專利名稱：硬幣檢測裝置的制作方法
在世界上使用著許多硬幣和輔幣。它們的外緣部分與中央部分是用不同的金屬以同一圓心制成的。這種能檢測復雜硬幣的裝置包括當硬幣通過或沿著其經(jīng)過時產(chǎn)生電磁場的裝置，所檢測硬幣尺寸可能大于傳感器尺寸，所以，如果在中央位置檢測時，該傳感器將漏檢硬幣的邊緣部分。另一方面，如果離開中央位置進行檢測，那么當檢測時，在同一硬幣上并合的兩種金屬類型的檢測將依賴于檢測時硬幣離開中央的遠近或受這一因素的影響。除非在離開中央檢測期間有某種方法預測硬幣的準確位置，否則這種離開中央位置的檢測是不準確的。還有些硬幣通過其中央具有孔，檢測這種磧幣存在著同樣的問題，而本裝置還能用于檢測這種硬幣。
本發(fā)明涉及利用一種裝置和使用該裝置的方法，當硬幣或輔幣在電感傳感器的基本中央時，通過電感應(yīng)檢測硬幣或輔幣，確定硬幣或輔幣的金屬特性；當硬幣或輔幣的邊緣部分在電感傳感器的中央或基本中央時，再檢測確定邊緣部分的金屬特性。這能通過提供的光學裝置例如通過電感傳感器中央的光束來達到目的，并通過硬幣檢測這種光束的變化(光束的遮斷和接通)。如果這樣做，電感傳感器能檢測提供硬幣的端部的讀數(shù)，硬幣的端部包括其邊緣部分即環(huán)形部分。在硬幣邊緣的指定位置處，在光束接通或遮斷的當時，使之出現(xiàn)這一讀數(shù)。當在電感傳感器的中央位置上檢測較大硬幣時，可能檢測到邊緣區(qū)，也可能檢測不到邊緣區(qū)。已經(jīng)制成的一些代硬幣的金屬圓片使用較小直徑的真幣，并圍繞其周圍增加塑料或其它材料的圓環(huán)，從而形成與較大面值硬幣相同的直徑。在上述情況下，為了保證硬幣是真幣，必須確認硬幣或輔幣的內(nèi)部區(qū)域和外部區(qū)域兩個部分。
在本申請之前的兩個專利是美國專利第4625852號和美國專利第4646904號。這些專利涉及硬幣檢測、確認和檢驗尺寸、并包括一些在一般意義上與本發(fā)明有關(guān)的特性。上述兩個專利轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人。上述兩個專利中較早的一個包括連接在確認控制電路上的振鈴電路，并包括連接在振鈴電路上的監(jiān)測電路，以便對特殊的減幅波輸出信號的特性作出反應(yīng)。另一個專利涉及檢驗硬幣大小，其中硬幣沿位于靠近相互隔開的第一和第二傳感器的硬幣通道移動，從而檢測所放入硬幣的移動。上述兩個參考專利和申請人的共同懸而未決的專利申請第08/220790號都沒有揭示類似本發(fā)明的裝置，本發(fā)明裝置利用光學傳感器控制電磁傳感器產(chǎn)生的反應(yīng)讀數(shù)，該讀數(shù)指示硬幣的預測位置，特別是被檢測的硬幣具有一種材料或金屬的中部和不同材料或金屬的周緣部分時的位置。所以這些現(xiàn)有技術(shù)裝置并沒有解決一種以上不同材料制成的硬幣的確認問題。本發(fā)明還能用于識別和鑒定在其中央具有孔的硬幣。
本發(fā)明的主要目的是提供避免錯誤地檢測和識別硬幣，特別是具有由不同金屬部分的一個區(qū)域所環(huán)繞的一種材料或金屬的中央部分的硬幣的裝置。
另一個目的是使由于顧客在自動售貨機或類似的機器上使用多于一種不同材料成形的硬幣所造成的損失減至最小。
另一個目的是提供一種裝置，其用于驅(qū)動用來檢測至少兩種不同材料的不同的部分制成的硬幣的檢測裝置。
再一個目的是提供用于準確地確認帶有穿過其中央或其它部分的孔的硬幣的裝置。
再一個目的是減少自動售貨機或類似機器的損失。
現(xiàn)對照以下附圖詳述本發(fā)明，進一步闡明本發(fā)明的上述的和其它的目的與優(yōu)點。


圖1是具有一種材料形成的中央部分和一種不同材料形成的周緣部分的硬幣的側(cè)視圖。
