CN206628024U - 一种钱币分拣机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钱币分拣装置，特别涉及一种钱币分拣机。钱币分拣机，包括型材机架，其特征在于：所述型材机架上设有纸硬币分离机构，硬币分类整理机构和纸币展开分类机构；所述纸硬币分离机构包括箱体，轴流风机，筛网；所述箱体上部设有进料口，下部设有硬币出币口和纸币出币口，硬币出币口下部连接有硬币分类整理机构，纸币出币口连接有纸币展开分类机构；所述硬币分类整理机构包括进币斜盘、硬币收集管、分币扫片和硬币收集箱；所述纸币展开分类机构包括纸币吸附机构、传动带、螺旋搓拈轮、软皮辊、热板、按压轮和纸币分类收集箱。相比于一般的钱币分离装置，尤其适用于对零钱、散币的分类整理，极大提高效率，节省人力，经济实用。

Description

一种钱币分拣机

（一）技术领域

本实用新型涉及一种钱币分拣装置，特别涉及一种钱币分拣机。

（二）背景技术

公交作为人们日常的交通工具，在人们生活中扮演者重要的角色，然而，现有公交车大多为无人售票系统，乘客将钱投入到投币箱后上车，投币箱里的钱在公交公司统一进行清点工作， 而乘客放入到投币箱的钱币混杂，因此纸硬币的分开、整理成为一大问题。

公交公司的钱币清分工作普遍由点钞员完成， 需要经过点钞员、 复核点钞员、总复核点钞员清点整理后才能成捆包装好运到银行， 整个过程耗费大量人力物力财力， 公交公司需配备四五十名点钞员来进行钱币的清点工作，每个点钞员平均每天清点钱数上万元，公交公司投入人力成本巨大。

经过调研，市场上的钱币整理机或功能单一，或对投入的钱币的要求苛刻，虽能清点纸币或硬币，但是在针对公交公司钱币清点上，仍无实际用途，并不能有效减轻工作人员的工作量，为此，我们设计了针对公交公司的钱币分类整理机。

（三）实用新型内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种钱币分拣机。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种钱币分拣机，包括型材机架，其特征在于：所述型材机架上设有纸硬币分离机构，硬币分类整理机构和纸币展开分类机构；所述纸硬币分离机构包括箱体，轴流风机，筛网；所述箱体上部设有进料口，下部设有硬币出币口和纸币出币口，硬币出币口下部连接有硬币分类整理机构，纸币出币口连接有纸币展开分类机构；所述硬币分类整理机构包括进币斜盘、硬币收集管、分币扫片和硬币收集箱；所述纸币展开分类机构包括纸币吸附机构、传动带、螺旋搓拈轮、软皮辊、热板、按压轮和纸币分类收集箱。

所述纸硬币分离机构的轴流风机设在箱体的一端，与轴流风机相对的箱体向下倾斜，向下倾斜的箱体上部设有出风口，下部设有纸币出币口。

进一步，所述筛网下端设有震动装置，该震动装置包括固定在箱体外的电机，电机的转轴通过联轴器连接有转动杆；所述转动杆上设有实现筛网震动的偏心轮。

所述硬币出币口下端为固定在型材机架上的向下倾斜的进币斜盘，该进币斜盘上设有存放硬币的挡板；所述进币斜盘周边设有带动硬币的开槽，该进币斜盘通过底部固定的电机带动旋转；所述进币斜盘的开槽下端设有硬币收集管，该硬币收集管下端设有分币扫片和分币盘；所述分币扫片通过电机带动旋转。

进一步，所述分币扫片上设有对称的用于带动硬币的V 形槽；所述分币盘上设有与V 形槽相配合的大小不同的长槽。

所述纸币吸附机构包括设在纸币出币口处的开槽空心轴，末端封口，保证只在开槽处有负压，末端轴段与带轮连接，提供旋转动力，另一端与真空泵管口相通，提供负压环境；中间与带孔吸附轮相连位置开槽，将吸附力传递给吸附轮；所述带孔吸附轮上部的箱体上设有毛刷，下部设有用来将纸币吸附轮上吸附的纸币刮下放到传动带上进行展开处理的刮板。

