CN106097560B - 一种高效率的纸币自动清分机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效率的纸币自动清分机，它包括相互承接的整理装置和分类装置，其特征在于：整理装置包括料斗，扇轮，整理皮带，整理皮带轮，吹风装置，整理皮带密封板，整理吸风装置和隔板，分类装置包括分类皮带轮，分类皮带，分类皮带密封板，分类吸风装置，挡板，动力装置，第一推杆，第二推杆，第三推杆，第四推杆，纸币收集箱，颜色传感器，控制线和单片机，本发明利用空气负压原理，采用带孔皮带对纸币进行排列与传输，利用隔板将整理皮带与分类皮带的承接区域进行遮挡，便于纸币顺利的从整理皮带过渡到分类皮带上，利用公交公司收集的钱币中主要为壹圆纸币的特点，将壹圆纸币对应的推杆设置为常闭状态，简化控制系统的工作过程，提高工作效率。

Description

一种高效率的纸币自动清分机

技术领域

本发明涉及一种纸币分类装置，特别是涉及一种高效率的纸币自动清分机。

背景技术

在公交公司等行业，由于其特殊性，这些行业的钱币大多为一元、五元、十元等小额纸币，无法用现有的点钞机等先进机器进行自动整理，需要人工进行整理分类，这样做，不仅费时费力，而且容易出错，所以需要开发设计纸币分类机，对大数量纸币进行分类整理，减轻人工工作量，提高工作效率和分类质量，保证分类的准确性。董静，王立峰于2014年在《微型机与应用》第33卷第9期发表的“颜色传感器在人民币识别系统中的应用”一文中介绍了一种基于TCS230颜色传感器的人民币纸币面值识别方法，利用两个TCS230分别对人民币纸币水印位置和人像位置进行颜色检测，将采集到的频率信号送入单片机中进行数据处理，进而得到被测纸币的面值，但是文章中没有公开如何利用检测结果来进行人民币分类的方法。专利权人三峡大学于2015年5月19申请的实用新型专利钱币分类机（专利号：CN204595990 U）公开了将颜色传感器和机械手配合实现纸币分类的技术方案，其技术方案为：在壹佰元纸币槽、伍拾元纸币槽、贰拾元纸币槽、拾元纸币槽、伍元纸币槽和壹元纸币槽上都设置有颜色传感器，颜色传感器和机械手配合工作，颜色传感器能够识别不同颜色的纸币，从而控制机械手移动，将不同币值的纸币放入到不同的纸币槽中。但是该技术方案中，机械手每次都只能抓取一张纸币，处理效率低下，不能满足市场的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明旨在提供一种处理效率高的纸币自动清分机。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高效率的纸币自动清分机，它包括相互承接的整理装置和分类装置，其特征在于：整理装置包括料斗，扇轮，整理皮带，整理皮带轮，吹风装置，整理皮带密封板，整理吸风装置和隔板，料斗安装在扇轮的上方，扇轮设于整理皮带的末端并用于将纸币逆时针旋转90度后放入整理皮带上，整理皮带表面设置有规则排列的通孔，在整理皮带轮的驱动下逆时针运动，整理皮带的两侧安装有整理皮带密封板，其中安装有整理吸风装置的一侧开有通风口，在整理皮带的上表面，扇轮的左前方，设置有吹风装置，在整理皮带上表面的内侧，通风口的左侧 设置有隔板，隔板紧贴在整理皮带上表面的内侧。

分类装置包括分类皮带轮，分类皮带，分类皮带密封板，分类吸风装置，挡板，动力装置，第一推杆，第二推杆，第三推杆，第四推杆，纸币收集箱，颜色传感器，控制线和单片机，分类皮带与整理皮带相互承接，并位于整理皮带的上方，分类皮带表面设置有规则排列的通孔，在分类皮带轮的驱动下顺时针运动，分类皮带两侧安装有分类皮带密封板，其中安装有分类吸风装置的一侧开有通风口，在分类皮带内部依次设置有第一推杆，第二推杆，第三推杆和第四推杆，每个推杆的末端分别连接有挡板，推杆由动力装置驱动，在初始位置，第二推杆处于伸出状态，第二推杆末端的挡板紧贴分类皮带下表面的内侧，第一推杆，第三推杆和第四推杆处于收缩状态，第一推杆，第三推杆和第四推杆末端的挡板与皮带下表面存在间隙，颜色传感器集成在单片机上，单片机安装在分类皮带的下方，纸币收集箱的右前方，单片机根据颜色传感器的检测结果通过控制线控制动力装置实现推杆的伸缩运动。

