CN109767551A - 折叠纸币展开正向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纸币整理领域，尤其是一种纸币展开正向装置。本发明提供了一种简单结构，占用体积小的纸币展开正向装置，包括包括捻钞轮、捻钞底板和归向导轨；所述归向导轨包括底板和挡板；所述底板的外形为直角梯形；归向导轨出后端和捻钞底板相连；所述捻钞轮包括第一捻钞轮、第二捻钞轮、第三捻钞轮、第四捻钞轮和第五捻钞轮，利用摩擦使折叠纸币展开且正向。本发明利用非常简单的机械结构便解决了市场上利用非常复杂的结构也难以解决的折叠纸币展开这一纸币整理领域的核心技术问题，成本很低，对公交公司的纸币整理具有重大帮助作用。

Description

折叠纸币展开正向装置

技术领域

本发明属于传送机械领域，具体涉及一种折叠纸币展开正向装置，是无序纸币整理机的核心装置，用于无序纸币的整理。

背景技术

随着城市交通的发展，在很多城市内基本都实现了无人售票，自动投币公交车的应用。无人售票的公交车虽然提高了公交车的运行效率，但是在点钞方面却要耗费大量的人力，目前公交公司的纸币整理和分类主要依赖于人工人力，成本高且效率低下，点钞工们高频率、高负荷的清点着数以万计的零钞。为节省人力、减轻点钞工的劳动强度，对纸币整理机的设计就显得尤为重要。

混乱无序的纸币难以处理的核心在于里面含有很多对折一次或者两次的纸币，这类纸币难以展开。针对此问题，目前市面上已有的纸币整理机中有些利用振动把纸币展开，还需利用加潮降低纸币硬度。但在大量试验后发现振动对纸币展开基本上没什么效果，另外加潮对纸币有一定程度的损害。有些利用静电吸引法，利用静电吸起纸币然后使其落下，通过此法使纸币展开。但由于被吸附纸币姿态不可控以及纸币掉落姿态不可控，而且会出现复折现象，所以静电吸引法可行性较低。除此之外，市面上还有振动加吸气等多种方案处理混乱纸币，但是这类纸币整理机要么是只能对无序纸币进行简单的方向上的规整处理，无法对折叠纸币进行展开，要么是结构装置异常复杂，机器大而笨重，成本过高，而且对折叠纸币的展开效果也并不理想，这就导致目前市面上的纸币整理机难以普及。

相比现有技术中公开的一种基于摩擦的纸币整理机有了非常大的优化和改进，之前的纸币整理机在处理基本状态四纸币的时候，引入了转向轨道，目的是将基本状态四的纸币变为基本状态一来处理，但是这个装置导致了纸币有了一个在空中快速飞行的运动过程，由于气流的影响，纸币在空中飞行时姿态难以控制，很有可能不是按照自己期望的姿态运动，容易出现飞出，起不到转向作用等问题，处理效果不理想。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种折叠纸币展开正向装置，对捻钞轮之间的间距、捻钞轮与底板之间的间隙以及底板的材料进行了优化，有效降低了之前的纸币整理机容易卡滞的问题，同时具有结构简单、占用体积小、成本低的优点。

本发明的技术方案是：一种折叠纸币展开正向装置，包括捻钞轮和捻钞底板,其特征在于：还包括归向导轨，所述归向导轨包括底板和挡板；所述底板的外形为直角梯形，所述直角梯形中的钝角为110°-130°，所述底板相互平行的两个底边中长边一端为纸币入口端，短边一端为纸币出口端，短边的长度为66mm；所述归向导轨的纸币出口端与所述捻钞底板无缝连接，所述底板的纸币入口端相对于所述捻钞底板所在平面向上倾斜30°；所述挡板设置于所述底板的两腰处并垂直于底板，用于限制纸币进入所述归向导轨的运动方向；

