本發(fā)明涉及硬幣分類和計(jì)數(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硬幣智能分類清點(diǎn)裝置。

背景技術(shù)：

伴隨著經(jīng)濟(jì)模式的改變，小面值的紙幣將逐漸被硬幣替代，因而硬幣的使用將越來(lái)越廣泛，在硬幣大量流通的場(chǎng)合，硬幣的分類清點(diǎn)對(duì)人工是一件費(fèi)神勞力的工作。為了保證數(shù)量的準(zhǔn)確度，提高整理效率和降低整理成本，因而一款廉價(jià)的硬幣分類清點(diǎn)機(jī)是一種解決硬幣分類清點(diǎn)問(wèn)題的有效途徑。

目前市面上已經(jīng)有著各式各類的硬幣分類機(jī)，但是由于價(jià)格和工作質(zhì)量不成比例，使得市面上沒(méi)有很好的一款硬幣分類機(jī)得以推廣。現(xiàn)有硬幣分類機(jī)是利用離心運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分類再采用光電傳感器識(shí)別，雖然工作效果很好，但是和價(jià)格很不成比例，因而只適應(yīng)大企業(yè)內(nèi)的使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種硬幣智能分類清點(diǎn)裝置。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種硬幣智能分類清點(diǎn)裝置，包括分類筒、驅(qū)動(dòng)主軸、電機(jī)室和收集裝置，所述分類筒內(nèi)上下設(shè)有多層分類室，每一層所述分類室分別分離出不同面值的硬幣，除最下層分類室以外的其他每一層分類室的底部均設(shè)有分離隔板，并且上一層分離隔板上設(shè)有有將本層不能分離出的硬幣流入到下一層分類室繼續(xù)分離的篩孔，最下層所述分類室的底部設(shè)有將該分類室底部密封住的底板；

所述電機(jī)室處于最下層所述分類室的下方，在所述電機(jī)室內(nèi)通過(guò)電機(jī)支架設(shè)有電機(jī)，所述電機(jī)的輸出端連接所述驅(qū)動(dòng)主軸的下端，所述驅(qū)動(dòng)主軸的上端豎直向上延伸穿過(guò)最下層的分類室后到達(dá)最上層的分類室內(nèi)，在每一層所述分類室內(nèi)且對(duì)應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)主軸上均分別安裝有分離器；

每一層所述分類室的側(cè)壁上均分別設(shè)有出料口，所述出料口通過(guò)二次分類機(jī)構(gòu)連接所述收集裝置，所述電機(jī)通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)主軸帶動(dòng)所述分離器轉(zhuǎn)動(dòng)，所述分類室內(nèi)的硬幣在分離器轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的推向力的作用下從對(duì)應(yīng)的出料口脫出，并經(jīng)過(guò)所述二次分類機(jī)構(gòu)再次篩選后集中到對(duì)應(yīng)的收集裝置內(nèi)；

在所述收集裝置上還設(shè)有計(jì)數(shù)裝置，所述計(jì)數(shù)裝置感應(yīng)計(jì)算出對(duì)應(yīng)收集裝置內(nèi)收集到的硬幣總數(shù)并顯示出來(lái)。

本發(fā)明的有益效果是：可以自動(dòng)分離出不同面值的硬幣并收集起來(lái)，完成硬幣的分類，并且收集的同時(shí)清點(diǎn)出硬幣的數(shù)量，極大的提高了硬幣分類清點(diǎn)的工作效率，節(jié)約人力。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下進(jìn)一步的改進(jìn)：

進(jìn)一步，所述二次分類機(jī)構(gòu)包括出艙滑道，所述出艙滑道的上端安裝在所述出料口的位置處，所述出艙滑道的下端連接所述收集裝置，并且所述出艙滑道朝所述分類室的外側(cè)斜向下設(shè)置，在所述出艙滑道上還設(shè)有將出料口脫出來(lái)的非本層分離出的硬幣篩選掉的二次篩孔，所述二次篩孔的正下方設(shè)有二次分類滑道，所述二次分類滑道的一端連接在所述出艙滑道的底部，所述二次分類滑道的另外一端斜向下延伸后通過(guò)支架連接下一層分類室側(cè)壁上的進(jìn)料口。

