專利名稱：紙幣暫存模塊及其卷筒轉(zhuǎn)速控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金融自助設(shè)備的控制領(lǐng)域，尤其涉及一種自動柜員機(jī)的紙幣暫存模塊·及其卷筒轉(zhuǎn)速的控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)金自動循環(huán)機(jī)中設(shè)有暫存模塊。暫存模塊對交易過程中的紙幣進(jìn)行暫存處理。目前比較常用的暫存模塊大都采用卷筒/卷帶的機(jī)構(gòu)。該暫存模塊包括第一動力馬達(dá)帶動的大卷筒，第二動力馬達(dá)帶動的小卷筒，及兩端分別固定于所述大卷筒和小卷筒上、在大/小卷筒之間收放纏繞的卷帶，所述第一馬達(dá)和第二馬達(dá)由微控制器控制啟動或停止。這種暫存模塊使用卷筒和卷帶相互配合的工作方式來實(shí)現(xiàn)對紙幣的暫存處理。其工作流程如下當(dāng)有紙幣進(jìn)入暫存模塊，微控制器發(fā)出“啟動”指令，啟動第一馬達(dá)正向轉(zhuǎn)動和第二馬達(dá)反向轉(zhuǎn)動，小卷筒釋放卷帶，大卷筒回收卷帶，卷筒通過卷帶將紙幣卷入暫存模塊。經(jīng)過預(yù)設(shè)定的運(yùn)行時(shí)間t后，如果沒有新的紙幣進(jìn)入，則由微控制器發(fā)送“停止”指令，停止第一馬達(dá)和第二馬達(dá)；當(dāng)紙幣離開暫存模塊，微控制器發(fā)出“啟動”指令，啟動第一馬達(dá)反向轉(zhuǎn)動和第二馬達(dá)正向轉(zhuǎn)動，大卷筒釋放卷帶，小卷筒回收卷帶，卷筒通過卷帶將紙幣送出暫存模塊。當(dāng)暫存模塊中的紙幣全部送出后，微控制器發(fā)送“停止”指令，停止第一馬達(dá)和第二馬達(dá)。紙幣進(jìn)入暫存模塊，小卷筒釋放卷帶，大卷筒回收卷帶，若小卷筒的線速度大于大卷筒的線速度，即小卷筒卷帶釋放的快，大卷筒卷帶回收的慢，卷帶拋帶；若小卷筒的線速度小于大卷筒的線速度，即小卷筒卷帶釋放的慢，大卷筒卷帶回收的快，卷帶繃緊。同理，紙幣離開暫存模塊，大卷筒釋放卷帶，小卷筒回收卷帶，若大卷筒的線速度大于小卷筒的線速度，即大卷筒卷帶釋放的快，小卷筒卷帶回收的慢，卷帶拋帶；若大卷筒的線速度小于小卷筒的線速度，即大卷筒卷帶釋放的慢，小卷筒卷帶回收的快，卷帶繃緊。卷帶拋帶容易引起卡鈔，造成設(shè)備故障，增加人工維護(hù)；卷帶繃緊容易損傷卷帶，并且馬達(dá)負(fù)載變大，容易損壞硬件電路，造成設(shè)備故障，增加人工維護(hù)。紙幣進(jìn)入或離開暫存模塊，若大/小卷筒的線速度一致，即釋放的卷帶剛好被完全回收，則效果最好。在設(shè)備運(yùn)行中，需要保證卷帶的送鈔速度與其他鈔票傳送通道的送鈔速度恒定一致。根據(jù)圓周運(yùn)動原理，線速度V=角速度ω*半徑r，要保持卷帶送鈔速度恒定，也就是要保證大卷筒和小卷筒的線速度恒定，而隨著卷帶在大卷筒和小卷筒之間的收放，大卷筒和小卷筒的半徑在不停地變化著，所以需要根據(jù)大卷筒和小卷筒的半徑變化適時(shí)地調(diào)整第一馬達(dá)和第二馬達(dá)的角速度。小卷筒轉(zhuǎn)動一周，其半徑增加量是恒定地，等于卷帶的厚度。而大卷筒轉(zhuǎn)動一周，其半徑增加量ΛΧ等于卷帶厚度加紙幣厚度，由于紙幣的間距遠(yuǎn)近不一，厚薄程度不一，所以無法準(zhǔn)確計(jì)算得到ΛΧ，即無法精確計(jì)算紙幣進(jìn)入大卷筒后的轉(zhuǎn)動半徑，現(xiàn)有的暫存模塊控制方式，一般采用經(jīng)驗(yàn)值估算大卷筒半徑增加量△ X。根據(jù)估算的大卷筒半徑變化量ΛX和確定的小卷筒半徑變化量不停地調(diào)整第一馬達(dá)和第二馬達(dá)的角速度，保證大卷筒和小卷筒的線速度均接近通道速度。這種控制方法有以下缺點(diǎn)在小卷筒當(dāng)前半徑確定的情況下，可以通過調(diào)整小卷筒角速度以保證其線速度恒定，但由于大卷筒半徑變化是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值估算的，故無法準(zhǔn)確反映大卷筒的真實(shí)半徑，也就無法計(jì)算出準(zhǔn)確的角速度，這就無法保證大卷筒線速度恒定了，大卷筒和小卷筒的線速度不相同，偏差比較大時(shí)，容易引起卷帶拋帶，或馬達(dá)負(fù)載變大，損壞硬件電路，造成故障停機(jī)，增加人工維護(hù)
