一種紙幣清分類機(jī)器載鈔入鈔機(jī)構(gòu)及其運(yùn)行方式的制作方法
【專利摘要】一種紙幣清分類機(jī)器載鈔入鈔機(jī)構(gòu)及其運(yùn)行方式，通過(guò)摩擦分離方式來(lái)分離紙幣，其通過(guò)改變紙幣與入鈔機(jī)構(gòu)各輪系與紙幣的位置關(guān)系，將重力調(diào)整分布到活動(dòng)壓板和載鈔臺(tái)上，同時(shí)引入壓板及壓簧組件、壓力傳感器和控制單元，通過(guò)感應(yīng)作用于入鈔輪系上的壓力大小，反饋給控制電路，計(jì)算出實(shí)際壓力值與標(biāo)準(zhǔn)壓力值的差，并以一定關(guān)系控制步進(jìn)電機(jī)的步速，進(jìn)而通過(guò)控制活動(dòng)壓板運(yùn)動(dòng)，改變作用在入鈔輪系上的壓力，以此解決由紙幣重量變化引起的摩擦力變化較大的問(wèn)題，并將紙幣分離所需外力A1、ΔA1、∑F的大小控制在適合范圍。本發(fā)明能確保紙幣分離可靠，下鈔效果穩(wěn)定，入鈔速度均勻，同時(shí)還能有效增加載鈔臺(tái)容鈔量，甚至達(dá)到3000張以上。
【專利說(shuō)明】
-種紙幣清分類機(jī)器載鈔入鈔機(jī)構(gòu)及其運(yùn)行方式
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及紙幣處理技術(shù)及相關(guān)設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種紙幣清分類機(jī)器載 鈔入鈔機(jī)構(gòu)及其運(yùn)行方式。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)根據(jù)中國(guó)人民銀行"假幣零容忍"，"現(xiàn)鈔全額清分"等行業(yè)政策的要求，人 民幣必須在屯成新W上才能在市場(chǎng)上流通，運(yùn)使得銀行紙幣全額清分幣的任務(wù)相當(dāng)繁重。 基于運(yùn)些原因，紙幣清分類機(jī)器越來(lái)越成為銀行和金融機(jī)構(gòu)不可缺少的金融設(shè)備。為提高 清分機(jī)器的工作效率，相關(guān)行業(yè)的工作人員在希望清分機(jī)器能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)不停機(jī)工作，需 要清分機(jī)單次進(jìn)行清分工作時(shí)能夠一次清分足夠厚度的鈔量，運(yùn)就要求載鈔臺(tái)容量足夠 大，能一次將足夠多的待清點(diǎn)紙幣放在載鈔臺(tái)上，而相關(guān)的入鈔機(jī)構(gòu)內(nèi)部的處理部件也要 求能適應(yīng)載鈔臺(tái)上鈔量變化過(guò)程中施加在鈔面上的各外力的動(dòng)態(tài)變化，運(yùn)樣就能在兩次加 鈔時(shí)間中有更多的時(shí)間處理別的工作任務(wù)(如扎把、蓋章、處理異常紙幣等）。
[0003] -般認(rèn)為，載鈔臺(tái)容量的大小與下鈔方式有關(guān)。目前已有的下鈔方式分為邸式下 鈔和立式下鈔兩種。邸式下鈔載鈔容量一般在200張左右，故清分機(jī)一般采用立式下鈔方 式。
[0004] 立式下鈔的原理如圖1所示，其結(jié)構(gòu)中主要包括入鈔臺(tái)2001、送鈔輪2002,并在進(jìn) 鈔道內(nèi)設(shè)置有搶鈔輪組件2003、阻力輪2005、前壓輪2004及后壓輪組件2016，阻力輪2005、 前壓輪2004及后壓輪組件2016分別與搶鈔輪組件3相抵接。工作時(shí)，紙幣放置在入鈔臺(tái)2001 的上表面，在搶鈔輪組件2003、阻力輪2005及前壓輪2004磨擦帶動(dòng)下，將最下面的一張紙幣 與其上面的紙幣分開，送到后壓輪組件2016與搶鈔輪組件2003之間，然后在后壓輪組件 2016與搶鈔輪組件2003摩擦力的作用下，將待清點(diǎn)的紙幣逐張送入機(jī)器內(nèi)部，使相鄰兩張 紙幣的間距保持相對(duì)固定，紙幣在入鈔通道內(nèi)不傾斜，使紙幣按照理想狀態(tài)進(jìn)入清分機(jī)的 內(nèi)部，在此種下鈔條件下，紙幣置于送鈔輪2002、搶鈔輪組件2003之間，送鈔輪2002作用主 要是將整疊紙幣推向搶鈔輪組件2003上方。運(yùn)種結(jié)構(gòu)的載鈔臺(tái)的載鈔量一般設(shè)定在500張 左右，相對(duì)于點(diǎn)鈔機(jī)的處理量大了幾倍，但也不夠多，同時(shí)還存在著下鈔效果不穩(wěn)定的情 況，尤其就最后幾張紙幣很難正常搶入。
[0005] 也有在立式下鈔裝置上進(jìn)行改進(jìn)的先例，但是思路基本也都是在對(duì)載鈔臺(tái)的尺寸 進(jìn)行改進(jìn)的同時(shí)增加壓鈔裝置，在專利CN102376124A中就公開了一種紙幣檢測(cè)裝置中的壓 鈔系統(tǒng)，運(yùn)種壓鈔系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，其下鈔方式也是立式下鈔方式，通過(guò)加入一套復(fù) 雜的壓鈔系統(tǒng)，當(dāng)載鈔臺(tái)上載鈔量減小到一定量時(shí)，啟動(dòng)壓鈔系統(tǒng)，使得此時(shí)紙幣幣面所受 壓力增加。運(yùn)種下鈔方案的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其在載鈔臺(tái)上承載紙幣低于某高度時(shí)，引 入外來(lái)的壓鈔力，因此確保最后幾張紙幣能正常搶入。但仍沒解決前一張?jiān)谌脞n方向所受 外力和兩張紙幣之間受力的差值W及單張紙幣受外力和隨著載鈔臺(tái)上紙幣數(shù)量增大而變 大，且變化值為變量的問(wèn)題，為了保證鈔票的正常搶入，在載鈔臺(tái)上設(shè)置的壓鈔系統(tǒng)也通常 是需要施加一個(gè)大于變化值平均值的一個(gè)量值，因而，當(dāng)載鈔量增大時(shí)，增加壓鈔裝置雖然 下鈔效果要好一些，但對(duì)紙幣（特別是舊鈔和已有損傷的鈔）的損害更大。另外，即使采用壓 鈔系統(tǒng)，考慮到壓鈔系統(tǒng)不至于破壞鈔片紙面的大前提，運(yùn)一立式下鈔裝置的載鈔臺(tái)容量 設(shè)置也多為1000張 W內(nèi)，相比來(lái)說(shuō)還是不夠大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種紙幣清分類機(jī)器載鈔入鈔機(jī)構(gòu)及其運(yùn)行 方式，運(yùn)種載鈔入鈔結(jié)構(gòu)能最大程度弱化入鈔機(jī)構(gòu)受載鈔量變化的影響，使其入鈔摩擦力 相對(duì)穩(wěn)定在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)，從而使紙幣分離順利可靠，下鈔效果穩(wěn)定，入鈔速度均勻。
[0007] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用W下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0008] -種紙幣清分類機(jī)器載鈔入鈔機(jī)構(gòu)，包括載鈔臺(tái)、入鈔機(jī)構(gòu)W及電控系統(tǒng)：
[0009] 所述載鈔臺(tái)包括活動(dòng)壓板、載鈔臺(tái)、運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，活動(dòng)壓板上設(shè)置有用于判定是 否有鈔的判定傳感器，載鈔臺(tái)裝置了起始位置傳感器，另外，在活動(dòng)壓板上還設(shè)置有一凸 片，此凸片在達(dá)到起始位置傳感器時(shí)使起始位置傳感器信號(hào)發(fā)生改變，并W此作為活動(dòng)壓 板的起始位置，另外，在載鈔臺(tái)和活動(dòng)壓板的兩側(cè)邊上還有若干掛鉤，用于安裝有可拆卸式 的紙幣保持器；
[0010] 所述入鈔機(jī)構(gòu)包括送鈔輪組、搶鈔輪組、搶輪支架、阻鈔輪組、通道內(nèi)送鈔輪組、通 道內(nèi)壓鈔輪組、壓板及壓黃組件、同步帶及帶輪，所述送鈔輪組和搶鈔輪組通過(guò)軸承安裝在 搶輪支架上，搶鈔輪組通過(guò)軸承固定在機(jī)架上，搶輪支架繞搶鈔輪組的軸屯、線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng) 送鈔輪組一起轉(zhuǎn)動(dòng)；阻鈔輪組內(nèi)安裝有單向軸承，其作用是使阻鈔輪組僅能朝相背于進(jìn)鈔 方向的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；同步帶及帶輪使送鈔輪組和搶鈔輪組保持一定速比傳動(dòng)。
[0011] 所述電控系統(tǒng)包括壓力傳感器、壓力信號(hào)處理單元、控制單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、步 進(jìn)電機(jī)、有無(wú)鈔判定傳感器、起始位置傳感器、手動(dòng)加鈔按鍵和SPI通訊單元，其壓力傳感器 安裝在機(jī)架的固定面上，與入鈔機(jī)構(gòu)相接觸，入鈔機(jī)構(gòu)與壓力傳感器之間為柔性連接，通過(guò) 壓板及壓黃組件與搶輪支架接觸來(lái)感應(yīng)踢鈔輪組所受壓力值。
[0012] 在本發(fā)明中，所述活動(dòng)壓板的壓鈔面與載鈔臺(tái)的承鈔面之間呈45°~85°的夾角， W利于紙幣傾斜進(jìn)行提前分離，且在載鈔臺(tái)靠近搶鈔輪端設(shè)置在圓弧狀，W利于紙幣進(jìn)一 步次提前分離。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種具有上述技術(shù)特征的紙幣清分類機(jī)器載鈔入鈔機(jī)構(gòu)的運(yùn)行 方式，該方式通過(guò)電控系統(tǒng)指導(dǎo)載鈔臺(tái)W及入鈔機(jī)構(gòu)的相關(guān)部件運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)步驟包括：
