CN106600811A - 一种分轴式纸币测厚机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分轴式纸币测厚机构，包括测厚架，测厚架上沿宽度方向排列有若干个摇臂座，每个摇臂座上设有独立的摇臂转轴，摇臂转轴上转动连接有摇臂，摇臂上设有轴线方向与摇臂转轴轴线方向平行的滚轮；滚轮为同轴的双轮，分设于摇臂的两侧；滚轮圆柱面与下方的承载辊的辊面贴合；摇臂座的与滚轮轴轴线平行的一个侧面上设有一个定位销和一个螺纹孔，测厚架上设有与定位销紧配合插接的定位孔和与螺纹孔对应的螺栓连接通孔；螺栓穿过螺栓连接通孔，与螺纹孔螺纹连接，螺栓的外螺纹与螺栓连接通孔之间留有用于调整位置的配合间隙。本发明的有益效果是：无论单双轮滚过纸币均具有良好的测量精度，并具有良好的除尘效果以保证测量精度。

Description

一种分轴式纸币测厚机构

技术领域

本发明属于机械领域，具体是一种分轴式纸币测厚机构。

背景技术

随着金融业及相关技术的不断发展，越来越多的纸币存取模块需要有鉴伪要求。传统的测厚机构仅是单通道或双通道测厚，不能对纸币或纸张的全部范围进行测厚，胶带、折边、局部破损等情况很难被测出来，因此，越来越多的厂商将全覆盖型的测厚机构应用到纸币鉴伪模块中来。中国专利文献CN203837677U，于2014年9月17日公开了“厚度检测装置”， 包括八字型板、测厚底板、转轴，转轴可相对测厚底板转动，转轴一侧固定有下摇臂，下摇臂的安装端安装有压轮轴，压轮轴上设有压轮，压轮轴的轴线方向与八字形板的右侧面的延伸方向相垂直，转轴上端一侧连接有上摇臂，上摇臂一端固定有测厚螺钉、另一端连接有回位装置，上摇臂上方设有压杆装置，测厚螺钉正下方设有接近开关，接近开关连接控制系统。该类型的测厚机构，加工精度难以达到理想值，导致测量精度不够高。例如，理论上双侧滚轮均应该与下方的承载面形成一致的面面接触，但是在实际中，往往是一侧滚轮与承载面有接触，另一侧悬空在承载面上；当被检测纸币的部分表面有粘贴物时，也是一侧滚轮接触承载面，另一侧滚轮悬空。由于两侧滚轮和承载面之间受力平衡被破坏，重力或是机构上的预紧弹簧的预紧力会对悬空一侧滚轮产生细微的下坠作用，摇臂会发生微幅扭转，直至悬空一侧的滚轮也接触到承载面，两侧滚轮的受力平衡为止。这种变化会导致滚轮出现扭转，容易导致厚度测量失效或数值失准，造成测量误差，影响测厚数据。同时，测厚机构长时间处于工作环境中，与纸币接触的表面会积累越来越多的灰尘及污渍，灰尘与污渍组件逐渐粘结在接触面上，这必然会影响测厚的精度。在纸面上凸版印刷图案较厚较密集的区域，也存在类似问题。为了解决这个问题，可以在测厚机构上相应的设置刮片，以刮片与旋转部件的轮面接触，将污渍去除。这种形式的刮片与轮面接触的力很难设计，想要拥有更好的刮除效果，就要将刮片紧贴轮面，而这样做会增加刮片对轮面的摩擦力，不但增大了能源消耗，也缩短了刮片、滚轮的使用寿命；如果使用弹性薄片作为刮片，在弹性衰减后，刮片与轮面的接触就会失效，导致无法刮除灰尘。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，现有纸币测厚机构受限于制造精度，导致测厚精度不高，难以保证仅有单侧轮滚过纸币表面时的测量精确度，同时除尘效果不理想，对测量精度有影响，从而提供一种分轴式纸币测厚机构，无论单双轮滚过纸币均具有良好的测量精度，并具有良好的除尘效果以保证测量精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种分轴式纸币测厚机构，包括测厚架，测厚架上沿宽度方向排列有若干个摇臂座，每个摇臂座上设有独立的摇臂转轴，摇臂转轴上转动连接有摇臂，摇臂上设有轴线方向与摇臂转轴轴线方向平行的滚轮；所述滚轮为同轴的双轮，分设于摇臂的两侧；滚轮圆柱面与下方的承载辊的辊面贴合；摇臂座的与滚轮轴轴线平行的一个侧面上设有一个定位销和一个螺纹孔，测厚架上设有与定位销紧配合插接的定位孔和与螺纹孔对应的螺栓连接通孔；螺栓穿过螺栓连接通孔，与摇臂上的螺纹孔以螺纹连接的方式进行连接，螺栓的外螺纹与螺栓连接通孔之间留有用于调整位置的配合间隙；所述摇臂上设有磁钢，所述测厚架上对应的设有磁性感应传感器。

