Brevet FR3001824A1 — publié le 20140808

- 1 - " Appareil de perception et de tri de pièces de monnaie." La présente invention se rapporte à un appareil de perception et de tri de pièces de monnaie ou de tout autre objet tel par exemple des jetons identifiables. Un tel appareil permet de recevoir plusieurs pièces de monnaie, de les identifier, les comptabiliser et éventuellement rendre la monnaie si le montant reçu est supérieur à ce qui était requis. Une application avantageuse d'un tel appareil, mais pas uniquement, est la perception de monnaie dans un péage d'autoroute par exemple. Dans une telle utilisation, l'environnement est important car l'appareil subit les intempéries, le vent l'humidité, et doit être suffisamment robuste pour résister à tout cela. L'appareil doit également fonctionner de manière suffisamment rapide pour ne pas allonger le temps de passage au péage. On connaît des dispositifs accepteurs unitaires de pièces à fentes et des aiguillages à palettes et électroaimants en cascade. Ces dispositifs sont bon marché mais lents et pas compatibles avec une utilisation intensive. On connaît des monnayeurs pour pièces en vrac avec des aiguillages en cascades ou des aiguillages successifs soit sur un disque soit sur une chaîne. De tels dispositifs sont onéreux et nécessitent un premier monnayeur en amont pour recevoir les pièces de monnaie en vrac dans un environnement difficile ainsi que des moyens pour transporter les pièces vers un appareil de tri. Les inconvénients de tels dispositifs sont la lenteur et la nécessité d'avoir un tampon pour traiter les pièces à un rythme différé. La présente invention a pour but un nouveau dispositif peu encombrant et capable de fonctionner en environnement difficile. Un autre but de l'invention et la réalisation d'un dispositif peu onéreux à mettre en oeuvre. La présente invention a encore pour but un nouveau système rapide de perception et de tri pour le rendu de la monnaie. On atteint au moins l'un des objectifs précités avec un appareil de perception et de tri de pièces, notamment des pièces de monnaie, comprenant : - un module de perception et de reconnaissance de pièces une à une, - 2 - - un module de tri comprenant une goulotte rotative multipositions pour recevoir une pièce provenant du module de perception et de reconnaissance de pièces, et pour alimenter un bol parmi différents bols en fonction de la position de la goulotte, - une unité de traitement pour la reconnaissance de la pièce et pour commander le positionnement de la goulotte rotative en fonction de cette reconnaissance. Avec l'appareil selon l'invention, on utilise une goulotte rotative pour trier les pièces de monnaie. Le module de tri est interne à l'appareil. Cela permet un double avantage : premièrement, le tri se fait rapidement, au rythme du module de perception. Ensuite, on obtient un appareil compact et simple à mettre en oeuvre : un seul appareil sans convoyage de pièces entre un appareil de perception et un appareil de tri comme dans certains systèmes de l'art antérieur. Avec l'appareil selon l'invention, une pièce transite du module de perception et de reconnaissance vers un bol de récupération par gravité. Il n'y a pas de transport d'un appareil à l'autre pour effectuer le tri. Le fait de n'utiliser qu'un seul appareil en mettant en oeuvre un mécanisme astucieux de tri constitue également un avantage économique non négligeable. Le fait d'utiliser une unique goulotte rotative permet de limiter considérablement le nombre d'éléments mécaniques pour le tri. Dans l'art antérieur, on utilisait plusieurs clapets à deux positions disposés en cascade selon une arborescence assez complexe de tri de façon à atteindre plusieurs bols de récupérations des pièces. Une seule goulotte rotative multipositions selon l'invention, suffit pour balayer plusieurs bols, de préférence plus de deux. