CN114898496A - 一种基于子母盘离心分离的多功能投币机 - Google Patents

Abstract

一种基于子母盘离心分离的多功能投币机，包括硬币分离模块、纸币存放箱以及硬币输送装置，所述硬币输送装置用于接收纸币和硬币，并将硬币和纸币分别输送至所述硬币分离模块和所述纸币存放箱；硬币分离模块包括上下布置的一元硬币分离箱和离心分离箱以及一元硬币收集箱、五角硬币收集箱和一角硬币收集箱；一元硬币分离箱的顶部和底部分别与所述输送板和所述离心分离箱连通，离心分离箱内设有用于接收一角硬币和五角硬币的子母离心分离器及差速分离器；所述子母离心分离器的顶部设置有不随其旋转的硬币投放器。本发明占用空间小，能够将投入的纸币和硬币进行自动分离，并将硬币通过子母离心分离器及差速分离器实现离心差速快速分离。

Description

一种基于子母盘离心分离的多功能投币机

技术领域

本申请涉及投币装置领域，具体而言，涉及一种基于子母盘离心分离的多功能投币机。

背景技术

投币机在使用时，经常需要将纸币及不同硬币快速分离储存，现有技术中一般是投币后混合存储，后期再人工慢慢分离，效率低，劳动强度大，难以满足使用的需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于子母盘离心分离的多功能投币机，占用空间小，能够将投入的纸币和硬币进行自动分离，并将硬币通过子母离心分离器及差速分离器实现离心差速快速分离。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种基于子母盘离心分离的多功能投币机，用于将硬币分成一元硬币、五角硬币和一角硬币的硬币分离模块、用于接收并存放纸币的纸币存放箱以及硬币输送装置，所述硬币输送装置用于接收纸币和硬币，并将硬币和纸币分别输送至所述硬币分离模块和所述纸币存放箱；

所述硬币分离模块包括上下布置的一元硬币分离箱和离心分离箱以及一元硬币收集箱、五角硬币收集箱和一角硬币收集箱；所述一元硬币分离箱的顶部和底部分别与所述硬币输送装置和所述离心分离箱连通，所述一元硬币分离箱内设有与其内壁铰接的筛分板及用于驱动所述筛分板绕铰接处上下转动的振动装置，所述一元硬币分离箱的侧壁设有开口，所述筛分板绕铰接处振动时将一元硬币经所述开口输送至所述一元硬币收集箱，并将一角硬币和五角硬币筛分落下；

所述离心分离箱内设有用于接收一角硬币和五角硬币的子母离心分离器及差速分离器；所述子母离心分离器的顶部设置有不随其旋转的硬币投放器；

差速分离器用于驱动所述子母离心分离器的子母分离盘先低速旋转后高速旋转以将子母离心分离器上的五角硬币和一角硬币先后甩出至所述离心分离箱底部，所述离心分离箱底部连接有选择性的连通所述五角硬币收集箱或所述一角硬币收集箱的硬币分离管。

在一些可选的实施方案中，硬币投放器包括自上而下依次设置为硬币投放桶28、硬币拨盘和子母硬币投放盘，硬币投放桶内设有多条竖向贯穿其顶面和底面的硬币通道，硬币拨盘上设有与所述硬币通道一一对应的通孔，子母硬币投放盘的底面设有多组硬币投放孔，每组硬币投放孔包括内圈投放孔和***投放孔，内圈投放孔的硬币落点对应子母分离盘的中部内圈(即子母分离盘的中部内圈为子分离盘)，***投放孔的硬币落点对应子母分离盘的***圈(即子母分离盘的***圈为母分离盘)，硬币拨盘的中央连接有步进电机，步进电机带动硬币拨盘正向或反向转动。

在一些可选的实施方案中，子母离心分离器包括子母分离盘、摩擦驱动盘、联轴器和控制提升模块，子母分离盘包括子分离盘和母分离盘，母分离盘为环形，子分离盘设置于母分离盘的内圈，摩擦驱动盘设置于子母分离盘的下方，分别与子分离盘和母分离盘连接，摩擦驱动盘中部连接有驱动轴，驱动轴通过联轴器与差速分离器连接，差速分离器通过联轴器带动驱动轴及摩擦驱动盘差速转动，摩擦驱动盘带动子分离盘或母分离盘差速转动，控制提升模块设置于子分离盘和母分离盘的一侧，控制模块根据需要交替提升子分离盘和母分离盘，使子分离盘或母分离盘与上方子母硬币投放盘贴近，方便硬币下落。

在一些可选的实施方案中，摩擦驱动盘端面以及侧面为高摩擦系数表面，分别与子分离盘底面和母分离盘内圈侧面相接触，母分离盘为圆环形，内圆侧面设置为倒角的斜面，与摩擦驱动盘的倒角侧面接触后旋转；

