УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ МОНЕТЫ
COIN FEEDER

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится к устройствам подачи монеты для подачи монет к датчику монеты в устройстве или узле обработки монеты. В частности, узел обработки монеты применяется для обнаружения, сортировки, счета (или любых их комбинаций) монет.
Уровень техники
Термин «монета», применяемый здесь, включает любой тип денежного знака или знака, имеющего стоимость, металлические деньги, пластиковый или неметаллический знак, поддельную монету, компонент составной монеты или, например, диск. Монета может быть дискообразной или в целом дискообразной, или может быть любой другой необходимой формы, или в целом плоской формы, такой как квадратная, продолговатая или овальная, например.
Подобные устройства должны работать быстро и точно. Как правило, скорость сортировки монеты составляет до приблизительно 100 монет в секунду. Она может быть выше. Важно организованно перемещать монеты на датчик монеты. В частности, целесообразно перемещать монеты на датчик монеты таким образом, чтобы они могли быть каждая в отдельности детально исследованы, одна за другой. Целесообразно избегать необходимости распознавания монет параллельно или частично параллельно. Такая параллельная обработка может произойти, например, если подаваемые на датчик монеты сдвоены, наложены или перекрывают верхнюю часть одна другой тем или иным способом. Например, см. Фиг. 1 для иллюстраций потенциально проблематичных расположений монеты. Поскольку механизм датчика служит для исследования каждой монеты в отдельности, могут возникнуть такие проблемы, как определение более чем одной монеты как только одной монеты или некорректная идентификация монеты как подлинника или подделки.
Известны механизмы подачи монеты, содержащие диски бункера. Диски бункера вращаются, например, по часовой стрелке. Известны устройства подачи с наклонным или установленным под углом диском бункера, равно как и устройства подачи с горизонтальным диском бункера. Также известны диски бункера с вакуумным или всасывающим механизмом для поддержания монет вровень, «лицом к лицу», с верхней поверхностью диска бункера. Во избежание неясности такие термины, как верхний, нижний, левый или правый, применяются в настоящем описании как относительные термины и не обязательно указывают ориентацию во время использования. Например, верхняя поверхность наклонного диска бункера главным образом не горизонтальна.
Как правило, монеты расположены так, чтобы поступать на диск бункера, который вращается вокруг центральной оси. Монеты перемещаются обычно по окружности или краю диска бункера по заданной траектории по направлению к датчику монеты. Известно обеспечение во время перемещения механизмами смещения или отклонения монет, которые обеспечиваются в случае с потенциально проблематичными расположениями, как представлено на Фиг. 1. Как правило, такие механизмы работают по такому принципу, что проблематичное расположение может быть обнаружено за счет превышения высоты или толщины пары монет по сравнению с отдельной монетой. Как может быть видно на Фиг. 1, высота пары проблематичных монет может быть разной. Однако на всех расположениях, представленных на Фиг. 1, высота больше, чем высота единичной монеты.
Таким образом, известно обеспечение фиксированным физическим барьером, расположенным над поверхностью диска бункера для того, чтобы отклонять, по меньшей мере, верхнюю монету потенциально проблематичной пары (или тройки и пр.). Расстояние фиксированного барьера над поверхностью бункера устанавливается вручную согласно типу или типам монет, обрабатываемым в данной партии. Как правило, партии большие, и, таким образом, не видно, что при необходимости крайне неэффективно регулировать высоту данных фиксированных барьеров между партиями. Если монета, например, в сдвоенном положении, вступает в контакт с фиксированным барьером, она затем будет отклонена от заданной траектории и с большой вероятностью возвращена на ранний этап траектории.
На Фиг. 2 представлено устройство 200 обработки монеты (с корпусом и некоторыми компонентами, удаленными для ясности), которое характеризуется наличием приемного лотка монеты (не показан), выполненного с возможностью вибрации и подачи монет на диск 202 бункера, который вращается вокруг центральной оси 204. В данном варианте осуществления диск 202 бункера наклонен в процессе нормальной эксплуатации. Диск бункера характеризуется наличием вакуумного механизма, так что монеты, принятые на его крае, втягиваются на его поверхность в соединение «лицом к лицу». Это способствует организованному перемещению монет по заданной траектории по краю диска 202 бункера. Это также способствует подаче монет каждой в отдельности последовательно к области 208 датчика. В области датчика датчик (не показан) применяется для обнаружения каждой монеты с целью последующей обработки, например сортировки на подлинные и поддельные монеты, а также их счета. В зависимости от результатов, с которыми каждая монета проходит область 208 датчика, монеты по отдельным траекториям переносятся на одну или несколько лент по направлению к мешкам для сбора в зависимости от того, были ли они идентифицированы как подлинные или поддельные монеты, а также от определенного типа (например, 1 евро, 2 евро, 50 центов, поддельный диск и пр.).