进一步，所述传动带上设有第一螺旋搓拈轮和第二螺旋搓拈轮；所述纸币展开分类机构端部设有热板，热板上部设有按压轮，该按压轮与第二螺旋搓拈轮之间设有软皮辊。

进一步，所述第一螺旋搓拈轮和第二螺旋搓拈轮通过皮带连接；所述按压轮为2个，2个按压轮之间通过皮带连接。

所述纸币展开分类机构端部设有图像识别传感器。

包括自动控制部分，该自动控制部分包括上位机和下位机，上位机和下位机之间采用串口通讯协议完成通讯。

本实用新型的有益效果是：相比于一般的钱币分离装置，该装置对公交公司的针对性更强，尤其适用于对零钱、散币的分类整理，极大提高效率，节省人力，经济实用。

为了有效实现纸硬币的分离，我们使用了偏心轮筛网机构，辅助吹风进行分离。进币斜盘的设计能够控制硬币进入收集管的速度，防止堆叠堵塞，分币扫片和分币盘的设计依据不同硬币的大小和厚度来确定，保证了硬币分离的准确性。搓捻轮与传送带的相对运动实现对纸币的展开，辅助另一个搓捻轮的拨动和按压作用以及热板的压平作用，经传感器经过识别后完成分类。

（四）附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的纸硬币分离机构的结构示意图；

图3为本实用新型的震动装置的结构示意图；

图4为本实用新型的硬币分类整理机构的结构示意图；

图5为本实用新型的分币扫片的结构示意图；

图6为本实用新型的分币盘的结构示意图；

图7为本实用新型的纸币吸附轮结构的结构示意图；

图8为本实用新型的纸币展开分类机构的结构示意图；

图中，1型材机架，2纸硬币分离机构，3硬币分类整理机构，4纸币展开分类机构，5箱体，6轴流风机，7筛网，8进料口，9硬币出币口，10纸币出币口， 11硬币收集箱，12传动带，13螺旋搓拈轮，14软皮辊，15热板，16按压轮，17纸币分类收集箱，18转动杆，19偏心轮，20进币斜盘，21分币扫片，22分币盘，23硬币收集管，24开槽空心轴，25真空泵，26毛刷，27刮板，28带孔吸附轮。

（五）具体实施方式

附图为本实用新型的一种具体实施例。该实施例包括型材机架1，所述型材机架1上设有纸硬币分离机构2，硬币分类整理机构3和纸币展开分类机构4；所述纸硬币分离机构2包括箱体5，轴流风机6，筛网7；所述箱体5上部设有进料口8，下部设有硬币出币口9和纸币出币口10，硬币出币口9下部连接有硬币分类整理机构3，纸币出币口10连接有纸币展开分类机构4；所述硬币分类整理机构3包括进币斜盘20、硬币收集管23、分币扫片21和硬币收集箱11；所述纸币展开分类机构4包括纸币吸附机构、传动带12、螺旋搓拈轮13、软皮辊14、热板15、按压轮16和纸币分类收集箱17。

所述纸硬币分离机构2的轴流风机6设在箱体5的一端，与轴流风机6相对的箱体5向下倾斜，向下倾斜的箱体5上部设有出风口，下部设有纸币出币口10。轴流风机6提供纸硬币分离需要的风力，选用型号： SF20060AT 风量：12（m³/min）。

进一步，所述筛网7下端设有震动装置，该震动装置包括固定在箱体5外的电机，电机的转轴通过联轴器连接有转动杆18；所述转动杆18上设有实现筛网7震动的偏心轮19。通过偏心轮19旋转带动筛网7上下震动，辅助吹风进行纸硬币分离， 提高纸硬币分离速度。筛网7边长为 210mm，筛孔边长 27mm；硬币最大尺寸为一元硬币尺寸直径 25mm，筛网7尺寸可保证硬币顺利掉下。

箱体5包括：纸币收集箱和硬币收集箱11；纸币收集箱：内部设计聚拢挡板，同时箱体5形状使风沿箱壁将纸币送到出钱槽内，风沿箱壁从上端的开口排出。硬币收集箱11：使分离开的硬币沿导向挡板进入硬币处理区