[0014] 步驟Sl 1:系統(tǒng)自檢初始化
[0015] 系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)進(jìn)入初始化工作，即檢查起始位置傳感器信號(hào)，判斷活動(dòng)壓板是 否處于初始位置，如果活動(dòng)壓板不在初始位置，則使其回到初始位置;另一方面系統(tǒng)進(jìn)行自 檢過(guò)程，檢查各模塊相應(yīng)的參數(shù)。然后進(jìn)入有無(wú)故障的判定過(guò)程，判斷各功能模塊是否有故 障。如果有故障，程序進(jìn)入通過(guò)SPI通訊單元上傳故障點(diǎn)及解決方法W方便排障，然后重新 進(jìn)入自檢過(guò)程。如此循環(huán)，直至自檢結(jié)果為無(wú)故障。
[0016] 步驟S12:載鈔臺(tái)加鈔準(zhǔn)備
[0017] 如果自檢無(wú)故障，則檢測(cè)活動(dòng)壓板表面有無(wú)鈔票。運(yùn)時(shí)操作者可W直接往載鈔臺(tái) 上加鈔。當(dāng)有紙幣擋住有無(wú)鈔票判斷傳感器時(shí)，如果系統(tǒng)收到有鈔票信號(hào)，電機(jī)控制活動(dòng)壓 板直接進(jìn)入壓鈔過(guò)程;如果檢測(cè)無(wú)鈔票，則操作者手動(dòng)設(shè)置并進(jìn)入加鈔程序，電機(jī)帶動(dòng)活動(dòng) 壓板走到起始工作位置，操作者進(jìn)行加鈔操作，加鈔完成后，再按手動(dòng)加鈔按鍵，通知加鈔 完畢，電機(jī)控制活動(dòng)壓板直接進(jìn)入壓鈔過(guò)程。
[0018] 步驟S13:載鈔臺(tái)壓鈔就緒
[0019] 系統(tǒng)進(jìn)入電機(jī)控制活動(dòng)壓板進(jìn)入壓鈔過(guò)程時(shí)，先檢測(cè)壓力值，通過(guò)電控系統(tǒng)中的 控制元件控制步進(jìn)電機(jī)W相應(yīng)的步速壓鈔。壓鈔過(guò)程實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力值，當(dāng)壓力值達(dá)到Nmin 時(shí)，壓鈔過(guò)程完成，并通過(guò)SPI通訊單元上傳載鈔臺(tái)準(zhǔn)備就緒指令。
[0020] 步驟S14:連續(xù)入鈔
[0021] 系統(tǒng)上傳載鈔臺(tái)準(zhǔn)備就緒指令，通知清分機(jī)本模塊已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，可W進(jìn)行入鈔， 然后判斷有無(wú)入鈔命令。如果有入鈔命令，啟動(dòng)入鈔機(jī)構(gòu)，接著控制步進(jìn)電機(jī)送鈔，送鈔后 判斷有無(wú)停止入鈔命令，有該命令則進(jìn)入步驟S16;如果沒有，則再通過(guò)傳感器進(jìn)一步檢測(cè) 有無(wú)鈔票，無(wú)鈔時(shí)，進(jìn)入步驟S16;有鈔時(shí)，檢測(cè)壓力判定是否需要送鈔，當(dāng)N<Nmax，同時(shí)操 作者不需要加鈔時(shí)，控制步進(jìn)電機(jī)送鈔，重復(fù)前面的過(guò)程，機(jī)器連續(xù)入鈔;N>Nmax，程序進(jìn) 入停止送鈔程序，步進(jìn)電機(jī)停止工作t時(shí)間，活動(dòng)壓板停在當(dāng)前位置t時(shí)間后，又進(jìn)入檢測(cè)壓 力判定是否需要送鈔;操作者需要加鈔時(shí)，程序?qū)⑥D(zhuǎn)入步驟S15。
[0022] 步驟S15:中間加鈔
[0023] 系統(tǒng)接到加鈔命令后，控制步進(jìn)電機(jī)加鈔，電機(jī)帶動(dòng)活動(dòng)壓板走到起始位置，W空 出加鈔空間，操作者運(yùn)時(shí)可W進(jìn)行加鈔操作。運(yùn)期間程序?qū)崟r(shí)判斷是否完成加鈔。操作者完 成加鈔，給出完成加鈔指令，程序進(jìn)入檢測(cè)有無(wú)鈔票判定過(guò)程。
[0024] 當(dāng)本次加鈔為少量加鈔時(shí)，紙幣未遮住活動(dòng)壓板，判定無(wú)鈔，此時(shí)步進(jìn)電機(jī)快進(jìn)， 步進(jìn)電機(jī)快進(jìn)的同時(shí)，系統(tǒng)持續(xù)進(jìn)行檢測(cè)有無(wú)鈔票檢測(cè)，直到檢測(cè)到有鈔信號(hào)，程序跳到步 驟S14的控制步進(jìn)電機(jī)送鈔過(guò)程W完成中間加鈔任務(wù)。
[0025] 當(dāng)本次加鈔為滿載加鈔時(shí)，紙幣遮住活動(dòng)壓板，判定有鈔，程序跳到步驟S14的控 制步進(jìn)電機(jī)送鈔過(guò)程，中間加鈔任務(wù)完成。
[00%] 步驟S16:停止入鈔
[0027]當(dāng)控制單元收到停止入鈔命令或步驟S14中的檢測(cè)有無(wú)鈔票為無(wú)時(shí)，程序進(jìn)入S16 停止入鈔機(jī)構(gòu)和壓鈔，先停止入鈔機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)，再停止壓鈔，活動(dòng)壓板停在當(dāng)前位置。W停止 前有無(wú)鈔判定傳感器36的信號(hào)狀態(tài)分為兩種處理方式:停止前為有鈔時(shí)，等待新的入鈔命 令;停止前為無(wú)鈔時(shí)，等待加鈔命令。
[002引在本發(fā)明中，
[0029] 在S13中"檢測(cè)壓力判斷是否完成壓鈔"和S14中"檢測(cè)壓力判斷是否需要送鈔"運(yùn) 兩個(gè)判定過(guò)程中，采用相應(yīng)的算法將實(shí)際壓力值N與標(biāo)準(zhǔn)壓力值N標(biāo)的差A(yù)N換算成控制步 進(jìn)電機(jī)的步速。AN與步進(jìn)電機(jī)步速n的數(shù)學(xué)模型，見式(a)。
[0030] ,、 (a)
[0031] 式中:n為步進(jìn)電機(jī)的步速(單位:步/分）；
[0032] AN為實(shí)際壓力值N與標(biāo)準(zhǔn)壓力值Nmin的差(單位:牛頓）；
[0033] K為壓黃剛度系數(shù)(單位:牛頓/mm);
[0034] 0為步進(jìn)電機(jī)步距角(單位:度）；
[0035] P為傳動(dòng)系統(tǒng)螺桿的螺距(單位:mm);
[0036] H為入鈔速度(單位:張/分）；
[0037] T為時(shí)間，AN變?yōu)?的期望時(shí)間（單位:分）；
[003引在S13中"檢測(cè)壓力判斷是否完成壓鈔"判定過(guò)程中，入鈔速度H=O,即此過(guò)程只有 壓鈔動(dòng)作，而不向通道內(nèi)入鈔，壓力值處于0~Nmin,N標(biāo)設(shè)置為Nmin,此過(guò)程AN=Nmin-N, 式(a)轉(zhuǎn)換成式化）：
[0039] 做
[0040] 在S14中"檢測(cè)壓力判斷是否需要送鈔"的判定過(guò)程中，此過(guò)程不僅有壓鈔動(dòng)作，而 還向通道內(nèi)入鈔，壓力值處于Nmin~Nmax，N標(biāo)設(shè)置為Nmax，此過(guò)程AN = Nmax-N,式(a)轉(zhuǎn)換 成式(C):
[0041] 似
[0042] 機(jī)停止工作，停止工作t(單位:秒)時(shí)間按式(d):
[0043] 州
[0044] 在步驟S14中，確保順利下鈔具有相對(duì)穩(wěn)定的A1、AA1、EF所需的正壓力N范圍：2 牛頓~6牛頓，其中Nmin取2.5 ± 0.5牛頓，Nmax取6 ± 2牛頓。
[0045] 有益效果:本發(fā)明通過(guò)摩擦分離方式來(lái)分離紙幣，但通過(guò)改變紙幣與入鈔機(jī)構(gòu)各 輪系的位置關(guān)系，將重力調(diào)整分布到活動(dòng)壓板和載鈔臺(tái)上，同時(shí)引入壓板及壓黃組件，壓力 傳感器和控制單元，通過(guò)感應(yīng)作用于入鈔輪系上的壓力大小，反饋給控制電路，計(jì)算出實(shí)際 壓力值與標(biāo)準(zhǔn)壓力值的差，并W-定關(guān)系控制步進(jìn)電機(jī)的步速，進(jìn)而通過(guò)控制活動(dòng)壓板運(yùn) 動(dòng)，改變作用在入鈔輪系上的壓力，W此解決由紙幣重量變化引起的摩擦力變化較大的問(wèn) 題，并將紙幣分離所需外力AU AAUEF的大小控制在適合范圍W確保紙幣分離可靠，下鈔 效果穩(wěn)定，入鈔速度均勻，而基于此種方式的載鈔入鈔機(jī)構(gòu)能有效增加載鈔臺(tái)容鈔量，在實(shí) 驗(yàn)條件下可達(dá)3000張 W上，而理論條件W及工藝允許的條件下可實(shí)現(xiàn)無(wú)限延長(zhǎng)。
【附圖說(shuō)明】
[0046] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中常用的立式下鈔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。
[0047] 圖2為現(xiàn)有技術(shù)中另一改進(jìn)結(jié)構(gòu)圖。
[0048] 圖3為將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化后的最靠近搶鈔輪和送鈔輪的第一張紙幣受力分析示意圖。
[0049] 圖4為圖3條件下的第二張紙幣受力分析示意圖。
[0050] 圖5為本發(fā)明載鈔入鈔機(jī)構(gòu)一個(gè)實(shí)用例示意圖。
[0051] 圖6為圖5實(shí)施例的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化后第一、二張紙幣受力分析示意圖。
[0052] 圖7為圖5實(shí)施例的控制系統(tǒng)組成圖。
