CN104658103A - 一种基于测距原理的片状材料落仓计数装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于测距原理的片状材料落仓计数装置，包括螺旋收集器、剔纸片以及收集装置，还包括设置在螺旋收集器或所述剔纸片四周的测距仪；在螺旋收集器旋转过程中，相邻片状材料对测距仪的连续遮挡引起距离测量值的变化，测距仪通过统计不同片状材料遮挡造成的距离测量值的变化次数对落仓到收集装置的片状材料进行计数。在本发明提供的片状材料落仓计数装置中，测距仪设置在螺旋收集器的四周，其设置位置远离螺旋收集器和收集装置，在计数过程中对片状材料的收集无影响。而且，使用测距仪通过测量距离进行计数，测量距离远且准确度高，实现了对落仓打包的片状材料的准确计数。

Description

一种基于测距原理的片状材料落仓计数装置

技术领域

本发明涉及一种片状材料落仓计数装置，尤其涉及一种基于测距原理的非接触式片状材料落仓计数装置，属于金融机具技术领域。

背景技术

清分机是一种专门用来清点、分选钞票、有价证券等片状材料的金融设备。它对上述片状材料完成产品质量检查后，对每一百张合格产品进行捆扎输出。目前，大型清分机主要以压持皮带夹紧片状材料实现片状材料传输，以螺旋收集器实现对清分完成后的片状材料的整齐叠放。

如图1所示，现有的清分机一般有两个交替工作的螺旋收集器2用于收集好品，螺旋收集器2由电机驱动控制，每个螺旋收集器2由多片(一般为2～8片)收纸轮组成，收纸轮的数量由片状材料宽度确定；每个收纸轮上有多个螺旋槽，每个螺旋槽可收集一张片状材料。由于螺旋收集器2的旋转速度是可以调节的，所以可实现片状材料100输送与螺旋收集器2旋转的同步，即每一张片状材料100到达螺旋收集器2的螺旋槽口的时间间隔与螺旋收集器2旋转一个螺旋槽的时间间隔同步。清分机工作时，每张片状材料100依次进入螺旋收集器2的每一个螺旋槽中，实现片状材料输送中的有序堆叠，随着螺旋收集器2的逆时针旋转，片状材料100依次在剔纸片3处被剔下，通过理纸震荡器5控制，一张接一张的、有规律的落在打包仓的收集板4上，以便于片状材料100的收集和打把。

现有技术中，片状材料100在进入螺旋收集器2之前，由传输带1实现输送，传输带1由皮带轮6、7带动。清分机上设置有自带传感器8，在片状材料100(或其他片状材料)经过自带传感器8时，自带传感器8统计进入螺旋收集器2的片状材料100(或其他片状材料)数量。

为保证数字安全，每次打包的片状材料数量必须准确，如有误差必须停机校核。然而，由于螺旋收集器2在运动过程中仅通过螺旋槽的夹带约束片状材料，有的时候，片状材料100在将要离开传输带1时，由于片状材料100与螺旋收集器2的位置关系不对应等问题，容易产生飞钞现象，这会导致片状材料100未能准确进入螺旋收集器2的螺旋槽处，进而使片状材料100不能准确地落在收集板4上。由于片状材料100没有落在收集板4上，所以自带传感器8所检测的片状材料100的数量与实际落仓打包的片状材料数量就会出现误差，从而发生数字安全事故。因此，为了避免由于飞钞等原因造成片状材料数量差错，需要对每次打包的落仓片状材料进行精确计数，以保证片状材料数量的准确性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于测距原理的片状材料落仓计数装置。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种片状材料落仓计数装置，包括螺旋收集器、剔纸片以及设置在所述螺旋收集器下方的收集装置，还包括设置在所述螺旋收集器或所述剔纸片四周的测距仪；

在所述螺旋收集器旋转过程中，相邻片状材料对所述测距仪的连续遮挡引起距离测量值的变化，所述测距仪通过统计不同片状材料对所述传感器遮挡造成的距离测量值的变化次数对落仓到所述收集装置的片状材料进行计数。

