本發(fā)明涉及一種利用離心加速并通過限高限寬和鼓形漏孔分離的硬幣分揀裝置，屬于硬幣分揀技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前在世界范圍內(nèi),硬幣以其成本低,流通次數(shù)多、耐磨損、易回收等無可替代的優(yōu)勢將占領(lǐng)小面額貨幣市場是大勢所趨。我國低面值輔幣硬幣化已經(jīng)成為一種趨勢,硬幣的投放量還將大幅度增加。但由于硬幣手工清分成本大,利潤小,誤差多,因此硬幣流通自動化成為迫切的社會需求,市場需要一種成熟可靠的硬幣自動處理機(jī)具。鑒于此需要,我們研制用于處理上述問題的機(jī)具。

在國際上，多個國家已經(jīng)研制出來硬幣分揀和包裝的機(jī)器，例如日本GLORY公司生產(chǎn)的WR-400C型硬幣點算包裝機(jī)，日本的LAUREL公司生產(chǎn)的LAC-16、勞雷爾LPS-2S等包括硬幣分揀和包裝的大型一體式處理設(shè)備。它們的分揀速度較快，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，可以處理的硬幣數(shù)量極多，并都包括了紙卷包裝系統(tǒng)。

我國在這方面起步較晚，清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京科技大學(xué)、杭州電子科技大學(xué)等高校對如何進(jìn)行正確的硬幣識別做過深入的研究工作。1995年底，清華大學(xué)曾和昆明機(jī)床有限公司合作，對GLORY公司的產(chǎn)品進(jìn)行仿制，次年，YB50型硬幣分類包裝機(jī)研制成功，但因為缺乏基礎(chǔ)研究工作，設(shè)備最終沒有實現(xiàn)量產(chǎn)。近年來，南京航空航天大學(xué)、華北電力大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)都對硬幣分揀包裝技術(shù)進(jìn)行研究，并且取得了一定的進(jìn)展。河北邯鄲商通電子有限公司于2007年研制出小型硬幣分類包裝設(shè)備，如ST800A硬幣清分機(jī)等，可對國內(nèi)7種硬幣進(jìn)行分類處理。

現(xiàn)有的硬幣分揀機(jī)一般機(jī)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)身龐大。不僅占空間，而且成本高昂，難以廣泛推廣。

現(xiàn)有硬幣分揀裝置大多采用電磁法，利用渦流效應(yīng)對硬幣進(jìn)行分類并識別真?zhèn)?但效率很低，且價格貴?；虿捎煤Y漏分離，但是容易造成卡死，穩(wěn)定性差，推廣受到限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種能耗低、穩(wěn)定性高和分揀準(zhǔn)確率高的用離心加速并通過限高限寬和鼓形漏孔分離的硬幣分揀裝置，本發(fā)明通過對硬幣的參數(shù)進(jìn)行分析，利用不同面值硬幣主要有直徑和厚度的差別進(jìn)行分離。使機(jī)構(gòu)最簡化，降低成本，且機(jī)械結(jié)構(gòu)比電子方式控制更加穩(wěn)定。

技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種用離心加速并通過限高限寬和鼓形漏孔分離的硬幣分揀裝置，包括離心加速盤、一級滑槽和二級滑槽；所述離心加速盤上開設(shè)有硬幣出口，且所述一級滑槽通過硬幣出口與離心加速盤連通，同時所述硬幣出口設(shè)置有一號限高限寬門；而所述二級滑槽與一級滑槽通過二號限高限寬門連通，所述二級滑槽上設(shè)置有鼓形漏孔，所述一級滑槽的尾端設(shè)置有一元硬幣收集箱，而二級滑槽的尾端設(shè)置有五角硬幣收集箱，同時鼓形漏孔的下方設(shè)置有一角硬幣收集箱；其中，所述一號限高限寬門用于限制硬幣只能單層單排通過，為后續(xù)分揀做準(zhǔn)備；所述二號限高限寬門用于限制一元硬幣不能進(jìn)入二級滑槽，而其他硬幣通過二號限高限寬門進(jìn)入二級滑槽；所述鼓形漏孔用于將一角硬幣漏出進(jìn)入到一角硬幣收集箱。

進(jìn)一步地：所述離心加速盤上設(shè)置有防滑輻條片。

優(yōu)選的：所述一級滑槽的形狀為圓弧形滑槽；所述二級滑槽的形狀為長方形滑槽。

優(yōu)選的：所述離心加速盤的直徑為150-250mm。

優(yōu)選的：所述離心加速盤、一級滑槽和二級滑槽均采用有機(jī)玻璃制成。

優(yōu)選的：所述一號限高限寬門的寬度大于一元硬幣的直徑，高度高于一元硬幣的厚度；所述鼓形漏孔最小寬度大于1角硬幣直徑而最大寬度小于5角硬幣直徑。

優(yōu)選的：所述一號限高限寬門的寬度為25.1-31mm；所述一號限高限寬門的高度為1.86-2.5mm；所述二號限高限寬門的寬度為20.5-25mm，二號限高限寬門的高度為1.65-1.85mm。