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la goulotte rotative peut être commandée par un moteur pas à pas. Avec un tel moteur, on simplifie et fiabilise considérablement la commande. Il suffit de définir un 30 nombre de pas entre chaque bol. Lorsqu'on utilise uniquement une goulotte rotative selon l'invention pour faire le tri, on peut envisager un fonctionnement où toutes les pièces tombent alors systématiquement dans la goulotte rotative après avoir subi une étape de reconnaissance. Il n'y a donc pas de possibilité d'une seconde 35 vérification de la pièce en cas de mauvaise lecture comme on le verra ci- - 3 - dessous. Si une pièce doit être rejetée, cette opération est réalisée par la goulotte rotative avec une sortie la plus externe qui renverrait vers l'avant de l'appareil. La position de sortie peut être une position par défaut que la goulotte rotative quitte à chaque fois qu'une pièce doit être rangée dans un bol et qu'elle reprend immédiatement. Afin de permettre une seconde vérification, l'appareil peut en outre comprendre un clapet multipositions commandé par l'unité de traitement ; ce clapet guidant chaque pièce provenant du module de perception et de reconnaissance selon au moins deux positions : - une position fermée pour laisser la pièce dans le module de perception et de reconnaissance, et - une position de tri pour envoyer la pièce vers le module de tri. Afin de permettre un rejet d'une pièce non acceptée, le clapet multipositions peut présenter en outre une position de rejet pour envoyer la pièce vers une sortie de rejet. Cette position permet notamment d'éliminer toute pièce non-conforme telle un bouchon ou tout autre élément étranger. Par conséquent, le clapet présente trois positions. Une position fermée pour laquelle le clapet n'autorise pas la chute de la pièce. Une position de tri pour laquelle le clapet est ouvert selon un angle prédéterminé et la pièce tombe par gravité dans le module de tri. Et la position de rejet. De préférence, la goulotte rotative est une pièce mécanique creuse pivotant par rapport à un axe horizontal passant par une partie supérieure de la goulotte. Lorsqu'une pièce de monnaie est dirigée vers la goulotte, elle traverse l'intérieur de la goulotte avant d'atterrir dans un bol. C'est l'unité de traitement qui fait pivoter la goulotte rotative au moyen du moteur pas à pas pour que la pièce venant d'être détectée tombe par gravité dans le bol qui lui est destiné. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, cet appareil peut comprendre un capteur à effet hall par position utile de la goulotte rotative; une position utile étant une position pour laquelle la goulotte rotative alimente l'un des bols, chaque capteur à effet hall permettant de remonter la position de la goulotte rotative vers l'unité de traitement. On utilise ainsi plusieurs capteurs à effet hall pour connaître la position exacte de la goulotte rotative. Cela permet à l'unité de traitement d'avoir une confirmation sur le - 4 - bon positionnement de la goulotte rotative et de surveiller ainsi toute dérive dans le positionnement. Généralement on prévoit plusieurs pas entre deux positions. Si pour une position commandée par l'unité de traitement, la goulotte ne se retrouve pas en face du capteur à effet hall associé à cette position, il sera nécessaire de réinitialiser le positionnement de la goulotte. On peut prévoir une réinitialisation à chaque début de perception. Par exemple, on peut prévoir une butée fixe permettant de remonter l'information de contact avec la goulotte. La butée peut par exemple être placée au niveau d'une première position. A chaque contact, l'unité de traitement sait que la goulotte se trouve à la position zéro, les autres positions étant notamment repérées à des intervalles (nombre de pas du moteur pas à pas) prédéterminés. La butée peut être un contacteur ou un « switch ». Avantageusement, les capteurs à effet hall sont disposés sur un châssis de l'appareil et sont fixes par rapport à la goulotte. