CN1253834C - 电子控制的旋转式硬币找零分配机 - Google Patents

Abstract

一个硬币分配器(20)，具有基座(25)，用于支撑一体成形的具有硬币管槽(24)的、沿一个硬币路径(49)旋转的硬币仓(23)。硬币弹射器(80)位于一个单一的硬币弹射位置，并接近所述硬币路径(49)，从而从硬币管槽(24)的底部将硬币弹射出来并使其进入一个零钱杯(28)。电子传感器(45，46)用于预测该硬币管槽临近该硬币弹射器(80)和少量硬币感测站(50)。电子控制器(90)响应来自位置监测器(45，46)的位置信号，以协调该硬币弹射器(80)和少量硬币传感器(51)的操作。一个硬币出口传感器(48)设置在硬币出口槽27上的零钱杯(80)之前的位置，用于向该电子控制器(90)发送一个信号以确认弹出了每一个硬币。

Description

电子控制的旋转式硬币找零分配机

背景技术

本发明涉及硬币分配机，尤指用于找零的硬币分配机。这种硬币找零分配机可以用于诸如现金收银处、售票处和其它的一些地方。

或许最常见的硬币找零分配机具有垂直的结构，其中，多个直立的存储硬币的管体排列成一行，例如，在Walton的美国专利No.3,590,833和Duplessy的美国专利No.4,593,709中示出了这种硬币找零分配机。

这种分配机由许多较小的、经过加工的机械零件组装而成，尤其包含多个硬币弹射机构。具有九个硬币管的硬币分配机典型地具有九个9个硬币弹射机构，而每一个弹射机构又包括许多小零件。

在专利文献中已经公开了许多具有圆形配置的硬币找零分配机，但是其并未得到广泛的商业上的接受。Gauselmann的美国专利No.3,191,609中提出了一个静止的壳体，在该壳体中多个硬币管排列成圆形或椭圆形，为了从每个硬币管中弹射出硬币，一硬币弹射机构沿圆形或椭圆形的路径移动。

Heywood的美国专利No.4,276,895中，在可旋转的基座上沿圆形安装有多个垂直的硬币管。当基座旋转时，硬币管与一个单独的硬币弹射机构对准。硬币弹射机构具有一个带齿的环，该环驱动两个间隔180度分布的弹射销。其中的一个弹射销由一凸轮装置向上提升并弹射出硬币。这种装置的缺点是，从不同的硬币管中分配硬币，弹射每一硬币时，明显地响应缓慢。

Adams等人的美国专利，其申请号为No.09/785,229，申请日为2001年2月16日，公开了带有旋转硬币仓和一个弹射器的旋转硬币找零分配机的概念，该弹射器位于一单一的不可移动的位置，该位置位于通过旋转硬币仓形成的圆形硬币路径的周围。

有必要改进旋转式硬币分配机的构造，以减少零部件的数量，因此，降低制造成本，同时给硬币分配和少量硬币的传感操作提供现代的电子控制。

发明概要

本发明为旋转式硬币找零机提供了一种新颖的硬币仓组件和许多控制特性。本发明提供了一个超前看的电子传感器，用于检测从其中弹出硬币的硬币管槽的临近。本发明还提供了一个超前看的电子传感器，用于检测将要测试其少量硬币状况的硬币管槽的到来。本发明还提供了一个电子基准位置传感器，用于同步旋转硬币仓的操作。并且，本发明提供了一个电子出口传感器，用于检测硬币被弹入一个零钱杯，以确认该硬币实际上已经被弹出了。

本发明还提供了位置标识，用于监测旋转硬币仓相对于一个硬币弹射器和一个少量硬币检测器的角度位置。

本发明的一个主要目的是通过应于现代的电子处理器和传感器，来改进硬币分配器的控制。

本发明的另一个目的是提供一个一体的硬币仓，其加载硬币容易，夹持硬币稳固，给出硬币容易。

本发明的另一个目的是缩减硬币仓组件的模制零件的数量，因此当分配机在大批量制造时，降低成本。

本发明的一个优点是，其容易适用于不同国家的硬币，和不同的找零能力，例如99美分和4.99美元。一个硬币分配机能够使用不同的硬币仓，包括盛放有不同国家硬币的硬币仓。控制具有不同硬币仓的分配机是通过对电子控制器进行编程实现的。

本发明的硬币分配机能够用于多种场合。例如，该硬币分配机能够用于杂货商店或便利店的出口收银柜台的找零，或者用于饭店的收银台。该硬币分配机能够作为一个系统的一个部件，该系统提供用于交换纸币的零钱，或者它可以与货币分配器搭配使用，例如，作为ATM机的一部分。它也可以成为售货点的一部分。