圖2是圖1所示的側(cè)視圖，圖中硬幣處在相對于根據(jù)本發(fā)明構(gòu)制的電感和光學綜合傳感裝置的不同位置上。
圖3是沿圖2中3—3線的傳感器截面圖。
圖4a—4e顯示在硬幣通過根據(jù)本發(fā)明構(gòu)制的傳感裝置期間，圖1硬幣在不同的位置所對應(yīng)的電壓變化。
圖5顯示能通過本裝置檢測的其中央帶有通孔的硬幣。
現(xiàn)參看附圖，在圖1中標號10(圖5中的10A)是指具有一種材料構(gòu)制的中央?yún)^(qū)12和一種不同材料構(gòu)制的邊緣部分14的硬幣。在圖2中，硬幣10在導軌16上，例如這種導軌可以是自動售貨機中的導軌，當硬幣進入機器時，它們就沿導軌16移動和/或測定硬幣的真?zhèn)魏兔嬷?。在圖2中顯示硬幣10的幾個不同的位置，其中包括硬幣在電感傳感器壺形鐵芯裝置18的中央的位置，所述壺形鐵芯裝置18在位于導軌16相對兩側(cè)的兩個對準的相似部分20，22(如圖3所示)中形成。每個部分20、22具有內(nèi)環(huán)狀凸緣24、26、基底部分28、30和外凸緣部分32、34。線圈40、42分別設(shè)置在由凸緣和基底部分形成的環(huán)狀腔36、38中。并且光源44和光電元件46設(shè)置在各個內(nèi)環(huán)狀凸緣24、26之內(nèi)。內(nèi)側(cè)板48和50封閉線圈40，42所在的環(huán)狀腔36、38。內(nèi)側(cè)板48中央設(shè)置有小孔52，而在內(nèi)側(cè)板50的中央也設(shè)置有與小孔52對準的小孔54。
在圖2和圖3中，硬幣10位于壺形鐵芯20、22之間的空間位置，阻斷從光源44射出的光束，使其不能到達光電元件46。
在圖3中所顯示的硬幣10，其中央部分12在相應(yīng)的壺形鐵芯20、22之間中央的位置上，其邊緣部分14定位在由線圈40、42所產(chǎn)生的電場之外。在這一位置上，光源44的光束不能通過對準的小孔52、54射到光電元件46上。小孔52、54的大小和形狀控制光束的大小和形狀，小孔52，54要制得足夠小，以便可以準確地檢測硬幣的到達和離開。也就是說，當硬幣進入小孔52、54之間的空間時，它將阻擋光束從光源44到達光電元件46，當硬幣向前移動離開小孔52、54之間的區(qū)域時，光束將重新從光源44到達光電元件46。
在圖2中，硬幣10向右移動到其后緣剛開始離開小孔52、54之間的區(qū)域，即將恢復光源44和光電元件46之間的光束的傳播的位置。在這一位置上，硬幣的外緣部分14在線圈繞組40、42之間的空間橫向展延，當被激勵時線圈繞組40、42對由此產(chǎn)生的電磁場的金屬效應(yīng)，這種效應(yīng)是邊緣部分14連同硬幣的其它毗鄰部分在線圈傳感器的電磁場中產(chǎn)生的影響。硬幣材料的種類，它們的尺寸、面積和厚薄在這種硬幣外緣檢測中都起作用。無論什么時候當硬幣的邊緣或在硬幣邊緣附近的部分通過線圈40、42的中央時都進行這種檢測。當硬幣開始到達線圈40、42的中央并遮斷光束通過時，也能使用同樣的檢測；用類似的檢測可用來了解電磁場對硬幣的影響。
圖4a—4d顯示硬幣10相對于光學傳感器52、54和56的不同位置。這些附圖類似于在1994年3月31日提出的第08/220790號申請中的附圖，上述申請已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人。圖4a—4d連同圖4e一起說明當硬幣移動通過傳感器52、54和56時硬幣位置和電壓的變化。當硬幣的前緣僅僅遮住相對于對準的小孔52和54之前的第一光學傳感器56時，發(fā)生第一光學傳感器56的光束遮斷。當硬幣移動到圖4a顯示的位置時，硬幣將遮斷光學傳感器56的光路，因而降低(或升高)光電元件的電壓，這就是在圖4e中在60處表示電壓58的下降。