[0053] 圖8是本發(fā)明的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0055] 參見圖5所示，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中包括載鈔臺(tái)1、入鈔機(jī)構(gòu)2、W及電控系統(tǒng)3 =部分。
[0056] 載鈔臺(tái)1包括活動(dòng)壓板11、載鈔臺(tái)12、運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)13、載鈔空間14、紙幣保持器 15?；顒?dòng)壓板11上裝置了有無(wú)鈔判定傳感器36;載鈔臺(tái)12上裝置了起始位置傳感器37;活動(dòng) 壓板11還有一凸片111，凸片111達(dá)到起始位置傳感器37,使其信號(hào)發(fā)生改變，標(biāo)志著活動(dòng)壓 板11位于起始位置?；顒?dòng)壓板11兩側(cè)各有一個(gè)用于安裝紙幣保持器15的掛鉤112。載鈔臺(tái)12 的兩側(cè)邊有若干用于安裝紙幣保持器15的安裝掛鉤121。
[0化7] 入鈔機(jī)構(gòu)2包括送鈔輪組21、搶鈔輪組22、搶輪支架23、阻鈔輪組24、通道內(nèi)送鈔輪 組25、通道內(nèi)壓鈔輪組26、壓板及壓黃組件27、同步帶28、帶輪29。送鈔輪組21和搶鈔輪組22 通過(guò)軸承安裝在搶輪支架23上，搶鈔輪組22還通過(guò)軸承固定在機(jī)架上，搶輪支架23帶著送 鈔輪組21繞搶鈔輪組22的軸屯、線轉(zhuǎn)動(dòng)。阻鈔輪組24內(nèi)安裝有單向軸承241，其作用是使阻鈔 輪組24僅能朝相背于進(jìn)鈔方向的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。同步帶28、帶輪2則尋送鈔輪組21和搶鈔輪組22 聯(lián)接，并使它們保持一定速比傳動(dòng)。
[0化引電控系統(tǒng)3包括:壓力傳感器31、壓力信號(hào)處理單元32、控制單元33、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元 34、步進(jìn)電機(jī)35、有無(wú)鈔判定傳感器36、起始位置傳感器37、手動(dòng)加鈔按鍵38和SPI通訊單元 39。壓力傳感器31安裝在機(jī)架的固定面上，通過(guò)壓板及壓黃組件27與搶輪支架23接觸感應(yīng) 送鈔輪組21所受壓力。
[0059] 而電控系統(tǒng)3的硬件示意框圖如圖7所示，包括:壓力傳感器31、壓力信號(hào)處理單元 32、控制單元33、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元34、步進(jìn)電機(jī)35、有無(wú)鈔判定傳感器36、起始位置傳感器37、 手動(dòng)加鈔按鍵38和SPI通訊單元39。
[0060] 控制單元33是電控系統(tǒng)3的控制中屯、，采用PIC24FJ64,通過(guò)內(nèi)部程序?qū)Ω魍庠O(shè)進(jìn) 行狀態(tài)采集和控制，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明各模塊的各個(gè)功能。所有傳感器的信號(hào)均輸入控制單元33 來(lái)分析處理。
[0061] 壓力傳感器31主要用于檢測(cè)作用于送鈔輪組的壓力值，加鈔完成或連續(xù)入鈔過(guò)程 中該壓力值應(yīng)保持在2牛頓~6牛頓；
[0062] 壓力信號(hào)處理單元32對(duì)壓力傳感器31的輸出電信號(hào)進(jìn)行調(diào)整放大，送入控制單元 33的AD輸入端口；
[0063] 有無(wú)鈔票判斷傳感器36用于檢測(cè)活動(dòng)壓板11表面是否有鈔票，采用SG-2BC;
[0064] 起始位置傳感器37主要用于檢測(cè)活動(dòng)壓板11是否在初始位置，它可W采用遮光型 光電傳感器，也可W采用行程開關(guān)；
[0065] 手動(dòng)加鈔按鍵38主要用于在需要手動(dòng)加鈔時(shí)，向控制單元33發(fā)"手動(dòng)加鈔"、"手動(dòng) 加鈔完成"命令，它可W采用狀態(tài)開關(guān)；
[0066] 電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元34采用TB62209FG步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)忍片?？刂茊卧?3根據(jù)各接口接收 的信號(hào)，輸出邏輯信號(hào)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元34將其轉(zhuǎn)換為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；
[0067] 步進(jìn)電機(jī)35采用57皿P76AL4,步進(jìn)電機(jī)35根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)13帶動(dòng) 活動(dòng)壓板11運(yùn)動(dòng)；
[0068] SPI通訊單元39與清分機(jī)主機(jī)交互狀態(tài)信息和控制命令。
[0069] 本發(fā)明的電控系統(tǒng)控制流程如圖8所示，圖中：
[0070] "各功能模塊的自檢"過(guò)程指:載鈔臺(tái)初始化，檢查起始位置傳感器37信號(hào)，判斷活 動(dòng)壓板11是否處于初始位置，如果活動(dòng)壓板11不在初始位置，則使其回到初始位置，判斷各 功能模塊是否工作正常、有無(wú)故障的過(guò)程。
[0071] "SPI上傳故障點(diǎn)及解決方法"過(guò)程指：SPI上傳檢測(cè)到的故障點(diǎn)，并顯示故障點(diǎn)和 提供解決方法的過(guò)程。
[0072] "控制步進(jìn)電機(jī)加鈔"過(guò)程指：系統(tǒng)檢測(cè)起始位置傳感器37的信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī) 帶動(dòng)活動(dòng)壓板11WV快速度快速退回到起始位置，W空出加鈔空間的過(guò)程。
[0073] "控制步進(jìn)電機(jī)壓鈔"過(guò)程指:將紙幣壓緊的過(guò)程，壓力值由0變到Nmin的過(guò)程。
[0074] "控制步進(jìn)電機(jī)送鈔"過(guò)程指：系統(tǒng)處于正常連續(xù)入鈔過(guò)程，此時(shí)入鈔機(jī)構(gòu)正常運(yùn) 轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)活動(dòng)壓板壓緊紙幣，此過(guò)程壓力值穩(wěn)定在Nmin到Nmax之間。
[0075] "SPI上傳載鈔臺(tái)準(zhǔn)備就緒"過(guò)程指:載鈔臺(tái)加鈔已完成，上傳載鈔臺(tái)就緒命令，等 待接收入鈔命令。此時(shí)壓力值為Nmin。
[0076] "啟動(dòng)入鈔機(jī)構(gòu)"過(guò)程指:啟動(dòng)入鈔機(jī)構(gòu)2,即使送鈔輪、搶鈔輪組運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)。
[0077] "停止送鈔"過(guò)程指:步進(jìn)電機(jī)停止工作t時(shí)間，活動(dòng)壓板11停在當(dāng)前位置t時(shí)間不 動(dòng)。此過(guò)程入鈔機(jī)構(gòu)繼續(xù)入鈔，壓力值緩慢由Nmax變到Nmin。
[007引"停止入鈔機(jī)構(gòu)和壓鈔"過(guò)程指：先停止入鈔機(jī)構(gòu)2運(yùn)轉(zhuǎn)，即使送鈔輪組、搶鈔輪組 停止運(yùn)轉(zhuǎn);再停止壓鈔，即使活動(dòng)壓板停在當(dāng)前位置不動(dòng)。
[0079] "步進(jìn)電機(jī)快進(jìn)"過(guò)程指:步進(jìn)電機(jī)WV快速度快速前進(jìn)若干步的過(guò)程。
[0080] 在如圖5的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，其受力部分與圖1、圖2結(jié)構(gòu)存在一定的類似部分，但又 有著不同點(diǎn)。載鈔入鈔機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程具體分為4種工作過(guò)程，下面分別說(shuō)明：
[00川 1、"第一次加沙'過(guò)程
[0082] "第一次加鈔"過(guò)程即指機(jī)器初始化后，載鈔臺(tái)上無(wú)紙幣，活動(dòng)壓板位于初始位置， 將紙幣裝到載鈔臺(tái)，并壓緊的過(guò)程。據(jù)第一次加鈔數(shù)量不同可分為二種加鈔過(guò)程："第一次 滿載加鈔"過(guò)程和"第一次少量加沙'過(guò)程。圖5為"第一次滿載加沙'過(guò)程的工作示意圖。圖 中B為所加紙幣總厚度，Lmax為載鈔臺(tái)上可用于放置紙幣的最大長(zhǎng)度。
[0083] 滿載加鈔指:紙幣總厚度載鈔臺(tái)載鈔最大長(zhǎng)度Lmax時(shí)的加鈔狀態(tài)。
[0084] 少量加鈔指:紙幣總厚度B<載鈔臺(tái)載鈔最大長(zhǎng)度Lmax時(shí)的加鈔狀態(tài)。
[0085] 運(yùn)兩種加鈔工作過(guò)程分別如下：
[00化]1. r第一次滿載加鈔"過(guò)程