Вдоль заданной траектории по краю диска 202 бункера предусмотрено три неподвижно закрепленных отсекателя на данном известном устройстве - первый неподвижно закрепленный отсекатель 210, второй неподвижно закрепленный отсекатель 212 и третий неподвижно закрепленный отсекатель 214. Первый и второй неподвижно закрепленные отсекатели сходны друг с другом, и, таким образом, для краткости только первый неподвижно закрепленный отсекатель 210 будет описан подробно.
Первый неподвижно закрепленный отсекатель 210 содержит первый выступ на или около наружной кромки диска 202 бункера. Первый выступ вначале повторяет круговую кромку диска бункера так, что это обеспечивает направление монет, перемещающихся по заданной траектории. Первый выступ находится приблизительно на такой же высоте (слегка поднят выше), что и верхняя поверхность диска бункера, и, таким образом, может эффективно действовать в качестве направляющей. В направлении по ходу движения первый выступ постепенно становится выше таким образом, что стандартная монета более им не направляется, ввиду его возвышения над поверхностью диска бункера. Первый выступ затем меняет направление таким образом, что он более не повторяет наружную кромку диска бункера. Вместо этого он отклоняется от наружной кромки, изгибаясь внутрь, таким образом, что, когда встречается потенциально проблематичное расположение монет, как представлено на Фиг. 1, верхняя монета будет направляться первым выступом за пределы заданной траектории. Верхняя монета, таким образом, отклоняется от заданной траектории и возвращается к прежнему положению в заданной траектории благодаря сочетанию гравитации и вращения диска бункера.
Второй неподвижно закрепленный отсекатель 212 работает подобным образом, что и первый неподвижно закрепленный отсекатель 210.
В качестве предварительной оценки, первый неподвижно закрепленный отсекатель отклоняет приблизительно 80% всех проблематичных расположений монет. Второй неподвижно закрепленный отсекатель отклоняет большую часть остатка, оставляя немного для прохода к третьему отсекателю.
Третий неподвижно закрепленный отсекатель 214 характеризуется иной формой. В данном варианте осуществления третий неподвижно закрепленный отсекатель 214 представляет собой неподвижно закрепленную жесткую пластину. Как может быть видно на Фиг. 2c, третья неподвижно закрепленная отсекающая пластина 214 характеризуется изогнутой кромкой 216. Данная изогнутая кромка 216 приподнята вверх и нависает над кромкой диска 202 бункера. Изогнутая кромка 216 расположена на такой высоте, что единичные монеты, последовательно проходящие по заданной траектории, не будут подвергаться ее воздействию - это слишком высоко. Зазор между верхней поверхностью диска 202 бункера и нижней поверхностью нависающей кромки третьего неподвижно закрепленного отсекателя 214 достаточен для того, чтобы позволить таким монетам пройти. Третий неподвижно закрепленный отсекатель 214 прикреплен посредством винта (не показан) к неподвижно закрепленному основанию, на котором также прикреплен диск 202 бункера. Установочный винт может быть применен для регулировки высоты третьего неподвижно закрепленного отсекателя 214 и, таким образом, высоты нависающей кромки 216. В данном варианте осуществления кромка изогнута, но в других вариантах осуществления кромка может быть прямой.
Изгиб кромки 216 выбран таким образом, что потенциально проблематичная верхняя монета параллельной пары постепенно отклоняется от заданной траектории. Это делается для снижения вероятности заклинивания пар проблематичных монет в третьем неподвижно закрепленном отсекателе 214. Это известная проблема. Из-за скорости монет, перемещающихся по заданной траектории, и жесткой природы третьего неподвижно закрепленного отсекателя 214 монеты могут иногда заклинивать или застревать в отсекателе 214. Вероятность такого типа заклинивания будет увеличена, если угол нависающей кромки 216 выполнен более жестким (т.е. ближе к перпендикуляру относительно заданной траектории).