發(fā)明內(nèi)容
為了保持紙幣暫存模塊中大卷筒和小卷筒的線速度恒定一致，本發(fā)明提供一種紙幣暫存模塊的卷筒轉(zhuǎn)速控制方法，實(shí)時(shí)計(jì)算大卷筒的半徑變化，根據(jù)大卷筒當(dāng)前的轉(zhuǎn)動半徑控制卷筒的轉(zhuǎn)動角速度，防止卷帶拋帶引起故障停機(jī)，減少卷帶繃緊引起的損耗，保持馬達(dá)正常負(fù)載，降低電路損傷，增強(qiáng)紙幣暫存模塊的可靠性。本發(fā)明還提供一種紙幣暫存模塊。該紙幣暫存模塊包括第一動力馬達(dá)帶動的大卷筒，第二動力馬達(dá)帶動的小卷筒，以及兩端分別固定在該大卷筒和小卷筒上且在大/小卷筒之間收放纏繞的卷帶，其特征在于，該紙幣暫存模塊還包括一第一碼盤，固定在該大卷筒的旋轉(zhuǎn)軸上；一第二碼盤，固定在該小卷筒的旋轉(zhuǎn)軸上；一第一傳感器，對應(yīng)于該第一碼盤設(shè)置，用以監(jiān)測該大卷筒轉(zhuǎn)動的角度；一第二傳感器，對應(yīng)于該第二碼盤設(shè)置，用以監(jiān)測該小卷筒轉(zhuǎn)動的角度；及一微控制器，用以根據(jù)該第一傳感器和第二傳感器的輸出信號計(jì)算該大卷筒每轉(zhuǎn)動一周，小卷筒釋放的卷帶長度，進(jìn)而計(jì)算大卷筒的當(dāng)前半徑，從而調(diào)控所述大卷筒和小卷筒的角速度，實(shí)現(xiàn)大卷筒和小卷筒線速度相同。優(yōu)選的，該微控制器包括一存儲單元，用以存儲小卷筒每周的半徑以及第一馬達(dá)和第二馬達(dá)各圈的角速度信息。優(yōu)選的，該微控制器還包括對應(yīng)于大卷筒的一脈沖計(jì)數(shù)器和一運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)計(jì)數(shù)器以及對應(yīng)于小卷筒的一脈沖計(jì)數(shù)器和一運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)計(jì)數(shù)器，該脈沖計(jì)數(shù)器分別用于記錄大/小卷筒被脈沖觸發(fā)的情況，該運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)計(jì)數(shù)器分別用于計(jì)錄大/小卷筒轉(zhuǎn)動的圈數(shù)。優(yōu)選的，該紙幣暫存模塊還包括一光電傳感器，用以檢測是否有紙幣進(jìn)入該紙幣暫存模塊。該紙幣暫存模塊卷筒轉(zhuǎn)速的控制方法，包括步驟1，紙幣進(jìn)入暫存模塊，大卷筒收納卷帶，記錄當(dāng)前狀態(tài)大卷筒轉(zhuǎn)動一周，小卷筒對應(yīng)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)X ;步驟2，根據(jù)小卷筒轉(zhuǎn)動的圈數(shù)及小卷筒每周的半徑求出小卷筒釋放的卷帶長度lengthx=cl+c2+. . . +cx=2 31 rO+2 n rl+. . . +2 π rx~l=2 η r+2 π (r-thick) +. . . +2 π [r_ (χ-1) thick]=2 η rx-x (χ-1) η *thick ；其中c為小卷筒每轉(zhuǎn)動一周的周長，thick為卷帶的厚度，r為小卷筒的初始半徑，在紙幣進(jìn)入暫存模塊過程中，小卷筒每轉(zhuǎn)動一周，其半徑r即減少一個卷帶的厚度，該小卷筒每周的半徑作為一個數(shù)組預(yù)先存儲于微控制器的存儲單元中；步驟3，根據(jù)小卷筒釋放的卷帶長度求出大卷筒當(dāng)前半徑，其中小卷筒釋放的卷帶長度被大卷筒完全收納，Rl=Iengthl/(2 π )