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le module de perception et de reconnaissance comprend un disque rotatif incliné doté d'alvéoles sur sa périphérie, ses alvéoles étant aptes à saisir une à une les pièces recueillies par un réceptacle. Le module de perception et de reconnaissance réalise une reconnaissance active, c'est-à-dire que la pièce de monnaie est en mouvement, déplacée par un disque rotatif. De préférence, on prévoit au moins un capteur électromagnétique disposé sous le disque pour la reconnaissance des pièces de monnaie. La pièce de monnaie en circulation passe d'abord par le capteur pour une reconnaissance puis vers une ouverture lorsque reconnue. Avantageusement, le disque fait glisser chaque pièce sur une platine. Une ouverture est réalisée sur cette platine. La pièce de monnaie peut tomber dans cette ouverture par gravité lorsque le clapet n'est pas en position fermée, cette ouverture étant obturée par le clapet en position fermée. Par conséquent, en position fermée, la pièce continue à être convoyée par le disque pour une seconde reconnaissance lorsque la première reconnaissance n'a pas été probante. Si la pièce est un élément étranger, on ouvre le clapet dans la position de rejet, soit pour renvoyer la pièce vers l'extérieur soit vers une réserve spécifique. Lorsque la pièce est reconnue, elle est comptabilisée puis triée et placée dans un bol approprié. Pour ce faire, on ouvre le clapet dans la position de tri permettant à la pièce de tomber dans la - 5 - goulotte rotative, cette dernière étant positionnée pour injecter la pièce dans le bon bol. En complément de ce qui précède, on peut prévoir un élévateur connecté aux bols (par exemple aspirateur) pour transférer les pièces vett un dispositif de rendu de pièces de monnaie. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels : La figure 1 est une vue schématique illustrant le principe de tri selon l'invention, La figure 2 est une vue de face de l'appareil selon l'invention avec le réceptacle ouvert, La figure 3 est une vue de face de l'appareil selon l'invention avec le réceptacle fermé, La figure 4 es une vue schématique très simplifiée illustrant le moteur pas à pas relié à la goulotte rotative, La figure 5 est une vue schématique illustrant le rendu des pièces de monnaie, Les figures 6a, 6b et 6c sont des vues schématiques illustrant les trois positions du clapet, et La figure 7 est une vue latérale illustrant l'intérieur de l'appareil selon l'invention. Sur la figure 1 on voit de façon très schématique un module de perception et de reconnaissance comprenant une platine 1 sur laquelle est posé un disque rotatif 2. Quatre alvéoles A1, A2, A3 et A4 sont réalisés sur le pourtour de ce disque à équidistant les uns des autres. Chaque alvéole est en forme de cuvette à fond ouvert de sorte que la pièce glisse sur la platine, poussée par les parois latérales de la cuvette. Sur la figure 2 on voit ces quatre alvéoles destinées à loger les pièces de monnaie une à une et les convoyer au-dessus de la platine 1 dans un mouvement circulaire dans le sens inverse des aiguilles d'une montre en regardant l'appareil de la figure 2 de face. - 6 - Sur la figure 1 on distingue un réceptacle 3 en position fermée permettant à un utilisateur de déposer une ou plusieurs pièces de monnaie. Sur la figure 2, le réceptacle est en position ouverte. Sur la figure 3 le réceptacle est en position fermé comme sur la figure 1. Lorsqu'une pièce est conduite par une alvéole du disque 2, cette pièce passe d'abord par un capteur électromagnétique 4 sur la figure 1 et représenté en pointillé sur la figure 2, et disposé sous la platine. D'une façon générale, le déplacement de la pièce entrainée par le disque est fait de telle sorte que la pièce passe devant le capteur électromagnétique 4 en phase ascendante, le processus de tri étant possible en phase descendante. La phase ascendante correspond à la rotation du disque sur 1800 entraînant la pièce depuis le bas vers le haut. La phase descendante correspond à la rotation du disque sur 180° entraînant la pièce depuis le haut vers le bas. On peut également prévoir un second capteur 5 disposé au-dessus du disque. Le capteur 4 ou les deux capteurs 4 et 5 permettent d'identifier des caractéristiques physiques de la pièce en circulation de façon à ce que l'unité de traitement 6 en déduise le type de la pièce. Si la pièce n'est pas reconnue, l'unité de traitement commande le clapet 7 pour que celui-ci reste en position fermée pour que la pièce repasse une seconde fois devant les capteurs 4 et 5. Si la pièce est reconnue comme étant un élément étranger, on commande le clapet 7 pour qu'il s'ouvre vers le bas. Ce clapet 7 laisse alors apparaître une ouverture 8 plus grande que les dimensions d'une pièce. Cette dernière peut ainsi y tomber par gravité, puis être