CN102867359A - 金融自助设备及其钞票分离装置和分离方法 - Google Patents

金融自助设备及其钞票分离装置和分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种钞票分离装置，其包括用于承载待分离钞票的托钞板、用于钞票靠齐的基准板、用于为待分离钞票提供压紧力的压钞板、外露于托钞板且与压钞板相向设置的形成有高摩擦部的分钞轮、喂送轮以及与该喂送轮相向设置的反转轮，其中，该钞票分离装置还包括一压力补偿装置，用以提供给该分钞轮一变化的压紧补偿力，使得该分钞轮受到的总正压力恒定。也就是说，该压力补偿装置的设置，使得该钞票分离装置的分钞摩擦力恒定，从而分钞性能稳定。

Description

金融自助设备及其钞票分离装置和分离方法
技术领域
本发明涉及薄片介质分离技术，尤其涉及一种金融自助设备及其钞票分离装置和分离方法。
背景技术
如图1所示的现有金融自助设备的摩擦式钞票分离装置，包括托钞板01、基准板02、压钞板03、外露于托钞板01与压钞板03相向设置的形成有高摩擦部的分钞轮04以及喂送轮05、与喂送轮05相向设置的反转轮06。当有钞票叠放入待分钞票放置空间101时，在动力装置（图中未示出）作用下，压钞板03被托起，需要分离钞票时，动力装置不再限制压钞板03，压钞板03在自身重力作用下向托钞板01方向自由落体，对钞票叠施加压紧力，压钞板03和钞票叠的重力共同作用，为钞票分离提供了摩擦力。分钞轮04将钞票叠向喂送轮05方向搬运，在反转轮06作用下，钞票被一张张地分离开后沿着分钞方向102方向输送。
现有的摩擦式分钞机构存在如下缺陷：压钞板自身重力恒定，随着分钞过程中整叠待分钞票数量的不断减少，整叠钞票自身的重力不断减小，使提供给分钞摩擦轮的正压力也不断减小，而分钞摩擦力的变化，会造成分钞不稳定。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种钞票分离装置，其分钞摩擦轮所受的正压力保持恒定，从而确保分钞性能稳定。
本发明的另一个目的在于提供一种具有上述钞票分离装置的金融自助设备。
该钞票分离装置，其包括用于承载待分离钞票的托钞板、用于钞票靠齐的基准板、用于为待分离钞票提供压紧力的压钞板、外露于托钞板且与压钞板相向设置的形成有高摩擦部的分钞轮、喂送轮以及与该喂送轮相向设置的反转轮，其中，该钞票分离装置还包括一压力补偿装置，用以提供给该分钞轮一变化的压紧补偿力，使得该分钞轮受到的总正压力恒定。
具体的，该钞票分离装置还包括一用于采集该托钞板上的应力值的应力采集装置和一用于采集当前钞票叠厚度的距离采集装置，该应力采集装置与该距离采集装置为该压力补偿装置提供适时调整压紧补偿力的计算参数。
优选的，该压力补偿装置包括一控制单元、一固定安装在托钞板上的电磁铁以及固定安装于压钞板上的与该电磁铁相吸引的磁铁或具有与该电磁铁相吸功能的压钞板本身；该控制单元根据该应力采集装置采集的该托钞板上的应力值与该距离采集装置采集的当前钞票叠厚度值输出一电流值给该电磁铁，以提供该变化的压紧补偿力。
具体的，该控制单元包括：一压力补偿计算单元，用以根据应力感应器所采集的应力计算压力亏损值；一电流输出控制单元，用以根据压力亏损值及钞票厚度信息控制输出一相应电流值给该电磁铁，控制该电磁铁输出对应的压紧补偿力；以及一存储单元：用以存储不同压力亏损值及距离信息对应的电流输出值信息，以及托钞板和压钞板的重力。
具体的，该电流值x与该压力亏损值Y3以及整叠待分钞票的厚度H之间的关系式为：Y3==k1x+k2H，其中k1是电流与产生的电磁力的比例常数；k2是距离H与磁吸引力的比例常数。
优选的，该应力采集装置为一应力感应器，其固定安装在该托钞板底部。
优选的，该距离采集装置为一距离传感器，该距离传感器安装在该托钞板上钞票堆叠区以外的表面。
本发明还提供一金融自助设备，其包括钞票分离装置，识别模块，暂存模块，出钞模块及钱箱，其中，该钞票分离装置包括用于承载待分离钞票的托钞板、用于钞票靠齐的基准板、用于为待分离钞票提供压紧力的压钞板、外露于托钞板且与压钞板相向设置的形成有高摩擦部的分钞轮、喂送轮以及与该喂送轮相向设置的反转轮，其中，该钞票分离装置还包括一压力补偿装置，用以提供给该分钞轮一变化的压紧补偿力，使得该分钞轮受到的总正压力恒定。