=Iengthx/(2 JI)=[2 π rx-x(x-l) π *thick]/(2 π );以及步驟4，根據(jù)大卷筒當(dāng)前半徑調(diào)整下一周的角速度《2=u/Rl，其中，該U為預(yù)先設(shè)定的大/小卷筒的目標(biāo)線速度。 優(yōu)選的，該方法進(jìn)一步包括步驟5，記錄紙幣進(jìn)入紙幣暫存模塊過程中大卷筒每圈的半徑；步驟6，在紙幣離開暫存模塊過程中，大卷筒釋放卷帶，根據(jù)步驟5中記錄的該大卷筒每周半徑調(diào)整大卷筒每圈轉(zhuǎn)動的角速度。優(yōu)選的，該紙幣暫存模塊卷筒轉(zhuǎn)速控制方法還包括小卷筒轉(zhuǎn)速控制方法，包括步驟S201，系統(tǒng)啟動運(yùn)行，紙幣進(jìn)入暫存模塊，卷筒運(yùn)轉(zhuǎn)，微控制器通過第二傳感器反饋的電信號監(jiān)測小卷筒碼盤，判斷是否檢測到脈沖觸發(fā)，若微控制器檢測到脈沖觸發(fā)，則進(jìn)入步驟S202，若微控制器未檢測到脈沖觸發(fā)，則返回流程S201 ;S202，小卷筒脈沖計(jì)數(shù)器加I ;S203，判斷小卷筒脈沖計(jì)數(shù)是否等于一圈，若小卷筒脈沖計(jì)數(shù)等于一圈，則進(jìn)入步驟S204 ；若小卷筒脈沖計(jì)數(shù)不等于一圈的脈沖計(jì)數(shù)，則返回步驟S201 ;S204，小卷筒運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)加I ;S205,更新小卷筒的轉(zhuǎn)動半徑，小卷筒每轉(zhuǎn)動一圈，小卷筒減小一個單位的卷帶厚度，并記錄小卷筒每一圈的轉(zhuǎn)動半徑到微處理器內(nèi)設(shè)存儲單元的數(shù)組中；S206，輸出小卷筒轉(zhuǎn)速，根據(jù)圓周運(yùn)動原理，計(jì)算得到小卷筒每一圈的角速度Con=U7Vn-I, (η為自然數(shù))，把計(jì)算所得的角速度輸出給小卷筒對應(yīng)的第二馬達(dá)以控制小卷筒轉(zhuǎn)速，進(jìn)入步驟S207 ;以及S207，監(jiān)測小卷筒轉(zhuǎn)速是否異常，若監(jiān)測小卷筒的轉(zhuǎn)速大于輸出的理論轉(zhuǎn)速，則小卷筒超速；若監(jiān)測小卷筒的轉(zhuǎn)速小于輸出的理論轉(zhuǎn)速，則小卷筒失速，若小卷筒轉(zhuǎn)速異常，則停止大、小卷筒動力馬達(dá)，否則返回步驟S201。具體的，大卷筒轉(zhuǎn)速的控制步驟包括S301，系統(tǒng)啟動運(yùn)行，紙幣進(jìn)入暫存模塊，卷筒運(yùn)轉(zhuǎn)，微控制器通過第一傳感器反饋的電信號監(jiān)測大卷筒碼盤，判斷是否檢測到脈沖觸發(fā)，若微控制器檢測到脈沖觸發(fā)，則進(jìn)入步驟S302，若微控制器未檢測到脈沖觸發(fā)，則返回步驟S301 ;S302，大卷筒脈沖計(jì)數(shù)器加I ;S303，判斷大卷筒脈沖計(jì)數(shù)是否等于一圈，若大卷筒脈沖計(jì)數(shù)等于一圈的脈沖計(jì)數(shù)，則進(jìn)入步驟S304，，若大卷筒脈沖計(jì)數(shù)不等于一圈的脈沖計(jì)數(shù)，則返回步驟S301 ;S304，大卷筒運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)加I ;S305，計(jì)算大卷筒轉(zhuǎn)動第一圈時(shí)小卷筒釋放的卷帶長度；S306，計(jì)算并更新大卷筒半徑，且將大卷筒半徑記錄于微處理器內(nèi)設(shè)的存儲單元的大卷筒半徑數(shù)組中；S307，輸出大卷筒轉(zhuǎn)速，根據(jù)《=u/R，計(jì)算得到大卷筒角速度，且把計(jì)算所得的角速度輸出至大卷筒對應(yīng)的第一馬達(dá)，控制該大卷筒的轉(zhuǎn)速，進(jìn)入步驟S308 ;以及S308，監(jiān)測大卷筒轉(zhuǎn)速是否異常，若大卷筒的轉(zhuǎn)速大于輸出的理論轉(zhuǎn)速，則大卷筒超速；若大卷筒的轉(zhuǎn)速小于輸出的理論轉(zhuǎn)速，則大卷筒失速，大卷筒轉(zhuǎn)速異常，則停止大/小卷筒動力馬達(dá)，否則回到步驟S301。本發(fā)明根據(jù)紙幣暫存模塊中小卷筒每轉(zhuǎn)動一圈其半徑均可確定的特性，通過計(jì)算大卷筒每轉(zhuǎn)一周小卷筒釋放卷帶的長度間接計(jì)算大卷筒半徑，從而動態(tài)地調(diào)整大卷筒每一圈的角速度，確保大/小卷筒線速度一致，防止了卷帶拋帶引起故障停機(jī)，減少了卷帶繃緊引起的損耗，保持馬達(dá)正常負(fù)載，降低電路損傷，增強(qiáng)了紙幣暫存模塊的可靠性。


