公交车用多工位兑零系统.pdf

公交车用多工位兑零系统，包括投币箱、控制器、纸币兑零装置、硬币兑零装置以及用于分离纸币和硬币的分选装置，纸币兑零装置包括多工位转盘、齿轮传动机构、纸币盒以及出币机构，出币机构将该多工位转盘中盛放的纸币送到投币箱的出币口；硬币兑零装置包括依次首末承接设置的输送管道、硬币输送带、立筒及三个硬币筒，立筒与硬币筒之间设有硬币夹取机构，控制器根据硬币识别器检测的面值信息，控制丝杠螺母传动机构带动硬币夹取机构平移至对应的硬币筒上方，控制器控制硬币筒下方对应的双凸轮机构转动，将硬币筒中的硬币送到投币箱的出币口。该兑零系统能实现对随时投入的钱币找零，不论是纸币还是硬币都可用于找零工作，提高了找零的效率。

权利要求书
1.  公交车用多工位兑零系统，其特征在于：包括投币箱（1）、控制器（2）、纸币兑零装置（3）、硬币兑零装置（4）以及用于分离纸币和硬币的分选装置（5），分选装置（5）对应设在投币箱（1）的投币入口的下方，纸币兑零装置（3）和硬币兑零装置（4）分设在分选装置（5）的两侧；所述的纸币兑零装置（3）包括多工位转盘（30）、齿轮传动机构以及用于接收分选装置（5）所选纸币的纸币盒，投币箱（1）内对应纸币盒末端的上方依次设有旋转拨动装置和纸币识别器（7），投币箱（1）中对应多工位转盘（30）外缘的部位设有出币机构（8），所述的齿轮传动机构与多工位转盘（30）传动连接，控制器（2）根据纸币识别器（7）识别的纸币面值信息，控制齿轮传动机构带动多工位转盘（30）转动，使多工位转盘（30）中盛放对应面值纸币的工位转动至与出币口相对应，出币机构（8）将该工位中盛放的纸币送到投币箱（1）的出币口；
所述的硬币兑零装置（4）包括依次首末承接设置的输送管道（40）、硬币输送带（41）、立筒（42）以及分别用于盛放一角硬币、五角硬币和一元硬币的三个硬币筒（43），所述的立筒（42）与硬币筒（43）之间设有硬币夹取机构（44），还包括用于带动硬币夹取机构（44）平移的丝杠螺母传动机构，且立筒（42）下端的一侧设有一个双凸轮机构和一个硬币识别器（46），三个硬币筒（43）下端的一侧分别设有一个双凸轮机构；其中，双凸轮机构均由两个同轴转动的凸轮以及两个分别对应各凸轮设置的水平推杆组成，同一双凸轮机构中的两个凸轮运动一进一退，使得同一双凸轮机构中的两个水平推杆运动相反，一个左移一个右移，实现两个同轴转动的凸轮旋转一周，一个硬币脱离水平推杆的约束而下落；控制器（2）根据硬币识别器（46）检测到的硬币的面值信息，控制丝杠螺母传动机构带动硬币夹取机构（44）平移至对应的硬币筒（43）上方，且硬币夹取机构（44）将夹取的硬币送入硬币筒（43）中，该硬币筒（43）下方对应的双凸轮机构将硬币筒（43）中的硬币送到投币箱（1）的出币口。

2.  根据权利要求1所述的公交车用多工位兑零系统，其特征在于：分选装置（5）由多根水平杆（50）组成，水平杆（50）的一端固定在投币箱（1）内壁上，另一端为自由端，水平杆（50）之间的最小水平间距大于一元硬币的直径且小于一角纸币的宽度，且各水平杆的长度不等，使水平杆的自由端形成供纸币运动的下斜面，纸币盒的开口与该下斜面的末端对应承接设置，输送管道（40）对应设在水平杆（50）的下方。

3.  根据权利要求1所述的公交车用多工位兑零系统，其特征在于：所述的齿轮传动机构包括电机、啮合设置的大齿轮（11）和小齿轮（12），其中，电机的驱动轴与小齿轮（12）的中心轴传动连接，大齿轮（11）的中心轴与多工位转盘（30）连接，多工位转盘（30）的每个工位中都设有纸币盒。

