本实用新型属于金融机具技术领域，具体涉及一种污损硬币自动检测剔除设备。
背景技术：
硬币作为人民币的一种辅助货币，具有耐磨损、流通寿命长、使用方便，又便于自动售货服务等特点，大大节约了纸币的发行成本和印钞费用。目前我国流通的硬币主要有三种，分别是一元币、五角币和一角币，在硬币流通过程中由于人为破坏、磨损、氧化、侵蚀等各种原因导致硬币变形、缺裂、表面出现腐蚀斑点、锈渍等，硬币的文字、面额数字、图案等表面特征无法有效识别。中国人民银行制定的《不宜流通人民币挑剔标准》规定：硬币有穿孔，裂口，变形，磨损，氧化，文字、面额数字、图案模糊不清等情形之一的不宜流通。随着我国正在逐步推行的“低面额货币硬币化”，市场硬币流通量将会不断增大，随之而来的残损硬币的鉴定和兑换工作也会随之增多。以往对于污损硬币的鉴别基本都是采用人工检测的方法，存在检测标准不统一，耗费人力多、劳动强度大、效率低等缺点。
技术实现要素：
本实用新型针对上述现有技术中存在的问题，提供了一种污损硬币自动检测剔除设备，是一种采用机器视觉技术对污损硬币自动检测并剔除的设备，可以针对现有流通的污损硬币进行自动检测、剔除，并可将合格硬币进行自动分类，以解决目前人工检测存在的检测标准不统一、耗费人力多、劳动强度大、效率低的问题。
一种污损硬币自动检测剔除设备，包括硬币输送装置1、第一安装板3、压币装置6、挡币装置7、硬币剔除装置8、硬币翻面装置4和图像获取装置10；
硬币输送装置1包括旋转盘12、料斗13、硬币分离盘11、第二安装板14 和旋转盘的驱动电机15，其中料斗13与硬币分离盘11铆接在一起，旋转盘12 的外圈开有多个载币槽121，硬币分离盘11上开有直径与载币槽121开口处宽度相同的圆孔111，旋转盘12活动连接在硬币分离盘11内，且圆孔111所在硬币分离盘11上的位置能够使得旋转盘12在硬币分离盘11上转动时通过载币槽 121的硬币也能通过圆孔111，硬币分离盘11固定在第二安装板14上，且第二安装板14上与圆孔111对应的位置设有圆弧型槽141，圆弧型槽141的宽度与硬币分离盘11上圆孔111的直径相同，第二安装板14为折叠板，其不设置圆弧型槽141的一侧板用于支撑，第一安装板3固定在第二安装板14外侧的折叠处，二者紧密贴合在一起，驱动电机15的输出轴穿过第一安装板3、第二安装板14 和硬币分离盘11与旋转盘12连接，使得旋转盘12在驱动电机15的驱动下旋转；
第一安装板3上设有开口31、第一通孔32和第二通孔33，第一轨道2固定在第二安装板14上的圆弧型槽141下方至开口31处的第一安装板3内侧，且第一轨道2与水平面之间的夹角为20°，接近开关5固定在第一安装板3的外侧，且接近开关5的感应面与第一轨道2平齐；
硬币翻面装置4设置在第一安装板3的开口31处，硬币翻面装置4包括翻面电机41、连接架42、旋转轨道43和透明玻璃板44，其中翻面电机41为伺服电机，连接架42固定在翻面电机41上且螺栓连接在第一安装板3上，翻面电机 41的电机轴穿过连接架42与旋转轨道43连接，且旋转轨道43与第一轨道2平齐，旋转轨道43上安装有两块透明玻璃板44，两透明玻璃板44之间的间隙大于最厚硬币的厚度，翻面电机41为闭环控制，控制翻面时旋转角度为180°；
压币装置6固定在第一安装板3上且位于第一安装板3上的开口31上方，即硬币翻面装置4上方，压币装置6包括压币电磁铁62与压币板61，其中压币电磁铁62固定在第一安装板3上方，且其下方活动连接有压币板61，压币板61 下端轮廓为圆弧形，且该圆弧的口径大于最大硬币的直径，压币板61的厚度与最厚硬币的厚度相同，压币板61位于硬币翻面装置4上的两透明玻璃板44之间，压币板61在压币电磁铁62不通电时其最下端与旋转轨道43之间的距离大于最大硬币的直径，以保证硬币可自由通过；