圖I是本發(fā)明較佳實(shí)施例提供的自動柜員機(jī)機(jī)芯的組成結(jié)構(gòu)示意圖
圖
圖
圖
圖
圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。本發(fā)明一較佳實(shí)施例提供紙幣暫存模塊應(yīng)用于一自動柜員機(jī)中，如圖I所示，該自動柜員機(jī)包括上部機(jī)芯100和下部機(jī)芯110，其中上部機(jī)芯100包括紙幣入口模塊105、紙幣出口模塊103、紙幣識別模塊104、紙幣暫存模塊101、紙幣傳輸通道106、機(jī)芯控制模塊102 ;下部機(jī)芯包括回收箱模塊112以及循環(huán)箱模塊113 ;上部機(jī)芯100與下部機(jī)芯110以及各模塊之間由紙幣傳輸通道106相互連接。本發(fā)明的特別之處在于對紙幣暫存模塊101的結(jié)構(gòu)改進(jìn)及提出一種卷筒轉(zhuǎn)速控制方法，達(dá)到保持紙幣暫存模塊中大卷筒和小卷筒的線速度恒定一致的目的，防止卷帶拋帶或繃帶，提高自動柜員機(jī)穩(wěn)定性和可靠性。如圖2所示，該紙幣暫存模塊101進(jìn)一步包括第一動力馬達(dá)(圖未示)帶動的大卷筒201，第二動力馬達(dá)(圖未示)帶動的小卷筒202，及兩端分別固定于所述大卷筒和小卷筒上且在大/小卷筒之間收放纏繞的卷帶208，在大卷筒和小卷筒的旋轉(zhuǎn)軸上分別固定有第一碼盤203和第二碼盤204，對應(yīng)于所述第一碼盤203和第二碼盤204分別設(shè)置有第一傳感器205和第二傳感器206，分別用于監(jiān)測所述大卷筒201和小卷筒202轉(zhuǎn)動的角度，以及一微控制器(圖未不，可集中在機(jī)芯控制模塊102中),該微控制器根據(jù)該第一傳感器205和第二傳感器206的輸出信號計(jì)算該大卷筒每轉(zhuǎn)動一周，小卷筒釋放的卷帶長度，進(jìn)而計(jì)算大卷筒的當(dāng)前半徑，從而調(diào)控所述大卷筒和小卷筒的角速度，實(shí)現(xiàn)大卷筒和小卷筒線速度相同。優(yōu)選的，該紙幣暫存模塊101還包括一光電傳感器207，用以檢測是否有紙幣進(jìn)入暫存模塊101。圖3是暫存模塊中卷筒轉(zhuǎn)速控制原理圖，微控制器分別與第一傳感器、第二傳感器、第一動力馬達(dá)、第二動力馬達(dá)連接，用于接收第一傳感器和第二傳感器采集來的信息，計(jì)算第一動力馬達(dá)和第二動力馬達(dá)的轉(zhuǎn)動角速度并輸出控制該第一動力馬達(dá)和第二動力馬達(dá)，微控制器下設(shè)存儲單元用于存儲小卷筒每周的半徑以及第一馬達(dá)和第二馬達(dá)各圈角速度信息。結(jié)合圖I至圖5所示，暫存模塊101工作原理如下紙幣從入鈔口模塊105分鈔后進(jìn)入傳輸通道106，經(jīng)過識別模塊104進(jìn)行識別處理后，傳輸通道106把合格的紙幣傳送至?xí)捍婺K101，不合格的紙幣傳送至紙幣出口模塊103。當(dāng)暫存模塊101前端的光電傳感器207檢測到有紙幣進(jìn)入暫存模塊101時(shí)，光電傳感器207向微控制器發(fā)送“紙幣進(jìn)入”的觸發(fā)信號，微控制器發(fā)出“啟動”指令，啟動第一動力馬達(dá)(圖未示)和第二動力馬達(dá)(圖未示)，并通知紙幣計(jì)數(shù)器加一。當(dāng)經(jīng)過預(yù)設(shè)定的運(yùn)行時(shí)間t后，暫存模塊101前端的光電傳感器207沒有檢測到紙幣進(jìn)入暫存模塊101，則由微控制器發(fā)送“停止”指令，停止第一動力馬達(dá)和第二動力馬達(dá)。
