CN1195150A - 带有受控出币口的硬币处理系统 - Google Patents

Abstract

一种按面额分拣混合硬币的分拣器,它包括一转盘,此转盘带有一弹性表面以便接收硬币并使硬币旋转。固定分拣头带有一略微间隔于转盘弹性表面并大致平行于该表面的成型表面。固定分拣头在位于其边缘周围的不同出口处分拣并排放不同面额的硬币。上述分拣头包括用于每种面额硬币的独立出口通道、以及用于对该面额出口通道内各种面额硬币的传感器。编码器通过监控转盘的角运动监控着所检测到的位于传感器下游处的转盘上的硬币的运动。硬币判别器用于检测外币和假币并阻止无效硬币同有效硬币一道排出。

Description

带有受控出币口的硬币处理系统

对相关申请书的参照

本申请书是共同未决的美国专利申请书第07/951731号的部分继续申请，美国专利申请书第07/951731号于1992年9月25日提交，题为“硬币处理系统”，它是共同未决的美国专利第07/904161号的部分继续申请，美国专利第07/904161号于1992年8月21日提交，题为“能自动转换硬币袋或自动停止的硬币分拣器”并且是美国专利申请书第07/524134号的继续申请，美国专利申请书第07/524134号于1990年5月14日提交(目前被授予美国专利5141443号)，题为“能自动转换硬币袋或自动停止的硬币分拣器”。

本发明的领域

本发明在总体上涉及到硬币处理系统，具体地说，本发明涉及到这样一种类型的硬币处理系统，它使用了一弹性转盘，该弹性转盘可在一个固定的硬币处理头的下方旋转。

本发明的背景

合格的硬币处理系统一般包括至少三个要素。这些要素有：在分拣硬币过程中判别硬币面额的精确度；分拣硬币的速度；以及，控制排放分拣后硬币以便计数和装袋的能力。提高这些要素的质量业已成为试图改进硬币处理系统的设计者们的当前目标。不幸的是，提高上述任何一个要素的质量一般都会导致其他要素质量下降。

例如，业已证明，分拣硬币的速度的增加与控制分拣后硬币排放质量呈反相关。一般地说，提高分拣硬币的速度需要增加位于固定头下方的转盘的旋转速度，而控制分拣后硬币的排放则需要高速的机械反应(例如堵塞住出币通路〕和/或使转盘的旋转突然减慢或停止。靠增加分拣硬币的速度很难以机械方式起作用和/或使转盘适时地停转。

提高分拣硬币过程中判别硬币面额的精确度一般需要对固定式硬币处理头进行完全的改装，这项工作是劳动密集型的并且是高成本的。此外，上述每一种固定头均规定了一种硬币辨别技术，这种技术对大多数商业上的应用来说具有可接受的精确性，并且，对重新设计固定头的昂贵投资只能略微改进精确性。

因此，需要有一种改进型硬币分拣系统，这种系统既能增加分拣硬币的速度，又能提高控制排放分拣后硬币的能力，同时，还能保持分拣硬币过程中判别硬币面额的精确度。

本发明概要

本发明通过主要使用周知的转盘式固定头结构并且通过按硬币在转盘上的位置来控制相关的转盘而提供一种改进型的硬币分拣系统和技术。转盘受控的方式既能显著地增加分拣硬币的速度，又能显著地提高控制排放分拣后硬币的能力。由于使用了周知的转盘式固定头，所以，可以保持硬币分拣过程中判别硬币面额的精确度。

本发明提供了一种改进型硬币处理系统，它在仅排出预定数量的预定面额硬币之后能可靠地停止排放硬币，因此，不会有这种面额的额外硬币排出。本发明还提供了一种改进型硬币处理系统，该系统可避免需要收回所排出的超过了预定数量的硬币。

本发明的另一个优点在于：它提供了这样一种硬币处理系统，该系统可按事先未知的速度来分拣硬币，同时还能在实际上立即停止排放分拣后的硬币。

本发明的再一个重要优点在于：它提供了一种能以廉价方式加以生产的改进型硬币处理系统。

依照前述优点，本发明的一个实施例是这样一种硬币处理系统，该系统包括：一个转盘，它具有一弹性表面以便接收硬币并使硬币作旋转运动；一个驱动电机，它用于使上述转盘旋转；以及，一个固定的硬币处理头，它具有一成形表面，此表面与转盘的弹性表面略有间隔并大致平行于转盘的弹性表面。处理后的硬币在一个或多个出口处排出转盘，而所说的出口则位于转盘和/或固定头的边缘处，并且，在位于上述出口上游的检测台处检测所说的硬币，以便进行计数和/或控制。通过控制转盘的角位移，可以控制所检测到的硬币在检测台下游处的运动，以确定所检测到的硬币何时沿硬币运动方向移至了位于检测台下游处的预定位置。

本发明的系统可用于硬币分拣器或硬币装载器(例如供装载包装机使用的)以控制在排放出预定数量的硬币时自动地停止排币，从而防止排放不必要的过量硬币。

本发明的另一个实施例包括对控制器进行编程以便根据分拣系统中混合硬币的类型来使分拣系统进行操作。所说的控制器响应于可由用户选择的多种不同操作模式中的一种模式而对硬币进行取样以便按照每种硬币面额的百分比来进行自学习。例如，如果控制器检测到系统中有过多的无效硬币，则分拣速度就会下降以便提高分拣的精确性。如果控制器检测到某种特定面额的硬币占较高的百分比，则该控制器就会提高用于这种特定面额硬币的分拣速度直至检测到更标准的硬币混合。

上述本发明概要并不能说明本发明的每一个实施例或本发明的所有方面。这就是以下进行详细说明的目的。

附图的简要说明

通过阅读以下的详细说明并参照附图，可以看出本发明的其他目的和优点，附图中：

图1是体现了本发明的硬币计数及分拣系统的透视图，所说的系统带有一断开部分以显示内部结构；

图2是图1中系统内的分拣头或导板的放大底部平面图；

图3是大致沿图2中3-3线的放大剖面；

图4是大致沿图2中4-4线的放大剖面；

图5是大致沿图2中5-5线的放大剖面；

图6是大致沿图2中6-6线的放大剖面；

图7是大致沿图2中7-7线的放大剖面；

图8是大致沿图2中8-8线的放大剖面；

图9是大致沿图2中9-9线的放大剖面；

图10是大致沿图2中10-10线的放大剖面；

图11是大致沿图2中11-11线的放大剖面；

图12是大致沿图2中12-12线的放大剖面；

图13是大致沿图2中13-13线的放大剖面；

图14是大致沿图2中14-14线的放大剖面并且说明了一处在出口通道内的硬币，所说的出口通道内带有处于回缩位置的可移动部件；

图15是与图14相同的剖面，所说的可移动部件处于前进位置；

图16是用于图1系统内转盘的最佳驱动系统的放大透视图；

图17是图1中硬币分拣器一部分的透视图，它显示了六个出币口中的两个出币口以及装袋站和包括在该装袋站内的某些组件；

图18是大致沿图17中18-18线的放大剖面，它显示了一个出币口以及装袋站的其他细节；

图19是图1至图18中硬币计数和分拣系统所使用的基于微处理器的控制系统的框图；

图20A和图20B合在一起构成了一部分程序的流程图，所说的程序用于控制包括图19控制系统内的微处理器的操作；

图21是图2分拣头改进形式的局部剖面；

图22是大致沿图21中22-22线的放大剖面；

图23是大致沿图21中23-23线的放大剖面；

图24是另一种用于图1中硬币计数和分拣系统并体现了本发明的改进型分拣头的底部平面图；

图25是大致沿图24中25-25线的放大剖面；

图26是与图25相同的剖面，它带有一枚代替图24和图25所示硬币的较大直径的硬币；

图27是大致沿图24中27-27线的放大剖面；

图28是与图27相同的剖面，它带有一枚代替在图24和图27所示硬币的较小直径的硬币；

图29是又一种用于图1中硬币计数和分拣系统并且体现了如图24所示之发明的改进型分拣头的底部平面图；

图30是图29上部右侧部分的放大图；

图31是大致沿图30中31-31线的剖面；

图32是用于图29中分拣头的改进型硬币计数区的部分底部平面图；

图33是大致沿图32中33-33线的剖面；

图34是用于图29中分拣头的另一种改进型硬币计数区的部分底部平面图；

图35是大致沿图34中35-35线的剖面；

图36是用于图24中分拣头的又一种改进型硬币计数区的部分底部平面图；

图37是说明图36所示计数区操作的时序图；

图38是再一种用于图1中硬币计数和分拣系统并且体现了本发明的改进型分拣头的底部平面图；

图39是大致沿图38中39-39线的剖面；

图40是大致沿图38中40-40线的剖面；

图41是图38所示分拣头一部分的放大平面图；

图42是大致沿图41中42-42线的剖面；

图43是大致沿图41中43-43线的剖面；

图44a和图44b构成了微处理器程序的流程图，所说的微处理器程序用于控制使用了图38中改进型分拣头的硬币分拣器内的转盘驱动电机和制动器；

图45a和图45b构成“微动阶段”子例程的流程，该子例程是由图44a和图44b的程序启动的；

图46是一可选子例程的流程图，图45a和图45b的子例程可以启动该可选子例程；

图47是说明由图45a和图45b的子例程所控制的操作的时序图；

图48是说明由图45和图46的子例程所控制的操作的时序图；

图49是用于控制提供给制动器的电流的子例程的流程图；

图50是另一种改进型分拣头和相配合的出口斜槽的顶部平面图；

图51是大致沿图50中51-51线的放大剖面；

图52是微处理器程序的流程图，所说的微处理器程序用于控制使用了图50中改进型分拣头的硬币分拣器内的转盘驱动电机和制动器；

图53是另一种改进型分拣头和相配合的出口斜槽的顶部平面图；

图54是大致沿图53中54-54线的放大剖面；

图55是一种用于监控转盘作角位移的改进型编码器的透视图；

图56是说明了依照本发明原理使用了编码器、制动器以及转速减速器的硬币分拣系统的图；

图57是说明图56所示的转速减速器的实施例的图；

图58是说明图56所示的转速减速器的另一实施例的图；

图59a是时序图，它显示了在按本发明进行操作时用于图56中系统的各种控制信号和状态信号；

图59b是另一种时序图，它显示了用于图56中系统的各种控制信号和状态信号；

图60是说明本发明的用于控制电机的电路的框图；

图61是显示依照本发明对微机进行编程的方式的流程图，所说的微机用于控制诸如图56所示那种硬币分拣系统中的交流电机和制动器；

图62是说明了依照本发明原理使用了两个转速减速器、一个编码器、一个离合器以及一个制动器的另一种硬币分拣系统的图；

图63是时序图，它说明了图62中系统的操作；以及

图64a和图64b包括了本发明的一种流程图，该流程图显示了对微机进行编程的方式，所说的微机用于对诸如图62所示那种硬币分拣系统中的多种面额的硬币进行分拣和计数；

图65a和图65b是本发明的另一种硬币检测器/辨别器电路结构的框图，该电路结构用于区分有效硬币和无效硬币；

图66是依照本发明的一种硬币分拣结构的透视图，该结构包括图65中的硬币检测器/辨别器以及一种硬币转向器，可以根据上述检测器/辨别器来对硬币转向器进行控制；

图67是图66之硬币分拣结构中所示的本发明的固定导板的底视图；

图68是依照本发明的另一种硬币分拣结构的透视图；

图69是图68所示系统的剖面图，它显示了一个偏离硬币出口斜槽的无效硬币；以及

图70是依照本发明的流程图，它显示了对一控制器进行编程的方式，所说的控制器用于对诸如图62和图67所示那种硬币分拣器系统中的多种面额的硬币进行分拣和计数。

尽管本发明有多种改进形式和替代形式，但附图中仍以举例的方式显示了本发明的某些特定的实施例并对这些实施例作详细的说明。然而，应该认识到，其目的并不是要把本发明局限于所说明的特定形式。相反，其目的是要包括属于后附权利要求所述的本发明精神和范围内的全部改进形式、等价形式以及替代形式。对最佳实施例的说明

以下参照附图，首先参照图1，漏斗10接收各种面额的硬币并使这些硬币穿过环形分拣头或导板12的中心开口。当硬币穿过上述中心开口时，硬币会存放在转盘13的顶面上。转盘13安装成能靠一短轴(未显示)旋转并且受电机14驱动。转盘13包括一弹性垫16，它最好由弹性橡胶或聚合材料制成并粘接在实心金属盘17的顶面上。

当盘13旋转时，存放在该盘顶面上的硬币会因离心力在弹性垫的表面上向外滑动。当硬币向外移动时，平置于弹性垫上的硬币会进入该弹性垫表面与导板12之间的空隙，这是因为，导板内缘的下侧与弹性垫16的上方间隔开一定的距离，该距离约等于最厚硬币的厚度。

从图2可以看得很清楚，向外移动的硬币最初会进入环形凹槽20，该槽形成在导板12的下侧并围绕着环形导板的大部分内缘延伸。凹槽20的外壁21向下延伸至导板的最低表面22(见图3)，导板的最低面22与弹性垫16的顶面间隔开一个距离，该距离比最薄的硬币的厚度略小，例如为0.010英寸。因此，当硬币碰到凹槽20的壁面21时，尽管硬币会因弹性垫16的旋转运动而沿壁面21继续作圆周运动，但该硬币的原有径向运动却会停止，仅仅部分进入凹槽20的重叠硬币会被豁口20a所分开，该豁口20a是沿凹槽20的内缘形成在该凹槽的顶面上的(见图4)  。

只有不直接与凹槽20相通的导板12的中心开口那一部分是被台阶23所占据的边缘区段，该台阶23的下表面与导板的最低面22同一高度。台阶23的上游端构成了一斜面23a(图5)，此斜面可阻止某些彼此重叠的硬币到达斜面24。当两个或多个硬币彼此重叠时，这些硬币即使在较深的边缘凹槽20内也会被压进弹性垫16。因此，重叠的硬币在接近台阶23时会处于通道20内不同的径向位置处。在有一对重叠的硬币仅部分地进入凹槽20内时，这对硬币会碰到台阶23前缘上的斜面23a。斜面23a会向下将重叠的硬币压入弹性垫16，这就会使下部硬币放慢运动，而上部硬币会继续前进。这样，这些重叠硬币就会分开，因而得以重复循环并再次进入凹槽20，这时，这些硬币处于单层形式。

