TW201537522A - 管道內硬幣檢知裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種管道內硬幣檢知裝置，係包括有主體、硬幣收集管及檢知裝置，其中該主體所具之機殼內部為設有硬幣分配器，並於硬幣分配器下方處收容有至少一個硬幣收集管，而檢知裝置所具之電路模組上為設有諧振電路，並由電路模組連接之至少一組感測線圈上結合有至少一個可供感測線圈貼覆定位於硬幣收集管外側壁面處之絕緣膜片，當硬幣分配器導引金屬硬幣進入至硬幣收集管內時，可使感測線圈之交變磁場誘發出一渦電流，並由電路模組根據金屬硬幣與感測線圈等效並聯諧振阻抗測量諧振電路中的損耗，以及諧振電路之振盪頻率的變化測量出電感，便可同時測量諧振電路中的損耗及振盪頻率變化大小計算出硬幣收集管內相對之金屬硬幣數量。

Description

管道內硬幣檢知裝置

本發明係提供一種管道內硬幣檢知裝置，尤指檢知裝置之電路模組上為設有諧振電路，並由電路模組連接之感測線圈上結合有貼覆定位於硬幣收集管外側壁面處之絕緣膜片，便可同時測量諧振電路中的損耗及振盪頻率計算出硬幣收集管內相對之金屬硬幣數量。

按，現今社會文明與科技的高度發展，不但加速了人們生活的步調，對於生活品質的要求更趨向於方便、快速，因此在許多公共場所中，為了考量到民眾所注重的便利性及時效性大都會設置有自動化販賣機器，例如販賣機、售票機或兌幣機等，除了可大幅節省人事雇用成本，隨著販賣商品種類越來越多，即需具備有更多附加的功能。

再者，一般市面上之自動化販賣機器與遊戲機台等，係利用硬幣接收裝置來提供使用者投入硬幣進行操作，以達到無人化經營及自助結帳之目的，而隨著自動化販賣機器所能交易與販賣的商品種類增加、單價不盡相同，或是因應遊戲機台進行硬幣接收功能，其機體內部之硬幣接收裝置皆設置有辨識模組以辨識硬幣的幣值及真偽，且因硬幣不論是國家製造的錢幣或遊樂場自製代幣，不同幣值的硬幣也會有尺寸上之差異，故，硬幣接收裝置在辨識完硬幣之幣值及真偽後，則必須利用硬幣分配器 來將不同幣值的硬幣進行分流至對應的硬幣收集管內，由於硬幣收集管內部為儲存有許多的硬幣，所以需要硬幣高度檢測機制，使硬幣收集管內硬幣接近滿位時，硬幣分配器即不再對硬幣收集管進行入幣，而硬幣收集管內硬幣接近低位時，則使硬幣收集管底部之出幣裝置不再進行出幣，以確保機台正常的運作。

惟目前硬幣高度檢測機制大多是採用非接觸式位移感測器來作為金屬硬幣的感測模組，並在所有非接觸式位移感測器中主要可分為音波式感測器、光學式感測器與電磁式感測器等型式，其中音波式感測器係以發射超音波的方式利用硬幣通過時可吸收超音波能量造成衰減，並由控制電路根據衰減量強度的變化即可計算出硬幣所在位置，不過此種音波式感測器尺寸大而成本相當高昂，且因音波式感測器反射訊號的強度與硬幣相距其的距離成反比，若是應用在較長的硬幣收集管上，便會受到尺寸的限制而產生散射衰減、激發能量不足及訊號辨識不易等問題。

而光學式感測器係利用光源接收與遮斷的方式通過反射條來聚集光線照射於硬幣收集管上，當硬幣通過時，可使反射條光線受到遮光效應而產生陰影，並由控制電路根據感測到的陰影變化即可計算出硬幣所在位置，由於光學式感測器為具有不受到電子雜訊干擾、訊號衰減低等優點，亦不會隨著硬幣收集管尺寸而產生很大的變化，不過此種光學式感測器若是應用在利用高低準位判斷硬幣的存量時，便會因光學式感測器及反射條在塵埃、污染的環境下容易受到髒污的影響而產生有辨識錯誤率較高等缺點，導致無法準確計算出硬幣收集管內之硬幣存量，且該光源運用之光學元件在長時間使用下，亦會因損耗與壽命的影響而產生衰減並降低 效率，造成光學式感測器的辨識錯誤率大幅提高。