控制提升模块包括贯通式步进电机、升降杆，升降杆横向布置，升降杆一端连接有螺纹丝杆，升降杆的下部沿长度方向依次布置有子分离盘吸杆和母分离盘吸杆，子分离盘吸杆和母分离盘吸杆分别对应布置于子分离盘和母分离盘上方，螺纹丝杆与贯通式步进电机螺纹连接，子分离盘吸杆和母分离盘吸杆上均缠绕有线圈；贯通式步进电机通过螺纹丝杆带动升降杆上下移动，升降杆带动子分离盘吸杆和母分离盘吸杆向下移动至与相应的子分离盘和母分离盘接触连接，子分离盘吸杆和母分离盘吸杆上的线圈交替通电，当子分离盘吸杆上的线圈通电产生电磁吸力，子分离盘吸杆通过电磁吸力带动子分离盘随升降杆上下移动；当母分离盘吸杆上的线圈通电产生电磁吸力，母分离盘吸杆通过电磁吸力带动母分离盘随升降杆上下移动。

在一些可选的实施方案中，硬币拨盘侧面设置有拨杆，子母硬币投放盘侧面开设有允许硬币拨盘拨杆伸出的槽；

控制提升模块还包括控制模组支架和控制器，控制模组支架的一端与升降杆套接，控制模组支架的另一端设有凹槽，凹槽内两侧分别设有两个触碰开关，控制器分别与触碰开关和贯通式步进电机连接，硬币拨盘的拨杆穿过子母硬币投放盘的槽伸入至凹槽内。

在一些可选的实施方案中，所述硬币投放桶的顶部沿周向分布有多个漏斗，各漏斗的出币孔与各硬币通道一一对应，漏斗将从上端落下的五角、一角混合硬币分别导入硬币通道内。

在一些可选的实施方案中，所述硬币输送装置包括倾斜布置于所述排出口下方的输送管及与所述输送管底部连接的输送板，所述输送管的底壁开设有多个供硬币落下的硬币筛分孔，所述输送管和所述输送板的底部分别与所述硬币分离模块和所述纸币存放箱连通。

在一些可选的实施方案中，一元硬币分离箱设有可移动以开闭所述开口的封闭插板，筛分板绕铰接处向上转动时使其上的硬币滑落至从所述开口流出，开口和所述一元硬币收集箱通过第一连接管连通；振动装置包括一端顶压所述筛分板底部的凸轮及用于驱动所述凸轮旋转的凸轮电机。

在一些可选的实施方案中，所述差速分离器包括差速电机、差速盘、差速传动球、设于所述差速传动球内的记忆合金弹簧、两个分别与所述差速电机输出轴和所述差速盘同轴连接的联轴器及两个差速连接件，所述记忆合金弹簧电连接有脉冲供电模块，每个所述差速连接件包括与一个所述联轴器连接的连杆及分别与所述连杆两端铰接的铰接杆，两根所述铰接杆远离所述连杆的一端分别铰接有气动密封杆，气动密封杆套接于差速传动球内通孔中，两个所述差速连接件的两根所述气动密封杆分别与所述记忆合金弹簧的两端和所述差速传动球的两端连接。

在一些可选的实施方案中，所述硬币分离管内部设有可转动的分离板，所述硬币分离管连接有用于驱动所述分离板转动的选择电机，所述选择电机驱动所述分离板转动时使所述离心分离箱底部的五角硬币和一角硬币选择性地通过所述硬币分离管落下至所述五角硬币收集箱或所述一角硬币收集箱内。

本申请的有益效果是：本申请提供的硬币分离的多功能投币机能够将投入的纸币和硬币进行自动分离，并将硬币通过子母离心分离器及差速分离器实现离心差速快速分离。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中硬币输送装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中投币防盗模块的局部剖视结构示意图；

图4为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中纸币压缩模块的局部剖视结构示意图；

图5为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中纸币存放箱的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机的硬币分离模块中一元硬币分离箱和离心分离箱连接的第一视角的剖视结构示意图；

图7为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中硬币投放桶结构示意图；

图8为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中漏斗的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中一元硬币筛分电机支架的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中子母分离盘的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中子母硬币投放盘的结构示意图；