挡币装置7固定在第一安装板3的外侧，挡币装置7包括挡币折叠板71、挡币板72、挡币板轨道73和挡币电磁铁74，其中挡币折叠板71为L形板和长方形板拼接而成，挡币电磁铁74固定在挡币折叠板71的L形板上方，挡币板轨道73垂直固定于第一安装板3上，且紧挨着旋转轨道43设置，挡币板72位于挡币板轨道73上且与挡币电磁铁74的伸出杆螺栓连接使得挡币板72随着挡币电磁铁74的伸出杆伸缩而在挡币板轨道73上滑动，挡币板72可滑动到旋转轨道43处从而挡住从旋转轨道43滑下的硬币，挡币折叠板71的长方形板螺栓连接在第一安装板3的外侧；
第二轨道9挨着旋转轨道43且与旋转轨道43平齐设置固定在第一安装板3 上,旋转轨道43与第二轨道9之间有一定距离，该距离小于最小硬币的直径，保证硬币从旋转轨道43上滑动到第二轨道9上不会掉落，第二轨道9上开有掉币槽95、第一落币槽91、第二落币槽92、第三落币槽93和第四落币槽94，其中掉币槽95所在位置为第二轨道9与第一安装板3固定后的第一安装板3上的第一通孔32处，第一落币槽91、第二落币槽92、第三落币槽93和第四落币槽 94所在位置为第二轨道9与第一安装板3固定后的第一安装板3上的第二通孔 33处，在掉币槽95和四个落币槽下方的第一安装板3上的对应位置固定有接币盒16、第一落币盒161、第二落币盒162、第三落币盒163和第四落币盒164，使得从掉币槽95、第一落币槽91、第二落币槽92、第三落币槽93和第四落币槽94上落下的硬币能够通过第一安装板3上的第一通孔32和第二通孔33后分别落入第一安装板3上固定的接币盒16、第一落币盒161、第二落币盒162、第三落币盒163和第四落币盒164内；
硬币剔除装置8固定在第一安装板3的外侧，硬币剔除装置8包括硬币剔除折叠板81、硬币剔除挡板82、硬币剔除挡板轨道83和硬币剔除电磁铁84，其中硬币剔除电磁铁84固定在硬币剔除折叠板81一侧板上方，硬币剔除折叠板 81另一侧板螺栓连接在第一安装板3上，硬币剔除挡板轨道83设置在与硬币剔除电磁铁84所在硬币剔除折叠板81同侧的侧板上与第一安装板3固定连接，硬币剔除挡板82位于硬币剔除挡板轨道83上且与硬币剔除电磁铁84活动连接，使得硬币剔除挡板82能够在硬币剔除挡板轨道83上滑动，硬币剔除电磁铁84 不通电时，硬币剔除挡板82处于伸出位置，并能够伸入第一安装板3上的第一通孔32中，第一通孔32位于掉币槽95处，因此硬币剔除挡板82处于伸出位置时使得第二轨道9上滑动的硬币不从掉币槽95掉落，而是沿着硬币剔除挡板82 继续向第二轨道9上的四个落币槽方向滑动；
图像获取装置10固定在第一安装板3内侧，图像获取装置10包括相机102、镜头103、光源104及安装支架101，其中相机102、镜头103及光源104固定在安装支架101上，并保证其中心线在同一轴线上，且镜头103与光源104正对着硬币翻面装置4的透明玻璃板44，保证旋转轨道43能够完全投影到镜头103 中，以保证可以获取硬币表面清晰完整的图像，相机102与镜头103连接，相机 102与接近开关5控制连接，安装支架101侧面固定在第一安装板3上。
所述的圆弧型槽141与第二轨道9和第一轨道2平行。
所述的接近开关5是一个霍尔开关。
所述的第二安装板14是一个折叠板(折叠角为80°)，作为硬币输送装置1 的支架。
