一种针对混乱钱币分拣整理的机械装置的制作方法

本实用新型属于钱币分类、整理、计数技术领域，涉及钱币、纸币清分整理装置。更具体的是涉及公交系统、商贸银行等日常纸币、硬币混合在一起的钱币对其实现分拣、整理、清分的一种机械装置。

背景技术：

人民币纸币和硬币在银行，超市，公交等金融机构上流通量巨大，而各种规格的纸币，硬币混杂在一起的情况现阶段是需要点钞员人工进行清点的。

点钞员需要将成堆的零钞倒在桌面上，按不同币种和面值加以分类，把数好的纸币，硬币分别收纳、计数。市面上虽有针对硬币一类的自动分类机，但普遍存在效率差、不稳定等问题，针对混合纸、硬币分拣，目前少有有效分拣机器，特别是目前市面上对散乱纸币分拣的自动化装置善处于空白状态。各大银行、金融机构的ATM机只实现了对整齐纸币的清点、分类，而对于像出自公交系统投币箱的散乱纸币，目前仍然依靠人工清点。清点人员对散乱纸币进行分类，然后挑出残缺、老旧纸币，再对还可再流通部分进行归类整理、捆扎成叠。因此，连续一整天手工清点下来工作强度非常大。清点人员因为长时间身体躯干不动作，导致血液循环不通顺引发职业病的实例随处可见，而平常因购买大宗商品比如房、车等，客户用散而多的零钱购买的新闻也常常见诸报纸媒体。因此，研究一台可整理散乱纸币的自动化机械装置就具有重大的意义与社会价值。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型针对目前市面整理杂乱钱币机械装置的不足，利用机电一体化技术，结合市场实际需求，搭建一个能有效清分钱币并进行整理的机械装置。其目的在于：实现对混乱纸、硬币的分类、分拣；硬币的面额清分、计数；分拣后纸币中展平可整理部分进行堆叠、整理，并实现入箱。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种针对混乱钱币分拣整理的机械装置，利用硬币、纸币形状、重量等物理性能差异显著的特点，采用三个功能模块实现钱币的分拣和排序，分别是分拣模块、硬币整理模块、纸币整理模块。针对重量与面积差距巨大这两个物理特征，利用风力对纸币硬币进行分类，完成钱币的分拣功能模块；再通过直径大小对硬币进行分类，完成硬币计数显示以及收纳整理功能模块；对散乱的纸币进行分类后，实现对展平纸币的整理、堆叠，完成纸币的整理入箱功能模块。

混合纸、硬币进入漏斗形进币口后，分拣模块首先利用控流滚筒对其进行控流，之后在风机的气流作用下，利用纸硬币密度的不同迅速分离纸、硬币；硬币部分进入硬币整理模块中，纸币部分吹进纸币整理模块分别进行处理；硬币整理模块实现对目前市面上流通硬币的清分、计数；而纸币整理模块由震动簸箕、拍打整理装置等构成，实现对杂乱纸币的整理、堆叠。

具体结构包括：分拣模块设置有风源、箱体、分离滑道、托板、前后筛网、上下控流滚筒、残币收纳盒，硬币整理模块设置有底座，挡板，旋转盘，固定盘，定位压板，电机，纸币整理模块设置有机械手、震动簸箕及其震动机构、拍打整理装置、弹簧钱箱；所述托板栅栏式装插在分离滑道上，并与分离滑道安置于箱体进风口与出风口之间，进风口设置前筛网，出风口设置后筛网，风源位于进风口前筛网外；所述箱体设置进币口、纸币出口与硬币出口，并于进币口与硬币出口分别加装控流滚筒，纸币出口设置残币收纳盒；所述电机通过螺钉固定在固定盘上，固定盘通过螺栓固定于底座上，并在固定盘边缘安装挡板，而旋转盘通过定位压板链接电机轴；所述弹簧钱箱位于拍打整理装置下方，钱箱进币口为拍打整理装置出币口。

上述的箱体进币口呈方形漏斗型，进币口通道设置左上滑板、左下滑板、右上滑板、右下滑板、左滑块、右滑块、紧固螺钉，左上滑板、左下滑板与左滑块之间铰链连接，与箱壳构成曲柄滑块机构，同样，右上滑板、右下滑板、右滑块与箱壳也构成曲柄滑块机构，两个曲柄滑块机构位于进币口左右两边，并分别由紧固螺钉锁紧滑块与箱体之间的相对位置，这样，左右滑板与箱体之间形成进币通道，通道末端即为控流滚筒，控流滚筒横截面呈十字型剖面；所述风源采用涡流式涵道风机；所述前筛网为垂直于分离滑道面并弧形安装，靠近机械手一侧开有夹币口供机械手夹持纸币；所述分离滑道在箱体中倾斜安装，纸币出口端（高位端）开方形口作为残币收纳盒进币口，硬币滑落端（低位端）向下呈圆弧型设计。