此外，上述之所有非接觸式位移感測器中，由於電磁式感測器為具有體積小及可在高溫或塵埃、污染環境下操作等優點，所以成為最適用於硬幣收集管硬幣近距離範圍內量測的位移感測器之一，電磁式感測器係利用電磁感應的方式，當硬幣通過感測線圈時，可使感測線圈交變磁場產生變化誘發出渦電流，並由控制電路根據渦電流的大小即可計算出硬幣所在位置，不過感測線圈與硬幣間之距離、硬幣幾何形狀及導磁係數皆會使渦電流發生變化，並造成諧振電路所輸出之振盪頻率偏離激磁訊號之振盪頻率相對變快或變慢，以致使感測線圈與硬幣必須在較近的量測距離內進行感測，且因感測線圈一般係設置在電路板上，導致感測線圈安裝過程中便會受到電路板具有一定厚度及構型上之限制，無法將電路板彎折貼覆於硬幣收集管上以有效縮小感測線圈與硬幣間之距離，亦會影響到硬幣檢測時之準確率，若是應用在硬幣收集管上隨著感測線圈激磁頻率愈高其後續所需的訊號處理將愈趨於複雜，導致有成本昂貴的問題產生，即為從事此行業者所亟欲研究改善之關鍵所在。

故，發明人有鑑於習用感測模組之問題與缺失，乃搜集相關資料經由多方評估及考量，並利用從事於此行業之多年研發經驗不斷試作與修改，始設計出此種管道內硬幣檢知裝置之發明專利誕生。

本發明之主要目的乃在於該主體之機殼內部為設有硬幣分配器及位於硬幣分配器下方處收容有硬幣收集管，而檢知裝置之電路模組上為設有諧振電路，並由電路模組所連接之感測線圈上結合有貼覆定位於 硬幣收集管外側壁面處之絕緣膜片，當硬幣分配器導引金屬硬幣進入至硬幣收集管內時，可使感測線圈之交變磁場誘發出一渦電流，並由電路模組根據金屬硬幣與感測線圈等效並聯諧振阻抗測量諧振電路中的損耗，以及諧振電路之振盪頻率的變化測量出電感，便可同時測量諧振電路中的損耗及振盪頻率變化大小計算出硬幣收集管內相對之金屬硬幣數量，此種絕緣膜片厚度極薄、韌性強而易於彎折不會產生破裂、成本低，亦不會受到硬幣收集管構型上之限制，可方便將感測線圈利用絕緣膜片貼覆定位於硬幣收集管外側壁面處形成一彎弧狀，並與硬幣收集管內之金屬硬幣間的距離更為接近，所以可使諧振電路中的損耗及振盪頻率變化更為明顯而大幅提高電路模組檢測時之準確率與可靠度，進而達到安裝容易、金屬硬幣數量檢測更為準確且成本低廉之效果。

本發明之次要目的乃在於該檢知裝置之電路模組所連接之多組感測線圈上較佳實施為結合有一個絕緣膜片，而於實際應用時，亦可在各組感測線圈上分別結合有一個絕緣膜片，並將各組感測線圈利用絕緣膜片分別貼覆定位於硬幣收集管外側壁面處，且感測線圈沿著硬幣收集管長度方向之尺寸為涵蓋於複數金屬硬幣堆疊加總之厚度，以增加電路模組配合感測線圈能夠感測金屬硬幣數量的面積範圍。