所述的载币槽121的宽度和长度分别大于任何一个硬币的直径，且小于两个最小硬币直径之和。
所述的旋转盘12的厚度与最薄硬币厚度相同，以保证每个载币槽121中只有一个硬币。
所述的旋转轨道43与第一轨道2之间有一定距离，该距离小于最小硬币的直径，保证硬币从第一轨道2上滑动到旋转轨道27上不会掉落。
所述的接近开关5、挡币电磁铁74、压币电磁铁62、硬币剔除电磁铁84、翻面电机41、镜头103和光源104分别与控制系统通过导线控制连接，同时控制系统上还设置有图像处理单元，用于分辨硬币质量的好坏。
本实用新型的有益效果：
本实用新型可以针对现有流通的污损硬币进行自动检测、剔除，并可将合格硬币进行自动分类，以解决目前人工检测存在的检测标准不统一、耗费人力多、劳动强度大、效率低的问题。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的侧视图。
图3为本实用新型硬币输送装置结构示意图。
图4为本实用新型挡币装置结构示意图。
图5为本实用新型压币装置结构示意图。
图6为本实用新型硬币剔除装置结构示意图。
图7为本实用新型硬币翻面装置结构示意图。
图8为本实用新型图像获取装置结构示意图。
其中：1硬币输送装置、12旋转盘、121载币槽、13料斗、11硬币分离盘、圆孔111、14第二安装板、141圆弧型槽、15旋转盘驱动电机、2第一轨道、3 第一安装板、31开口、32第一通孔、33第二通孔、4硬币翻面装置、41翻面电机、42连接架、43旋转轨道、44透明玻璃板、5接近开关、6压币装置、61压币板、62压币电磁铁、7挡币装置、71挡币折叠板、72挡币板、73挡币板轨道、 74挡币电磁铁、8硬币剔除装置、81硬币剔除折叠板、82硬币剔除挡板、83硬币剔除挡板轨道、84硬币剔除电磁铁、9第二轨道、91第一落币槽、92第二落币槽、93第三落币槽、94第四落币槽、95掉币槽、10图像获取装置、101安装支架、102相机、103镜头、104光源、16接币盒、161第一落币盒、162第二落币盒、163第三落币盒、164第四落币盒。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步描述，但本实用新型的保护范围并不限于所述内容。
实施例1
如图1和图2所示，一种污损硬币自动检测剔除设备，包括硬币输送装置1、第一安装板3、压币装置6、挡币装置7、硬币剔除装置8、硬币翻面装置4和图像获取装置10；
如图3所示，硬币输送装置1包括旋转盘12、料斗13、硬币分离盘11、第二安装板14和驱动电机15，其中料斗13与硬币分离盘11铆接在一起，旋转盘 12的外圈开有多个载币槽121，硬币分离盘11上开有直径与载币槽121开口处宽度相同的圆孔111，旋转盘12活动连接在硬币分离盘11内，且圆孔111所在硬币分离盘11上的位置能够使得旋转盘12在硬币分离盘11上转动时通过载币槽121的硬币也能通过圆孔111，硬币分离盘11固定在第二安装板14上，且第二安装板14上与圆孔111对应的位置设有圆弧型槽141，圆弧型槽141的宽度与硬币分离盘11上圆孔111的直径相同，第二安装板14为折叠板，其不设置圆弧型槽141的一侧的侧板起支撑作用，如图2所示，第一安装板3固定在第二安装板14外侧的折叠处，二者紧密贴合在一起，驱动电机15的输出轴穿过第一安装板3、第二安装板14和硬币分离盘11与旋转盘12连接，使得旋转盘12在驱动电机15的驱动下旋转，其具体连接方式是：在旋转盘12的中心处钻一个与驱动电机15输出轴直径、形状相同的半圆孔，驱动电机15的输出轴穿过第一安装板3、第二安装板14和硬币分离盘11与旋转盘12上的半圆孔配合连接，用螺钉紧固；