本发明的其他目的和优点，除以上描述的之外，本领域的普通技术人员可从下面对较佳实施方式的描述中清楚地了解。其中，结合了下面的附图，该附图是本发明的一部分，并且图解说明了本发明的例子。

附图简要说明

图1是本发明一个具体实施例的硬币分配机去掉部分上盖后的透视图；

图2是图1的硬币分配机去掉硬币仓后的基座组件透视图；

图3是图1的硬币分配机的垂直断面图；

图4是图2中基座组件的顶视图，部分部件显示了截面；

图5a-5c分别是图1中的硬币仓组件的顶视图、底视图和局部详图；

图6a和图6b是包含在图5a-5c的部件中的硬币仓基座的顶视图和底视图；

图7是图1分配机的局部断面详图，显示硬币分配机的驱动机构；

图7a是图7中的驱动机构的分解视图；

图8a和图8b是弹射机构的局部断面详图，该弹射机构是图1中的实施例的部件；

图9是图1和图2的实施例中的电子控制电路的逻辑框图；

图10是图1和图2的硬币找零分配机操作的流程图；

图11是图5a和图5b中的硬币仓组件的分解视图；

图12a和图12b是图5a和图5b中的硬币仓组件的进一步局部详图；

图12c和图12d是位于接近硬币仓底部的一个锁销机构的局部透视和断面详图；

图13是显示了图1中的具有测试硬币仓的实施例的操作的时序图。

具体实施方式

图1—图13显示了根据本发明的硬币找零分配机的一个较佳具体实施例。如图1所示，硬币分配机20包括一个外部的，大致呈筒形的盖21，该盖21覆盖了一个大致呈筒形的硬币仓组件22(图11)。该盖21可以是不透明的或者是透明的或者包括一个透明部件。该盖11能够与基座25锁定在一起，以阻止进入硬币分配机10的内部(图11)。

硬币仓组件22包括一个具有多个竖直硬币管槽24的硬币仓23，在本实施例中，该硬币仓具有12个硬币管槽。如图1所示，硬币管槽24是空的，以便显示其下部结构，然而，当使用时，这些硬币管槽24将堆放硬币，每个管槽24对应于一种币值的硬币。为某一币值设置多摞硬币也是有益的，例如角币，以便给一美元找零99美分。

硬币仓组件22安装在基座25上，并沿逆时针方向旋转。当它旋转的时候，推动硬币沿环行的硬币路径移动，一个单一的硬币弹射器80重复操作，将硬币从硬币管槽24的底部弹射进入分配通道27，然后进入一杯体28。该分配通道27和该杯体均形成在该基座25上，该基座25是一个整体模制件。作为一种选择，该杯体28可以是一个分离的部件并且安装在基座25上，或者是其它类型的硬币斜面或斜的通道，可以用于将硬币转移到一个容器或装置。

图2显示了移去了硬币仓组件22的基座25。基座25包括一个圆柱形的柱体29，其上支承有环形的轴承30，该轴承支撑硬币仓组件22旋转，如图3显示了更详细的视图。进一步由图7可以看出，在柱体29内部，在支撑板26上安装有一个马达31。一个第一齿轮32安装在马达输出轴33上，并驱动一个第二齿轮34。该第二齿轮由柱体29的侧壁36上的开口35向外凸出，与环齿轮67啮合并驱动其旋转，见图11所示。该第二齿轮34对抗由弹簧41提供的弹簧力而移动，如图7所示，以便安装该硬币仓组件时，该齿轮34能够与环齿轮67啮合。马达31通过一个单向轴承(图7中未示出)与驱动齿轮32耦接，使得在安装硬币仓23和往其中加载硬币时可以手动旋转该硬币仓组件22。

参见图7a，是驱动机构部件的分解图。马达31安装在安装板26上，一个弹射壳体89安装在安装板26的下表面，驱动齿轮32，耐滑动的环(toleranceslip ring)37，滚柱式单向超越离合器(roller clutch)38和保持器39(图7a)均安装在马达输出轴31a(如图7所示)的端部。该耐滑动的环37是一具有皱纹或波纹的环状件，安装在滚柱式单向超越离合器38上并位于驱动齿轮32的腔内。保持器39插入滚柱式单向超越离合器38的中间空腔，一套螺钉39a插入该保持器39的凸缘部分，并向下对着马达输出轴31a旋入，从而将保持器39保持在马达输出轴31a上，该保持器又将其它部件32，37和38安装在马达输出轴31a上。

工作时，滚柱式单向超越离合器38只允许一个方向的旋转运动，也就是用于硬币仓组件22的逆时针方向的旋转。这使得加载操作时，硬币仓会旋转。当齿轮的旋转被一个大的反向扭矩反抗时，该耐滑动的环37允许齿轮32相对于马达输出轴31a滑动，这种情况发生在硬币阻塞时。该特性弥补了当硬币阻塞时弹射销81弯曲变形的缺陷。