所述捻钞轮包括第一捻钞轮、第二捻钞轮、第三捻钞轮、第四捻钞轮和第五捻钞轮，均平行设置于所述捻钞底板上，所述捻钞轮中心轴线均与所述底板的纸币出口端平行；第一捻钞轮、第二捻钞轮、第三捻钞轮、第四捻钞轮位于所述捻钞底板的中轴线上，两个第五捻钞轮对称设置于所述捻钞底板的中轴线两端；第一捻钞轮、第二捻钞轮、第三捻钞轮的半径为15mm，第四捻钞轮的半径为13mm，第五捻钞轮的半径为10mm，其宽度均为8mm；所述第一捻钞轮设置于所述归向导轨和捻钞底板连接处的上方，第一捻钞轮和第二捻钞轮之间的轴心距为65mm，第二捻钞轮和第三捻钞轮之间的轴心距为65mm，第三捻钞轮和第四捻钞轮之间的轴心距为32.5mm，第四捻钞轮和第五捻钞轮之间的轴心距为16mm，所述捻钞轮与所述捻钞底板之间的距离小于0.1mm；所述捻钞轮和纸币之间的摩擦系数大于纸币和归向导轨之间的摩擦系数，也大于纸币和捻钞底板之间的摩擦系数；纸币和捻钞底板之间的摩擦系数大于纸币和纸币之间的摩擦系数；

所述捻钞底板宽度大于所述纸币出口端的边长。

本发明的进一步技术方案是：所述直角梯形中的钝角为120°。

本发明的进一步技术方案是：所述底板垂直于其底边的腰长为100mm。

本发明的进一步技术方案是：所述第一捻钞轮与所述捻钞底板之间的距离为0.05mm。

本发明的进一步技术方案是：所述捻钞底板宽度为70mm。

本发明的进一步技术方案是：所述捻钞轮为橡胶材料，且带齿，齿高为2mm。

有益效果

本发明的有益效果在于：本发明将归向导轨纸币出口端尺寸限定为66mm，将直角梯形底板中的钝角设定为110°-130°，最好是120°，只有按照这个尺寸要求设计，才能保证投入归向导轨的纸币从出口端出来时顺利被卷入捻钞轮然后展开。同时限制了五个捻钞轮的半径和轴间距的具体尺寸，分别能够与1元纸币的尺寸相配合，只有严格按照本发明尺寸设计才能顺利完成折叠纸币的展开。

当归向导轨入口端进入一张任意方向的未折叠纸币时，在归向导轨挡板的作用下，纸币的长度方向会和捻钞底板长度方向一致，即纸币被正向；当归向导轨处进入一张任意方向的折叠纸币时，由于只有四个基本状态的纸币的宽度才小于归向导轨出口的宽度，因此在归向导轨挡板的作用下，纸币的方向会被规整为图2中的四个基本状态，前三个基本状态的纸币在经过第二捻钞轮和第三捻钞轮时会在摩擦力的作用下展开，状态四的纸币在第二捻钞轮和第三捻钞轮的作用下会部分展开，在第四捻钞轮和第五捻钞轮的作用下会彻底展开；从而任意方向折叠或未折叠的纸币在经过折叠纸币展开正向装置之后变为方向一致的展开纸币。该装置机械结构简单，成本低，占用空间小，然而处理效率高、准确率高，可大幅度改善纸币整理机处理混乱无序纸币的性能，提高纸币整理机处理混乱无序纸币的效率。用于代替公交公司的点钞工，让公交车公司摆脱手工点钞的现状，对于公交公司来讲既省钱又省力，它结构简单，原理简单，操作方便，易掌握，易生产，动力不需要很大，方便快捷。在市场中具有实用性的纸币整理机很少，而且结构复杂，处理效果不好，所以该技术具有很大的发展空间和市场。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2a是基本状态1的纸币；

图2b是基本状态2的纸币；

图2c是基本状态3的纸币；

图2d是基本状态4的纸币；

图3是任意方向规整为四个基本状态示意图；

图4a、4b是状态2纸币展开过程图；

图5是图2状态4纸币示意图。

附图标记说明：1.归向导轨，2.第一捻钞轮，3.第二捻钞轮，4.第三捻钞轮，5第四捻钞轮，6.第五捻钞轮，7.捻钞底板。

具体实施方式

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明包括捻钞轮、捻钞底板7和归向导轨1，归向导轨1包括底板和挡板；所述底板的外形为直角梯形，所述直角梯形中的钝角为120°，其相互平行的两个底边中长边一端为纸币入口端，短边一端为纸币出口端，短边的长度为66mm，垂直于其底边的腰长为100mm；归向导轨1的纸币出口端与捻钞底板7无缝连接，且为圆弧过度；所述底板的纸币入口端相对于所述捻钞底板所在平面向上倾斜30°；所述挡板设置于所述底板的两腰处并垂直于底板，用于限制纸币进入归向导轨1的运动方向；