當如圖4b所示的硬幣的前緣位于62時，在時間段T3或直到硬幣的后緣恢復光路時止將保持低電壓。硬幣在圖4a和圖4b中顯示的位置之間移動期間，在某些位置上，硬幣的前緣將在小孔52和54之間移動并阻斷在光源44和光電元件46之間的光束傳播。在圖4c中和通過圖4e中顯示的在電壓曲線66上的位置64都說明這個位置。到硬幣10到達圖4d中顯示的右邊位置時，在光源44和光電元件46之間已恢復光束的傳播。通過68處電壓的增加說明這個位置。如上所述(圖1)，在圖4a—4d中顯示的硬幣10具有與邊緣部分14不同材料成形的中央部分12。所以，重要的是分別地激勵在傳感器20、22中的線圈40、42，當硬幣的中央部分12在線圈中央時和當硬幣的邊緣部分14在線圈中央或附近時(圖3)，激勵線圈，這表示在圖4d中，以虛輪廓線表示的硬幣處于傳感器20和22的中央，在圖4d中硬幣的最右位置上，實線所示硬幣邊緣部分處于傳感器的中央。當硬幣10的中央部分處于檢測條件下時，在傳感器44和46處(圖4e中64處)光束的最初遮斷將激勵線圈即產(chǎn)生在線圈中的變化；同樣地，當硬幣已經(jīng)移動，使硬幣前緣在68處(圖4e)時，在光源44和光電元件46之間將恢復光束的傳播。當硬幣的邊緣部分14處于檢測條件下時，同樣也激勵線圈40和42即在其中發(fā)生變化。這樣，利用光學傳感器及其光線的遮斷就可以取得關(guān)于硬幣尺寸的信息，這也可以使不同位置的硬幣暴露在磁傳感器產(chǎn)生的電磁場中，一次將檢測硬幣的中央部分12，另一次將檢測硬幣的邊緣部分14或硬幣邊緣附近的部分。這些數(shù)據(jù)對確定硬幣是否滿足證實條件來說是必要的。只要已經(jīng)測定出時間段T3(圖4e)，那么就能夠推算出硬幣的大小，也就是說，遮斷光學傳感器56將花費多長時間。使用這些信息，取時間段T3的1/2，將其加到在位置64開始的時間上，換言之，在位置64開始計算一段等于T3/2的時間，并在該時刻激勵電磁傳感器以檢測在該位置的硬幣。這就為確定有效硬幣和輔幣包括可以是單一材料構(gòu)制的或多于一種金屬或電磁材料構(gòu)制的硬幣和輔幣提供了有效和準確的裝置。這樣，本裝置能用于多種目的，包括確認已知硬幣或輔幣，并具有高度的準確性。
所以本發(fā)明涉及由光學傳感器和電磁或電感傳感器裝置相結(jié)合的裝置的結(jié)構(gòu)和操作，使同一硬幣的不同部分可在不同位置或若干不同位置上暴露于電磁裝置或電感傳感器的。以便確定具有不同材料制成的不同部分的硬幣的真?zhèn)?。本發(fā)明是通過下述方式完成這一任務(wù)的，即，當硬幣移過電磁傳感器裝置時使硬幣的不同的金屬部分分別暴露于電磁傳感器，以便確定硬幣的真?zhèn)?，而其在某些情況下證實硬幣的輪廓。本裝置還能用于檢測具有獨特物理特性的硬幣，例如在其中央具有孔的硬幣。本發(fā)明還能用于檢測每日常見的美國和外國硬幣，并將硬幣與金屬圓片和其它無效構(gòu)件中區(qū)別開來。這是用與上述相同的方式完成的，即，將每個硬幣、輔幣或其它物件的不同部分有選擇地以上述方式暴露于電磁傳感器裝置。
這樣我們已經(jīng)顯示和敘述了光學傳感器和電磁傳感器相結(jié)合的新型的硬幣檢測裝置，用以檢測硬幣的性質(zhì)不同的部分，從而確定硬幣是否滿足已定的有效性條件。本裝置還能常常用于聯(lián)合檢測硬幣的有效性和尺寸，當確定硬幣有效時即可確定硬幣的面值。本裝置可能有許多變化和改進型以及在其它場合下的應(yīng)用，但所有的各種變化和其它場合下的應(yīng)用并不超出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.用于檢測一種物體例如硬幣的預定特性的一種裝置，包括用光學檢測物體移動的第一傳感器，用光學檢測物體移動的第二傳感器以及一個第三傳感器，其包括當物體處在通過第一和第二光學傳感器測定的預定位置時。