專利名稱：一種投幣檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種硬幣投幣檢測裝置，尤其涉及投幣式自動機(jī)器的硬幣檢測裝置。
硬幣(如人民幣)的幣值檢測裝置，是現(xiàn)代社會的許多設(shè)備廣泛使用的重要基礎(chǔ)部件，如商業(yè)零售、通信、交通(公交、地鐵等)等行業(yè)中使用的自動售貨機(jī)、投幣電話等。然而現(xiàn)有的(如國內(nèi)廣泛使用的)投幣檢測裝置，還存在一些不足。典型的如天津?qū)毱渫ㄓ嵲O(shè)備有限公司利用引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的投幣電話，但只能做到確認(rèn)一元幣，對角幣，特別是伍角硬幣卻不能接收。因?yàn)橐坏╅_通使用伍角幣，會出現(xiàn)投入貳分硬幣，系統(tǒng)內(nèi)部確認(rèn)接收到伍角硬幣的重大失誤。另外，現(xiàn)有投幣裝置的檢幣速率偏低，辨認(rèn)真幣與類真幣(仿幣、偽幣、假幣)的識幣率也待進(jìn)一步提高。由于幣檢裝置在一些方面的缺陷，實(shí)用上帶來許多不便，也阻礙了它在流通領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用。
本實(shí)用新型的目的是提供一種檢測正確率高、能識別各種硬幣，包括識別全系列硬幣的投幣檢測裝置；本實(shí)用新型的目的還在于提供分辨真幣與類真幣識幣正確率高的投幣檢測裝置；本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種檢幣速率高的投幣檢測裝置。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種投幣檢測裝置，包括檢測幣道，檢測幣道包括一段與水平傾斜的幣道和垂直的通道，在幣道上設(shè)有幣檢測傳感器，檢測傳感器為光電檢測管和二個(gè)檢測線圈，幣道上還設(shè)有出口導(dǎo)向開關(guān)，檢測傳感器連接信號處理電路，其特征是所述幣道具有三維特征的傾角即幣道的平面取與垂直方向的傾角10°--20°；與水平傾斜的內(nèi)幣道線的支承面與幣道的平面為內(nèi)傾角，且呈55°--75°。每個(gè)檢測線圈可以分別繞制在一到二付磁罐內(nèi)。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)是與水平傾斜的幣道即內(nèi)幣道線取與水平的夾角12°-20°。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)還包括檢測傳感器的第一和第二幣檢測線圈L1、L2分別裝在二至四付圓形磁罐內(nèi)，即第一和第二幣檢測線圈分別裝在一-二付磁罐內(nèi)，與第一幣檢線圈對應(yīng)的A1或與A2罐，與第二幣檢線圈對應(yīng)的是B1或與B2罐。可分別組成雙頻二罐、三罐、四罐檢測結(jié)構(gòu)，Hd為光電接收管D4到硬幣軌道的距離，Hd＝10±3mm；Hf為罐A1中心到硬幣軌道的距離HF＝7±3mm；Hs與罐B1中心到硬幣幣道的距離，Hs＝20±3mm；Rf、Ro分別為D4、A罐、B罐圓心在軌道底邊投影的間距Rf＝17±3mm，Ro＝20±3mm。Ls為A1、A2罐或B1、B2罐的圓心距，Ls＝21±3mm。本實(shí)用新型的改進(jìn)還包括幣道出口導(dǎo)向開關(guān)為反相位快速幣道出口導(dǎo)向開關(guān)改常規(guī)幣道出口導(dǎo)向開關(guān)常閉，為反相位常開。同時(shí)設(shè)計(jì)配置了場效應(yīng)管高速倒相電源電路。
