本實(shí)用新型涉及硬幣技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，涉及一種硬幣清分裝置，該裝置可將不同面值的硬幣進(jìn)行分類，并實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)。

背景技術(shù)：

目前，人們?cè)谑褂脦欧N方面，硬幣作為零錢幣種更多的出現(xiàn)在人們視野，尤其是我國(guó)南方，由于天氣潮濕，紙幣也經(jīng)常處于潮濕狀態(tài)，經(jīng)多次周轉(zhuǎn)很容易損壞，還需要去銀行更換，帶來(lái)不便。在各行業(yè)中，諸如銀行、公交公司等領(lǐng)域，會(huì)經(jīng)常周轉(zhuǎn)大量的硬幣，通常需要收集后進(jìn)行人工清點(diǎn)?；诖?，市場(chǎng)上涌現(xiàn)了大量的硬幣清分裝置，將硬幣進(jìn)行整理，這些裝置中要么體積較大、價(jià)格昂貴，要么功能單一、自動(dòng)化程度低，實(shí)用性不強(qiáng)，目前硬幣應(yīng)用領(lǐng)域仍大量采用人工分類和統(tǒng)計(jì)，人工成本和人員勞動(dòng)工作量居高不下。因此，有必要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，提供一種體積小、能耗低、成本低、實(shí)用性強(qiáng)的可將硬幣進(jìn)行分類和統(tǒng)計(jì)的硬幣清分裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：

一種硬幣清分裝置，包括進(jìn)料裝置、推送裝置、分離裝置、清點(diǎn)裝置和收集裝置，所述進(jìn)料裝置包括進(jìn)料筒和集料筒，所述進(jìn)料筒與集料筒連通，所述集料筒下端固定在推送裝置上，且下端開(kāi)有出幣口，所述推送裝置可將硬幣從該出幣口推出，所述分離裝置位于推送裝置的一側(cè)，位于出幣口的側(cè)下方，所述分離裝置傾斜設(shè)置，一側(cè)邊上設(shè)置有矩形開(kāi)口，硬幣可從該矩形開(kāi)口處落下，所述清點(diǎn)裝置設(shè)置在分離裝置的下側(cè)，且傾斜設(shè)置，可將分離裝置落下來(lái)的硬幣進(jìn)行清點(diǎn)，所述收集裝置設(shè)置在清點(diǎn)裝置的末端，將硬幣收集。

所述推送裝置包括進(jìn)料托板、曲柄連桿轉(zhuǎn)盤、減速電機(jī)、推幣板和卡塊，所述曲柄連桿轉(zhuǎn)盤與減速電機(jī)聯(lián)接，并設(shè)置在進(jìn)料托板上，所述曲柄連桿轉(zhuǎn)盤與推幣板鉸接，所述推幣板可沿卡塊方向作直線運(yùn)動(dòng)，將硬幣從出幣口處推出。

所述集料筒的內(nèi)徑為26mm-27mm，出幣口的高度為2.5mm。

所述分離裝置的一側(cè)邊上開(kāi)有三個(gè)矩形開(kāi)口，開(kāi)口高度分別為19.5mm、21mm、23mm。

所述分離裝置與水平面的夾角為20°，帶有矩形開(kāi)口的側(cè)邊與水平面的夾角為60°。

所述清點(diǎn)裝置有四個(gè)，其中三個(gè)分別位于矩形開(kāi)口的下方，另一個(gè)位于分離裝置的末端側(cè)下方。

所述清點(diǎn)裝置包括清點(diǎn)料盤和滑道，所述清點(diǎn)料盤與滑道處于同一平面，所述清點(diǎn)料盤呈梯形，較長(zhǎng)的一邊長(zhǎng)度不小于矩形開(kāi)口的寬度。

所述清點(diǎn)裝置還包括帶有摩擦軸的送幣電機(jī)、阻擋硬幣滑落的電磁鐵門禁擋塊和用于計(jì)數(shù)的紅外電子計(jì)數(shù)器，所述送幣電機(jī)、電磁鐵門禁擋塊和紅外電子計(jì)數(shù)器在滑道上依次設(shè)置。

所述收集裝置可以為收納瓶，也可以為內(nèi)部設(shè)置有包裝紙的模具。

本實(shí)用新型還包括控制裝置，所述控制裝置可以控制各部分設(shè)備的運(yùn)行并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果為：