其中较优地，所述测距仪通过统计距离测量值的波峰或波谷进行计数。

其中较优地，所述测距仪的信号采集范围在螺旋收集器到收集装置之间。

或者，其中较优地，所述测距仪的信号采集范围在螺旋收集器的进钞位置至剔钞位置之间。

其中较优地，所述测距仪设置在所述螺旋收集器和所述剔纸片两侧的机架上。

一种清分机，包括皮带夹紧传送装置、螺旋收集器、剔纸片以及收集装置，还包括设置在所述螺旋收集器或所述剔纸片四周的测距仪；

在所述螺旋收集器旋转过程中，相邻片状材料对所述测距仪的连续遮挡引起距离测量值的变化，所述测距仪通过统计不同片状材料遮挡造成的距离测量值的变化次数对落仓到所述收集装置的片状材料进行计数。

其中较优地，还包括与所述皮带夹紧传送装置的驱动电机连接的旋转编码器，以及沿传送路径设置在所述皮带夹紧传送装置附近的多个光电传感器。

其中较优地，所述旋转编码器、所述光电传感器、所述测距仪分别与数据采集单元连接；所述数据采集单元与数据处理单元连接；所述数据处理单元、所述旋转编码器、以及多个所述光电传感器分别与控制单元连接。

其中较优地，所述控制单元根据旋转编码器和安装在不同位置的多路光电传感器对所述皮带夹紧传送装置上的每张片状材料进行准确定位和监控。

其中较优地，所述数据采集单元采集测距仪的信号，同时还将采集时刻的旋转编码器脉冲计数值、光电传感器信号发送给所述数据处理单元；

所述数据处理单元综合所述测距仪信号、旋转编码器脉冲计数以及光电传感器信号对每张片状材料从进入传输带到最终叠摞到打包仓的全程进行监控，如果发现有任何片状材料的落仓信息不能被正确匹配，则停机复核。

本发明提供的片状材料落仓计数装置，测距仪设置在螺旋收集器或剔纸片的四周，其设置位置远离螺旋收集器和收集装置，在计数过程中对片状材料的收集无影响，而且，使用测距仪通过测量距离进行计数，测量距离远且准确度高，实现了对落仓打包的片状材料的准确计数。并且，结合清分机中设置于皮带夹紧传送装置上的多路光电传感器以及与皮带夹紧装置的驱动电机相连的旋转编码器，控制单元可以对每张片状材料从进入传输带到最终叠摞到打包仓的过程进行全程监控，当发现有任何片状材料的落仓信息不能被正确匹配时，停机复核，确保了清分过程的产品安全。

附图说明

图1是现有清分机中，对片状材料进行打包计数的装置示意图；

图2是本发明的第一实施例中，片状材料落仓计数装置的结构示意图；

图3a、图3b、图3c分别是t1、t2、t3时刻测距仪测量距离的示例；

图4是第一实施例中，测距仪的距离测量值d随时间t变化的波形图示例；

图5是第一实施例中，测距仪倾斜设置在机架上的结构示意图；

图6是第二实施例中，测距仪的两个安装位置示例；

图7是本发明提供的清分机中，与落仓计数相关的控制结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容做进一步的详细说明。

本发明提供的片状材料落仓计数装置，包括：螺旋收集器2、剔纸片3以及设置在螺旋收集器3下方的收集装置4，剔纸片3设置在收集装置4的一端，用于从螺旋收集器3的螺旋槽中剔出片状材料，使片状材料落入收集装置4完成落仓动作。在螺旋收集器2的上部，片状材料从由传输带1进入螺旋槽的位置构成螺旋收集器2的进钞位置，在螺旋收集器2的下部，片状材料被剔纸片3剔下的位置构成螺旋收集器2的剔钞位置。