当一对重叠的硬币在到达台阶23之前向外移进凹槽20时，重叠的硬币会碰到内部螺旋壁面26。壁面26的垂直尺寸略小于最薄硬币的厚度，因此，一对重叠硬币中的下面的硬币会在上述壁面的下方经过并可以重复循环，而该对重叠硬币中的上面的硬币则会沿壁面26向外作偏心运动(见图6和图7)。这样，可以将这两个硬币分离开，上面的硬币沿导向壁面26移动，而下面的硬币重复循环。

凹槽20内的硬币在接近台阶23时会在台阶23的周围向外移动并碰到通向凹槽25的斜面24，凹槽25则是内边缘凹槽20的向外延伸。凹槽25最好略宽于有最大直径的硬币的直径。大部分凹槽25的顶面按一定的距离间隔开弹性垫16的顶部，所说的距离小于最薄硬币的厚度，因此，可在硬币旋转经过凹槽25时将它们夹在导板12与弹性垫16之间。这样，所有移进凹槽25的硬币会旋转成与向外盘旋的内壁面26相碰，然后在所有硬币的内缘均沿螺旋壁面26行进的情况下继续向外移经凹槽25。

如图6至图8所示，与内壁面26相邻的凹槽25顶面的狭窄区25a按大约为最薄硬币的厚度这样的距离间隔开弹性垫16。这就能确保所有面额的硬币(仅指一对重叠或叠置的硬币中的上面的硬币)在向外盘旋时牢固地接合于该壁面26。凹槽25顶面的其余部分从区域25a朝向凹槽25的外缘呈向下的锥形。如图6至图8所示，上述锥形会使得硬币在移经凹槽25时略微倾斜，从而进一步使得硬币与向外盘旋的壁面26作持续的接合。

壁面26所形成的向外盘旋的主要目的是使硬币分开，因此，在分拣器的正常稳定操作过程中，相继进入的硬币不会彼此相接触。正如以下将要说明的那样，硬币的分离会使得对硬币进行计数的过程有高度的可靠性。

弹性垫16的旋转会继续使硬币沿壁面26移动，直至这些硬币碰到斜面27，斜面27从凹槽25朝向导板12之最低面22的区域22a向下倾斜(见图9)。由于表面22位于比上述凹槽更靠近弹性垫16的位置，所以，斜面27的作用是在转盘使硬币沿该斜面向前运动时进一步将硬币压入弹性垫16。这就能将硬币更牢固地夹在导板表面区域22a与弹性垫16之间，从而，能在转盘使硬币继续沿导板的下侧旋转时将硬币保持在固定的径向位置处。

硬币在从斜面27中排出时会进入一个定位及计数的凹槽30，此凹槽也使所有面额的硬币牢固地贴在弹性垫16上。凹槽30的外缘构成了一个向内盘旋的壁面31，此壁面在硬币到达出口通道之前碰到硬币的外缘并使硬币的外缘精确地定位，而所说的出口通道是充当根据硬币直径来区分不同面额硬币的装置。

向内盘旋的壁面31仅能在很小程度上减少相继进入的硬币之间的距离，因此，相邻的硬币会保持分离。向内盘旋会封住壁面31与硬币外缘之间的任何空间，因此，不管硬币的外缘在硬币最初进入凹槽30时处于什么位置，所有硬币的外缘最终都会贴着壁面31上并位于一共同的径向位置。

在定位凹槽30的下游端位置处，斜面32(图13)是从定位凹槽30的顶面向下朝向导板最低面22的区域22b倾斜。这样，可以在斜面32的下游端处用最大的压力将硬币夹在导板12与弹性垫16之间。这就能确保将硬币牢固地保持在最初由定位凹槽30的壁面31所确定的径向位置处。

在超出了定位凹槽30的位置处，导板12形成了一系列出口通道40，41，42，43，44和45，这些通道起选择装置的作用以便在导板边缘周围的不同圆周位置处排放不同面额的硬币。这样，通道40-45会在导板12的外缘周围按圆周相间隔，而相邻成对的通道的最内部边缘则逐渐远离所有硬币外缘的共同径向位置以便按直径递增的次序接收和排出硬币。在所说明的特定实施例中，确定六个通道40-45的位置并选定它们的尺寸以便只排出一角硬币(通道40和41)，五分硬币(通道42和43)以及二十五分硬币(通道44和45)。使出口通道40-45的最内部边缘定位以便只有一种特定面额的硬币内缘能进入一个通道，而到达一给定出口通道的所有其它面额的硬币则会向内延伸超过该特定通道的最内部边缘，因此，这些硬币不会进入该通道，所以会继续至下一个出口通道。

例如，头两个出口通道40和41(图2和图14)只用于排放一角硬币，因此，这些通道的最内部边缘40a和41a位于一定的半径处，该半径按仅略大于一角硬币直径的距离向内间隔开定位壁面31。所以，只有一角硬币会进入通道40和41。由于所有面额硬币的外缘在离开定位凹槽30时均处在同一径向位置处，所以，五分硬币和二十五分硬币的内缘均会向内延伸超过通道40的最内侧边缘40a，从而会阻止了这些硬币进入前述特定的通道。这种情况在图2中作了说明，图2显示了收集在通道40内的一角硬币D，而五分硬币N和二十五分硬币Q则会绕过通道40，这是因为上述两种硬币的内缘会向内延伸超过所述通道的最内侧边缘40a，因此，这两种硬币会被夹持在导板表面22b与弹性垫16之间。

在到达通道42和43的硬币中，只有五分硬币的内缘位于足够靠近导板12边缘的位置处从而能进入这些出口通道。二十五分硬币的内缘向内延伸超过通道42和43的最内侧边缘，所以，二十五分硬币会被夹持在导板与弹性垫之间。因此，二十五分硬币会转过通道41并继续至下一个出口通道。这种情况在图2中作了说明，图2显示了收集在通道42的五分硬币N，而二十五分硬币Q则会绕过通道42，这是因为，二十五分硬币的内缘会向内延伸超过上述通道的最内侧边缘42a。

与此相似，只有二十五分硬币能进入通道44和45，因此，任何误装入分拣器的较大硬币只能重复循环，这是因为，这些硬币不能进入任何一个出口通道。

图14清晰地显示了出口通道40-45的剖面，该剖面是经过一角硬币通道40的剖面。当然，所有出口通道的剖面结构都是相类似的，只是在宽度及圆周和径向位置方面有所不同。每个出口通道的最深部分的宽度均小于该特定出口通道所要接收和排出的硬币的直径，并且，导板与各个出口通道的径向向外边缘相邻的阶梯形表面会将该出口通道所接收的硬币的外侧部分压进弹性垫，因此，硬币的内缘会向上倾斜进出口通道(见图14)。出口通道向外延伸至导板的边缘，因而，该出口通道的内缘会向外引导倾斜的硬币并最终将硬币从导板12与弹性垫16之间排出。

例如，第一个一角硬币通道40具有小于一角硬币直径的宽度。因此，当转盘使一角硬币作圆周运动时，一角硬币的内缘会逆着内部壁面40a向上倾斜，而内部壁面40a则会向外引导一角硬币直至该硬币到达导板12的边缘并且最终会从导板与弹性垫之间排出。这时，硬币的冲力会使得该硬币移离分拣头进入一弧形导向件，该导向件将硬币引导到诸如硬币袋或硬币盒之类的适当接收装置。

在把硬币从六个出口通道40-45中排放出来时，六个弧形导向通道50会向下将硬币引导至六个相应的装袋站BS，如图17和图18所示。图17只显示了六个装袋站中的两个，而图18则显示了一个装袋站。

硬币在离开导向通道50的下端时会进入相应的圆柱形导向管51，这些导向管是装袋站BS的一部分。导向管51的下端向外扩张以容纳通常的夹持环结构，该夹持环结构用于将硬币袋B安装在导向管51的正下方以接收来自该导向管的硬币。

如图18所示，每个夹持环结构均包括一个支架71，在该支架的下方以这样的方式支承着相应的硬币导向管51，即导向管的入口与相应导向通道的出口相对齐。直径略大于导向管51上部直径的夹持环72以可滑动的方式设置在各个导向管上。这就能够通过将硬币袋的袋口放置在导向管的漏斗端上然后使夹持环向下滑动直至该夹持环在导向管的漏斗部分上紧紧地嵌在硬币袋周围而将硬币袋B以可拆卸的方式固定于导向管51，如图18所示。卸下硬币袋只需将夹持环向上推至导向管的圆柱形部分上。夹持环最好由钢制成，并且，在支架71的下侧设置多个磁体73以便在用空袋替换满硬币袋时将夹持环72固定在拆卸位置处。

每个夹持环结构上还均设置有一硬币袋联锁开关，该开关用于指示每个装袋站上有或者没有硬币袋。在所述的实施例中，每个夹持环结构的支架71的下方均设置有一“通常为关闭”式的磁性簧片开关74。当相应的夹持环72与磁体73相接触从而将磁体73所产生的磁场传导至开关74附近时，就会启动开关74。在拆下并且还未用空硬币袋替换先前所夹持的满硬币袋时就会出现上述情况。为各个其它的装袋站BS均提供了类似的装置。

如上所述，为每种面额的硬币均提供了两个不同的出口通道。因此，可在导板12边缘周围的两个不同位置处即在用于一角硬币的通道40和41的外端、用于五分硬币的通道43和43的外端处以及用于二十五分硬币的通道45和46的外端处排放出一种面额的硬币。为了选定两个可用于每种面额硬币的出口通道中的一个，能以可控方式启动的分流装置与三对相似的出口通道40-41、42-43及44-45中每一对内的第一个出口通道相联。在启动上述分流装置中的一个时，该分流装置会将相应面额的硬币从第一个出口通道分流至为该特定面额硬币设置的前述两个出口通道中的第二个出口通道。

首先来看为一角硬币设置的成对出口通道40和41，在第一通道40的入口端靠近该通道内缘的位置处设置有一可垂直移动的桥接件80。正如以下要详细说明的那样，通常用弹簧81将桥接件80保持在抬高、回缩的位置(图14)。当桥接件80处于抬高的位置时，该桥接件的底部会如图14所述那样与通道40的顶壁相平齐，因此，一角硬币D会进入通道40并且以正常的方式经由该通道排出。

在要使一角硬币绕过第一出口通道40分流至第二出口通道41时，就使电磁铁S_D(图14、图15和图19)通电以克服弹簧81的弹力并使桥接件80下降到前进位置。如图15所示，在该下降位置处，桥接件80的底部与导板12的底面22b相平齐，这就能起到阻止一角硬币D进入出口通道40的作用。因此，二十五分硬币会因滑过桥接件80的转盘而转过出口通道40并进入第二个出口通道41。

为了能保证刚好有预定数量的一角硬币经由出口通道40排出，必须将桥接件80插入在预定一批硬币的最后一个一角硬币与下一个相邻一角硬币(该硬币通常为下一批硬币的第一个一角硬币)之间。为了便于将桥接件80插入在两个相邻的一角硬币之间，桥接件80沿硬币运动方向的尺寸应相当短，并且，该桥接件应处在沿硬币边缘的位置处，在该位置处，相邻硬币之间的间隔为最大。出口通道40窄于硬币还会有助于确保硬币的外缘在桥接件从回缩位置移至前进位置时不会进入该出口通道。事实上，利用所示的结构会在一角硬币业已部分地进入出口通道40之后使桥接件80向前，以便盖住桥接件的全部或一部分，从而，所说的桥接件会将该硬币分流至下一个出口通道41。

分别位于五分硬币和二十五分硬币的第一出口通道42和44处的可垂直移动的桥接件90和100(图2)以与桥接件80相同的方式进行操作。因此，五分硬币的桥接件90沿第一个五分硬币出口通道42的内缘位于该出口通道的入口端。通常用弹簧将桥接件90保持在升高、回缩的位置处。在这一升高位置处，桥接件90的底部与出口通道42的顶壁相平齐，因此，五分硬币会进入通道42并经由该通道排出。在要使五分硬币转向第二出口通道43时，就使电磁铁S_N(图19)通电以克服前述弹簧的弹力并使桥接件90下降至前进的位置，在该前进的位置处，桥接件60的底部与导板12的最底面22b相平齐。桥接件90在处于前进的位置时会阻止任何硬币进入第一出口通道42。因此，五分硬币会滑过桥接件90、前进至第二出口通道43并经由该通道排出。二十五分硬币的桥接件100(图2)及其电磁铁S_Q(图19)以完全相同的方式进行操作。最好在所有桥接件80、90和100的边缘上开槽以防硬币卡在该边缘上。

图14和图15详细说明了用于桥接件80的启动装置。桥接件90和100具有相似的启动装置，所以，只说明用于桥接件80的启动装置。桥接件80安装在活塞110的下端，活塞可经由导向套筒111垂直地滑动，而套筒111则拧在穿钻于导板12上的开口内。锁定螺帽112将套筒111固定在适当位置处。在导板12的下部与套筒111的下端相邻的位置处形成有一较小的开口113以使得桥接件80能进入出口通道40。压缩在锁定螺帽112与位于活塞110上端处的头部114之间的压簧81通常使桥接件80保持在回缩位置处。弹簧81的向上弹力会使桥接件80贴在套筒111的下端上。

为了能使活塞110在出口通道40内前进至下降的位置(图15)，使电磁铁的线圈通电以便利用足以克服弹簧81的向上弹力的力来向下推挤活塞110。只要使电磁铁保持通电，活塞就会保持在向前的位置上，并且，一旦电磁铁断电，弹簧81就会使活塞立即返回至通常为升高的位置处。

电磁铁S_N及S_Q以与上述桥接件80与电磁铁S_D方面的同样方式控制着桥接件90和100。

当硬币沿定位凹槽30的壁面31移动时，所有面额硬币的外缘在沿该硬币外缘的任何给定角位置处均处于同样的径向位置。因此，在任何给定的角位置处不同面额硬币的内缘会因硬币有不同的直径而彼此相偏离(见图2)。这些硬币相偏离的内缘被用来在硬币离开定位凹槽30之前分别对每种硬币进行计数。