[0087] 第一次加鈔時(shí)，活動(dòng)壓板11位于初始位置，運(yùn)時(shí)步進(jìn)電機(jī)和入鈔機(jī)構(gòu)2均未啟動(dòng)。 滿載加鈔時(shí)，紙幣總厚度B =載鈔臺(tái)總長(zhǎng)度Lmax,紙幣遮住有無(wú)鈔判定傳感器36,其檢測(cè)到 有鈔信號(hào)，而壓力傳感器31也可檢測(cè)到壓力值，但低于Nmin,運(yùn)時(shí)控制單元33通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 單元34啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)35,步進(jìn)電機(jī)Ww低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)活動(dòng)壓板11 Wv低速度推動(dòng)整疊紙 幣P向入鈔機(jī)構(gòu)2壓緊。入鈔機(jī)構(gòu)2受壓力后壓向壓板及壓黃組件27,壓力傳遞給壓力傳感器 31?；顒?dòng)壓板11持續(xù)WV低速度前進(jìn)，壓板及壓黃組件27持續(xù)壓縮，儲(chǔ)存彈力，并將壓力持續(xù) 傳遞給壓力傳感器31。當(dāng)壓力傳感器31上感應(yīng)到壓力值達(dá)到Nmin時(shí)，步進(jìn)電機(jī)停止工作，活 動(dòng)壓板停在當(dāng)前位置，加鈔完成。此過(guò)程各參數(shù)如表1所示。
[008引1.2"第一次少量加沙'過(guò)程
[0089]第一次加鈔為少量加鈔時(shí)，活動(dòng)壓板11位于初始位置，紙幣總厚度B<載鈔臺(tái)總長(zhǎng) 度Lmax。運(yùn)時(shí)步進(jìn)電機(jī)和入鈔機(jī)構(gòu)2均未啟動(dòng)。操作人員將紙幣靠緊活動(dòng)壓板11放置，并用 一只手輕輕支撐著(或用掛在活動(dòng)壓11兩側(cè)的掛鉤112上的紙幣保持器15保持紙幣直立）。 少量加鈔時(shí)，紙幣遮住有無(wú)鈔判定傳感器36，傳感器檢測(cè)到有鈔信號(hào)，而紙幣與入鈔機(jī)構(gòu)2 未接觸，故壓力傳感器31檢測(cè)到壓力值為0,運(yùn)時(shí)控制單元33通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元34控制步進(jìn) 電機(jī)35 Ww高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)13較快速運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)活動(dòng)壓板11W V高速度 推動(dòng)整疊紙幣P向入鈔機(jī)構(gòu)2接近。當(dāng)整疊紙幣P與入鈔機(jī)構(gòu)2接觸后，壓力傳感器31開始可 感應(yīng)到壓力值，活動(dòng)壓板11改Wv低速度持續(xù)前進(jìn)，壓力傳感器31上感應(yīng)到壓力值由0逐漸 達(dá)到Nmin,當(dāng)壓力值達(dá)到Nmin時(shí)，步進(jìn)電機(jī)35停止工作，活動(dòng)壓板11停在當(dāng)前位置，加鈔動(dòng) 作完成。此過(guò)程各參數(shù)如表1所示。
[0090] 2、"持續(xù)人沙'過(guò)程
[0091] 當(dāng)壓力值增加到Nmin后，接收到來(lái)自主控程序下達(dá)的"入鈔"指令后，機(jī)器即進(jìn)入 "持續(xù)入鈔"過(guò)程。
[0092] 接到來(lái)自主控程序的"入鈔"命令后，主控程序啟動(dòng)入鈔機(jī)構(gòu)2,入鈔機(jī)構(gòu)2中的各 輪開始轉(zhuǎn)動(dòng)，送鈔輪組21與緊貼著的紙幣P表面摩擦，其壓力值N>Nmin，按受力分析知，AU AAl均遠(yuǎn)大于0,送鈔輪能將第一張紙幣P送入搶鈔輪組22與阻鈔輪組24之間。因搶鈔輪組 22與阻鈔輪組24之間的間隙僅允許一張紙幣通過(guò)，搶鈔輪組22與阻鈔輪組24共同作用下， 模擬人手磋搶紙幣的動(dòng)作，成功將運(yùn)一張紙幣與后面的紙幣分離出來(lái)，送入通道內(nèi)送鈔輪 組25和通道內(nèi)壓鈔輪組26之間，由二者共同將紙幣送入通道。送鈔輪組21與搶鈔輪組22直 徑相同，轉(zhuǎn)速相同，它們每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈搶入一張紙幣P。
[0093] 活動(dòng)壓板11持續(xù)Wv低速度前進(jìn)，當(dāng)壓力傳感器31上感應(yīng)到壓力值超過(guò)Nmax時(shí)，控 制單元33通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元34控制步進(jìn)電機(jī)35停止工作，活動(dòng)壓板11停在當(dāng)前位置。入鈔 機(jī)構(gòu)2仍繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，繼續(xù)正常入鈔。此時(shí)，活動(dòng)壓板11支撐著整疊紙幣P，搶鈔入口與活動(dòng)壓 板之間的距離L保持不變。隨著入鈔機(jī)構(gòu)2的不間斷工作，紙幣被連續(xù)搶入通道，則存留在載 鈔臺(tái)上紙幣數(shù)量減少，紙幣總厚度B也減小。壓板及壓黃組件27回彈，釋放儲(chǔ)存的彈力，推動(dòng) 搶輪支架23帶動(dòng)踢鈔輪組21向紙幣P靠緊，從而繼續(xù)提供足夠大的壓力產(chǎn)生摩擦力分離紙 幣P。隨著壓板及壓黃組件27釋放儲(chǔ)存的彈力，其傳遞給壓力傳感器31逐漸減小，經(jīng)過(guò)約t時(shí) 間后，當(dāng)壓力值由Nmax變化到Nmin附近，因?yàn)榇藭r(shí)有無(wú)鈔判定傳感器36仍被紙幣遮擋，有無(wú) 鈔判定傳感器36向控制單元33發(fā)出有鈔信號(hào)，控制單元33通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元34重新啟動(dòng)步 進(jìn)電機(jī)35WW低轉(zhuǎn)速工作，活動(dòng)壓板11又開始WV低速度前進(jìn)，又開始新一輪的活動(dòng)壓板推 進(jìn)紙幣前進(jìn)的運(yùn)動(dòng)。如此反復(fù)，直到將載鈔臺(tái)上所有紙幣都搶入通道。此過(guò)程各參數(shù)如表1 所示。
[0094] 3、"停止人沙'過(guò)程
[00M]"停止入鈔"過(guò)程指停止向通道內(nèi)送入紙幣直到重新開始入鈔的過(guò)程。此過(guò)程內(nèi)， 入鈔機(jī)構(gòu)2停止轉(zhuǎn)動(dòng)，不向通道內(nèi)送入紙幣。根據(jù)停止入鈔時(shí)載鈔臺(tái)上是否有紙幣，可將"停 止入鈔"過(guò)程分成"停止入鈔"過(guò)程I和"停止入鈔"過(guò)程II運(yùn)兩種過(guò)程。
[0096] 3.1"停止入鈔"過(guò)程I
[0097] 當(dāng)載鈔臺(tái)上所有紙幣P全都搶入通道，即載鈔臺(tái)上無(wú)紙幣時(shí)，控制單元33接收有無(wú) 鈔判定傳感器36的無(wú)鈔信號(hào)，程序進(jìn)入"停止入鈔"過(guò)程I:主控程序先控制入鈔機(jī)構(gòu)2停止 工作，再控制步進(jìn)電機(jī)35停止工作，活動(dòng)壓板11停止在當(dāng)前位置;接著控制單元33詢問(wèn)是否 有加鈔命令，直到接收到加鈔命令后，控制單元33通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元34控制步進(jìn)電機(jī)35快 速反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)13快速反向運(yùn)動(dòng)，最后帶動(dòng)活動(dòng)壓板11快速向與壓緊方向相反 的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)活動(dòng)壓板11到達(dá)起始位置，其上的凸片111觸動(dòng)位于起始位置的起始位置傳 感器37,傳感器發(fā)出到達(dá)初始位置信號(hào)，控制單元33通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元34控制步進(jìn)電機(jī)35 停止工作，活動(dòng)壓板11停在起始位置，等待操作者完成加鈔任務(wù)。此過(guò)程各參數(shù)如表1所示。 [009引 3.2"停止入鈔"過(guò)程II
[0099] 無(wú)論機(jī)器當(dāng)前處于哪種過(guò)程，當(dāng)主控程序下達(dá)停止入鈔命令時(shí)，且有無(wú)鈔判定傳 感器36的信號(hào)為有鈔時(shí)，程序進(jìn)入"停止入鈔"過(guò)程II:主控程序先控制入鈔機(jī)構(gòu)2停止工 作，再控制步進(jìn)電機(jī)35停止工作，活動(dòng)壓板11停止在當(dāng)前位置，接著等待新的入鈔命令。此 過(guò)程各參數(shù)如表1所示。
[0100] 4、"中間加鈔"過(guò)程
[0101] "中間加鈔"過(guò)程又據(jù)當(dāng)次加鈔數(shù)量的多少分為"中間少量加鈔"過(guò)程和"中間滿載 加鈔"過(guò)程兩種過(guò)程。當(dāng)操作人員想進(jìn)行中途加鈔時(shí)，操作人員用一個(gè)手支撐著(或裝上紙 幣保持器15壓住)余下來(lái)的運(yùn)少部分整疊紙幣P并向下鈔機(jī)構(gòu)2方向輕推，隨后用按動(dòng)手動(dòng) 加鈔按鍵38,控制單元33通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元34控制步進(jìn)電機(jī)35快速反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系 統(tǒng)13快速反向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活動(dòng)壓板11快速向與壓緊方向相反的方向運(yùn)動(dòng)，回到起始位置，W 空出加鈔位置實(shí)現(xiàn)加鈔。此過(guò)程各參數(shù)如表1所示。