4.  根据权利要求3所述的公交车用多工位兑零系统，其特征在于：出币机构（8）包括对应设在多工位转盘（30）中的纸币盒末端上方的旋转拨动装置、两个上下平行设置的纸币输送带（80）以及用于带动旋转拨动装置上下往复移动的丝杠螺母传动机构，两个纸币输送带（80）之间形成纸币的出币通道，该出币通道的首端与多工位转盘（30）外缘对应，末端与出币口对应；当丝杠螺母传动机构带动旋转拨动装置至其与多工位转盘（30）中盛放的纸币接触时，旋转拨动装置将接触到的纸币拨到出币通道的首端，纸币输送带（80）将纸币传送至出币口。

5.  根据权利要求3所述的公交车用多工位兑零系统，其特征在于：纸币盒是由底板（310）和固定在底板（310）四周的四个侧板（311）组成的盒体，位于纸币盒末端的底板（310）的内壁上铰接有推板（312），底板（310）的外壁上设有凸轮和带动凸轮转动的电机，且底板（310）上设有供凸轮在转动过程中伸入纸币盒内的通孔，通孔与推板（312）对应设置，使凸轮在转动过程中能够顶起推板（312）。

6.  根据权利要求4所述的公交车用多工位兑零系统，其特征在于：旋转拨动装置包括橡胶轮（60）和用于拨动纸币的拨块（61），拨块（61）由固定在橡胶轮（60）外周面上的连接块（62）以及与连接块（62）圆弧过渡连接的斜向块（63）组成，斜向块（63）与纸币盒的末端对应，连接块（62）与斜向块（63）构成的夹角背离橡胶轮（60）的旋转方向。

7.  根据权利要求4所述的公交车用多工位兑零系统，其特征在于：丝杠螺母传动机构包括电机、由电机带动的丝杠（90）以及套设在丝杠（90）上的螺母（91），所述的硬币夹取机构（44）固定在螺母上，硬币夹取机构（44）包括转动轮（440）、用于驱动转动轮（440）转动的电机、设在转动轮（440）内部且与其同轴转动的凸轮以及用于夹取硬币的叉形构件，所述的叉形构件由设在转动轮（440）外周面上的┤形杆（441）和由凸轮推动的推杆（442）组成，转动轮（440）上设有能够使推杆伸出转动轮（440）外周面的通孔，立筒（42）中落下的硬币被叉形构件夹取后，叉形构件随转动轮（440）转动，并在运动过程中将硬币输送至硬币筒（43）中。

8.  根据权利要求1所述的公交车用多工位兑零系统，其特征在于：该系统还包括滚轮（14）、倾斜设在投币箱（1）内的闭环输送带（15）以及用于带动闭环输送带（15）和滚轮（14）运动的电机，所述的闭环输送带（15）由两个带轮和套设在两个带轮上的皮带组成，闭环输送带（15）与滚轮（14）之间形成钱币的运动通道，该运动通道的上端与投币箱（1）的投币入口对应承接设置，该运动通道的下端与分选装置（5）对应承接设置。

说明书公交车用多工位兑零系统
技术领域
本发明涉及一种公交车用多工位兑零系统。
背景技术
现有公交车大多采用无人售票的方式，实行统一票价，但无自动找零功能，乘客需自备零钱或乘车卡，若存在没有乘车卡或只有整钱的情况，给人们的出行带来不便。现在市面上有很多自动找零的服务，比如自动售货机，他们的零钱是事先分好类别，由人工放进去，但是公交车的投币机里的钱是顾客投进去的，如何分好类别是设计的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种公交车用多工位兑零系统，能够实现对所投入的钱币进行分类，并自动找零。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：公交车用多工位兑零系统，包括投币箱、控制器、纸币兑零装置、硬币兑零装置以及用于分离纸币和硬币的分选装置，分选装置对应设在投币箱的投币入口的下方，纸币兑零装置和硬币兑零装置分设在分选装置的两侧；所述的纸币兑零装置包括多工位转盘、齿轮传动机构以及用于接收分选装置所选纸币的纸币盒，投币箱内对应纸币盒末端的上方依次设有旋转拨动装置和纸币识别器，投币箱中对应多工位转盘外缘的部位设有出币机构，所述的齿轮传动机构与多工位转盘传动连接，控制器根据纸币识别器识别的纸币面值信息，控制齿轮传动机构带动多工位转盘转动，使多工位转盘中盛放对应面值纸币的工位转动至与出币口相对应，出币机构将该工位中盛放的纸币送到投币箱的出币口；