图12是图12的A-A剖视图；

图13为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中差速分离器的第二视角的结构示意图。

图14为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中差速分离器的第一视角的结构示意图；

图15为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中控制模组结构示意图。

图16为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中投币防盗箱结构示意图。

图17为本申请实施例提供的基于子母盘离心分离的多功能投币机中硬币投放器的结构示意图；

图中：1-投币防盗模块，2-投币机外壳，3-纸币压缩模块，4-硬币输送装置，5-硬币分离模块，6-纸币存放箱，7-纸币压缩板，8-拉绳，9-光电传感器，10-压缩辊，11-传动皮带，12-压缩辊驱动电机，13-投币防盗箱顶盖，14-主动辊，15-被动辊，16-辊驱动电机，17-投币防盗箱，18-电磁吸附板，19-电磁线圈，20-吸附板驱动电机，21-封闭插板，22-一元硬币分离箱，23-筛分板，24-凸轮电机，25-凸轮，26-电机支架，27-漏斗，28-硬币投放桶，29-控制模组，30-离心分离箱，31-子母硬币投放盘，32-母分离盘，33-轴承，34-子分离盘，35-摩擦驱动盘，36-贯通式步进电机，37-控制模组支架，38-升降杆，39-线圈，40-触碰开关，41-差速分离器，42-差速电机，43-一号联轴器，44-气动密封杆，45-差速传动球，46-记忆合金弹簧，47-连杆，48-脉冲供电模块，49-脉冲导电轴承，50-铰接杆，51-二号联轴器，52-第一连接管，53-一元硬币收集箱，54-分离板，55-一角硬币收集箱，56-五角硬币收集箱，57-选择电机，58-硬币分离管，59-硬币拨动电机，60-硬币拨盘，61-内轴承，62-升降盘。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的具有防盗和硬币分离的多功能投币机的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17所示，本申请实施例提供了一种基于子母盘离心分离的多功能投币机，其包括用于接收并输送纸币和硬币的投币防盗模块1、用于接收并分离硬币的硬币分离模块5、用于接收并压缩纸币的纸币压缩模块3以及硬币输送装置4，硬币输送装置4用于接收投币防盗模块1输送的纸币和硬币，并将硬币和纸币分别输送至硬币分离模块5和纸币压缩模块3。

其中，投币防盗模块1包括顶部设有硬币投币口13012和纸币投币口1801的投币防盗箱顶盖13，投币防盗箱17内设有隔板1702，隔板1702将投币防盗箱17内部分隔成与硬币投币口13012连通的硬币腔1703和与纸币投币口1801连通的纸币腔1704，投币防盗箱17的底部设有用于接收硬币腔1703和纸币腔1704落下硬币和纸币并排出的排出口1701；硬币腔1703内设有可旋转的电磁吸附板1801及用于驱动电磁吸附板1801旋转的吸附板驱动电机20，吸附板驱动电机20与电磁吸附板1801的输出轴19连接且输出轴19上套设有电磁线圈19，电磁线圈19通电时使电磁吸附板1801吸附硬币投币口13012落下的硬币；纸币腔1704内设有可旋转的被动辊15和主动辊14，主动辊14连接有用于驱动其旋转的辊驱动电机16，被动辊15和主动辊14之间形成供纸币穿过的间隙，主动辊14旋转时引导纸币投币口301投入的纸币穿过间隙后经排出口1701落下。

硬币输送装置4包括倾斜布置于排出口1701下方的输送管401及与输送管401底部连接的输送板403，输送管401和输送板403连接形成人字形结构，输送管401的底壁开设有15个供硬币落下的硬币筛分孔402，输送板403用于接收硬币筛分孔402落下的硬币并使接收硬币向下滑落，纸币经过404进入纸币压缩模块3。

硬币分离模块5包括上下布置的一元硬币分离箱22和离心分离箱30及设于离心分离箱30下方的一元硬币收集箱53、五角硬币收集箱56和一角硬币收集箱55；一元硬币分离箱22内设有筛分板23，筛分板23上开设有64个供五角和一角硬币穿过的筛分孔531，筛分板23的一端与一元硬币分离箱22内壁铰接，筛分板23的底部设有用于驱动其周期性地绕铰接处上下转动的振动装置，一元硬币分离箱22与筛分板23铰接的一侧设有开口301及可升降以开闭开口301的封闭插板21，筛分板23绕铰接处向上转动时使其上的硬币滑落至从开口301流出，开口301和一元硬币收集箱53通过第一连接管52连通；振动装置包括一端顶压筛分板23底部的凸轮25及用于驱动凸轮25旋转的凸轮电机24；离心分离箱30内设有可旋转的子母离心分离器及差速分离器41，差速分离器41用于驱动子母离心分离器先低速旋转后高速旋转以将其上的五角硬币和一角硬币先后甩出至离心分离箱30底部，离心分离箱30底部连接人字形的硬币分离管58的顶部，硬币分离管58的底部两端分别与五角硬币收集箱56和一角硬币收集箱55连通，硬币分离管58内部设有可转动的分离板54，硬币分离管58还连接有用于驱动分离板54转动的选择电机57，选择电机57驱动分离板54转动时使硬币分离管58的底部选择性的连通五角硬币收集箱56或一角硬币收集箱55；所述硬币分离模块包括上下布置的一元硬币分离箱和离心分离箱以及设于离心分离箱下方的一元硬币收集箱、五角硬币收集箱和一角硬币收集箱；所述一元硬币分离箱的顶部和底部分别与所述输送板和所述离心分离箱连通，所述一元硬币分离箱内设有与其内壁铰接的筛分板及用于驱动所述筛分板绕铰接处上下转动的振动装置，所述一元硬币分离箱的侧壁设有开口，所述筛分板绕铰接处振动时将一元硬币经所述开口输送至所述一元硬币收集箱，并将一角硬币和五角硬币筛分落下；所述离心分离箱内设有用于接收一角硬币和五角硬币的子母离心分离器及差速分离器，所述子母离心分离器的顶部设置有不随其旋转的硬币投放器，硬币投放器设置于筛分板和子母离心分离器之间；