[0102] 4.1"中間少量加鈔"過(guò)程
[0103] 當(dāng)本次加鈔為少量加鈔，加鈔后紙幣總厚度B<載鈔臺(tái)總長(zhǎng)度Lmax,紙幣不能填滿 載鈔臺(tái)，此時(shí)按一次手動(dòng)加鈔按鍵38表示加鈔完畢。運(yùn)時(shí)有無(wú)鈔判定傳感器36反饋的是無(wú) 鈔信號(hào)，控制單元啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)35快速帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)13快速運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活動(dòng)壓板11快 速向壓緊方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)活動(dòng)壓板11接觸到紙幣即寸，有無(wú)鈔判定傳感器36被紙幣遮擋，發(fā)出 有鈔信號(hào)，控制單元控制步進(jìn)電機(jī)35W較低的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，活動(dòng)壓板11W較低速度推動(dòng)整疊 紙幣P向入鈔機(jī)構(gòu)2壓緊，至此本次中間加鈔即算完成，機(jī)器進(jìn)入前述持續(xù)點(diǎn)鈔過(guò)程。運(yùn)時(shí)可 W松開支撐紙幣的手或解開紙幣保持器15。此過(guò)程各參數(shù)如表1所示。
[0104] 4.2"中間滿載加鈔"過(guò)程
[0105] 本次加鈔為滿載加鈔，加鈔后紙幣總厚度載鈔臺(tái)總長(zhǎng)度Lmax,紙幣填滿載鈔 臺(tái)，此時(shí)按一次手動(dòng)加鈔按鍵38表示加鈔完畢。此時(shí)有無(wú)鈔判定傳感器36被紙幣遮擋，發(fā)出 有鈔信號(hào)，控制單元啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)W較低轉(zhuǎn)速工作，開始新一輪的活動(dòng)壓板推進(jìn)紙幣前進(jìn) 的運(yùn)動(dòng)。至此本次中間加鈔即算完成，機(jī)器進(jìn)入到前述持續(xù)點(diǎn)鈔過(guò)程。運(yùn)時(shí)可W松開支撐紙 幣的手或解開紙幣保持器15。此過(guò)程各參數(shù)如表1所示。
[0106] 表1(前半部分）
[0107]
[C
[C
[0110] 在"檢測(cè)壓力判斷是否完成壓鈔"和"檢測(cè)壓力判斷是否需要送鈔"運(yùn)兩個(gè)判定過(guò) 程中，采用相應(yīng)的算法將實(shí)際壓力值N與標(biāo)準(zhǔn)壓力值N標(biāo)的差A(yù)N換算成控制步進(jìn)電機(jī)的步 速。AN與巧講由化巧巧n的數(shù)學(xué)模型，見式(a)。
[0111] (a)
[0112] 式中:n為步進(jìn)電機(jī)的步速(單位:步/分）；
[0113] AN為實(shí)際壓力值N與標(biāo)準(zhǔn)壓力值Nmin的差(單位:牛頓）；
[0114] K為壓黃剛度系數(shù)(單位:牛頓/mm);
[0115] 0為步進(jìn)電機(jī)步距角(單位:度）；
[0116] P為傳動(dòng)系統(tǒng)螺桿的螺距(單位:mm);
[0117] H為入鈔速度(單位:張/分）；
[0118] T為時(shí)間，AN變?yōu)?的期望時(shí)間(單位:分）；
[0119] 在S13中"檢測(cè)壓力判斷是否完成壓鈔"判定過(guò)程中，入鈔速度H=O,即此過(guò)程只有 壓鈔動(dòng)作，而不向通道內(nèi)入鈔，壓力值處于0~Nmin,N標(biāo)設(shè)置為Nmin,此過(guò)程AN=Nmin-N, 式(a)傳換成式(b):
[0120' _ 似
[0121] 在S14中"檢測(cè)壓力判斷是否需要送鈔"的判定過(guò)程中，此過(guò)程不僅有壓鈔動(dòng)作，而 還向通道內(nèi)入鈔，壓力值處于Nmin~Nmax，N標(biāo)設(shè)置為Nmax，此過(guò)程AN = Nmax-N,式(a)轉(zhuǎn)換 成式(C):
[0122] (C)
[0123] I停止工作，停止工作時(shí)間t (單位:秒)按式(d):
[0124] 州
[012引在實(shí)際例中，取K = 0.25N/mm;目= 1.8° ;P = 2mm;壓緊過(guò)程中H = O張/分，T=l/60 分;連續(xù)入鈔時(shí)，H= 1000張/分，T = 5分;Nmin = 2牛頓;Nmax = 4牛頓。其具體參數(shù)表示如表 2:
[0126]表2不同取值條件下的系統(tǒng)不同參數(shù)表現(xiàn) [01271
[0128] 而分別對(duì)圖1、圖及本實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)的下鈔方式進(jìn)行受力分析，其結(jié)果如下：
[0129] 見圖1的下鈔機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)具有入鈔臺(tái)2001、送鈔輪2002，設(shè)有搶鈔輪組件2003、阻 力輪2005、前壓輪2004及后壓輪組件2016,阻力輪2005、前壓輪2004及后壓輪組件2016分別 與搶鈔輪組件3相抵接。工作時(shí)，紙幣放置在入鈔臺(tái)2001的上表面，在搶鈔輪組件2003、阻力 輪2005及前壓輪2004磨擦帶動(dòng)下，將最下面的一張紙幣與其上面的紙幣分開，送到后壓輪 組件2016與搶鈔輪組件2003之間，在后壓輪組件2016與搶鈔輪組件2003摩擦力的作用下， 將待清點(diǎn)的紙幣逐張送入機(jī)器內(nèi)部，使相鄰兩張紙幣的間距保持相對(duì)固定，紙幣在入鈔通 道內(nèi)不傾斜，使紙幣按照理想狀態(tài)進(jìn)入清分機(jī)的內(nèi)部。
[0130] 此種下鈔方式紙幣置于送鈔、搶鈔輪系上方。送鈔輪作用主要是將整疊紙幣送入 到搶鈔輪組件上方。圖3是將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化后的最靠近搶鈔輪和送鈔輪的第一張紙幣受力分析 示意圖（為了方便表示第一張紙幣受力情況，將原本相互緊貼的第一、二張紙幣之間的間隙 夸張畫出）。圖4是第二張紙幣受力分析示意圖。
[0131] 與送鈔輪接觸的第一張紙幣在入鈔方向（即順著載鈔臺(tái)平面的入鈔方向）上主要 受Gn、F送和F紙IS種力作用：
[0132] l、Gn是n張紙幣的重力G在入鈔方向的分量，表達(dá)如式（1)。式中g(shù)是單張紙幣的重 量，n是載鈔臺(tái)上紙幣的總數(shù)量，a是載鈔臺(tái)平面與重力方向的夾角。
[0133] 2、F送是送鈔輪上膠輪部分施加給緊貼著的第一張紙幣下表面的摩擦力，表達(dá)如 式(3)。式中山t是送鈔輪上膠輪部分與紙幣間的摩擦系數(shù);化為n張紙幣重力形成的垂直于 載鈔面的正壓力，表達(dá)如式(2)"F送方向如圖3中所示。
[0134] 3、F紙1是第二張紙幣對(duì)第一張紙幣施加的摩擦力，表達(dá)如式(4)。它不僅與重力相 關(guān)，而且與兩紙之間(特別是新幣印刷生產(chǎn)中所帶來(lái)的靜電吸力和污損紙幣之間的粘接力） 吸附力相關(guān)。式中y紙是二張紙幣之間的摩擦系數(shù)。F紙1如圖3所示，F(xiàn)送與F紙1大小不同，方 向相反。
[0135] WAl來(lái)表示第一張紙幣在入鈔方向所受外力和，其表達(dá)如式(5)。
[0136] Gn=GXcosa = gXnXcos 曰 （1)
[0137] Nn=GXsin 曰= gXnXsin 曰 （2)
[013 引 F送=U送 X化=U送 Xg Xn X Sina (3)
[0139] F紙I = U紙X (化-1+F附）=]i紙XgX (n-1) Xsina+u紙XF附 （4)
[0140] Al=Gn+F 送-F 紙 1
[0141] =gXnXcosa+]i送XgXnXsina-U紙XgX (n-1) Xsina-U紙XF附
[0142] =gXnXcosa+(li送-li紙）XgXnXsina+li紙XgXsina-li紙XF附 （5)
[0143] 第二張紙幣在入鈔方向（即順著載鈔臺(tái)平面的入鈔方向）上主要受Gn-I、F紙1'和F 紙2S種力作用，如圖4所示：
[0144] UGn-I是第一張紙幣上方n-1張紙幣的重力G在入鈔方向的分量，其表達(dá)如式(6)。
[0145] 2、F紙1/第一張紙幣對(duì)第二張紙幣施加的摩擦力，其表達(dá)如式(7)。方向見圖4。
[0146] 3、F紙2是第S張紙幣對(duì)第二張紙幣施加的摩擦力，其表達(dá)如式(8)。方向與F紙1/ 相反。
[0147] Gn-I =g X (n-1) Xcosa (6)
[014 引 F 紙 1'=y紙 X(化-1+F 附）=y紙 XgX(n-l)Xsina+y紙 XF 附（7)
[0149] F紙2 = i^紙X(Nn-2+F附）=i^紙XgX(n-2)Xsina+i^紙XF附（8)
[0150] WA2來(lái)表示第二張紙幣在入鈔方向所受外力和，其表達(dá)如式(9)。
[0151] A2 = Gn-l+F紙I'-F紙2 = gX(n-l) Xcosa+(y紙XgX(n-l)Xsina+i^紙XF附）-(i^ 紙XgX(n-2)Xsina+]i紙XF附）
[0152] =gX (n-1) Xcosa+u紙XgXsina (9)
[0153] 類似的，第=張紙幣在入鈔方向（即順著載鈔臺(tái)平面的入鈔方向）上的受力情況與 第二張紙幣類似，主要受Gn-2、F紙2'和F紙3S種力作用，只是均比第二張紙幣少一張紙幣 的重力的影響：
[0154] l、Gn-2是第二張紙幣上方n-2張紙幣的重力G在入鈔方向的分量，其表達(dá)如式 (10)。