Также известно наличие упругоотклоняющихся (например, спиральная пружина) жестких пластин отсекателя. Такие пластины отсекателя могут иметь форму, подобную третьему неподвижно закрепленному отсекателю (Фиг. 2c), и будут выдвигаться в направлении диска 202 бункера так, что, когда потенциально заклинивающаяся пара монет воздействует на них, они способны слегка перемещаться против действия пружины (или иного выдвигающегося механизма) в сторону от диска бункера, чтобы обеспечить отклонение, но избежать заклинивания. Это обеспечивает некоторое усовершенствование (т.е. меньшее заклинивание), но не решает данную проблему в полной мере.
Известно, что при возникновении такого заклинивания останавливают устройство обработки монеты, извлекают монеты, ставшие причиной заклинивания, и возобновляют работу устройства. Также известно в некоторых устройствах снабжение электронным механизмом, который противодействует заклиниванию посредством изменения направления перемещения вращающегося бункера на некоторое время, например на 10 секунд, чтобы попытаться переместить заклинившие монеты и затем возобновить нормальную работу. Если частота заклинивания считается слишком высокой, например, оператором устройства, отсекатели монеты могут быть скорректированы по высоте, чтобы позволить другой (большей) высоте монеты проходить через заданную траекторию свободным (неотклоненным) образом.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение предлагает устройство подачи монеты для подачи монет к датчику монеты, где устройство подачи монеты содержит диск бункера, характеризующийся наличием первой поверхности и расположенный для приема монет на первой поверхности и перемещения монет по первой траектории по направлению к датчику монеты, один или несколько отсекателей монеты для отклонения монет, принятых на первой поверхности, от первой траектории, если монеты превышают пороговую толщину, при этом по меньшей мере один из одного или нескольких отсекателей монеты содержит поворотный элемент, удаленный от первой поверхности.
Отдельные монеты могут проходить в зазор между поворотным элементом и первой поверхностью, но две наложенные монеты не могут пройти между зазором без контакта с поворотным элементом. Монеты поэтому подаются на датчик монеты эффективным и упорядоченным образом.
Опционально ось поворота поворотного элемента удалена опционально радиально наружу от кромки диска бункера.
Опционально поворотный элемент содержит ролик, в частности вращательный ролик.
Опционально ось поворота поворотного элемента перпендикулярна первой поверхности.
Опционально ось поворота поворотного элемента наклонена по отношению к перпендикуляру к первой поверхности. В указанных примерах нижняя поверхность поворотного элемента непараллельна первой поверхности, и, таким образом, в случае потенциального заклинивания обычный поворот элемента, вероятно, устранит заклинивание. Это обусловлено тем, что некоторые части нижней поверхности поворотного элемента ближе к первой поверхности, чем остальные, - расстояние между нижней поверхностью поворотного элемента и первой поверхностью не одинаковое, а изменяющееся.
Опционально поворотный элемент содержит свободно поворачивающийся элемент. Таким образом, преодолению подлежит минимальная инерция перед поворотом элемента в случае столкновения с монетами, проходящими по заданной траектории.
Опционально поворотный элемент содержит упруговыдвижной элемент. Поворотный элемент может быть обеспечен или удержан в исходном положении, к которому он выдвинут. Если поворотный элемент отодвинут от его исходного положения, например, столкновением с монетой, он затем выдвигается назад к исходному положению. Как правило, столкновение с монетой будет отклонять поворотный элемент в сторону от первой поверхности, таким образом, он будет соответственно устремляться обратно к первой поверхности.
Опционально устройство подачи монеты содержит узел поворотного элемента, содержащий установочную пластину, к которой поворотный элемент прикреплен. Опционально установочная пластина выполнена гибкой и, таким образом, обеспечивает выдвижение к исходному положению. Опционально гибкая пластина содержит плоскую пружину.
Опционально поворотный ролик прикреплен к гибкой пластине посредством шарикового подшипника с глубоким желобом.
Опционально по меньшей мере один из отсекателей монеты содержит неподвижно закрепленный жесткий отсекатель, опционально характеризующийся наличием изогнутого выступа.
Опционально обеспечено два таких неподвижно закрепленных отсекателя монеты. Опционально оба неподвижно закрепленных отсекателя расположены выше по ходу движения по первой траектории относительно поворотного элемента.