如图1和图2所示，第一安装板3上设有开口31、第一通孔32和第二通孔 33，第一轨道2固定在第二安装板14上的圆弧型槽141下方至开口31处的第一安装板3内侧，且第一轨道2与水平面之间的夹角为20°，接近开关5固定在第一安装板3的外侧，且接近开关5的感应面与第一轨道2平齐；
如图2和图7所示，硬币翻面装置4设置在第一安装板3的开口31处，硬币翻面装置4包括翻面电机41、连接架42、旋转轨道43和透明玻璃板44，其中翻面电机41为伺服电机，连接架42固定在翻面电机41上且螺栓连接在第一安装板3上，翻面电机41的电机轴穿过连接架42与旋转轨道43连接，且旋转轨道43与第一轨道2平齐，旋转轨道43上安装有两块透明玻璃板44，两透明玻璃板44之间的间隙大于最厚硬币的厚度，翻面电机41为闭环控制，控制翻面时旋转角度为180°；
如图1、图2和图5所示，压币装置6固定在第一安装板3上且位于第一安装板3上的开口31上方，即硬币翻面装置4上方，压币装置6包括压币电磁铁 62与压币板61，其中压币电磁铁62固定在第一安装板3上方，且其下方活动连接有压币板61，压币板61下端轮廓为圆弧形，且该圆弧的口径大于最大硬币的直径，压币板61的厚度与最厚硬币的厚度相同，压币板61位于硬币翻面装置4 上的两透明玻璃板44之间，压币板61在压币电磁铁62不通电时其最下端与旋转轨道43之间的距离大于最大硬币的直径，以保证硬币可自由通过；
如图1、图2和图4所示，挡币装置7固定在第一安装板3的外侧，挡币装置7包括挡币折叠板71、挡币板72、挡币板轨道73和挡币电磁铁74，其中挡币折叠板71为L形板和长方形板拼接而成，挡币电磁铁74固定在挡币折叠板 71的L形板上方，挡币板轨道73垂直固定于第一安装板3上，且紧挨着旋转轨道43设置，挡币板72位于挡币板轨道73上且与挡币电磁铁74的伸出杆螺栓连接使得挡币板72随着挡币电磁铁74的伸出杆伸缩而在挡币板轨道73上滑动，挡币板72可滑动到旋转轨道43处从而挡住从旋转轨道43滑下的硬币，挡币折叠板71的长方形板螺栓连接在第一安装板3的外侧；
如图1、图2所示，第二轨道9挨着旋转轨道43且与旋转轨道43平齐设置固定在第一安装板3上,旋转轨道43与第二轨道9之间有一定距离，该距离小于最小硬币的直径，保证硬币从旋转轨道43上滑动到第二轨道9上不会掉落，第二轨道9上开有掉币槽95、第一落币槽91、第二落币槽92、第三落币槽93 和第四落币槽94，其中掉币槽95所在位置为第二轨道9与第一安装板3固定后的第一安装板3上的第一通孔32处，第一落币槽91、第二落币槽92、第三落币槽93和第四落币槽94所在位置为第二轨道9与第一安装板3固定后的第一安装板3上的第二通孔33处，在掉币槽95和四个落币槽下方的第一安装板3上的对应位置固定有接币盒16、第一落币盒161、第二落币盒162、第三落币盒163和第四落币盒164，使得从掉币槽95、第一落币槽91、第二落币槽92、第三落币槽93和第四落币槽94上落下的硬币能够通过第一安装板3上的第一通孔32和第二通孔33后分别落入第一安装板3上固定的接币盒16、第一落币盒161、第二落币盒162、第三落币盒163和第四落币盒164内；