参考图2，示出了基座25的另外一些细节。在基座25的底座部44上环绕该柱体29形成有两个环形槽42，43。在内槽43上设置有两个位置传感器45，46，用于检测硬币仓23的角度或旋转位置。每一个位置传感器45和46具有一个U形的壳体，在该壳体的一只脚上具有一个光学发射器，另一只脚上具有一个光学检测器。这些位置传感器45，46检测位于硬币仓组件22(图11)底部的标识片65(图4)的通过。该标识片65在内槽43中运动，位于硬币仓组件22底部的一个环形脊片68(图11)在外槽42(图4)中运动。如图2中的虚线所示，位于在分配通道27上的一个硬币弹出传感器48刚好在进入零钱杯28之前的位置。该传感器48发出一个信号确认该硬币弹射器80弹出了一个硬币。也可以看到一个基准位置壳体50，其中设置有一个基准位置/少量硬币传感器51的信号发射器51a，如图4所示。由图4进一步看到，该传感器51的探测器51b位于柱体29的中间空心部分，在硬币仓23上设置有窗体，在柱体29上也设置有窗体使得信号可以沿光线路径53在信号发射器51a和信号探测器51b之间通过。在此使用的术语“窗体”可以是一个开口，或者是一个信号穿越部，其允许基准或少量硬币信号穿越其间。

在图11中可以清楚地看出，硬币仓组件22包括一个环状的硬币仓23和一个环状的基座件60，它们是由高耐用性的塑料材料或金属一体模制而成。硬币仓23大致呈圆筒形，在其四周形成有多个纵向延伸的用于存放硬币的管槽24，在其外表面形成有硬币出口24b。在图4中可以清楚地看到，每一管槽24具有一个截面呈C形的侧壁24a，在侧壁24a上形成有面向硬币仓23外部的开口24b。每一管槽24的直径根据其存放的硬币的币值有所不同。每一管槽24是沿着横向轴54对称地形成，该横向轴相对于从硬币仓23中心引出的半径55呈θ角，以便管槽开口24b相对于硬币仓23的逆时针旋转方向是面向向后的方向。在一较佳实施例中，该角度θ是32度。该角度减小了硬币由于离心力不经意甩出的可能性，与径向的弹射相比，它也缩减了硬币的弹射力。

硬币仓23上形成的管槽具有不大于0.2度的锥度，该管槽上还具有多个周向间隔的，零锥度的肋24f(图1)，在管槽24内壁表面24a上向上延伸，用于稳固地夹持硬币，肋24f在距管槽24顶部开口一定距离时结束，从而形成有微小角度的漏斗24g(图1和图11)，便于装载硬币。通常，在模制一个零件，如硬币仓23时，由于模制的原因，管槽24的壁24a会形成一定的锥度。在此构造中，模制锥度被最小化了。

硬币仓的基座件60在图6a和图6b中有详细地显示。硬币仓基座件60具有一个中心开口66，环绕该开口66形成有一个环形齿轮67。如图6b所示，在基座件60的底部相应于各个管槽24一体模制有不透明的标识片65，这些标识片65根据它们相应的管槽24的直径具有稍为不同的长度。这些标识片65位于它们相应的管槽24之前一定角度，以便在管槽24到达硬币弹射机80或基准/少量硬币传感站50(图2，4)之前，位置传感器45，46能够感测到该标识片。与硬币弹射机80配合使用的位置传感器45位于硬币弹射机80之前18度(图2，图4)。与少量硬币传感器配合使用的位置传感器46位于基准站50之前10度，在该基准站50内部，设有少量硬币传感器51a，51b的零件。这意味着第一管槽的标识片65沿周向与该第一管槽错开约10度，以便在第一管槽位于弹射器80开始的对面或位于少量硬币传感器51a，51b的对面之前，不会遇到传感器45，46。

基座件60还包括方形的凸片64(图6a)，从基座件60的顶部向上凸起，容置在被描述的管槽侧壁24a的开槽24c中。如图1和图11所示，当硬币仓的基座件60与硬币仓23组合时，方形凸片64插入硬币仓23的开槽24c中，以使得基座件60相对于硬币仓23处于正确的旋转位置。螺钉70(图11)穿过基座件60的六个孔69进入在硬币仓23上形成的凸台23b中，并从图4的顶视图示出。

基座件60在被阻挡凸块62隔开的每一个管槽24上形成有部分的底面61。当与硬币仓23(图5a)组装时，该基座件60在每一个管槽24上形成一个弧形槽63，用于容置硬币弹射机80的销81(图12a)。该槽63沿圆形的硬币路径49(图4)而形成，当硬币仓23旋转时，硬币摞沿该路径运动。

