專利名稱：測量硬幣直徑的數(shù)幣裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是提供一種測量硬幣直徑的數(shù)幣裝置，是設一光發(fā)射器發(fā)射出光束，經(jīng)由適當反向面或反向鏡的設置，使硬幣檢測的通道上形成由同一光束所構成的上、下兩相隔一已知距離的光網(wǎng)，同時光束在形成兩光網(wǎng)后由一光接收器接收該光束的信號；故以硬幣下落通過上光網(wǎng)所須花費的時間，與硬幣從遮斷上光網(wǎng)算起至開始遮斷下光網(wǎng)時所須花費的時間(或硬幣通過下光網(wǎng)后所須花費的時間，與硬幣脫離上光網(wǎng)后算起至脫離下光網(wǎng)時所須花費的時間)，以此兩組時間的比值乘以兩光網(wǎng)之間的距離，即可計算出硬幣的直徑，然后就可取得幣值而累加；因此，硬幣通過檢測通道的速度不但都不會影響測量的準確度，同時有無靠邊裝置皆可適用。
目前最常見的光學式辨識硬幣的結(jié)構形情，大致如圖1所示，是在一檢測通道1上的適當位處設有一啟動檢知器c，并在稍后方處設有上、下直線并列多個的光感測器a,b，同時該檢測通道1必須為以適當?shù)膬A斜度設置，或為防止硬幣2在通過檢測通道1時發(fā)生跳動的現(xiàn)象，及因不同幣值的硬幣的直徑不同，而為使硬幣2能夠順利、平穩(wěn)地滾行于檢測通道1的斜邊上，所以大都必須再設置一具彈性構件的靠邊裝置，來引導硬幣2確實依靠在檢通道1的斜邊上滾行，以降低辨識時誤判率；同時，其辨識的方法請配合圖2至4所示，并說明如下當硬幣2向滾落而首先由啟動檢知器c檢測得知，然后令上、下光感測器a,b被啟動進行檢測的工作，而當硬幣通過上、下光感測器a,b時，由于上、下光感測器a、b高度位置不同，所以使得硬幣2(假設其直徑d1,如圖2所示)，通過時所必須花費的時間亦會有不同，故會測得兩組不同的通過時間t1a,t1b；若不同幣值的硬幣2(假設其直徑是d2，如圖3所示)也會測得兩組不同的通過時間t2a,t2b，或硬幣2(假設其直徑是d3,如圖4所示)亦會測得兩組不同的通過時間t3a,t3b；因此，藉由可t1a/t1bt或t2a/t2b或t3a/t3b比值的不同，而來判斷不同直徑的硬幣2的大小，然后再與事先輸入系統(tǒng)內(nèi)所設定各比值所相對應的幣值，來辨別其幣值，以達計數(shù)硬幣及累加的目的。
可是，上述硬幣的辨識方法雖然可以達到其預期的目的，但還是會有下列的缺點1、因不同幣值的硬幣2，其直徑亦會有不同，所以檢測通道1的寬度以最大的硬幣2外徑來設計，且為了讓硬幣2能夠順利、平穩(wěn)地滾行于檢測通道1的依靠滾行基準邊，故無論檢測通道1是呈傾斜狀或垂直狀，為了防止硬幣2在通過檢測通道1時發(fā)生跳動而導致誤判的現(xiàn)象，所以都會設置一具彈性構件的靠邊裝置，來引導硬幣2確實依靠在檢通道1的基準邊上滾行；雖然該靠邊引導的裝置能夠達成其預期的效果，但卻增加了投幣裝置結(jié)構上的復雜性，而且硬幣2有時會卡于靠邊引導裝置上而無法繼續(xù)落下造成故障。
2、檢測硬幣2的感測器至少必須有兩組以上，方能達到欲計算的目的，所以相對會造成成本的增加及結(jié)構、控制的復雜性。
因此，為克服上述已知的各項不盡理想的缺點，本發(fā)明乃是僅由一光發(fā)射器所發(fā)射出來的光束，經(jīng)由適當反射面或反射鏡的反射，構成密集交織的上、下兩光網(wǎng)，最后該光束再由一光接收器接收到該光束的信號，同時上、下兩光網(wǎng)相隔一已知的距離；故可藉由硬幣通過上光網(wǎng)所須花費的時間，與硬幣從開始遮斷上光網(wǎng)至開始遮斷下光網(wǎng)所須花費的時間(或硬幣通過下光網(wǎng)所須花費的時間，與硬幣脫離上光網(wǎng)至脫離下光網(wǎng)時所須花費的時間)以此兩組時間的比值乘以兩光網(wǎng)之間的距離，即可計算出硬幣的直徑，所以檢測通道可為傾斜或垂直設置，而且不必使用靠邊引導裝置，因此結(jié)構簡單且檢測的準確度又高，完全不會有誤判的情形發(fā)生。