具体的，该钞票分离装置还包括一用于采集该托钞板上的应力值的应力采集装置和一用于采集当前钞票叠厚度的距离采集装置，该应力采集装置与该距离采集装置为该压力补偿装置提供适时调整压紧补偿力的计算参数。
优选的，该压力补偿装置包括一控制单元、一固定安装在托钞板上的电磁铁以及固定安装于压钞板上的与该电磁铁相吸引的磁铁或具有与该电磁铁相吸功能的压钞板本身；该控制单元根据该应力采集装置采集的该托钞板上的应力值与该距离采集装置采集的当前钞票叠厚度值输出一电流值给该电磁铁，以提供该变化的压紧补偿力。
具体的，该控制单元包括：一压力补偿计算单元，用以根据应力感应器所采集的应力计算压力亏损值；一电流输出控制单元，用以根据压力亏损值及钞票厚度信息控制输出一相应电流值给该电磁铁，控制该电磁铁输出对应的压紧补偿力；以及一存储单元：用以存储不同压力亏损值及距离信息对应的电流输出值信息，以及托钞板和压钞板的重力。
具体的，该电流值x与该压力亏损值Y3以及整叠待分钞票的厚度H之间的关系式为：Y3==k1x+k2H，其中k1是电流与产生的电磁力的比例常数；k2是距离H与磁吸引力的比例常数。
优选的，该应力采集装置为一应力感应器，其固定安装在该托钞板底部。
优选的，该距离采集装置为一距离传感器，该距离传感器安装在该托钞板上钞票堆叠区以外的表面。
本发明还提供一种钞票分离方法，包括：
步骤1，根据钞票分离装置摩擦式分钞设计原理，获得产生分钞摩擦力的预设正压力值Y1，且将该预设正压力值Y1以及托钞板重力Yt以及压钞板重力Y2存入一存储单元中；
步骤2，检测当前钞票叠的厚度H0及托钞板上的应力值Yy，计算钞票叠的重力Y0＝Yy-Yt-Y2；
步骤3，计算压力亏损值Y3=Y1-Y0-Y2；
步骤4，根据当前钞票叠的厚度H0以及压力亏损值Y3，计算压力补偿装置中电磁铁需要的电流值，控制电磁铁输出对应的压紧补偿力；以及
步骤5，循环执行步骤2-4，控制分钞过程中产生分钞摩擦力的正压力值保持在预设正压力值左右的最佳水平。
由于该压力补偿装置的加入，使得钞票分离装置的分钞摩擦力恒定，因此分钞性能稳定。
附图说明
图1是现有钞票分离装置示意图；
图2为本发明较佳实施例提供的钞票分离装置在金融自助设备上的使用示意图；
图3为本发明较佳实施例提供的钞票分离装置立体示意图；
图4为图3中钞票分离装置侧向结构示意图；
图5为本发明较佳实施例提供的钞票分离装置控制系统结构图；
图6为本发明较佳实施例提供的钞票分离方法下，压紧力变化示意图；
图7是本发明较佳实施例提供的钞票分离装置在倾斜放置时，其工作原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图2所示的金融自助设备，包括钞票分离装置10，识别模块11，暂存模块12，出钞模块13及钱箱14。钞票分离装置10用于接收钞票叠，并将其分离后沿走钞通道输送到识别模块11，识别合格的钞票沿着走钞通道被输送到暂存模块12，不合格钞票被输送到出钞模块13回退给客户；当客户确定存款，钞票则从暂存模块12出发，沿着走钞通道被输送到钱箱14。
结合图3和图4所示，本实施例提供的钞票分离装置10包括用于承载待分离钞票的托钞板21、用于钞票靠齐的基准板22、用于为待分离钞票提供压紧力的压钞板23、外露于托钞板21且与压钞板23相向设置的形成有高摩擦部的分钞轮24以及喂送轮25、与喂送轮25相向设置的反转轮26、用于采集当前托钞板上的应力值的应力采集装置、用于提供变化的压紧补偿力的压力补偿装置、以及用于采集当前钞票叠厚度的距离采集装置33。
所述托钞板21底部固定安装有一应力感应器27，该应力感应器27的另一端固定安装在固定基座28上，该固定基座28固定在机架（图中未示出）上。分钞轮24、喂送轮25、以及反转轮26分别通过转轴固定在金融自助设备的侧壁（图中未示出）上。所述基准板22垂直于托钞板21固定，压钞板23与托钞板21平行设置，在压钞板23两侧固定有两限位轴34，所述限位轴34垂直于压钞板23平面，压钞板23的两侧向外延伸形成有两个凸块，凸块中央开设有通孔，所述压钞板23通过通孔套设在限位轴34上。限位轴34上另套设有一拨块35，所述拨块35由一动力装置（图中未示出）带动，当需要存放钞票叠到托钞板21上时，由动力装置带动拨块35将压钞板23抬起，当开始分离钞票时，动力装置带动拨块35释放压钞板23，压钞板23在自重作用下自由落体。
