卷纸钩及硬币包装装置的制造方法
【专利摘要】本发明还提供了一种硬币包装装置，其特征在于，具有：硬币支撑圆盘，包括：支撑盘和硬币包装筒；步进电机，用于带动硬币包装筒的筒体在支撑盘内旋转；两个顶紧单元，包含：两个卷纸电机和两个卷纸钩，卷纸钩为弧形壳体，弧形壳体在几何中心线的两个端点的位置具有进纸口以及出纸口，进纸口至出纸口的横截面逐渐变小；两个驱动单元，用于驱动两个卷纸电机相互靠近和相互远离；动力单元，用于带动驱动单元相对于硬币支撑圆盘水平移动；本发明的硬币包装装置实现了硬币的自动包装，不需人工操作，一次性完成了硬币包装纸的卷边和收边，并且，卷边和收边耗时短，卷边后非常美观，适用于超市、商场、公交公司以及银行等场所。
【专利说明】
卷纸钩及硬币包装装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种硬币包装设备，具体涉及一种卷纸钩以及具有该卷纸钩的硬币包 装装置。
【背景技术】
[0002] 硬币具有耐磨损、流通时间长以及发行成本低等优点，是我国大力推广使用的一 种流通货币。在硬币流通时，经常需要对硬币进行包装。
[0003] 传统的硬币包装方法一种为手工包装，即把预定数量的硬币排列整齐，用双手夹 持成叠后放在备好的纸张上，在对硬币成卷并卷边，此种方法需要耗费人们大量的时间和 精力，包装效率低，卷边时间长，且卷边不美观。
[0004] 另一种方法是采用传统的硬币包装机进行包装，包装效率较高，但是，在包装过程 中，采用半弧形或者手指形纸边卷边方式，不能一次性完成卷边以及收边，卷边时间长，且 包装后的效果也不美观。
【发明内容】
[0005] 本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够实现一次性卷边和 收边，并且包装后效果美观的具有卷纸钩的硬币包装装置。
[0006] 本发明提供了一种卷纸钩，设置在硬币包装装置具有的顶紧单元的安装底座上， 伸入硬币包装装置具有的筒体内和包装纸接触，用于包装纸的卷边和收边，其特征在于，其 为:弧形壳体，弧形壳体的几何中心线为筒体的横截面所形成的圆的一段圆弧，弧形壳体在 几何中心线的两个端点的位置具有进纸口以及出纸口，进纸口至出纸口的横截面逐渐变 小，进纸口的横截面为圆弧线，圆弧线的弧度为
，出纸口的横截面为弧线，弧线包 括一段弧度为
-的圆弧以及与弧度为
的圆弧光滑连接的渐开线，其中，渐开线为一条直 线段上的定点在基圆上并相切于基圆转动时的轨迹，渐开线的坐标方程为： f X = Ricoscp + cps\x\(p) .、，这里，X为渐开线上的点的横坐标，Y为渐开线上的点的纵坐标，R [/ = R{cos(p-(psm(p) 为基圆的半径，於为展角，展角供的弧度为
[0007] 在本发明提供的卷纸钩中，还可以具有这样的特征:其中，进纸口的横截面的圆弧 线对应的圆的半径为1.5~3mm。
[0008] 在本发明提供的卷纸钩中，还可以具有这样的特征:其中，出纸口的横截面的圆弧 对应的圆的半径为0.5~1.5mm。
[0009] 在本发明提供的卷纸钩中，还可以具有这样的特征:其中，基圆的半径R的长度为 0?3~1?Omm
[0010] 本发明还提供了一种硬币包装装置，用于收集硬币分拣机输送来的硬币并进行包 装，其特征在于，具有:硬币支撑圆盘，设置在硬币分拣机的下方，用于对硬币分拣机输送来 的硬币进行收集，包括:支撑盘，呈圆盘形，具有底面和侧壁，用于支撑，支撑盘的侧壁的水 平方向上设置有两个顶紧孔，支撑盘的竖直方向上设置有进币孔和出币孔，进币孔与出币 孔在竖直方向上相互错开，硬币包装筒，安装在支撑盘上，用于收集并容纳一定数量的硬 币，具有圆柱形的筒体和与筒体的外侧壁垂直相贯的套管，筒体的外壁具有平行于轴线方 向贯穿的包装缝，筒体的两端设置有缺口；步进电机，该步进电机的旋转轴通过固定设置的 支撑盘与套管连接，用于带动筒体在支撑盘内旋转;两个顶紧单元，分别与支撑盘的顶紧孔 对应设置，用于对硬币包装筒内的硬币进行压紧并采用包装纸进行包装，包含:两个卷纸电 机，用于卷绕包裹硬币的包装纸，两个安装底座，分别设置在两个卷纸电机下部，用于固定 两个卷纸电机，具有底板和侧板，两个卷纸钩，分别设置在两个安装底座的侧板上，用于对 包装纸进行卷边和收边;两个驱动单元，分别设置在顶紧单元的下方并与顶紧单元连接，用 于驱动两个卷纸电机相互靠近和相互远离；以及动力单元，与驱动单元连接，用于带动驱动 单元相对于硬币支撑圆盘水平移动，其中，卷纸钩为前面提到的卷纸钩。