本實(shí)用新型采用曲柄連桿推送機(jī)構(gòu)，進(jìn)行硬幣分離前的控制送料，這要遠(yuǎn)比市場(chǎng)上常采用的分離盤技術(shù)供料要先進(jìn)的多；采用計(jì)數(shù)清點(diǎn)裝置加入電磁鐵門禁擋塊、紅外對(duì)射傳感器，計(jì)數(shù)靈活性提高，并可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)控制調(diào)節(jié)計(jì)數(shù)批次，技術(shù)統(tǒng)計(jì)靈活性高，克服現(xiàn)有技術(shù)中功能單一的計(jì)數(shù)器；采用自動(dòng)整理裝置，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了垂直圓形料筒，將需要收集的硬幣自動(dòng)垂直一摞，內(nèi)部可設(shè)有包裝紙，直接整理包裝，也可以直接倒入包裝模具包裝或者倒入容器中散裝。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了硬幣分類、清點(diǎn)統(tǒng)計(jì)、整理包裝三項(xiàng)功能于一體。

目前本實(shí)用新型可對(duì)市場(chǎng)上常見(jiàn)的第五套、第四套人民幣一元、五角、一角硬幣進(jìn)行自動(dòng)分類、電子清點(diǎn)計(jì)數(shù)、自動(dòng)整理收集，整機(jī)性價(jià)比高，混合幣與單幣種清分均可實(shí)現(xiàn)，也可根據(jù)實(shí)際需要按照本實(shí)用新型的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，整體提高了公交系統(tǒng)、銀行系統(tǒng)、小微企業(yè)等硬幣分揀業(yè)務(wù)效率，整體制作材料以有機(jī)玻璃為主，輔助以鋁合金型材做支架，便于教學(xué)及應(yīng)用普及推廣。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型推送裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型清點(diǎn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的原理框圖；

圖6為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)模塊電路原理圖；

圖7為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的電源模塊電路原理圖；

圖8為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的蜂鳴器報(bào)警模塊電路原理圖；

圖9為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的光電傳感器模塊電路原理圖；

圖10為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的按鍵模塊電路原理圖；

圖11為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的顯示模塊電路原理圖；

圖12為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的繼電器電機(jī)控制模塊電路原理圖；

圖13為本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的繼電器電磁鐵擋塊控制模塊電路原理圖；

圖中：1為進(jìn)料裝置、11為進(jìn)料筒、12為集料筒、13為出幣口、2為推送裝置、21為進(jìn)料托板、22為曲柄連桿轉(zhuǎn)盤、23為減速電機(jī)、24為推幣板、25為卡塊、3為分離裝置、31為矩形開(kāi)口、4為清點(diǎn)裝置、41為清點(diǎn)料盤、42為滑道、43為送幣電機(jī)、44為電磁鐵門禁擋塊、45為紅外電子計(jì)數(shù)器、5為收集裝置。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

如圖1所示，一種硬幣清分裝置，包括進(jìn)料裝置1、推送裝置2、分離裝置3、清點(diǎn)裝置4和收集裝置5。

進(jìn)料裝置1包括進(jìn)料筒11和集料筒12，進(jìn)料筒11與集料筒12連通，集料筒12可以有多個(gè)，并排設(shè)置，本實(shí)施例設(shè)置兩個(gè)，下端均固定在推送裝置2上，且下端開(kāi)有出幣口13。不同幣種的混合硬幣從頂部進(jìn)料筒11倒入后，分別平摞到兩只集料筒12中，集料筒12底部開(kāi)有一個(gè)多幣厚度的出幣口，硬幣依次從出幣口被推送裝置2推到傾斜的分離裝置3上。

分離裝置3位于推送裝置2的一側(cè)，位于出幣口12的側(cè)下方，分離裝置3傾斜設(shè)置，一側(cè)邊上設(shè)置有矩形開(kāi)口31，單個(gè)硬幣從分離裝置3上向右下方滾動(dòng)，不同直徑的硬幣分別從分離裝置3上開(kāi)的高度略大于硬幣直徑的矩形開(kāi)口31中落出，分別掉入下面的1-4通道的清點(diǎn)裝置4。

清點(diǎn)裝置4設(shè)置在分離裝置3的下側(cè)，且傾斜設(shè)置，可將分離裝置3落下來(lái)的硬幣進(jìn)行清點(diǎn)。分離裝置3自左到右三個(gè)矩形開(kāi)口31分別分離1角、5角、大1角（第四版人民幣）硬幣，余下的1元硬幣落入分離裝置3外的第四通道清點(diǎn)料盤41。