所述的硬币兑零装置包括依次首末承接设置的输送管道、硬币输送带、立筒以及分别用于盛放一角硬币、五角硬币和一元硬币的三个硬币筒，所述的立筒与硬币筒之间设有硬币夹取机构，且立筒下端的一侧设有一个双凸轮机构和一个硬币识别器，三个硬币筒下端的一侧分别设有一个双凸轮机构，还包括用于带动硬币夹取机构平移的丝杠螺母传动机构；其中，双凸轮机构均由两个同轴转动的凸轮以及两个分别对应各凸轮设置的水平推杆组成，同一双凸轮机构中的两个凸轮运动一进一退，使得同一双凸轮机构中的两个水平推杆运动相反，一个左移一个右移，实现两个同轴转动的凸轮旋转一周，一个硬币脱离水平推杆的约束而下落；控制器根据硬币识别器检测到的硬币的面值信息，控制丝杠螺母传动机构带动硬币夹取机构平移至对应的硬币筒上方，且硬币夹取机构将夹取的硬币送入硬币筒中，该硬币筒下方对应的双凸轮机构将硬币筒中的硬币送到投币箱的出币口。
其中，分选装置由多根水平杆组成，水平杆的一端固定在投币箱内壁上，另一端为自由端，水平杆之间的最小水平间距大于一元硬币的直径且小于一角纸币的宽度，且各水平杆的长度不等，使水平杆的自由端形成供纸币运动的下斜面，纸币盒的开口与该下斜面的末端对应承接设置，输送管道对应设在水平杆的下方。
其中，所述的齿轮传动机构包括电机、啮合设置的大齿轮和小齿轮，其中，电机的驱动轴与小齿轮的中心轴传动连接，大齿轮的中心轴与多工位转盘连接，多工位转盘的每个工位中都设有纸币盒。
进一步的，出币机构包括对应设在多工位转盘中的纸币盒末端上方的旋转拨动装置、两个上下平行设置的纸币输送带以及用于带动旋转拨动装置上下往复移动的丝杠螺母传动机构，该旋转拨动装置与靠近纸币识别器设置的旋转拨动装置结构相同，两个纸币输送带之间形成纸币的出币通道，该出币通道的首端与多工位转盘外缘对应，末端与出币口对应；当丝杠螺母传动机构带动旋转拨动装置至其与多工位转盘中盛放的纸币接触时，旋转拨动装置将接触到的纸币拨到出币通道的首端，纸币输送带将纸币传送至出币口。
进一步的，纸币盒是由底板和固定在底板四周的四个侧板组成的盒体，位于纸币盒末端的底板的内壁上铰接有推板，底板的外壁上设有凸轮和带动凸轮转动的电机，且底板上设有供凸轮在转动过程中伸入纸币盒内的通孔，通孔与推板对应设置，使凸轮在转动过程中能够顶起推板。
进一步的，旋转拨动装置包括橡胶轮和用于拨动纸币的拨块，拨块由固定在橡胶轮外周面上的连接块以及与连接块圆弧过渡连接的斜向块组成，斜向块与纸币盒的末端对应，连接块与斜向块构成的夹角背离橡胶轮的旋转方向。
进一步的，丝杠螺母传动机构包括电机、由电机带动的丝杠以及套设在丝杠上的螺母，所述的硬币夹取机构固定在螺母上，硬币夹取机构包括转动轮、用于驱动转动轮转动的电机、设在转动轮内部且与其同轴转动的凸轮以及用于夹取硬币的叉形构件，所述的叉形构件由设在转动轮外周面上的┤形杆和由凸轮推动的推杆组成，转动轮上设有能够使推杆伸出转动轮外周面的通孔，立筒中落下的硬币被叉形构件夹取后，叉形构件随转动轮转动，并在运动过程中将硬币输送至硬币筒中。