[0011] 在本发明提供的硬币包装装置中，还可以具有这样的特征:其中，筒体的内径比硬 币的直径大1~5_。
[0012] 在本发明提供的硬币包装装置中，还可以具有这样的特征:其中，筒体还具有一条 突出侧边，突出侧边设置在包装缝的一条边上。
[0013] 在本发明提供的硬币包装装置中，还可以具有这样的特征:其中，突出侧边突出长 度为1~5cm〇
[0014] 在本发明提供的硬币包装装置中，还可以具有这样的特征:其中，支撑盘的底面的 圆心处设置有与套管相匹配的安装孔。
[0015] 在本发明提供的硬币包装装置中，还可以具有这样的特征：其中，驱动单元为滑 块-丝杆机构，滑块-丝杆机构包括两个带有螺纹孔的滑块以及至少一根穿过螺纹孔的丝 杆，滑块与安装底座固定连接，丝杆与动力单元螺纹连接。
[0016] 发明的作用与效果
[0017] 根据本发明所涉及的硬币包装装置，在因为安装在支撑盘上的硬币包装筒能够收 集硬币分拣机输送来的硬币，收集满硬币后，硬币包装筒在步进电机的带动下旋转一定角 度，两个卷纸电机能够分别对硬币包装筒内硬币的两端进行预先压紧并卷绕包装纸，然后， 随着卷纸电机继续缓慢压紧硬币，两个卷纸钩与筒体内的包装纸接触，同时，卷纸电机旋 转，这样，卷纸钩能够在卷纸电机旋转时完成包装纸的卷边和收边，进一步，驱动单元驱动 两个卷纸电机相互远离，硬币包装筒在步进电机带动下再旋转一定角度后，包装好的硬币 从支撑盘出币孔排出，所以，本发明的硬币包装装置实现了硬币的自动包装，不需人工操 作，一次性完成了硬币包装纸的卷边和收边，并且，卷边和收边耗时短，卷边后非常美观，适 用于超市、商场、公交公司以及银行等场所。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明实施例中硬币包装装置的结构示意图；
[0019] 图2是本发明实施例中卷纸钩与包装纸接触时的示意图；
[0020] 图3是本发明实施例中卷纸钩的俯视图；
[0021 ]图4是本发明实施例中卷纸钩与筒体接触时的俯视图；
[0022] 图5是本发明实施例中卷纸钩的进纸口方向的轴测图；
[0023] 图6是本发明实施例中卷纸钩的出纸口方向的轴测图；
[0024] 图7是本发明实施例中卷纸钩的出纸口的渐开线轨迹图；
[0025] 图8是本发明实施例中硬币支撑圆盘的结构示意图；以及
[0026] 图9是本发明实施例中硬币包装筒的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实 施例结合附图对本发明的硬币包装装置作具体阐述。
[0028] 图1是本发明实施例中硬币包装装置的结构示意图。
[0029]如图1所示，硬币包装装置100用来收集硬币分拣机(图中未显示)输送来的不同面 值的硬币并进行包装，硬币包装装置100包括:驱动单元10、顶紧单元20、硬币支撑圆盘30、 步进电机40以及动力单元50。
[0030] 驱动单元10设置在地面上或工作平台上，它包含:支架11、丝杆12、滑块13、直线导 轨14以及限位滚轮15,在本实施例中，驱动单元有两个。
[0031] 两个支架11间隔设置在地面上或工作平台上，用来支撑整个硬币包装装置100,现 对其中一个支架11进行说明，支架11的相同水平位置上分别设置有两个穿孔。
[0032]两根丝杆12平行架设在两个支架11上，并穿过穿孔。