所述硬币出币口9下端为固定在型材机架1上的向下倾斜的进币斜盘20，该进币斜盘20上设有存放硬币的挡板；所述进币斜盘20周边设有带动硬币的开槽，该进币斜盘20通过底部固定的电机带动旋转；所述进币斜盘20的开槽下端设有硬币收集管23，该硬币收集管23下端设有分币扫片21和分币盘22；所述分币扫片21通过电机带动旋转。

进一步，所述分币扫片21上设有对称的用于带动硬币的V 形槽；所述分币盘22上设有与V 形槽相配合的大小不同的长槽。

其中，进币斜盘20的周围挡板可储存纸硬币分离后分出的硬币，进币斜盘20周边开槽，通过其旋转将储存的硬币分批的带到收集管内，通过槽口的大小、 斜盘厚度以及电机驱动斜盘的旋转速度控制硬币进入收集管的速度， 避免硬币数量过多造成在硬币收集管23口阻塞。

硬币收集管23：带币斜盘分批次将硬币送到硬币收集管23内，将硬币有序的堆叠起来，使后面的分币准确，快速，可靠性高。 硬币收集管23尺寸内径27mm外径 32mm、高度200mm，管可乘納 30 枚硬币左右。进行装配时：考虑到硬币的厚度分别为 1.65mm、1.67mm、1.85mm、2.40mm，其中老一角硬币厚度最大，两根管下端管口与分币盘22的距离为一枚一角硬币的厚度， 这样在进行扫币时能使硬币依次扫出，同时避免一次扫出多枚硬币。

根据硬币厚度，为每次扫出一个硬币防止卡币现象，设计扫片厚度应小于一个最小硬币的厚度，根据硬币最小厚度尺寸 1.65mm，考虑到材料的厚度及强度，采用塑料材料，厚度为 1.5mm。

分币盘22上开有不同大小的长槽， 根据长槽的宽度实现对不同面值的硬币的分类，分币盘22上没有长槽的部分用来扫片旋转对心，长槽长度对于硬币的直径，防止硬币在随扫片旋转过程中具有一定的速度，卡在槽内。

所述纸币吸附机构包括设在纸币出币口10处的开槽空心轴24，末端封口，保证只在开槽处有负压，末端轴段与带轮连接，提供旋转动力，另一端与真空泵25管口相通，提供负压环境；中间与带孔吸附轮28相连位置开槽，将吸附力传递给吸附轮；所述带孔吸附轮28上部的箱体5上设有毛刷26，下部设有用来将纸币吸附轮上吸附的纸币刮下放到传动带12上进行展开处理的刮板27。

进一步，所述传动带12上设有第一螺旋搓拈轮13和第二螺旋搓拈轮13；所述纸币展开分类机构4端部设有热板15，热板15上部设有按压轮16，该按压轮16与第二螺旋搓拈轮13之间设有软皮辊14。

进一步，所述第一螺旋搓拈轮13和第二螺旋搓拈轮13通过皮带连接；所述按压轮16为2个，2个按压轮16之间通过皮带连接。

所述纸币展开分类机构4端部设有图像识别传感器。

将散乱的纸币逐张送到传送带上，传送带上方有两个螺旋搓拈轮13，通过搓拈轮与传送带的相对运动，实现对纸币的展开，第二个搓拈轮后放置软皮辊14，对第二个搓拈轮搓出纸币有拨动和按压作用，然后通过热板15，对展开纸币进行压平，防止恢复，经传感器检测面值后控制纸币收集箱将纸币放入到不同箱内。

