CN105844789A - 一体式纸币分类机及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一体式纸币分类机，包括外壳、纸币输送和分类装置和纸币盒，在纸币输入口内的上方设有颜色传感器和触发杠杆，该触发杠杆的支点下部竖向设在纸币输入口内的中部，在触发杠杆的顶部设有触发开关；在对应该触发杠杆的后面转动支撑横向设置的丝杠，该丝杠的一端传动连接步进电机，在该丝杠上通过螺纹连接移动平台；在移动平台上设有上、下相对设置的两对纸币夹持滚轮，纸币夹持滚轮的轴转动支撑在该移动平台上并与直流电机传动连接；所述颜色传感器、触发开关、直流电机和步进电机分别与一控制器的对应端连接；移动平台设有限位导向机构。本发明制备成本低、体积小、易于操作、工作可靠、灵敏度和精确度高。

Description

一体式纸币分类机及其应用
技术领域
本发明涉及一种一体式纸币分类机，本发明进一步涉及该一体式纸币分类机在纸币的分类、计数、整理中的应用，属于纸币分类机领域。
背景技术
对于在公交车、自动售票机的场所，对于纸币的分类、计数、整理等耗费很大的工作量，工作效率低，与现在的高效率、简单化、便捷化的理念相背驰。货币清分仪作为一种高端金融器具，综合运用了计算机、模式识别(高速图像处理)计数。
现有的钞票分类采用的原理大多是检测磁信号或者采用图像识别，这样大大提高了货币分类仪的制备成本且结构复杂，导致故障率高，有待改进。
发明内容
本发明旨在提供一种一体式纸币分类机，以解决现有技术存在的制备成本高，结构复杂和故障率高等问题。
为解决所述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种一体式纸币分类机，包括外壳、纸币输送和分类装置和纸币盒，在该外壳的面板设有纸币输入口，在纸币输入口的内部设有纸币输送和分类装置，在纸币输送和分类装置的下方设有多个按纸币面值分区的纸币盒；其中，所述的纸币输送和分类装置包括触发开关、触发杠杆、颜色传感器、纸币夹持滚轮对、步进电机、移动平台、丝杆和步进电机；在纸币输入口内的上方设有颜色传感器和触发杠杆，该触发杠杆的支点下部竖向设在纸币输入口内的中部，在触发杠杆的顶部设有触发开关；在对应该触发杠杆的后面转动支撑横向设置的丝杆，该丝杆的一端传动连接步进电机，在该丝杆上通过螺纹连接移动平台，在该移动平台上设有上、下相对设置的两对纸币夹持滚轮对。
本发明的一种优选的结构，所述纸币夹持滚轮对的轴转动支撑在该移动平台上并与直流电机传动连接；所述移动平台设有限位导向机构。
本发明的一种较佳的结构，所述的限位导向机构为与所述的丝杆同轴向的导轨或滑板，该移动平台能够沿该导轨或滑板往复移动。
本发明的另一种较佳的结构，所述的颜色传感器、触发开关、直流电机和步进电机分别与一控制器的对应端连接；所述的颜色传感器优选采用美国陶氏公司的TCS230型芯片。
本发明进一步提供了将所述的一体式纸币分类机应用于纸币的分类、计数或整理，包括：
(1)将纸币从纸币输入口插入，纸币里端托起触发杠杆，触发杠杆的上端将触发开关触发，控制器进入中断，颜色传感器识别纸币颜色，当识别到某一面值的纸币后，控制器启动直流电机，通过齿轮传动机构驱动纸币夹持滚轮相对转动，将识别后的纸币继续向内输送，同时控制器将对应面值数量加，总额加面值数字后通过液晶显示器显示；
(2)直流电机转动500ms后关闭直流电机，纸币夹持滚轮夹住纸币中部部位；控制器此时启动步进电机带动移动平台运行到与相应面值对应的纸币盒的区域(平台的移动位置由控制器的程序设定，不同面额的纸币的纸币盒位置不同，所以在程序中设置了相应的函数)处，步进电机停止转动，控制器启动直流电机，带动纸币夹持滚轮继续转动，将夹持的纸币滚入纸币盒；
(3)控制器启动步进电机带动移动平台运行回原始位置，等待下一次纸币投入。
其中，步骤(1)中颜色传感器采用区间式识别方式识别纸币颜色；