如图5a，图5b和图11所示，硬币仓同样在每一个管槽24上形成有部分底面24d，用于支撑硬币摞的底端。如图12a和图12b所示，这些部分底面24d进一步限定了每个管槽中用于容置硬币弹射器80的销81的槽63。该部分底面24d，61必须足够大以防止甚至在管槽24中只有一个硬币时，硬币也不会从该槽63中掉落。该底面24d，61的尺寸和不同大小的硬币之间的关系显示在图5c和图12a中。

如图1和图11所示，硬币仓23也形成有垂直的槽24c，即位于在每一个管槽24的底部距离该底面24d以上一短距离处。这些槽24c容置基座件60上的凸片64，但是在其上部具有一开口部，形成一个窗口24e(图1)用于检测标志少量硬币的高度。当管槽24与基准站的发射器51a相对时，一个信号经这样的窗口24e被传送。当管槽24其窗口24e对准于基准站发射器51a和基准站探测器51b之间时，如果基准站探测器51b检测到信号(逻辑“1”)，意味着硬币量是少的，因为信号路径没有被管槽24中的硬币阻挡。用于少量硬币检测和基准定位两种情况的一组传感器51a和51b，可以在每一个硬币分配循环中校验电路。

如图3所示，一个硬币弹射器80安装在板26上，与马达31一起位于基座25的柱体29内部。该硬币弹射器80包括一个附着在板26上的一个拉式螺线管82，该板26安装在该基座25上。当螺线管82通电后，它将一柱塞83向上移动并压缩一回复弹簧84。该弹射器80具有一个臂85，安装在柱塞83上，并与柱塞83一起运动。一套管86安装在臂85上旋转，其自由端具有一凸出部86a，在该凸出部安装有该弹出销81。该套管86由一扭力弹簧87偏压于它的位置，以便当销81在硬币阻塞时受到外力时，该套管86将对抗扭力弹簧87旋转，从而允许销81退让，因此避免了对弹射器80的损坏。

硬币从管槽24中被弹射出来的方式在图5c，图12a和图12b中示出。如图5c所示，硬币管槽24的硬币47位于部分底面24d和底面61上，部分底面24d是硬币仓23的部件，底面61位于基座件60上并位于槽63的内侧。当弹射器80要弹射一个硬币47时，如图12a所示，它向上插入该管槽24的弹射槽63。当硬币仓23旋转时，该销81沿槽63移动，同时推动硬币离开部分底面24d，61，进入形成在基座件60上的台肩61a，最终通过开口24b从管槽24中出来。

硬币仓23的底部在台肩61a的上部空出一个硬币的厚度，以形成一个由管槽24底部出来的出口槽。在这种方法中，需提供厚度的标准计量。这使得仅仅位于每一个管槽24最下部的硬币可以被弹射销81通过台肩61a推出硬币管槽24，如图12b所示。

该硬币弹射器80是位于圆形硬币路径49上单一位置的单一机构。如图8a和8b示出的另一视图所示，当包含将要被分配的硬币47的管槽24到达弹射器80的位置时，螺线管82的动作引起销81通过槽63垂直向上移动，如此它将与该容器24中的最下面的硬币47的边缘表面接触。该销81与硬币大约是在管槽24的侧壁24c相对部分的中点的位置接触。这将会把硬币推出管槽24，通过分配槽27进入零钱杯28。然后该螺线管不被通电，由该回复弹簧84提供的力将插销81沿垂直方向向下移动到它的初始位置，如图8a所示。如果该销81没有完全收回，该硬币仓23的下表面将该销81向下推压。该销81不会与下一管槽中的最下面的硬币啮合，除非该螺线管被再一次通电。该硬币弹射销81沿基本平行于该硬币仓23的(垂直)旋转轴的方向在伸出位置和收回位置之间做直线运动。

每一管槽24的深度或每一底面24d的高度根据要被从管槽24中弹出的硬币的厚度来确定。该深度可选择为使得每一管槽24中最低的硬币的上表面位于同一平面上。然而，这个方法可以改进为，对于包含非常厚的硬币的硬币摞来说，该硬币弹射销向上到达足以弹出每个容器中最下面的硬币的一预定距离即可，不必要到达最厚的硬币的顶部。另外，通过选择管槽24的适当的深度和管槽24的出口槽的适当的厚度，该销81可以接触容器中的最下面的两个硬币，从而可以从一个管槽24中同时弹出两个硬币。

参考图12c和图12d，示出了硬币锁销75的第一实施例。在图12c中，硬币47位于每一管槽24底部的底部表面61上。一较短的聚氨酯管75设置在硬币仓23的底部的适当位置处，并在台肩61a的上方伸入该管槽24内，所述的台肩是从该管槽24伸出。这样就在硬币出口槽形成了一个锁销75以保持硬币47，并防止其在被弹射器80弹出之前离开硬币管槽24。