采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果為：實(shí)現(xiàn)將分離出來(lái)的硬幣再次篩選，保證最后收集起來(lái)的硬幣的類別一致。

進(jìn)一步，所述分離器為由第一弧形葉片、第二弧形葉片和第三弧形葉片組成的風(fēng)扇結(jié)構(gòu)；所述第一弧形葉片、所述第二弧形葉片和所述第三弧形葉片的結(jié)構(gòu)尺寸一樣，并且其外側(cè)圓弧以及內(nèi)側(cè)圓弧為源點(diǎn)不同的兩段阿基米德螺旋線。

采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果為:該弧形葉片在驅(qū)動(dòng)軸的帶動(dòng)下，當(dāng)弧形葉片反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將硬幣在分類隔板上不停地推動(dòng)，尋找合適的篩孔落入下一級(jí)分類室，并且不會(huì)出現(xiàn)硬幣堆積現(xiàn)象；當(dāng)弧形葉片正向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就能將硬幣推出相應(yīng)的分類室，進(jìn)入二次分類滑道，進(jìn)行二次分類。

進(jìn)一步，所述出艙滑道和所述二次分類滑道的兩側(cè)均設(shè)有擋板。

采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果為：防止硬幣脫離出艙滑道和二次分類滑道。

進(jìn)一步，所述收集裝置包括底座，所述底座處于所述分類室的出料口外側(cè)，在所述底座上安裝有設(shè)有劣弧槽口的電機(jī)座，所述電機(jī)座內(nèi)設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，所述電機(jī)座上方設(shè)有轉(zhuǎn)盤，所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接所述轉(zhuǎn)盤，在所述轉(zhuǎn)盤上設(shè)有多個(gè)用于收集分離出來(lái)的硬幣且與所述出艙滑道連接收集管；所述步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的收集管與所述出艙滑道連接，以完成收集管集滿硬幣后更換下一個(gè)收集管繼續(xù)收集。

采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果為：實(shí)現(xiàn)將分離出來(lái)的硬幣再次篩選后收集起來(lái)。

進(jìn)一步，所述計(jì)數(shù)裝置包括處于所述出艙滑道的末端金屬傳感器和單片機(jī)，所述金屬傳感器用于采集硬幣流動(dòng)數(shù)量信息的金屬傳感器并通過(guò)所述單片機(jī)計(jì)算記錄下來(lái)，所單片機(jī)將記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)信息通過(guò)無(wú)線通訊模塊傳輸給與電腦上位機(jī)。

采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果為：實(shí)現(xiàn)最后收集硬幣的同時(shí)清點(diǎn)出硬幣的數(shù)量，硬幣的分類清點(diǎn)工作同步進(jìn)行，提高工作效率。

進(jìn)一步，最上層的所述分類室的頂部設(shè)有上蓋，在所述上蓋上設(shè)有向最上層所述分類室內(nèi)添加需要分類清點(diǎn)的硬幣的加料口。

進(jìn)一步，所述上蓋、每一層所述分類室以及所述電機(jī)室的底盤的外周均勻設(shè)有三根將其連成一個(gè)整體的固定桿。

進(jìn)一步，所述上蓋、每一層所述分類室以及所述電機(jī)室的底盤的外周設(shè)有連接孔，所述固定桿下端處于最低連接孔的下部，所述固定桿的上端處于最高連接孔的上部，并且在所述固定桿的下端和上端均設(shè)有螺母。

采用上述進(jìn)一步技術(shù)方案的有益效果為：保證整個(gè)裝置的穩(wěn)固可靠。

進(jìn)一步，所述分類室包括上下依次設(shè)置的第一分類室、第二分類室和第三分類室；所述分離隔板包括上下依次設(shè)置的第一分離隔板和第二分離隔板；所述轉(zhuǎn)盤包括從上到下依次設(shè)置的小轉(zhuǎn)盤、中轉(zhuǎn)盤和大轉(zhuǎn)盤。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為分類盤、驅(qū)動(dòng)主軸和分離器的裝配圖；