用于在物體所在區(qū)域產(chǎn)生電磁場的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述物體是具有有預定電磁特性的第一種材料形成的中央部分和環(huán)繞第一部分，具有不同電磁特性的材料形成的第二部分的硬幣，當硬幣的中央部分靠近第三傳感器時，以及當硬幣的第二部分靠近第三傳感器時，第三傳感器產(chǎn)生一個電磁場。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于第三傳感器的裝置包括壺形鐵芯構(gòu)件和安裝在壺形鐵芯構(gòu)件上的線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于第三傳感器包括彼此隔開的，相對的第一和第二壺形鐵芯構(gòu)件，每一構(gòu)件具有內(nèi)一凸緣部分，在內(nèi)凸緣部分上設(shè)置一個線圈，在硬幣導軌的相對的每一側(cè)上設(shè)置所述的一個壺形鐵芯，所述第二光學傳感器包括安裝在一個壺形鐵芯內(nèi)凸緣上的光源，安裝在另一個壺形鐵芯內(nèi)凸緣上的光敏元件和安裝在所述每個壺形鐵芯上的內(nèi)側(cè)板，所述的兩個內(nèi)側(cè)板具有對準的小孔，使光源和光敏元件可作光通訊。
5.用于檢測一種物體例如具有一種材料形成的中央部分和一種不同材料形成的邊緣部分的硬幣的預定特性的一種裝置，包括一條導軌，在檢測期間硬幣沿導軌移動；安裝在靠近導軌處的傳感器裝置，它包括用光檢測移動的硬幣存在或不存在的第一傳感器，靠近第一傳感器設(shè)置第二傳感器，包括用于當通過第一傳感器確定硬幣在某一預定位置時，在硬幣區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電磁場的裝置，所述第一傳感器確立一種狀態(tài)，其中，當硬幣的中央部分在第二傳感器中央時，在中央部分內(nèi)產(chǎn)生電磁場；所述第一傳感器確立另一種狀態(tài)，當硬幣邊緣部分的預定部分在第二傳感器中央時，產(chǎn)生電磁場。
6.在硬幣沿導軌移動期間用于檢測硬幣預定特性的一種裝置，硬幣具有第一種材料形成的中央?yún)^(qū)和一種不同材料形成的環(huán)繞中央?yún)^(qū)的邊緣區(qū)，該裝置包括沿導軌相互隔開設(shè)置的第一和第二光學傳感器，通過硬幣移動阻擋和打開其光路，第三傳感器相對于第二光學傳感器對稱地排列，用于在第二光學傳感器的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電磁場，并在導軌上硬幣向前移動的路徑橫向延伸，無論什么時候當硬幣的預定邊緣使第二光學傳感器露出時用于激勵第三傳感器的裝置，從而使第三傳感器在硬幣的邊緣區(qū)產(chǎn)生電磁場；以及響應(yīng)于與第一傳感器相關(guān)的光學裝置的再建的裝置，其用于當硬幣中央?yún)^(qū)在第三傳感器的區(qū)域中時，激勵第三傳感器以建立起一個電磁場。
7.用于檢測具有有預定電磁特性的第一種材料形成的中央部分和具有不同電磁特性的材料構(gòu)制的邊緣部分的硬幣的特性的裝置，包括導軌，硬幣沿導軌移動，沿導軌相互隔開設(shè)置的第一和第二光學傳感器，當硬幣移動經(jīng)過時阻斷其光路；和所述的第一和第二元件之一有關(guān)的第三傳感器，其可以被激勵以便在硬幣的預定部分產(chǎn)生電磁場，包括當硬幣的中央部分與其靠近時產(chǎn)生的第一電磁場和當硬幣的邊緣部分與其靠近時產(chǎn)生的第二電磁場。