[0033]两个滑块13分别穿过两根平行的丝杆12,现对其中一个滑块13进行说明，滑块13 相同水平位置上设有同丝杆12相匹配的螺纹孔，滑块13通过螺纹孔可在丝杆12上左右移 动。
[0034] 直线导轨14设置在滑块13的下方，并与滑块13相贴合，直线导轨14的两端分别与 支架11通过螺栓连接，直线导轨14上位于两个滑块之间还设置有一个圆形通孔，该圆形通 孔用来让包装后的硬币通过。
[0035] 限位滚轮15设置在直接导轨14的下方，并与直线导轨14螺栓连接，用来控制滑块 13的行程，在本实施例中，限位滚轮15有两个，分别设置在两个滑块13下方。
[0036]两个顶紧单元20分别对向设置在两个滑块13上，并与滑块13螺栓连接，用来对收 集的硬币进行压紧并采用包装纸进行包装，它包含:安装底座21、卷纸电机22、卷纸钩23以 及柱塞块24。
[0037] 两个安装底座21分别设置在两个滑块13的上部，与滑块13螺栓连接，它包含底板 211和侧板212,侧板212的中心处设置有一个圆孔。
[0038] 卷纸电机22设置在底板211上，与底板211螺栓连接，它用来卷绕包裹硬币的包装 纸，它的旋转轴通过侧板212的圆孔，卷纸电机22随滑块13的移动相互靠近和相互远离，在 本实施例中，卷纸电机22有两个，分别设置在两个滑块13的上部。
[0039] 两个卷纸钩23分别设置在两个安装底座21的侧板212上，用来对包装纸进行卷边 和收边，由于两个卷纸钩23完全相同，现只对其中一个卷纸钩23进行说明。
[0040] 图2是本发明实施例中卷纸钩与包装纸接触时的示意图。
[0041] 图3是本发明实施例中卷纸钩的俯视图。
[0042] 图4是本发明实施例中卷纸钩与筒体接触时的俯视图。
[0043] 如图2、3、4所示，卷纸钩23为一个弧形壳体，弧形壳体的几何中心线为硬币支撑圆 盘30内筒体的横截面所形成圆的一段圆弧，几何中心线的两个端点位置具有进纸口和出纸 口，进纸口到出纸口的横截面积逐渐变小，如图3所示，A面为进纸口，B面为出纸，C面为卷纸 钩23外凸部分，D面与包装纸外侧紧贴。
[0044] 图5是本发明实施例中卷纸钩的进纸口方向的轴测图。
[0045] 如图5所示，进纸口的横截面为圆弧线EFG，圆弧线EFG的弧度为
，圆弧线 EFG对应的圆的半径^为1.5~3mm，在本实施例中，圆弧线EFG的弧度
，圆弧线EFG对应 的圆半径ri为1.5mm，则根据弧长公式
，得到圆弧线EFG的弧长为Lefc=〇 . 28mm。
[0046] 图6是本发明实施例中卷纸钩的出纸口方向的轴测图。
[0047] 如图6所示，出纸口的横截面为弧线HIJK，该弧线HIJK包括一段弧度为
的圆弧HI 以及与弧度为
的圆弧HI光滑连接的渐开线IJK，出纸口的圆弧HI对应的圆的半径^为0.5 ~1.5mm，在本实施例中，圆弧HI对应圆的半径r2为0.8mm，则根据弧长公式
'，Lhi = 1.25mm〇
[0048] 图7是本发明实施例中卷纸钩的出纸口的渐开线轨迹图；
[0049] 如图7所示，出纸口的渐开线IJK为一条直线PJ上定点P在基圆上并相切于基圆转 动时的轨迹，以0M为x轴，0N为y轴，ZP0I为展角，则渐开线IJK的坐标方程 \X - R{cosq)-\-(psm(p) ri/ .、，这里，X为渐开线IJK上的点的横坐标，Y为渐开线IJK上的点的纵
[/ = R{cos(p -(p^mcp) 坐标，R为基圆的半径，基圆的半径为0.3~1.0mm，妒为展角、即ZP0I，展角识的弧度为
，在本实施例中，基圆的半径为0.3mm，展角的弧度为
[0050] 又如图1所示，柱塞块24套在卷纸电机22的旋转轴的端点，使得硬币刚好顶在硬币 中心，对硬币进行顶紧，在本实施例中，柱塞块24有两个。
[0051]硬币支撑圆盘30安装在两个顶紧单元20之间，它包括:支撑盘31、硬币包装筒32。
[0052] 图8是本发明实施例中硬币支撑圆盘的结构示意图。
