投币机及其硬币识别方法 本发明涉及一种核算装置及其核算方法，更确切地说是涉及一种硬币投币及其硬币的识别方法。
现有投币机的最大缺点是一台投币机仅能识别固定的几种硬币，不能变换可使用硬币的种类，因此一国生产的投币机运至他国或本国又发行新硬币时，投币机厂都需再耗费人力、物力去调整投币机的硬币辩别装置，有的投币机则不得不报废而需重新研新的投币机。
现有投币机的硬币辩别装置一般均有复杂的机械结构，或者有复杂的电子辩别电路，以辩别硬币的种类及其真伪，从而造成投币机的整体价格升高、体积增大、且故障率高。
本发明的目的是设计一种可迅速变更硬币的识别种类、结构简单、高可靠、故障率低且安全性高的投币机及其硬币的识别方法，只要简单更换样品硬币即可利用于不同国家不同地区的投币及其硬币识别。
本投币机，包括使硬币通过并收集的硬币通道及导引装置，硬币检测装置、硬币辩别装置和控制投币机输入、输出、显示及导引装置工作的中央处理单元，所述硬币检测装置由至少一个第一电感检测器构成，第一电感检测器在所述的硬币通道上产生振荡磁场和在有硬币通过振荡磁场时产生脉冲信号，其特征在于：
所述的硬币辩别装置由取样装置和对比装置构成；取样装置包括一个以上的第二电感检测器和放置于第二电感检测器振荡磁场中的样品硬币，第二电感检测器输出与第一电感检测器脉冲信号同步的基准脉冲信号；所述地对比装置包括一个以上的比较器及A/D变换器，比较器两输入端分别接硬币检测装置第一电感检测器的脉冲信号和取样装置第二电感检测器的基准脉冲信号，对比装置输出接所述的中央处理单元。
本投币机的硬币识别方法，其特征在于：
1)在硬币机通道上设置可产生振荡磁场的至少一个第一电感检测器，投入硬币经过振荡磁场时产生脉冲信号；
2)设置可产生振荡磁场的一个以上的第二电感检测器，并在振荡磁场中放置样品硬币，第二电感检测器输出与第一电感检测器脉冲信号同步的基准脉冲信号；
3)设置与第二电感检测器相同数目的比较器及A/D变换器，各比较器分别比较各第一、第二电感检测器输出的脉冲信号和基准脉冲信号，当两者波形一致时，比较器输出再经A/D变换器输出脉冲信号；
4)设置一中央处理单元，在中央处理单元中设定样品硬币种类金额，当一比较器、A/D变换器有输出脉冲信号时，判断投入硬币金额即为对应样品硬币金额并记录、累计金额，和通知硬币导引装置收集投入的硬币。
所述硬币检测装置的第一电感检测器与取样装置的第二电感检测器及对比装置的比较器、A/D变换器对应设置，各检测装置第一电感检测器输出分别接对比装置各比较器的一输入端，各取样装置的第二电感检测器输出分别接对比装置各比较器另一输入端。
所述的硬币导引装置包括与所述取样装置的第二电感检测器对应设置的控制装置，控制装置由磁铁、受电磁铁控制的导引闸和复位弹簧构成，导引闸末端是一可延伸入或脱离出硬币通道的止挡部。
第二电感检测器内可放置不同金额的硬币作为样品硬币，对比电路通过判断投入硬币与哪一个样品硬币相同的方法来识别投入硬币的金额及判断其真伪，再经导引装置将硬币导引到特定的位置储存。
下面结合实施例及附图进一步说明本发明的技术。
图1、投币装置电路方框原理图。
图2、投币装置对比电路的方框原理图。
图3、投币装置投币结构立体剖视图。
图4、投币装置投币结构正面剖视图。
图5、投币装置投币结构侧视示意图。
图6、投币装置投币结构的辩别机构的剖视图。
参见图1，投币装置的电路部分主要包括一检测装置10、一取样装置20、一硬币导引装置30、一对比装置40和一中央处理单元50。
检测装置10包括若干个电感检测器11(至少一个)，电感检测器11具有一个初级线圈111和一个次级线圈112，使在硬币通道中有因振荡形成的电磁场，并可由次级线圈112产生一脉冲信号。
使用者投入硬由后，硬币由相应电感检测器11的初级线圈111与次级线圈112之间的振荡磁场通过，而次级线圈112输出的脉冲信号便会因阻抗变化而改变。