guidée dans un processus de tri ou de rejet. Le clapet 7 est avantageusement commandé au moyen d'un électroaimant ou d'un moteur pas à pas. Sur la figure 2, on voit que l'alvéole A4 est positionné au-dessus de l'ouverture 8 de sorte qu'une pièce entraînée par cet alvéole tombe automatiquement dans l'ouverture laissée par le clapet, la vitesse du disque étant déterminée en conséquence. Avec quatre alvéoles tels que définis, on prévoit une rotation complète du disque en 1 seconde, c'est-à-dire que chaque alvéole passe devant l'ouverture toutes les 250ms. Cela signifie que le processus de tri en particulier doit se dérouler en moins de 250ms si l'on souhaite pouvoir traiter plusieurs pièces successivement. Avec l'appareil selon la présente invention, le tri se fait rapidement en moins de 250ms. - 7 - Sur la figure 1 on voit une goulotte rotative 9 qui se trouve sous le clapet 7 de sorte que lorsque ce clapet est ouvert, une pièce peut passer de l'ouverture 8 vers la goulotte 9 par gravité. La goulotte rotative est une pièce mécanique creuse, une sorte de cylindre à section rectangulaire dans lequel une pièce peut glisser de haut en bas, ce cylindre étant ouvert aux deux extrémités haut et bas. La particularité de cette goulotte rotative est que le point de pivot ou l'axe de rotation 10 se trouve sur la moitié supérieure de la goulotte rotative de façon à permettre un débattement suffisamment grand. Ce débattement permet d'alimenter plusieurs bols BO, B1, B2, B3 et B4 à partir d'une seule goulotte. Sur la figure 4 est représentée de façon très schématique la goulotte rotative 9 commandée en rotation par un moteur pas à pas 14 (« stepper » en langue anglaise). L'arbre de transmission 10 du moteur 14 définit l'axe de rotation de la goulotte rotative 9. Le moteur 14 est solidaire du châssis 15 de l'appareil de sorte que la goulotte rotative pivote par rapport à ce châssis, les bols restant fixes. D'autres aménagements peuvent être envisagés comme un déplacement des bols lorsque le débattement de la goulotte est insuffisant ou une autre forme de la goulotte réalisant la même fonction de distribution multipositions. Chaque bol recueille un seul type de pièce. De préférence, la goulotte rotative prend plusieurs positions supérieures ou égale à deux. Par exemple, dans le cas présent on prévoit cinq positions utiles pour alimenter BO à B4. On peut disposer cinq bols identiques, quatre ou trois bols et respectivement un ou deux coffres. Les bols sont destinés à recueillir les différentes pièces de monnaie qui seront ensuite rendues aux utilisateurs qui n'auraient pas l'appoint. Le montant à rendre à l'utilisateur qui aurait payé en trop est géré par l'unité de traitement. Le coffre est utilisé notamment lorsque tous les bols sont pleins ou pour des pièces qui ne sont pas rendues. Un coffre peut servir par exemple de rejet. Sur la figure 5 on voit un exemple de gestion pour le rendu des pièces de monnaie. Les bols sont reliés à une caisse centrale 11 qui reçoit des bols un ensemble de pièces permettant de constituer le montant à rendre à l'utilisateur ayant trop versé. Ces pièces sont ensuite aspirées par l'aspirateur 12 (élévateur ou autre) vers une caisse de sortie 13 accessible par l'utilisateur.35 - 8 - Sur les figures 6a à 6c, on voit un exemple de réalisation où le clapet 7 peut prendre trois positions. Une position fermée conformément à la figure 6a où le clapet empêche toute pièce de tomber dans l'ouverture 8. Une position de rejet conformément à la figure 6b où le clapet laisse apparaître l'ouverture 8 tout en guidant la pièce qui tomberait vers une sortie qui serait par exemple accessible par l'utilisateur. Une position de tri conformément à la figure 6c où le clapet guide la pièce qui tomberait dans la goulotte rotative 9 pour un tri efficace et fiable dans l'un des bols. Pour assurer une fiabilité maximale sur le positionnement de la goulotte rotative, on prévoit plusieurs capteurs à effet hall 16 solidaire du châssis 15 de l'appareil. Chaque capteur à effet hall est fixe et constitue un repérage d'une position donnée de la goulotte. Lorsqu'on commande la goulotte de se positionner sur une position donnée, l'unité de traitement recueille l'information des capteurs