本发明的该系统还包括滚轮、倾斜设在投币箱内的闭环输送带以及用于带动闭环输送带和滚轮运动的电机，所述的闭环输送带由两个带轮和套设在两个带轮上的皮带组成，闭环输送带与滚轮之间形成钱币的运动通道，该运动通道的上端与投币箱的投币入口对应承接设置，该运动通道的下端与分选装置对应承接设置。
有益效果：1、该兑零系统在投币入口下端对应设有水平杆，水平杆之间的最小水平间距大于一元硬币的直径且小于一角纸币的宽度，所以硬币落下时不受干扰，硬币对应落入下方的硬币盒；由于水平杆之间的最小水平间距小于一角纸币的宽度，纸币会顺着水平杆自由端的下斜面滑到下方的纸币盒中，实现把纸币和硬币分开放置。
2、在对投入的纸币和硬币自动分选后，再将不同面值的纸币进行分拣，控制器控制位于纸币盒下部的凸轮转动，凸轮顶起推板使纸币盒中的纸币上抬，橡胶轮上的拨块将纸币带入多工位转盘中，同时，控制器根据纸币识别器识别的纸币的面值信息，通过齿轮传动装置控制多工位转盘转动合适的角度，将拨块传递的纸币送至盛放对应面值纸币的工位中，然后再齿轮传动装置控制多工位转盘转动合适的角度，将该工位送至与出币口对应的位置，使出币机构将该纸币输出出币口，用于找零。
3、在对投入的纸币和硬币自动分选后，再将不同面值的硬币进行分拣，控制器控制位于输送管道末端的硬币输送带转动，将硬币带入立筒，同时，控制器根据硬币识别器识别的硬币的面值信息，通过丝杠螺母传动机构控制硬币夹取机构夹取硬币后，并平移至盛放对应面值硬币的硬币筒上方，然后控制器控制硬币筒下方对应的双凸轮机构转动，将硬币筒中的硬币送到投币箱的出币口，用于在找零。
4、本发明通过滚轮和闭环输送带的相向运动，将乘客投入的钱币自动带入投币箱，无需乘客将钱币下塞入投币箱中，大大缩减了投币时间。该兑零系统能够实现对随时投入的钱币找零，不论是纸币还是硬币都可以用于找零工作，大大提高了对乘客找零的效率，更加方便外地乘客的乘坐，对于以旅游定位的城市显得更加重要。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为图1中的B向局部视图；
图3和图4为图1中的C向局部视图；
图5为旋转拨动装置的示意图；
图6为出币机构的示意图；
图7为多工位转盘的示意图；
图8为图1中多工位转盘的俯视图。
附图标记：1、投币箱，2、控制器，3、纸币兑零装置，30、多工位转盘，31、纸币盒，310、底板，311、侧板，312、推板；4、硬币兑零装置，40、输送管道，41、硬币输送带，42、立筒，43、硬币筒，44、硬币夹取机构，440、转动轮，441、┤形杆，442、推杆，45、双凸轮机构，46、硬币识别器；5、分选装置，50、水平杆；6、旋转拨动装置，60、橡胶轮，61、拨块，62、连接块，63、斜向块；7、纸币识别器，8、出币机构，80、纸币输送带，9、丝杠螺母传动机构，90、丝杠，91、螺母；10、电机，11、大齿轮，12、小齿轮，13、凸轮，14、滚轮，15、闭环输送带，16、出币筒。
具体实施方式
公交车用多工位兑零系统，如图1所示，包括投币箱1、控制器2、纸币兑零装置3、硬币兑零装置4以及用于分离纸币和硬币的分选装置5，分选装置5对应设在投币箱1的投币入口的下方，纸币兑零装置3和硬币兑零装置4分设在分选装置5的两侧。
其中，（1）、纸币兑零装置3包括多工位转盘30、齿轮传动机构以及用于接收分选装置5所选纸币的纸币盒，投币箱1内对应纸币盒末端的上方依次设有旋转拨动装置和纸币识别器7，投币箱1中对应多工位转盘30外缘的部位设有出币机构8，所述的齿轮传动机构与多工位转盘30传动连接，控制器2根据纸币识别器7识别的纸币面值信息，控制齿轮传动机构带动多工位转盘30转动，使多工位转盘30中盛放对应面值纸币的工位转动至与出币口相对应，出币机构8将该工位中盛放的纸币送到投币箱1的出币口。