如图1、图2和图8所示，硬币剔除装置8固定在第一安装板3的外侧，硬币剔除装置8包括硬币剔除折叠板81、硬币剔除挡板82、硬币剔除挡板轨道83 和硬币剔除电磁铁84，其中硬币剔除电磁铁84固定在硬币剔除折叠板81一侧板上方，硬币剔除折叠板81另一侧板螺栓连接在第一安装板3上，硬币剔除挡板轨道83设置在与硬币剔除电磁铁84所在硬币剔除折叠板81同侧的侧板上并与第一安装板3固定连接，硬币剔除挡板82位于硬币剔除挡板轨道83上且与硬币剔除电磁铁84活动连接，使得硬币剔除挡板82能够在硬币剔除挡板轨道83 上滑动，硬币剔除电磁铁84不通电时，硬币剔除挡板82处于伸出位置，并能够伸入第一安装板3上的第一通孔32中，第一通孔32位于掉币槽95处，因此硬币剔除挡板82处于伸出位置时使得第二轨道9上滑动的硬币不从掉币槽95掉落，而是沿着硬币剔除挡板82继续向第二轨道9上的四个落币槽方向滑动；
如图1、图2和图8所示，图像获取装置10固定在第一安装板3内侧，图像获取装置10包括相机102、镜头103、光源104及安装支架101，其中相机102、镜头103及光源104固定在安装支架101上，并保证其中心线在同一轴线上，且镜头103与光源104正对着硬币翻面装置4的透明玻璃板44，保证旋转轨道43 能够完全投影到镜头103中，以保证可以获取硬币表面清晰完整的图像，相机 102与镜头103连接，相机102与接近开关5控制连接，安装支架101侧面固定在第一安装板3上。
所述的圆弧型槽141与第二轨道9和第一轨道2平行。
所述的接近开关5是一个霍尔开关。
所述的第二安装板14是一个折叠板(折叠角为80°)，作为硬币输送装置1 的支架。
所述的载币槽121的宽度和长度分别大于任何一个硬币的直径，且小于两个最小硬币直径之和。
所述的旋转盘12的厚度与最薄硬币厚度相同，以保证每个载币槽121中只有一个硬币。
所述的旋转轨道43与第一轨道2之间有一定距离，该距离小于最小硬币的直径，保证硬币从第一轨道2上滑动到旋转轨道43上不会掉落。
旋转轨道43与第一轨道2之间的距离和旋转轨道43与第二轨道9之间的距离均能够满足旋转轨道43在翻面电机41的电机轴带动下旋转180°时能够顺利旋转。
所述的接近开关5、挡币电磁铁74、压币电磁铁62、硬币剔除电磁铁84、翻面电机41、镜头103和光源104分别与控制系统通过导线控制连接，同时控制系统上还设置有图像处理单元，用于分辨硬币质量的好坏。
硬币从旋转盘12滚落到第二安装板14上圆弧型槽141，从圆弧型槽141流出后顺着第一安装板3滚落到第一轨道2上，当硬币经过接近开关5的感应面后，接近开关5发送电信号给控制系统控制压币装置6及图像获取装置10动作，其中控制系统与压币装置6和图像获取装置10是通过线连接发送信号的，其中当硬币经过接近开关5的感应面后，接近开关5发送信号给控制系统控制压币装置 6，使得压币电磁铁62通电驱动压币板61向下运动，将被挡币板72挡住的硬币在其圆弧的作用下自动对中。
驱动电机15为直流电机，其转速可控制，旋转盘12在驱动电机15的带动下转动，进入载币槽121的硬币随着旋转盘12的转动一起运动，当旋转盘12 运动到载币槽121与硬币分离盘11上的圆孔111重合位置时，载币槽121中的硬币在重力作用下经硬币分离盘11上的圆孔111落入第二安装板14的圆弧型槽 141中并向下滚动，再从圆弧型槽141流出后顺着第一安装板3滚落到第一轨道 2上，当硬币经过接近开关5的感应面后，接近开关5发送电信号给控制系统控制压币装置6及图像获取装置10动作，其中控制系统与压币装置6和图像获取装置10是通过线连接发送信号的，其中当硬币经过接近开关5的感应面后，接近开关5发送电信号给控制系统控制压币装置6，使得压币电磁铁62通电驱动压币板61向下运动，将被挡币板72挡住的硬币在其圆弧的作用下自动对中。