紙幣進(jìn)入暫存模塊，如圖4所示，小卷筒202釋放卷帶，大卷筒201回收卷帶。隨著紙幣進(jìn)入，大卷筒201的轉(zhuǎn)動半徑R越來越大，小卷筒202的轉(zhuǎn)動半徑r越來越小。根據(jù)圓周運(yùn)動原理，大卷筒的轉(zhuǎn)動半徑R越來越大，大卷筒角速度ω越來越小，大卷筒對應(yīng)的第一馬達(dá)的調(diào)速方式是減速曲線；小卷筒的轉(zhuǎn)動半徑r越來越小，小卷筒角速度ω越來越大，小卷筒對應(yīng)的第二馬達(dá)的調(diào)速方式是加速曲線。 紙幣離開暫存模塊，微控制器發(fā)出“啟動”指令，啟動第一動力馬達(dá)和第二動力馬達(dá)，暫存模塊101前端的光電傳感器207檢測到有紙幣離開，光電傳感器207向微控制發(fā)送“紙幣離開”的觸發(fā)信號，并通知紙幣計(jì)數(shù)器減一。紙幣離開暫存模塊進(jìn)入傳送通道106，傳輸通道106根據(jù)設(shè)置的工作流程把紙幣傳送至紙幣出口模塊103或下部機(jī)芯110的錢箱中。當(dāng)紙幣計(jì)數(shù)器等于O時(shí)，暫存模塊101中的紙幣全部送出后，微控制器發(fā)送“停止”指令，停止第一動力馬達(dá)和第二動力馬達(dá)。紙幣離開暫存模塊101時(shí)，如圖5所示，大卷筒201釋放卷帶，小卷筒202回收卷帶。隨著紙幣離開，大卷筒201的轉(zhuǎn)動半徑R越來越小，小卷筒202的轉(zhuǎn)動半徑r越來越大。根據(jù)圓周運(yùn)動原理，大卷筒的轉(zhuǎn)動半徑R越來越小，大卷筒角速度ω越來越大，大卷筒對應(yīng)的第一馬達(dá)的調(diào)速方式是加速曲線；小卷筒的轉(zhuǎn)動半徑r越來越大，小卷筒角速度ω越來越小，小卷筒對應(yīng)的第二馬達(dá)的調(diào)速方式是減速曲線。微控制器通過第一傳感器205反饋的電信號，監(jiān)測大卷筒碼盤203轉(zhuǎn)動變化，并記錄大卷筒轉(zhuǎn)動的角度及圈數(shù)；通過第二傳感器206反饋的電信號監(jiān)測小卷筒碼盤204轉(zhuǎn)動變化，并記錄小卷筒轉(zhuǎn)動的角度及圈數(shù)。大、小卷筒每轉(zhuǎn)動一圈，都會引起大、小卷筒半徑變化。紙幣進(jìn)入暫存模塊101時(shí)，微控制器根據(jù)小卷筒202轉(zhuǎn)動的角度及圈數(shù)，可以精確計(jì)算求得小卷筒202釋放的卷帶208的長度。因小卷筒202釋放的卷帶208，全部被大卷筒201回收，所以可以計(jì)算求得大卷筒201每轉(zhuǎn)動一圈時(shí)大卷筒201的轉(zhuǎn)動半徑。微控制器記錄大/小卷筒每一圈的轉(zhuǎn)動半徑，并根據(jù)大/小卷筒的轉(zhuǎn)動半徑實(shí)時(shí)調(diào)整大/小卷筒分別對應(yīng)的第一第二馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，使大/小卷筒的線速度保持一致。紙幣離開卷筒是紙幣進(jìn)入卷筒的逆向過程，微控制器根據(jù)紙幣進(jìn)入卷筒時(shí)記錄的大/小卷筒轉(zhuǎn)動半徑實(shí)時(shí)調(diào)整大/小卷筒第一第二馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，使大/小卷筒的線速度保持一致。紙幣進(jìn)入暫存模塊和紙幣離開暫存模塊，都需要大/小卷筒與卷帶的相互配合工作才能正常工作。卷帶松弛，容易引起卡鈔，造成設(shè)備故障，增加人工維護(hù)；卷帶繃緊，容易損傷卷帶，并且馬達(dá)負(fù)載變大，容易損壞硬件電路，造成設(shè)備故障，增加人工維護(hù)。卷帶應(yīng)當(dāng)保持一定的張馳程度。通過保持大/小卷筒線速度一致，可以使卷帶既不會過度松弛也不會過度繃緊，使暫存裝置達(dá)到一個比較好的工作效果。以下詳細(xì)介紹該暫存模塊101的卷筒轉(zhuǎn)速控制原理卷筒收納紙幣過程首先，卷筒處于初始狀態(tài)，大卷筒201卷帶空，小卷筒202卷帶滿，光電傳感器207檢測到紙幣進(jìn)入，微控制器啟動第一馬達(dá)和第二馬達(dá)，分別驅(qū)動大卷筒201和小卷筒202轉(zhuǎn)動；隨著大/小卷筒的轉(zhuǎn)動，小卷筒202釋放卷帶,大卷筒201收納卷帶,紙幣被卷帶攜帶被大卷筒201卷起，根據(jù)小卷筒202每一圈的半徑計(jì)算小卷筒202釋放的卷帶長度和角速度，其中，小卷筒每周的半徑可以作為一個數(shù)組預(yù)先存儲于微控制器的存儲單元中，根據(jù)需要讀取相應(yīng)圈數(shù)對應(yīng)的半徑，也可以根據(jù)小卷筒的初始半徑r，在紙幣進(jìn)入暫存模塊過程中，小卷筒每轉(zhuǎn)動一周，其半徑r即減少一個卷帶的厚度而計(jì)算得出再存入存儲單元中，以下為小卷筒轉(zhuǎn)動數(shù)據(jù)的計(jì)算過程已知小卷筒202初始半徑r,目標(biāo)線速度u，初始轉(zhuǎn)速ω