如图2和图10至图12所示，在凹槽30的上表面上安装有三个硬币传感器S1、S2和S3，这些传感器均为绝缘的电触针。最外部的传感器S1位于和所有三种面额硬币相接触的位置，中间的传感器S2位于只和五分硬币及二十五分硬币相接触的位置，而最内部的传感器S3位于只和二十五硬币相接触的位置。为每个传感器均提供一定的电压，因此，当硬币接触到电触针和跨接于电触针绝缘体的桥接件时，电源会通过硬币及包围绝缘传感器的金属头而接地。在硬币接触传感器的时间间隔内使传感器接地会产生一电脉冲，该电脉冲可被与传感器相连的计数系统检测到。在本文中，与三个传感器S1，S2和S3相接触的硬币所产生的脉冲分别称为脉冲P1、P2和P3，计数系统内这些脉冲的总数分别称为值C1、C2和C3。

当硬币横向移过一个传感器时，会因硬币表面的形状而使得该硬币与传感器之间产生周期性的接触。因此，传感器的输出信号包括一系列短脉冲而不是单个的宽脉冲，这是一种被称为“接触反射”(contact bounce)的常见问题。通过在硬币横向经过传感器所需的时间间隔内仅检测第一个脉冲然后忽略随后的脉冲就可以克服上述问题。因此，对与传感器相接触的各个硬币来说，只会检测到一个脉冲。

外部传感器S1与所有三种面额的硬币相接触，因此，通过从C1(二十五分硬币、五分硬币和一角硬币的总数)中减去C2(二十五分硬币和五分硬币的总数)可以得出一角硬币的实际数C_D，中间的传感器S2与二十五分硬币及五分硬币相接触，因此，通过从C2(二十五分硬币和五分硬币的总数)中减去C3(二十五分硬币数)可以得出五分硬币的实际数C_N。由于最内部的传感器S3仅与二十五分硬币相接触，所以硬币数C3是二十五分硬币的实际数C_Q。

另一种计数技术用(1)有来自传感器S1的脉冲P1和(2)没有来自传感器S2的脉冲P2的组合来检测一角硬币的存在。用(1)有来自传感器S2的脉冲P2和(2)没有来自传感器S3的脉冲P3的组合来检测五分硬币，而用来自传感器S3存在的脉冲P3则可检测二十五分硬币。可以用硬件或软件所执行的简单例程来检测有或者没有相应的脉冲。

为了能够用上述第一种计数技术即减法算法来同时对预定批量的每种面额硬币进行计数，必须在两个不同的时间周期内同时累加数值C2和C3。例如，C3是二十五分硬币的实际数C_Q，它通常有自己的选择算符极限C_QMAX。但是，当二十五分硬币数C_Q(＝C3)正向自身的极限C_QMAX累加时，五分硬币数C_N(＝C2-C3)会达到自身的极限C_NMAX并被重置为零以便开始对另一批五分硬币进行计数。为了在C_N重置为零之后精确地计算C_N，必须同时重置数值C3。但是，正在对二十五分硬币所进行的计数仍需要数值C3，因此，要将脉冲P3提供给一第二计数器C3′，该第二计数器对第一计数器C3所计数的相同脉冲P3进行计数，但是，在每次重置计数器C2时均重置此第二计数器。所以，两个计数器C3和C3′均对相同的脉冲P3进行计数，但可以在不同的时间将这两个计数器重置成零。

在将数值C1重置成零时也存在着上述同样的问题，每次一角硬币数C_D到达自身极限C_MAX时，就会出现这种问题。也就是说，需用数值C2来计算通常在不同时间加以重置的一角硬币数C_D和五分硬币数C_N。因此，将脉冲P2提供给两个不同的计数器C2和C2′。只有在五分硬币数C_N到达极限C_NMAX时才将第一计数器C2重置为零，并且，在C_D到达极限C_DMAX时，每当C1重置为零，就将第二计数器重置为零。

一旦数C_D，C_N或C_Q中的一个达到了自身的极限，就产生一控制信号以启动硬币袋开关或硬币袋停止的功能。

对硬币袋开关来说，前述控制信号用来启动可移动的分流器，该分流器位于为适当面额硬币所提供的两个出口通道中的第一个出口通道内。这就能使得硬币分拣器连续地进行操作(假定在同种面额硬币的第二硬币袋装满之前用一空袋换下了各个装满了的硬币袋)，这是因为，不需要使分拣器停止以便拆除装满的硬币袋或者从该硬币袋中去掉多余的硬币。

对硬币袋停止功能来说，控制信号以最佳的方式使用于转盘的驱动器停止并同时启动用于该转盘的制动器。通过使驱动电机断电或者通过启动使驱动电机与转盘相分离的离合器，可以使转盘的驱动器停止。另一种硬币袋停止系统使用了一种可移动的转向器，该转向器位于计数传感器与出口通道之间的硬币循环槽内。例如，1986年1月14日授权的题为“能够以可控方式停止的硬币分拣系统”的美国专利第4564036号说明了上述转向器。

参照图19，它显示了一示意性的基于微机的控制系统200的高层框图，该控制系统用于控制包括有本发明之计数和分拣系统的硬币分拣器的操作。控制系统200包括一中央处理器(CPU)201，它用于监控并调整与硬币分拣/计数以及硬币袋停止和开关操作有关的各种参数。CPU201接收来自以下几个装置的信号：(1)硬币袋联锁开关74，该开关指示硬币袋夹持环72的位置以便指示是否可用硬币袋来接收各种面额的硬币，所说的硬币袋夹持环则用来将硬币袋B固定在六个硬币导向管51上；(2)三个硬币传感器S1-S3；(3)编码器传感器ES；以及(4)三个硬币跟踪计数器CTC_D，CTC_N和CTC_Q。CPU201产生输出信号以便控制三个分流电磁铁S_D，S_N和S_Q，主驱动电机M1、辅助驱动电机M2、制动器B以及三个硬币跟踪计数器。

图16说明了一用于转盘的驱动系统，该驱动系统和图19中的控制系统一道使用。转盘通常由一交流主驱动电机M1驱动，而交流主驱动电机则通过一减速器210而直接与硬币承载盘13相连。为了能使盘13停止运动，要在主电机M1断电的同时启动制动器B。为了能够精确监控转盘13的角运动，该转盘的外缘表面上装有一编码器，该编码器为多个均匀间隔的标记211(光学的或磁性的)，编码器传感器212可以检测到这些标记。在所说明的特定实例中，转盘上有720个标记211，因此，转盘13每移动0.5°传感器212就会产生一输出脉冲。

来自编码器传感器212的脉冲供给三个硬币跟踪递减计数器CTD_D，CTC_N和CTC_Q，以便分别监控三种面额硬币中每一种硬币在分拣头的固定点之间的运动。然后，可用上述三个计数器CTD_D，CTC_N和CTC_Q的输出去分别控制硬币袋开关的桥接件80，90及100和/或所述驱动系统的启动。例如，当传感器S1-S3业已检测到预定一批硬币中的最后一个一角硬币时，就预置一角硬币跟踪计数器CTC_D以便对转盘边缘上预定数量的标记211移过编码器传感器212的情况进行计数。这是一种测定最后一个一角硬币移过一定角位移量的方法。所说的角位移量会使上述最后一个一角硬币到达一定的位置，在该位置处，应启动硬币袋开关的桥接件80以便将该桥接件置于最后一个一角硬币与下一个相邻一角硬币之间。

在图2的分拣头中，一角硬币必须横移20°角才能从该硬币刚好经过最后一个计数传感器S1的位置处移至该硬币刚好经过硬币袋开关的桥接件80的位置处。当转盘速度为250转/分时，转盘会以每毫秒1.5°的速率转动，因而硬币也以这个速率移动。使桥接件80运动的电磁铁的一般响应时间为6毫秒(转盘移动4度)，因此，应在最后一个一角硬币距离经过桥接件的位置为4度时传递启动电磁铁的控制信号。在编码器有720个围绕转盘圆周的标记的情况下，转盘每移动0.5°编码器传感器就产生一个脉冲。所以，可在检测到最后一个一角硬币时将用于该硬币的硬币跟踪计数器CTC_D预置成32，因此，当一角硬币向前超过最后一个传感器S116°时，计数器CTC_D会递减计数为零并产生所需的控制信号。这就能保证仅在最后一个一角硬币经过桥接件80之后使该桥接件80运动，从而，会将桥接件80置于最后一个一角硬币与下一个相邻一角硬币之间。

为了扩大可用于任何一个设置在预定一批硬币中最后一个硬币与下一个相邻同样面额硬币之间的硬币袋开关的桥接件的时间间隔，提供了控制装置，以便在预定一批硬币中的最后一个硬币接近桥接件时减小转盘13的速度。在上述短暂的时间间隔内减小转盘的速度几乎对系统的整个吞吐量没有影响，但却会显著地增加最后一个硬币的后缘经过桥接件与下一个连续硬币的前沿到达桥接件之间存在的时间间隔。因此，所述桥接件相对流过它的硬币的介入运动的时限并不很重要，所以，这项工作能够很容易地实现并且在操作过程中有更高的稳定性。

通过减小驱动转盘的电机的速度可以最佳地减小转盘的速度。另外，也可以通过启动用于转盘的制动器或者通过启动制动器和使驱动电机减速这两者的结合而使转盘减速。

图16说明了驱动系统的一个实例，该驱动系统用于以可控的方式使转盘13减速。所说的驱动系统包括一辅助的直流电机M2，它通过牙轮传动带213以及超速离合器214与主驱动电机M1的传动轴相连。一驱动控制电路215通过电流传感器216控制着辅助电机M2的速度，而电流传感器216则以不间断的方式监控着供给辅助电机M2的电枢电流。当主驱动电机M1断电时，辅助直流电机M2可在主电机M1减速的同时很快地加速至正常速度。辅助电机的输出轴能使一齿轮转动，而此齿轮则通过牙轮传动带213与一更大的齿轮相连，从而形成了一个用于辅助电机M2输出的减速器。超速离合器214只有在辅助电机M2通电时才啮合并且能在辅助电机驱动转盘时防止转盘13的转速降至预定水平之下。

参照图19，对给定一批硬币来说，在已对预定数量的预定面额的硬币进行了计数时，控制器201就会产生控制信号，该控制信号可启动制动器B和辅助电机M2并使主电机M1断电。辅助电机M2会迅速地加速至正常速度，而主电机M1则减速。当主电机的速度减少至由辅助电机所驱动的超速离合器214的速度时，上述制动器会使辅助电机的输出无效，从而使辅助电机的电枢电流迅速增加。电枢电流在超过预定值时会使制动器停止。然后，制动器会在短时间的延时之后分离。制动器分离之后，辅助电机的电枢电流会迅速地下降至维持辅助电机正常速度所需的正常水平上。此后，辅助电机会单独继续按已减少后的转速驱动转盘，直至编码器传感器212指示出上述一批硬币中的最后一个硬币业已通过了一特定的位置，在该位置处，所说的硬币已通过了特定面额硬币的第一个出口槽内的硬币袋开关桥接件。这时，主驱动电机重新通电，而辅助电机则被断电。

参照图20，它显示了流程图220，该流程图说明了与使用图1中示例性分拣头的硬币袋开关系统以及参照图19所述的基于微机的系统有关的操作过程。

图20所示的子例程每毫秒均可多次执行。任何一个给定的硬币均以约每毫秒1.5°的速率移过硬币传感器。因此，每个硬币均需要若干毫秒才能横向移过上述传感器，所以，图20的子例程会在每个硬币横向移过传感器的过程中执行若干次。

图20所示子例程中的头六个步骤判断中断控制器是否已从三个传感器S1-S3中接收到任何脉冲。如果对上述三个传感器中的任何一个传感器来说回答是肯定的，则相应的计数C1、C2、C2′、C3和C3′增一。然后，在步骤306处通过从C1中减去C2′而计算出一角硬币的实际数量C_D。此后，在步骤307处将最终的值C_D与当前选定的极限值C_DMAX作比较，以便判断是否有选定数量的一角硬币已经通过了所说的传感器。如果回答是否定的，则子例程前进至步骤308，在步骤308处，通过从C2中减去C3′而计算出五分硬币的实际数量C_N。然后，在步骤309处将最终的值C_N与选定的五分硬币极限值C_NMAX作比较，以便判断是否有选定数量的五分硬币已经通过了所说的传感器。步骤309处的否定回答会使程序前进至步骤310，在步骤310处，比较二十五分硬币数C_Q(＝C3)与C_DMAX，以便判断是否已对选定数量的二十五分硬币进行了计数。

当实际硬币数C_D、C_N或C_Q中的一个达到相应的极限C_DMAX、C_NMAX或C_QMAX时，就会在步骤311、312或313处给出肯定的回答。

步骤311处的肯定回答表示业已对选定数量的一角硬币进行了计数，因此，就必须启动一角硬币的第一个出口槽40内的桥接件80，从而，该桥接件能使整个一批硬币中的最后一个一角硬币之后的所有一角硬币转向。要能够判断最后一个一角硬币何时已到达一预定位置，在该预定位置处，应传送可启动电磁铁S_D的控制信号，那么，步骤311就应将硬币跟踪计数器CTC_D预置成值P_D。然后，在最后一个一角硬币从最后一个传感器S3移至桥接件80时，计数器CTC_D会响应来自编码器传感器ES的连续脉冲而从P_D开始递减计数。为了控制一角硬币的速度以便该硬币能在启动了电磁铁S_D的时间间隔内以已知的恒定速度移动，步骤314关闭主驱动电机M1并开启辅助直流驱动电机以及制动器B。这就会启动上述操作过程，在该操作过程中，制动器B会在主驱动电机M1减速时啮合，然后在辅助电机M2驱动转盘13时分离，因此，最后一个一角硬币在接近并经过桥接件80时会以受控的恒定速度移动。

为了判断是否必须使电磁铁S_D通电或断电，所述子例程的步骤315判断是否已使电磁铁S_D通电。在步骤315处的肯定应答表示硬币袋B包含有预定数量的硬币，因此，系统前进至步骤316以判断是否存在有硬币袋A。如果回答是否定的，即表示不存在有硬币袋B，那么，就是没有用于接收一角硬币的硬币袋，因此，分拣器必须停止操作。所以，系统会前进至步骤317，在该步骤中，关闭辅助电机M2并启动制动器B以便在最后一个一角硬币排放至硬币袋B内之后使转盘13停转。如果供一角硬币使用的硬币袋联锁开关未指示出已经移去并用一空硬币袋代替了装满的硬币袋，那么，就无法重新启动分拣器。