在图11中，示出了硬币锁销71的第二实施例。他们位于硬币管槽24的底部用以保持硬币在原位置，例如，当一个装载了硬币的硬币仓从一个位置运输到另一个位置。

该锁销71是L形的弹簧件。如图11所示，硬币仓23在管槽24的外表面形成有槽24h。该L形锁销71具有垂直的腿部71a，其插入各自的槽24h，并且每一个锁销71也具有脚部71b，其从硬币仓23底部的适当位置伸入到每一硬币管槽24的硬币出口槽，以协助保持每一硬币管槽24中的硬币摞。

图9示出了分配机10的电子控制器。在图1和图2中示出的机体10的基座25上安装有一个主处理器和控制电路板90(图9)，其与一个RS-232通信电缆91相连。安装在基座25上的还有一个辅助接口电路板92，其与辅助接口电缆93相连。该辅助接口电路板为该电子系统提供了可选的和增强的能力，从而增加了机器的多功能性。它是一个主处理器和控制电路板90的插入式“子板”。它能够在闪存的配合下改变固件程序。

电源94(图9)以类似于笔记本电脑的蓄电池充电适配器的组件形式提供。该电源94从电源线95接收120V的交流电源并通过一个上盖联锁开关96向主处理器电路板供应12V的直流电源。当上盖12打开时，该联锁开关96打开以切断硬币分配机10的电源。

主处理器电路板90(图9)连接到弹射器螺线管82，马达31，和一个“管槽同步”位置传感器45以同步一选定的管槽的位置到该硬币弹射器80，该电路板90还连接到一个“少量硬币同步”位置传感器46以同步一选定管槽的位置到基准位置/少量硬币传感器51，该传感器也连接到该主处理器电路板90，该电路板还连接到硬币出口传感器48。

当AC输入电源接通至该12V直流电源94时，或该上盖21闭合以锁定该上盖联锁开关96时，12V直流电源供应到该主处理器电路板90。因此，该主处理器执行一个初始化程序将该硬币仓23旋转到基准位置，在基准位置和将代表硬币仓24装满硬币的数值加载到主处理器电路板上作为存储位置检测之后，停止一个预定的延迟。该延迟是这样决定的，在一个实际分配循环中，确保硬币仓23停止在一个位置，即在到达“基准”位置之前加速到操作速度的位置。该位置称作“预加速”位置。

如图10所示，是主处理器板90上主处理器的操作流程图，在开始方框100代表的供电之后，机器10通过该RS-232通信电缆91接收到要分配的找零值，如处理方框101所示。然后主处理器给马达通电以将硬币仓23移动到基准位置，如处理方框102所示。然后如判断方框103所示，执行指令来测试硬币仓23上的基准位置窗23a是否与基准位置传感器51对准。一旦发现基准位置，如处理方框104所示，管槽计数寄存器被重置。然后执行如判断方框105所示的指令以确定是否从与弹射器80对准的第一个管槽中找零，如果结果为“是”，该弹射螺线管82动作并且处理器等待并检测从传感器45来的管槽同步信号的结束，如处理方框106所示。作为一个可选的特性，该处理器也可以等待从硬币出口传感器48中发出的信号以确认硬币的弹出。然后执行判断方框107中的一个检测，以确定是否是需要分配硬币的最后管槽，达到所要求数量的零钱。

当执行判断方框105或107的结果是“否”时，然后主处理器执行判断方框108中所示的程序指令来检测一个少量硬币的硬币管槽24，但是并不一定与找零的管槽是同一管槽。这是因为几个硬币管槽24在到达基准位置站50的少量硬币传感器51之前，必须通过弹射器80(图1)。如果判断方框108中的测试结果为“是”，主处理器如处理方框109所示，执行指令将该管槽24对应的少量硬币位进行置位。如处理方框110所示，对于每一个管槽找零和少量硬币测试，管槽计数增加。然后该处理器检查下一个管槽24以找零或弹射一硬币。当所有的管槽检查找零完成后，即判断方框107的结果为“是”时，如判断方框111所示，处理器检查是否完成找零，注意硬币仓的一次循环可能并不能分配完成所有请求的零钱。如果找零还没有完成，主处理器返回到基准位置开始硬币仓组件23的另一个找零循环。如果判断方框111的结果是“是”，找零完成，马达31会被断电，如处理方框112和结束方框113所示，整个过程就完成了。

图13显示了在一实施例中测试硬币仓所有的硬币管槽的时序图，其中少量硬币传感器46设置在基准/少量硬币传感器51a，51b之前58度，弹射传感器45位于弹射器80之前66度。标识片65从它们各自的管槽隔开58到66的一个角度。上面的图形代表来自管槽“同步”(硬币弹射)位置传感器45的逻辑高和逻辑低的信号。中间的图形代表来自少量硬币传感器51的逻辑高和逻辑低的信号。下面的图形代表来自“少量硬币”位置传感器46的逻辑高和逻辑低信号。