本方案的分轴式纸币测厚机构，包括测厚架，在测厚架上沿宽度方向设计有排列成一排的多个摇臂座，每个摇臂座都通过一个摇臂转轴与摇臂转动连接，摇臂的转轴方向是水平方向的。这样的设计，将传统上各个摇臂围绕同一个摇臂转轴转动，改变为彼此独立的摇臂组，这就使每个摇臂组独立调节倾斜角度以适应两轮与承载面接触位置的高度差成为了可能。因此，本方案中摇臂座可在测厚架上独立进行拆卸和调整，而不影响其它摇臂机构。为了使摇臂感知待测纸币的厚度，摇臂上设计了滚轮，滚轮的轴线方向与摇臂转轴的轴线方向是平行的。滚轮的圆柱面贴合承载平面，承载平面可以是平面，也可以是与滚轮反向滚动的承载辊的圆柱面。当纸币经过两者之间时，滚轮被摩擦力带动滚动，纸币厚薄的起伏形成滚轮的上下运动。滚轮的这种上下起伏带动摇臂的上下运动。摇臂上磁钢的位置与设于纸币测厚装置中的磁性感应传感器位置适配，以摇臂常规位置的磁性值为比较基准。当厚或薄的纸币经过滚轮的下方，滚轮升降带动摇臂的升降，此时磁钢与磁性感应传感器之间的距离会产生微小的变化，但是相应的磁性就会产生较大的变化，相当于用磁场变化放大了距离变化，使整个机构对纸币厚薄的变化非常敏感。在动力安排上，可以选择直接拖拽纸币的方式，也可以选择将承载辊作为主动轮的方式。为了对摇臂倾斜角度进行调节，每个摇臂座的与滚轮轴轴线平行的一个侧面上都设有一个定位销和一个螺纹孔，定位销适配的插接在测厚座的定位孔内，实现紧配合，使摇臂座可转动；螺纹孔对应测厚架上的螺栓连接通孔，以一个螺栓穿过螺栓连接通孔拧入螺纹孔，将摇臂座和测厚架固定。此处的螺栓连接通孔与螺栓之间留有一定用于调整的配合间隙，当摇臂因一侧的滚轮悬空而产生扭转时，操作者可以在此配合间隙内进行反向调节并重新固定摇臂角度，以抵消一侧滚轮悬空导致的偏转。这就意味着，即使双轮出现高度差，其中一侧轮出现悬空，摇臂产生偏转，依然可以通过调节摇臂偏转角度进行矫正，使单侧滚轮依然和纸币表面有效接触，磁钢的测厚工作不受影响，保证了测厚值精度依然可靠。

作为优选，所述摇臂上设有除尘机构；所述除尘机构包括固定的刮片安装轴，刮片安装轴的前端固定有刮片，刮片与滚轮的圆柱面搭接。滚轮长期接触纸币表面，不可避免的会沾有灰尘、污渍，时间长了会粘结在滚轮的圆柱面上，使圆柱面直径增大。这种细微的增大就可能导致对纸币厚薄检测的失效。为了尽可能的消除这种影响，本方案在摇臂上设计了刮片，刮片与滚轮的圆柱面接触。当滚轮转动的同时，圆柱面上的灰尘污渍就会被刮片刮下来。

作为优选，所述刮片上设有安装孔，并通过安装孔套接在刮片安装轴上；刮片安装轴上套接有弹簧，将刮片压装在刮片安装轴的前端。刮片在与滚轮抵接时间较长后，会产生轻微变形，影响刮除效果，本方案设计了弹簧，将刮片以弹性压在刮片安装轴的前端，可以随时补偿刮片变形的影响。