四个推杆的运动控制过程为：（1）当颜色传感器检测到纸币为伍角人民币时，单片机控制第一推杆上的动力装置使第一推杆向下运动，使第一推杆末端的挡板紧贴皮带下表面的内侧。

（2）当颜色传感器检测到纸币为壹圆人民币时，四个推杆都不运动。

（3）当颜色传感器检测到纸币为伍圆人民币时，单片机控制第二推杆上的动力装置使第二推杆向上运动，使第二推杆末端的挡板与皮带下表面的内侧保持一定的间隙，同时控制第三推杆上的动力装置使第三推杆向下运动，使第三推杆末端的挡板紧贴皮带下表面的内侧。

（4）当颜色传感器检测到纸币为拾圆人民币时，单片机控制第二推杆上的动力装置使第二推杆向上运动，使第二推杆末端的挡板与皮带下表面的内侧保持一定的间隙，同时控制第四推杆上的动力装置使第四推杆向下运动，使第四推杆末端的挡板紧贴皮带下表面的内侧。

整理皮带的宽度与分类皮带的宽度相等。

在整理皮带和分类皮带的承接处，整理皮带和分类皮带重叠部分的长度大于整理皮带轮直径的2倍，以保证有足够的长度能够将纸币从整理皮带吸附到分类皮带上。

隔板的宽度与整理皮带的宽度相等，隔板的右端与分类皮带轮的圆心在同一竖直平面上。

第一推杆，第二推杆，第三推杆和第四推杆末端的挡板面积相等，并都大于拾圆人民币的面积，以保证挡板足以能够截断纸币与皮带接触通孔的空气流动。

四个收集箱分别安装在四个推杆的下方。

动力装置可以为电动装置或气动装置。

在工作过程中，扇轮能够起到将纸币进行初步整理的作用，一方面使纸币不至于都重叠在一起，另一方面，纸币在随着扇轮旋转的过程中，由于振动和重力的双重作用，使得纸币能够以重心最低的方式，以边长较长的一边着落，保证纸币都是以相同的方式落到皮带上，为纸币的识别和分类做准备。当纸币从扇轮落入到整理皮带上时，由于整理皮带两侧用密封板密封，整理皮带表面设置有规则排列的通孔，在整理吸风装置的作用下，整理皮带表面的通孔会由于空气的流动产生吸附力，纸币在接触到整理皮带时会被吸附在整理皮带表面，因为纸币被吸附后会堵住皮带上的通孔，因此，可以保证每次都只有一张纸币被吸附在皮带上，然后通过吹风装置将没有被吸附的纸币吹向后方，以被后面的通孔吸附住，起到纸币按顺序依次吸附在皮带上的作用，此外，由于皮带表面的通孔比较密集，当纸币与皮带相接触时，能够比较均匀的吸附在皮带表面，起到将纸币展平的作用。

随着整理皮带的传输，被吸附的纸币运动到整理皮带与分类皮带的承接处，隔板的宽度与整理皮带的宽度相等，隔板右端与分类皮带轮的圆心在同一竖直平面上，使得纸币在经过隔板时，整理皮带对纸币没有吸附力，便于分类皮带将纸币吸附上去。由于皮带轮上没有通孔，因此，皮带在经过皮带轮时会没有吸附力，如果隔板的右端设置在分类皮带轮圆心的前方，则会出现纸币在经过隔板位置后，整理皮带丧失了对纸币的吸附力，同时分类皮带又无法产生吸附力，因此，纸币无法从整理皮带上过渡到分类皮带上，如果隔板的右端设置在分类皮带轮圆心的后方，则会出现纸币在经过分类皮带轮圆心之后，在到达隔板位置之前，整理皮带仍然对纸币有吸附力，导致分类皮带无法顺利的将纸币吸附上去，缩短了整理皮带与分类皮带承接处的有效过渡区长度，因此，只有当隔板的右端与分类皮带轮圆心在同一竖直平面上时，纸币经过隔板后，整理皮带丧失对纸币的吸附力，分类皮带对纸币产生吸附力，实现纸币顺利的从整理皮带过渡到分类皮带上。

纸币被吸附到分类皮带表面后，利用不同面值的纸币颜色不同的特点，通过颜色传感器对纸币的面值进行识别，然后通过单片机控制推杆的伸缩，当推杆末端的挡板与皮带下表面的内侧接触时，会堵住皮带表面的通孔，导致该区域没有吸附力，纸币在经过时会在重力作用下落入收集箱中。此外，针对公交公司收集来的零钱中主要为壹圆纸币的情况，将壹圆纸币对应的第二推杆的初始状态设置为在伸出状态，第二推杆末端的挡板紧贴在皮带下表面的内侧，当颜色传感器检测到纸币为壹圆纸币时，不需要对其他推杆进行控制，即可实现壹圆纸币从皮带上落入收集箱中，简化了工作过程，提高了工作效率。