[0155] 2、F紙y第二張紙幣對(duì)第S張紙幣施加的摩擦力，其表達(dá)如式（11)。方向與F紙1/ 相同。
[0156] 3、F紙3是第四張紙幣對(duì)第S張紙幣施加的摩擦力，其表達(dá)如式（12)。方向與F紙y 相反。
[0157] Gn-2 = gX (n-2) Xcosa (11)
[015 引 F紙2'=i^紙X(化-2+F附）=i^紙XgX(n-2)Xsina+i^紙XF附 （12)
[0159] F紙3 = i^紙X(Nn-3+F附）=i^紙XgX(n-3)Xsina+i^紙XF附 （13)
[0160] WA3來(lái)表示第S張紙幣在入鈔方向所受外力和，其表達(dá)如式(14)。
[0161] 43=611-2+。紙2'斗紙2
[0162] =gX (n-2) Xcosa+(]i 紙 XgX (n-2) Xsina+u 紙 XF 附）-(]i 紙 XgX (n-3) Xsina+ y紙X F附）
[016；3] =gX(n-2)Xcosa+^XgXsina (14)
[0164] 由式(9)可知，當(dāng)n很小時(shí)，A2>0,雖然此時(shí)A2很小，第二張能被送到搶鈔輪組和阻 力輪間。
[0165] W此類推，第n-1張紙幣在入鈔方向所受外力和An-I的表達(dá)如式(15)
[0166] A n-l=gX [n-(n-2)] Xcosa+u紙XgXsina = 2gXcosa+]i紙XgXsina (15)
[0167] 由上述分析知，從第二張紙幣起直到第n-1張紙幣，它們的受力基本類似，不同的 只是位于其上紙幣數(shù)量不同，其所受重力影響不同。
[0168] AAn表示本張紙幣受力與其上方的那一張所受外力和之差，如AAl表示Al與A2的 差，WAA2表示A2與A3的差……
[0169] AA1=A1-A2,即式(5)與(9)相減，得：
[0170] AAl=Al-A2 = gXcosa+(y 送-y 紙）XgXnXsina-y 紙 XF 附 （16)
[0171] AA2=A2-A3,即式(9)與（14)相減，得：
[0172] AA2 = gX (n-1) Xcosa+u紙XgXsina]-[gX (n-2) Xcosa+u紙XgXsina]
[0173] =gXcosa (17)
[0174] W此類推，W AAn-I表示An-I與An-2的差，得：
[0175] AAn-I =g Xcosa (18)
[0176] 由式（16)、（17)、（18)知，除AAl不同外，隨后AA2到AAn-I均穩(wěn)定為g X cosa。因 單張紙幣g很小，故它們實(shí)際為一個(gè)很小的數(shù)值。
[0177]能否按順序正常入鈔，特別要看第一張紙幣是否能與第二張紙幣分離，即要看AU AAl是否遠(yuǎn)大于0。當(dāng)Al遠(yuǎn)大于加寸，第一張紙幣能被送到搶鈔輪組和阻力輪間。當(dāng)AAl遠(yuǎn)大 于0,即Al遠(yuǎn)大于A2時(shí)，第一張紙幣才能與第二張紙幣分開，先一步到達(dá)搶鈔輪組和阻力輪 前。
[017引 由式(5)可知，要Al>0，即要gXnXcosa+(]i送-]i紙）XgXnXsina+]i紙XgXsina > F附。
[0179] -般機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，都會(huì)選擇山紙，且山t>2 X y紙。同時(shí)在一個(gè)已有的機(jī)構(gòu)中 cosa、Sina是定值，y紙X F附與紙幣的物理特性有關(guān)，一般不易改變，由式(5)可知，Al主要 與載鈔臺(tái)上的紙幣數(shù)量n有關(guān)，隨著放在載鈔臺(tái)上紙幣數(shù)量n增加而增加。
[0180] 當(dāng)n較小時(shí)，可能出現(xiàn)g X n X cosa+(山t-y紙）X g X n X Sina<y紙 X F附，即Al >0， 運(yùn)時(shí)，第一張紙幣不能與整疊紙幣分離。
[0181] 由式(16)可知，為增大AAl值，需增加 gXcosa+(]i送-]i紙）XgXnXsina，減小]i紙 X F附。而y紙X F附與紙幣的物理特性有關(guān)，不易改變;在一個(gè)已有的機(jī)構(gòu)中，g X cosa是一 個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，所W最終只能設(shè)法增加(山t-y紙）X g X n X Sina。增加(山t-y紙）X g X n X Sina，一方面可選擇送鈔輪膠輪的山t遠(yuǎn)大于y紙，使山t-ii紙?jiān)龃?另一方面增大g X n，g Xn隨著放在載鈔臺(tái)上的紙幣數(shù)量n的增加而增加;第=方面就是取較大的sina"a取值為0° ~90°，對(duì)應(yīng)Sina值為0~1。
[0182] 由上分析可知，AAl不是一個(gè)恒定值。在一個(gè)已有的機(jī)構(gòu)中，AAl變化主要與載鈔 臺(tái)上承鈔數(shù)量n有關(guān)，它隨著放在載鈔臺(tái)上的紙幣數(shù)量n的增加而增加。當(dāng)載鈔臺(tái)上紙幣數(shù) 量較多時(shí)，（Ji送-Ji紙）X g X n X sina+g X cosa>y紙XF附，AAl >0，能夠保證有效將最下一 張紙幣與整疊紙幣順利分離。當(dāng)載鈔臺(tái)上只有少量紙幣時(shí)，（山t-y紙）XgXnXsina+gX cosa^ii紙XF附，AAl^O,不能保證將最下一張紙幣與整疊紙幣有效分離，運(yùn)時(shí)因?yàn)榧垘?處于送鈔輪之上，隨著送鈔輪轉(zhuǎn)動(dòng)，將整疊紙幣一起送到搶鈔輪與阻力輪之間，就可能造成 多張連張，甚至將機(jī)構(gòu)堵死的結(jié)果。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，AAl也不是越大越好，AAl過(guò)大，會(huì)增加 對(duì)紙幣的損害。
[0183] 當(dāng)?shù)谝粡埣垘疟凰腿氲綋屸n輪組和阻力輪間后，運(yùn)張紙幣除了原受的外力W外， 又將受到搶鈔輪組和阻力輪給予的摩擦力F搶和F阻，其大小分別見式(19)和式(20)，式中y 搶是搶鈔輪組的膠輪部分與紙幣間的摩擦系數(shù)，邱且是阻力輪的膠輪部分與紙幣間的摩擦 系數(shù)，N搶是紙幣擠入搶鈔輪組和阻力輪間時(shí)變形產(chǎn)生的壓力，與搶鈔輪組和阻力輪間的間 隙S有關(guān)，當(dāng)S設(shè)定時(shí)，N搶就基本穩(wěn)定不變，它們的方向見圖3。此時(shí)，運(yùn)張紙幣受外力和用E F表示，EF見式(21)。
[0184] F 搶=y 搶 XN 搶 (19)
[01 化]F阻=y阻 XN搶 (20)
[0186] EF=Al+y$^XN$^-iiPlXN$^
[0187] =八1+(噓-邱且姉搶 (21)
[018引一般機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，都會(huì)選擇4搶> y阻，且y搶> 2 X y阻。由式(21)可知，E F變化僅 與Al有關(guān)，隨著Al增減而增減。
[0189]綜上，Al隨著放在載鈔臺(tái)上的紙幣數(shù)量n的增減而增減，AAl隨著放在載鈔臺(tái)上的 紙幣數(shù)量n的增減而增減，EF隨著Al增減而增減。當(dāng)Al遠(yuǎn)大于加寸，第一張紙幣才能被順利 送到搶鈔輪組和阻力輪前；AAl遠(yuǎn)大于O時(shí)，第一張紙幣才能與第二張紙幣順利摩擦分離； EF遠(yuǎn)大于O，進(jìn)入搶鈔輪組和阻力輪的紙幣才能順利搶入通道。Al、AAl值越大，摩擦分離 越順利，送鈔效果越好。E F值越大，紙幣搶入通道越順利。但在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，Al、AAl、E F值 也不能無(wú)限大，AU AAUEF值過(guò)大，會(huì)增加對(duì)紙幣的損害。
[0190] 目前圖1運(yùn)種下鈔方式載鈔臺(tái)的載鈔量一般設(shè)定在500張左右。運(yùn)種下鈔方案的主 要缺點(diǎn)是下鈔效果不穩(wěn)定，特別是當(dāng)n較小，即最后幾張紙幣很難正常搶入。載鈔臺(tái)容量?jī)H 500張，不夠大。
[0191] 而在此類結(jié)構(gòu)上增加壓鈔裝置，當(dāng)載鈔臺(tái)上載鈔量減小到一定量時(shí)，啟動(dòng)壓鈔系 統(tǒng)，使得此時(shí)紙幣所受壓力N不僅有紙幣的重力，還新增一個(gè)壓力N壓，實(shí)際是增加了 F送，確 保紙幣數(shù)量變少時(shí)AA>0。WF送S表示啟動(dòng)壓鈔機(jī)構(gòu)工作后送鈔輪上膠輪部分施加給緊貼 著的第一張紙幣下表面的摩擦力，F(xiàn)送S表達(dá)如式(22)。
[0192] F送s = y送X EN=W送X(gXnXsina+N壓） (22)
[0193] 運(yùn)種下鈔方案的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其在載鈔臺(tái)上承載紙幣低于某高度時(shí)，引 入外來(lái)的壓鈔力，因此確保最后幾張紙幣能正常搶入。但仍沒解決AU AAUEF隨著載鈔臺(tái) 上紙幣數(shù)量增大還變大的問(wèn)題。當(dāng)載鈔量增大時(shí)，由前述受力分析可知，當(dāng)載鈔臺(tái)上承載紙 幣數(shù)量越大，AU AAUEF越大，雖然下鈔效果要好一些，但對(duì)紙幣（特別是舊鈔和已有損傷 的鈔)的損害也更大。