圖3為二次分類機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為收集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5和圖6為弧形葉片的設(shè)計(jì)圖；

其中箭頭方向表示弧形葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1、底座，2、大轉(zhuǎn)盤，3、中轉(zhuǎn)盤，4、電機(jī)座，5、收集管，6、轉(zhuǎn)軸，7、小轉(zhuǎn)盤，8、出艙滑道，9、滑道擋板，10、二次分類滑道，11、支架，12、第一分類室，13、上蓋，14、驅(qū)動(dòng)主軸，15第一葉片，16、第一分離隔板，17、固定桿，18、第二葉片，19、第二分類室，20、第二分離隔板，21、第三葉片，22、第三分類室，23、電機(jī)，24、底板，25、電機(jī)支架，26、電機(jī)室，27、底盤。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，一種硬幣智能分類清點(diǎn)裝置，包括分類筒、驅(qū)動(dòng)主軸14、電機(jī)室26和收集裝置，所述分類筒內(nèi)上下設(shè)有多層分類室，具體的：所述分類室包括上下依次設(shè)置的第一分類室12、第二分類室19和第三分類室22。每一層所述分類室分別分離出不同面值的硬幣，除最下層分類室以外的其他每一層分類室的底部均設(shè)有分離隔板，具體的：所述分離隔板包括上下依次設(shè)置的第一分離隔板16和第二分離隔板20。并且上一層分離隔板上設(shè)有有將本層不能分離出的硬幣流入到下一層分類室繼續(xù)分離的篩孔，最下層所述分類室的底部設(shè)有將該分類室底部密封住的底板24。最上層的所述分類室的頂部設(shè)有上蓋13，在所述上蓋13上設(shè)有向最上層所述分類室內(nèi)添加需要分類清點(diǎn)的硬幣的加料口，每一層所述分類室的側(cè)壁上均分別設(shè)有出料口。

所述電機(jī)室26處于最下層所述分類室的下方，在所述電機(jī)室26內(nèi)通過(guò)電機(jī)支架25設(shè)有電機(jī)23，所述電機(jī)23的輸出端連接所述驅(qū)動(dòng)主軸14的下端，所述驅(qū)動(dòng)主軸14的上端豎直向上延伸穿過(guò)最下層的分類室后到達(dá)最上層的分類室內(nèi)，在每一層所述分類室內(nèi)且對(duì)應(yīng)所述驅(qū)動(dòng)主軸14上均分別安裝有分離器，所述分離器為由第一弧形葉片15、第二弧形葉片18和第三弧形葉片21組成的風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，所述第一弧形葉片15、所述第二弧形葉片18和所述第三弧形葉片21的結(jié)構(gòu)尺寸一樣，并且其外側(cè)圓弧以及內(nèi)側(cè)圓弧為源點(diǎn)不同的兩段阿基米德螺旋線。如圖5和6所示具體設(shè)計(jì)如下：

根據(jù)最大的圓筒內(nèi)徑和最小的硬幣的直徑在確?；⌒稳~片轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中不與圓筒內(nèi)壁相接觸且弧形葉片的外弧段、圓筒內(nèi)壁與硬幣的接觸的夾角為劣弧，取R＝90,。這樣不僅能保證弧形葉片在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中不出現(xiàn)卡幣的現(xiàn)象，還使得整個(gè)硬幣分類過(guò)程不出現(xiàn)停頓，硬幣分離更順利，提高工作效率。

弧形葉片外側(cè)圓以及內(nèi)側(cè)圓的確定：根據(jù)軸的大小確定內(nèi)孔φ17，為保證剛度要求，最小邊寬為7.5。在圓心處引出一條直線約為L(zhǎng)＝17÷2+7.5＝16，且偏離坐標(biāo)線15°，然后以圓心為基準(zhǔn)均勻分布，做一個(gè)圓過(guò)L1的端點(diǎn)且過(guò)φ180和坐標(biāo)線的交點(diǎn)，并切于經(jīng)過(guò)φ180最低點(diǎn)且平行于X坐標(biāo)線的直線，此時(shí)便可以確定弧形葉片的大圓直徑約為φ120，再做一個(gè)圓經(jīng)過(guò)L3的端點(diǎn)，且相切于φ120，該圓和φ180的圓交點(diǎn)距離φ180的左端點(diǎn)直線距離在6左右，保證尖端的剛度。