所述的区间式识别方式识别纸币颜色包括：
颜色传感器识别某张元钱后转化为的H值为200，在单片机的程序设计中当173<H<210时，便将此纸币识别为10元钱，单片机打开电位继电器启动直流电机，通过齿轮传动机构驱动纸币夹持滚轮相对转动，将识别后的纸币继续向内输送，同时单片机将“10”的数量后加1，总额加“10”后通过液晶显示器显示，直流电机转动500ms后关闭继电器，从而关闭直流电机，并夹住纸币中部部位；单片机此时通过控制步进电机驱动器，启动丝杠步进电机带动移动平台运行到与10元钱对应的纸币盒的区域，丝杠步进电机停止转动，单片机控制电位继电器打开直流电机，带动纸币夹持滚轮继续转动，将夹持的纸币滚入纸币盒；单片启动步进电机带动移动平台运行回原始位置，等待下一次纸币投入。
如果某次识别1元钱的后转化为的H值为55，在单片机的程序设计中当35<H<60，此时将纸币识别为1元钱，单片机启动直流电机，通过齿轮传动机构驱动纸币夹持滚轮相对转动，将识别后的纸币继续向内输送，同时单片机将“1”的数量后加1，总额加“1”后通过液晶显示器显示，直流电机转动500ms后关闭直流电机，并夹住纸币中部部位；单片机此时启动丝杠步进电机带动移动平台运行到与1元钱对应的纸币盒的区域，步进电机停止转动，单片机打开直流电机，带动纸币夹持滚轮继续转动，将夹持的纸币滚入纸币盒；单片机启动步进电机带动移动平台运行回原始位置，等待下一次纸币投入。
本发明设计这样的区间式识别既可以防止由于纸币磨损等各方面原因引起的H值变动的漏识别，并且由于六种纸币的H值在色相环上分布较为分散，所以这个区间差不足以引起纸币识别的重叠。不同面值的纸币颜色不同，通过颜色传感器模块识别颜色并利用单片机对数据处理，对不同面额的货币进行区分。
本发明一体式纸币分类机的主要优点包括制备成本低、体积小、易于操作、工作可靠、灵敏度和精确度高。
附图说明
图1是本发明实施例侧面的总体结构示意图；
图2是图1中去除上盖后的俯视图；
图3是本发明一体式纸币分类机的工作流程图。
图示说明：1-外壳，2-纸币输入口，3-颜色传感器，4-触发开关，5-触发杠杆，6-纸币夹持滚轮，7-移动平台，8-丝杆，9-(按面值分区的)纸币盒，10-直流电机，11-步进电机，12-导轨，13-控制器，14-液晶显示器。
具体实施方式
参见图1和图2，本发明一种一体式纸币分类机，包括外壳1、纸币输送和分类装置和纸币盒，在该外壳的面板设有纸币输入口2，在纸币输入口2的内部设有纸币输送和分类装置，在纸币输送和分类装置的下方设有多个按面值(的尺寸)分区的纸币盒9；所述的纸币输送和分类装置包括触发开关4、触发杠杆5、颜色传感器3、纸币夹持滚轮6、直流电机10、移动平台7、丝杠8和步进电机11，在纸币输入口2内的上方设有颜色传感器3和触发杠杆5，该触发杠杆5的支点下部竖向设在纸币输入口2内的中部，在L形的触发杠杆5的顶部上方设有触发开关4；在对应该触发杠杆5的后面转动支撑横向设置的丝杠8，该丝杠8的一端通过齿轮传动连接机构与步进电机11传动连接，在该丝杠8上通过螺纹连接移动平台7，在该移动平台7上设有上、下相对设置的两对纸币夹持滚轮6，纸币夹持滚轮6的轴转动支撑在该移动平台7上并与直流电机10传动连接；所述的颜色传感器3、触发开关4、直流电机10和步进电机11分别与一控制器13(单片机或PLC，安装在在外壳1内)的对应端连接；该移动平台7设有限位导向机构。在该控制器13上连接有液晶显示器14，液晶显示器14安装在外壳1的面板上。
所述的限位导向机构为与所述的丝杠8同轴向的导轨12(或滑板)，该移动平台7能够沿该导轨12(或滑板)往复移动，为移动平台7导向并限制器其转动。