步骤316处的肯定回答表示存在有硬币袋A，因此，系统会前进至步骤318以判断硬币跟踪计数器CTC_D是否已达到零，即是否出现OVFL_D信号。系统反复地进行这一查询，直至出现了OVFL_D信号。然后，系统前进至步骤319以生成控制信号，从而使电磁铁S_D断电，因此，桥接件80会移至回缩(上部)的位置。这就会使下一批的所有一角硬币均进入第一出口通道40，因此，这些硬币会排放进硬币袋A。

步骤315处的否定回答表示装满的硬币袋是硬币袋A而不是硬币袋B，所以，系统会前进至步骤320以判断是否存在有硬币袋B。如果回答是否定的，就意味着既没有硬币袋A去接收一角硬币，也没有硬币袋B去接收一角硬币，因此，分拣器会前进至步骤317从而停止操作。步骤320处的肯定回答表示实际上存在有硬币袋B，所以，系统会前进至步骤321以便按着与步骤318相同的方式判断是否要使电磁铁S_D断电。电磁铁S_D通电会使桥接件80前进至下降位置，因此，下一批硬币的所有一角硬币均会绕过第一出口通道40而分流至第二出口通道41。当步骤320检测到有OVFL_D时，会在步骤321处生成用于使上述电磁铁通电的控制信号。

每当电磁铁S_D在步骤322处通电或者在步骤319处断电时，所说的子例程就会在步骤323处重置计数器C1和C2′并在步骤324处关闭辅助电机M2和制动器B同时开启主驱动电机M1。这就恢复系统的一角硬币计数部分，以便开始对新的一批一角硬币计数。

因此，可以看出，只要在装满用于接收同种面额硬币的第二硬币袋之前卸下各个装满的硬币袋并用空袋替换，分拣器就可以不间断地继续进行操作。所述示例性的分拣器用于处理只由一角硬币、五分硬币和二十五分硬币构成的混合硬币，但是，应该认识到，对任何其它预定面额的硬币来说，可根据分拣器所要处理的特定混合硬币中的硬币面额来修改上述示意性实施例中针对前述三种硬币所说明的结构。

图21至图23说明了另一种硬币传感器的排列。在这种结构中，定位槽30顶面上包含有计数传感器S1-S3的那部分呈阶梯状，因此，每个传感器均沿轴向(垂直)和径向(水平)偏离另外两个传感器。因此，台阶300和301构成了三个不同宽度及深度的硬币通道302、303以及304。具体地说，最深的通道302也是最窄的通道，因此，该通道只接收一角硬币，中间的通道303的宽度是接收五分硬币但不能接收二十五分硬币，而最浅的通道304的宽度足以接收二十五分硬币。所有三个通道302-304的顶面均非常靠近弹性垫16以便将所有三种面额的硬币压进该弹性垫。

三个计数传感器S1、S2和S3均位于相应的通道302、202和304内，因此，每个传感器均仅与一种面额的硬币相接触。例如，传感器S1与通道302内的一角硬币相接触，但不能与五分硬币或二十五分硬币接触，这是因为，通道302太窄从而无法接收比一角硬币大的硬币。与此相似，传感器S2以径向向内的方式间隔开一角硬币的内缘，因此，该传感器只能与通道303内的五分硬币相接触。传感器S3与通道304内的二十五分硬币相接触，但以径向向内的方式间隔开五分硬币和一角硬币。

从以上对图21-23中传感器排列的说明中可以看出，这种定位方式能在不使用以上连同图2-15中实施例所说明的减法算法或脉冲处理逻辑电路的情况下直接对不同面额的硬币进行计数。

图24至图28显示了图2至图15实施例中的分拣头的另一种改进形式，该分拣头能够在不自动进行硬币袋转换的情况对六种不同面额的硬币进行计数和分拣。这种分拣头带有六个不同的出口通道40′-45′，每一个通道均用于六种不同面额硬币中的一种，而不是将一对出口通道用于一种面额的硬币。

在图24至图28的计数系统中，六个传感器S1-S6沿径向方向彼此间隔开，因此，只有一个传感器与五十分硬币相接触，而其它传感器则与按不同的组合形式与不同面额的硬币相接触。例如，如图25和图26所示，传感器S4不仅与二十五分硬币相接触(图25)而且与所有较大的硬币相接触(图26)，同时不与所有比传感器S2小的硬币接触，而传感器S2则可与一分硬币相接触(图27)但不与一角币接触(图28)。

对每种不同的面额的硬币来说，传感器的整个阵列会产生一种唯一的信号组合，如下表所示。其中“1”表示与传感器相接触，“0”表示不与传感器接触：

            P1     P2     P3    P4    P5    P6

十分硬币    1      0      0      0     0     0

一分硬币    1      1      0      0     0     0

五分硬币    1      1      1      0     0     0二十五分硬币  1      1      1      1     0     0

一元硬币    1      1      1      1     1     0

五十分硬币     1      1      1      1      1      1

通过分析六个传感器S1-S6因有硬币在其上经过而产生的信号组成形式，可以立即确定硬币的面额，并且，在不使用任何减法算法的情况下可以直接使该种面额的实际数加一。而且，上述传感器的排列可以使得分拣头下表面上必须用于传感器的扇形区域减至最小。

通过只检查每种信号组合形式中为一种面额的硬币所特有的那部分，可以简化对上述六个传感器S1-S6因响应给定硬币而产生的信号所进行的分析。从上表中可以看出，所说的特有部分对一角硬币来说是P1＝0且P2＝1，对一分硬币来说是P2＝0且P3＝1，对五分硬币来说是P3＝0且P4＝1，对二十五分硬币来说是P4＝0且P5＝1，对一元硬币来说是P5＝0且P6＝1，对五十分硬币来说是P6＝1。

作为上述信号处理系统的另外一种形式，可以按下述方式处理来自图24至图28中六个传感器S1-S6的脉冲P1-P6的计数值C1-C6，以便形成一角硬币、一分硬币、五分硬币、二十五分硬币、一元硬币和五十分硬币的实际计数值C_D，C_P，C_N，C_Q，C_S及C_H：

C_D＝C1-C2

C_P＝C2-C3

C_N＝C3-C4

C_Q＝C4-C5

C_S＝C5-C6

C_H＝C6

图29至图31说明了一个六种面额硬币的分拣头，该分拣头使用了另外一种硬币传感器排列。在这种结构中，传感器S1-S6在定位凹槽30的外壁31上位于该凹槽的上游端。由于硬币在所有面额硬币的内缘均处于相同的半径内的情况下离开向外盘旋的通道25，硬币的外缘会因硬币直径(面额)的不同而彼此偏离。因此，不同面额的硬币会在不同的圆周位置处与向内盘旋的壁面31相接合。而六个传感器S1-S6就位于不同的园周位置上，所以，各个传感器均会与不同面额硬币的组合相接合。

图29至图31的传感器排列的最终效果与图24至图28的传感器排列的效果相同。也就是说，传感器S1与六种面额的硬币相接触，传感器S2与五种面额的硬币相接触，传感器S3与四种面额的硬币相接触，传感器S4与三种面额的硬币相接触，传感器S5与两种面额的硬币相接触，传感器S6仅与一种面额的硬币相接触。可以按与图24至图28所述相同的方式处理来自六个传感器S1-S6的脉冲P1-P6的计数值C1-C6，以形成实际的计数值C_D，C_P，C_N，C_Q，C_S和C_H。

如图31所示，图29至图31中实施例所使用的传感器可形成为凹槽30的外壁31的整体组成部分。这样，可以在通过切削用于形成分拣头的金属板的表面以加工出不同形状之前，将绝缘电触针安装在所说的金属板内。然后，当在该金属板内形成凹槽30时，就好象电触针是金属板的一部分那样，切削刀具只需切割电触针的一部分即可。

图32和图33显示了再一种硬币传感器的排列。在这种结构中，只有两个传感器用来检测所有面额的硬币。传感器S1位于在检测硬币时能引导该硬币的壁面内，而另一传感器S2则按特定的距离与传感器S1径向地间隔开，所说的特定距离小于传感器S2要检测的最小硬币的直径。每个硬币均与传感器S1和S2相接触，但开始和传感器S2接触的时间与开始和传感器S1接触的时间之间的间隔随硬币直径的不同而不同。(就与传感器S1的接触而言)大直径的硬币要比小直径的硬币更早地与传感器S2相接触。这样，对任何给定的硬币来说，通过测定与两个传感器S1和S2开始接触时的时间间隔，就可以判断硬币的直径。

另外，还可以用位于转盘13边缘上的编码器来测定每个硬币从开始与传感器S1接触时到开始与传感器S2接触时的角位移a。角位移a随硬币直径的增加而增加，所以，可根据所测定的角位移量来判断各个硬币的直径。这种硬币面额传感技术不受转盘转速变化的影响，这是因为，该技术是以硬币的位置为基础的，而不是以硬币的速度为基础的。

图34和图35显示了图32和图33中双传感器结构的改进形式。在这种情况下，传感器S1与硬币的平面侧相接触，而不是与硬币的边缘相接触。它们的操作在其它方面均相同。

图36显示了又一种改进型计数结构。这种结构使用了一个传感器S1，该传感器按特定的距离间隔开硬币导向壁31，所说的特定距离小于最小硬币的直径。每种面额硬币均会在角位移b的特定范围内横向经过传感器S1，位于转盘13边缘上的编码器能够精确地测出上述角位移b，如图37的时序图所示。当硬币的前缘最初接触到传感器S1时，就开始对来自编码器传感器212的脉冲进行计数，并且，如果硬币的后缘未离开上述传感器，则继续进行计数。如前所述，传感器通常并不产生均匀平缓的脉冲，但是，当硬币开始接触到传感器时以及在硬币离开传感器时，该传感器的输出信号中通常就会出现有可以检测到的上升或下降。由于每种面额的硬币均需要唯一的角位移b以便横向经过传感器，所以，在硬币横向经过传感器的运动过程中所产生的编码器脉冲的数量可直接表示出硬币的大小，从而指示出硬币的面额。

图38至图43说明了一种在分拣了硬币之后硬币离开转盘之前对硬币进行检测的系统。将六个相似的传感器S1-S6分别沿六个硬币出口通道350-355的外侧边缘安装在分拣头内。通过使传感器S1-S6定位在出口通道之内，每一个传感器都可用于一种特定面额的硬币，所以，不必处理传感器的输出信号就能确定硬币的面额。传感器S1-S6的有效电场均刚好位于半径Rg的外侧，所有面额硬币的外缘在到达出口通道350-355之前，均被限制在半径Rg处，所以，每个传感器都只能检测到进入其出口通道的硬币而不会检测到绕过该出口通道的硬币。因此，在图38中用虚线弧Rg来表示硬币横向经过出口通道时硬币外缘所走过的圆周路径。只有最大的硬币(例如美国的五十分硬币)会到达第六个出口通道355，因此，传感器在该出口通道内的位置不像在其它出口通道350-354内那么重要。

最佳的是，每个出口通道均具有如图38所示的平直侧壁而不是具有多种先有转盘式硬币分拣器的出口通道中所使用的弯曲侧壁。在已检测到最后一个硬币之后，上述平直侧壁便于硬币在驱动电机的微动操作模式中移经一出口狭槽，这将在以下予以详细说明。

为了能可靠地监控硬币在相应传感器下游的移动并可靠地检测各个硬币，每个出口通道350-355的尺寸均能将出口通道内的硬币向下压进转盘的弹性顶面。这种挤压作用不仅是出口通道深度的函数而且是分拣头最低表面与转盘最顶部表面之间间隙的函数。

为了确保能将硬币压入转盘的弹性表面，每个出口通道350-355的深度均必须显著地小于经由该通道排出的硬币的厚度。就一角硬币的通道350而言，该通道的顶面356如图42和图43所示那样是倾斜的，以便能使经由该通道的硬币倾斜，因而能将磨损的一角硬币夹持在该出口通道内。从图42中可以看出，传感器S1也是倾斜的，所以，该传感器的表面平行于经过此传感器的硬币。

由于一角硬币的通道350的倾斜顶面356在实际上切断了通道350倾斜顶面区域内的外壁，所以，一角硬币的通道会延伸进测量槽357。一角硬币通道350的顶面在该通道外缘位于半径Rg之内的区域上是扁平的，从而形成了外壁358。外壁358可防止硬币在进入一个出口通道之前向外移动超过测量半径Rg。正如以下将要详细说明的那样，承载硬币的转盘会在某些停转条件下略作后退，并且，某些硬币可能会在没有外壁358的情况下因转盘的微小后退运动而向外移动超过半径Rg。壁面358会使硬币保持在半径Rg的范围之内，从而阻止了硬币在到达出口通道之前移至半径Rg外侧时所产生的误分拣。通道350在壁面358所限定的区域内的内壁面最好呈45度角的锥形，以便使硬币朝向外壁358的方向与上述内壁面的边缘接合。

倾斜的表面356终止于出口通道的出口边缘350的内侧，从而构成了扁平表面360和外壁361。外壁361的作用与上述壁面358的作用相似，也就是说，即使转盘在被制动停转之后产生后退运动，上述外壁也能防止硬币移离出口通道350的内壁。

如图38、图41和图43所示，每个出口通道的出口端均沿近似垂直于该通道侧壁的边缘而终止。例如，就图41至图43所示的一角硬币出口通道350而言，该出口通道终止于边缘350a。尽管分拣头的上部向外延伸超过边缘350a，但该上部在转盘和硬币的上方远离该转盘和硬币(见图43)因而所说的上部不会起作用。

在有另一个硬币紧跟着要从通道中排出的最后一个硬币时，使该通道的出口边缘垂直于其侧壁是有利的。也就是说，当后一个硬币还完全包含在通道之内时，前一个硬币已完全离开了该通道。例如，在预定一批n个硬币中的最后一个硬币后面是下一批硬币的第一个硬币，硬币n+1时，转盘必须在排放出硬币n之后且在排放出硬币n+1之前停转。利用出口边缘垂直于侧壁的出口通道可以很容易做到这一点。