本發(fā)明的又一目的，是檢測硬幣的感測器一組就可以達到，不但可以簡化結(jié)構及系統(tǒng)的設計，且又能降低成本。
本發(fā)明的再一目的，是上、下各別的光網(wǎng)就能測得硬幣的直徑，若再由兩光網(wǎng)所測得的硬幣直徑再求其平均值，使能獲得更高的準確度，與防止誤判的發(fā)生。
本發(fā)明的再一目的，是若再把硬幣下落時的重力加速度因素考慮進去時，使測量所得的硬幣外徑更為準確、可靠。
本發(fā)明的目的可以按下述方式得以實現(xiàn)，本發(fā)明特指在檢測通道的一側(cè)上、下各設光發(fā)射器及光接收器，且在另一側(cè)相對位置處設有反射鏡，或兩側(cè)皆設有反射鏡，同時在檢測通道內(nèi)部設有相互相對交錯且又相互呈適當反射角度的多個反射面，或各兩相鄰的反射面的反射角度剛好相反，使雷射光束或平行光束由光發(fā)射器發(fā)射出去后，藉由各反射面及反射鏡依序地反射，而由光束密集交織構成上、下光網(wǎng)，最后光束再由光接收器接收到光線的信號；故以硬幣下落通過上光網(wǎng)所須花費的時間，與硬幣從遮斷的上光網(wǎng)算起至開始遮斷下光網(wǎng)時所須花費的時間(或硬幣通過下光網(wǎng)后所須花費的時間，與硬幣從脫離上光網(wǎng)后算起至脫離下光網(wǎng)時所須花費的時間)，以此兩組時間的比值乘以兩光網(wǎng)之間的距離，來計算出硬幣的直徑，并予記憶儲存并取得幣值而累加，而達準確數(shù)幣的目的。
本發(fā)明的其它的目的和進一步適用的范疇，可由下列詳細敘述中清楚得知。但是，這些詳細的敘述和所提到實施例僅供說明用，因為在本發(fā)明的精神和范疇中所做各種改變和修正對于此行業(yè)中的專業(yè)人士而言，足可從這些詳細說明中清楚得知。
本發(fā)明可由下列的詳細說明和圖式獲得完全的了解，這些詳細說明和附圖只作說明之用，而不應局限本發(fā)明。其敘述如下


圖1是已知硬幣辨識結(jié)構的簡易示意圖；圖2是已知硬幣辨識方法示意圖一；圖3是已知硬幣辨識方法示意圖二；圖4是已知硬幣辨識方法示意圖三；圖5是本發(fā)明的結(jié)構示意圖；圖6是本發(fā)明光網(wǎng)形成方式一；圖7是本發(fā)明光網(wǎng)形成方式二；
圖8是本發(fā)明硬幣通過光網(wǎng)的狀況一；圖9是本發(fā)明硬幣通過光網(wǎng)的狀況二；圖10是本發(fā)明硬幣通過光網(wǎng)的狀況三；圖11是本發(fā)明硬幣通過光網(wǎng)的狀況四；圖12是本發(fā)明光接收器有無接收到光信號的時間示意圖；圖13是本發(fā)明硬幣直徑測量計算流程示意圖；圖14是本發(fā)明硬幣測量累計流程示意圖。
請參閱圖5所示，本發(fā)明的硬幣2的檢測通道1的一旁處設各設有光發(fā)射器A及光接收器B，而再于檢測通道1的另一旁處再設有與光發(fā)射器A與光接收器B呈相對位置的反向鏡7，因此當光發(fā)射器A發(fā)射出光束5時，會在檢測通道1內(nèi)產(chǎn)生上光網(wǎng)3，然后再經(jīng)由上、下兩反射鏡7的二次反射，而使光束5再回至檢測通道1內(nèi)形成下光網(wǎng)4，最后再由光接收器B接收到光束5的信號；而上述上、下光網(wǎng)3、4形成的方式如圖6所示，是在檢測通道1內(nèi)部上、下欲形成光網(wǎng)的位置處，設有相互相對交錯且又相互呈適當反射角度的多個反射面6，使光束5由光發(fā)射器A發(fā)射出雷射或平行光線時，藉由各反射面6的依序反射，使光束5由光發(fā)射器A發(fā)射出雷射或平行光線時，藉由各反射面6的依序反射，而由光束5密集構成一上光網(wǎng)3，然后光束5再經(jīng)上、下反向鏡7的反射，再藉下方各反射面6依序密集的反射光線而形成下光網(wǎng)4，最后光束5由光接收器B接收到其光線的信號；或者如圖7所示，各兩相鄰的反射面6的反射角度正好相反，如此使光束5從第一個反射面6依序反射至另一端末端的反射面6′后再反射回來，使形成的密集交織的上光網(wǎng)3，然后光束5再經(jīng)反射鏡7反射至下方的反射面6，并以相同的方式于使光束5密集交織成下光網(wǎng)4，同樣最后再由光接收器B接收到光束5的信號。
因此，如圖8、12所示，在檢測通道1內(nèi)所形成的兩上、下光網(wǎng)3、4之間的間距是為一已知的距離d，故當硬幣2(其直徑假設為D)在下落至剛接觸到上光網(wǎng)3起的時間是t1，且其初速度為V1，直至硬幣2通過脫離上光網(wǎng)3時的時間是為t2；或，如圖9所示的當硬幣2下落至剛接觸到下光網(wǎng)4時的時間是為t3；故依上述各數(shù)據(jù)及物體等加速度運動時，而可得下列兩個公式；D=V1t21+12at212---(1)]]>d=V1t31+12at312---(2)]]>(其中t21=t2-t1t31=t3-t1a重力加速度)E2---(2)--t21=dt21=V1t31t21+12at312t21]]>E1---(1)--t31=Dt31=V1t21t31+12at212t31]]>E1-E2---Dt31-dt21=12at21t31(t21-t31)]]>=-12at21t31t32]]>Dt31=dt21-12at21t31t32]]>D=t21t31d-12at21t32---eq1]]>或如，如圖10、12所示，當硬幣2(其直徑假設為D)在剛通過脫離上光網(wǎng)3時的時間是t2，而其初速度為V2，直至硬幣2剛接觸到下光網(wǎng)4時的時間是為t3；或，如圖11所示的當硬幣2通過脫離下光網(wǎng)4時的時間是為t4；故上述各數(shù)據(jù)及物體等加速運動時，而可得下列兩個公式d-D=V2t32+12at322----(3)]]>d=V2t42+12at422---(4)]]>(其中t32=t3-t2·t42=t4-t2’·a重力加速度)E1---(3)×t42=dt42-Dt42=V2t32t42+12at322t42]]>E2---(4)×t32=dt32=V2t42t32+12at422t32]]>E1-E2-----dt42-dt32-Dt42=12at32t42(t32-t42)]]>d(t42-t32)-Dt42=12at32t42t34]]>dt43-Dt42=-12at32t42t43]]>Dt42=dt43+12at32t42t43]]>D=t43t42d+12at32t43---eq2]]>因此，由于t21與t32、t32與t43的時間極短，同時上、下兩光網(wǎng)3、4之間的距離又甚短，且重力加速度對物體移動時的增量有限，故我們可以忽略重力加速度所產(chǎn)生的影響，所以可將eq1、eq2方程式近似為D=t21t31d---eq3]]>D=t43t42d---eq4]]>所以我們可分別以eq1或eq2或eq3或eq4來求得硬幣2D=t21t31d---eq3]]>D=t43t42d---eq4]]>