在该片状材料落仓计数装置中，除上述结构外，还包括设置在螺旋收集器2或剔纸片3四周的测距仪10。测距仪10可以倾斜安装，测距仪10的安装位置只要满足其信号采集范围在片状材料进入螺旋收集器2的进钞位置之后到片状材料落入收集装置4之前即可，用于对进入螺旋收集器2的螺旋槽并进行落仓的片状材料100进行计数。具体来说，可以分为两种：测距仪10的信号采集范围在螺旋收集器2到收集装置4之间，或者，测距仪10的信号采集范围在螺旋收集器2的进钞位置至剔钞位置之间。其中，以测距仪10的信号采集范围设置在螺旋收集器2到收集装置4之间为最佳，此种设置可以直接对从螺旋收集器2落入收集装置4进行落仓打包的片状材料进行精确计数。

现有技术中，一般采用光电传感器完成片状材料的计数，在本发明中使用测距仪实现计数功能。与光电传感器相比，测距仪具有更远的测量距离，可以将测距仪设置在远离螺旋收集器2和剔纸片3的位置，例如，设置在剔纸片3两侧的机架上。同时，测距仪的测量精度可以保证片状材料的计数准确性。在实际使用时，可以使用激光测距仪、光电测距仪、电磁测距仪、红外测距仪、超声测距仪或者其他对片状材料表面敏感的非接触式测距仪进行计数。

在使用测距仪10对片状材料100进行计数时，在螺旋收集器2旋转过程中，螺旋槽中携带的相邻两张片状材料经过测距仪的信号采集区域时，会对测距仪的信号造成连续遮挡引起距离测量值的改变；测距仪10通过统计不同片状材料100遮挡造成的距离测量值的变化次数对落仓到收集装置4的片状材料进行计数。在计数时，可以选择统计距离测量值的波峰或波谷进行计数。

下面，分别以测距仪10的信号采集范围设置在螺旋收集器2到收集装置4之间，以及测距仪10的信号采集范围设置在螺旋收集器2的进钞位置至剔钞位置之间作为两个实施例进行介绍。

第一实施例

如图2所示，测距仪10的信号采集范围在螺旋收集器2到收集装置4之间，可以对从螺旋收集器2被剔出的片状材料进行计数。由于片状材料100从螺旋槽中被剔出后直接落入收集装置4，在该位置计数相当于直接对打包的片状材料进行计数，准确度高。而将测距仪10设置在剔纸片3两侧的机架上，可以防止片状材料落仓对测距仪10的设置角度及位置造成影响。

图3a、3b、3c分别是测距仪10位于图2所示位置时，在t1、t2、t3时刻得到的测量距离的图示。图4是测距仪的测量距离值d随时间t变化的波形图。

从图中可以看出：在t1时刻，片状材料102在螺旋收集器2的夹带下通过测距仪10，片状材料102的边缘为测距仪遮挡物，测距仪10前端到遮挡物(片状材料102的边缘)的距离为d1,得到一极小值(参见图3a)；在t2时刻，片状材料102在螺旋收集器2的夹带下继续运动离开测距仪10，片状材料103经过测距仪10遮挡测距仪10的测量信号，片状材料103为测距仪遮挡物，测距仪10前端到遮挡物(片状材料103)的距离为d2，此时，测量距离值产生突变，得到一极大值(参见图3b)；在t3时刻，片状材料103在螺旋收集器2的夹带下运动未离开测距仪10，片状材料103的边缘遮挡测距仪，遮挡物(片状材料103的边缘)到测距仪前端的距离减小，变为d3，在t2到t3时刻之间，距离测量值渐变，接近极小值(参见图3c)。然后，片状材料103离开测距仪10，后续片状材料进入测距仪10的信号采集范围，测距仪10的距离测量值又会呈现出突变后渐变的特征。