[0194] 而在本實(shí)施例中，入鈔裝置從改變紙幣與送鈔、搶鈔輪系位置關(guān)系入手，從而改變 紙幣在入鈔方向的受力情況，特別是使紙幣在入鈔方向的受力與紙幣重力無(wú)關(guān)。紙幣可W 位于送鈔、搶鈔輪系的從側(cè)邊(如圖5)到側(cè)下邊，直到下邊之間的、紙幣重力不作用于送鈔、 搶鈔輪系的上的任意位置。送鈔輪作用主要是將最貼近送鈔輪系的紙幣送入到搶鈔輪組件 22與阻鈔輪組24之間。圖6是將結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化后的最靠近搶鈔輪和送鈔輪的第一、二張紙幣受力 分析示意圖（為了方便表示第一、二張紙幣受力情況，將原本相互緊貼的紙幣之間的間隙夸 張畫出）。與送鈔輪接觸的第一張紙幣在入鈔方向主要受F送、F紙和g X COS0運(yùn)=力的作用： [01M] 1、F送是送鈔輪上膠輪部分施加給緊貼著的第一張紙幣接觸表面的摩擦力；
[0196] 2、F紙1是第二張紙幣對(duì)第一張紙幣施加的摩擦力；
[0197] 3、gXcos0是單張紙幣在入鈔方向的分力，g為單張紙幣的重力，0是紙幣平面與重 力方向的夾角。因 g很小，5°，所Wg X COS的良小，可忽略不計(jì)。
[0198] F送是送鈔輪上膠輪部分施加給緊貼著的第一張紙幣表面的摩擦力，方向如圖6所 示，F(xiàn)送表達(dá)如式(23)。
[0199] 其中，山t是送鈔輪上膠輪部分與紙幣間的摩擦系數(shù)，T壓是活動(dòng)壓板施加在紙幣 上的推力，N是壓力傳感器反饋出來(lái)的、送鈔輪作用在第一張紙幣上的正壓力，N是此方向所 有外力和的綜合實(shí)際反應(yīng)。
[0200] F紙是第二張紙幣對(duì)第一張紙幣施加的摩擦力，它與送鈔輪施加在紙幣上的壓力 相關(guān)，也與兩紙之間(特別是新幣印刷生產(chǎn)中所帶來(lái)的靜電吸力和污損紙幣之間的粘接力） 吸附力相關(guān)，方向如圖6所示，其與F送方向相反，F(xiàn)紙表達(dá)如式(24)。
[0201] y紙是二張紙幣之間摩擦系數(shù)。F送與F紙大小不同，方向相反。WAl來(lái)表示第一張 紙幣在入鈔方向所受外力之和，其表達(dá)如式(25)。
[0202] 愧二蠟 XN (23)
[020；3] F紙I = y紙 X EN=y紙 X (N+F附）=y紙 X化y紙 XF附 （24)
[0204] Al=邑Xcos(6+F送一F紙l=邑Xcos(6+i^送XN-i^紙XN-i^紙XF附 [020引=gXcos(6+(i^送-i^紙）XN-i^紙XF附
[0206] >(山t-i^紙）XN-i^紙XF附 （25)
[0207] 第二張紙幣的兩面接觸的均是紙幣，在入鈔方向主要受F紙r、F紙2和gXcosP運(yùn) S力的作用：
[0208] UF紙1/是第一張紙幣對(duì)第二張紙幣施加的摩擦力，表達(dá)如式(26)，方向見圖6;
[0209] 2、F紙2是第=張紙幣對(duì)第二張紙幣施加的摩擦力，表達(dá)如式(27)。方向與F紙相 反；
[0210] 3、gXcos0，同上。
[0別。F紙 l'=y紙 XEN=i^紙X(N+F附） （26)
[0別^ F紙 2 = y紙 XEN=i^紙X(N+F附） （27)
[0213] A2來(lái)表示第二張紙幣在入鈔方向所受外力之和，其表達(dá)如式(28)。 惦14] A2 = gXcos0+F 紙 I'-F 紙 2 = gXcos0>O (28)
[0215]由于本方案載鈔臺(tái)上每張紙幣在與入鈔方向垂直方向上所受正壓力都相等，所W 除第一張 W外的余下紙幣在入鈔方向上的受力情況完全相同，An-I =A2 = g XcosP [0216] WAAn表示本張紙幣受力與其后的那一張所受外力和之差，如AAl表示Al與A2的 差，WAA2表示A2與A3的差。
[0217] AAl =Al-A2=Al-g X cosP^Al [021 引 AA2 = 0. .. .AAn-I=O
[0219] 當(dāng)Al、AAl是一個(gè)遠(yuǎn)大于0的數(shù)值時(shí)，第一張紙幣與第二張紙幣即可摩擦分離開。 Al、AAl值越大，摩擦分離越順利，送鈔效果越好。
[0220] 由式(25)知，增大Al值，需增加（山t-ii紙）X N，減小y紙XF附。而y紙X F附與紙幣 的物理特性有關(guān)，不易改變，所W主要設(shè)法增加（山t-y紙）XN。增加（山t-ii紙）XN，一方面 可選擇送鈔輪膠輪的山t遠(yuǎn)大于y紙，使山t-y紙?jiān)龃?另一方面增大N。
[0221] 在一個(gè)已有的機(jī)構(gòu)中，y紙XF附、山t-ii紙均為相對(duì)穩(wěn)定的值，由式(25)可知，Al的 變化僅與N有關(guān)。N設(shè)定在一定范圍，Al即也控制在一定范圍。從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，Al值不是越 大越好，相應(yīng)N值也不是越大越好，運(yùn)些參數(shù)過(guò)大，將對(duì)紙幣造成損傷。實(shí)例中設(shè)定Nmin<N <Nmax時(shí)，入鈔效果最優(yōu)。
[0222] 同樣的，當(dāng)那張紙幣送入到搶鈔輪組件與阻鈔輪組間時(shí)，在入鈔方向上作用于紙 幣上的外力和Al外，另外還增加二種外力:F搶、F阻。F搶是搶鈔輪膠輪作用于紙幣表面的摩 擦力，F(xiàn)阻是阻力輪膠輪作用于紙幣表面的摩擦力，它們的方向如圖6中所示，大小分別用式 (29)和(30)表示。式中y搶是搶鈔輪膠輪與紙幣下表面間的摩擦系數(shù)，y阻是阻力輪膠輪與 紙幣上表面間的摩擦系數(shù)，N搶是紙幣擠入搶鈔輪組件和阻力輪間時(shí)所形成的壓力。
[0223] F 搶=y 搶 XN 搶 (29)
[0224] F阻=y阻 XN搶 (30)
[0225] 用EF表示所有入鈔方向上作用于第一張紙幣的外力和，見式(31)
[0226] EF=F搶-F阻+A= (y搶-y阻）XN搶+Al (31)
[0227] 最終紙幣能順利送入通道的條件是EF>0。由式(31)可知，為確保下鈔可靠，在機(jī) 構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)加大搶鈔輪膠和阻力輪膠的摩擦系數(shù)的差值，即增大y搶-y阻。N搶與搶鈔輪組 件和阻力輪之間間隙值S有關(guān)，S越小，N搶越大。在一個(gè)已有的機(jī)構(gòu)中，搶鈔輪組件和阻力輪 之間間隙值S設(shè)定后，（ii搶-ii阻）XN搶值就基本確定了。最終EF的大小與Al大小相關(guān)。當(dāng)N 設(shè)定在一定范圍，Al能控制在一定范圍，即EF也可控制在一定范圍。
[0228] 基于上述受力分析數(shù)據(jù)可W發(fā)現(xiàn)，目前常用的如圖1、2所示的紙幣清分類機(jī)器下 鈔結(jié)構(gòu)中，均采用摩擦分離方式來(lái)分離紙幣，待清分紙幣置于入鈔機(jī)構(gòu)入鈔輪系的上方，形 成分離紙幣所需的外力變化主要與紙幣本身的重力有關(guān)，分離紙幣所需的A1、AAUEF隨 著堆疊紙幣的重力增減而增減，導(dǎo)致紙幣分離效果不穩(wěn)定。當(dāng)堆疊紙幣的重量過(guò)小時(shí)，下鈔 不楊通;當(dāng)堆疊紙幣的重量過(guò)大時(shí)，對(duì)紙幣本身?yè)p害又加大。
[0229] 本發(fā)明也是通過(guò)摩擦分離方式來(lái)分離紙幣，但通過(guò)改變紙幣與入鈔機(jī)構(gòu)各輪系與 紙幣的位置關(guān)系（如圖5所示），將重力調(diào)整分布到活動(dòng)壓板和載鈔臺(tái)上，同時(shí)引入壓板及壓 黃組件27、壓力傳感器31和控制單元33,通過(guò)感應(yīng)作用于入鈔輪系上的壓力大小，反饋給控 制電路，計(jì)算出實(shí)際壓力值與標(biāo)準(zhǔn)壓力值的差，并W-定關(guān)系控制步進(jìn)電機(jī)的步速，進(jìn)而通 過(guò)控制活動(dòng)壓板運(yùn)動(dòng)，改變作用在入鈔輪系上的壓力，W此解決由紙幣重量變化引起的摩 擦力變化較大的問(wèn)題，并將紙幣分離所需外力AU AAUEF的大小控制在適合范圍（即在預(yù) 定下限值~預(yù)定上限值）。可W實(shí)現(xiàn)紙幣在入鈔方向的AU AAUEF均遠(yuǎn)大于0,并相對(duì)穩(wěn)定 在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)的目的。
[0230] W上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本 發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，運(yùn)些變 化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其 等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種紙幣清分類機(jī)器載鈔入鈔機(jī)構(gòu)，其特征在于，包括載鈔臺(tái)、入鈔機(jī)構(gòu)以及電控系 統(tǒng)： 所述載鈔臺(tái)包括活動(dòng)壓板、載鈔臺(tái)、運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)，活動(dòng)壓板上設(shè)置有用于判定是否有 鈔的判定傳感器，載鈔臺(tái)裝置了起始位置傳感器，另外，在活動(dòng)壓板上還設(shè)置有一凸片，此 凸片在達(dá)到起始位置傳感器時(shí)使其信號(hào)發(fā)生改變，并以此作為活動(dòng)壓板的起始位置，另外， 在載鈔臺(tái)和活動(dòng)壓板的兩側(cè)邊上還設(shè)置有掛鉤，用于安裝有可拆卸式的紙幣保持器； 所述入鈔機(jī)構(gòu)包括送鈔輪組、捻鈔輪組、捻輪支架、阻鈔輪組、通道內(nèi)送鈔輪組、通道內(nèi) 壓鈔輪組、壓板及壓簧組件，所述送鈔輪組和捻鈔輪組通過(guò)軸承安裝在捻輪支架上，捻鈔輪 組通過(guò)軸承固定在機(jī)架上，捻輪支架繞捻鈔輪組的軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)送鈔輪組一起轉(zhuǎn)動(dòng)； 阻鈔輪組內(nèi)裝有單向軸承，單向軸承使阻鈔輪組僅能朝相背于進(jìn)鈔方向的方向轉(zhuǎn)動(dòng)；同步 帶及帶輪使送鈔輪組和捻鈔輪組保持一定速比傳動(dòng)； 所述電控系統(tǒng)包括壓力傳感器、壓力信號(hào)處理單元、控制單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元、步進(jìn)電 機(jī)、有無(wú)鈔判定傳感器、起始位置傳感器、手動(dòng)加鈔按鍵和SPI通訊單元，其壓力傳感器安裝 在機(jī)架的固定面上，與入鈔機(jī)構(gòu)相接觸，入鈔機(jī)構(gòu)與壓力傳感器之間為柔性連接，通過(guò)壓板 及壓簧組件與捻輪支架接觸來(lái)感應(yīng)送鈔輪組所受壓力值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紙幣清分類機(jī)器載鈔入鈔機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述活動(dòng)壓 板的壓鈔面與載鈔臺(tái)的承鈔面之間呈45°~85°的夾角，以利于紙幣傾斜進(jìn)行提前分離，且 在載鈔臺(tái)靠近捻鈔輪端設(shè)置在圓弧狀，以利于紙幣進(jìn)一步次提前分離。