這是在采集并分析了大量幣值檢測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)原有的幣檢設(shè)備存在的問題，進(jìn)而建立了作為幣檢設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的“三維幣檢數(shù)據(jù)模型”，設(shè)計(jì)出一種新型的幣檢傳感器三維傾角檢測幣道(簡稱幣道)，研制出一種能快速、穩(wěn)定地檢測出人民幣一元、伍角、壹角、伍分、貳分、壹分硬幣并識別出各樣類真幣的多幣值投幣檢測器，識別其它幣種也有很好效果。
本實(shí)用新型應(yīng)用幣檢的三維數(shù)據(jù)模型根據(jù)現(xiàn)有的幣檢測以一種檢測變頻技術(shù)為核心，即對本振頻率的定數(shù)個(gè)周期進(jìn)行掃描并作標(biāo)準(zhǔn)的記數(shù)測量。當(dāng)硬幣在測幣傳感器(見圖中CT部分)的幣道中運(yùn)動時(shí)，切割本振線圈L就使總周期寬度發(fā)生變化。即某特定的幣值對應(yīng)于一個(gè)變化了的本振極值fo(另加一允許帶寬)，fo的取值即帶寬構(gòu)成其幣檢數(shù)據(jù)模型。原設(shè)計(jì)一般任選幾枚同幣值硬幣，將測量后的平均值確定為此幣種的“標(biāo)準(zhǔn)”中心極值fo，另加經(jīng)驗(yàn)帶寬即構(gòu)成此幣種的幣參數(shù)子集。然而經(jīng)原檢測裝置確定的伍角硬幣與貳分硬幣的幣檢傳感參數(shù)子集是相交的。因此系統(tǒng)會錯(cuò)將貳分幣作伍角幣接收。還有一般幣檢傳感參數(shù)子集并不具有分辨多種硬幣的能力。三維幣檢數(shù)據(jù)模型能對各幣檢測參數(shù)子集產(chǎn)生收斂、穩(wěn)定作用并進(jìn)行動態(tài)補(bǔ)償。
二至四付磁罐檢測線圈的三維傾角檢測幣道作為投幣裝置的前置設(shè)備。幣檢測傳感器----幣道，其性能直接影響整體指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。它具備三要素①檢幣識幣率②檢幣參數(shù)穩(wěn)定性③檢幣時(shí)間常數(shù)。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是能對幣檢傳感參數(shù)子集進(jìn)行精確描述，各幣種子集間易分辨，這是一種檢測正確率(識幣率)高、能識別各種硬幣，包括識別全系列硬幣的投幣檢測裝置；本實(shí)用新型檢測幣速率高；對真幣與類真幣識幣率高。利用本實(shí)用新型二至四付磁罐檢測線圈的三維傾角檢測幣道(簡稱幣道)，生產(chǎn)出一種能快速、穩(wěn)定地檢測出一元、伍角、壹角、伍分、貳分、壹分全系列人民幣硬幣并識別出各樣類真幣的多幣值投幣檢測器。同樣也能極方便的檢測香港、澳門等地方的全系列硬幣和外國硬幣。還有使用可靠性好，不易有故障，使用壽命長等特點(diǎn)。尤其是多付磁罐檢測線圈的幣道檢測裝置的檢測精度更高。
以下結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明

圖1為本實(shí)用新型檢測幣道結(jié)構(gòu)示意圖圖2為二至四付磁罐檢測線圈的結(jié)構(gòu)示意圖圖3為本實(shí)用新型內(nèi)幣道線的支承面結(jié)構(gòu)示意圖圖4為本實(shí)用新型檢測信號電路框圖圖5為本實(shí)用新型檢測信號處理電路圖圖6為本實(shí)用新型另一種檢測信號處理電路圖如圖所示，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，檢測幣道是由二塊平行并一定間隙的夾板1構(gòu)成、間隙的寬度一般為2.5-8mm，夾板夾一支承板2構(gòu)成幣道，即支承板的上部形狀為幣道線，幣道包括一段與水平傾斜的幣道和垂直的通道，幣道線或稱內(nèi)幣道線即硬幣在幣道內(nèi)通行的路線。