硬幣分類后，單種硬幣落入清點(diǎn)裝置4的滑道42，經(jīng)送幣電機(jī)43的摩擦軸逐一帶出硬幣，通過(guò)紅外電子計(jì)數(shù)器45計(jì)數(shù)，落入收集裝置5。電磁鐵門禁擋塊44控制硬幣清點(diǎn)量，集滿50個(gè)硬幣后關(guān)閉通道，更換收集裝置5后，再打開(kāi)通道再次收集計(jì)數(shù)。若不需要50個(gè)硬幣一組單獨(dú)包裝時(shí)，可不關(guān)閉電磁鐵門禁擋塊44，一次性落幣完成收集計(jì)數(shù)。

如圖2所示，推送裝置2包括進(jìn)料托板21、曲柄連桿轉(zhuǎn)盤22、減速電機(jī)23、推幣板24和卡塊25。

曲柄連桿轉(zhuǎn)盤22與減速電機(jī)23聯(lián)接，并設(shè)置在進(jìn)料托板21上，所述曲柄連桿轉(zhuǎn)盤22與推幣板24鉸接，推幣板24可沿卡塊25方向作直線運(yùn)動(dòng)，將硬幣從出幣口13處推出。

本實(shí)施例主要針對(duì)國(guó)內(nèi)目前常見(jiàn)的第五套人民幣硬幣1元、5角、1角和第四套人民幣1元、5角設(shè)計(jì)，其中1元硬幣直徑25mm，5角硬幣直徑20.5mm，1角硬幣直徑19mm。同時(shí)，本設(shè)計(jì)還考慮了國(guó)內(nèi)第四套人民幣硬幣1角的清分，該幣俗稱“大一毛”，硬幣直徑22.5mm，目前市場(chǎng)上“大一毛”硬幣已不多見(jiàn)。對(duì)于第三套人民幣1角、2角、5角、1元硬幣，以及第二套人民幣1分、2分、5分分幣，由于其幣種直徑特殊，并且市場(chǎng)上已不多見(jiàn)，本方案設(shè)計(jì)時(shí)可作為選型設(shè)計(jì)，為特殊用戶定制開(kāi)發(fā)。

根據(jù)上述不同硬幣的直徑參數(shù)，集料筒12的內(nèi)徑尺寸設(shè)計(jì)為26-27mm，集料筒12底部的出幣口13縫隙高度設(shè)計(jì)為2.5mm，略大于一個(gè)硬幣的厚度。

當(dāng)硬幣倒入進(jìn)料筒11后，自動(dòng)在集料筒12中平摞起來(lái)。啟動(dòng)減速電機(jī)23后，曲柄連桿轉(zhuǎn)盤22帶動(dòng)推幣板24往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將集料筒12最下面的硬幣依次從出幣口13推出，推到分離裝置3中進(jìn)行類別分離。卡塊25卡好位置，可以使推幣板24一直對(duì)準(zhǔn)出幣口13，減速電機(jī)23選擇低速直流減速大扭矩微型電機(jī)，制作中，可以通過(guò)改變減速電機(jī)23的轉(zhuǎn)速或曲柄連桿轉(zhuǎn)盤22的直徑大小來(lái)調(diào)節(jié)推幣板24的推幣頻率。

如圖3所示，硬幣分離裝置3主要由“傾斜式硬幣分幣導(dǎo)軌”組成，導(dǎo)軌上開(kāi)出三個(gè)矩形開(kāi)口31，即矩形導(dǎo)幣孔，其中一角導(dǎo)幣孔頂部高度為19.5mm，五角導(dǎo)幣孔頂部高度為21mm，大一角導(dǎo)幣孔頂部高度為23mm。

當(dāng)硬幣從出幣口13依次被推出，落到分離裝置3上時(shí)，進(jìn)入不同面值硬幣的分離環(huán)節(jié)。

分離裝置3由有機(jī)玻璃制成，硬幣依次落入成60度向后傾斜、20度水平傾斜的分離裝置3時(shí)，硬幣將靠著一側(cè)邊后壁向下滾動(dòng)，一角硬幣滾到“一角導(dǎo)幣孔”時(shí)，因直徑小于導(dǎo)幣孔孔徑高度，硬幣從一角導(dǎo)幣孔漏出，落入下面“一角清點(diǎn)集料盤”。同樣，五角硬幣、大一角硬幣分別從“五角導(dǎo)幣孔”、“大一角導(dǎo)幣孔”漏出，落入相應(yīng)的“清點(diǎn)進(jìn)料盤”中；一元硬幣因直徑均大于三個(gè)導(dǎo)幣孔，所以直接從分離裝置3底部滾出，落入“一元清點(diǎn)料盤”，從而完成混合硬幣的依次分離工作。