挡币装置7固定在第一安装板3上，且其倾斜角度与第二安装板14相同，硬币剔除电磁铁84不通电时，硬币剔除挡板82处于伸出位置，挡住设在第二轨道9上的掉币槽95，硬币经过硬币剔除挡板82沿第二轨道9继续滚动，当硬币剔除装置8受控制系统控制使得硬币剔除电磁铁84通电时，硬币剔除挡板82 在硬币剔除电磁铁84带动下回缩，硬币经第二轨道9上的掉币槽95在重力作用下落入接币盒16中。
接近开关5通过信号将信息反馈给控制系统，控制系统控制相机102延时拍照，并将所拍图像传输到控制系统中的图像处理单元进行辨别处理，得到硬币表面质量情况，根据污损硬币判断标准确定待检测硬币是否合格从而控制其他装置的动作，同时将实时检测图像和判断结果存入数据库，并将结果信息传送到控制系统中的显示单元进行显示。
将待检测硬币装入料斗13，启动驱动电机15，驱动电机15带动旋转盘12 旋转，进入载币槽121的硬币随着旋转盘12的转动一起运动，当旋转盘12运动到载币槽121与硬币分离盘11上的圆孔111重合位置时，载币槽121中的硬币在重力作用下经硬币分离盘11上的圆孔111落入第二安装板14的圆弧型槽141 中，再从圆弧型槽141流出后顺着第一安装板3滚落到第一轨道2上，当硬币经过接近开关5的感应面后，其中硬币在经过第一轨道2之后进入硬币翻面装置4 的旋转轨道43，在两个透明玻璃板44之间继续向下滚动，碰到挡币板72后停止，接近开关5发送信号给控制系统控制压币装置6，使得压币电磁铁62通电驱动压币板61向下运动，将被挡币板72挡住的硬币在其圆弧的作用下自动对中；之后接近开关5发送信号给控制系统控制相机102拍照，并将所拍图像传输到图像处理单元进行处理，得到硬币表面质量情况，根据污损硬币判断标准进行后续动作；
如果硬币拍照的一面质量不合格，则不需要对硬币另一面进行拍照判断，需直接剔除，此时相机102已将信息传送给图像处理单元，图像处理单元辨别硬币质量不合适，则通过控制系统控制压币电磁铁62断电，同时控制挡币电磁铁74、硬币剔除电磁铁84同时通电，在旋转轨道43中的硬币在重力作用下滚动进入第二轨道9继续滚动，当到达设在第二轨道9上的掉币槽95时，由于此时硬币剔除挡板82缩回，硬币经掉币槽95落入接币盒16中；
如果硬币表面质量合格，则通过控制系统控制翻面电机41的电机轴带动旋转轨道43旋转180°，相机102再拍照并通过图像处理单元判断硬币另外一表面的质量，如果硬币此面表面质量不合格，则执行与上述相同的程序，不合格硬币落入不合格硬币的接币盒16中；
如果硬币该表面质量合格，则图像处理单元将通过控制系统控制压币电磁铁 62断电、挡币电磁铁74通电，在旋转轨道43中的硬币在重力作用下滚动进入第二轨道9继续滚动，当到达设在第二轨道9上的掉币槽95时，由于此时硬币剔除挡板82处于伸出状态，硬币经过硬币剔除挡板82后继续沿第二轨道9滚动，到达在第一安装板3上根据不同硬币直径设有宽度不同的落币槽中，落币槽的宽度按由小到大向下排列；直径为19mm的1角硬币经过最窄的第一落币槽91(宽度为20mm)时直接落入下面的第一落币盒161；5角硬币(直径20.5mm)经过前面所述的最窄的第一落币槽91不能掉下去，继续向下滚动，到达第二落币槽92 (宽度为21.5mm)，落入下面的第二落币盒162；直径为22.5mm的1角硬币经过前面所述的两个落币槽不能掉下去，到达第三落币槽93(宽度24mm)，落入下面的第三落币盒163；1元硬币(直径25mm)经过前面所述的三个落币槽不能掉下去，到达第四落币槽94(宽度28mm)，落入下面的第四落币盒164中。