所述子母离心分离器用于驱动所述子母分离盘先低速旋转后高速旋转以将其上的五角硬币和一角硬币先后甩出至所述离心分离箱底部，所述离心分离箱底部连接有选择性的连通所述五角硬币收集箱或所述一角硬币收集箱的硬币分离管。所述一元硬币分离箱设有可移动以开闭所述开口的封闭插板，所述筛分板绕铰接处向上转动时使其上的硬币滑落至从所述开口流出，所述开口和所述一元硬币收集箱通过第一连接管连通；所述振动装置包括一端顶压所述筛分板底部的凸轮及用于驱动所述凸轮旋转的凸轮电机。所述子母离心分离器的顶部设置有不随其旋转的硬币投放器，硬币投放器包括自上而下依次设置为硬币投放桶28、硬币拨盘60和子母硬币投放盘31，硬币投放桶28内设有多条竖向贯穿其顶面和底面的硬币通道2801，硬币拨盘上设有与所述硬币通道一一对应的通孔，子母硬币投放盘的底面设有多组硬币投放孔，每组硬币投放孔包括内圈投放孔和***投放孔，内圈投放孔的硬币落点对应子母分离盘的中部内圈(即子母分离盘的中部内圈为子分离盘)，***投放孔的硬币落点对应子母分离盘的***圈(即子母分离盘的***圈为母分离盘)，硬币在每组硬币投放孔中就近进入内圈投放孔或***投放孔，硬币拨盘60的中央连接有步进电机(59)，步进电机(59)带动硬币拨盘60正向或反向转动。

硬币拨盘60位于初始位置时其上通孔与硬币投放桶28内的硬币通道一一对应布置，与下方的每组硬币投放孔均形成错位，每个硬币通道内都有一个硬币滑落至硬币拨盘60的通孔内，通孔内硬币底部与子母硬币投放盘的平面接触，当步进电机(59)带动硬币拨盘60正向转动后，硬币拨盘60的通孔与上方硬币通道错位，与下方内圈投放孔对位，硬币拨盘60通孔内的硬币经内圈投放孔投放至子母分离盘的中部内圈上(即子分离盘上)，当步进电机(59)带动硬币拨盘60反向转动后，硬币拨盘60的通孔与上方硬币通道错位，与下方***投放孔对位，硬币拨盘60通孔内的硬币经***投放孔投放至子母分离盘的***圈上(即母分离盘上)。

***投放孔和内圈投放孔内均设有锥形滑道3102/3102，锥形滑道底部布置有倾斜滑轨，倾斜滑轨3106上依次设置有一角硬币漏孔、五角硬币漏孔3105。

子母离心分离器包括子母分离盘、摩擦驱动盘35、联轴器和控制提升模块，子母分离盘包括子分离盘和母分离盘、轴承33，母分离盘为环形，子分离盘设置于母分离盘的内圈，摩擦驱动盘35设置于布置于子母分离盘的下方，分别与子分离盘和母分离盘连接，摩擦驱动盘35中部连接有驱动轴，驱动轴通过联轴器与差速分离器连接，差速分离器通过联轴器带动驱动轴及摩擦驱动盘35差速转动，摩擦驱动盘带动子分离盘或母分离盘差速转动，控制提升模块设置于子母分离盘一侧，控制模块根据需要依次交替提升子分离盘和母分离盘，使子分离盘或母分离盘与上方子母硬币投放盘贴近，方便硬币下落。

当硬币拨盘60正向转动时，控制模块使子分离盘升高并与摩擦驱动盘脱离，以便硬币拨盘60通孔内的硬币经内圈投放孔投放至子分离盘上，同时子分离盘和母分离盘高度错位，方便差速分离器通过摩擦驱动盘带动母分离盘差速转动，通过不同的离心力分离母分离盘上硬币，即将五角硬币和一角硬币依次分离，当硬币拨盘60反向转动时，控制模块使母分离盘升高并与摩擦驱动盘脱离，以便硬币拨盘60通孔内的硬币经***投放孔投放至子分离盘上，同时子分离盘和母分离盘高度错位，方便差速分离器通过摩擦驱动盘带动子分离盘差速转动，通过不同的离心力分离子分离盘上硬币，即将五角硬币和一角硬币依次分离)。

当硬币的离心力大于硬币与子母分离盘的摩擦力时，硬币被从子母分离盘上甩出，进行分离，相同转速的情况下，半径大的五角硬币先被甩出，然后再增加转速，半径小的一角也分离出来。

摩擦驱动盘端面以及侧面为高摩擦系数表面，分别与子分离盘底面和母分离盘内圈侧面相接触，母分离盘为圆环形，内圆侧面设置为倒角的斜面，与摩擦驱动盘的倒角侧面接触后旋转。