1‧‧‧主體

10‧‧‧容置空間

11‧‧‧機殼

12‧‧‧硬幣分配器

120‧‧‧入幣口

121‧‧‧辨識模組

122‧‧‧分幣模組

13‧‧‧出幣裝置

2‧‧‧硬幣收集管

20‧‧‧管道

3‧‧‧檢知裝置

31‧‧‧電路模組

310‧‧‧電路板

311‧‧‧諧振電路

312‧‧‧電子元件

32‧‧‧感測線圈

321‧‧‧絕緣膜片

4‧‧‧金屬硬幣

第一圖 係為本發明之立體外觀圖。

第二圖 係為本發明之立體分解圖。

第三圖 係為本發明感測線圈利用絕緣膜片貼覆於硬幣收集管上之立體外 觀圖。

第四圖 係為本發明感測線圈利用絕緣膜片貼覆於硬幣收集管上之前視圖。

第五圖 係為本發明檢知裝置之結構示意圖。

第六圖 係為本發明檢知裝置之電路示意圖。

第七圖 係為本發明諧振阻抗響應與硬幣數量關係之波型圖。

第八圖 係為本發明電感響應頻率與硬幣數量關係之波型圖。

第九圖 係為本發明較佳實施例感測線圈利用絕緣膜片貼覆於硬幣收集管前之立體分解圖。

第十圖 係為本發明較佳實施例感測線圈利用絕緣膜片貼覆於硬幣收集管後之前視圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其構造與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三、四、五、六圖所示，係分別為本發明之立體外觀圖、立體分解圖、感測線圈利用絕緣膜片貼覆於硬幣收集管上之立體外觀圖、感測線圈利用絕緣膜片貼覆於硬幣收集管上之前視圖、檢知裝置之結構示意圖及電路示意圖，由圖中可清楚看出，本發明為包括有主體1、硬幣收集管2及檢知裝置3，故就本案之主要構件及特徵詳述如后，其中：該主體1為包括有機殼11，並於機殼11內部上方處設 有硬幣分配器12，且位於硬幣分配器12下方處所形成之容置空間10內收容有至少一個硬幣收集管2，而硬幣分配器12為具有可對金屬硬幣4進行幣值與真偽辨識之辨識模組121及可導引金屬硬幣4進行分流收納於對應的硬幣收集管2內之分幣模組122，並於辨識模組121上方處形成有入幣口120；另，主體1之容置空間10下方處為設置有出幣裝置13，便可將硬幣收集管2裝設於出幣裝置13頂部，並由出幣裝置13將硬幣收集管2內之金屬硬幣4推出進行兌換或找零功能。

該硬幣收集管2為概呈一圓柱狀，並於硬幣收集管2內部所形成中空之管道20內收納有至少一個金屬硬幣4，且各硬幣收集管2管徑為對應於不同幣值的金屬硬幣4直徑所製成，便可藉由複數硬幣收集管2來收納有不同幣值的金屬硬幣4。

該檢知裝置3為設置於主體1之機殼11內部，並具有一電路模組31，而電路模組31為利用線路或導線(圖中未示出)連接有至少一組感測線圈32，且感測線圈32表面上利用封裝或膠合的方式結合有至少一個可為麥拉片(Mylar片，係由聚酯薄膜所製成)、塑膠片或其它具軟質且絕緣效果的材料製成之絕緣膜片321，藉此可將感測線圈32利用絕緣膜片321透過抵貼、夾持定位或膠合的方式貼覆定位於硬幣收集管2外側壁面處形成一彎弧狀，且感測線圈32沿著硬幣收集管2長度方向之尺寸為涵蓋於複數金屬硬幣4堆疊加總之厚度，並可依實際情況予以增加感測線圈32的面積，以增加電路模組31配合感測線圈32能夠感測金屬硬幣4數量的面積範圍。