所述托钞板21上有一钞票堆叠区30，钞票堆叠区30内开设有第一组缺口29，所述分钞轮24通过第一组缺29外露于所述托钞板21，本发明中并排设置有两个分钞轮24，第一组缺口29也对应设置两个。
在压钞板23和托钞板21之间设置有一压力补偿装置，本实施例中优选电磁铁32和具有吸附功能的压钞板（23）作为压力补偿装置配合使用，提供压力补偿。电磁铁32固定安装在托钞板21的第二组缺口31中，其外表面与托钞板21上表面位于同一水平面上，也就是说，该电磁铁32外露于该托钞板21的上表面，但不突出于该托钞板21的上表面。本发明中第二组缺31和电磁铁32分别为两组，所述压钞板23采用铁质材料制作。为了增大压力补偿装置的补偿行程范围，可以在压钞板23上对应于电磁铁32位置安装磁铁，且该磁铁与电磁铁32的异名磁极相向。
在托钞板21的钞票堆叠区30外安装有一距离采集装置33，用于采集压钞板23到托钞板21的距离，该距离采集装置33可以选择普通的距离传感器。
如图5所示，本实施例提供的钞票分离装置10包括一控制模块40，该控制模块40分别与距离采集装置33、应力感应器27、电磁铁32电连接。该控制模块40进一步包括：存储单元41：存储有不同压力亏损值及距离信息对应的电流输出值信息，以及托钞板21和压钞板23的重力；压力补偿计算单元42：根据应力感应器27所采集的应力计算压力亏损值；电流输出控制单元43：根据压力亏损值及钞票厚度信息控制所述电磁铁32输出对应的压紧补偿力，电磁铁32压紧补偿力变化是通过控制电流输出实现的。具体的，该电流值x与该压力亏损值Y3以及整叠待分钞票的厚度H之间的关系式为：Y3==k1x+k2H，其中k1是电流与产生的电磁力的比例常数；k2是距离H与磁吸引力的比例常数。
当操作者往托钞板21加满钞后，动力装置（图中未示出）带动拨块35释放压钞板23，压钞板23在自重作用下沿限位轴34自由落体，压紧在钞票叠上。
根据摩擦式分钞的设计原理，可事先获得产生分钞摩擦力的预设正压力值Y1，如直线C所示，并将此值储存在压力补偿计算单元42中。
分钞操作开始时，距离采集装置33采集当前钞票叠厚度H0，应力感应器27采集当前应力值Yy，压力补偿计算单元42利用该应力值Yy减去托钞板21的重力Yt，即可得到托钞板21承受的压紧力，托钞板21承受的压紧力由压钞板23的重力Y2和钞票叠的重力Y0提供，也就是说，Yy-Yt=Y2+Y0，故可以计算出钞票叠重力值Y0=Yy-Yt-Y2，此时压力亏损值Y3=Y1-Y0-Y2。
电流输出控制单元43根据当前钞票叠厚度值H0、压力亏损值Y3，计算出电磁铁32的电流输出值，使电磁铁32与压钞钣23构成的压力补偿装置产生对应的压紧补偿力，使得压紧补偿力等于当前压力亏损值。
如图6所示，横坐标为钞票厚度值H，纵坐标为压力值N。直线B为压钞板23自重产生的压力Y2示意图，Y2是个恒定值；直线C为最佳压紧力Y1示意图，Y1也是个恒定值。随着分钞的不断进行，距离传感器得到不断变化的钞票厚度值H，应力感应器27得到不断变化的应力值，如直线A所示，钞票叠自重产生的压力与厚度变化成正比；压力补偿计算单元42根据应力值得到变化的压力亏损值Y3，如直线D，压力亏损值与钞票叠厚度成反比。
电流输出控制单元43根据变化的钞票厚度H及压力亏损值Y3不断地调整电流输出值，从而控制电磁铁32当前产生的压力补偿值与压力亏损值相等，直至分离完最后一张钞票。
前面描述的是水平放置钞票分离装置的情形，当钞票分离装置倾斜放置时，如图7所示，原理与图4相同，区别在于钞票叠为倾斜式，与水平方向的倾斜角度为角度A，压钞板23的重力05A在正压力06的矢量方向有个分力05AA，计算正压力06时用分力05AA替代重力05A，钞票叠在托钞板21上产生的正压力的计算方式与压钞板23相同，不再赘述。
归纳本实施例的分钞方法包括：