3. -種載鈔入鈔機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式，其特征在于，使用到如權(quán)利要求1~2中所述的任意 一種紙幣清分類機(jī)器載鈔入鈔機(jī)構(gòu)，其包括如下運(yùn)動(dòng)步驟： 步驟Sll:系統(tǒng)自檢初始化 系統(tǒng)上電后，系統(tǒng)進(jìn)入初始化工作，即檢查起始位置傳感器信號(hào)，判斷活動(dòng)壓板是否處 于初始位置，如果活動(dòng)壓板不在初始位置，則使其回到初始位置;另一方面系統(tǒng)進(jìn)行自檢過(guò) 程，檢查各模塊相應(yīng)的參數(shù)。然后進(jìn)入有無(wú)故障的判定過(guò)程，判斷各功能模塊是否有故障。 如果有故障，程序進(jìn)入通過(guò)SPI通訊單元上傳故障點(diǎn)及解決方法以方便排障，然后重新進(jìn)入 自檢過(guò)程。如此循環(huán)，直至自檢結(jié)果為無(wú)故障； 步驟S12:載鈔臺(tái)加鈔準(zhǔn)備 如果自檢無(wú)故障，則檢測(cè)活動(dòng)壓板表面有無(wú)鈔票。這時(shí)操作者可以直接往載鈔臺(tái)上加 鈔。當(dāng)有紙幣擋住有無(wú)鈔票判斷傳感器時(shí)，如果系統(tǒng)收到有鈔票信號(hào)，電機(jī)控制活動(dòng)壓板直 接進(jìn)入壓鈔過(guò)程;如果檢測(cè)無(wú)鈔票，則操作者手動(dòng)設(shè)置并進(jìn)入加鈔程序，電機(jī)帶動(dòng)活動(dòng)壓板 走到起始工作位置，操作者進(jìn)行加鈔操作，加鈔完成后，再按手動(dòng)加鈔按鍵，通知加鈔完畢， 電機(jī)控制活動(dòng)壓板直接進(jìn)入壓鈔過(guò)程； 步驟Sl 3:載鈔臺(tái)壓鈔就緒 系統(tǒng)進(jìn)入電機(jī)控制活動(dòng)壓板進(jìn)入壓鈔過(guò)程時(shí)，先檢測(cè)壓力值，通過(guò)電控系統(tǒng)中的控制 元件控制步進(jìn)電機(jī)以相應(yīng)的步速壓鈔。壓鈔過(guò)程實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力值，當(dāng)壓力值達(dá)到Nmin時(shí)，壓 鈔過(guò)程完成，并通過(guò)SPI通訊單元上傳載鈔臺(tái)準(zhǔn)備就緒指令； 步驟S14:連續(xù)入鈔 系統(tǒng)上傳載鈔臺(tái)準(zhǔn)備就緒指令，通知清分機(jī)本模塊已經(jīng)準(zhǔn)備就緒，可以進(jìn)行入鈔，然后 判斷有無(wú)入鈔命令。如果有入鈔命令，啟動(dòng)入鈔機(jī)構(gòu)，接著控制步進(jìn)電機(jī)送鈔，送鈔后判斷 有無(wú)停止入鈔命令，有該命令則進(jìn)入步驟S16;如果沒有，則再通過(guò)傳感器進(jìn)一步檢測(cè)有無(wú) 鈔票，無(wú)鈔時(shí)，進(jìn)入步驟S16;有鈔時(shí)，檢測(cè)壓力判定是否需要送鈔，當(dāng)N<Nmax，同時(shí)操作者 不需要加鈔時(shí)，控制步進(jìn)電機(jī)送鈔，重復(fù)前面的過(guò)程，機(jī)器連續(xù)入鈔 ;N>Nmax，程序進(jìn)入停 止送鈔程序，步進(jìn)電機(jī)停止工作t時(shí)間，活動(dòng)壓板停在當(dāng)前位置t時(shí)間后，又進(jìn)入檢測(cè)壓力判 定是否需要送鈔;操作者需要加鈔時(shí)，程序?qū)⑥D(zhuǎn)入步驟S15; 步驟S15:中間加鈔 系統(tǒng)接到加鈔命令后，控制步進(jìn)電機(jī)加鈔，電機(jī)帶動(dòng)活動(dòng)壓板走到起始位置，以空出加 鈔空間，操作者這時(shí)可以進(jìn)行加鈔操作。這期間程序?qū)崟r(shí)判斷是否完成加鈔。操作者完成加 鈔，給出完成加鈔指令，程序進(jìn)入檢測(cè)有無(wú)鈔票判定過(guò)程； 當(dāng)本次加鈔為少量加鈔時(shí)，紙幣未遮住活動(dòng)壓板，判定無(wú)鈔，此時(shí)步進(jìn)電機(jī)快進(jìn)，步進(jìn) 電機(jī)快進(jìn)的同時(shí)，系統(tǒng)持續(xù)進(jìn)行檢測(cè)有無(wú)鈔票檢測(cè)，直到檢測(cè)到有鈔信號(hào)，程序跳到步驟 S14的控制步進(jìn)電機(jī)送鈔過(guò)程以完成中間加鈔任務(wù)； 當(dāng)本次加鈔為滿載加鈔時(shí)，紙幣遮住活動(dòng)壓板，判定有鈔，程序跳到步驟S14的控制步 進(jìn)電機(jī)送鈔過(guò)程，中間加鈔任務(wù)完成； 步驟S16:停止入鈔 當(dāng)控制單元收到停止入鈔命令或步驟S14中的檢測(cè)有無(wú)鈔票為無(wú)時(shí)，程序進(jìn)入S16停止 入鈔機(jī)構(gòu)和壓鈔，先停止入鈔機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)，再停止壓鈔，活動(dòng)壓板停在當(dāng)前位置。以停止前有 無(wú)鈔判定傳感器36的信號(hào)狀態(tài)分為兩種處理方式:停止前為有鈔時(shí)，等待新的入鈔命令;停 止如為無(wú)鈔時(shí)，等待加鈔命令；4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種載鈔入鈔機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式，其特征在于，在步驟S13中"檢 測(cè)壓力判斷是否完成壓鈔"和步驟S14中"檢測(cè)壓力判斷是否需要送鈔"這兩個(gè)判定過(guò)程中， 采用相應(yīng)的算法將實(shí)際壓力值N與標(biāo)準(zhǔn)壓力值N標(biāo)的差ΛΝ換算成控制步進(jìn)電機(jī)的步速。ΛΝ 與步進(jìn)電機(jī)步速η的數(shù)學(xué)模型，見式(a):(a) 式中:η為步進(jìn)電機(jī)的步速； ΛΝ為實(shí)際壓力值N與標(biāo)準(zhǔn)壓力值Nmin的差； K為壓簧剛度系數(shù)； Θ為步進(jìn)電機(jī)步距角； P為傳動(dòng)系統(tǒng)螺桿的螺距； H為入鈔速度； T為時(shí)間，ΛΝ變?yōu)镺的期望時(shí)間；在S13中"檢測(cè)壓力判斷是否完成壓鈔"判定過(guò)程中，入鈔速度Η = 0,即此過(guò)程只有壓鈔 動(dòng)作，而不向通道內(nèi)入鈔，壓力值處于〇~Nmin，N標(biāo)設(shè)置為Nmin，此過(guò)程AN = Nmin-N，式(a) 轉(zhuǎn)化成式(b): (b) 在S14中"檢測(cè)壓力判斷是否需要送鈔"的判定過(guò)程中，此過(guò)程不僅有壓鈔動(dòng)作，而還向 通道內(nèi)入鈔，壓力值處于Nmin~Nmax，％設(shè)置為Nmax，此過(guò)程AN = Nmax-N，式(a)轉(zhuǎn)換成式 (C):(C) 當(dāng)壓力值達(dá)到Nmax后，步進(jìn)電機(jī)停止工作，停止工作時(shí)間t (單位:秒)按式(d):(d)5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種載鈔入鈔機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式，其特征在于，設(shè)定ΛΝ與步進(jìn) 電機(jī)行進(jìn)的速度及步數(shù)關(guān)系為正比關(guān)系。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種載鈔入鈔機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式，其特征在于，確保順利下鈔具 有相對(duì)穩(wěn)定的Al、ΛΑ1、ΣF所需的正壓力N范圍：2牛頓~6牛頓，其中Nmin取2.5±0.5牛頓， Nmax取6 ±2牛頓。7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種載鈔入鈔機(jī)構(gòu)的運(yùn)行方式，其特征在于，活動(dòng)壓板走到起 始位置后，操作者可以進(jìn)行加鈔操作，程序通過(guò)判斷手動(dòng)加鈔鍵狀態(tài)判斷操作者是否完成 加鈔，如果操作者完成加鈔，程序跳回到步驟S13的控制步進(jìn)電機(jī)壓鈔過(guò)程。
【文檔編號(hào)】G06M7/06GK106022455SQ201610217984
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月2日
【發(fā)明人】李程艷, 羅承彪, 彭聯(lián)貼, 王連珍
【申請(qǐng)人】湖南豐匯銀佳科技股份有限公司