其中，纸币吸附轮：

a) 开槽空心轴24：末端封口，保证只在开槽处有负压。其末端轴段与带轮连接，提供旋转动力，另一端与真空泵25管口相通，提供负压环境；中间与吸附轮相连位置开槽，将吸附力传递给吸附轮；

b) 带孔吸附轮28： 开有一个直径为 10 的小孔， 由空心轴带动其旋转，并提供吸附力，通过小孔逐张吸附纸币，使纸币依次放到传送带上进行展开处理。

c) 毛刷26：防止纸币吸附轮一次带出多张纸币，保证纸币逐张输出；

d) 刮板27：用来将纸币吸附轮上吸附的纸币刮下，放到传动带12上，进行展开处理。

传送带采用硅胶材料，摩擦系数较大可带动纸币前进，与螺旋搓拈轮13相互作用，对纸币进行展开。

在搓拈轮上用胶皮螺旋缠绕， 螺旋角度分别采用 45°、 55°、 65°、75°、85°、95°进行试验，最终得出采用 75°左右螺旋角试验效果最好，提供向前和向左两个垂直方向的力，同时通过搓拈轮与传送带的速度差，螺旋缠绕使搓拈轮与传动带12之间存在展开空间，减少对钱的磨损，提高展开效果，根据实验数据，为方便制作，选取 76°。

软皮辊14

介于第二搓拈轮和热板15上的按压轮16之间，采用硅胶材料，质地较软，

且有一定摩擦， 旋转时紧贴搓拈轮、 传送带、 按压轮16， 对纸币有拨动作用，

帮助第二搓拈轮对纸币进行展开，同时起按压作用， 防止展开纸币恢复原

状，将展开纸币送入热板15和按压轮16间进行压平。

5）热板15、按压轮16

热板15作为加热平台，温度在 100 度左右，上面放置按压轮16，按压轮16旋转将纸币向前输送，同时提供压力将纸币压平，防止纸币弯折，便于整理收集。

6）图像识别传感器

硬件部分，利用主控芯片配合红外避障模块，确定是否有钱币经过，若有则发送信号给 PC 机；PC 机利用 USB 摄像头采集图像，直接对图像进行处理。

软件部分基于 VS2010 为平台， 辅以开源工具 OpenCV3， 完成图像处理。

包括自动控制部分，该自动控制部分包括上位机和下位机，上位机和下位机之间采用串口通讯协议完成通讯。

自动控制部分，由上位机和下位机共同协助完成总对所有步进电机的操控，从而使整个系统能够正常运行， 实现纸硬币分离， 硬币分拣和纸币分类的功能。下位机芯片STM32F103 主要完成了输出脉冲信号，操控步进电机、接受传感器的数字信号并处理对应中断。上位机 PC 机主要完成了操控 USB 摄像头完成图像检测识别纸币种类的功能。上位机和下位机之间采用串口通讯协议完成通讯。

本申请中对于传动比的设置如下：

传动比设计

1）吸附轮与传动带12;

传动方式：带轮传动

传动比：1:2.5

考虑到传动带12与带轮间的相对滑动、纸币通过搓拈轮时与带轮间的相对滑动以及纸币在通过热板15时速度的减缓，经试验，一张钱币从放在传动带12上到最终展平的时间间隔约等于两张纸币放置的时间间隔。

2）传送带与搓拈轮

传动方式：齿轮传动

传动比;1:6

搓拈轮转动速度大，与传送带形成速度差对纸币进行展开，传动比小则相对速度小，纸币无法展开，传动比太大，则纸币变形也较大，经试验确定传动比为 6 时，展开过程纸币展开效果最好。

3）电机、软皮辊14与按压轮16

传动方式：齿轮传动

传动比：1:1:1.5

三者相连，软皮辊14较软，起拨动按压功能旋转速度越大对钱币的拨动按压效果越好，考虑到安装位置和安装空间取该传动比。

4）两搓拈轮间与两按压轮16之间

传动方式：带轮传动

传动比：1:1

两搓拈轮和两按压轮16均尺寸、功能相同，采用两个可加强效果，故采用带轮传动。

中心距设计

1）传动带12两带轮中心距 410mm；

这样保证始端传送带轮与第一个搓拈轮中心距为 100mm以上，保证吸附轮能是纸币放到传动带12上；末端传送带带轮与第二个搓拈轮中心距为 90mm，留给软皮辊14的安放空间。