步骤1，根据钞票分离装置摩擦式分钞设计原理，获得产生分钞摩擦力的预设正压力值Y1，且将该预设正压力值Y1以及托钞板重力Yt以及压钞板重力Y2存入一存储单元中；
步骤2，检测当前钞票叠的厚度H0及托钞板上的应力值Yy，计算钞票叠的重力Y0＝Yy-Yt-Y2；
步骤3，计算压力亏损值Y3=Y1-Y0-Y2；
步骤4，根据当前钞票叠的厚度H0以及压力亏损值Y3，计算压力补偿装置中电磁铁需要的电流值，控制电磁铁输出对应的压紧补偿力；以及
步骤5，循环执行步骤2-4，控制分钞过程中产生分钞摩擦力的正压力值保持在预设正压力值左右的最佳水平。
由于压力补偿装置的设置，使得分钞摩擦力恒定，因此该钞票分离装置的分钞性能更加稳定。
此外，压力补偿装置除了电磁铁这种方式外，还可以用磁铁的方式，在磁铁的方式中，该压力亏损值仅与整叠待分钞票的厚度相关，其关系式为：Y3=k2H，式中H是整叠待分钞票的厚度，k2是距离H与磁吸引力的比例常数。
惟以上所述仅为本发明的较佳实施例，非意欲局限本发明的专利保护范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利保护范围内，合予陈明。

Claims (9)

1.一种钞票分离装置，其包括用于承载待分离钞票的托钞板、用于钞票靠齐的基准板、用于为待分离钞票提供压紧力的压钞板、外露于托钞板且与压钞板相向设置的形成有高摩擦部的分钞轮、喂送轮以及与该喂送轮相向设置的反转轮，其特征在于，该钞票分离装置还包括一压力补偿装置，用以提供给该分钞轮一变化的压紧补偿力，使得该分钞轮受到的总正压力恒定。
2.如权利要求1所述的钞票分离装置，其特征在于，该钞票分离装置还包括一用于采集该托钞板上的应力值的应力采集装置和一用于采集当前钞票叠厚度的距离采集装置，该应力采集装置与该距离采集装置为该压力补偿装置提供适时调整压紧补偿力的计算参数。
3.如权利要求2所述的钞票分离装置，其特征在于，该压力补偿装置包括一控制单元、一固定安装在托钞板上的电磁铁以及固定安装于压钞板上的与该电磁铁相吸引的磁铁或具有与该电磁铁相吸功能的压钞板本身；该控制单元根据该应力采集装置采集的该托钞板上的应力值与该距离采集装置采集的当前钞票叠厚度值输出一电流值给该电磁铁，以提供该变化的压紧补偿力。
4.如权利要求3所述的钞票分离装置，其特征在于，该控制单元包括：一压力补偿计算单元，用以根据应力感应器所采集的应力计算压力亏损值；
一电流输出控制单元，用以根据压力亏损值及钞票厚度信息控制输出一相应电流值给该电磁铁，控制该电磁铁输出对应的压紧补偿力；以及
一存储单元：用以存储不同压力亏损值及距离信息对应的电流输出值信息，以及托钞板和压钞板的重力。
5.如权利要求4所述的钞票分离装置，其特征在于，该电流值与该压力亏损值以及钞票厚度之间的关系式为：Y3==k1x+k2H；其中，Y3是压力亏损值，x是电流值，k1是电流与产生的电磁力的比例常数，H是待分钞票叠的厚度，k2是厚度与磁吸引力的比例常数。
6.如权利要求3所述的钞票分离装置，其特征在于，该应力采集装置为一应力感应器，其固定安装在该托钞板底部。
7.如权利要求3所述的钞票分离装置，其特征在于，该距离采集装置为一距离传感器，该距离传感器安装在该托钞板上钞票堆叠区以外的表面。
8.一种金融自助设备，包括钞票分离装置，识别模块，暂存模块，出钞模块及钱箱，其特征在于，该钞票分离装置为权利要求1至7中任意一项所述的钞票分离装置。
9.一种钞票分离方法，包括：
步骤1，根据钞票分离装置摩擦式分钞设计原理，获得产生分钞摩擦力的预设正压力值Y1，且将该预设正压力值Y1以及托钞板重力Yt以及压钞板重力Y2存入一存储单元中；
步骤2，检测当前钞票叠的厚度H0及托钞板上的应力值Yy，计算钞票叠的重力Y0＝Yy-Yt-Y2；
步骤3，计算压力亏损值Y3=Y1-Y0-Y2；
步骤4，根据当前钞票叠的厚度H0以及压力亏损值Y3，计算压力补偿装置中电磁铁需要的电流值，控制电磁铁输出对应的压紧补偿力；
步骤5，循环执行步骤2-4，控制分钞过程中产生分钞摩擦力的正压力值保持在预设正压力值。
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