本发明的工作原理是：机器开启后，自动白平衡；将纸币从纸币输入口2插入，纸币里端会托起触发杠杆5，触发杠杆5上端将触发开关4触发，控制器进入中断，颜色传感器3识别纸币颜色，当识别到某一面值的纸币后，控制器启动直流电机10，通过齿轮传动机构驱动纸币夹持滚轮6相对转动，将识别后的纸币继续向内输送，同时控制器将对应面值数量加1，总额加面值数字后通过液晶显示器14显示，直流电机10转动500ms后关闭直流电机10，此时纸币夹持滚轮6夹住纸币中部部位。控制器此时启动步进电机11带动移动平台7运行到与相应面值对应的纸币盒9的区域(平台的移动位置由控制器的程序设定，不同面额的纸币的纸币盒9位置不同，所以在程序中设置了相应的函数)处，步进电机11停止转动，控制器启动直流电机10，带动纸币夹持滚轮6继续转动，将夹持的纸币滚入纸币盒9。然后，控制器启动步进电机11带动移动平台7运行回原始位置，等待下一次纸币投入。
本发明利用颜色传感器3识别纸币的颜色并结合控制器13和液晶显示器14来实现颜色识别功能，控制器13以单片机为核心，利用TCS 230颜色传感器对色彩通道的读取能力(TCS230是美国陶氏公司(TAOS)推出的将彩色光转化为其对应频率的数字输出型传感器)，利用单片机处理相关的数字输出信号，转变成为RGB的三个通道输出，但由于RGB格式容易受光强和其余色彩干扰,将RGB通道转化为HSL色彩空间，利用H(色调)进行区分，排除光强与饱和度的影响。具体操作为，例如：颜色传感器3识别某张10元钱后转化为的H值为200，在单片机的程序设计中当173<H<210时，便将此纸币识别为10元钱，单片机打开电位继电器启动直流电机10，通过齿轮传动机构驱动纸币夹持滚轮6相对转动，将识别后的纸币继续向内输送，同时单片机将“10”的数量后加1，总额加“10”后通过LCD14显示，直流电机10转动500ms后关闭继电器，从而关闭直流电机10，并夹住纸币中部部位。单片机此时通过控制步进电机驱动器16，启动丝杠步进电机11带动移动平台7运行到与10元钱对应的纸币盒9的区域，丝杠步进电机11停止转动，单片机控制电位继电器打开直流电机10，带动纸币夹持滚轮6继续转动，将夹持的纸币滚入纸币盒9。单片启动步进电机11带动移动平台7运行回原始位置，等待下一次纸币投入。
如果某次识别1元钱的后转化为的H值为55，在单片机的程序设计中当35<H<60，此时将纸币识别为1元钱，单片机启动直流电机10，通过齿轮传动机构驱动纸币夹持滚轮6相对转动，将识别后的纸币继续向内输送，同时单片机将“1”的数量后加1，总额加“1”后通过液晶显示器14显示，直流电机10转动500ms后关闭直流电机10，并夹住纸币中部部位。单片机此时启动丝杠步进电机11带动移动平台7运行到与1元钱对应的纸币盒9的区域，步进电机11停止转动，单片机打开直流电机10，带动纸币夹持滚轮6继续转动，将夹持的纸币滚入纸币盒9。单片机启动步进电机11带动移动平台7运行回原始位置，等待下一次纸币投入。
设计这样的区间式识别既可以防止由于纸币磨损等各方面原因引起的H值变动的漏识别，并且由于六种纸币的H值在色相环上分布较为分散，所以这个区间差不足以引起纸币识别的重叠。不同面值的纸币颜色不同，通过颜色传感器模块识别颜色并利用单片机对数据处理，对不同面额的货币进行区分。

Claims (10)

1.一种一体式纸币分类机，包括外壳(1)、纸币输送和分类装置和纸币盒，在该外壳的面板设有纸币输入口(2)，在纸币输入口(2)的内部设有纸币输送和分类装置，在纸币输送和分类装置的下方设有多个按纸币面值分区的纸币盒(9)；其特征在于，所述的纸币输送和分类装置包括触发开关(4)、触发杠杆(5)、颜色传感器(3)、纸币夹持滚轮对(6)、步进电机(10)、移动平台(7)、丝杆(8)和步进电机(11)；在纸币输入口(2)内的上方设有颜色传感器(3)和触发杠杆(5)，该触发杠杆(5)的支点下部竖向设在纸币输入口(2)内的中部，在触发杠杆(5)的顶部设有触发开关(4)；在对应该触发杠杆(5)的后面转动支撑横向设置的丝杆(8)，该丝杆(8)的一端传动连接步进电机(11)，在丝杆(8)上通过螺纹连接移动平台(7)，在该移动平台(7)上设有上、下相对设置的两对纸币夹持滚轮对(6)。