时序图显示仅仅从359度到1度时，管槽同步和基准/少量硬币信号是“1”或逻辑高状态，这限定了“基准”位置。当基准/少量硬币探测51b从基准/少量硬币发射器51a中接收到信号时，产生一个逻辑高(“1”)信号；如果信号路径被阻挡，检测到逻辑低(“0”)。当管槽同步传感器45或少量硬币同步传感器检测到标识片时，产生一个逻辑高(“1”)。当管槽同步位置传感器从该管槽中检测到“1”的时间内，硬币弹射销81抬起。

在图13中，测试了一个具有管槽24的测试硬币仓23，管槽中盛放有不同类型的硬币，包括美国，英国和德国的硬币。硬币仓23是空的，故所有的管槽均显示了少量硬币信号(“1”)。逻辑脉冲角上的数字是硬币仓组件22在每个信号的上升沿和下降沿之间相对于硬币仓组件上的基准位置窗23a转过的角度。#数字代表管槽号。能够被进一步看到，尽管管槽#1首先检测找零，管槽#10首先检测到少量硬币。同时也可看到，为了从1#管槽中分配硬币，旋转度数从9度到26度之间不相同。在该旋转角度内，弹射销81伸入管槽#1的槽63，如图12a所示的，并移向槽63的一端，超过图12b所示的位置。当弹射螺线管82被激励，硬币仓驱动马达31将电源切断或减少，以减少电源需求。存储在旋转硬币仓23中的能量将提供弹射硬币足够的力。驱动齿轮32上的超越离合器使得硬币仓组件22仅仅可以向前自由旋转。在找零完成后，马达停止以便将硬币仓23定位在预加速位置上。

出口传感器48(图2和图9)提供给主处理器90一个反馈，确认要弹出的硬币实际上已经弹射到零钱杯28中，并且没有阻塞。如果阻塞发生，另一个管槽可以被选中来分配零钱或等值的硬币。错误信息通过RS-232通信线缆91传送到操作者。

存放在硬币仓23内的混合硬币应当能够在一个完整的转动过程提供多达99美分(或4.99美元)的零钱。根据一个具体实施例，硬币仓组件22以30RPM的速度转动。如果零钱在一个转动过程中就可完成分配，这会在两秒钟完成。如果需要，硬币仓23能够通过旋转第二圈以完成分配需要的零钱数量。硬币仓不必要停止，以使完成一个分配循环。如果为了完成零钱的分配，需要超过一次的转动循环并从多个管槽24中弹出硬币时，马达31一直可以工作，直到分配完成并再一次移到预加速位置。

分配机20可以使用各种包含不同硬币混合的硬币仓23。例如，具有放置不同尺寸(直径)的硬币管槽的硬币仓23，能够盛放混合硬币(便士，五分镍币，一角硬币，二十五美分硬币，美元硬币)，另一种硬币仓23具有尺寸相等的硬币管槽(例如，都装载有二十五美分硬币或金属代币，这在娱乐厅很有用)。

优选是，少量硬币传感器51位于一个适当的高度以便当在管槽24中还有少量的硬币(例如，3-6个)时，不再感应管槽24中的硬币。然后，分配机20能够避免选择具有量少硬币的管槽24(例如，其中一个二十五美分硬币管槽量少，会选择另一二十五美分硬币管槽，或者选择两个一角硬币管槽和一个五分硬币管槽)。该分配机最好具有一个听觉或视觉的报警器，指示硬币仓23应该被更换了。由于硬币仓23带动管槽24通过少量硬币检测器51，仅仅提供一个少量硬币传感器就可以了。然而，作为一个附加的特征，也可以提供一个第二少量硬币检测器，位于硬币仓23高度的大约中间处，用以提供一个信号指示容器是大约半空的。如果硬币仓23是由不透明的材料制成的，该硬币仓23将在管槽24上包括开槽24c，以便少量硬币检测器51b能感应该硬币。然而，如果硬币仓23是由透明塑料材料制成的，例如，就不必要在管槽24上包含开槽24c。

本发明公开的构造的另一个优点是，它容易适应不同的硬币混合(即，对不同的硬币仓23，有不同数量和尺寸的槽)。一个硬币分配机20可以配合不同的硬币仓23使用，包括具有不同国家硬币的硬币仓，仅仅通过对该硬币分配机20进行编程，以显示包含在不同硬币仓中的硬币混合的数据(包括硬币币值的数据和硬币弹射器80的一次动作所分配的硬币数一通常一次一个或两个)。

对本发明较佳实施例已做一个描述。本技术领域的普通技术人员可以在本发明的精神和范围内，对本发明做出更动。

例如，尽管在较佳实施例中公开了光学传感器，可以用声纳传感器或接近传感器替换，也不脱离本发明的范围。另一个例子，硬币路径最好是圆形的，非圆形状的其他可循环的硬币路径也可以采用。