进一步地，母分离盘的外圆侧面套接有轴承，子分离盘的中部套接有轴承。

控制提升模块包括贯通式步进电机36、升降杆38，升降杆38横向布置，升降杆38一端连接有螺纹丝杆3801，升降杆38的下部沿长度方向依次布置有子分离盘吸杆3802和母分离盘吸杆3803，当升降杆下降至相应位置时，子分离盘吸杆3802和母分离盘吸杆3803分别与子分离盘和母分离盘接触连接，螺纹丝杆与贯通式步进电机36螺纹连接，子分离盘吸杆3802和母分离盘吸杆3803上均缠绕有线圈；贯通式步进电机36通过螺纹丝杆带动升降杆上下移动，子分离盘吸杆和母分离盘吸杆上的线圈交替通电，当子分离盘吸杆上的线圈通电产生电磁吸力，子分离盘吸杆通过电磁吸力带动子分离盘随升降杆上下移动；当母分离盘吸杆上的线圈通电产生电磁吸力，母分离盘吸杆通过电磁吸力带动母分离盘随升降杆上下移动。

硬币拨盘侧面设置有拨杆，子母硬币投放盘31侧面开设有允许硬币拨盘拨杆伸出的槽；

控制提升模块还包括控制模组支架37和控制器，控制模组支架37的一端与升降杆套接，控制模组支架的另一端设有凹槽，凹槽内两侧分别设有两个触碰开关40，控制器分别与触碰开关和贯通式步进电机连接，硬币拨盘的拨杆穿过子母硬币投放盘31的槽伸入至凹槽内；当硬币拨盘正反向转动时，拨杆随硬币拨盘正反向转动，分别触碰两侧的触碰开关。

所述硬币投放桶的顶部沿周向分布有多个漏斗，各漏斗的出币孔与各硬币通道一一对应，漏斗将从上端落下的五角、一角混合硬币分别导入硬币通道内。

差速分离器41包括差速电机42、差速盘、差速传动球45、设于差速传动球45内的记忆合金弹簧46、两个分别与差速电机42输出轴和差速盘同轴连接的联轴器43以及两个差速连接件，差速盘与离心分离器的摩擦驱动盘连接，联轴器43上套设有脉冲导电轴承49，脉冲导电轴承49通过导线电连接有脉冲供电模块48，记忆合金弹簧46通过导电的差速连接件与脉冲导电轴承49电连接；差速连接件包括与联轴器43连接的连杆47及分别与连杆47两端铰接的铰接杆50，两根铰接杆50远离连杆47的一端分别铰接有气动密封杆44，气动密封杆44套接于差速传动球45内通孔中，气动密封杆44可沿相应通孔来回移动，两个差速连接件的两根气动密封杆44分别与记忆合金弹簧46的两端连接。

差速球内设有两个相交并成一定夹角的通孔，分别为第一通孔和第二通孔，每组差速连接件的两个气动密封杆分别套接于相应通孔的两端，一个通孔内的一个气动密封杆与另一个通孔内的一个气动密封杆之间连接有记忆合金弹簧。

进一步地，两个通孔相互垂直相交，相交点为差速球的圆心。

进一步地，气动密封杆和通孔之间设有密封环。

气动密封杆上、第一通孔和第二通孔内设有限位凸块，用于限制定位密封活塞的移动位置。

纸币压缩模块3包括侧壁与输送管404底部连通的纸币存放箱6，纸币存放箱6的顶部设有可升降的纸币压缩板7，纸币存放箱6的四角分别设有沿高度方向延伸的滑槽604，纸币压缩板7的四角分别连接有滑动设于四条滑槽604内的滑块340，每个滑块340分别连接有一根拉绳8的顶部，纸币存放箱6的底部两侧分别连接有一个可旋转的压缩辊10，每个压缩辊10均与位于纸币存放箱6一侧的两根拉绳8的底部连接，两个压缩辊10上套设有传动皮带11，一个压缩辊10连接有用于驱动其旋转的压缩辊驱动电机12，纸币存放箱6的内壁两侧分别设有光电传感器9，两个光电传感器9分别为光电传感器发射器和光电传感器接收器。

本实施例提供的具有防盗和硬币分离的多功能投币机的使用原理是：

投币者将硬币和纸币分别投入投币防盗箱110顶部开设的硬币投币口1302和纸币投币口1301内，投入硬币投币口1302的硬币落下至硬币腔1702内的电磁吸附板1801上，并通过套设于输出轴1802上的电磁线圈19通电使电磁吸附板1801通过磁力吸附落下的硬币，预防投币者使用绳索连接硬币投入后拉出进行盗币，随后吸附板驱动电机20驱动输出轴1802旋转带动吸附的硬币转动至朝下布置，电磁线圈19断电后，电磁吸附板1801停止通过磁力吸附硬币，硬币落下经投币防盗箱110底部的排出口1701排出，同时投入纸币投币口1301内的纸币穿过纸币腔1704内被动辊15和主动辊14之间的间隙153，辊驱动电机16驱动主动辊14旋转引导纸币穿过间隙153后落下至排出口1701排出，避免投币者使用绳索连接纸币投入后拉出进行盗币，从而实现投币防盗功能。