在幣道上設(shè)有幣檢測傳感器，檢測傳感器為光電發(fā)、接收管D3、D4和二個(gè)檢測線圈L1、L2分別安裝在二至四付磁罐中，每付磁罐分別安裝在幣道兩側(cè)的對應(yīng)位置，幣道上還設(shè)有出口導(dǎo)向開關(guān)Jz，導(dǎo)向開關(guān)的控制舌可以在識別真幣和類真幣時(shí)由微處理器控制分流，檢測傳感器的信號由信號處理電路處理。如圖所示，所述幣道為三維特征的傾角即幣道的平面取與垂直方向的傾角10°、15°、20°均可；并在用于公交車時(shí)并不會因在汽車不同的停放位置而有所影響。內(nèi)幣道線的支承面2-1(支承板的幣道滾動的面)與幣道面1-1為內(nèi)傾角，如圖3B所示為65°，但在55°--75°的范圍內(nèi)均能保證幣在幣道中穩(wěn)定滾動，從而保證傳感器正確并重復(fù)性很好的拾取信號。與水平傾斜的幣道即內(nèi)幣道線取與水平的夾角15°--18°，幣道線的入口處2-2增置加速傾角19-22°。幣道夾板的整個(gè)長度可小于180mm，因此本實(shí)用新型的整個(gè)體積較小。在幣道線的末端設(shè)有一與水平傾角較小的減速臺階2-3再垂直落下，而有間隙的夾板1構(gòu)成的檢測幣道的形狀是反S型的彎，便于幣在此處降低速度。
本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)還包括對檢測傳感器，尤其是雙頻二罐檢測傳感器的位置進(jìn)一步限定由圖2所示，檢測傳感器的第一和第二幣檢測線圈L1、L2分別裝在二至四付圓形磁罐內(nèi)(對應(yīng)圖2A、B、C)，即第一和第二幣檢測線圈分別裝在一-二付磁罐內(nèi)，與第一幣檢線圈對應(yīng)的A1或與A2罐，與第二幣檢線圈對應(yīng)的是B1或與B2罐。可分別組成雙頻二罐、三罐、四罐檢測結(jié)構(gòu)，Hd為光電接收管D4到硬幣軌道的距離，Hd＝10±3mm；Hf為罐A1中心到硬幣軌道的距離HF＝7±3mm；Hs為罐B1中心到硬幣幣道的距離，Hs＝20±3mm；Rf、Ro分別為D4、A罐、B罐圓心在軌道底邊投影的間距Rf＝17±3mm，Ro＝20±3mm。Ls為A1、A2罐或B1、B2罐的圓心距，Ls＝21±3mm。如上所述，幣道出口導(dǎo)向開關(guān)為反相位快速幣道出口導(dǎo)向開關(guān)常規(guī)幣道出口導(dǎo)向開關(guān)為常閉，在通過一個(gè)真幣時(shí)電源作用開關(guān)一次，控制舌K打開一次。而本實(shí)用新型為反相位常開，即通過一個(gè)真幣時(shí)控制舌不動作，控制舌處于常開狀態(tài)，而在檢測出類真幣時(shí)，電源作用開關(guān)一次，控制舌打開一次。
反相位快速幣道出口導(dǎo)向開關(guān)改常規(guī)幣道出口導(dǎo)向開關(guān)常閉，為反相位常開。同時(shí)設(shè)計(jì)配置了場效應(yīng)管高速倒相電源電路(見電原理圖中Q1、Q2及電路)。
幣道入口側(cè)即夾板上安置了一組泄物孔2-4，能將隨投幣誤入傳感器內(nèi)的細(xì)碎雜物排出內(nèi)幣道。
由于采取了以上一系列的傳感器幣道的設(shè)計(jì)，使前述三要素指標(biāo)得以提高，同時(shí)，真幣或類真幣的單位檢測速度由300-400ms提高到60-80ms。
對本實(shí)用新型進(jìn)行識幣率的檢測
硬幣幣值檢測系統(tǒng)的性能，主要由識幣率決定。其指標(biāo)的測試多用投幣統(tǒng)計(jì)法產(chǎn)生。對于單幣種投幣計(jì)次不低于1萬次的統(tǒng)計(jì)值可稱為穩(wěn)定指標(biāo)，而單幣種投幣計(jì)次在數(shù)百至數(shù)千次的統(tǒng)計(jì)產(chǎn)生的是相對穩(wěn)定指標(biāo)，它是穩(wěn)定指標(biāo)的前導(dǎo)，也是直接評估幣檢系統(tǒng)優(yōu)劣的關(guān)鍵參數(shù)。識幣率指標(biāo)由誤識率和拒識率組成。