一旦传感器S1-S6的任何一个检测到预定数目中的最后一个硬币，就会通过使驱动电机断电或分离并使制动器通电而使得转盘359停转。在最佳的操作模式中，一旦“最后一个”硬币或第n个硬币的后缘离开了传感器，就开始使转盘停转，因此，当转盘停止转动时，第n个硬币仍完全处在出口通道之内。然后，借助一个或多个电脉冲使驱动电机微动而将第n个硬币排出，直至第n个硬币的后缘离开了其出口通道的出口边缘。对每种面额的硬币来说，都可根据实验来确定转盘要使硬币的后缘从传感器移至出口通道的出口边缘所应有的精确移动量，然后，将该移动量存储在控制系统的存储器内。随后，用编码器的脉冲测定转盘在检测到第n个硬币之后的实际移动量，因此，可以使转盘359停转于第n个硬币能离开其出口通道的出口边缘的精确位置处，从而保证了不会排出第n个硬币之后的硬币。

图44至图46说明了用于在检测到任何一种面额的第n个硬币之后控制电机和制动器的软件例程，并且，在图47和图48中显示了相应的时序图。上述例程可连同接收来自六个相似传感器S1-S6的输入信号微处理器以及编码器212一道工作，并能以手工的方式对不同面额的硬币设定边界数。来自微处理器的输出信号用于控制转盘359的驱动电机和制动器。上述程序的一个优点是：它可将简单的交流感应电机用作唯一的驱动电机，并且使用简单的电磁制动器。每当来自传感器S1-S6中任何一个传感器的输出信号发生变化时，不管这种变化是由进入传感器电场的硬币引起的还是由离开传感器电场的硬币引起的，都会进入图44a和图44b所示的例程。微处理器会在一定的时间内处理来自所有六个传感器的输出信号的变化，所说的一定时间要比最小硬币横过传感器所需的时间短。

图44a中例程的第一步是步骤500，该步骤判断传感器的信号是否代表硬币的前缘，即传感器输出的变化是由进入该传感器电场的金属引起的。当金属离开传感器的电场时，传感器输出的变化是不同的。如果步骤500处的回答是肯定，例程就会前进至步骤501以判断同一个传感器所检测到的前一个硬币的边缘是否是硬币的后缘。否定的回答表示使系统进入这一例程的传感器输出信号是错误，所以，系统会立即退出此例程。步骤501处的肯定回答确认了传感器业已检测到了出口狭槽内的新硬币的前缘，并且在步骤502处将这一事实保存起来。步骤503重置硬币宽度计数器，然后，此计数器对编码器脉冲进行计数直至检测到硬币的后缘。系统在步骤503之后退出所说的例程。

步骤500处的否定回答表示刚刚检测到的传感器输出不代表硬币的前缘，这意味着可能是硬币后缘。上述否定的回答能使例程前进至步骤504以便判断同一个传感器所检测到的前一个硬币的边缘是否是前缘。如果回答是肯定的，则系统业已确认在先前检测到硬币前缘之后检测到了硬币的后缘，步骤504处的这种肯定回答会使例程前进至步骤505，该步骤505处，将刚刚检测到硬币后缘这一事实保存起来，然后，步骤506判断在检测到硬币前缘与检测到硬币后缘之间的间隔内编码器脉冲是否已达到了适当的数量。步骤504或步骤506处的否定回答都会使系统判定该系统进入本例程的传感器输出信号是错误的，因此本例程会退出。

步骤506处的肯定回答确认了真实地检测到了沿适当方向移经出口通道的新硬币的前缘及后缘，所以，例程会前进至步骤507以判断所检测到的硬币是否是特定面额硬币中的第n+1个硬币。如果回答是肯定的，则例程开始通过对来自编码器的输出脉冲进行计数而跟踪硬币的运动。

例程在步骤509处判断驱动电机是否已处于微动模式。如果回答是肯定的，则例程前进至步骤511以设置一标识，该标识表示上述特定面额的硬币需要使驱动电机微动。步骤509处的否定回答则会在步骤511设置上述标识之前于步骤510处启动微动模式(以下将予以说明)。

图44b的例程在步骤512处判断最近所检测到的硬币是否超出了为这种特定面额硬币所设置的数量边界n。如果回答是肯定的，就在步骤513处把该特定硬币的计数值加至保持寄存器以供下一次硬币计数使用。步骤512处的否定回答会使例程前进至步骤514，在步骤514处，把该特定硬币的计数值加至当前计数寄存器，然后，步骤515判断上述寄存器内的当前计数值是否已达到了该特定面额硬币的数量边界n。如果回答是否定的，则例程退出。如果回答是肯定的，则在步骤516处启动计时器以便在诸如0.15秒的预定时间段结束时还没有检测到这种特定面额的其它硬币的情况下使转盘在该时间段结束时停转。最后一个步骤516的目的是在已排出了第n个硬币时使转盘停转。并且，将上述时间段设定得足够长以确保在通道内的传感器检测到第n个硬币之后能将该硬币从出口通道中排出。正如以下连同微动过程的例程所要详细说明的那样，如果在上述时间段结束之前检测到了另外一个同样面额的硬币，那么，转盘就会在上述时间段结束之前停转，以便阻止排出所说的另外一个硬币。

在图44b的例程中，无论何时到达步骤510，都会进入图45a和图45b的微动过程的例程。该例程的头两个步骤是步骤600和601，它们关闭驱动电机并打开制动器。这是图47和图48的时序图中的时刻t1，并且，在时刻t1还启动一计时器以测定时刻t1与t2之间的预定时间间隔，将上述预定时间间隔设定得足够长以便确保能使转盘完全停转，如图47和图48中的速度与位置曲线所示。图45a例程的步骤602判断何时到达时刻t2，然后在步骤603处关闭制动器。

应该注意，对多种面额的硬币来说，可能会同时或者至少几乎是同时出现第n+1个硬币。因此，图45a例程的步骤604判断所检测到的多个第n+1个硬币中的哪一个与其终点位置最接近。当然，如果对只有一种面额的硬币来说已检测到了一个第n+1个硬币，那么，该硬币就是在步骤604所选定的那种面额的硬币。然后，步骤605判断所选定面额的第n+1个硬币是否处在其终点位置。该终点位置是指这样的位置，即在该位置处，第n+1个硬币已经前移得足以保证能使第n个硬币从出口通道中完全排出但不足以使该第n+1个硬币无法留在上述出口通道内。从理论上说，第n+1个硬币的终点位置是这样一种位置，即：在该位置处，第n+1个硬币的前缘与其出口通道的出口边缘350a相对齐。

当第n+1个硬币到其终点位置时，步骤605会产生一肯定的应答，从而例程前进至步骤606，在步骤606处，显示一信息以指示已排出了第n个硬币，然后退出所说的例程。如果步骤605处的应答是否定的，则在步骤607处开启驱动电机并在步骤608处开启制动器。这就是图47和图48的时序图中的时刻t3。在步骤609所测定的预定延迟时间间隔之后，于时刻t4关闭制动器(步骤610)。尽管驱动电机已经开启，但是，一直到关闭制动器的时刻t4，制动器都会使驱动电机不能起作用，从而转盘会保持静止。但是，当在时刻t4关闭制动器时，驱动电机就开始使转盘转动，从而使第n+1个硬币和第n个硬币均沿出口通道前进。

步骤611判断第n+1个硬币何时因预定数量的编码器脉冲而向前移动。在步骤611产生肯定的应答时，于步骤612处再次启动制动器，并在步骤613处关闭驱动电机。这就是所述时序图中的时刻t5。此后，例程返回至步骤602以重复微动过程。可以按需要使微动过程重复多次，直至步骤605指示出第n+1个硬币已到达了预定的终点位置。如上所述，所说的终点位置是这样一种位置，即：在该位置处，第n+1个硬币具有能确保第n个硬币已从出口通道中排出、同时又能确保第n+1个硬币尚未从出口通道中排出的位置。然后，在步骤606处显示了边界数信息之后退出所说的例程。

依照图46的子例程以及图48的时序图，不是在如图47的时序图所示的时刻t4突然关闭制动器，而是在步骤610处仅部分地关闭制动器，然后逐渐地断开该制动器。在这种制动器“软”断开方式中，步骤614测量时刻t4之后的较小时间增量，并且，步骤615在上述时间增加结束时，判断制动器是否全开或全关。如果回答是肯定的，所说的子例程退出至步骤611。如果回答是否定的，则在步骤616处略微降低制动器的功率。每次重复微动过程时都重复上述子例程，直至步骤615产生一肯定的应答。图48中时刻t4之后的制动器曲线内的阶梯说明了最终“软”关闭了制动器。

图49所示的附加子例程可以自动调节供给制动器的电流以便补偿线电压、温度以及可能在制动器通电之后对停转距离产生影响的其它变量的变化。每次制动器关闭时上述子例程的步骤700就测定所说的停转距离。然后，步骤701判断所测出的停转距离是否大于预定的标称停转距离。如果回答是肯定的，则在步骤702处增加制动器的电流。如果回答是否定的，则在步骤703处减小制动器的电流。此后退出上述子例程。

在图50和图51的改进型实施例中，在转盘外侧的各出口通道的端部均设置有一个第二传感器S′以便确认第n个硬币已在实际上排出了转盘。通过这种结构，可以不再需要编码器并且可以使用图52中的软件例程。正如从图51中可看到的那样，第二传感器S′是由光源400和光测器403构成的，光源400安装在头部401超出转盘402的延伸部位，而光测器403则安装在出口斜槽404的底壁上。

图52的例程始于步骤650，该步骤判断第一传感器所检测到的硬币是否是上述面额的预定数量硬币中的第n个硬币。如果回答是否定的，则退出所说的例程。如果回答是肯定的，则该子例程在步骤651处通过使电机断电并使制动器通电而使得转盘651停转。然后，步骤652判断第二传感器S′是否已检测到了第n个硬币。

只要步骤652产生一否定应答以表示第二传感器S′尚未检测到第n个硬币，那么，例程就会前进至步骤654，步骤654关闭制动器并通过用受控脉冲短暂地驱动电机通电从而该电机微动。然后在步骤655处立即再次关闭该电机并开启制动器。随后，例程返回至步骤652。

在步骤652产生一肯定应答以表示第二传感器已检测到了第n个硬币时，就在步骤653处进入“硬币袋满”例程。“硬币袋满”例程能使转盘保持静止，直至拆下并且用空硬币袋替换了装满的硬币袋。

在图53和图54中，显示了另一个改进型实施例，在该实施例中，第二传感器S′完全位于出口斜槽410内。这里，第二传感器S′也是由光源411和光测器412构成的，但是，在这种情况下，这两个部件均安装在出口斜槽410内。而且，光源411和光测器412按一定的距离间隔开转盘的外缘，所说的一定距离约等于要在该处排出的特定面额硬币的直径。因此，不论何时传感器S′检测到了一新硬币，该硬币均已经从转盘和分拣头中释放出来了。

图55说明了用于代替图16中编码器212的最佳编码器800。编码器800带有一齿轮801，它与金属转盘803边缘上的齿牙802相啮合。啮合的齿牙能使编码器800确实地跟踪转盘803的旋转运动。

参照图56，它显示了本发明的另一种硬币处理系统，该系统利用基于微处理器的控制器810来对旋转着的硬币转盘808上的硬币进行排放控制。控制器810响应包括在固定头811内硬币传感器809以及编码器816而通过电机驱动器817对交流电机814以及制动器812进行控制。硬币传感器809用于对通过该传感器的各种面额的硬币进行计数，编码器816用于监控减速器819的角位移。可以用诸如图17、图24、图29和图38所述的多种方式来形成硬币传感器809。

如图57和图58所示，利用脊形传动带820将电机的传动轴821与齿轮822连接起来从而形成减速器819，或用齿轮传动装置824来形成减速器819，或者，减速器819是上述两种减速器的组合。诸如美国专利第5021026号和第5055086号所示的这种类型的减速器是通用的减速器。

通过以能监控减速器819的电机转轴一侧的方式配置编码器816，可以使得电机转轴821的每一圈转动均只能转化为硬币转盘808的一小部分角运动，从而能精确地监控硬币转盘的位置。例如，利用具有5∶1传动比的减速器819，电机轴821转动100度只会转化为硬币转盘808的20度的旋转运动。控制器810利用这种转化结构去正确地判断硬币被固定分拣头上的硬币传感器检测到以后行进了多长距离。

图59a说明了图56所示系统的示例性操作的时序图。图59a时序图中标记为I的第一行表示在将特定面额的第一百个硬币用作边界硬币情况下来自硬币传感器809的信号输出。该时序图中的第二行II和第三行III分别表示电机814的速度以及传给电机814的电源控制信号(开或关)。控制器810利用电源控制信号(第III行)去接通和关闭电机的电源并有选择地启动制动器812，从而控制着所述电机的速度。第IV行显示了制动器电流的时间分配和大小。第V行表示一间隔时间信号，控制器810利用该信号去判断是否在检测到边界硬币之前已经过去了很长时间。

假定在把第一百个特定面额的硬币当做边界硬币并把该面额的第九十五个硬币当做前边界硬币的情况下，对上述控制器进行了编程，那么，控制器会使电机全速旋转直至硬币传感器检测到了前边界硬币。在检测到了前边界硬币时，控制器就会立即使转盘减速，然后使转盘缓慢地前进直至检测、分拣并排放出边界硬币。这就能够保证转盘分拣硬币的高速度不会将预定硬币边界以外的任何硬币排放出去。

为了达到上述目的，控制器随检测到前边界硬币而发信号给继电器或电磁铁或者其它装置(图中未显示)以便切断电机的电源。图59a的第III行中电机电源控制信号的第一个下降边缘显示了上述断电信号的时间分配。在与断开电机电源大致相同的时间内，控制器发信号给制动器以便对转盘施加最大的制动力。这一信号的时间分配在第IV行中如制动器电流信号的第一个上升边缘所示。短时间之后并且在转盘旋转大约50度的范围内，转盘从全速(例如360转/分)变成如第II行速度曲线中的第二条水平线所示的静止状态。同时，在转盘旋转50度的过程中，硬币传感器会检测到第九十六的硬币和第九十七个硬币，如第I行所示。