（2）、如图1、图3和图4所示，硬币兑零装置4包括依次首末承接设置的输送管道40、硬币输送带41、立筒42、以及分别用于盛放一角硬币、五角硬币和一元硬币的三个硬币筒43，还包括用于带动硬币夹取机构44平移的丝杠螺母传动机构，所述的立筒42与硬币筒43之间设有硬币夹取机构44，且立筒42下端的一侧设有一个双凸轮机构和一个硬币识别器46，三个硬币筒43下端的一侧分别设有一个双凸轮机构；其中，双凸轮机构均由两个同轴转动的凸轮以及两个分别对应各凸轮设置的水平推杆组成，同一双凸轮机构中的两个凸轮运动一进一退，使得同一双凸轮机构中的两个水平推杆运动相反，一个左移一个右移，实现两个同轴转动的凸轮旋转一周，一个硬币脱离水平推杆的约束而下落；控制器2根据硬币识别器46检测到的硬币的面值信息，控制丝杠螺母传动机构带动硬币夹取机构44平移至对应的硬币筒43上方，且硬币夹取机构44将夹取的硬币送入硬币筒43中，该硬币筒43下方对应的双凸轮机构将硬币筒43中的硬币送到投币箱1的出币口。
如图1和图2所示，分选装置5由多根水平杆50组成，水平杆50的一端固定在投币箱1内壁上，另一端为自由端，水平杆50之间的最小水平间距大于一元硬币的直径且小于一角纸币的宽度，且各水平杆的长度不等，使水平杆的自由端形成供纸币运动的下斜面，纸币盒的开口与该下斜面的末端对应承接设置，输送管道40对应设在水平杆50的下方。
如图1所示，齿轮传动机构包括电机、啮合设置的大齿轮11和小齿轮12，其中，电机的驱动轴与小齿轮12的中心轴传动连接，大齿轮11的中心轴与多工位转盘30连接，如图8所示，多工位转盘30的每个工位中都设有纸币盒，其中，多工位转盘30中设有五个工位，五个工位中分别用于盛放一角纸币、五角纸币、一元纸币、五元纸币和十元纸币的纸币盒。
如图1和图6所示，出币机构8包括对应设在多工位转盘30中的纸币盒末端上方的旋转拨动装置、两个上下平行设置的纸币输送带80以及用于带动旋转拨动装置上下往复移动的丝杠螺母传动机构，两个纸币输送带80之间形成纸币的出币通道，该出币通道的首端与多工位转盘30外缘对应，末端与出币口对应；当丝杠螺母传动机构带动旋转拨动装置至其与多工位转盘30中盛放的纸币接触时，旋转拨动装置将接触到的纸币拨到出币通道的首端，纸币输送带80将纸币传送至出币口。
如图6和图7所示，纸币盒是由底板310和固定在底板310四周的四个侧板311组成的盒体，位于纸币盒末端的底板310的内壁上铰接有推板312，底板310的外壁上设有凸轮和带动凸轮转动的电机，且底板310上设有供凸轮在转动过程中伸入纸币盒内的通孔，通孔与推板312对应设置，使凸轮在转动过程中能够顶起推板312。
如图1和图5所示，旋转拨动装置包括橡胶轮60和用于拨动纸币的拨块61，拨块61由固定在橡胶轮60外周面上的连接块62以及与连接块62圆弧过渡连接的斜向块63组成，斜向块63与纸币盒的末端对应，连接块62与斜向块63构成的夹角背离橡胶轮60的旋转方向。
如图3和图6所示，丝杠螺母传动机构包括电机、由电机带动的丝杠90以及套设在丝杠90上的螺母91，所述的硬币夹取机构44固定在螺母上，硬币夹取机构44包括转动轮440、用于驱动转动轮440转动的电机、设在转动轮440内部且与其同轴转动的凸轮以及用于夹取硬币的叉形构件，所述的叉形构件由设在转动轮440外周面上的┤形杆441和由凸轮推动的推杆442组成，转动轮440上设有能够使推杆伸出转动轮440外周面的通孔，立筒42中落下的硬币被叉形构件夹取后，叉形构件随转动轮440转动，并在运动过程中将硬币输送至硬币筒43中。