然而，上述之電路模組31較佳實施為設置於硬幣分配器 12底部，但於實際應用時，亦可將電路模組31設置於硬幣分配器12內部或機殼11上其它任意之適當位置，而電路模組31為具有至少一個電路板310，並於電路板310上設有可為LC振盪電路(LC Tank)之諧振電路311及複數電子元件312，且諧振電路311包括有一振盪器(Oscillator)、電阻〔Rp(d)〕、電容(C)及電感〔L(d)〕，而電路模組31之複數電子元件312則可分別為一電阻、電容、電感、二極體等被動元件，或者是微處理器、電晶體、晶片(或積體電路)等主動元件所構成，便可藉由電路模組31配合感測線圈32來對金屬硬幣4進行感測及訊號處理之動作，惟此部份有關電路模組31之電路應用及訊號處理電路的設計方式很多，且該細部之構成亦並非本案之發明所在，茲不再作一贅述。

本發明之管道內硬幣檢知裝置為可應用於自動化販賣機器、遊戲機台或其它可提供商品購買、消費服務之消費系統，當使用者將金屬硬幣4為由面板上之投幣口經由入幣口120處進入至硬幣分配器12內時，可利用辨識模組121進行幣值大小與真偽之辨識，若是判斷出金屬硬幣4為一真幣，便可藉由分幣模組122依金屬硬幣4幣值大小導引分流至對應的硬幣收集管2內進行收納；換言之，若是判斷出金屬硬幣4為一偽幣，分幣模組122便會將金屬硬幣4經由主體1內部之退幣通道朝面板上之退幣口退出。

當硬幣分配器12導引金屬硬幣4進入至其中一硬幣收集管2內時，可利用檢知裝置3之電路模組31以諧振電路311之振盪器產生具預定振盪頻率之激磁訊號，並由感測線圈32接收該激磁訊號導通 後形成可感應各種金屬導體(Conductance of Metal)材質所製成金屬硬幣4之交變磁場，使金屬硬幣4接近感測線圈32一距離(Distanced)位置，便會產生電磁感應誘發出渦電流(Eddy Currents)，當金屬硬幣4通過感測線圈32之交變磁場時，便會造成諧振電路311中產生能量損耗，並改變系統總體電感值隨之發生變化，即可根據金屬硬幣4與感測線圈32等效並聯諧振阻抗(Rs)測量出諧振電路311中的損耗，以及諧振電路311之振盪頻率偏離激磁訊號之振盪頻率的變化測量出電感〔L(d)〕，便可利用電路模組31同時測量諧振電路311中的損耗及振盪頻率變化大小再計算出硬幣收集管2內相對之金屬硬幣4數量，此種感測線圈32為可利用絕緣膜片321貼覆定位於硬幣收集管2外側壁面處，並與硬幣收集管2內之金屬硬幣4間的距離更為接近，所以可使諧振電路311中的損耗及振盪頻率變化更為明顯而大幅提高電路模組31檢測時之準確率與可靠度，且因絕緣膜片321為具有厚度極薄、韌性強、成本低，以及良好的絕緣效果而不易被外部訊號產生之雜訊干擾影響等特性，並使感測線圈32安裝於硬幣收集管2上更為服貼，進而達到安裝容易、金屬硬幣4數量的檢測更為準確且成本低廉之效果。

請參閱第七、八圖所示，係分別為本發明諧振阻抗響應與硬幣數量關係之波型圖及電感響應頻率與硬幣數量關係之波型圖，由圖中可清楚看出，其中該電路模組31可根據金屬硬幣4與感測線圈32等效並聯諧振阻抗測量諧振電路311中的損耗，以及諧振電路311之振盪頻率的變化測量出電感，並將金屬硬幣4(如1個、5個、9個、13個 、．．．、65個等)數量對應之諧振阻抗(歐姆)與電感響應振盪頻率(kHz)變化分別以圖表製作成比對資料，當至少一個金屬硬幣4進入至硬幣收集管2內通過感測線圈32時，因為感測線圈32與金屬硬幣4間之距離、金屬硬幣4的幾何形狀(如尺寸大小、厚度等)及導磁係數等皆會使渦電流發生變化，便可利用電路模組31測量出諧振電路311中的損耗及振盪頻率變化大小，並與比對資料進行分析、判斷後，再計算出硬幣收集管2內相對之金屬硬幣4數量。