捻钞轮包括第一捻钞轮2、第二捻钞轮3、第三捻钞轮4、第四捻钞轮5和第五捻钞轮6，均平行设置于捻钞底板7上，并位于捻钞底板7的中轴线上，其中心轴线均与所述底板的纸币出口端平行；两个第五捻钞轮对称设置于所述捻钞底板的中轴线两端；第一捻钞轮2、第二捻钞轮3、第三捻钞轮4的半径为15mm，第四捻钞轮5的半径为13mm，第五捻钞轮6的半径为10mm，其宽度均为8mm；第一捻钞轮2设置于归向导轨1和捻钞底板7连接处的上方，第一捻钞轮2和第二捻钞轮3之间的轴心距为65mm，第二捻钞轮3和第三捻钞轮4之间的轴心距为65mm，第三捻钞轮4和第四捻钞轮5之间的轴心距为32.5mm，第四捻钞轮5和第五捻钞轮6之间的轴心距为16mm；所述捻钞轮和捻钞底板之间的间距为0.05mm，一元纸币的厚度为0.1mm，即捻钞轮和捻钞底板之间的间距略小于一元纸币的厚度，使得当纸币通过捻钞轮时，捻钞轮对其产生较大的压力，以产生较大的摩擦力，从而对纸币进行展开；所述捻钞轮为橡胶材料，且带齿，齿高为2mm。

捻钞底板7宽度为70mm，硬度较硬，与普通亚克力板的硬度相当，不易发生形变，所述捻钞轮和纸币之间的摩擦系数大于纸币和归向导轨之间的摩擦系数，也大于纸币和捻钞底板之间的摩擦系数；纸币和捻钞底板之间的摩擦系数大于纸币和纸币之间的摩擦系数；

第一捻钞轮2用于给纸币提供动力，通过转动将纸币从归向导轨卷入捻钞底板7，归向导轨用于给纸币侧面附加阻碍，使未折叠纸币正向，同时使折叠纸币规整为图2中的四个基本状态，便于后续对其进行展开。任意方向折叠纸币归向过程如图3所示，出口宽度为66mm，一元纸币宽度为63mm，纸币的长度为130mm，即半张纸币的长度为65mm，所以在归向导轨阻碍的作用下，当纸币从归向导轨出去后纸币与纸币走向的偏离角θ最大为θ_max＝arccos(63/66)≈17.3°，该偏离角相对较小，因此可以作为四个基本状态来处理，并且在摩擦旋转的作用下该偏离角会趋于0，摩擦旋转原理会在后面详细介绍；捻钞轮和捻钞底板7利用摩擦使折叠纸币展开。

状态1纸币的处理：状态1的纸币如图2a所示，其中开口侧表示对折纸币的两条宽线重合处，下同。下层纸币和粗糙底板之间的最大静摩擦力很大，和上层纸币之间的最大静摩擦力很小，上层纸币和捻钞轮2之间的最大静摩擦力大于下层纸币和粗糙底板之间的最大静摩擦力。当状态1的纸币经过捻钞轮时，下层纸币由于静摩擦力的阻碍作用不移动，上层纸币在捻钞轮的带动下向前移动，因此，在此作用下，纸币便会逐渐展开。

状态2纸币的处理：状态2的纸币如图2b所示。下层纸币和粗糙底板之间的摩擦力很大，和上层纸币之间的摩擦力很小，上层纸币和捻钞轮2之间的最大静摩擦力大于下层纸币和粗糙底板之间的最大静摩擦力。当状态2的纸币经过捻钞轮时，下层纸币由于静摩擦力的阻碍作用不移动，上层纸币以对折处前面的一点O为圆心发生旋转运动，如图4a所示，当纸币恰好旋转90°正向时，如图4b所示，纸币前段到达捻钞轮3处，此时纸币上同时有捻钞轮2和捻钞轮3对它的摩擦作用，纸币所受力矩比较大，因此纸币不再旋转，而是在两个捻钞轮的带动下继续正向向前方运动，从而纸币会逐渐展开并且纸币的方向偏离角基本为0°，该原理即为摩擦旋转原理。当纸币的方向和正方向有小的偏离角时，摩擦旋转原理同样适用，并且会把纸币的方向纠正为基本0°。