2.根据权利要求1所述的一体式纸币分类机，其特征在于，所述纸币夹持滚轮对(6)的轴转动支撑在该移动平台(7)上并与直流电机(10)传动连接。
3.根据权利要求1所述的一体式纸币分类机，其特征在于，所述移动平台(7)设有限位导向机构。
4.根据权利要求4所述的一体式纸币分类机，其特征在于，所述的限位导向机构为与所述的丝杆(8)同轴向的导轨(12)或滑板，该移动平台(7)能够沿该导轨(12)或滑板往复移动。
5.根据权利要求1所述的一体式纸币分类机，其特征在于，所述的颜色传感器(3)、触发开关(4)、直流电机(10)和步进电机(11)分别与一控制器的对应端连接。
6.根据权利要求1或5所述的一体式纸币分类机，其特征在于，所述的颜色传感器(3)采用美国陶氏公司的TCS230型芯片。
7.权利要求1-5任何一项所述的一体式纸币分类机在纸币的分类、计数或整理中的应用，包括：
(a)将纸币从纸币输入口(2)插入，纸币里端托起触发杠杆(5)，触发杠杆(5)的上端将触发开关(4)触发，控制器进入中断，颜色传感器(3)识别纸币颜色；当识别到某一面值的纸币后，控制器启动直流电机(10)，通过齿轮传动机构驱动纸币夹持滚轮(6)相对转动，将识别后的纸币继续向内输送，同时控制器将对应面值数量加1，总额加面值数字后通过液晶显示器(14)显示；
(b)直流电机(10)转动500ms后关闭直流电机(10)；纸币夹持滚轮(6)夹住纸币中部部位；控制器此时启动步进电机(11)带动移动平台(7)运行到与相应面值对应的纸币盒(9)的区域处；步进电机(11)停止转动，控制器启动直流电机(10)，带动纸币夹持滚轮(6)继续转动，将夹持的纸币滚入纸币盒(9)；
(c)控制器启动步进电机(11)带动移动平台(7)运行回原始位置，等待下一次纸币投入。
8.按照权利要求7所述的应用，其特征在于：步骤(a)中颜色传感器(3)采用区间式识别方式识别纸币颜色。
9.按照权利要求8所述的应用，其特征在于：所述的区间式识别方式识别纸币颜色包括：
颜色传感器(3)识别某张10元钱后转化为的H值为200，在单片机的程序设计中当173<H<210时，便将此纸币识别为10元钱，单片机打开电位继电器启动直流电机(10)，通过齿轮传动机构驱动纸币夹持滚轮(6)相对转动，将识别后的纸币继续向内输送，同时单片机将“10”的数量后加1，总额加“10”后通过液晶显示器(14)显示；直流电机(10)转动500ms后关闭继电器，从而关闭直流电机(10)，并夹住纸币中部部位；单片机此时通过控制步进电机驱动器(16)，启动丝杠步进电机(11)带 动移动平台(7)运行到与10元钱对应的纸币盒(9)的区域，丝杠步进电机(11)停止转动，单片机控制电位继电器打开直流电机(10)，带动纸币夹持滚轮(6)继续转动，将夹持的纸币滚入纸币盒(9)；单片启动步进电机(11)带动移动平台(7)运行回原始位置，等待下一次纸币投入。
10.按照权利要求8所述的应用，其特征在于：所述的区间式识别方式识别纸币颜色包括：
颜色传感器(3)识别识别1元钱的后转化为的H值为55，在单片机的程序设计中当35<H<60，此时将纸币识别为1元钱，单片机启动直流电机(10)，通过齿轮传动机构驱动纸币夹持滚轮(6)相对转动，将识别后的纸币继续向内输送，同时单片机将“1”的数量后加1，总额加“1”后通过液晶显示器(14)显示，直流电机(10)转动500ms后关闭直流电机(10)并夹住纸币中部部位；单片机此时启动丝杠步进电机(11)带动移动平台(7)运行到与1元钱对应的纸币盒(9)的区域，步进电机(11)停止转动，单片机打开直流电机(10)，带动纸币夹持滚轮(6)继续转动，将夹持的纸币滚入纸币盒(9)；单片机启动步进电机(11)带动移动平台(7)运行回原始位置，等待下一次纸币投入。
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