如图1所示，该系统还包括滚轮14、倾斜设在投币箱1内的闭环输送带15以及用于带动闭环输送带15和滚轮14运动的电机，所述的闭环输送带15由两个带轮和套设在两个带轮上的皮带组成，闭环输送带15与滚轮14之间形成钱币的运动通道，该运动通道的上端与投币箱1的投币入口对应承接设置，该运动通道的下端与分选装置5对应承接设置。在实际应用中，可将滚轮14设置为弹簧可调节滚轮的形式，即滚轮14与闭环输送带15之间间隙可根据投入钱币的厚度自适应调节，避免卡死的现象发生。
该系统的工作原理为：（1）、纸币找零装置
1、在公交车投币箱1的入口处设有钱币的引导机构，还可在入口处设置检测装置，当检测到有钱币投入时，控制器2就发出信号启动引导机构将钱币带入投币箱1内。当钱币运行到引导机构末端时，下方放了四根正方形分布的水平杆50，其间距大于硬币，所以硬币落下时不受干扰，就掉入了下方的输送管道40。但是纸币落下时，由于两两水平杆50之间的间距远小于纸币，所以纸币就滑到了水平杆前方的纸币盒31。投币结束后，10秒钟若没有检测到投入信号，控制器2则发出信号停止引导机构的工作。
2、当投币结束时（进币口30秒没有检测到有进币，说明上车结束了），纸币识别器7检测到纸币的面值的时候，首先控制器2发出信号调整多工位圆盘30的位置，然后控制器2启动旋转拨动装置转动，带动一张纸币进入纸币盒右侧的多工位圆盘30的相应工位中，以此类推，直到全部分类放置完毕。如果乘客通过外置按键盘输入人次、点下找零按钮，纸币识别器7把纸币的面值传递给控制器2，控制器2则按照需要找零的纸币转动多工位圆盘30，使相应的工位与出币口对应，然后电机带动丝杠转动，螺母下移，同时，凸轮转动一定角度，使得该工位中的纸币盒中的推板312抬高一定角度，方便出币，然后固定在螺母上的旋转拨动装置转动一定角度，一张纸币被送入纸币输送带80上，送出出币口。需要找零几张，重复几次上述动作。
二、硬币找零装置
硬币垂直下漏到输送管道40中，顺着管道下滑，在管道的出口处设有硬币输送带41，将硬币一个个次序输入立筒42中，立筒42下方有一个双凸轮机构托住硬币不让其掉下，两个凸轮左转一个角度则下面一个硬币落下，上面的凸轮拨叉左转托住了上面剩余的硬币（双凸轮再逆时针转一个角度，再漏下一个），出口处的硬币识别器46检测到最下面的硬币值大小。落下的硬币掉入固结在转动轮440上的┤形杆441以及凸轮带动的推杆442组成的叉形构件。转动轮440可以被电机带动其转动，凸轮固定在工作架上可以随着转动轮440和螺母平动，推杆442放入一端可以沿着凸轮边缘的滑道移动，另一端伸入转动轮440，当叉形构构件到最上面时，推杆442伸出接住硬币，当转到水平时，推杆442沿着凸轮边缘移动的约束，使得推杆442內缩，硬币就落下到对应的硬币筒43中。
其中，如图4所示的三个硬币筒43，从左至右一次为一角硬币筒、一元硬币筒和五角硬币筒，若硬币识别器46检测到立筒42最下面的硬币面值的一元时，丝杠螺母传动机构不动，转动轮440的叉形构件将一元硬币夹取到中间的一元硬币筒中；若检测到五角硬币，则电机带动丝杠转动，硬币夹取机构44随螺母一起平动到五角硬币筒上方，电机带动转动轮440逆时针转动90°，钱币落入储币桶内，电机顺时针转过90°，叉形构件回到最上面，然后丝杠螺母传动机构中的电机反转，带动硬币夹取机构44回到中间出币口位置，准备接下一个硬币；若检测到的是一角的硬币，其硬币夹取过程同上。由于每个硬币筒下面都有一个双凸轮机构，和上面的双凸轮机构作用一样，可以把硬币一个一个拨到出币筒16中，用于在找零。