并且，片是作为硬币仓组件位置传感的标识，其他类型的标识也可以使用。因此，本发明的保护范围，应以下面的权利要求书为准。

Claims (31)

1.一种硬币分配机，包括一基座，其特征在于，还包括：

一个硬币仓，该硬币仓具有多个容置硬币摞的硬币管槽，所述硬币仓可旋转地安装在该基座上，以便该硬币仓沿一个循环的硬币路径运动；

一个硬币弹射器，位于单一的硬币弹射位置并接近于所述循环状的硬币路径，所述弹射器可操作地伸入和退出一个选定的硬币管槽以接触和弹出一个硬币；

一个位置监测器，用于监测该硬币仓和各个硬币管槽相对于该硬币弹射器的角度运动，及

一个电子控制器，响应来自位置监测器的位置信号，使得硬币弹射器协调操作与一个选定的硬币管槽到达硬币弹射位置同时发生。

2.如权利要求1所述的硬币分配机，其特征在于，该循环硬币路径是圆形的。

3.如权利要求1所述的硬币分配机，其特征在于，该位置监测器位于该硬币弹射器之前，沿该硬币路径与该硬币弹射器相距一角位移的距离，以便预测从其中分配硬币的硬币管槽。

4.如权利要求1所述的硬币分配机，其特征在于，该位置监测器位于沿该硬币路径的该硬币弹射器之前，二者沿硬币路径相距大约18度的角度距离，以便预测从其中分配硬币的硬币管槽。

5.如权利要求1所述的硬币分配机，其特征在于，该位置监测器进一步包含安装在硬币仓上并随其一起运动的标识，所述标识相应于各个硬币管槽设置，一个光学传感器与该硬币弹射器协同，用于检测相应于要从其中弹出硬币的硬币管槽的一个标识。

6.如权利要求5所述的硬币分配机，其特征在于，所述的标识位于该硬币仓的下部，该光学传感器位于该硬币分配机的基座上。

7.如权利要求5所述的硬币分配机，其特征在于，该标识是片，形成在该硬币仓下方，该光学传感器进一步包括一光学发射器和一光学检测器，其位于该硬币分配机基座上的一沟槽的相对两侧。

8.如权利要求1所述的硬币分配机，其特征在于，还具有一个少量硬币传感器和一个第二位置监测器，用于跟踪该硬币仓相对于该少量硬币传感器的角运动。

9.如权利要求8所述的硬币分配机，其特征在于，该用于跟踪该硬币仓相对于该少量硬币传感器的角运动的第二位置监测器进一步包括：安装在硬币仓上并随其一起运动的标识，和一个第二光学传感器，用于检测相应于选定的硬币管槽的一个标识相对于该少量硬币传感器的运动。

10.如权利要求9所述的硬币分配机，其特征在于，该第二光学传感器位于该少量硬币传感器沿该硬币路径的前方一角度距离，以便预测要被检测的该少量硬币状况的硬币管槽。

11.如权利要求9所述的硬币分配机，其特征在于，该第二光学传感器位于该少量硬币传感器沿该硬币路径的前方大约10度的角度距离，以便预测要被检测的该少量硬币状况的硬币管槽。

12.如权利要求8所述的硬币分配机，其特征在于，该硬币仓包括一个基准位置部，当该硬币仓基准位置部与该少量硬币传感器对准时，其允许由一个少量硬币信号发射器发出的信号通过。

13.如权利要求8所述的硬币分配机，其特征在于，硬币仓上的每一个硬币管槽形成有具有高于该硬币仓底部的高度的一个部位，用于表示各个硬币管槽的一个少量硬币的高度；特征在于，当每一具有少量硬币的各个管槽位于该少量硬币传感器的对面时，所述部位允许来自一个少量硬币信号发射器的信号穿过。

14.如权利要求1所述的硬币分配机，其进一步特征在于：

一个硬币出口，作为硬币弹射器的操作结果，硬币从其中弹射出来；

一个硬币出口传感器，给该电子控制器传送信号，以确认一个弹出的硬币分配完成。

15.一种硬币分配机，包括一基座，其特征在于，还包括：

一个硬币仓，该硬币仓具有多个容置硬币摞的硬币管槽，所述硬币仓可旋转地安装在该基座上，以便该硬币仓沿一个循环状硬币路径运动；

一个少量硬币传感器，位于沿硬币路径的一个少量硬币检测位置，用于在一个选定的硬币管槽在一高于底部预定高度的位置处，检测该选定硬币管槽的硬币缺少；

一个位置监测器，用于监测该硬币仓和各个硬币管槽相对于该少量硬币检测位置的角运动，及

一个电子控制器，响应来自位置监测器的位置信号，用于协调操作少量硬币传感器与一个选定的硬币管槽到达少量硬币检测位置同时发生。

16.如权利要求15所述的硬币分配机，其特征在于，用于检测硬币仓相对于该少量硬币检测位置的角运动的该位置监测器进一步包含：硬币仓上的标识，一个光学传感器，用于检测相对于该少量硬币检测位置相应的一个选定的硬币管槽的一个标识。