如圖4所示，清點(diǎn)裝置4包括清點(diǎn)料盤41、滑道42、帶有摩擦軸的送幣電機(jī)43、阻擋硬幣滑落的電磁鐵門禁擋塊44和用于計(jì)數(shù)的紅外電子計(jì)數(shù)器45，清點(diǎn)料盤41與滑道42處于同一平面，清點(diǎn)料盤41呈梯形，較長(zhǎng)的一邊長(zhǎng)度不小于矩形開(kāi)口31的寬度，送幣電機(jī)43、電磁鐵門禁擋塊44和紅外電子計(jì)數(shù)器45在滑道42上依次設(shè)置。

啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，滑道42上的電磁鐵門禁擋塊44抽回，打開(kāi)硬幣滑落通道，送幣電機(jī)43摩擦軸開(kāi)動(dòng)，紅外電子計(jì)數(shù)器45開(kāi)始計(jì)數(shù)。

硬幣分離后的同一幣種硬幣，落入清點(diǎn)進(jìn)料滑道42，硬幣會(huì)依次平鋪、逐個(gè)經(jīng)過(guò)送幣電機(jī)43摩擦軸向下推送，順利過(guò)電磁鐵門禁擋塊44后，經(jīng)過(guò)紅外電子計(jì)數(shù)器45，硬幣從滑道42下部出口處落入硬幣收集裝置5。

當(dāng)?shù)?0個(gè)硬幣經(jīng)過(guò)紅外電子計(jì)數(shù)器后，電磁鐵門禁擋塊44推出，擋住第51個(gè)硬幣下滑，同時(shí)送幣電機(jī)43摩擦軸停轉(zhuǎn)，該通道停止計(jì)數(shù)。此時(shí)，50個(gè)硬幣已落入收集裝置5，更換收集裝置5后，進(jìn)入下一輪清點(diǎn)計(jì)數(shù)工作。

該裝置電磁鐵可選用直流12V框架式電磁鐵，動(dòng)作臂收縮行程為3mm，并且為動(dòng)作狀態(tài)掉電保持型。紅外電子計(jì)數(shù)器使用U形紅外光電傳感器，靈敏度高，測(cè)試使用效果良好。

四個(gè)清點(diǎn)裝置4，可分別對(duì)分離后的一角、五角、大一角、一元硬幣獨(dú)立進(jìn)行50枚一組的清點(diǎn)計(jì)數(shù)工作。若某個(gè)通道不用50枚一組分組包裝時(shí)，可不關(guān)閉該通道電磁鐵門禁擋塊44，直接計(jì)數(shù)。

電磁鐵門禁擋塊44可以設(shè)置兩個(gè)位置檔位，即“1元檔位”、“1角5角檔位”。這樣，一個(gè)通道的清點(diǎn)裝置變換不同的電磁鐵門禁檔位44，即可同時(shí)清點(diǎn)1元、1角、5角三種硬幣，同樣，收集裝置5也有“1元”、“1角5角”兩種料筒與之配合使用，這樣靈活搭配設(shè)計(jì)，可以節(jié)約設(shè)備成本。

收集裝置5可以為收納瓶，也可以為內(nèi)部設(shè)置有包裝紙的模具。同種硬幣經(jīng)清點(diǎn)計(jì)數(shù)后，垂直落入收集裝置5，硬幣會(huì)自動(dòng)摞成50枚一摞，料筒底部設(shè)置擋片，集滿50個(gè)一筒硬幣后，拿出料筒，在放有硬幣包裝紙的“快速包裝模具”上抽出料筒底部擋片，倒出已摞好的50枚硬幣，直接快速包裝成型，完成整理工作。也可不包裝，直接倒入硬幣收集容器即可。

也可以直接設(shè)計(jì)了“1元硬幣”、“1角5角硬幣”兩種粗細(xì)規(guī)格的垂直下料管，可在計(jì)數(shù)后直接落入形成50個(gè)一摞，提升硬幣整理效率。

本實(shí)施例采用有機(jī)玻璃材料作為收集裝置5的料筒材質(zhì)，其設(shè)計(jì)和安裝工藝，作為硬幣整理工序，目前市場(chǎng)上多數(shù)已有的硬幣分類設(shè)備上均沒(méi)安裝，該裝置亦可單獨(dú)用于中小型硬幣整理場(chǎng)合。