p u/Vtl, rQ=r ;第I圈小卷筒202以Co1轉(zhuǎn)動I圈后，根據(jù)公式計(jì)算求得小卷筒202的半徑r^r-thick,小卷筒202釋放的卷帶長度(^=2 π 第2圈小卷筒的轉(zhuǎn)速ω2= u /V1 ；第2圈小卷筒以ω2轉(zhuǎn)動I圈后，根據(jù)公式計(jì)算求得小卷筒的半徑r2=r-2*thick,小卷筒釋放的卷帶長度c2=2 Ir1,第3圈小卷筒的轉(zhuǎn)速co3=u/r2 ； ......第η-l圈小卷筒以Coiri轉(zhuǎn)動I圈后，根據(jù)公式計(jì)算求得小卷筒的半徑rn-i=r_(n_l)*thick,小卷筒釋放的卷帶長度cn=2 rn_2,第η圈小卷筒的轉(zhuǎn)速Con=IVrlri ；第η圈小卷筒以ωη轉(zhuǎn)動I圈后，根據(jù)公式計(jì)算求得小卷筒的半徑rn=r_n*thick,小卷筒釋放的卷帶長度cn=2 π rn_1；|| n+1圈小卷筒的轉(zhuǎn)速ωη+1= υ /rn ；用表格I歸納表述該小卷筒202的轉(zhuǎn)動信息表I小卷筒轉(zhuǎn)動數(shù)據(jù)
轉(zhuǎn)動圈數(shù)小卷筒的轉(zhuǎn)速小卷筒轉(zhuǎn)動I圈后的半徑小卷筒轉(zhuǎn)動I圈后釋放的卷帶長度第O _Or0 = rO第I圈tj| = υ οΓ] = r thickCi = 2πτ0第2圈ω2 = υ/riΓ2 = r - 2*thickCz = 2π ι第n-Ι圈COn-I = u/rn_2Γη-ι = r - (η - l)*thickCn-I = 2πτη.2^ Il圈ωη = υ r Irn = r - η siiIhickCn = 2πΓη.ι接下來，根據(jù)小卷筒202的轉(zhuǎn)動數(shù)據(jù)，計(jì)算大卷筒201轉(zhuǎn)動每一圈收納的卷帶長度、半徑及轉(zhuǎn)速，微控制器將該計(jì)算結(jié)果輸出給該第一馬達(dá)，動態(tài)地控制該大卷筒201的轉(zhuǎn)速已知大卷筒201初始+徑Rj目標(biāo)線速度u，初始轉(zhuǎn)速ω f U /R0, Rci=R ；第I圈大卷筒以O(shè)1轉(zhuǎn)動I圈后，大卷筒回收的卷帶長度C1等于小卷筒釋放的卷帶長度Iength1 ;根據(jù)公式計(jì)算求得大卷筒的半徑R1=C1/ (2 π ),計(jì)算第2圈大卷筒的轉(zhuǎn)速ω 2= u /R1 ；第2圈大卷筒以ω2轉(zhuǎn)動I圈后，大卷筒回收的卷帶長度C2等于小卷筒釋放的卷筒長度Iength2 ;根據(jù)公式計(jì)算求得大卷筒的半徑R2=C2/(2 π )，計(jì)算第3圈大卷筒的轉(zhuǎn)速
權(quán)利要求
1.一種紙幣暫存模塊，包括第一動力馬達(dá)帶動的大卷筒，第二動力馬達(dá)帶動的小卷筒，以及兩端分別固定在該大卷筒和小卷筒上且在大/小卷筒之間收放纏繞的卷帶，其特征在于，該紙幣暫存模塊還包括 一第一碼盤，固定在該大卷筒的旋轉(zhuǎn)軸上； 一第二碼盤，固定在該小卷筒的旋轉(zhuǎn)軸上； 一第一傳感器，對應(yīng)于該第一碼盤設(shè)置，用以監(jiān)測該大卷筒轉(zhuǎn)動的角度； 一第二傳感器，對應(yīng)于該第二碼盤設(shè)置，用以監(jiān)測該小卷筒轉(zhuǎn)動的角度；及一微控制器，用以根據(jù)該第一傳感器和第二傳感器的輸出信號計(jì)算該大卷筒每轉(zhuǎn)動一周，小卷筒釋放的卷帶長度，進(jìn)而計(jì)算大卷筒的當(dāng)前半徑，從而調(diào)控所述大卷筒和小卷筒的角速度，實(shí)現(xiàn)大卷筒和小卷筒線速度相同。
2.如權(quán)利要求I所述的紙幣暫存模塊，其特征在于，該微控制器包括一存儲單元，用以存儲小卷筒每周的半徑以及第一馬達(dá)和第二馬達(dá)各圈的角速度信息。