作为优选，所述安装孔位于刮片的中部；刮片的沿滚轮轴径向的截面形状为月牙形，月牙形两端的锐边与滚轮或承载辊的圆柱面搭接。为了提高刮除效果，并减少刮片对滚轮的摩擦阻力，本方案设计的刮片具有月牙形的横截面，与滚轮圆柱面的接触仅为月牙形的两端，即刮片的两个锐边。这样设计的刮片，可以在前进后退两个滚动方向上都实现刮除效果，因此采用本方案的摇臂机构，可以拥有两个安装方向，给设备设计者提供了更大的自由度。

作为优选，所述刮片安装轴的圆柱面的前端凸起的设有至少2个凸台，所述安装孔为与凸台适配的台阶孔，且台阶孔的侧壁上设有与凸台适配的台阶孔缺口。本方案设计的刮片通过凸台与台阶孔的配合，可以不需要紧固件和工具直接拆装，方便更换。

作为优选，设于摇臂上的刮片安装轴的轴线与滚轮轴的轴线垂直相交。将刮片安装轴的轴线与滚轮轴的轴线设计为垂直相交，可以使刮片的两个锐边以最佳角度接触滚轮的圆柱面，在造成最小的摩擦阻力的前提下形成最佳的刮除效果。同时，这样设计还能充分利用刮片自身月牙形横截面的形状优势，形成一定的弹性，有助于保持良好的刮除效果。

作为优选，所述摇臂座与摇臂之间抵接有摇臂弹簧；摇臂弹簧的轴线位于摇臂转轴所在水平面上方，滚轮轴的轴线位于摇臂转轴所在水平面下方。本方案通过摇臂弹簧为摇臂增加了预紧力，使下方的双侧滚轮都能一直紧贴承载辊，在工作时通过滚轮与承载辊之间的纸币的真实厚度就会被精确侦测出来。

作为优选，所述摇臂座上设有凸出的摇臂弹簧定位块，所述摇臂上对应的设有摇臂弹簧限位盲孔，摇臂弹簧的两端分别适配的设于该两者上。使用凸起的定位块与凹陷的盲孔来定位摇臂弹簧，使其抵接位置稳定，也方便装配。

作为优选，所述摇臂上侧面的远离摇臂转轴的一端设有下凹的磁钢安装孔，磁钢安装孔为盲孔，磁钢适配的安装于孔内。将磁钢安装在远离摇臂转轴的端部，可以进一步放大磁钢的上下运动幅度，进一步提高磁场变化。

作为优选，所述磁钢安装孔的侧壁上设有排气槽。开设排气槽便于在装配时将磁钢适配的插入磁钢安装孔内。

综上所述，本发明的有益效果是：可调节摇臂倾斜角度以适应两侧滚轮接触面的高度差，还具有良好的除尘效果，因此可以获得高测厚精度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是图1的侧向结构示意图，

图3是摇臂、刮片安装轴、刮片弹簧的配合关系轴测图，

图4是刮片的俯视图，

图5是本发明理想工作状态示意图，

图6是本发明在未经调整时工作状态的示意图，

图7是本发明在调整后的工作状态图。

其中：1承载辊，2摇臂转轴，3螺栓，4摇臂座，5测厚架，6摇臂弹簧，7磁性感应传感器，8磁钢，9摇臂，10刮片弹簧，11刮片，12滚轮，41定位销，42螺纹孔，51定位孔，52螺栓连接通孔，91刮片安装轴，111安装孔，911凸台，1111台阶孔缺口，A待测纸币。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1、图2、图3所示的实施例，为一种分轴式纸币测厚机构，用来测量待测纸币等薄形物体的厚薄，并提供厚度变化数据供判定。该测厚机构包括在宽度方向上水平设置的测厚架5，测厚架上沿厚度方向并排的排列有12个摇臂座4，每个摇臂座在宽度方向上都设有摇臂转轴2，摇臂转轴的方向为水平方向。12个摇臂9一一对应的通过摇臂转轴转动的套接在摇臂座上。每个摇臂的外侧自由端都安装有滚轮12，滚轮是同轴的双轮，分别位于摇臂的两侧。滚轮的下方为承载辊1，承载辊的圆柱面与滚轮的圆柱面贴合，待测纸币A就从两者之间的贴合处通过。