当片状材料连续正常叠摞到打包仓时，每张片状材料会依次遮挡测距仪10，测距仪10会输出如图4所示的锯齿形波形，将距离测量值从突变、渐变到下一次突变的过程视为一个周期，可以看出，在波形经过一个变化周期时，对应有一张片状材料落入收集装置4中，每张片状材料经过激光测距仪的过程对应波形中的一个波谷。也就是说，通过分析经模数转换的测距仪的输出信号，统计测量距离值d的变化周期数可以获得落入收集装置4中的片状材料的数量。在统计片状材料的数量时，可以选取波形的波峰或波谷对应的值进行统计，也可以统计波形突变的次数。

当使用测距仪对片状材料进行计数时，其距离测试值呈现出规则的波形，此时，可以通过显示设备直接向监控人员呈现波形实现监控。当距离测量值呈现出规则波形之外的其他形状时，说明片状材料落仓发生了故障或飞钞，需要停机复核。

此外，在该实施例中，为了实现测距仪的信号采集范围在螺旋收集器2到收集装置4之间，测距仪10不仅可以正对剔纸片3设置在螺旋收集器2的下方，还可以如图5所示倾斜安装在螺旋收集器2和剔纸片3的两侧。此外，测距仪10的安装方式并不局限于图2和图5所示的两种安装方式。

第二实施例

如图6所示，测距仪10的信号采集范围在螺旋收集器2的进钞位置到剔钞位置之间，用于对进入螺旋收集器2的片状材料进行计数。由于片状材料100从进入螺旋槽后到被从螺旋槽中剔出落入收集装置4的过程中不易发生片状材料偏移及飞钞，因此，在螺旋收集器2的进钞位置到剔钞位置之间进行计数也可以满足对打包的片状材料计数的需求。

测距仪10可以设置在螺旋收集器2附近从上侧进钞位置到下侧剔钞位置之间的任一位置。作为举例，图6给出了测距仪10的两个设置位置11和12。将测距仪10设置在螺旋收集器2四周的机架上，可以防止螺旋收集器2旋转对测距仪10的设置角度及位置造成影响。而在该实施例中，图6所示的安装位置11和12仅用于举例，并不构成对第二实施例中测距仪10具体安装位置的限制。

当螺旋收集器2旋转时，测距仪10的距离测量值的变化曲线和图4类似，也呈现锯齿形的波形，从而通过统计波形的波峰或波谷可以获得片状材料的数量。并且当距离测量值呈现出规则波形之外的其他形状时，说明片状材料在进入螺旋槽时发生了飞钞，需要停机复核。

本发明在提供上述片状材料落仓计数装置的同时，还提供了包含该片状材料落仓计数装置的清分机。

如图7所示，在该清分机中，包括用于夹紧片状材料进行传送的皮带夹紧传送装置，包括设置于皮带夹紧传送装置传送末端的螺旋收集器2，以及设置在螺旋收集器2下方的收集装置4，剔纸片3设置在收集装置4的一端，用于从螺旋收集器2的螺旋槽中剔出片状材料，使片状材料落入收集装置4完成落仓动作。在该清分机中，与片状材料计数相关的部分包括控制单元、数据处理单元、数据采集单元和与数据采集单元连接的测距仪10。测距仪10设置在螺旋收集器2或剔纸片3的四周，测距仪10通过统计不同片状材料遮挡造成的距离测量值的变化次数对落仓到收集装置4的片状材料进行计数。

此外，该清分机还包括与皮带夹紧传送装置的驱动电机连接的旋转编码器，沿传送路径设置在皮带夹紧传送装置附近的多个光电传感器。旋转编码器，与皮带夹紧装置的驱动电机相连，输出信号到控制单元，控制单元根据旋转编码器输出信号的计数值对皮带夹紧装置皮带的运动进行定位。光电传感器，安装在皮带夹紧传送装置附近，对经过的片状材料进行定位。旋转编码器、多路光电传感器、测距仪分别与数据采集单元连接；数据采集单元与数据处理单元连接，数据处理单元、旋转编码器、以及多个光电传感器分别与控制单元连接。