pour s'assurer que la goulotte s'est correctement positionnée. Cela permet de détecter toute dérive dans le positionnement de la goulotte. On prévoit également un contacteur pour initialiser le positionnement de la goulotte rotative. Par exemple, un processus de réinitialisation peut avoir lieu de la manière suivante. On envoie la goulotte rotative vers le contacteur qui se trouve par exemple en butée. Lorsque la goulotte atteint ce contacteur on considère qu'elle se trouve dans une position zéro, face au bol BO par exemple. Connaissant le nombre de pas nécessaire entre les différents bols, on peut commander le moteur pas à pas pour qu'il positionne la goulotte convenablement. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple la goulotte peut être positionnée devant une sortie obstruée par une plaque. Dans ces conditions les pièces qui arrivent sont stockées dans la goulotte. La goulotte peut ensuite être dirigée avec les pièces qu'elle contient vers une des deux sorties qui lui sont adjacentes. On a ainsi réalisé un sas de stockage temporaire avec deux sorties possibles.35 REVENDICATIONS1. Appareil de perception et de tri de pièces comprenant : - un module (1, 2, 3, 4) de perception et de reconnaissance de pièces une à une, - un module de tri comprenant une goulotte rotative multipositions (9) pour recevoir une pièce provenant du module (1, 2, 3, 4) de perception et de reconnaissance de pièces, et pour alimenter un bol parmi différents bols (B0...B4) en fonction de la position de la goulotte (9), - une unité de traitement (6) pour la reconnaissance de la pièce et pour commander le positionnement de la goulotte rotative (9) en fonction de cette reconnaissance. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la goulotte rotative 15 (9) est commandée par un moteur pas à pas (14). 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un clapet (7) multipositions commandé par l'unité de traitement ; ce clapet guidant chaque pièce provenant du module de 20 perception et de reconnaissance selon au moins deux positions : - une position fermée pour laisser la pièce dans le module de perception et de reconnaissance (1, 2, 3, 4), et - une position de tri pour envoyer la pièce vers le module de tri (9, BO...B4). 25 4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le clapet multipositions (7) présente en outre une position de rejet pour envoyer la pièce vers une sortie de rejet (13). 30 5. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la goulotte rotative (9) est une pièce mécanique creuse pivotant par rapport à un axe horizontal (10) passant par une partie supérieure de la goulotte (9).- 1 0 - 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un capteur à effet hall (16) par position utile de la goulotte rotative (9); une position utile étant une position pour laquelle la goulotte rotative alimente l'un des bols, chaque capteur à effet hall permettant de remonter la position de la goulotte rotative vers l'unité de traitement (6). 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que les capteurs à effet hall (16) sont disposés sur un châssis (15) de l'appareil et sont fixes par rapport à la goulotte (9). 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une butée fixe (17) pour remonter l'information de contact avec la goulotte (9). 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module de perception et de reconnaissance (1, 2, 3, 4) comprend un disque (2) rotatif incliné doté d'alvéoles (B0...B4) sur sa périphérie, ses alvéoles étant aptes à saisir une à une les pièces recueillies par un réceptacle (9). 10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un capteur électromagnétique (4) disposé sous le disque (2) pour la reconnaissance des pièces. 11. Appareil selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le disque (2) fait glisser chaque pièce sur une platine (1)comprenant une ouverture (8) dans laquelle une pièce peut tomber par gravité lorsque le clapet (7) n'est pas en position fermée, cette ouverture (8) étant obturée par le clapet en position fermée. 12. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un aspirateur (12) connecté aux bols (B0...B4) pour transférer les pièces vers un dispositif (13) de rendu de pièces.35