開(kāi)啟電機(jī)室26內(nèi)的電機(jī)23帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)主軸14運(yùn)轉(zhuǎn)，每一層分類室內(nèi)的分離器在驅(qū)動(dòng)主軸14的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。再將混合有不同種面值需要分類的硬幣從加料口加入該裝置進(jìn)行分類。根據(jù)不同面值的硬幣直徑來(lái)設(shè)計(jì)分離隔板上篩孔的徑向尺寸。如1元硬幣的直徑約25mm，5角硬幣的直徑約20.5mm,1角硬幣的直徑約19mm，故最上層的分離隔板上的篩孔直徑為22mm，保證1元硬幣能在最上層的分類室被分離出去，其余面值的硬幣通過(guò)篩孔流入到下一層分類室繼續(xù)分離。銀幣分離出相應(yīng)的分類室的原理如下：通過(guò)分離器旋轉(zhuǎn)來(lái)攪拌分類室內(nèi)的硬幣，本層分離出的硬幣在推向力的作用下從出料口脫離出分類室，非本層分離出的硬幣通過(guò)篩孔流入到下一層分類室繼續(xù)分離。分離器采用弧形葉片的結(jié)構(gòu)，其具有外圓弧壁和內(nèi)圓弧壁。沿著分離器內(nèi)圓弧壁方向旋轉(zhuǎn)的硬幣會(huì)一直打旋，不會(huì)因?yàn)槭芰Χw出分類室，因而能使硬幣通過(guò)分離隔板充分篩選出來(lái)；相反沿著分離器外圓弧壁方向旋轉(zhuǎn)的硬幣，在推向力的作用下就能快速旋轉(zhuǎn)出分類室收集起來(lái)，從而完成同一類別硬幣的收集。

所述出料口通過(guò)二次分類機(jī)構(gòu)連接所述收集裝置，考慮到硬幣分類不充分的問(wèn)題故設(shè)計(jì)了二次分類機(jī)構(gòu)。如圖3所示，所述二次分類機(jī)構(gòu)包括出艙滑道8，所述出艙滑道8的上端安裝在所述出料口的位置處，所述出艙滑道8的下端連接所述收集裝置，并且所述出艙滑道8朝所述分類室的外側(cè)斜向下設(shè)置，在所述出艙滑道8上還設(shè)有將出料口脫出來(lái)的非本層分離出的硬幣篩選掉的二次篩孔，所述二次篩孔的正下方設(shè)有二次分類滑道10，所述出艙滑道8和所述二次分類滑道10的兩側(cè)均設(shè)有擋板9。所述二次分類滑道10的一端連接在所述出艙滑道8的底部，所述二次分類滑道10的另外一端斜向下延伸后通過(guò)支架11連接下一層分類室側(cè)壁上的進(jìn)料口。通過(guò)分離器旋轉(zhuǎn)從出料口分離出來(lái)的硬幣會(huì)經(jīng)過(guò)出艙滑道8，由于在出艙滑道8上設(shè)有二次篩孔，非本層分離出的硬幣在經(jīng)過(guò)艙滑道8的過(guò)程中會(huì)被二次篩孔篩選掉到達(dá)二次分類滑道10，通過(guò)二次分類滑道10進(jìn)入到了下一層分類室中繼續(xù)分離，保證了硬幣分類的充分徹底，實(shí)現(xiàn)最終分離收集起來(lái)硬幣的統(tǒng)一性。

所述出料口通過(guò)二次分類機(jī)構(gòu)連接所述收集裝置，所述電機(jī)23通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)主軸14帶動(dòng)所述分離器18轉(zhuǎn)動(dòng)，所述分類室內(nèi)的硬幣在分離器18轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的推向力的作用下從出料口脫出，并經(jīng)過(guò)所述二次分類機(jī)構(gòu)再次篩選后集中到對(duì)應(yīng)的收集裝置內(nèi)，即經(jīng)過(guò)分離器18和二次分類機(jī)構(gòu)兩次帥選分類的硬幣通過(guò)收集裝置最終收集起來(lái)。