在转盘停转之后的很短时间内，控制器发信号给制动器以便对转盘施加减小了的制动力。这一信号的时间分配在第IV行中如制动器电流信号的第一个下降边缘所示。如在上述第一个下降边缘之后所示的那样，前述减小了的制动力对应于0.5安培的电流，或者是约为最大制动力的10％。在有这种减小了的制动力的情况下，控制器会再次开启驱动电机同时启动一个两分钟的计时器。转盘会以例如120转/分的很低速度再次转动。

转盘的这种低速旋转会持续到三个事件发生的初期。第一个事件是控制器接收了已检测到边界硬币以外的第一个硬币(边界数+1)的指示。如果出现这种情况，控制器就会接通制动器并同时断开电机的电源。到转盘停转时，边界硬币会旋出适当的硬币出口通路。

第二个事件基于最好在内部传送给控制器的定时信号以便表示从检测到边界硬币以来已经过去了100毫秒。一旦在前述低速状态下检测到边界硬币之后转盘旋转了100毫秒，控制器就假定已经排出了边界硬币。可根据转盘的上述低速度、转盘的大小以及传感器相对硬币出口通道的位置来选定100毫秒的时间周期。

第三个事件基于图59b中第V行中的两秒定时信号。一旦向电机供电从而启动了低速(120转/分)模式，控制器就会利用内部计数器启动定时信号。在过去了两秒种之后，控制器就会在假定上述头两种情况不会出现或不会即将出现的情况下进行操作。在预先考虑到附加的全速分拣会使边界硬币出现的情况下，控制器会完全撤去对转盘的制动力直至检测到并对边界硬币进行了计数。如果在边界硬币之后还有硬币，则恢复全速旋转一般都会使硬币排放超额，超额量取决于低速阶段(例如120转/分)所计算出的硬币数。最坏情况下的超额量要小于分拣器固有的超额量(SIO)。SIO是指在转盘从最大速度停止时特定面额硬币的最坏超额量。

不能完全停止的概率是非常低的，并且直接取决于达到边界数之前的硬币分布。该概率的数学说明如下：如果在转盘旋转R转之内测出有最后N个硬币，则超额量为零，其中，N为SIO，R为低速模式下所允许的转盘转数。N和R的示例值分别为5和4。实际的超额量总是低于SIO数。R的值是随机的，并且，如果需要的话，可以加以改变以满足特定的硬币分拣应用。

在转盘旋转4转之内还测不出有5个预定面额的硬币的可能性是相当低的。

控制器会响应第一或第二事件或者响应在第三事件中检测到边界硬币而发出一适当信号从而使转盘立刻停转。因此，电机的电源会被断开，并且，控制器指令制动器对旋转着的转盘施加最大的制动力。在这一阶段中，转盘会在旋转了约7度之后停转。图59a说明了响应第一事件而使转盘停转的情况。例如，随着控制器接收到与检测到边界硬币之后的硬币相对应的信号的后沿(第I行)，就如第III行第二个后沿所示那样切断电机的电源。

作为加以编程以判断上述三个事件中第一和第二事件出现的控制器的另一种形式，可与编码器配合使用位于转盘外侧的第二传感器，以便告知控制器边界硬币在什么时候排出了转盘。由于当一段延时时间之后未检测到边界硬币时，上述外侧传感器无法解决所说的问题，所以，在本实施例中，应对控制器加以编程以判断前述第三事件并对此做出反应。上述实施程序中的任何一种转盘结构均可与外侧传感器配合使用以便实现此过程。在图29中显示了用于一个硬币排放出口通路的外侧硬币传感器，该传感器用如S7的虚线所示。

图59b是另一种时序图。它显示了图56的系统响应上述第三个事件的操作情况。通过比较图59a和图59b时序图中的信号可以看出，在检测第九十九个硬币的进程中，系统的操作是相同的。但是，检测完第九十九个硬币之后，在图59b第V行所表示的定时信号的两秒钟时间内不去检测边界硬币。当上述两秒钟的时间结束时，控制器将作用于转盘的制动力完全撤除，因此，转盘的转动会跃升至最大速度直至检测到边界硬币。在所述的两秒钟时间结束(图59b中第V行所示的信号后沿)的位置处，显示出电机的速度跃升至图59b中第II行所示的360转/分的最大速度。

另外，对控制器加以编程以便只能在一段预定的时间内使转盘的转速跃升，此后，控制器向系统使用者显示一信号以表示是否获得了边界硬币，如果不是，则给出缺少的数量。

依照图56系统的结构，合格的硬币分拣系统包括在CumminsMode1 3400中使用的直径为13英寸的精密硬币袋止动分拣头，该分拣头如图56所示那样进行了改进以包括内置于分拣头中的传感器。

图60说明了用于控制图56所示交流电机以获得低速(120转/分)模式的系统。图60的框图包括一测速仪840以及两个比较器842和844，测速仪840可提供表示交流电机速度的信号。比较器842和844使用测速仪840所提供的信号来比较电机的速度与相应的高速阈值和低速阈值VH及VL，以便判断电机在何时转得太快或太慢。通过设置高速阈值和低速阈值VH和VL以使得它们的平均值等于转盘的低速转数，从而，可以控制电机的电源以便保持对应于转盘低速旋转的平均速度。例如，对120转/分的预定平均速度来说，应将相应的高速阈值和低速阈值VH和VL设置成对应于125转/分和115转/分的转盘速度。当转盘速度超出125转/分时，比较器842的输出会提供一高电平输出信号以表示应该切断电机的电源。当转盘速度低于115转/分时，比较器844的输出会提供一低电平输出信号以表示应接通电机的电源。通过这种方式，可以使电机的电源作脉冲式的开和关，从而很有效地控制转盘速度。

比较器842和844的输出信号与S-R触发器(置位复位双稳态触发器)846的相应S-R输入相连，S-R触发器可根据S-R输入端的信号提供一输出信号Q。输出信号Q经由“与”门850和“或”门851与开关848相连，以便控制交流电机的电源。当比较器844的输出为高时，S-R触发器846会产生一高电平输出信号，以便向电机供电，从而使电机加速。当比较器842的输出为高时，S-R触发器846会产生一低电平输出信号，以便使得开关848断开电机的电源，从而使电机减速。当测速仪840所提供的信号表明电机的速度等于高速阈值与低速阈值VH与VL之间的某一速度时，比较器842和844的输出为低，并且，S-R触发器的状态不会改变。

当比较器842的输出为高时，比较器844的输出不应为高，这是因为比较器842和844的输出提供的是相互排斥的信号。电机或者是太快或者是太慢，但不可能既太快又太慢。为了能够在使比较器842和844以及触发器846增加功率时不侵犯上述逻辑边界。在S-R触发器846的S端输入处使用了一种R-C电路(阻容电路)852以及“与”门。因此，应选定R-C电路的RC时间常数，以便通过“与”门854使得S-R触发器846的S输入保持为低，直至比较器842和844以及触发器846达到满功率。

“与”门850接收来自S-R触发器846的输出Q以及来自控制器的低速启动信号，因此，只有在控制器提供了低速启动信号(高)时才能实现低速模式。在控制器不提供低速启动信号时，“与”门850的输出为低，并且触发器846无效。

“或”门851接收来自“与”门850的输出以及来自控制器全速启动信号，因此，无论何时控制器提供了全速启动信号(高)，电机都能全速运转。在控制器不提供全速启动信号时，“或”门851的输出受控于来自S-R触发器846的Q输出以及前述低速启动信号。为了能关闭电机的电源，控制器发送低速启动信号和全速启动信号。

参照图61，框图显示了如何按着图56至图60的说明对图56的控制器(例如用微机实现的)进行编程，以便对多种面额硬币中的特定面额硬币进行分拣和计数。具体的执行过程始于框860，在框860中，控制器执行诸如寄存器和显示器初始化以及计数器更新等后台控制功能。在框862中，控制器通过开启电机并且如果存在有制动力则除去转盘的制动力而进行全速分拣。

流程以框862前进至框864或框866。框864说明了一个中断例程，该例程响应向控制器报告已检测到硬币的(特定面额硬币的)传感器而运行，并且，从框862至框882中的任何一处均可以进入上述中断例程。该中断例程用于使特定面额硬币的计数值加1。一旦中断例程结束或者如果未检测到硬币，则流程前进至框866，在框866处，控制器判断硬币计数值是否已达到了预边界数即N-1。如果硬币计数值已达到了预边界数，则流程前进至框868，在框868处，控制器启动预边界速度并开始递减计数两秒钟。如果硬币计数值未达到预边界数，则流程前进至框870，在框870处，控制器判断最近检测到的硬币是否是边界硬币。

在框870处，如果最近检测到的硬币不是边界硬币，则流程前进至框872，在框872处，控制器判断硬币是否是边界硬币之后的第一个硬币。如果该硬币是边界硬币之后的第一个硬币，则流程前进至框874，在框874处，控制器断开电机的电源并对转盘施加最大的制动力。如果所述硬币不是边界硬币之后的第一个硬币，则控制器认为尚未达到预边界硬币。因而流程返回至框866，在框866处，控制器继续进行转盘的全速分拣。

参照框866和框868，一旦控制器开始启动转盘的预边界速度，控制器就会检查它的内部计时器以便判断是否已过了两秒的时限。这在框876处做了说明。这样，在上述时限尚未结束时，流程会从框868前进至框876、框868、框876等等。一旦上述时限结束，就会退出循环，流程会从框876前进至框878，在框878处，控制器设置一标识(2秒标识)以表示前述两秒钟的时限已经结束。流程从框878前进至框862，在框862处重新开始全速分拣。

如果在上述时限结束之前检测到了特定面额的硬币，则流程从所说的循环前进至框864，在框864处使硬币的计数值加1。如前所述，流程从框864返回至框866，但是，在这种情况下，转盘会按预边界速度旋转。

在框870处，如果控制器判断出业已检测到了边界硬币，则控制器利用前述100毫秒的暂停开始递减计数。然后，控制器必须判断是否监控了上述100毫秒的暂停。框880说明了这种判断，在框880中，控制器查询是否设置了两秒标识。如果设置了这个标识，则系统正在全速操作，且用于控制预边界速度的两秒时限已经结束，所以，100毫秒的暂停是不切实际的。流程会从框880前进至框874以便中止分拣操作。

在框880中，如果未设置两秒标识，则系统按预边界速度运转，并且，控制器监控100毫秒的暂停。流程从框880前进至框882，在框882处，控制器开始监控100毫秒暂停。除非上述暂停时间结束，控制器会在框882处保持循环，框864处的中断例程提供了上述循环的出口。如果借助中断例程退出循环，则流程会返回至框866、框870、框872，在框872处，控制器判断出所检测到的硬币是边界硬币之后的硬币。然后，控制器关闭电机的电源，如框874处所示。如果上述循环因时间已过而退出，则流程也会前进至框874以便关闭电机的电源。

流程从框874前进至框880，在框880处，重置两秒标识并停止对特定面额硬币的分拣操作。

图62说明了与图56相似的硬币分拣系统，但此系统改进成了包括两个减速器900和902以及一离合器904。图62中说明了的电机906可以是交流电机也可以是直流电机。另外，对同样类型的组件来说，图56和图62使用了相同的标号。

减速器900和902以及离合器904能使得图62中的系统以显著高于图56所示系统的速度进行分拣，但两者却有着同样的控制分拣后硬币排放的质量水准。可以用图57或图58中所示的结构来分别实现减速器900和902以提供电机906与转盘(或转台)808之间3∶1和4∶1的减速比。可以用交流电或直流电对电机906供电。

图63说明了图62系统的最佳操作。该分拣器起始于时刻T1。它于时刻T2达到额定分拣速度Vs。Vs的值取决于分拣过程(硬币特征)以及特定应用的要求。例如，假设Vs的值为500转/分，

在时刻T3也即在边界前有预定数量的硬币时，向分拣器预告即将来临的边界。因此，转盘的速度会从分拣速度(Vs＝500转/分)减小至边界速度V_L。V_L的值取决于制动器的扭矩以及转盘(或转台)的惯量。在本例中，V_L的值假定为360转/分。

最后，在时刻T4检测到边界硬币，因而分拣器停止。约为20度的停止距离会将边界硬币送进硬币袋并使接在边界硬币之后的硬币立即停留在分拣头内。

如果象来自编码器的跟踪信号或因缺少外侧传感器(例如图29中的S7)的信号所指示的那样，用于排放边界硬币的停止距离变短，控制器就会启动微动模式。时刻T5显示了这种情况，在时刻T5按微动速度Vj(例如Vj＝50转/分)来重新启动分拣器。在时刻T6到达了规定的头部位置，因而分拣器会最终停止。

由于上述微动状态不是全部机器操作的最佳组成部分，所以最好将制动器的扭矩设置成这样的值，即该值能在不进行微动的情况下获得预定精度的边界停止。只有在强迫机器停止、同时机器正以低于边界速度V_L的速度进行操作时才会偶而出现微动状态。

上述方法与图56和图59a、图59b所述方法的主要差别是使用了离合器，该离合器会使得边界速度V_L从120明显地增加至360转/分。能够按120转/分的边界速度传递预定最后五个硬币的窗孔(Window)应限制在不超过若干秒的范围内。另一方面，360转/分的高边界速度允许这一时间间隔是任意的。为了能使转盘的速度非常迅速地下降至可以控制的水平，应同时分离离合器并接通制动器。

依照图63的时序图，对图62系统的控制器进行编程以便能够以与图61的流程图所述的相似方式对特定面额的硬币进行分拣和计数。通过在后台控制框(图61中的框860)之后增加几个步骤，就可以使Vs(500转/分)速度等于系统的最高操作速度。利用这种改进形式，图61中所说的全速及预边界速度可转换为图63中时序图所示的三种速度的操作。执行Vs速度直至检测到小于边界硬币的约15个硬币。这时，全边界速度转换成边界速度V_L(例如360转/分)，预边界速度转换为微动速度(Vj)  。

图64a和图64b显示了用于控制图62中系统的微机(它是控制器的一部分)在对多种面额硬币进行分拣和计数时的最佳操作。图64a显示了主程序的流程，该流程始于这样的位置，即在该位置处，特定面额硬币的传感器指示出已检测到了一个硬币。用略微不对称于硬币通路的传感器通过硬币的前缘或后缘来检测该硬币。利用这种方法，可以分别检测到两个叠置行进的硬币。因此，控制器在图64a的框930处进行测试以判断是否检测到了硬币的前缘或后缘。如果检测到了硬币的前缘，则流程从框930前进至框932，在框932处进行另一项测试以判断该特定面额的硬币是否是边界硬币。如果检测到的硬币不是边界硬币，  则流程从框932前进到本流程图的结尾以便退出这段程序。这时会退出这段程序，因为，只有在检测到硬币的后缘才对硬币进行计数。

如果检测到的硬币是边界硬币，则流程从框932前进至框934以判断是否有硬币正在缓慢行进即在转盘上接微动速度Vj移动。如果转盘尚未按微动速度运转，则流程从框934前进至框936以便开始微动操作。如果硬币正在缓慢行进，则流程前进至程序段的结尾以便退出。

参照判别框930，如果所检测到的硬币不是硬币的前缘，则流程从框930前进至框938，在框938处进行测试以判断所检测到的特定面额(对应于传感器位置)的硬币是否是边界硬币。框938与前述的框932完全相同。如果所检测到的硬币不是边界硬币，则流程从框938前进至框940，在框940处对检测到的硬币进行计数。如前所述，根据检测到硬币的后缘而对硬币进行计数。在框940处对硬币进行计数之后，就退出这段程序。

在框938处，如果所检测到的硬币是边界硬币，则流程从框938前进至框942以便执行涉及到是否有已启动所述微动程序的其它面额硬币的测试。因此，在框942处控制器会查询是否有任何别的硬币正在缓慢行进。如果没有其它硬币在缓慢行进，则流程从框942前进至框944，在框944处控制器进行测试以判断在边界中是否有(其它面额的)其它硬币，也就是说，作为边界硬币是否已经检测到了其它面额的硬币。如果不是这样，则不存在冲突，流程会从框944前进至框946，在框946处，用于所检测到的那种面额硬币的边界硬币的微动过程开始运行。

在框942处，如果在上述微动过程中已存在有其它面额的硬币，则流程从框942前进至框948，在框948处控制器进行测试以判断哪个(相应面额的)边界硬币几乎要被排出。如果最近检测到的硬币几乎要被排出，则流程从框948前进至框950。在框950处控制器利用编码器来跟踪上述硬币。如果所说的硬币不是快要被排出的硬币，则流程从框948(跳过框950)前进至框952。在这种情况下跳过了框950，因为，编码器已正在跟踪另一种面额的边界硬币。所以，流程会从框946或框950前进至框952，在框952处设置一标识以表示所检测到的(这种特定面额的)硬币应处在微动过程中以便适当地排放出去。控制器可以利用上述标识进行框944处所述判断，也就是说，判断在边界内是否存在有(其它面额的)任何其它硬币。流程从框952向前以便退出所述的程序段。

参照图64b所述的流程，该流程是图46a流程中框936和框946所执行的微动过程的操作。假定已用制动器中止了边界速度(并有选择地分离了离合器)，则在框960处进行判别以判断转盘是否完全停转。如果不是这样，则流程继续围绕框960循环直至编码器指示出转盘完全停转。流程从框960前进至框962，在框962处控制器指令释放制动器。流程从框962前进至框964，在框964处，控制器进行判别以判断在端部位置处是否存在有边界硬币，即该硬币已被排放出去。如果在端部位置处存在有边界硬币，则流程从框964前进至框966，在框966处设置一标识以指示硬币被排出。可以同图64a的框942一道使用框966的标识以指示不再有任何硬币正在缓行。流程从框966前进以执行退出命令，从而从微动例程中退出。这一位置处的出口对应于图64a中框936或框946的结尾。

当控制器判断出在端部位置处没有边界硬币时，流程从框964前进至框968。在框968处，控制器用编码器跟踪最接近端部的边界硬币。流程从框968前进至框970，在框970处电机进行微动(对交流电机通以脉冲)并以可变的方式控制直流电机的电源(以便将最靠近端部的硬币慢慢地引导至该端部)。流程从框970前进至框972，在框972处，控制器进行测试以判断边界硬币是否处在端部位置。如果不是这样，流程围绕框972保持循环直至将边界硬币排放出去。流程从框972前进至框974以及框976，在框974处按最大的力供给制动器，而在框976处则关闭电机。流程从框976处返回至本例程的顶点(框960)以判断微动速度是否停止。在使用者业已清理了插接式边界硬币的容器之后，会以递归的方式再次执行框960至框976，直至将各种面额的边界硬币全部都排放出去。

本发明原理所包括的另一个重要特征在于检测和处理无效硬币的步骤。“无效硬币”一词系指在转盘上循环的但不是所要分拣的一种硬币(包括代用币)。例如，经常会有外国硬币或假币进入硬币分拣系统。从分拣系统中检测并除去无效硬币是有好处的，因此，这类物品作为无效硬币不予分拣和计数。图65a说明了可用于上述目的电路结构的框图。

图65a的电路结构包括一个振荡器1002和一数字信号处理器(DSP)1004，这两个部件一道操作以检测在线圈1006下方经过的无效硬币。线圈1006位于分拣头内并略微凹进，因此，经过的硬币不会与该线圈1006接触。把线圈1006短路再连接另一个线圈1006的虚线说明了上述传感结构的另一种电学形式。DSP在内部将模拟信号转换成相应的数字信号，然后对该数字信号进行分析以判断测试中的硬币是否是无效硬币。振荡器1002通过电感部件1006发送振荡信号。放大器1007对电感部件1006另一侧的振荡信号进行电平调节，然后，DSP1004对该振荡信号作位相、振幅和/或谐振荡特征等方面的分析。DSP1004分别在没有任何硬币经过电感部件1006的情况下、以及在有各种面额的硬币经过电感部件1006时，针对每种面额的硬币分析并以符号的形式记录所说的位相、振幅和/或谐振荡特征。这些记录是实际分拣硬币之前在工厂内或在装配过程中进行的。没有硬币经过电感部件1006的特征记录在DSP1004内部的存储电路中，而在有特定面额的硬币经过电感部件1006时用于各种面额硬币的特征则分别存储在存储电路1008、1010和1012中。存储电路1008、1010、1012说明了一种用于分拣三种面额硬币即一角硬币、一分硬币以及五分硬币的实例，但是，也可以使用更多或更少的硬币。

利用上述适当位置处的记录，每当有效或无效硬币经过电感部件1006时，DSP1004就会(在导线1013上)提供一允许信号并为各个多位数字比较器1014、1016、1018提供输出信号。在一有效硬币经过电感部件1006时，上述输出信号对应于以符号形式记录的用于被测面额硬币的特征。各个比较器1014、1016和1018接收上述输出信号以及记录在相关存储电路1008、1010、1012内的多位输出。用于被测面额硬币的比较器1014、1016或1018可形成一高电平(数字“1”)输出以通知控制器业已检测到了被测面额的有效硬币。然后，控制器利用上述允许信号提供的时间分配去保存图65a中电路结构所检测到的硬币的数量。

在一无效硬币经过电感部件1006时，DSP1004所提供的输出信号与以符号形式记录的用于被测面额硬币的特征不一致。比较器1014、1016和1018均不提供表示“符合”的输出信号，所以，每个比较器1014、1016、1018的输出均会保持于低电平。来自比较器1014、1016、1018的上述低电平输出经由“或非”门1019结合在一起以形成一用于“与”门1020的高电平输出。在所说的允许信号出现时，“与”门1020会产生一高电平信号，该信号表示无效硬币经过了电感部件1006(或传感器/判别电路)。

如果需要并使用上述允许信号所提供的定时，则控制器会保存图65a中电路结构所检测到的无效硬币的数量。然后，将所检测到的无效硬币的数量显示在受驱于控制器的显示器上。

至于振荡器1002、数字信号处理器1004、存储电路1008、1010、1012以及比较器1014、1016、1018的其它信息，请参阅题为“电子硬币确认器”的美国专利第4579217号。应该注意，该文中所述的硬币等价电路可与本发明的上述实例结合使用。

图65b显示了另一种用于检测有效硬币并判别无效硬币的电路结构。这一电路结构包括一低频振荡器1021以及一高频振荡器1022，通过一常规的求和电路1023对上述两个振荡器求和。一旦使用了放大器1024进行放大，就经由第一线圈1025传递来自求和电路1023输出端的信号，以供第二线圈1026接收。最佳的是，线圈1025和1026设置在一传感器外罩(虚线所示)内，传感器外罩则安装在固定导板下侧之内，因此，在导板下侧经过的硬币会使第二线圈1026所接收到的信号衰减。衰减量例如取决于硬币的厚度及导电性。

通过这种方式，线圈1026所接收的信号具有这样的特征，这些特征是在传感器外罩下方没有硬币出现这种情况，以及在传感器外罩下方经过的各种类型的硬币所独有的。利用例如25KHz的高频振荡器1022以及例如2KHz的低频振荡器1021，会更有可能检测到各种硬币之间的信号差异。因此，在放大器1027放大了线圈1026所接收的信号之后，沿第一信号通路对该信号进行处理以便分析该信号的高频分量，而沿第二信号通路对该信号进行处理以便分析该信号的低频分量。

从框图的角度看，第一和第二信号通路中的电路框图是相似的，并且，用相同的标号说明这种相似性。

对图65b的电路来说，基本上有两种操作模式，即正常模式和检测模式，在正常模式下，不存在有在传感器外罩下方经过的硬币，而在检测模式下，有硬币正在传感器外罩下方经过。

在正常模式中，所接收信号的高频分量经过高通滤波器1028、由可调增益放大器1029的放大、被转换成具有与所接收信号相应的电压的直流信号并经由常通开关1032送出。在开关1032的另一侧，上述信号被暂时保存在电压存储电路1033内、由放大器1034进行放大并通过模-数转换器(ADC)1035转换成数字，微机(MPU)1036对该数字进行分析以便在传感器外罩下方没有硬币经过时判断上述信号的特征。在正常模式中，根据纠错比较器1030来设置可调增益放大器1029的增益，纠错比较器1030接收放大器1034的输出以及基准电压(V_Ref)并对放大器1034的输出进行纠错，直至该放大器的输出与基准电压相一致。通过这种方式，微机1036将线圈1026所接收的信号作为硬币在经过线圈1026下方之前调节所接收到的信号的基准。由于可以有规律地调整所说的基准，所以，用于实现图65b的电路结构的组件中任何公差变化都是没有关系的。

当硬币在传感器外罩下方经过时，信号转换器1031输出端处的信号会突然上升，边缘检测器1037可检测到这种信号变化，边缘检测器1037立即断开开关1032并通知微机1036检测到了硬币作为应答。开关1032断开以保存存储在电压存储电路1033内并经由ADC1035提供给微机1036的电压。微机1036因被告知有硬币经过而开始将信号转换器1031输出端经由ADC1038的信号与存储在电压存储电路1033内的电压进行比较。通过利用这两种信号之间的差别可限定正在经过的硬币的特征，微机1036将上述特征与每种面额有效硬币的预定特征范围作比较，以便判断哪种面额的有效硬币与正在经过的硬币相符合。如果不符合，则微机1036确定正在经过的硬币是无效的。将比较的结果作为例如分别对应于“一分硬币”、“五分硬币”、“十分硬币”、“无效硬币”的几种数字中的一种提供给位于微机1036输出端的控制器。

用于低频分量的信号通路通常都是相同的，微机1036利用各信号通路中的信号去判断正在经过的硬币的特征。但是，应该注意，边缘检测器电路1037只响应高频信号通路中的信号。至于图65b所示框图1021-1034、1037的结构和/或功能的示例性实施例，请参阅美国专利第4462513号。

对每种面额的有效硬币利用容差校准处理将各种面额的有效硬币的预定特征存储在微机1036的内部存储器中。可利用各种面额的众多硬币来实现上述处理。例如，可利用下述过程来形成五分硬币和一角硬币的预定特征。首先，分拣系统中只装载有五分硬币(数量越多且类型(年限和磨损程度)越多样，容差范围就会越精确)。在接通开关1032和1032′以及对微机进行编程以存储各个五分硬币的高频和低频衰减值的情况下，启动分拣系统直至每个五分硬币均在传感器外罩下方经过。然后，微机查找前述高频和低频衰减值、高频和低频以及在传感器外罩下方经过的五分硬币群。将最大值和最小值存储起来并用作外部约束条件，以便限定五分面额的硬币的容差范围。对一角硬币来说，重复同样的过程。

因此，图65a和图65b的相应电路结构可向控制器提供：何时有一有效硬币或一无效硬币经过电感部件1006；上述硬币是有效的还是无效的；以及，如果硬币有效，硬币面额的类型为何。通过以与适当结构的固定导板相配合的方式使用图65的电路结构，控制器可以提供对各种面额硬币的精确计数、提供精确的硬币袋制动(EBS)分拣以及检测无效硬币并防止将无效硬币作为有效硬币排放出去。

本发明包括多种检测和处理无效硬币的方法。这些方法可归入以下类型中的一个或多个：连续重复循环、内侧偏移(或转向)以及外侧偏移。

图66和图67说明了第一类和第二类即连续重复循环和内侧偏移的分拣结构。图66和图67分别显示了用于上述分拣结构的导板12′(带有弹性转盘16)的平面图和导板12′的底视图。除了以下要说明的某些变化之外，图66和图67是与图17所示结构相同的分拣结构。

图66和图67所示的导板12′包括位于各个硬币出口通路40′至45′内的转向器1040。这些转向器用于阻止硬币(有效或无效的)进入相应的硬币出口通路。利用电磁铁使转向器从导板12′内部向下受力并与出口通路的内侧壁面凹槽相对齐，以便在硬币沿出口通路旋转时防止硬币的内缘碰到内侧壁面凹槽。通过将传感器/判别器(“S/D”或图65中的电感部件1006)设置在硬币出口通路的上游并响应检测到无效硬币而有选择地接通各个转向器(1040a、1040b等等)，控制器(图56或图62)可以阻止将无效硬币排进一个用于有效硬币的硬币出口通路内。