当投币防盗箱110底部的排出口1701排出投入的硬币和纸币后进入硬币输送装置4内，随后硬币和纸币沿倾斜布置的输送管404移动，当硬币移动至输送管404的底壁的硬币筛分孔402时落下至输送板403上并进一步使接收的硬币向下滑落通过进料口21进入硬币分离模块5进行分离；纸币不受影响沿输送管404滑落至纸币压缩模块3的纸币存放箱6内进行存放，当纸币存放箱6内存放的纸币过多时，纸币存放箱6内壁一侧设置的光电传感器9的发射器发射的光被纸币阻挡无法被纸币存放箱6内壁另一侧的光电传感器9接收器接收，此时使用者可以控制两个压缩辊驱动电机12驱动两个压缩辊10旋转，并通过两条传动皮带11带动另外两个压缩辊10旋转，从而利用四个压缩辊10旋转并收卷四根拉绳8，从而通过四根拉绳8带动纸币压缩板7四角分别连接的滑块340沿沿高度方向延伸的四条滑槽604移动，使纸币压缩板7下降压缩纸币存放箱6内的纸币，从而利用纸币存放箱6继续存放纸币和便于使用者收取纸币存放箱6内压缩后纸币。

进入硬币分离模块5的硬币首先下落至一元硬币分离箱22内的筛分板23上，经过振动装置的凸轮电机24驱动凸轮25旋转，使凸轮25旋转时周期性的推动筛分板23上下转动对硬币进行筛分，使五角硬币和一角硬币穿过筛分板23上的筛分孔2301落下至下方的漏斗27，硬币沿着漏斗进入硬币投放桶，混合硬币进入硬币投放桶内的硬币通道存放，当硬币拨盘60开孔处与硬币通道重合时，混合硬币落下一枚到子母硬币投放盘31面上，步进电机驱动硬币拨盘60先顺时针旋转一定角度，将硬币拨入子母硬币投放盘31的***投放孔的滑轨上，此时升降杆38外侧电磁铁通电，吸附母分离盘32外侧阻尼轴承，使得母分离盘32与升降杆38接触，同时升降杆38在贯通式步进电机36驱动下上升，使得母分离盘32靠近子母硬币投放盘31底部，由于***投放孔的滑轨依次设置有一角硬币漏孔、五角硬币漏孔，所以混合硬币经过外圈滑轨落到母分离盘32上，且一角硬币的落点靠近圆心，五角硬币的落点靠近分离盘边缘。此时硬币拨盘60侧面拨杆触碰二号触碰开关，使得贯通式步进电机36驱动升降杆38下移，并且当母分离盘32内侧摩擦驱动面与摩擦驱动盘35侧面接触时，升降杆38外侧电磁铁断电，中央电磁铁通电吸附子分离盘34，使得子分离盘34随着升降杆38上升，靠近子母硬币投放盘31，于此同时母分离盘32先低速旋转后高速旋转以将其上的五角硬币和一角硬币先后甩出至离心分离箱30底部，当子分离盘靠近子母硬币投放盘底端时，步进电机驱动硬币拨盘逆时针旋转，使得混合硬币进入内圈投放孔的滑轨，同样由于内圈投放孔的滑轨依次设置有一角硬币漏孔、五角硬币漏孔，所以混合硬币经过内圈滑轨落到子分离盘上，且一角硬币的落点靠近圆心，五角硬币的落点靠近分离盘侧边。此时硬币拨盘侧面拨杆触碰一号触碰开关，使得贯通式步进电机驱动升降杆下移，并且当子分离盘底部摩擦驱动面与摩擦驱动盘顶部面接触时，升降杆中央电磁铁断电，外侧电磁铁通电再次吸附母分离盘，由此往复循环。具体来说，差速分离器41通过差速盘驱动摩擦驱动盘旋转，子母分离盘随后低速旋转的差速盘将其上的五角硬币甩出至离心分离箱30底部，此时选择电机57驱动分离板54转动使人字形的硬币分离管58顶部和底部分别连通离心分离箱30底部和五角硬币收集箱55，离心分离箱30底部的五角硬币经硬币分离管58进入五角硬币收集箱55进行存放，随后选择电机57驱动分离板54反向转动使人字形的硬币分离管58顶部和底部分别连通离心分离箱30底部和五角硬币收集箱56，此时摩擦驱动盘旋转速度逐渐加快至高速旋转以将一角硬币甩出至离心分离箱30底部，从而使一角硬币经硬币分离管58进入一角硬币收集箱56存放，即完成一组五角硬币和一角硬币的分离作业，此时差速分离器41停止旋转，并利用差速分离器41驱动差速盘先低速旋转后高速旋转以将其上的五角硬币和一角硬币先后甩出至离心分离箱30底部，最后利用硬币分离管58选择性地将离心分离箱30底部的硬币输送至五角硬币收集箱56或一角硬币收集箱55进行分离。其中，差速分离器41的工作过程是：通过差速电机42驱动一差速连接件带动差速传动球45旋转，并利用另一差速连接件将动力传递至差速盘旋转，当差速电机42刚启动带动差速连接件的连杆47、铰接杆50和气动密封杆44旋转时，记忆合金弹簧46的长度还未收缩，此时差速电机42旋转时输出的扭矩通过差速连接件、差速传动球45和另一差速连接件稳定传递至差速盘，使差速盘保持低速旋转，当旋转一段时间后，脉冲供电模块48通过脉冲导电轴承49将脉冲电流传递至记忆合金弹簧46，使记忆合金弹簧46通电收缩，此时差速电机42旋转时输出的扭矩通过传力长度较小的差速连接件、差速传动球45和另一差速连接件传递至差速盘时产生差速特性，使差速盘高速旋转，从而利用差速分离器41驱动差速盘先低速旋转后高速旋转以将其上的五角硬币和一角硬币先后甩出进行分离。