優(yōu)選的：所述二號限高限寬門的寬度為23mm，二號限高限寬門的高度為1.75mm。

優(yōu)選的：所述鼓形漏孔的孔徑在19-20.5mm。

優(yōu)選的：所述鼓形漏孔最小寬度為19.4mm，鼓形漏孔最大寬度為20.4mm。

有益效果：本發(fā)明提供的一種用離心加速并通過限高限寬和鼓形漏孔分離的硬幣分揀裝置，相比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

本發(fā)明利用純機(jī)械裝置完成硬幣分揀，具有能耗低、穩(wěn)定性高和分揀準(zhǔn)確率高等優(yōu)點；構(gòu)造簡單、制造成本低、較于同類產(chǎn)品性價比高，更利于廣泛推廣；分離原理同時利用了不同面值硬幣的主要兩大區(qū)別，提高了分離準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明帶有防滑輻條片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的A-A向剖視圖；

圖3為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為鼓形漏孔的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1為離心加速盤，11為一號限高限寬門，12為防滑輻條片，2為一級滑槽，21為二號限高限寬門，3為二級滑槽，31為鼓形漏孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

一種用離心加速并通過限高限寬和鼓形漏孔分離的硬幣分揀裝置，如圖3所示，包括離心加速盤1、一級滑槽2和二級滑槽3；如圖1、2所示，所述離心加速盤1上開設(shè)有硬幣出口，且所述一級滑槽2通過硬幣出口與離心加速盤1連通，同時所述硬幣出口設(shè)置有一號限高限寬門11；而所述二級滑槽3與一級滑槽1通過二號限高限寬門21連通，如圖4所示，所述二級滑槽3上設(shè)置有鼓形漏孔31，所述一級滑槽2的尾端設(shè)置有一元硬幣收集箱，而二級滑槽3的尾端設(shè)置有五角硬幣收集箱，同時鼓形漏孔31的下方設(shè)置有一角硬幣收集箱；其中，所述一號限高限寬門11用于限制硬幣只能單層單排通過，為后續(xù)分揀做準(zhǔn)備；所述二號限高限寬門21用于限制一元硬幣不能進(jìn)入二級滑槽，而其他硬幣通過二號限高限寬門21進(jìn)入二級滑槽3；所述鼓形漏孔31用于將一角硬幣漏出進(jìn)入到一角硬幣收集箱。

如圖1所示，所述離心加速盤1上設(shè)置有防滑輻條片12。

所述一級滑槽2的形狀為圓弧形滑槽；所述二級滑槽3的形狀為長方形滑槽。

所述離心加速盤1的直徑為150-250mm。

所述離心加速盤1、一級滑槽2和二級滑槽3均采用有機(jī)玻璃制成。

所述一號限高限寬門11的寬度大于一元硬幣的直徑，高度高于一元硬幣的厚度；所述鼓形漏孔3最小寬度w2min大于1角硬幣直徑而最大寬度w2max小于5角硬幣直徑。

所述一號限高限寬門11的寬度為25.1-31mm；所述一號限高限寬門11的高度為1.86-2.5mm；所述二號限高限寬門21的寬度為20.5-25mm，二號限高限寬門21的高度為1.65-1.85mm。

所述二號限高限寬門21的寬度為23mm，二號限高限寬門21的高度為1.75mm。

所述鼓形漏孔31的孔徑在19-20.5mm。

所述鼓形漏孔31最小寬度為19.4mm，鼓形漏孔31最大寬度為20.4mm。

本發(fā)明經(jīng)過對硬幣參數(shù)的研究，可同時利用不同面值硬幣的直徑和厚度這兩大主要可區(qū)分特點進(jìn)行分離原理的設(shè)計。1元硬幣與其余兩種硬幣尺寸都相差較大，可同時利用直徑和厚度為特點分離。而1角與5角硬幣厚度差別微小，可利用直徑差別分離。故同時采用兩種分離方式。

如圖3所示，該硬幣分揀機(jī)由離心加速盤1與兩級分離滑槽、限高限寬門、鼓形漏孔31組成。一級滑槽2設(shè)計成圓弧狀，圓弧出口開有限高限寬門21，二級滑槽3為直槽，槽面開有鼓形漏孔31，使1角硬幣漏下進(jìn)入收集裝置，5角硬幣則在表面通過進(jìn)入對應(yīng)收集裝置。離心加速盤1與一級滑槽2間有設(shè)有一號限高限寬門11，只有直徑和高度同時比此門尺寸小的硬幣才可通過，而后進(jìn)入下一級滑槽繼續(xù)分揀，當(dāng)某個尺寸大于該門時，則被限制而不能通過。離心加速盤1的出口處的一號限高限寬門11，此門限制硬幣只能單層單排通過，為后續(xù)分揀做準(zhǔn)備。