本发明利用空气负压原理，采用带孔皮带对纸币进行排列与传输，不会对纸币造成损伤，而且可以实现纸币的自动展平；利用在整理皮带内部设置隔板，将整理皮带与分类皮带的承接区域进行遮挡，便于纸币顺利的从整理皮带过渡到分类皮带上；基于颜色传感器对纸币的面值进行检测，并利用公交公司收集的钱币中主要为壹圆纸币的特点，将壹圆纸币对应的推杆设置为常闭状态，简化了控制系统的工作过程，提高了工作效率，便于在公交公司进行推广。

附图说明

图1为本发明的结构原理图。

图2为皮带的示意图。

具体实施方式

下面根据具体实施例对本发明作进一步说明：参见图1，料斗1安装在扇轮2的上方，扇轮2设于整理皮带3的末端并用于将纸币逆时针旋转90度后放入整理皮带3上，整理皮带3表面设置有规则排列的通孔，在整理皮带轮4的驱动下逆时针旋转，在整理皮带3的上表面，扇轮2的前面，设置有吹风装置5，整理皮带3的两侧安装有整理皮带密封板6，其中安装有整理吸风装置7的一侧开有通风口，在整理皮带3上表面的内侧，通风口的左 侧设置有隔板22，隔板22紧贴在整理皮带3上表面的内侧，隔板22的宽度与整理皮带3的宽度相等，隔板22的右端与分类皮带轮8的圆心在同一竖直平面上，分类皮带轮4分类皮带9与整理皮带3相互承接，并位于整理皮带3的上方，分类皮带9表面设置有规则排列的通孔，在分类皮带轮8的驱动下顺时针运动，分类皮带9两侧安装有分类皮带密封板10，其中安装有分类吸风装置11的一侧开有通风口，在分类皮带9内部依次设置有第一推杆14，第二推杆15，第三推杆16和第四推杆17，每个推杆的末端分别连接有挡板12，推杆由动力装置13驱动，在初始位置，第二推杆15处于伸出状态，第二推杆15末端的挡板12紧贴分类皮带9下表面的内侧，第一推杆14，第三推杆16和第四推杆17处于收缩状态，第一推杆14，第三推杆16和第四推杆17末端的挡板与皮带下表面存在间隙，颜色传感器20集成在单片机21上，单片机21安装在分类皮带9的下方，纸币收集箱19的右方，单片机21根据颜色传感器20的检测结果通过控制线19控制动力装置13实现推杆的伸缩运动；当颜色传感器20检测到纸币为伍角人民币时，单片机21控制第一推杆14上的动力装置13使第一推杆14向下运动，使第一推杆14末端的挡板12紧贴分类皮带9下表面的内侧，伍角的人民币落入第一推杆14下方的钱币收集箱18中；当颜色传感器20检测到纸币为壹圆人民币时，四个推杆都不运动，壹圆的人民币落入第二推杆15下方的钱币收集箱18中；当颜色传感器8检测到纸币为伍圆人民币时，单片机21控制第二推杆15上的动力装置13使第二推杆15向上运动，使第二推杆15末端的挡板12与分类皮带9下表面的内侧保持一定的间隙，同时控制第三推杆16上的动力装置13使第三推杆16向下运动，使第三推杆16末端的挡板12紧贴分类皮带9下表面的内侧，使伍圆人民币落入第三推杆16下方的钱币收集箱18中；当颜色传感器20检测到纸币为拾圆人民币时，单片机21控制第二推杆15上的动力装置13使第二推杆15向上运动，使第二推杆15末端的挡板12与分类皮带9下表面的内侧保持一定的间隙，同时控制第四推杆17上的动力装置13使第四推杆17向下运动，使第四推杆17末端的挡板12紧贴分类皮带9下表面的内侧，使拾圆人民币落入第四推杆17下方的钱币收集箱18中。