本裝置設(shè)計(jì)有控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)控制，控制裝置采用PIC單片機(jī)控制，控制系統(tǒng)分為單片機(jī)系統(tǒng)模塊、電源模塊、顯示模塊、按鍵模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊、光電傳感器模塊、光耦隔離的繼電器模塊（含電機(jī)控制單元、電磁鐵擋塊控制單元）等，參見(jiàn)圖5至圖13。控制系統(tǒng)軟件可以采用C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。

主控制器采用美國(guó)Microchip 公司PIC中檔型 16F877A單片機(jī)。雖然是8位單片機(jī)，但采用了RISC(Reduced Instruction Set Computing )核心結(jié)構(gòu)，有別于一般的CISC(Complex Instruction Set Computing )結(jié)構(gòu)。所謂RISC結(jié)構(gòu)即是采用哈佛（Harvard）雙總線結(jié)構(gòu)，將數(shù)據(jù)總線與地址總線分開(kāi)，因此在同一個(gè)指令執(zhí)行過(guò)程中，數(shù)據(jù)與地址可同時(shí)傳送，低功率消耗，具有可編程代碼保護(hù)功能，避免了總線處理上的瓶頸。本方案設(shè)計(jì)制作了4組計(jì)數(shù)通道（4個(gè)光電計(jì)數(shù)器、4對(duì)數(shù)碼管顯示），可實(shí)現(xiàn)1個(gè)通道或多個(gè)通道同時(shí)計(jì)數(shù)和控制，設(shè)計(jì)方案靈活性高，可實(shí)現(xiàn)單一硬幣幣種或混合多幣種的清分功能。

除了采用RISC核心結(jié)構(gòu)外，PIC16F877A單片機(jī)還具有以下特點(diǎn)：

1）處理部分分支指令需要2個(gè)指令周期外，所有的指令執(zhí)行時(shí)間都只需要1個(gè)指令周期；

2）電源范圍彈性大，由2.5V到5V單片機(jī)均可正常工作；

3）低功率消耗，在5V/4MHz下，低于2mA；

4）具有省電功能的休眠（SLEEP）模式；

5）引腳可吸入或提供電流高達(dá)25mA；

6）具有可編程代碼保護(hù)功能；

7）支持中斷處理，有14個(gè)中斷源；

8）多種振蕩時(shí)鐘形式可選擇；

9）有33個(gè)輸入/輸出口；

10）2個(gè)集捕捉、比較、脈寬調(diào)制3項(xiàng)功能于一身的CCP模塊；

11）10位多通道的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器；

12）提供同步串行口（SSP）；

13）通用同步異步接收發(fā)送系統(tǒng)（USART/SCI），包含9位地址的偵測(cè)；

14）提供8位并行從動(dòng)端口（PSP）。

顯示模塊設(shè)計(jì)了4路，每路可獨(dú)立顯示2位數(shù)字。每路由2個(gè)74HC595驅(qū)動(dòng)2個(gè)數(shù)碼管組成。74HC595是8位串行輸入/輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻、高電平、低電平三種狀態(tài)。單片機(jī)只需3個(gè)引腳就可與74HC595進(jìn)行串行通信，單片機(jī)只需9個(gè)引腳（數(shù)據(jù)輸入時(shí)鐘線SCK共用一個(gè)單片機(jī)引腳）就可完成4通道獨(dú)立顯示。

按鍵模塊采用獨(dú)立按鍵，分別為啟停按鍵與每一路的復(fù)位按鍵。啟停按鍵為自鎖式按鍵。

光電傳感器模塊采用U型光電開(kāi)關(guān)，它是一款紅外線感應(yīng)光電產(chǎn)品，由紅外線發(fā)射管和紅外線接收管組合而成。能對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行檢測(cè)。鏡頭容易受有機(jī)塵土等的影響鏡頭免受污染后，光會(huì)散射或被遮光，所以在有活水蒸汽、塵土等較多的環(huán)境下使用的場(chǎng)合，需施加適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)裝置。受環(huán)境強(qiáng)光的影響幾乎不受一般照明光的影響，但像太陽(yáng)光那樣的強(qiáng)光直接照射受光體時(shí)，會(huì)造成誤動(dòng)作或損壞。

光耦隔離的繼電器模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)減速送幣電機(jī)和12v電磁鐵門禁的控制。光耦隔離可防止繼電器動(dòng)作時(shí)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的干擾。

本實(shí)用新型為組合型設(shè)計(jì)，功能靈活多樣，可針對(duì)不同客戶需求定制。

上面僅對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化，各種變化均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。