排出一物体(2，2a)，根据所述触发信号和该物体(2，2a)在分类中的归类将所述导出元件枢转到所述输送路线中。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，还具有核查传感器(13)，所述核查传感器被设计为，探测根据物体在分类中的归类而排出的物体(2，2a)在根据至少一个预先确定的标准到达所述导出元件(9)之后是否被正确地从所述输送路线中移除，并且输出表征该物体(2，2a)从所述输送路线中被正确移除和/或未被正确移除的核查信号。

9.根据权利要求8所述的装置(1)，还具有分析单元(6)，所述分析单元被设计为，根据由所述核查传感器(13)输出的核查信号，确定所述核查信号的发生频率，并且如果所述发生频率超过预定的公差阈值，则输出故障信号。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，还具有位置传感器(14)，所述位置传感器被设计为，检测所述导出元件(9)的偏转的量度并输出相应的位置信号，

其中，所述装置(1)被设计为，基于所述位置信号引导所述导出元件(9)回到预定的起始位置(9a)，所述导出元件从该起始位置起进行它们各自的枢转运动，以便选择性地从所述输送路线中排出物体(2)。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，其中，所述导出元件(9)具有凸轮的形状。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，其中，所述导出元件(9)至少在其设置用于向所述物体进行动量传递的表面部分上具有不带边缘、拐角和凸起的轮廓。

13.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，其中，所述导出元件(9)被设计为，其枢转运动围绕真实的或虚拟的轴(17)进行，并且所述导出元件(9)的被设置用于向所述圆盘状物体(2)进行动量传递的表面部分在平行于该轴(17)延伸的方向上具有一高度，该高度至少与用于分拣的圆盘状物体(2)的厚度相符，以便在所述机械动量从所述导出元件传递到待排出的物体(2，2a)上时，在所述导出元件(9)与物体(2，2a)之间，在物体的整个厚度上存在物理接触(18)。

14.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，其中，所述导出元件(9)的用于向待排出的物体(2，2a)上进行动量传递的表面部分由下述材料制成：该材料的弹性模量小于待分拣的物体(2)的弹性模量。

15.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，其中，所述导出元件(9)被设计为，它的用于向所述物体上进行动量传递的表面部分在与待排出的物体(2，2a)的物理接触(18)之前就已经立即具有反向于输送方向(A)的运动分量。

16.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，其中，在所述导出元件(9)的枢转运动中所达到的导出元件(9)从其起始位置开始的最大偏转角度最大为40度。

17.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，其中，在所述导出元件(9)的枢转运动中所达到的导出元件(9)从其起始位置开始的最大偏转角度最大为30度。

18.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，其中，在所述导出元件(9)的枢转运动中所达到的导出元件(9)从其起始位置开始的最大偏转角度最大为20度。

19.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，其中，所述装置(1)被设计为，每秒分拣20个或更多个物体(2)。

20.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，其中，所述装置(1)被设计为，每秒分拣25个或更多个物体(2)。

21.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1)，其中，沿着所述排出单元(5)的输送路线在下游布置至少一个另外的排出单元(5a；5b)，该另外的排出单元用于根据先前确定的各个物体(2)在分类中的归类的至少两个类别，选择性地排出沿着所述输送路线输送的物体(2)中的单个物体。

22.一种用于分拣圆盘状物体的方法，包括以下步骤：

将分散的圆盘状物体沿着输送路线输送(S2)；

沿着沿所述输送路线延伸的定向线对输送向导出元件(9)的物体(2)进行定向(S2)；并且

根据先前确定的各个物体(2)在分类中被区分为良品和劣品的归类，借助可枢转的导出元件(9)，选择性地将沿着所述输送路线输送的物体(2)中的某个物体排出(S7)，

其中，所述导出元件(9)为了排出一物体(2，2a)而通过驱动器(7)枢转到所述输送路线中，使得所述导出元件借助于该枢转运动将机械动量(P)传递到待排出的物体(2)上，所述机械动量的方向在动量传递时间点上关于物体的运动方向具有垂直取向的动量分量(P_⊥)和反平行取向的动量分量(P_∣∣)，这些动量分量被选择为，通过所述动量(P)改变所述物体(2，2a)的运动方向并由此使所述物体从所述输送路线排出，

其中，对良品和劣品的分拣这样进行：即，仅有根据分类被归类为良品的被输送的物体(2，2a)通过所述导出元件(9)被排出，并且

其中，在所述导出元件(9)为了传递机械动量(P)而与一被定向的待排出的物体(2，2a)发生物理接触(18)之前，所述导出元件必须在其枢转运动时首先从其起始位置进行非零偏转。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述圆盘状物体是硬币。

24.根据权利要求22所述的方法，该包括以下步骤：

传感技术地检查(S3)沿着所述输送路线输送的各个物体(2)；并

根据检查结果将所输送的物体通过分类来归类(S4)；并

将该归类传输给所述导出元件的操控器。

25.根据权利要求22所述的方法，其中，使用伺服电机(7)驱动所述导出元件(9)，通过相应的控制信号操控该伺服电机，使得所述导出元件(9)根据先前确定的所输送的各个物体(2)在分类中的归类通过枢转运动选择性地将归类为良品的物体(2，2a)排出。

26.根据权利要求25所述的方法，其中，通过调节枢转运动的至少一个下述参数，使所述导出元件(9)的枢转运动适应待分拣物体(2)的类型：

-所述导出元件(9)的加速度或引起该加速度的力的量度；

-在实现加速度之后并在所述导出元件(9)与待排出的物体(2，2a)发生物理接触之前达到的所述导出元件(9)的最终速度的量度；

-用于根据先前识别出的待排出的物体(2，2a)沿所述输送路线的位置来确定开始所述枢转运动的时间点的量度；

-在所述枢转运动中发生的离开所述导出元件(9)的起始位置的最大偏转的量度。

27.根据权利要求24所述的方法，还包括以下步骤：

探测(S6)沿着所述输送路线输送向排出单元(5)的各个物体(2)；

其中，为了选择性地排出一物体(2，2a)，根据表征对所述物体(2)的探测的触发信号和所述物体(2)在分类中的归类将所述导出元件(9)枢转到所述输送路线中。

28.根据权利要求22至27中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

探测(S8)根据物体在分类中的归类被计划排出的物体是否在到达所述导出元件(9)之后根据至少一个预定的标准被正确地从所述输送路线中移除，并

输出表征所述物体(2，2a)被从所述输送路线中正确移除和/或未被正确移除的核查信号。

29.根据权利要求28所述的方法，其中，根据所述核查信号确定所述核查信号的发生频率，并且如果所述发生频率超过预定的公差阈值，则输出故障信号。

30.根据权利要求22至27中任一项所述的方法，还包括以下步骤(S1)：

探测所述导出元件的偏转的量度并输出相应的位置信号；

基于该位置信号使所述导出元件(9)回到起始位置，所述导出元件从该起始位置起进行相应的枢转运动，以便选择性地从所述输送路线中排出物体(2)。

31.根据权利要求22至27中任一项所述的方法，其中，借助于根据物体(2)在分类中的归类所进行的选择性排出，每秒分拣20个或更多个物体。

32.根据权利要求22至27中任一项所述的方法，其中，借助于根据物体(2)在分类中的归类所进行的选择性排出，每秒分拣25个或更多个物体(2)。

33.根据权利要求22至27中任一项所述的方法，其中，在所述选择性排出之后，紧接着根据先前确定的各个物体(2)在分类中的归类的至少两个类别，进行至少一次另外的对沿着所述输送路线输送的物体中的单个物体的选择性排出。

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