17.如权利要求16所述的硬币分配机，其特征在于，该光学传感器位于该少量硬币检测位置的前方，二者沿该硬币路径相距一角度距离，以便预测该要被检测的少量硬币的硬币管槽。

18.如权利要求16所述的硬币分配机，其特征在于，该光学传感器沿该硬币路径位于该少量硬币检测位置的前方一个介于45度和90度之间的一个角度的距离，以便预测该要被检测的少量硬币的硬币管槽。

19.如权利要求15所述的硬币分配机，其特征在于，该硬币仓包括一个基准位置部，当该硬币仓基准位置部与该少量硬币检测器对准时，其允许由该少量硬币信号发射器发出的信号通过。

20.一个用于硬币分配机的硬币仓组件，所述硬币仓组件的特征在于：

一个环形的、一体成形的硬币仓基座，其具有环绕中心开口形成的一个被驱动部，机械动力由该被驱动部可施加到硬币仓组件；及

一个环形的、一体成形的硬币仓，其具有多个分布在圆周上的可以容置硬币摞的多个硬币管槽，

其中，所述硬币仓基座与所述硬币仓连接，所述硬币仓基座包括至少一个表面部位，用于在弹出之前支撑所述管槽中的硬币，所述硬币仓基座形成有槽部位，用于容置从各个管槽中弹射硬币的一个弹射销。

21.如权利要求20所述的硬币仓组件，其特征在于，所述该管槽中支撑所述硬币的表面进一步包括与硬币仓一体形成的部分底面，位于各个管槽中用于支撑各个管槽中的硬币摞。

22.如权利要求21所述的硬币仓组件，其特征在于，该硬币仓基座也形成有位于该各个管槽下面的部分底面，用于支撑当其被从各个管槽弹出的硬币。

23.如权利要求20所述的硬币仓组件，其特征在于，所述管槽沿一个轴线的方向开口，该轴线方向与所述硬币仓的半径呈一个锐角。

24.如权利要求20所述的硬币仓组件，其特征在于，所述硬币仓形成有具有不大于0.2度的锥度的管槽，具有多个圆周方向分布的、零锥度的肋，其由该管槽的内壁表面向上延伸，用于稳定地保持硬币，所述的肋终止于离该管槽上部开口的一间隔距离处，以便于装载硬币。

25.如权利要求24所述的硬币仓组件，其特征在于，所述的硬币仓形成有成角度的部位，引导从所述管槽的顶端进入，便于接收硬币。

26.如权利要求20所述的硬币仓组件，其特征在于，所述管槽在外表面形成槽，并进一步具有L形锁销，其具有一个垂直的腿部，插入一个各自的槽，所述锁销也具有一个脚部，其伸入一个硬币管槽的一个出口中，用以协助保持管槽中的硬币摞。

27.如权利要求20所述的硬币仓组件，其特征在于，至少一个硬币锁销位于各个硬币管槽底部的一个出口槽中，用以保持最下面的硬币在被弹射之前不会从各个硬币管槽掉出。

28.一种硬币分配机，包括一基座，其特征在于，还包括：

一个硬币仓，该硬币仓具有多个容置硬币摞的硬币管槽，所述硬币仓可旋转地安装在该基座上，并可以通过一个环齿轮驱动；

一个马达，设置在所述的基座上，当该硬币仓被组装，该马达位于所述环齿轮内；

一齿轮传动装置，与所述马达耦接，用于驱动所述环齿轮，以驱动所述硬币仓。

29.如权利要求28所述的硬币分配机，其特征在于，所述齿轮传动装置具有至少一个齿轮，其由弹簧偏压，位置可以移动，使得所述硬币仓安装到所述基座上时，该齿轮能够容易地与所述环齿轮啮合。

30.如权利要求28所述的硬币分配机，其特征在于，所述马达具有一个马达输出轴，其中，所述齿轮传动装置具有至少一个齿轮通过一个滚柱式单向超越离合器安装在马达输出轴上，将该硬币仓的自由转动限制到一个旋转方向。

31.如权利要求28所述的硬币分配机，其特征在于，所述马达具有一个马达输出轴，其中，所述齿轮传动装置具有至少一个齿轮通过一个扭矩响应滑动环安装在马达输出轴上，当一个预定的扭矩以与马达输出轴的旋转方向相反的方向被施加时，其允许齿轮传动装置相对于马达轴滑动。

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