對于真硬幣，只有誤識率和拒識率均為零，識幣率才滿足100％；而對于類真幣，誤識率為零，拒識率為100％，識幣率才能達(dá)到100％。任何一個(gè)幣值檢測系統(tǒng)，誤識率比拒識率更為重要。因?yàn)檎`識率一般表現(xiàn)為不可更改性，例如識幣系統(tǒng)將投入的貳分幣當(dāng)做伍角幣接收，則直接破壞系統(tǒng)的正常工作；而拒識率有可更改性，可以通過二次投幣修正出錯(cuò)。類真幣則指當(dāng)前社會上存在并可能進(jìn)入硬幣流通識幣環(huán)節(jié)的游戲幣和部分幾何尺寸接近各硬幣幣種的金屬園幣。從硬幣流通中的實(shí)際應(yīng)用頻率及其使用價(jià)值上進(jìn)行分析，可以得出元幣和角幣幣種應(yīng)成為防止上述類真幣干擾的主要保護(hù)幣種。
綜上述，以本實(shí)用新型幣值檢測器采用相對識幣率指標(biāo)進(jìn)行測試，投幣幣種及數(shù)量如下壹元幣100枚伍角幣50枚壹角幣50枚伍分幣100枚貳分幣200枚 壹分幣100枚類真幣含游戲幣、鐵質(zhì)仿壹元幣、銅質(zhì)仿伍角幣、鐵墊片共30枚對每種幣的單投測試結(jié)果為每種真幣累計(jì)投幣次數(shù)為300次，類真幣累計(jì)投幣次數(shù)為200次，總投幣2000次，誤識率為0，而對類真幣100％拒識，只對一種分幣發(fā)生1％的拒識，總識幣率為99.85％。
混投測試取下述硬幣一元幣(15枚)伍角幣(15枚)壹角幣(10枚)伍分幣(10枚)貳分幣(10枚)壹分幣(10枚)類真幣(各種計(jì)30枚)，混合投幣100+100次，累計(jì)顯示幣值48.6元，識幣率100％。
在圖4、5、6本實(shí)用新型檢測信號電路框圖和電路圖中，其微處理器CPU，即圖5、6中U1，本實(shí)施例中采用89C52或97C52，微處理器CPU通過接口J2、J3、J4連接鍵盤接口、顯示接口和I/O通訊接口。在框圖中，測幣傳感器與本地振蕩與微處理器的端口連接。測幣傳感器的本振線圈，產(chǎn)生被檢幣的變頻信號，經(jīng)放大整形電路及選頻調(diào)相電路處理，再經(jīng)過整周期運(yùn)算和頻率記數(shù)后由微處理器對幣參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)數(shù)。微處理器CPU識別完成后，對反相位快速幣道出口導(dǎo)向開關(guān)進(jìn)行控制。將常規(guī)幣道出口導(dǎo)向開關(guān)常閉，為反相位常開。同時(shí)設(shè)計(jì)配置了場效應(yīng)管高速倒相電源電路(見電原理圖中Q1、Q2及電路)。即一遇假幣時(shí)改變幣道的流向，自動挑出假幣。
在圖5中，測幣傳感器的幣道中設(shè)有光電管D3、D4，振蕩線圈L1、L2對幣通過幣道的時(shí)間和振蕩頻率的變化同時(shí)判斷幣的直徑、尺寸(包括厚度)和材質(zhì)，用于檢測與本地振蕩與微處理器的端口連接。與本地振蕩經(jīng)對幣檢測后通過放大整形電路并經(jīng)過選頻調(diào)相由微處理器識別幣種，而經(jīng)過整周期運(yùn)算和頻率記數(shù)后由微處理器對幣進(jìn)行計(jì)數(shù)。測幣傳感器還包括控制幣道出口導(dǎo)向開關(guān)的繼電器JZ，由微處理器CPU對反相位快速幣道出口導(dǎo)向開關(guān)的控制通過U8、Q1、Q2反相和電源觸發(fā)電路提供JZ雙穩(wěn)態(tài)工作電源，D1、D2為電源的保護(hù)二極管。幣檢傳感器電路CT包括檢測線圈L1、L2和光電管D3、D4。三極管Q3、Q4與檢測線圈L1、L2及連接的電容、電阻一道構(gòu)成本地振蕩電路并在幣檢測時(shí)作為頻率傳感器，微處理器CPU同時(shí)由I/O口L1K、L1A、L2K、L2A對振蕩電路進(jìn)行控制。由于幣的通過檢測線圈L1、L2使頻率的變化由U7A、U7B放大器進(jìn)行放大整形，組合運(yùn)算邏輯陣列芯片U2-4又稱為GAL芯片組成選頻調(diào)相和整周期運(yùn)算電路，U5為計(jì)數(shù)器電路，U10、U11為與微處理器配合的總線接口芯片，用于控制和數(shù)據(jù)的傳輸。U9為看門狗電路，而U6為存儲芯片。U8和Q1、Q2分別為倒相芯片和場效應(yīng)開關(guān)管給繼電器JZ提供電源。光電管D3、D4的信號輸出直接由總線接口芯片電路處理。