整理皮带3的宽度与分类皮带9的宽度相等。

在整理皮带3和分类皮带9的承接处，整理皮带3和分类皮带9重叠部分的长度大于整理皮带轮4直径的2倍。

第一推杆14，第二推杆15，第三推杆16和第四推杆17末端的挡板12面积相等，并都大于拾圆人民币的面积。

动力装置13可以为电动装置或气动装置。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种高效率的纸币自动清分机，它包括相互承接的整理装置和分类装置，其特征在于：整理装置包括料斗(1)，扇轮(2)，整理皮带(3)，整理皮带轮(4)，吹风装置(5)，整理皮带密封板(6)，整理吸风装置(7)和隔板(22)，料斗(1)安装在扇轮(2)的上方，扇轮(2)设于整理皮带(3)的末端并用于将纸币逆时针旋转90度后放入整理皮带(3)上，整理皮带(3)表面设置有规则排列的通孔，在整理皮带轮(4)的驱动下逆时针运动，整理皮带(3)的两侧安装有整理皮带密封板(6)，其中安装有整理吸风装置(7)的一侧开有通风口，在整理皮带(3)的上表面，扇轮(2)的左前方，设置有吹风装置(5)，在整理皮带(3)上表面的内侧，通风口的左侧设置有隔板(22)，隔板(22)紧贴在整理皮带(3)上表面的内侧，隔板(22)的宽度与整理皮带(3)的宽度相等，隔板(22)的右端与分类皮带轮(8)的圆心在同一竖直平面上，分类装置包括分类皮带轮(8)，分类皮带(9)，分类皮带密封板(10)，分类吸风装置(11)，挡板(12)，动力装置(13)，第一推杆(14)，第二推杆(15)，第三推杆(16)，第四推杆(17)，纸币收集箱(18)，颜色传感器(20)，控制线(19)和单片机(21)，分类皮带(9)与整理皮带(3)相互承接，并位于整理皮带(3)的上方，整理皮带(3)的宽度与分类皮带(9)的宽度相等，在整理皮带(3)和分类皮带(9)的承接处，整理皮带(3)和分类皮带(9)重叠部分的长度大于整理皮带轮(4)直径的2倍，分类皮带(9)表面设置有规则排列的通孔，在分类皮带轮(8)的驱动下顺时针运动，分类皮带(9)两侧安装有分类皮带密封板(10)，其中安装有分类吸风装置(11)的一侧开有通风口，在分类皮带(9)内部依次设置有第一推杆(14)，第二推杆(15)，第三推杆(16)和第四推杆(17)，每个推杆的末端分别连接有挡板(12)，第一推杆(14)，第二推杆(15)，第三推杆(16)和第四推杆(17)末端的挡板(12)面积相等，并都大于拾圆人民币的面积，推杆由动力装置(13)驱动，在初始位置，第二推杆(15)处于伸出状态，第二推杆(15)末端的挡板(12)紧贴分类皮带(9)下表面的内侧，第一推杆(14)，第三推杆(16)和第四推杆(17)处于收缩状态，第一推杆(14)，第三推杆(16)和第四推杆(17)末端的挡板(12)与皮带(3)下表面存在间隙，颜色传感器(20)集成在单片机(21)上，单片机(21)安装在分类皮带(9)的下方，纸币收集箱(18)的前方，单片机(21)根据颜色传感器(20)的检测结果通过控制线(19)控制动力装置(13)实现推杆的伸缩运动；四个推杆的运动控制过程为：(1)当颜色传感器(20)检测到纸币为伍角人民币时，单片机(21)控制第一推杆(14)上的动力装置(13)使第一推杆(14)向下运动，使第一推杆(14)末端的挡板(12)紧贴分类皮带(9)下表面的内侧；(2)当颜色传感器(20)检测到纸币为壹圆人民币时，四个推杆都不运动；(3)当颜色传感器(20)检测到纸币为伍圆人民币时，单片机(21)控制第二推杆(15)上的动力装置(13)使第二推杆(15)向上运动，使第二推杆(15)末端的挡板(12)与分类皮带(9)下表面的内侧保持一定的间隙，同时控制第三推杆(16)上的动力装置(13)使第三推杆(16)向下运动，使第三推杆(16)末端的挡板(12)紧贴分类皮带(9)下表面的内侧；(4)当颜色传感器(20)检测到纸币为拾圆人民币时，单片机(21)控制第二推杆(15)上的动力装置(13)使第二推杆(15)向上运动，使第二推杆(15)末端的挡板(12)与分类皮带(9)下表面的内侧保持一定的间隙，同时控制第四推杆(17)上的动力装置(13)使第四推杆(17)向下运动，使第四推杆(17)末端的挡板(12)紧贴分类皮带(9)下表面的内侧。

2.根据权利要求1所述的一种高效率的纸币自动清分机，其特征在于：所述四个纸币收集箱(18)分别安装在四个推杆的下方。

3.根据权利要求1所述的一种高效率的纸币自动清分机，其特征在于：所述动力装置(13)可以为电动装置或气动装置。