8.用于檢測一種物體例如具有有預定電磁特性的第一種材料形成的中央部分和具有不同電磁特性的材料形成的邊緣部分的硬幣的預定特性的裝置，當硬幣的不同部分靠近設(shè)置的電磁傳感器裝置時產(chǎn)生電磁場，包括當硬幣的中央部分靠近所述傳感裝置時產(chǎn)生第一電磁場的裝置和當硬幣的邊緣部分靠近所述傳感裝置時產(chǎn)生第二電磁場的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述傳感裝置包括一對相互隔開的相對的壺形鐵芯，每個壺形鐵芯具有中央環(huán)狀凸緣和外部凸緣，在它們之間限定一個空間，線圈設(shè)置在每個壺形鐵芯上，壺形鐵芯相互對準設(shè)置在硬幣相對的兩側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于在一個壺形鐵芯的內(nèi)環(huán)狀凸緣的內(nèi)部設(shè)有光發(fā)生裝置，在另一個壺形鐵芯的內(nèi)環(huán)狀凸緣的內(nèi)部設(shè)置光傳感裝置，包括對準的小孔的裝置設(shè)在光發(fā)生裝置和光傳感裝置之間，因此，在光發(fā)生裝置和光傳感裝置之間的硬幣阻斷它們之間的光束，并在光傳感裝置中產(chǎn)生電壓變化。
11.用于檢測一種物體例如具有電磁特性的一種材料形成的在其中央位置有孔的硬幣的預定特性的裝置，所述硬幣可以沿導軌移動，靠近導軌設(shè)置傳感裝置包括當硬幣移動經(jīng)過用光檢測移動硬幣的存在或不存在的第一傳感器；靠近第一傳感器設(shè)置的第二傳感器包括當通過第一傳感器確定硬幣在某一預定位置時，在硬幣區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電磁場的裝置，所述第一傳感器確定一種狀態(tài)，其中當硬幣的中央部分在第二傳感器中央時，在硬幣中央部分上產(chǎn)生電磁場，所述第一傳感器確定另一種狀態(tài)，當硬幣的另一部分在第二傳感器二元件的中央時，在硬幣的其它部分中產(chǎn)生電磁場。
12.用于檢測一種物體例如硬幣的預定特性的裝置，包括導軌，在檢測期間硬幣沿導軌移動；靠近導軌的傳感裝置。包括用光檢測移動硬幣存在或不存在的第一傳感器，靠近第一傳感器設(shè)置第二傳感器，其包括當通過第一傳感器確定硬幣在某一預定位置時，用于在硬幣區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電磁場的裝置，所述第一傳感器確定一種狀態(tài)，其中，當硬幣的中央部分在第二傳感器中央時，在其中產(chǎn)生電磁場，所述第一傳感器確定另一種狀態(tài)，當硬幣的不同部分在第二傳感器中央時，產(chǎn)生電磁場。
13.用于檢測具有預定電磁特性的材料構(gòu)制的硬幣的預定特性的裝置，包括導軌，硬幣沿導軌移動，沿導軌設(shè)置的相互隔開的第一和第二光學傳感器，當硬幣移動經(jīng)過時遮擋其光路；與所述的第一和第二傳感器之一有關(guān)的第三傳感器能被激勵以便在硬幣預定的部分中產(chǎn)生電磁場，包括當硬幣的中央部分與其靠近時產(chǎn)生的第一電磁場和當硬幣的不同部分與其靠近時產(chǎn)生的第二電磁場。
全文摘要
用于檢測一種物體例如硬幣的預定特性，以便確定硬幣的有效性即真實性的裝置，該裝置在某些情況下，也可測定硬幣的大小和/或面值，該裝置包括光學傳感器和有關(guān)電磁傳感器的組合，它們一起工作使不同位置上的硬幣暴露在由電磁傳感器產(chǎn)生的電磁場中，因此，可以檢測硬幣是否有變化，例如制造硬幣的材料是否有變化，因而用來確定硬幣的有效性。
文檔編號G07D5/08GK1129831SQ95118128
公開日1996年8月28日 申請日期1995年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月3日
發(fā)明者約瑟夫·L·利瓦蘇爾 申請人:貨款接收機公司