上述硬币整理模块中旋转盘与固定盘呈盘状内凹设计，旋转盘紧贴边缘根据硬币直径大小开有落币圆孔，固定盘根据硬币直径大小开有落币槽，底座倾斜设计，能使整个旋转盘与固定盘倾斜安装布置。

上述纸币整理模块中机械手为双丝杠二维机械手，抓手为气动夹爪；所述震动簸箕呈簸箕型倾斜布置，固定方式为簸箕两边缘前后打孔链悬挂，位于机械手下方，其震动机构包括机架、调速电机、联轴器、带座轴承、转盘、转盘导杆、直线轴承、U型导杆、U型槽轴承、法兰盘、法兰导杆、铁链，连接方式为：震动簸箕大端两边缘悬挂的铁链通过直线轴承悬挂于在转盘导杆上，带座轴承作为支点固定于机架上，左右各一分别支撑两个转盘，转盘上偏心布置转盘导杆，调速电机通过联轴器连接转盘中心轴，驱动转盘旋转使震动簸箕实现平行于转盘平面的平动震动，U型导杆固定于震动簸箕大端底部，U型孔内置U型槽轴承，另一只调速电机连接法兰盘，通过相对于法兰盘中心偏置的法兰导杆拨动U型槽轴承，法兰导杆与U型槽轴承组成移动副，在法兰盘的离心拨动下，震动簸箕实现垂直于转盘平面的左右震动；所述震动簸箕大端于机架上悬臂设置微型风扇，风扇与悬臂梁之间固定方式为铰接。

上述纸币整理模块中拍打整理装置包括正反牙丝杠，铜法兰、带座轴承，锥齿轮、调速电机、联轴器、拨片、底板，所述正反牙丝杠为两端攻相反螺牙，并分别配铜法兰(共四个)成为丝杠副，连接方式为两套丝杠副通过一对锥齿轮连接实现联动，并由带座轴承对作为支点设置于底板相邻两边沿上，调速电机通过联轴器连接其一丝杆副，拨片（共四片）分别固定在铜法兰上，与底板形成滑动副。

上述纸币整理模块中弹簧钱箱在钱箱内设置压板与弹簧，并由气缸作为纸币推进机构，利用弹簧的预紧力通过压板压紧气缸捅进来的纸币。

本实用新型的有益效果是：1. 利用涡轮式涵道风机的离心气流，能够高效、准确地实现硬币、纸币的完全分离；2. 精准地对市面上流通硬币的不同面额进行识别、分类；3. 实现了对纸币的整理，分离展平、团卷纸币，并对展平纸币实现堆叠、入箱；4. 加装控流装置，保证装置运行的稳定、可靠；5. 整台装置机械结构多处可调，可根据实际需求进行调整，设计比较柔性，各模块可拆分组合，可扩展功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的整体结构原理布局示意图；

图2是本实用新型的整理原理流程示意图；

图3是本实用新型中已隐藏机架的分拣模块原理布局示意图；

图4是图3中A-A处的截面示意图；

图5是本实用新型中已隐藏机架的硬币整理模块原理布局剖视图；

图6是本实用新型中已隐藏机架的纸币整理模块原理布局正视示意图；

图7是本实用新型中已隐藏机架的纸币整理模块原理布局侧视示意图；

图8是本实用新型中已隐藏机架的纸币整理模块原理布局俯视示意图。

具体实施方式

参照图1至图8，本实用新型的一种针对混乱钱币分拣整理的机械装置，其实现原理为：利用硬币、纸币形状、重量等物理性能差异显著的特点，采用三个功能模块实现钱币的分拣和排序，分别是分拣模块、硬币整理模块、纸币整理模块。针对重量与面积差距巨大这两个物理特征，利用风力对纸币硬币进行分类，完成钱币的分拣功能模块；再通过直径大小对硬币进行分类，完成硬币计数显示以及收纳整理功能模块；对散乱的纸币进行团状、展平纸币分类后，实现对展平的纸币整理、堆叠，完成纸币的整理入箱功能模块。