其中，如图17所示，差速分离器41的工作原理是：选定点A(x₁，y₁，z₁)、点B(x₂，y₂，z₂)和点O(0，0，0)建立XYZ坐标系，A、B、O三点组成的三角形关系为：(BO)²+(AO)²＝(AB)²；

当BO＝AO＝r，

时，点A、B分别的坐标为：

x₁＝cosθ₁×r x₂＝-sinθ₂cosα×r；

y₁＝0 y₂＝sinθ₂sinα×r；

z₁＝sinθ₁×r z₁＝cosθ₂×r；

则，(x₁-x₂)²+(y₁-y₂)²+(z₁-z₂)²＝2r²；

(cosθ₁+sinθ₂cosα)²+(sinθ₂)²(sinα)²+(sinθ₁-cosθ₂)²＝2；

a×cosθ₁sinθ₂cosα＝b×sinθ₁cosθ₂；

tanθ₁＝cosα×tanθ₂；

可见，差速电机42输出轴和联轴器43之间角速度的关系仅与两者夹角α有关，当差速电机42输出轴以恒定速度旋转时，联轴器43出现速度的波动，转速时快时慢。当记忆合金弹簧46收缩使得线段AO减小，BO与AO不相等时，tanθ₁＝k cosα×tanθ₂。

因此，当差速电机42输出轴和联轴器43之间夹角α固定不变时，通过记忆合金弹簧46改变长度进而改变k，能够使得差速特性进一步加剧，从而利用差速分离器41驱动差速盘先低速旋转后高速旋转以将其上的一角硬币和五角硬币先后甩出进行分离。

综上所述，将投入的硬币通过电磁吸附紧吸在电磁吸附板上，并旋转电磁吸附板后停止电磁吸附输送硬币，并利用纸币投币口下方的两根被动辊和主动辊旋转引导纸币落下进行纸币输送，从而防止钓鱼式投币造成的盗币缺陷，同时通过驱动纸币压缩板下降持续性压缩纸币，能够减少保存的纸币占用的空间，并防止压缩后的纸币反弹，提高纸币保存量并延长使用寿命。

以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于子母盘离心分离的多功能投币机，其特征在于，用于将硬币分成一元硬币、五角硬币和一角硬币的硬币分离模块、用于接收并存放纸币的纸币存放箱以及硬币输送装置，所述硬币输送装置用于接收纸币和硬币，并将硬币和纸币分别输送至所述硬币分离模块和所述纸币存放箱；

所述硬币分离模块包括上下布置的一元硬币分离箱和离心分离箱以及一元硬币收集箱、五角硬币收集箱和一角硬币收集箱；所述一元硬币分离箱的顶部和底部分别与所述硬币输送装置和所述离心分离箱连通，所述一元硬币分离箱内设有与其内壁铰接的筛分板及用于驱动所述筛分板绕铰接处上下转动的振动装置，所述一元硬币分离箱的侧壁设有开口，所述筛分板绕铰接处振动时将一元硬币经所述开口输送至所述一元硬币收集箱，并将一角硬币和五角硬币筛分落下；

所述离心分离箱内设有用于接收一角硬币和五角硬币的子母离心分离器及与子母离心分离器连接的差速分离器；所述子母离心分离器的顶部设置有不随其旋转的硬币投放器；

差速分离器用于驱动所述子母离心分离器先低速旋转后高速旋转以将其上的五角硬币和一角硬币先后甩出至所述离心分离箱底部，所述离心分离箱底部连接有选择性的连通所述五角硬币收集箱或所述一角硬币收集箱的硬币分离管。

2.根据权利要求1所述的基于子母盘离心分离的多功能投币机，其特征在于，硬币投放器包括自上而下依次设置为硬币投放桶28、硬币拨盘和子母硬币投放盘，硬币投放桶内设有多条竖向贯穿其顶面和底面的硬币通道，硬币拨盘上设有与所述硬币通道一一对应的通孔，子母硬币投放盘的底面设有多组硬币投放孔，每组硬币投放孔包括内圈投放孔和***投放孔，内圈投放孔的硬币落点对应子母分离盘的中部内圈，***投放孔的硬币落点对应子母分离盘的***圈，硬币拨盘的中央连接有步进电机，步进电机带动硬币拨盘正向或反向转动。