每个摇臂座及连接其上的摇臂等部件，构成一个相对独立的摇臂组。如图2所示，摇臂座的左侧壁平行于摇臂转轴的轴向，该侧壁上设有一个凸出的定位销41及一个螺纹孔42。相对应的，测厚架上设有一个定位孔51，定位销紧配合的插接在定位孔中，使摇臂组可以绕定位销轴线转动；测厚架上还对应的设有螺栓连接通孔52，螺栓3可以穿过螺栓连接通孔，与螺纹孔连接起来，从而将摇臂座与测厚架固定。此处的螺栓的外螺纹与螺栓连接通孔之间留有一定用于调整的配合间隙，当螺栓拧松时，摇臂座相对测厚架具有间隙范围内的微幅的可转动幅度。这种微幅转动经过摇臂和滚轮在竖直方向上放大后，就能在滚轮与承载面之间形成较大的倾斜角度，足以覆盖纸币厚度数值所在级别的差值。如图6所示，当一侧滚轮出现悬空，造成两侧滚轮与承载面之间的压力不平衡，摇臂会出现微幅扭转，这种微幅扭转的倾斜角度被磁钢放大后，可能在磁性感应传感器上形成巨大的数值误差，甚至是测厚失效。此时操作者可以在螺栓的外螺纹与螺栓连接通孔之间的配合间隙范围内，微幅调节摇臂的倾斜角度进行修正抵消，以保证双侧的滚轮都能处于同样的高度，可以同样的压在测厚承载面上，形成相等的压力。反应至磁钢上，也不会对测厚的精度产生影响。摇臂上方设置有开口向左的盲孔，摇臂座上对应的设置有向右凸出的摇臂弹簧定位块，摇臂弹簧6的两端就分别安装在其上。摇臂弹簧的弹力方向即为盲孔的轴向，盲孔轴线为水平方向，位于摇臂转轴轴线所在水平面的上方。滚轮轴线也是水平的，位于摇臂转轴轴线所在水平面的下方。摇臂的上侧面的右端下凹的设有磁钢安装孔，孔壁上设有排气槽，磁钢安装孔内适配的插接并固定有磁钢8。磁钢的上方，测厚架上对应的设有磁性感应传感器7，磁性感应传感器与电路板电连接，用以侦测因位置变化而造成的磁钢的磁场变化。

摇臂上设置有刮片安装轴91，如图3所示，刮片安装轴的前端设计有对称的一对凸台911，而刮片的中心设有安装孔111，安装孔为一个台阶孔，前端大后端小，可以与刮片安装轴前端的凸台适配的卡接在一起，为了便于安装，如图4所示，台阶孔的小端设有与凸台位置适配的台阶孔缺口1111。刮片的沿滚轮轴径向方向的截面形状为月牙形，月牙形的内凹侧朝向滚轮的圆柱面。刮片安装轴上套接有刮片弹簧10，刮片在套入刮片安装轴的前端时，旋转一个角度，以台阶孔配合台阶孔缺口，并在后方受到刮片弹簧的弹性推动，将刮片压紧在刮片安装轴上，使在受力时刮片仅能沿刮片安装轴向后退。设于摇臂上的刮片安装轴的轴线与滚轮轴的轴线垂直相交。