3.如權(quán)利要求I所述的紙幣暫存模塊，其特征在于，該微控制器還包括對應(yīng)于大卷筒的一脈沖計(jì)數(shù)器和一運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)計(jì)數(shù)器以及對應(yīng)于小卷筒的一脈沖計(jì)數(shù)器和一運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)計(jì)數(shù)器，該脈沖計(jì)數(shù)器分別用于記錄大/小卷筒被脈沖觸發(fā)的情況，該運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)計(jì)數(shù)器分別用于計(jì)錄大/小卷筒轉(zhuǎn)動的圈數(shù)。
4.如權(quán)利要求I所述的紙幣暫存模塊，其特征在于，該紙幣暫存模塊還包括一紙幣計(jì)數(shù)器。
5.如權(quán)利要求I所述的紙幣暫存模塊，其特征在于，該紙幣暫存模塊還包括一光電傳感器，用以檢測是否有紙幣進(jìn)入該紙幣暫存模塊。
6.一種紙幣暫存模塊卷筒轉(zhuǎn)速的控制方法，包括 步驟1，紙幣進(jìn)入暫存模塊，大卷筒收納卷帶，記錄當(dāng)前狀態(tài)大卷筒轉(zhuǎn)動一周，小卷筒對應(yīng)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)χ ; 步驟2，根據(jù)小卷筒轉(zhuǎn)動的圈數(shù)及小卷筒每周的半徑求出小卷筒釋放的卷帶 長度 Iengthx=C1+^+. . . +Cx =2 r0+2 T1+. . .+2 τι=2 n r+2 n (r-thick) +...+2η [r_ (χ-1) thick]=2 ηrx-x(χ-1) η 氺thick ； 其中c為小卷筒每轉(zhuǎn)動一周的周長，thick為卷帶的厚度，r為小卷筒的初始半徑，在紙幣進(jìn)入暫存模塊過程中，小卷筒每轉(zhuǎn)動一周，其半徑r即減少一個卷帶的厚度，該小卷筒每周的半徑作為一個數(shù)組預(yù)先存儲于微控制器的存儲單元中； 步驟3，根據(jù)小卷筒釋放的卷帶長度求出大卷筒當(dāng)前半徑，其中小卷筒釋放的卷帶長度被大卷筒完全收納，R1=Iength1/ (2 π ) =Iengthx/ (2 π )=[2 τι rx-x (χ-1) n *thick] / (2 π )；以及 步驟4，根據(jù)大卷筒當(dāng)前半徑調(diào)整下一周的角速度，其中，該υ為預(yù)先設(shè)定的大/小卷筒的目標(biāo)線速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紙幣暫存模塊卷筒轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括步驟5，記錄紙幣進(jìn)入紙幣暫存模塊過程中大卷筒每圈的半徑；以及步驟6，在紙幣離開暫存模塊過程中，大卷筒釋放卷帶，根據(jù)步驟5中記錄的該大卷筒每周半徑調(diào)整大卷筒每圈轉(zhuǎn)動的角速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紙幣暫存模塊卷筒轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，該方法還包括小卷筒轉(zhuǎn)速控制方法，包括步驟 S201，系統(tǒng)啟動運(yùn)行，紙幣進(jìn)入暫存模塊，卷筒運(yùn)轉(zhuǎn)，微控制器通過第二傳感器反饋的電信號監(jiān)測小卷筒碼盤，判斷是否檢測到脈沖觸發(fā)，若微控制器檢測到脈沖觸發(fā)，則進(jìn)入步驟S202，若微控制器未檢測到脈沖觸發(fā)，則返回流程S201 ； S202，小卷筒脈沖計(jì)數(shù)器加I; S203，判斷小卷筒脈沖計(jì)數(shù)是否等于一圈，若小卷筒脈沖計(jì)數(shù)等于一圈，則進(jìn)入步驟S204 ;若小卷筒脈沖計(jì)數(shù)不等于一圈的脈沖計(jì)數(shù)，則返回步驟S201 ； S204，小卷筒運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)加I ; S205,更新小卷筒的轉(zhuǎn)動半徑，小卷筒每轉(zhuǎn)動一圈，小卷筒減小一個單位的卷帶厚度，并記錄小卷筒每一圈的轉(zhuǎn)動半徑到微處理器內(nèi)設(shè)存儲單元的數(shù)組中； S206，輸出小卷筒轉(zhuǎn)速，根據(jù)圓周運(yùn)動原理，計(jì)算得到小卷筒每一圈的角速度ωη=υ/, (η為自然數(shù)，表達(dá)小卷筒轉(zhuǎn)動的圈數(shù))，把計(jì)算所得的角速度輸出給小卷筒對應(yīng)的第二馬達(dá)以控制小卷筒轉(zhuǎn)速，進(jìn)入步驟S207 ;以及 S207，監(jiān)測小卷筒轉(zhuǎn)速是否異常，若監(jiān)測小卷筒的轉(zhuǎn)速大于輸出的理論轉(zhuǎn)速，則小卷筒超速；若監(jiān)測小卷筒的轉(zhuǎn)速小于輸出的理論轉(zhuǎn)速，則小卷筒失速，若小卷筒轉(zhuǎn)速異常，則停止大、小卷筒動力馬達(dá)，否則返回步驟S201。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的紙幣暫存模塊卷筒轉(zhuǎn)速控制方法，其特征在于，大卷筒轉(zhuǎn)速的控制步驟具體包括 .S301，系統(tǒng)啟動運(yùn)行，紙幣進(jìn)入暫存模塊，卷筒運(yùn)轉(zhuǎn)，微控制器通過第一傳感器反饋的電信號監(jiān)測大卷筒碼盤，判斷是否檢測到脈沖觸發(fā)，若微控制器檢測到脈沖觸發(fā)，則進(jìn)入步驟S302，若微控制器未檢測到脈沖觸發(fā)，則返回步驟S301 ； .S302，大卷筒脈沖計(jì)數(shù)器加I ;. S303，判斷大卷筒脈沖計(jì)數(shù)是否等于一圈，若大卷筒脈沖計(jì)數(shù)等于一圈的脈沖計(jì)數(shù)，則進(jìn)入步驟S304，，若大卷筒脈沖計(jì)數(shù)不等于一圈的脈沖計(jì)數(shù)，則返回步驟S301 ； . S304，大卷筒運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)加I ; .5305,計(jì)算大卷筒轉(zhuǎn)動當(dāng)前一圈時(shí)小卷筒釋放的卷帶長度Iengthx； .5306,計(jì)算并更新大卷筒半徑R=Iengthx/(2π )，且將大卷筒半徑記錄于微處理器內(nèi)設(shè)的存儲單元的大卷筒半徑數(shù)組中； .S307，輸出大卷筒轉(zhuǎn)速，根據(jù)ω = υ /R,計(jì)算得到大卷筒角速度，且把計(jì)算所得的角速度輸出至大卷筒對應(yīng)的第一馬達(dá)，控制該大卷筒的轉(zhuǎn)速，進(jìn)入步驟S308 ；以及 . S308，監(jiān)測大卷筒轉(zhuǎn)速是否異常，若大卷筒的轉(zhuǎn)速大于輸出的理論轉(zhuǎn)速，則大卷筒超速；若大卷筒的轉(zhuǎn)速小于輸出的理論轉(zhuǎn)速，則大卷筒失速，大卷筒轉(zhuǎn)速異常，則停止大/小卷筒動力馬達(dá)，否則回到步驟S301。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紙幣暫存模塊及其卷筒轉(zhuǎn)速控制方法，該紙幣暫存模塊包括第一動力馬達(dá)帶動的大卷筒，第二動力馬達(dá)帶動的小卷筒，以及兩端分別固定在該大卷筒和小卷筒上且在大/小卷筒之間收放纏繞的卷帶，還包括固定在該大卷筒的旋轉(zhuǎn)軸上的第一碼盤；固定在該小卷筒的旋轉(zhuǎn)軸上的第二碼盤；一第一傳感器，對應(yīng)于該第一碼盤設(shè)置，用以監(jiān)測該大卷筒轉(zhuǎn)動的角度；一第二傳感器，對應(yīng)于該第二碼盤設(shè)置，用以監(jiān)測該小卷筒轉(zhuǎn)動的角度；及一微控制器，用以根據(jù)該第一傳感器和第二傳感器的輸出信號計(jì)算該大卷筒每轉(zhuǎn)動一周，小卷筒釋放的卷帶長度，進(jìn)而計(jì)算大卷筒的當(dāng)前半徑，從而調(diào)控所述大卷筒和小卷筒的角速度，實(shí)現(xiàn)大卷筒和小卷筒線速度相同。
文檔編號G07D11/00GK102930638SQ201210462149
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者肖寶, 何云飛, 陳喬喬, 張濤 申請人:廣州廣電運(yùn)通金融電子股份有限公司