取样装置20也包括若干个电感检测器21，各电感检测器具有初级线圈211和次级线圈212，各电感检测器可对应一样品硬币而输出一取样脉冲信号Ai，该取样脉冲信号Ai与电感检测器11检测出的脉冲信号同步。取样装置20的各组电感检测器21上可分别放置不同金额的硬币，而作为样品硬币。由于不同材质、不同厚度硬币所获得的脉冲信号皆不同，因此电感检测器21输出的取样脉冲信号Ai就可作为投入硬币的对比基准。
对比装置40具有与取样装置20的电感检测器21相对应的对比电路41，各对比电路分别接收取样装置的一组电感检测器21所检测的一个样品硬币的脉冲信号，及接收检测装置10所检测的投入硬币的脉冲信号，将两脉冲信号进行对比，若比较结果是相同的则输出一个使能信号(enable)送中央处理单元50。中央处理单元50，包括微处理器(cpu)51、只读存贮器(ROM)52用于存贮投币装置的控制程序，随机存贮器(RAM)53用于记录投币装置在运行时的各种运算资料(如取样装置20中各组电感检测器21中所放置的样品硬币的金额、投入硬币的累计金额、微处理器的指令及其他运算资料等)。
控制程序中要设定取样装置20中各组电感检测器中放置样品硬币的金额，使用时先利用一输入接口57将各样品硬币金额的参数输入中央处理单元50中，并贮存在RAM53内。如图1实施例共四组电感检测器21，分别放置1元、5元、10元及50元的 样品硬币，使用时就将各电感器金额参数设定为1元、5元、10元及50元，此时投币装置就可开始运作。在改变硬币或改变放置位置时，都需重新设定各电感器21的硬币金额。
若使用者投入的硬币与样品硬币中的一个相同的话，则相应的对比电路41便输出使能信号，中央处理单元就可辩别出该投入硬币的种类。若投入的是伪币，检测传感器11的脉冲信号与样品硬币的取样脉冲必不相同，对比电路41无任何反应，因此中央处理单元50就不会计算它的金额。由于中央处理单元50中设定了与各对比电路41所配合的电感器21内所放样品硬币的金额，因此中央处理单元50可通过辩别是哪一组对比电路41输出了使能信号的方式来辩别投入硬币的金额并作累计。
然后中央处理单元50再经过控制接口54控制导引装置30将投入的硬币引导至适当地方加以贮存，并利用一显示接口将累计金额及其他信息显示在显示装置55上，及经输出接口56控制投币装置的负载设备(如售报机、复印机、电话等)。
参见图2，对比电路41及其与电感检测器11、21的连接图。对比电路41中的时钟脉冲发生器411，产生AC脉冲送电感检测器11、21，使电感器11、21产生一同步的振荡磁场。电感器11、21的初线线圈111、211一端接地，次级线圈112、212一端则分别接比较电路41中的一个比较器412的两输入端。
当电感检测器初、次级线圈中无硬币时，次级线圈112输出的脉冲信号Ai与次级线圈212输出的取样脉冲信号Bi相同。当投入了硬币或放置了样品硬币，脉冲信号就会发生变化。但若投入的硬币与样品硬币之一相同，哪未脉冲信号Ai与取样脉冲信号Bi会相当接近，反之，Ai与Bi则有相当大的差异。
比较器412比较Ai与Bi，若两者波形相同，比较器412输出“1”信号，反之则输出“0”信号，并将信号送A/D变换器413。A/D变换器413在输入为“1”时则输出一连续脉冲信号，再经输出电路414输出使能信号。该使能信号送到中央处理单元50后就可辩别出硬币及其金额。A/D变换器413在输入“0”时无法驱动A/D变换器，因而无任何信号输出。
本发明投币装置与传统电子投币机的主要区别是采用样品硬币作为对比判别的基准，用所产生的脉冲信号与投入硬币的脉冲信号比较，传统技术中则预先将对比数据烧录在电路中作为判别的基准。