所以我們可分別以eq1或eq2或eq3或eq4來求得硬幣2的直徑；即由硬幣2落下從接觸到上光網(wǎng)3至通過脫離上光網(wǎng)3所須花費的時間t21，與硬幣2落下接觸到上光網(wǎng)3直至接觸到下光網(wǎng)4時所須花費的時間t31，以兩者的比值乘以上、下光網(wǎng)3、4之間的距離d，就可求得硬幣2的直徑；或由硬幣2在接觸到下光網(wǎng)4至通過脫離下光網(wǎng)4時所須花費的時間t43，與硬幣2在通過脫離上光網(wǎng)3直至通過脫離下光網(wǎng)4所須花費的時間t42，以兩者的比值乘以上、下遮光網(wǎng)3、4之間的距離，就可求得硬幣2的直徑；因此，所述得的硬幣2的直徑準確度高，同時僅須一組光感測器就可完成，同時由光束5所密集交織而成的上、下光網(wǎng)3、4來進行檢測時，不受檢測通道1垂直或傾斜的設置而有影響，且無須裝設靠邊裝置。
復請參閱圖13、14所示，硬幣2通過由光發(fā)射器A及光接收器B所構成的上、下光網(wǎng)3、4的檢測面，來計算出前述各公式所須的時間后，就把資料送入資料單元，進行原來就已輸入可讀寫記憶體內(nèi)的資料比對，若有符合的資料就可獲知其幣值；如果是新的錢幣或在不知情的狀況下投入新的錢幣，則可按下記憶輸入的按鍵，將系統(tǒng)的測得的錢幣直徑儲存入記憶體內(nèi)，然后再輸入該錢幣的幣值，如此在記憶體內(nèi)就有該新錢幣的資料；同時，再將所檢測而得的錢幣幣值，進行累加運算而達數(shù)幣的目的。
綜上所述，本發(fā)明的結(jié)構可克服現(xiàn)有技術的缺點，不僅增進現(xiàn)有技術裝置的功效，非現(xiàn)有技術裝置所能比擬，故本發(fā)明不僅符合實用的價值，且為首先創(chuàng)作又具進步性，符合專利法的有關規(guī)定，懇請貴審查委員早日賜予專利，是為感禱。
權利要求
1.一種測量硬幣直徑的數(shù)幣裝置，特征是指在檢測通道的一側(cè)上、下各設光發(fā)射器及光接收器，且在另一側(cè)相對位置處設有反射鏡，或兩側(cè)皆設有反射鏡，同時在檢測通道內(nèi)部設有相互相對交錯且又相互呈適當反射角度的多個反射面，或各兩相鄰的反射面的反射角度剛好相反，使雷射光束或平行光束由光發(fā)射器發(fā)射出去后，藉由各反射面及反射鏡依序地反射，而由光束密集交織構成上、下光網(wǎng)，最后光束再由光接收器接收到光線的信號；故以硬幣下落通過上光網(wǎng)所須花費的時間，與硬幣從遮斷的上光網(wǎng)算起至開始遮斷下光網(wǎng)時所須花費的時間(或硬幣通過下光網(wǎng)后所須花費的時間，與硬幣從脫離上光網(wǎng)后算起至脫離下光網(wǎng)時所須花費的時間)，以此兩組時間的比值乘以兩光網(wǎng)之間的距離，來計算出硬幣的直徑，并予記憶儲存并取得幣值而累加，而達準確數(shù)幣的目的。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種測量硬幣直徑的數(shù)幣裝置,特征是設一光發(fā)射器發(fā)光束,經(jīng)由適當反向面或反向鏡的設置,使硬幣檢測的通道上形成由一光束所構成的上、下兩相隔一已知距離的光網(wǎng),同時光束在形成兩光網(wǎng)后由一光接收器接收該光束的信號;故以硬幣下落通過上光網(wǎng)所須花費的時間,與硬幣從遮斷上光網(wǎng)算起至開始遮斷下光網(wǎng)時所須花費的時間,以此兩組時間的比值乘以兩光網(wǎng)之間的距離,即可計算出硬幣的直徑,然后就可取得幣值而累加。
文檔編號G01B11/10GK1318731SQ00106040
公開日2001年10月24日 申請日期2000年4月18日 優(yōu)先權日2000年4月18日
發(fā)明者郭俊宏, 郭俊男 申請人:郭俊宏, 郭俊男