本例的一种分轴式纸币测厚机构，摇臂弹簧向摇臂施加弹力，使摇臂的右侧端始终下压，滚轮始终紧贴在纸币上。当待侧纸币A从滚轮下方与承载辊上方之间经过时，纸币的厚薄形成了滚轮的上下运动，带动摇臂的同步上下运动，摇臂上的磁钢与磁性感应传感器之间的距离也发生变化，造成的磁场变化被磁性感应传感器侦测感知，即可作为纸币鉴别信息。滚轮和承载辊圆柱面上的灰尘污渍，则被刮片刮除，确保不会影响厚度侦测的精确性。在理想工作状态下，如图5所示，双轮的两侧滚轮的与纸币的接触面应该是等高的，工作时两侧滚轮均匀滚压过等厚的纸币。而在实际情况下，如图6所示，由于机械加工精度无法达到理想状态，或者由于纸币上的部分表面粘贴有粘贴物，或者是位于设备最旁边的摇臂组仅有一侧的滚轮能压到纸币表面，使双轮中一侧滚轮会压在测厚承载面上，另一侧滚轮会悬空。由于两侧滚轮和承载面之间受力平衡被破坏，摇臂就会发生微幅扭转，直至悬空一侧的滚轮也接触到承载面，两侧滚轮的受力平衡为止。此时，操作人员可以通过松开螺栓，在配合间隙范围内调节摇臂的倾斜角度至恢复单侧轮有效压在承载面上并重新拧紧螺栓，形成有效的侧厚工作状态，如图7所示。反应至磁钢上，原来可能出现的磁钢在左右方向上的摆动被消除，纠正了摇臂偏转造成的影响，有效的保证了测厚精度。

Claims (10)

1.一种分轴式纸币测厚机构，包括测厚架（5），其特征是，测厚架上沿宽度方向排列有若干个摇臂座（4），每个摇臂座上设有独立的摇臂转轴（2），摇臂转轴上转动连接有摇臂（9），摇臂上设有轴线方向与摇臂转轴轴线方向平行的滚轮（12）；所述滚轮为同轴的双轮，分设于摇臂的两侧；滚轮圆柱面与下方的承载辊（1）的辊面贴合；摇臂座的与滚轮轴轴线平行的一个侧面上设有一个定位销（41）和一个螺纹孔（42），测厚架上设有与定位销紧配合插接的定位孔（51）和与螺纹孔对应的螺栓连接通孔（52）；螺栓（3）穿过螺栓连接通孔，与摇臂上的螺纹孔以螺纹连接的方式进行连接，螺栓的外螺纹与螺栓连接通孔之间留有用于调整位置的配合间隙；所述摇臂上设有磁钢（8），所述测厚架上对应的设有磁性感应传感器（7）。

2.根据权利要求1所述的一种分轴式纸币测厚机构，其特征是，所述摇臂上设有除尘机构；所述除尘机构包括固定的刮片安装轴（91），刮片安装轴的前端固定有刮片（11），刮片与滚轮的圆柱面搭接。

3.根据权利要求2所述的一种分轴式纸币测厚机构，其特征是，所述刮片上设有安装孔（111），并通过安装孔套接在刮片安装轴上；刮片安装轴上套接有刮片弹簧（10），将刮片压装在刮片安装轴的前端。

4.根据权利要求3所述的一种分轴式纸币测厚机构，其特征是，所述安装孔位于刮片的中部；刮片的沿滚轮轴径向的截面形状为月牙形，月牙形两端的锐边与滚轮的圆柱面搭接。

5.根据权利要求3或4所述的一种分轴式纸币测厚机构，其特征是，所述刮片安装轴的圆柱面的前端凸起的设有至少2个凸台（911），所述安装孔为与凸台适配的台阶孔，且台阶孔的侧壁上设有与凸台适配的台阶孔缺口（1111）。

6.根据权利要求5所述的一种分轴式纸币测厚机构，其特征是，设于摇臂上的刮片安装轴的轴线与滚轮轴的轴线垂直相交。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种分轴式纸币测厚机构，其特征是，所述摇臂座与摇臂之间抵接有摇臂弹簧（6）；摇臂弹簧的轴线位于摇臂转轴所在水平面上方，滚轮轴的轴线位于摇臂转轴所在水平面下方。

8.根据权利要求7所述的一种分轴式纸币测厚机构，其特征是，所述摇臂座上设有凸出的摇臂弹簧定位块，所述摇臂上对应的设有摇臂弹簧限位盲孔，摇臂弹簧的两端分别适配的设于该两者上。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种分轴式纸币测厚机构，其特征是，所述摇臂上侧面的远离摇臂转轴的一端设有下凹的磁钢安装孔，磁钢安装孔为盲孔，磁钢适配的安装于孔内。

10.根据权利要求9所述的一种分轴式纸币测厚机构，其特征是，所述磁钢安装孔的侧壁上设有排气槽。