請同時參閱第二、四、九、十圖所示，係分別為本發明之立體分解圖、感測線圈利用絕緣膜片貼覆於硬幣收集管上之前視圖、較佳實施例感測線圈利用絕緣膜片貼覆於硬幣收集管前之立體分解圖及感測線圈利用絕緣膜片貼覆於硬幣收集管後之前視圖，由圖中可清楚看出，其中該檢知裝置3之電路模組31為連接有至少一組感測線圈32，並於多組感測線圈32上較佳實施結合有一個絕緣膜片321，但於實際應用時，亦可在各組感測線圈32上為分別結合有一個絕緣膜片321，便可將各組感測線圈32利用絕緣膜片321分別貼覆定位於硬幣收集管2外側壁面處形成一彎弧狀，且因絕緣膜片321的厚度極薄、韌性強而易於彎折不會產生破裂，可方便將感測線圈32安裝於硬幣收集管2上更為服貼，並與硬幣收集管2內之金屬硬幣4間的距離更為接近，以提高金屬硬幣4數量檢測之準確率。

上述詳細說明為針對本發明一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本發明 所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本發明上述之管道內硬幣檢知裝置於使用時為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，實符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧主體

10‧‧‧容置空間

11‧‧‧機殼

12‧‧‧硬幣分配器

120‧‧‧入幣口

121‧‧‧辨識模組

122‧‧‧分幣模組

13‧‧‧出幣裝置

2‧‧‧硬幣收集管

20‧‧‧管道

3‧‧‧檢知裝置

31‧‧‧電路模組

310‧‧‧電路板

32‧‧‧感測線圈

321‧‧‧絕緣膜片

4‧‧‧金屬硬幣

Claims (8)

1. 一種管道內硬幣檢知裝置，係包括有主體、硬幣收集管及檢知裝置，其中該主體所具之機殼內部為設有硬幣分配器，並於硬幣分配器下方處收容有至少一個硬幣收集管，而檢知裝置所具之電路模組上為設有諧振電路，並由電路模組連接有至少一組感測線圈，且感測線圈上結合有至少一個可供感測線圈貼覆定位於硬幣收集管外側壁面處之絕緣膜片，當硬幣分配器導引金屬硬幣進入至硬幣收集管內時，可使感測線圈交變磁場誘發出渦電流，並由電路模組根據金屬硬幣與感測線圈等效並聯諧振阻抗測量諧振電路中的損耗，以及諧振電路之振盪頻率的變化測量出電感，便可同時測量諧振電路中的損耗及振盪頻率變化大小計算出硬幣收集管內相對之金屬硬幣數量。
2. 如申請專利範圍第1項所述之管道內硬幣檢知裝置，其中該檢知裝置電路模組之諧振電路為LC振盪電路。
3. 如申請專利範圍第1項所述之管道內硬幣檢知裝置，其中該檢知裝置之感測線圈為透過絕緣膜片利用抵貼、夾持定位或膠合的方式貼覆定位於硬幣收集管外側壁面處形成一彎弧狀。
4. 如申請專利範圍第1項所述之管道內硬幣檢知裝置，其中該檢知裝置之多組感測線圈上為結合有一個絕緣膜片，並將多組感測線圈利用絕緣膜片分別貼覆定位於硬幣收集管外側壁面處。
5. 如申請專利範圍第1項所述之管道內硬幣檢知裝置，其中該檢知裝置之各組感測線圈上為分別結合有一個絕緣膜片，並將各組感測線圈利用絕緣膜片分別貼覆定位於硬幣收集管外側壁面處。
6. 如申請專利範圍第1項所述之管道內硬幣檢知裝置，其中該檢知裝置之絕緣膜片為由聚酯薄膜所製成之麥拉片。
7. 如申請專利範圍第1項所述之管道內硬幣檢知裝置，其中該檢知裝置之絕緣膜片為一塑膠片。
8. 如申請專利範圍第1項所述之管道內硬幣檢知裝置，其中該檢知裝置之感測線圈沿著硬幣收集管長度方向之尺寸為涵蓋於複數金屬硬幣堆疊加總之厚度。