Согласно другому аспекту изобретения предложено устройство обработки монеты, содержащее лоток для приема монет, механизм передачи монет из лотка в устройство подачи монеты, устройство подачи монеты, заявленное по любому из предыдущих пунктов, датчик монеты и механизм сортировки монеты для сортировки монет в ответ на выходной сигнал с датчика монеты.
Краткое описание чертежей
Варианты осуществления настоящего изобретения теперь будут описаны исключительно для примера со ссылкой на сопутствующие чертежи, на которых:
на Фиг. 1 представлены потенциально проблематичные расположения монеты;
на Фиг. 2a-2c представлено устройство обработки монет, известное из уровня техники, характеризующееся механизмами отсекателя с известной высотой;
на Фиг. 3 схематически представлен механизм отсекателя монеты согласно варианту осуществления настоящего изобретения;
на Фиг. 4 представлен механизм отсекателя монеты согласно настоящему изобретению, установленный на устройстве обработки монеты;
на Фиг. 5 представлен увеличенный вид механизма отсекателя монеты на Фиг. 4; и
на Фиг. 6 схематически представлен механизм отсекателя на Фиг. 3, установленный на устройстве обработки монеты.
Осуществление изобретения
На Фиг. 3 представлен отсекатель 300 монеты согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Отсекатель 300 монеты содержит поворотный элемент в виде поворотного ролика 302, свободно прикрепленного с возможностью поворота посредством шарикового подшипника 304 с глубоким желобом к гибкой установочной пластине 306. Поворотный ролик установлен по высоте относительно установочной пластины. Гибкая установочная пластина 306 выполнена с возможностью прикрепления к основанию устройства обработки монеты. В эксплуатации это приводит к тому, что поворотный ролик удерживается в исходном положении с зазором относительно диска бункера, который также закреплен (хотя способен вращаться в его фиксированной плоскости) относительно основания. Гибкая установочная пластина 306 содержит плоскую пружину. Поворотный ролик 302, таким образом, может быть удержан в исходном положении гибкой установочной пластиной 306 на определенной высоте, подходящей для отклонения проблематичных расположений монеты, но не отдельных монет, которые перемещаются по заданной траектории, для определенной партии обрабатываемых монет. Высота поворотного ролика 302 может быть отрегулирована посредством подъема или опускания установочной пластины 306 и поворотного ролика 302 посредством резьбового крепления между гибкой установочной пластиной 306 и основанием устройства. Оператор может делать это непосредственно, или же регулирование может быть обеспечено посредством электронного регулятора, возможно под наблюдением оператора. Альтернативно данную операцию может контролировать компьютерная программа.
На Фиг. 4-6 представлено устройство 400 обработки монеты, характеризующееся наличием первого и второго неподвижно закрепленных отсекателей 410, 412 в форме первого и второго изогнутого выступа. Данные неподвижно закрепленные отсекатели 410, 412 похожи по форме с ранее описанными первым и вторым неподвижно закрепленными отсекателями 210, 212. Другие компоненты устройства 400 аналогичны компонентам описанного ранее устройства обработки монеты 200 и, таким образом, не будут снова описаны для краткости.
Отсекатель монеты 300 характеризуется такой же шириной, что и третий неподвижно закрепленный отсекатель 214, описанный ранее. Он не занимает дополнительного места. Он может быть использован в комбинации с первым и вторым выступами, предусмотренными на известных устройствах. Первый и второй выступы, предполагается, отклоняют намного больше чем 80% потенциально проблематичных состыкованных расположений монеты.
Поворотный ролик 302 поворачивается вокруг оси 308 подшипника. Ось 308 подшипника смещена в радиальном направлении наружу от кромки диска бункера так, что любая монета, проходящая по краю диска бункера по заданной траектории, будет воздействовать на поворотный ролик 302 в направлении, не совпадающем с осью поворота, т.е. осью 308 подшипника. Таким образом, воздействие потенциально проблематичной пары монет на поворотный ролик 302 приведет к повороту поворотного ролика 302 вместо того, чтобы просто отскочить, что возможно в случае, если направление воздействия совпадало бы с осью подшипника.