2）两搓拈轮中心距为 220mm；

一张纸币长度约为 130mm 左右，两中心距设计为 220mm，使第一次搓拈时有自由展开的空间，在离开第一搓拈轮后，纸币受之前搓拈作用会慢慢展开，在进行第二次搓拈之前，有一定的距离进行自我调整。

3）第二搓拈轮与热板15上按压轮16中心距为 110mm；

中心距 110mm 小于纸币长度 130mm，软皮辊14置于两者之间，这样在钱币完全离开搓拈轮之前已经进入了按压轮16，避免软皮辊14拨动作用对纸币造成的位置影响。

4)两按压轮16中心距 85mm；

在两按压轮16之间布置传感器检测纸币面值，同时两者间距小于纸币长度，以按压轮16旋转作为动力带动纸币前进，进入纸币收集槽内。

上面以举例方式对本实用新型进行了说明，但本实用新型不限于上述具体实施例，凡基于本实用新型所做的任何改动或变型均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种钱币分拣机，包括型材机架，其特征在于：所述型材机架上设有纸硬币分离机构，硬币分类整理机构和纸币展开分类机构；所述纸硬币分离机构包括箱体，轴流风机，筛网；所述箱体上部设有进料口，下部设有硬币出币口和纸币出币口，硬币出币口下部连接有硬币分类整理机构，纸币出币口连接有纸币展开分类机构；所述硬币分类整理机构包括进币斜盘、硬币收集管、分币扫片和硬币收集箱；所述纸币展开分类机构包括纸币吸附机构、传动带、螺旋搓拈轮、软皮辊、热板、按压轮和纸币分类收集箱。

2.根据权利要求1所述的钱币分拣机，其特征在于：所述纸硬币分离机构的轴流风机设在箱体的一端，与轴流风机相对的箱体向下倾斜，向下倾斜的箱体上部设有出风口，下部设有纸币出币口。

3.根据权利要求2所述的钱币分拣机，其特征在于：所述筛网下端设有震动装置，该震动装置包括固定在箱体外的电机，电机的转轴通过联轴器连接有转动杆；所述转动杆上设有实现筛网震动的偏心轮。

4.根据权利要求1所述的钱币分拣机，其特征在于：所述硬币出币口下端为固定在型材机架上的向下倾斜的进币斜盘，该进币斜盘上设有存放硬币的挡板；所述进币斜盘周边设有带动硬币的开槽，该进币斜盘通过底部固定的电机带动旋转；所述进币斜盘的开槽下端设有硬币收集管，该硬币收集管下端设有分币扫片和分币盘；所述分币扫片通过电机带动旋转。

5.根据权利要求4所述的钱币分拣机，其特征在于：所述分币扫片上设有对称的用于带动硬币的V 形槽；所述分币盘上设有与V 形槽相配合的大小不同的长槽。

6.根据权利要求1所述的钱币分拣机，其特征在于：所述纸币吸附机构包括设在纸币出币口处的开槽空心轴，末端封口，保证只在开槽处有负压，末端轴段与带轮连接，提供旋转动力，另一端与真空泵管口相通，提供负压环境；中间与带孔吸附轮相连位置开槽，将吸附力传递给吸附轮；所述带孔吸附轮上部的箱体上设有毛刷，下部设有用来将纸币吸附轮上吸附的纸币刮下放到传动带上进行展开处理的刮板。

7.根据权利要求6所述的钱币分拣机，其特征在于：所述传动带上设有第一螺旋搓拈轮和第二螺旋搓拈轮；所述纸币展开分类机构端部设有热板，热板上部设有按压轮，该按压轮与第二螺旋搓拈轮之间设有软皮辊。

8.根据权利要求7所述的钱币分拣机，其特征在于：所述第一螺旋搓拈轮和第二螺旋搓拈轮通过皮带连接；所述按压轮为2个，2个按压轮之间通过皮带连接。

9.根据权利要求1所述的钱币分拣机，其特征在于：所述纸币展开分类机构端部设有图像识别传感器。

10.根据权利要求1所述的钱币分拣机，其特征在于：包括自动控制部分，该自动控制部分包括上位机和下位机，上位机和下位机之间采用串口通讯协议完成通讯。