如图2所示为本机械装置整理原理流程示意图，其整理流程为：混合纸、硬币进入漏斗形进币口1a后，分拣模块首先利用控流滚筒4对其进行控流，之后在风机的气流作用下，利用纸硬币密度的不同迅速分离纸、硬币；硬币部分在重力作用下进入硬币整理模块中，纸币部分吹进纸币整理模块分别进行处理；硬币整理模块依据硬币直径大小实现对其清分、计数；而杂乱纸币分为团状、折叠、展平纸币，在气流的作用下，受力面积不同导致受到的作用力不同，在风级大小合适的气流作用下，展平纸币贴合到斜置前筛网5上，而团状、折叠等纸币由于所受作用力不足，会在重力的作用下掉进残纸币收纳盒6中，贴在前筛网5上的展平纸币，设计机械手24实现转移，进入到下一步的规整整理工序之中, 采用震动簸箕25与模拟人手拍打动作的拍打整理装置（装置底板58）实现展平纸币的粗、精整理，最后通过气缸42压入到弹簧钱箱41之中，实现对杂乱纸币的整理、堆叠。

如图3和4分拣模块布局示意图，分拣模块设置有风源8、箱体1、分离滑道9、托板7、前筛网5、后筛网10、上下控流滚筒4、下控流滚筒17、残币收纳盒6，所述托板7栅栏式装插在分离滑道9上，并与分离滑道9安置于箱体进风口1b与出风口1c之间，进风口1b设置前筛网5，出风口1c设置后筛网10，风源8位于进风口1b前筛网5外；所述箱体1设置进币口1a、纸币出口1d与硬币出口1e，并于进币口1a与硬币出口1e分别加装控流滚筒（4、17），定量控制箱体1分离钱币的流量，纸币出口1d则设置残币收纳盒6，收纳团状、折叠不可整理的纸币。

上述的箱体进币口1a呈方形漏斗型，进币口1a通道设置左上滑板13、左下滑板14、右上滑板15、右下滑板16、左滑块2、右滑块11、紧固螺钉（3、12），左上滑板13、左下滑板14与左滑块2之间铰链连接，与箱壳构成曲柄滑块机构，同样，右上滑板15与右下滑板16、右滑块11与箱壳也构成曲柄滑块机构，两个曲柄滑块机构位于进币口1a左右两边，并分别由紧固螺钉（3、12）锁紧滑块（2、11）与箱体1之间的相对位置，这样，通过紧固螺钉(3、12)调节滑块（2、11）与箱体1的相对位置，能调节左右滑板（14、15）与箱体1之间形成的进币通道的倾斜角度，通道末端的控流滚筒4，其横截面呈十字型剖面；为了获得快速分离混合钱币所需的离心风力，风源采用涡流式涵道风机；为了使纸币出口上方展平纸币具有自动堆叠趋势，达到初步成堆便于机械手24夹持，前筛网5为垂直于分离滑道面9a并弧形安装，并在靠近机械手24一侧开有夹币口5a供机械手24夹持纸币；为了便于硬币与纸币分离并在重力作用下硬币能沿着滑道面9a自动往下滑行，分离滑道9在箱体中倾斜安装，纸币出口端（高位端）开方形口1d作为残币收纳盒进币口，硬币滑落端9b（低位端）向下呈圆弧型设计。

如图5硬币整理模块布局示意图，硬币整理模块设置有底座18，挡板19，旋转盘20，固定盘21，定位压板22，电机23，所述电机23通过螺钉（图中未画）固定在固定盘21上，固定盘21通过螺栓(图中未画出)固定于底座18上，并在固定盘21边缘安装挡板19，而旋转盘20通过定位压板22链接电机轴。其中旋转盘20与固定盘21呈盘状内凹设计，旋转盘紧贴边缘根据硬币直径大小开有落币圆孔20a，固定盘根据硬币直径大小开有不同的落币槽20b，底座18倾斜设计，能使整个旋转盘20与固定盘21倾斜安装布置。

在清分的过程中，硬币由控流滚筒17分批掉入到旋转盘20中，由挡板19挡住防止溢出，电机23带动旋转盘20旋转，在旋转盘20上的硬币在落币孔20a中绕圆盘中心做圆周运动，当不同大小的硬币依次通过落币槽20b时，并会在相应的落币槽20b中掉出落入相应的硬币收纳盒63中，实现硬币清分。同时安装在滑道上的光电传感器（图中未画）会在单片机的控制下进行计数。可以清点目前市面上的所有面额的硬币，并通过显示屏显示每种硬币总额、所有累加总额等。