[0053] 如图8所示，支撑盘31呈圆盘形，具有底面和侧壁，它的侧壁的水平方向上对应设 置有两个顶紧孔，两个顶紧孔用来使两个顶紧单元20对硬币进行顶紧，支撑盘31的竖直方 向上设置有进币孔和出币孔，进币孔和出币孔在竖直方向上相互错开，此外，支撑盘31底面 的圆心处还设置有安装孔。
[0054] 图9是本发明实施例中硬币包装筒的结构示意图。
[0055]如图9所示，硬币包装筒32安装在支撑盘31上，用来收集位于硬币包装装置100上 方的硬币，它包括:筒体321和套管322。
[0056]筒体321呈圆柱形，用来收集并容纳一定数量的硬币，筒体321的外壁有平行于轴 线方向贯穿的包装缝，筒体321的两端对应设置有缺口，缺口用来让卷纸钩23通过，在本实 施例中，缺口为矩形，此外，缺口还可以为U形，筒体321还具有一条突出侧边，突出侧边与包 装缝的一条边连接，突出侧边的突出端的横截面积为楔形，突出侧边突出长度为1~5cm，另 外，筒体321的内径比硬币的直径大1~4mm，在本实施例中，突出侧边与包装缝的一条边是 一体成型的，突出侧边突出2cm，筒体321的内径比硬币的直径大1mm。
[0057]套管322焊接在筒体321的外侧壁上，套管322与筒体321的外侧壁垂直相贯，并和 支撑盘31连接。
[0058]步进电机40的旋转轴通过支撑盘31的安装孔与套管322连接，它用来带动筒体321 在支撑盘31内旋转。
[0059]动力单元50与丝杆12的一端通过键连接，它用来带动两个滑块13相对于硬币支撑 圆盘30水平移动，动力单元50包含:齿轮组51以及带动齿轮组51旋转的电机52。
[0060]齿轮组51与丝杆12的一端通过键连接，用来带动丝杆12旋转。
[00611电机52的旋转轴与齿轮组51通过键连接，用来带动齿轮组51旋转。
[0062]本实施例的硬币包装装置的工作原理如下：首先，硬币包装筒32在支撑盘31内处 于竖直位置(如图8所示），收集满硬币后，电机52带动齿轮组51旋转，齿轮组51带动丝杆12 旋转，进一步带动两个滑块13相互靠近，使得两个卷纸电机22相互靠近，卷纸电机22的旋转 轴将要接触支撑盘31时，硬币包装筒32在步进电机40的带动下逆时针旋转90°，使得硬币包 装筒32在支撑盘31内处于水平状态，卷纸电机22的旋转轴再对硬币进行顶紧，然后，卷纸电 机22启动，它的旋转轴带动已顶紧的硬币旋转，此时，从包装缝放入预先提供的包装纸，包 装纸通过旋转的硬币产生摩擦而卷上硬币表面，待包装纸完全包在硬币上时，支撑盘31两 侧的卷纸电机22继续靠近，使得侧板212上的卷纸钩23相内侧靠近，并与筒体321内包装纸 接触，同时，卷纸电机22旋转，这样，卷纸钩在卷纸电机旋转时完成包装纸的卷边和收边，完 全卷边收边后，卷纸电机22停止转动，通过丝杆12带动两个滑块13相互远离，使得卷纸电机 22远离硬币包装筒32,最后，硬币包装筒32在步进电机40的带动下逆时针旋转45°，包装好 的硬币顺着圆形通孔滑入收集箱中，硬币包装筒32在步进电机40带动下回到竖直位置，进 行下一次硬币包装。
[0063]实施例的作用与效果
[0064]根据本发明所涉及的硬币包装装置，因为安装在支撑盘上的硬币包装筒能够收集 硬币分拣机输送来的硬币，收集满后，硬币包装筒在步进电机的带动下旋转一定90°，两个 卷纸电机分别对硬币包装筒内硬币的两端进行预先压紧并卷绕包装纸，然后，随着卷纸电 机继续缓慢压紧硬币，两个卷纸钩与筒体内的包装纸接触，同时，卷纸电机旋转，这样，卷纸 钩在卷纸电机旋转时完成包装纸的卷边和收边，进一步，驱动单元驱动两个卷纸电机相互 远离，硬币包装筒在步进电机带动下再逆时针旋转45°后，包装好的硬币从支撑盘出币孔排 出，所以，本发明的硬币包装装置实现了硬币的自动包装，不需人工操作，一次性完成硬币 包装纸的卷边和收边，并且，卷边和收边耗时短，卷边后非常美观，适用于超市、商场、公交 公司以及银行等场所。
[0065] 此外，本实施例中的筒体具有一条突出侧边，这样，包装纸能够平稳的放在突出侧 边上并从包装缝中顺利地进入筒体内，从而对硬币进行包装。