通过响应用控制器检测到无效硬币而顺序地接通各个转向器(1040a、1040b等等)，可实现连续重复循环技术。这就迫使无效硬币重复循环返回至转盘16的中心。一旦无效硬币经过相关的硬币出口通路，  控制器就根据机器的速度和/或用编码器进行旋转跟踪顺序地断开各个转向器(1040a、1040b等等)。通过这种方式，无效硬币会继续重复循环，而只要转向器未接通，有效硬币就会被分拣出来并适当地排出。一旦分拣器排出了所有(或显著数量)的有效硬币，就可以人工地取出并排除掉无效硬币，或者用以下说明的无效硬币排出技术中的一种，自动地排除无效硬币。

在某些高速系统中，在检测到无效硬币之后，接通转向器所需的时间可能会要求减慢转盘旋转的速度。最好使用连同图56和图62所说明的前述制动器和/或离合器来实现用于上述目的的减速。这也适用于以下所说的实例。

通过用硬币出口通路之一(例如硬币出口通路45′)来排除无效硬币，可以实现内侧偏移技术。所说的硬币出口通路既可以只用于排放无效硬币也可以用于有选择地排放最大面额的硬币和无效硬币。

假定硬币出口通路45′只用于排放无效硬币，则所说的实例如下。控制器响应指示有无效硬币的S/D而顺序地接通各个转向器1040a至1040e，也就是说，接通除与硬币出口通路45′相连的最后一个转向器以外的所有转向器。这就迫使所检测到的无效硬币转过各个硬币出口通道40′至44′。假定硬币出口通路45′的宽度足够大，以致能容纳所检测到的无效硬币，则可以通过硬币出口通路45′排除无效硬币。一旦无效硬币经过相关的硬币出口通路，控制器就根据机器和/或用编码器跟踪的速度顺序地断开各个转向器(1040a、1040b等等)。通过这种方式，在检测到无效硬币时，可以排除掉无效硬币，而只要转向器未被接通，则可分拣并适当地排出即使不是全部也是最大限度的有效硬币。一旦分拣器排出了所有(或显著数量)的有效硬币，就可以人工地回收被错误排除掉的有效硬币并将它们插回系统。

假定硬币出口通路45′用于有选择地排放最大面额的硬币和无效硬币，则要对上述实例略作改进。在使所检测到的无效硬币连同所分拣的最大面额硬币一道进入硬币出口通路45′之后，将排放有有效及无效硬币的硬币袋送还给运行中的系统并用上述连续循环技术进行分拣，以便将有效硬币与无效硬币分开。此后，拆下所分拣的最大面额硬币的硬币袋。然后，人工地清除掉留在系统内的无效硬币，或者，将上述内侧偏移技术用于出口通道45′以便排出无效硬币。

传感器S1-S6不是必需的，但可以有选择地加以使用以验证或代替S/D所执行的硬币面额计数功能。通过用传感器S1-S6代替S/D所执行的硬币面额计数功能，可以显著地减少图65中电路所需的处理时间。

图68和图69说明了外侧偏移技术的一个实例。除图68的导板包括一个位于硬币出口通路内的传感器/判别器(S/D2)以及位于转盘16边缘外侧的硬币致偏器1050以外，图68与图66相似。控制器响应检测到退出硬币出口通路之无效硬币的传感器/判别器(S/D2)而接通刚好位于转盘外侧的硬币致偏器1050。图69显示了从侧面来看的使无效硬币偏转的硬币致偏器1050，标记NC表示无效硬币。

传感器/判别器(S/D1)不是必需的部件，但可用来在有无效硬币经过传感器/判别器(S/D1)下方时降低分拣速度(借助前述的微动模式)。通过按这种方式降低分拣速度，控制器会有更多的时间使致偏器1050到达其最佳的硬币偏转位置。最佳的是，所说的分拣系统包括一位于各硬币出口通路内的硬币传感器/判别器以及一位于外侧的相关致偏器，该致偏器用于使进入上述硬币出口通道的无效硬币偏离。

本发明的另一个重要方面是图67中系统(或附图中所示的其它系统之一)在按四种模式中的选定一种进行操作时的效率。这四种模式包括自动模式、无效模式、快速模式以及正常模式。自动模式开始时驱动分拣系统以用于由不同面额构成的正常混合硬币，并且，如果所检测到的无效硬币的比例过大或者一种面额的硬币比例过大，就改变分拣速度。通过用传感器/判别器通知控制器混合硬币的类型，控制器可以控制分拣系统的速度以使分拣的速度和精度达到最佳。分拣系统的使用者可以手工地选择无效模式以使分拣系统按较低的速度运转。这种模式可以保证不对无效硬币进行计数并且不会把无效硬币分拣为有效硬币。可用手工选择快速模式，这种模式包括分拣系统判断哪种面额的硬币是主要的，并且以较高的分拣速度来分拣这种面额的硬币。正常模式也用手工加以选择以便在不对过量比例的无效硬币或在混合硬币中占主要地位的特定面额硬币采取任何特殊操作的情况下使分拣系统运行。图70说明了对控制器进行编程以包括上述四种分拣模式的过程。

所说的流程始于框1200，在框1200处，分拣系统显示出四种分拣操作的选择。流程从框1200前进至框1202，在框1202处控制器开始等待使用者选择四种模式中的一种。在框1202处，控制器判断是否已选择了自动模式。如果没有，则流程前进至框1204，在框1204处控制器判断是否已选择了无效模式，如果既未选自动模式也未选无效模式，则流程前进至框1206，在框1206处控制器判断是否已选择了快速模式。最后，流程前进至框1208以判断是否已选择了正常模式。如果未选择任何一种模式，则流程从框1208返回至框1200，在框1200处控制器继续显示运行选择。

流程响应控制器判断出使用者选择了自动模式而从框1202前进至框1210。在框1210处控制器使分拣系统针对一般的混合面额硬币而进行操作。流程从框1210前进至框1212，在框1212处，控制器开始跟踪每分钟所检测到的每种面额硬币的比例。可以用图65a和图65b所示的电路结构来做这项工作。流程从框1214前进至框1216，响应控制器判断出所检测到的无效硬币的速率大于预定的阈值(x个硬币/分)，例如，x＝5。上述阈值可针对当前的特定应用而进行选择。

在框1216处，控制器将分拣速度减少特定的量(Z％)，例如10％。这样做是为了增加分拣无效硬币的精确度。

流程从框1216前进至框1218，在框1218处控制器监控无效硬币的比例以判断无效硬币的比率是否有显著的减少。在框1220处，控制器比较无效硬币的比率和一阈值，该阈值略小于连同框1214所述预定阈值(X)。举例来说，如果所说的预定阈值为每分钟五个硬币，则用于框1220的阈值(X-n)可设定为每分钟两个硬币(x-n＝2)。这就提供了一滞后量，因此，控制器不会过量地改变分拣速度。流程从框1220前进至框1222以判断分拣系统是否完全分拣了硬币。一传感器/判别器在超过预定时间内未检测到任何硬币(有效的或无效的)时就确认分拣工作结束。如果分拣工作未结束，则流程从框1222前进至框1224，在框1224处控制器将分拣速度增加一系数(Z)，该系数与用来降低分拣速度的系数相同。流程从框1224返回至框1210。在框1210处控制器继续使分拣系统针对正常混合硬币来进行操作并重复同样的过程。流程响应控制器判断出已完成了对所有硬币的分拣而从框1222前进至框1226。在框1226处，控制器关闭机器以结束分拣过程，并且返回至框1200以向使用者提供全显示并使得使用者能再次选择四种运行模式中的一种。

如果未选择自动模式(框1202)但选择了无效模式，则流程从框1204前进至框1244，在框1244处控制器将分拣速度减小一预定的系数(Z％)。流程从框1244前进至框1254，在框1254处分拣系统继续进行分拣直至分拣工作结束。当使用者认为可能有过量的无效硬币并想要减少误分拣的可能性时，使用者就可选择无效模式。这样，分拣系统从分拣过程的开始就按较低的分拣速率进行分拣。

如果使用者选择了快速模式，则流程从框1206前进至框1246，在框1246处，控制器对每种面额的硬币进行计数并作比较以便判断哪种面额的硬币是主要的。例如，如果在分拣三十秒之后控制器判断出系统中最多的硬币是一角硬币，则控制器会认为一角硬币是主要硬币。流程从框1246前进至框1248，在框1248处，控制器会用转向器(图67)阻塞住除一角硬币出口通路之外的所有硬币出口通路。流程从框1248前进至框1250，在框1250处，控制器使分拣速度增加一预定的系数(P％)，例如10％。通过这种方式，控制器会了解哪种面额的硬币是主要硬币，并且只对这种面额的硬币进行高速分拣。其它面额硬币的出口通路被堵塞住，从而能使误拣的硬币达最低限度。

如果使用者选择了正常模式，则流程从框1208前进至框1252，在框1252处，控制器使分拣系统针对正常的混合硬币进行操作。由于控制器不对过量的无效硬币或主要硬币采取特殊的操作，所以，控制器会使分拣系统如前述(例如结合图56-64b所示的任何一种系统)那样进行操作，直至完成了对所有硬币的分拣，如框1254所示。流程从框1254前进至框1256，在框1256处，控制器结束所说的分拣过程，然后，流程前进至框1200以便允许使用者选择另一种运行选项。

至此，业已用多个实施例连同多种硬币检测、硬币计数以及硬币判别技术对本发明进行了说明。本发明可极大地促进当前的分拣技术并显著地增加精确地将有效硬币分拣进分拣站(或硬币袋)的可能性，同时能够按高于迄今为止所能达到的速度进行分拣。本领域的技术人员会很容易地认识到可以对本发明进行多种改进和改型。例如，在上述实例中，可配合几种上述分拣头结构来全部或部分地使用前述学习模式(图70)。而且，微动模式可与编码器配合使用，以便一旦检测到了无效硬币就去跟踪该硬币。这些改变均未脱离后附权利要求所述的本发明的实质精神和范围。

Claims (19)

1.一种硬币分拣器，包括：

一转盘，它具有一弹性上表面；

一固定分拣头，它带有一下表面，此下表面总体上平行于前述转盘的弹性上表面并与该上表面略有间隔，上述分拣头的下表面构成了多个硬币出口通道，这些出口通道与前述分拣头的周边相交，以便相对所述转盘的上表面径向向外地分拣和排放不同面额的硬币，因此，硬币会在一平面内水平地离开所述转盘，而所说的平面是前述转盘的上表面的径向向外的延伸部分；以及

一分流装置，它设置在从前述出口通道之一延伸至相关硬币收集容器的硬币路径内，以便将从上述出口通道之一排放的硬币分离成两组或更多的组，所述分流装置相对前述分拣头和转盘设置成能接收从前述出口通道之一经由分拣头的周边排放出来的硬币，所排放的硬币在位于所述硬币路径内时总是保持在前述分拣头下表面的高度或位于该高度之下。

2.一种硬币分拣器，包括：

一转盘，它具有一弹性上表面；

一固定分拣头，它带有一下表面，此下表面总体上平行于前述转盘的弹性上表面并与该上表面略有间隔，上述分拣头的下表面构成了多个出口通道，这些出口通道用于将不同面额的硬币引导至位于转盘周边的不同排放站；

一硬币传感器/识别器，它用于在硬币被承载于转盘上时识别出上述固定分拣头所引导的有效和无效硬币。

3.如权利要求2所述的硬币分拣器，其特征在于，它还包括一控制器，此控制器与所述硬币传感器/识别器相连，以便对该硬币传感器/识别器所检测到的有效硬币进行计数。

4.如权利要求2所述的硬币分拣器，其特征在于，它还包括一控制器，此控制器与所述硬币传感器/识别器相连，以便对该硬币传感器/识别器所检测到的无效硬币进行计数。

5.如权利要求2所述的硬币分拣器，其特征在于，所说的硬币传感器/识别器在前述多个出口通道的上游处安装在前述固定分拣头内。

6.如权利要求5所述的硬币分拣器，其特征在于，它还包括：一转向器，此转向器定位于前述传感器/识别器与排放站之间的硬币路径内；以及，一控制电路，此电路响应硬币传感器/识别器检测到硬币路径内无效硬币以便接合该转向器，从而阻止无效硬币被排放进相应的排放站。

7.如权利要求2所述的硬币分拣器，其特征在于，所说的硬币传感器/识别器在前述多个出口通道之一上安装于前述固定分拣头内。

8.如权利要求6所述的硬币分拣器，其特征在于，所说的控制电路与转盘相连并控制该转盘的速度。

9.如权利要求8所述的硬币分拣器，其特征在于，所说的控制电路通过降低前述转盘的速度来响应所述硬币传感器/识别器。

10.如权利要求2所述的硬币分拣器，其特征在于，所说的硬币传感器/识别器在所述转盘上定位于一固定检测站内。

11.一种在硬币分拣器内对混合面额的硬币进行计数和分拣的方法，所说的硬币分拣器带有：一转盘，它具有一弹性上表面以便接收前述硬币并使该硬币作旋转运动；以及一固定分拣头，它带有一成形的下表面，此表面总体上平行于前述转盘的弹性上表面并略微间隔于该上表面，上述方法包括下列步骤：

在把不同面额的硬币填加至转盘与分拣头之间的同时使位于该分拣头下方的转盘旋转；

将分拣头的下表面与转盘的上表面之间的硬币分拣至多个出口通道；

将所分拣出的硬币引导至位于分拣头周边周围的不同排放站；以及

用一硬币传感器/识别器在硬币被承载于转盘上时识别出有效和无效硬币。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，它还包括下列步骤：对所述硬币传感器/识别器检测到的有效硬币加以计数。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，它还包括下列步骤：对所述硬币传感器/识别器检测到的无效硬币加以计数。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所说的硬币传感器/识别器在前述多个出口通道的上游处安装在前述固定分拣头内。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，它还包括：一转向器，此转向器定位于前述硬币传感器/识别器与排放站之间的硬币路径内；以及，一控制电路，此电路响应硬币传感器/识别器检测到硬币路径内无效硬币以便接合该转向器，从而阻止无效硬币被排放进相应的排放站。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所说的硬币传感器/识别器在前述多个出口通道之一上安装于前述固定分拣头内。

17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所说的控制电路与转盘相连并控制该转盘的速度。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所说的控制电路通过降低前述转盘的速度来响应所述硬币传感器/识别器。

19.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所说的硬币传感器/识别器在所述转盘上定位于一固定检测站内。

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