如图6-8纸币整理模块布局示意图，纸币整理模块设置有机械手24、震动簸箕25及其震动机构、拍打整理装置、弹簧钱箱41；所述弹簧钱箱41位于拍打整理装置下方，钱箱进币口为拍打整理装置出币口。

上述纸币整理模块中机械手24为双丝杠二维机械手，抓手24a为气动夹爪,用于夹持贴合在前筛网5上的展平纸币；所述震动簸箕25呈簸箕型倾斜布置，固定方式为簸箕两边缘25a前后打孔链悬挂，有利于在摆动空间范围内运动的协调、稳定与运动干涉的解除，震动簸箕大端口25a位于机械手24下方，承接机械手24夹持而来的展平纸币，其震动机构包括机架62、调速电机30、联轴器29、带座轴承28（一对）、转盘31、转盘导杆33、直线轴承27（一对）、U型导杆34、U型槽轴承35、法兰盘39、法兰导杆36、铁链26，连接方式为：震动簸箕25大端两边缘悬挂的铁链26通过两个直线轴承27悬挂于在转盘导杆33上，带座轴承28作为支点固定于机架62上，左右各一分别支撑两个转盘31，转盘上偏心布置转盘导杆33，调速电机30通过联轴器29连接转盘中心轴40，驱动转盘旋转使震动簸箕实现平行于转盘平面的平动震动，U型导杆34固定于震动簸箕25大端底部，U型孔34a内置U型槽轴承35，另一只调速电机30a连接法兰盘39，通过相对于法兰盘中心偏置的法兰导杆36拨动U型槽轴承35，法兰导杆36与U型槽轴承35组成移动副，实现了簸箕25平行于法兰盘平面的左右平动震动。U型导杆34的U型叉状设计与直线轴承27的使用，能很好地克服转盘31与法兰盘39转动时所产生的运动干涉。这样，通过调整调速电机（30、30a）合理的转速（调频），调整转盘31、法兰盘39的偏心距(调幅)，在偏心平动震动与左右平动震动的立体作用下，展平纸币进入簸箕大口端25a后，在簸箕侧沿的规整下，逐步沿着簸箕斜面徐徐到达簸箕小口，实现展平纸币的初步整理（粗整理）。

为了解决极少数情况下纸币的横向卡死现像，在震动簸箕大端的机架62上悬臂设置微型风扇32，风扇32与悬臂梁45之间固定方式为铰接，风向可调。这样，当偶尔出现横向纸币卡住时，微型风扇提供的气流作用于纸币一角，气流经过纸币一端，形成不对称推力，加上流动气流形成的气压差作用下，可以很好的使卡死纸币解卡。其他纸币也在气压差的作用下，震动规整效率更加明显。

如图8是纸币整理模块原理布局示意图的俯视图，纸币整理模块中拍打整理装置包括正反牙丝杠(48、55)、铜法兰（50、59、60、61）、带座轴承49（两对），锥齿轮47(一对)、调速电机56、联轴器57、拨片(51、52、53、54)、底板58，所述正反牙丝杠（48、55）为两端攻相反螺牙，并分别配铜法兰（51、59、60、61)成为丝杠副，连接方式为两套丝杠副通过一对锥齿轮47连接实现联动，并由带座轴承49（两对）对作为支点设置于底板58相邻两边沿上，调速电机56通过联轴器57连接其一套丝杆副，拨片（51、52、53、54）分别固定在铜法兰（50、59、60、61）上，与底板58形成滑动副。这样，拍打整理装置通过一对锥齿轮47，连接两根正反牙丝杆（48、55）实现丝杆(48、55)上与铜法兰（50、59、60、61）固定的拨片（51、52、53、54）的连续拍打动作。在接近开关（图未画出）的反馈下，结合调速电机56正反转的控制，实现拨片(51、52、53、54)的远、近止点定位，当纸币长度方向左右两拨片（53、54）到达近止点时，纸币宽度方向左右两拨片（51、52）刚好到达远止点，实现长与宽的轮流整理，最终规叠整齐，达到入箱要求，并设置气缸42作为纸币推进机构，把拍打整齐的纸币捅进弹簧钱箱41，在钱箱内置压板43与弹簧46的预紧力作用下，展平纸币能够紧压成叠便于包装，整个过程，实现了对展平纸币的精整理。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例之一，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的各种等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。