[0066] 以上实施例仅为本发明构思下的基本说明，不对本发明进行限制。而依据本发明 的技术方案所作的任何等效变换，均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种卷纸钩，设置在硬币包装装置具有的顶紧单元的安装底座上，伸入所述硬币包 装装置具有的筒体内和包装纸接触，用于所述包装纸的卷边和收边，其特征在于，其为： 弧形壳体，所述弧形壳体的几何中心线为所述筒体的横截面所形成的圆的一段圆弧， 所述弧形壳体在所述几何中心线的两个端点的位置具有进纸口以及出纸口，所述进纸 口至所述出纸口的横截面逐渐变小， 所述进纸口的横截面为圆弧线，所述圆弧线的弧度所述出纸口的横截面为弧线，所述弧线包括一段弧度为-的圆弧以及与所述弧度为-的圆弧光滑连接的渐开线， 其中，所述渐开线为一条直线段上的定点在基圆上并相切于所述基圆转动时的轨迹， 所述渐开线的坐标方程为：这里，X为所述渐开线上的点的横坐标，Y为所述渐开线上的点的纵坐标，R为所述基圆 的半径，於为展角，所述展角炉的弧度为2. 根据权利要求1所述的卷纸钩，其特征在于： 其中，所述进纸口的横截面的圆弧线对应的圆的半径为1.5~3mm。3. 根据权利要求1所述的卷纸钩，其特征在于： 其中，所述出纸口的横截面的圆弧对应的圆的半径为〇. 5~1.5mm。4. 根据权利要求1所述的卷纸钩，其特征在于： 其中，所述基圆的半径R的长度为0.3~1.0mm 〇5. -种硬币包装装置，用于收集硬币分拣机输送来的硬币并进行包装，其特征在于，具 有： 硬币支撑圆盘，设置在所述硬币分拣机的下方，用于对所述硬币分拣机输送来的硬币 进行收集，包括： 支撑盘，呈圆盘形，具有底面和侧壁，用于支撑，所述支撑盘的侧壁的水平方向上设置 有两个顶紧孔，所述支撑盘的竖直方向上设置有进币孔和出币孔，所述进币孔与所述出币 孔在竖直方向上相互错开， 硬币包装筒，安装在所述支撑盘上，用于收集并容纳一定数量的硬币，具有圆柱形的筒 体和与所述筒体的外侧壁垂直相贯的套管，所述筒体的外壁具有平行于轴线方向贯穿的包 装缝，所述筒体的两端设置有缺口； 步进电机，该步进电机的旋转轴通过固定设置的所述支撑盘与所述套管连接，用于带 动所述筒体在所述支撑盘内旋转； 两个顶紧单元，分别与所述支撑盘的顶紧孔对应设置，用于对所述硬币包装筒内的硬 币进行压紧并采用包装纸进行包装，包含： 两个卷纸电机，用于卷绕包裹硬币的包装纸， 两个安装底座，分别设置在两个所述卷纸电机下部，用于固定两个所述卷纸电机，具有 底板和侧板， 两个卷纸钩，分别设置在两个所述安装底座的侧板上，用于对包装纸进行卷边和收边； 两个驱动单元，分别设置在所述顶紧单元的下方并与所述顶紧单元连接，用于驱动两 个所述卷纸电机相互靠近和相互远离；以及 动力单元，与所述驱动单元连接，用于带动所述驱动单元相对于所述硬币支撑圆盘水 平移动， 其中，所述卷纸钩为权利要求1~4中任意一项所述的卷纸钩。6. 根据权利要求5所述的硬币包装装置，其特征在于： 其中，所述筒体的内径比所述硬币的直径大1~5_。7. 根据权利要求5所述的硬币包装装置，其特征在于： 其中，所述筒体还具有一条突出侧边，所述突出侧边设置在所述包装缝的一条边上。8. 根据权利要求5所述的硬币包装装置，其特征在于： 其中，所述突出侧边突出长度为1~5cm。9. 根据权利要求5所述的硬币包装装置，其特征在于： 其中，支撑盘的底面的圆心处设置有与所述套管相匹配的安装孔。10. 根据权利要求5所述的硬币包装装置，其特征在于： 其中，所述驱动单元为滑块-丝杆机构，所述滑块-丝杆机构包括两个带有螺纹孔的滑 块以及至少一根穿过螺纹孔的所述丝杆，所述滑块与所述安装底座固定连接，所述丝杆与 所述动力单元螺纹连接。
【文档编号】G07D9/00GK105931362SQ201610394082
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】施小明, 郑鹏, 李正元, 王懿铭, 王磊, 崔伟, 夏思雨
【申请人】上海理工大学