控制单元根据旋转编码器和安装在不同位置的多路光电传感器对皮带夹紧传送装置上的每张片状材料进行准确定位和监控；数据采集单元采集测距仪的信号，同时还将采集时刻的旋转编码器脉冲计数值、光电传感器信号发送给数据处理单元；数据处理单元综合测距仪信号、旋转编码器脉冲计数以及光电传感器信号对每张片状材料从进入传输带到最终叠摞到打包仓的全程进行监控，如果发现有任何片状材料的落仓信息不能被正确匹配，则停机复核。

综上所述，在本发明提供的片状材料落仓计数装置中，测距仪设置在螺旋收集器或剔纸片的四周，其设置位置远离螺旋收集器和收集装置，在计数过程中对片状材料的收集无影响，而且，使用测距仪通过测量距离进行计数，测量距离远且准确度高，实现了对落仓打包的片状材料的准确计数。并且，结合清分机中设置于皮带夹紧传送装置上的多路光电传感器以及与皮带夹紧装置的驱动电机相连的旋转编码器，控制单元可以对每张片状材料从进入传输带到最终叠摞到打包仓的进行全程监控，当发现有任何片状材料的落仓信息不能被正确匹配时，停机复核。

以上对本发明所提供的基于测距原理的片状材料落仓计数装置进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (10)

1.一种基于测距原理的片状材料落仓计数装置，包括螺旋收集器、剔纸片以及设置在所述螺旋收集器下方的收集装置，其特征在于：

还包括设置在所述螺旋收集器或所述剔纸片四周的测距仪；

在所述螺旋收集器旋转过程中，相邻片状材料对所述测距仪的连续遮挡引起距离测量值的变化，所述测距仪通过统计不同片状材料遮挡造成的距离测量值的变化次数对落仓到所述收集装置的片状材料进行计数。

2.如权利要求1所述的片状材料落仓计数装置，其特征在于：

所述测距仪通过统计距离测量值的波峰或波谷进行计数。

3.如权利要求1所述的片状材料落仓计数装置，其特征在于：

所述测距仪的信号采集范围在螺旋收集器到收集装置之间。

4.如权利要求1所述的片状材料落仓计数装置，其特征在于：

所述测距仪的信号采集范围在螺旋收集器的进钞位置至剔钞位置之间。

5.如权利要求1所述的片状材料落仓计数装置，其特征在于：

所述测距仪设置在所述螺旋收集器和所述剔纸片两侧的机架上。

6.一种清分机，包括皮带夹紧传送装置、螺旋收集器、剔纸片以及收集装置，其特征在于：

还包括设置在所述螺旋收集器或所述剔纸片四周的测距仪；

在所述螺旋收集器旋转过程中，相邻片状材料对所述测距仪的连续遮挡引起距离测量值的变化，所述测距仪通过统计不同片状材料遮挡造成的距离测量值的变化次数对落仓到所述收集装置的片状材料进行计数。

7.如权利要求6所述的清分机，其特征在于：

还包括与所述皮带夹紧传送装置的驱动电机连接的旋转编码器，以及沿传送路径设置在所述皮带夹紧传送装置附近的多个光电传感器。

8.如权利要求7所述的清分机，其特征在于：

所述旋转编码器、所述光电传感器、所述测距仪分别与数据采集单元连接；所述数据采集单元与数据处理单元连接；所述数据处理单元、所述旋转编码器、以及多个所述光电传感器分别与控制单元连接。

9.如权利要求8所述的清分机，其特征在于：

所述控制单元根据旋转编码器和安装在不同位置的多路光电传感器对所述皮带夹紧传送装置上的每张片状材料进行准确定位和监控。

10.如权利要求8所述的清分机，其特征在于：

所述数据采集单元采集测距仪的信号，同时还将采集时刻的旋转编码器脉冲计数值、光电传感器信号发送给所述数据处理单元；

所述数据处理单元综合所述测距仪信号、旋转编码器脉冲计数以及光电传感器信号对每张片状材料从进入传输带到最终叠摞到打包仓的全程进行监控，如果发现有任何片状材料的落仓信息不能被正确匹配，则停机复核。