Как результат настоящего изобретения, тестирование показало, что способность к заклиниванию существенно снижена по отношению к неподвижно закрепленному отсекателю типа, описанного ранее. Заклинивание также снижено по отношению к упруговыдвижному жесткому отсекателю. Поворотный ролик в данном варианте осуществления установлен свободно. В других вариантах осуществления поворотный ролик может быть выдвинут в одном или другом направлении (по часовой стрелке или против часовой стрелки).
В случае потенциального заклинивания верхняя монета сдвигается с нижней монеты в проблематичной паре под действием работающего диска бункера по отношению к свободно установленному поворотному ролику.
В других вариантах осуществления помимо шарикового подшипника с глубоким желобом могут быть использованы другие подшипники. Шариковый подшипник 304 с глубоким желобом характеризуется дополнительным преимуществом, которое заключается в том, что он обеспечивает некоторую степень подвижности ролика за пределами его обычной исходной плоскости. По сути, допускает легкое качание ролика. В дополнительных вариантах осуществления ролик жестко установлен так, что он не способен качаться.
В случае потенциального заклинивания воздействие монет на ролик в данном варианте осуществления вызовет изгиб гибкой установочной пластины 306 вверх (в сторону от поверхности бункера) на некоторое время и вызовет поворот ролика. Между этими двумя действиями существует достаточно перемещения, чтобы отклонить монету или обе монеты от заданной траектории, не вызывая заклинивания в отсекателе. После того как отклонение произошло, гибкая установочная пластина 306 возвращается в ее исходное положение. Гибкая установочная пластина 306 быстро возвращается в ее исходное положение и связана с относительно низкой частотой потенциальных заклиниваний (так как многие из них предотвращаются отклонением первым или вторым неподвижно закрепленным отсекателем), гибкая установочная пластина 306 и поворотный ролик 302 возвращаются в заданное исходное положение заблаговременно для любого последующего потенциального заклинивающего воздействия.
В данном варианте осуществления ролик выполнен из закаленной стали. Также в данном варианте осуществления ролик содержит ровную верхнюю и нижнюю поверхность, а также ровную краевую поверхность. Это предпочтительнее шероховатой поверхности воздействия, которая может способствовать заклиниванию. Шероховатые поверхности будут по-прежнему работать в некоторых вариантах осуществления.
В других вариантах осуществления может быть обеспечена закругленная или скошенная кромка между нижней поверхностью поворотного ролика и краевой поверхностью. Ролик может быть более тонким на его внешнем крае по сравнению с ближним к его центру. На Фиг. 7a и 7b схематически представлены виды сбоку примеров таких поворотных роликов. В свою очередь, это снижает вероятность заклинивающих воздействий. В частности, ролик, представленный на Фиг. 7a, снижает вероятность заклинивающих воздействий даже по сравнению с роликом на Фиг. 7b, поскольку ролик, показанный на Фиг. 7a, не имеющий изогнутой скошенной кромки, взамен имеет прямолинейный скошенный профиль.
Различные модификации могут быть выполнены в настоящем изобретении без выхода за его объем. Например, для гибкой установочной пластины могут быть использованы различные типы пружины, отличные от плоской пружины - например, могут быть использованы витые пружины, либо натягивающие поворотный элемент по направлению к диску бункера, либо отталкивающие поворотный элемент по направлению к диску бункера. Различные формы поворотного ролика могут быть использованы. Например, может быть использовано поворотное зубчатое колесо.
В некоторых вариантах осуществления может быть обеспечено больше неподвижно закрепленных отсекателей. В других вариантах осуществления может быть обеспечено меньше неподвижно закрепленных отсекателей. В частности, в некоторых вариантах осуществления не обеспечены неподвижно закрепленные отсекатели - обеспечен только поворотный элемент. В одном варианте осуществления может быть обеспечен поворотный отсекатель выше по ходу движения от неподвижно закрепленного отсекателя.
Настоящее изобретение работает как с вакуумными, так и безвакуумными дисковыми питателями бункера. Оба эти типа дисковых питателей бункера хорошо известны.
Например, известны безвакуумные дисковые питатели бункера без каких-либо неподвижно закрепленных отсекателей. Настоящее изобретение может быть использовано с такими дисковыми питателями и в таких конфигурациях только при обеспечении поворотного отсекателя.
Настоящее изобретение работает как с горизонтальными, так и с наклонными дисковыми питателями бункера. Оба эти типа дискового питателя бункера хорошо известны.