圖6中與圖5基本類似，信號處理電路相同，但集成度更高微處理器U1采用89C52，其組合運(yùn)算邏輯陣列芯片U2(GAL芯片)組成選頻調(diào)相，整周期運(yùn)算、和計(jì)數(shù)由微處理器完成，U3為與微處理器配合的總線接口芯片，用于控制和數(shù)據(jù)的傳輸。U5為看門狗電路，而U6為存儲芯片。U4和Q1、Q2分別為倒相芯片和場效應(yīng)開關(guān)管給繼電器JZ提供電源。光電管D4的信號輸出直接送CPU電路處理。
權(quán)利要求1.一種投幣檢測裝置，包括檢測幣道，檢測幣道包括一段與水平傾斜的幣道和垂直的通道，在幣道上設(shè)有幣檢測傳感器，檢測傳感器為光電檢測管和二個(gè)檢測線圈，幣道上還設(shè)有出口導(dǎo)向開關(guān)，檢測傳感器連接信號處理電路，其特征是所述幣道具有三維特征的傾角即幣道的平面取與垂直方向的傾角10°--20°；與水平傾斜的內(nèi)幣道線的支承面與幣道的平面為內(nèi)傾角，且呈55°--75°。
2.由權(quán)利要求1所述的投幣檢測裝置，其特征是與水平傾斜的幣道即內(nèi)幣道線取與水平的夾角12°-20°。
3.由權(quán)利要求1、2所述的投幣檢測裝置，其特征是檢測傳感器的第一和第二幣檢測線圈(L1、L2)分別裝在二至四付圓形磁罐內(nèi)，即第一和第二幣檢測線圈分別裝在一-二付磁罐內(nèi)，與第一幣檢線圈對應(yīng)的罐(A1)或與罐(A2)，與第二幣檢線圈對應(yīng)的是罐(B1)或與罐(B2)?？煞謩e組成雙頻二罐、三罐、四罐檢測結(jié)構(gòu)，Hd為光電接收管(D4)到硬幣軌道的距離，Hd＝10±3mm；Hf為罐(A1)中心到硬幣軌道的距離HF＝7±3mm；Hs為罐(B1)中心到硬幣幣道的距離，Hs＝20±3mm；Rf、Ro分別為(D4)、罐(A)、罐(B)圓心在軌道底邊投影的間距Rf＝17±3mm，Ro＝20±3mm。Ls為罐與罐(A1與A2)、(B1與B2)的圓心距，Ls＝21±3mm。
4.由權(quán)利要求1、2所述的投幣檢測裝置，其特征是幣道出口導(dǎo)向開關(guān)為反相位快速幣道出口導(dǎo)向開關(guān)，同時(shí)設(shè)計(jì)配置了場效應(yīng)管高速倒相電源電路。
5.由權(quán)利要求1、2所述的投幣檢測裝置，其特征是幣道入口側(cè)即夾板上安置了一組泄物孔(2-4)。
6.由權(quán)利要求1、2所述的投幣檢測裝置，其特征是在幣道線的末端設(shè)有一與水平傾角較小的減速臺階(2-3)再垂直落下，而有間隙的夾板(1)構(gòu)成的檢測幣道的形狀是反S型的彎。
專利摘要一種投幣檢測裝置,包括檢測幣道,檢測幣道包括一段與水平傾斜的幣道和垂直的通道,在幣道上設(shè)有幣檢測傳感器,檢測傳感器為光電檢測管和二個(gè)檢測線圈,幣道上還設(shè)有出口導(dǎo)向開關(guān),檢測傳感器連接信號處理電路,幣道的平面取與垂直方向的傾角10°—20°;與水平傾斜的內(nèi)幣道線的支承面與幣道的平面為內(nèi)傾角,且呈55°—75°。本實(shí)用新型識幣率高、速率高,使用可靠。
文檔編號G07D5/00GK2389393SQ9922945
公開日2000年7月26日 申請日期1999年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月22日
發(fā)明者蔣建偉, 蔣永平 申請人:蔣建偉, 郭亞晉