一級滑槽(一級分離槽)2采用圓弧形狀的滑槽軌道，無法通過限制門的硬幣則在一級滑槽繼續(xù)滑動直到收集裝置內(nèi)。三種硬幣在離心加速盤1中同時加速，由于受出口限高限寬門(一號限高限寬門)11的限制，三種硬幣單排單層向外移動。在通過第一級分離槽(一級分離槽)2的拐彎處時，受此處限制門(二號限高限寬門21)的限制，只有1角和5角硬幣通過該門進(jìn)入第二級分離滑槽(二級滑槽)3繼續(xù)分離，1元硬幣則在一級滑槽2因受離心作用而繼續(xù)滑動直至落入1元硬幣收集裝置。1角和5角硬幣在通過二級滑槽3時，1角硬幣通過鼓形漏孔31漏下，5角硬幣順利通過，各自進(jìn)入對應(yīng)收集裝置。分離完畢。

1、離心加速盤的設(shè)計

首先考慮離心加速盤的尺寸，尺寸越大，可分離的硬幣數(shù)量就越大，但是轉(zhuǎn)盤電機(jī)的負(fù)荷也隨之增大。同時，大尺寸將使整個裝置變得笨重。故綜合考慮，離心盤直徑尺寸定為200mm。這樣既能保證效率，又不至于使裝置過于笨重。

其次，為了防止硬幣在加速盤上打滑，在盤面增加了防滑輻條片，離心盤旋轉(zhuǎn)時該輻條片對硬幣有沿徑向的分力，增加硬幣離心效率。

再者，在離心加速盤圓周的一個切線方向開有限高限寬門，為了能夠讓三種規(guī)格的硬幣均能并且單排單層通過?？紤]1元硬幣直徑25mm，厚度1.85mm，故設(shè)計一號限制門的尺寸略大于1元硬幣的尺寸，垂直切線方向的寬度為w1＝26mm，高度h1＝2mm。

2、兩級分離滑槽的設(shè)計

分離滑槽設(shè)計：

共分兩級分離滑槽，一級滑槽形的形狀采用與一定尺寸的圓弧，以再次利用離心作用二次分離。二級直滑槽面開有鼓形漏孔，可漏下1角硬幣，二級出口即連接5角的收集裝置。一二級滑槽之間開有限高限寬門，尺寸比限制門小的通過進(jìn)入二級分離槽，尺寸太大通不過的則通過離心作用沿一級滑槽進(jìn)入一級滑槽的1元收集裝置。

一級滑槽與二級滑槽之間的二級限高限寬門，1元硬幣不能通過，1角與5角硬幣能夠通過。1元硬幣直徑25mm，厚度1.85mm；5角硬幣直徑20.5mm，厚度1.65mm。一二級間的限制門尺寸高h(yuǎn)2寬w2介于5角與1元硬幣之間。即20.5mm<h2<25mm,1.65mm<w2<1.85mm。故取h2＝23mm，w2＝1.75mm。

二級滑槽的鼓形孔，為了只讓1角硬幣漏下，最小寬度w2應(yīng)略大于1角硬幣直徑而最大尺寸小于5角硬幣直徑。1角硬幣直徑19mm；5角硬幣直徑20.5mm。故而19mm<w2min，w2max<20.5mm,如圖4所示，取w2min＝19.4mm,w2max＝20.4mm。

為了保證硬幣在離心加速盤加速后能夠順利通過兩級分離滑槽并進(jìn)入收集裝置，兩級滑槽的設(shè)計如下：

采用的材料為有機(jī)玻璃(亞克力板)，有機(jī)玻璃與鋼之間的摩擦系數(shù)為0.4-0.5，取摩擦系數(shù)為0.5計算。從離心加速盤沿直線最長距離L,L＝240mm，離心盤正常負(fù)載工作時轉(zhuǎn)速為1500r/min,離心盤半徑R＝100mm，硬幣半徑r約為10mm，硬幣平均質(zhì)量5g，離心盤至硬幣圓心距離d＝R-r＝90mm,硬幣沿離心盤切線方向被甩出時速度v＝2×∏×(1500÷60)×90×10^-3＝14.13m/s硬幣的初始動能通過摩擦損失的最大能量E₀＝μmgL＝0.5×5×10^-3×9.8×240×10^-3＝5.88×10^-3J，經(jīng)過碰撞損失的動能E1<<Ek。故E1+E0<<Ek。硬幣可順利通過滑槽進(jìn)入對應(yīng)收集裝置。

本發(fā)明利用純機(jī)械裝置完成硬幣分揀，具有能耗低、穩(wěn)定性高和分揀準(zhǔn)確率高等優(yōu)點。設(shè)計構(gòu)造簡單、制造成本低、較于同類產(chǎn)品性價比高，更利于廣泛推廣。本裝置的分離原理同時利用了不同面值硬幣的直徑差與厚度差主要兩大區(qū)別，提高了分離準(zhǔn)確性。本裝置可以調(diào)節(jié)離心盤的轉(zhuǎn)速，能夠根據(jù)需求分離不同數(shù)量的硬幣。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。