状态3纸币的处理：状态3的纸币如图2c所示。由于展开机构是左右对称结构，并且状态3和状态2的纸币也是左右对称结构，因此状态3纸币的处理和状态2纸币的处理是完全相同的。

状态4纸币的处理：状态1的纸币如图2d所示。下层纸币和粗糙底板之间的最大静摩擦力很大，和上层纸币之间的最大静摩擦力很小，上层纸币和捻钞轮之间的最大静摩擦力大于下层纸币和粗糙底板之间的最大静摩擦力。当状态4的纸币经过捻钞轮2时，下层纸币由于静摩擦力的阻碍作用不移动，上层纸币在捻钞轮2的带动下向前移动，当上层纸币的边缘处与纸币中线重合时纸币不再展开，但是由于纸币距离捻钞轮3还有一定距离，因此当纸币继续向前移动时上层已展开的纸币会恢复折叠状态，即纸币仍为状态4。但当状态4的纸币经过捻钞轮3时，当上层纸币的边缘处与纸币中线重合纸币不再展开时，此时纸币恰好被捻钞轮4捻到，形成新的对折线，此时大约有32.5mm的纸币未被展开，如图5所示。同样的原理，经过捻钞轮4的作用之后，会有大约16mm的纸币未被展开，此时未展开的上层纸币的边缘会被捻钞轮5捻到从而使纸币完全展开。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种折叠纸币展开正向装置，包括捻钞轮和捻钞底板,其特征在于：还包括归向导轨，所述归向导轨包括底板和挡板；所述底板的外形为直角梯形，所述直角梯形中的钝角为110°-130°，所述底板相互平行的两个底边中长边一端为纸币入口端，短边一端为纸币出口端，短边的长度为66mm；所述归向导轨的纸币出口端与所述捻钞底板无缝连接，所述底板的纸币入口端相对于所述捻钞底板所在平面向上倾斜30°；所述挡板设置于所述底板的两腰处并垂直于底板，用于限制纸币进入所述归向导轨的运动方向；

所述捻钞轮包括第一捻钞轮、第二捻钞轮、第三捻钞轮、第四捻钞轮和第五捻钞轮，均平行设置于所述捻钞底板上，所述捻钞轮中心轴线均与所述底板的纸币出口端平行；第一捻钞轮、第二捻钞轮、第三捻钞轮、第四捻钞轮位于所述捻钞底板的中轴线上，两个第五捻钞轮对称设置于所述捻钞底板的中轴线两端；第一捻钞轮、第二捻钞轮、第三捻钞轮的半径为15mm，第四捻钞轮的半径为13mm，第五捻钞轮的半径为10mm，其宽度均为8mm；所述第一捻钞轮设置于所述归向导轨和捻钞底板连接处的上方，第一捻钞轮和第二捻钞轮之间的轴心距为65mm，第二捻钞轮和第三捻钞轮之间的轴心距为65mm，第三捻钞轮和第四捻钞轮之间的轴心距为32.5mm，第四捻钞轮和第五捻钞轮之间的轴心距为16mm，所述捻钞轮与所述捻钞底板之间的距离小于0.1mm；所述捻钞轮和纸币之间的摩擦系数大于纸币和归向导轨之间的摩擦系数，也大于纸币和捻钞底板之间的摩擦系数；纸币和捻钞底板之间的摩擦系数大于纸币和纸币之间的摩擦系数；

所述捻钞底板宽度大于所述纸币出口端的边长。

2.根据权利要求1所述折叠纸币展开正向装置，其特征在于：所述直角梯形中的钝角为120°。

3.根据权利要求1所述折叠纸币展开正向装置，其特征在于：所述底板垂直于其底边的腰长为100mm。

4.根据权利要求1所述折叠纸币展开正向装置，其特征在于：所述第一捻钞轮与所述捻钞底板之间的距离为0.05mm。

5.根据权利要求1所述折叠纸币展开正向装置，其特征在于：所述捻钞底板宽度为70mm。

6.根据权利要求1所述折叠纸币展开正向装置，其特征在于：所述捻钞轮为橡胶材料，且带齿，齿高为2mm。