如圖4所示，所述收集裝置包括底座1，所述底座1處于所述分類室的出料口外側(cè)，在所述底座1上設(shè)有電機(jī)座4，所述電機(jī)座4設(shè)有劣弧槽口，通過(guò)劣弧槽口便于步進(jìn)電機(jī)的定位、固定、拆卸和散熱。所述電機(jī)座4內(nèi)設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，所述電機(jī)座4上方設(shè)有轉(zhuǎn)盤，具體的：所述轉(zhuǎn)盤包括從上到下依次設(shè)置的小轉(zhuǎn)盤7、中轉(zhuǎn)盤3和大轉(zhuǎn)盤2。所述步進(jìn)電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)軸6連接所述轉(zhuǎn)盤，在所述轉(zhuǎn)盤上設(shè)有多個(gè)用于收集分離出來(lái)的硬幣且與所述出艙滑道10連接收集管5；所述步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的收集管5與所述出艙滑道8連接，以完成收集管5集滿硬幣后更換下一個(gè)收集管5繼續(xù)收集。

在所述收集裝置上還設(shè)有計(jì)數(shù)裝置，所述計(jì)數(shù)裝置感應(yīng)計(jì)算出對(duì)應(yīng)收集裝置內(nèi)收集到的硬幣總數(shù)并顯示出來(lái)。所述計(jì)數(shù)裝置包括處于所述出艙滑道8的末端金屬傳感器和單片機(jī)，所述金屬傳感器用于采集硬幣流動(dòng)數(shù)量信息的金屬傳感器并通過(guò)所述單片機(jī)計(jì)算記錄下來(lái)，所單片機(jī)將記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)信息通過(guò)無(wú)線通訊模塊傳輸給與電腦上位機(jī)。考慮到信息收集和統(tǒng)計(jì)，采用具有頻率響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)以及使用壽命長(zhǎng)的等特點(diǎn)的金屬傳感器，能快速供給單片機(jī)信號(hào)，使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。并采用NRF24L01無(wú)線通訊模塊能實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與電腦上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)電腦的上位機(jī)對(duì)硬幣分離的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)可以在上位機(jī)中將數(shù)據(jù)保存。為了產(chǎn)品的操作、觀察和機(jī)器維修，再采用2.4寸USART HMI智能串口屏作為顯示，該串口屏支持按鈕控件、進(jìn)度條控件、文本控件、指針控件等，且占用單片機(jī)資源少。電腦上位機(jī)采用labview進(jìn)行編寫，主要實(shí)現(xiàn)硬幣數(shù)量的實(shí)時(shí)圖表顯示和統(tǒng)計(jì)，表示形式更直觀更符合人機(jī)工程的要求，并且可以將這些數(shù)據(jù)保存到TXT文件或者Excel文件中。

所述上蓋13、每一層所述分類室以及所述電機(jī)室26的底盤27的外周均勻設(shè)有三根將其連成一個(gè)整體的固定桿17。具體的：所述上蓋13、每一層所述分類室以及所述電機(jī)室26的底盤27的外周設(shè)有連接孔，所述固定桿17下端處于最低連接孔的下部，所述固定桿17的上端處于最高連接孔的上部，并且在所述固定桿17的下端和上端均設(shè)有螺母。分類室和分離隔板組成多種分類室用于不同的硬幣分離，分離隔板和驅(qū)動(dòng)主軸14間隙配合，且驅(qū)動(dòng)主軸14加工成階梯軸保證分離隔板裝配時(shí)的技術(shù)要求和驅(qū)動(dòng)主軸14的垂直度。分類室固定在分離隔板上，逐級(jí)疊加便于滿足整體的形位精度要求，采用三根固定桿17用于將整個(gè)裝置連成整體，三點(diǎn)確定一個(gè)平面利于裝置安放保證和地面的平行度，再采用雙螺母固定使得裝置穩(wěn)定可靠。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。