3.根据权利要求2所述的基于子母盘离心分离的多功能投币机，其特征在于，子母离心分离器包括子母分离盘、摩擦驱动盘、联轴器和控制提升模块，子母分离盘包括子分离盘和母分离盘，母分离盘为环形，子分离盘设置于母分离盘的内圈，摩擦驱动盘设置于子母分离盘的下方，分别与子分离盘和母分离盘连接，摩擦驱动盘中部连接有驱动轴，驱动轴通过联轴器与差速分离器连接，差速分离器通过联轴器带动驱动轴及摩擦驱动盘差速转动，摩擦驱动盘带动子分离盘或母分离盘差速转动，控制提升模设置于子分离盘和母分离盘一侧，控制模块交替提升子分离盘和母分离盘，使子分离盘或母分离盘与上方子母硬币投放盘贴近，方便硬币下落。

4.根据权利要求3所述的基于子母盘离心分离的多功能投币机，其特征在于，摩擦驱动盘端面以及侧面为高摩擦系数表面，分别与子分离盘底面和母分离盘内圈侧面相接触，母分离盘为圆环形，内圆侧面设置为倒角的斜面，与摩擦驱动盘的倒角侧面接触后旋转；

控制提升模块包括贯通式步进电机和升降杆，升降杆横向布置，升降杆一端连接有螺纹丝杆，升降杆的下部沿长度方向依次布置有子分离盘吸杆和母分离盘吸杆，子分离盘吸杆和母分离盘吸杆分别对应布置于子分离盘和母分离盘上方，螺纹丝杆与贯通式步进电机螺纹连接，子分离盘吸杆和母分离盘吸杆上均缠绕有线圈；贯通式步进电机通过螺纹丝杆带动升降杆上下移动，升降杆带动子分离盘吸杆和母分离盘吸杆向下移动至与相应的子分离盘和母分离盘接触连接，子分离盘吸杆和母分离盘吸杆上的线圈交替通电，当子分离盘吸杆上的线圈通电产生电磁吸力，子分离盘吸杆通过电磁吸力带动子分离盘随升降杆上下移动；当母分离盘吸杆上的线圈通电产生电磁吸力，母分离盘吸杆通过电磁吸力带动母分离盘随升降杆上下移动。

5.根据权利要求4所述的基于子母盘离心分离的多功能投币机，其特征在于，硬币拨盘侧面设置有拨杆，子母硬币投放盘侧面开设有允许硬币拨盘拨杆伸出的槽；

控制提升模块还包括控制模组支架和控制器，控制模组支架的一端与升降杆套接，控制模组支架的另一端设有凹槽，凹槽内两侧分别设有两个触碰开关，控制器分别与触碰开关和贯通式步进电机连接，硬币拨盘的拨杆穿过子母硬币投放盘的槽伸入至凹槽内。

6.根据权利要求2所述的基于子母盘离心分离的多功能投币机，其特征在于，所述硬币投放桶的顶部沿周向分布有多个漏斗，各漏斗的出币孔与各硬币通道一一对应，漏斗将从上端落下的五角、一角混合硬币分别导入硬币通道内。

7.根据权利要求1所述的基于子母盘离心分离的多功能投币机，其特征在于，所述硬币输送装置包括倾斜布置于所述排出口下方的输送管及与所述输送管底部连接的输送板，所述输送管的底壁开设有多个供硬币落下的硬币筛分孔，所述输送管和所述输送板的底部分别与所述硬币分离模块和所述纸币存放箱连通。

8.根据权利要求1所述的基于子母盘离心分离的多功能投币机，其特征在于，一元硬币分离箱设有可移动以开闭所述开口的封闭插板，筛分板绕铰接处向上转动时使其上的硬币滑落至从所述开口流出，开口和所述一元硬币收集箱通过第一连接管连通；振动装置包括一端顶压所述筛分板底部的凸轮及用于驱动所述凸轮旋转的凸轮电机。

9.根据权利要求1所述的基于子母盘离心分离的多功能投币机，其特征在于，所述差速分离器包括差速电机、差速盘、差速传动球、设于所述差速传动球内的记忆合金弹簧、两个分别与所述差速电机输出轴和所述差速盘同轴连接的联轴器及两个差速连接件，所述记忆合金弹簧电连接有脉冲供电模块，每个所述差速连接件包括与一个所述联轴器连接的连杆及分别与所述连杆两端铰接的铰接杆，两根所述铰接杆远离所述连杆的一端分别铰接有气动密封杆，气动密封杆套接于差速传动球内孔，两个所述差速连接件的两根所述气动密封杆分别与所述记忆合金弹簧的两端连接。

10.根据权利要求1所述的基于子母盘离心分离的多功能投币机，其特征在于，所述硬币分离管内部设有可转动的分离板，所述硬币分离管连接有用于驱动所述分离板转动的选择电机，所述选择电机驱动所述分离板转动时使所述离心分离箱底部的五角硬币和一角硬币选择性地通过所述硬币分离管落下至所述五角硬币收集箱或所述一角硬币收集箱内。

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