图3至图6所示，为投币装置的实施结构。图3、图4中的投币装置包括一本体1、设置在本体1背面的两互相平行且间隔的背板2、3，设于本体1前方的前板6。背板2、3的间隙形成硬币通道4(见图4)，设于硬币通道上方的是硬币投入口5，背板2、3上装设检测装置10及硬币导引装置30，还装设本投币装置的控制电路板，前板6上装设取样装置20，取样装置20内置放有样品硬币60(见图4)。
图4、图5所示，检测装置10的各组电感器11，其初级线圈111及次级圈112相对地分别设置于背板2、3外侧(见图4)。电感器11设于硬币通道4的起始处，硬币61自投入后依序滚动通过各电感器11。当硬币从线圈111、112间通过时可输出一脉冲信号，该脉冲信号在对比电路中与样品硬币的脉冲信号比较，以判断出投入硬币61与哪一种样品硬币60相同，再由微处理器根据预先贮存的资料计算投入硬币的金额并累计。
为使投入硬币与样品有足够的对比时间，在硬币通道4的起始部分作成渐缓的弧形坡道，如图5中所示，并在投入口5附近装置一缓冲装置70。缓冲装置70是成L形的板片体，利用一栓轴71枢接于背板2、3的间隙中，缓冲装置70一端是阻挡臂72，可延伸至硬币通道4的起始端，另一端是延伸臂73，延伸臂73末端设置配重74。投入的硬币必须先顶开阻挡臂71才能进入硬币通道4，由于延伸臂末端配重74的作用可延续硬币的滚动速度，加上弧形坡道的设计可使硬币以较慢的速度通过硬币检测装置10，相应电感检测器11产生的脉冲信号也可持续一段时间。
取样装置20中的各组电感器主要包括一滑座22(见图4、图6)滑座22具有一可容纳样品硬币60的窄槽23，各电感器21前方没置一固定座24，固定座24与滑动座22的窄槽23对应的前方位置设置若干可卡合设置在窄槽23中的硬币槽25。滑动座22与拉伸弹簧26连接，使滑动座23朝向固定座24并靠近，而将样品硬币推顶紧靠于若干卡槽25中、初、次级线圈211、212设置于窄槽23两侧，可产生取样脉冲信号送对比电路41。
硬币检测装置10后的硬币通道4为垂直通道，完成硬币对比后的硬币便垂直落下，由硬币导引机构30导引至不同的收集位置处。
硬币导引机构30具有与样品硬币电感检测器21相同数目的控制器31，可见图3。各控制器31具有一电磁铁32及一受电磁铁控制的导引闸33，可见图4。在导引闸33末端，有一延伸入硬币通道4垂直部分之中的止挡部34。背板2上设有若干供止挡部34由背板2表面伸入通道4中的长孔，导引闸末端与控制器31的本体间连接有弹簧35，当电磁铁32通电产生磁力时吸引导引闸33而使止挡部34脱离硬币通道，使投入的硬币可通过该控制器。当磁铁32的磁力消失时，弹簧35可送回导引闸33，止挡部34延伸入硬币通道4中，以拦阻通道中落下的硬币。
止挡部34具有一倾斜度，使受阻拦的硬币向机体的侧边滚动，此外，机体1侧面与各控制器31相对的位置处设置供承接硬币并使之由机体侧面出币口37滚出的导引板36，可见图5和图3。
投币机开机后，先使全部控制器31的电磁铁32成为通电状态，即硬币通道为开放态。如果投入硬币与样品硬币对比结果可确认该硬币与一组电感器21上的样品硬币相同，则控制电路便控制与该样品硬币电感器相对应控制器31的电磁铁32断电，利用导引闸33将该硬币拦阻下来并由该控制器对应的出币口37滚出，贮存在特定的储币筒内。若投入的硬币不同于所有的样品硬币，则各控制器均维持开启状态，该伪币直接落入伪币收集处，如图5所示。
本发明技术及所采用的对比方法具有以下优点：
1)由于采用直接取样的方式作硬币判别，因此无需设计用于贮存硬币对比资料的复杂电路，可大幅度简化设计，降低成本，减少故障；
2)硬币对比工作全部由对比电路完成，中央处理单元只需接收对比电路的使能信号，用于判别硬币种类及金额，因而其控制软件可大幅度简化；
3)更换硬币时只需直接更换取样装置上的样品硬币和调整中央处理单元中的金额参数设定，因此可迅速方便地更换硬币种类，无新币发行或投币机运至他国使用时的麻烦。