CN1967604A - 一种自动柜员机出钞闸门装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动柜员机出钞闸门装置，它包括电路控制板、机械部分、直流电机，电路控制板固定于机械部分的侧面，直流电机固定于机械部分的下部。本发明提供的一种自动柜员机出钞闸门装置自带微程序控制器单元，能通过上位机的命令直接控制闸门，闸门的开合不再依赖于出钞模块的控制；结构合理，设计上很好地考虑了防水、防尘，与现有的出钞闸门装置相比更加稳定，更加安全可靠；增加了USB口，接口更加丰富，适用面更广，而且控制维护方便。

Description

一种自动柜员机出钞闸门装置

技术领域

本发明涉及一种出钞闸门装置，特别是涉及一种用于银行自动柜员机的出钞闸门装置。

背景技术

随着银行自动柜员机(以下简称ATM)金融自助终端的普遍运用，出钞闸门装置作为ATM金融设备的重要装置之一，位于出钞过程中的最后一个环节，当送钞装置把现金送到出钞闸门口时，上位机控制出钞闸门装置把闸门打开，使现金能部分露出外面供客户取走，取走现金后上位机控制出钞闸门装置把闸门关上，完成最后的出钞过程。因此出钞闸门装置的功能、稳定性和安全性的好坏直接影响到客户的利益。现有国内自动柜员机上的出钞闸门装置主要由国外自动柜员机厂家直接提供，其结构复杂，成本高，接口单一；这些出钞闸门装置由于本身不带控制单元，需要通过出钞模块(以下简称CDM)的控制来实现闸门的开合，不能通过上位机的命令直接来控制闸门，因此需要与CDM的厂家配套使用，导致适用性不强，可替代性差。

出钞闸门装置的稳定性、安全性的好坏直接影响到客户的切身利益。现有自动柜员机的出钞闸门装置在结构设计上没有很好地考虑防水防尘作用，很多出钞闸门装置的电路控制板设计在闸门的下方，并且没有防尘装置，在出钞闸门打开的时候一旦有人为破坏或雨水从闸门口流入容易造成电路控制板短路而损坏，造成了严重的安全隐患，长久使用光感检测单元会因积累灰尘造成对闸门的控制失灵。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种结构简单、功能齐全、安全稳定的自动柜员机出钞闸门装置。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种自动柜员机出钞闸门装置，它包括电路控制板1、机械部分2、直流电机3；

所述的电路控制板1固定于机械部分2的侧面，包括微程序控制器单元101、通信接口单元102、光电检测单元103、电机驱动单元104、电源单元105和电机过流保护检测单元106；所述的微程序控制器单元101是电路控制板1的核心单元，分别与通信接口单元102、光电检测单元103、电机驱动单元104、电源单元105和电机过流保护检测单元106相连接；

所述的机械部分2包括机械框架201、主轴202、齿轮组203、托轮204、光感挡片205、闸门206、防护罩207、闸门弯勾208和扭簧，所述的主轴202、闸门206和防护罩207固定于机械框架201上，所述的托轮204和光感挡片205分别位于主轴202的两端，齿轮组203位于直流电机3与主轴202之间，防护罩207固定于机械部分2两侧，电路控制板1和齿轮组203位于防护罩207内，闸门弯勾208直接固定在闸门206上，扭簧两端分别固定于机械框架201和闸门206上；

所述的直流电机3固定于机械部分2的下部，直接与齿轮组203相连接。

所述的微程序控制器单元101由内部电子可擦写只读存储器、随机存取存储器微电路的芯片和外围电路组成，是电路控制板1的核心单元，分别与通信接口单元102、光电检测单元103、电机驱动单元104、电源单元105、电机过流保护检测单元106相连接。

所述的光电检测单元103由四个光电感应器组成，光电检测单元103直接与微程序控制器单元101和电源单元105相连接。

所述的通信接口单元102包括串口单元和USB口单元，所述的串口单元是由通过串口芯片和接口组成串口接口电路，USB口单元是由通过USB口芯片和接口组成USB接口电路，通信接口单元102直接与微程序控制器单元101相连接，是ATM出钞闸门装置与上位机的通信接口。

所述的电机驱动单元104通过电路与微程序控制器单元101、电机过流保护检测单元106和电源单元105连接，同时通过电源线与直流电机3相连接。

所述的电源单元105包括电源接口插座和电压转换电路，电源单元105与微程序控制器单元101、电机驱动单元104、光电检测单元103、电机过流保护检测单元106连接。

所述的托轮204为菱形结构，固定于主轴202的一端。

所述的光感挡片205位于主轴202的一端。

本发明的一种自动柜员机出钞闸门装置具有以下有益效果：

(1)该出钞闸门装置自带微程序控制器单元，可装载控制固件程序。具有逻辑运算控制功能，能通过上位机的命令直接控制闸门，闸门的开合不再依赖于出钞模块的控制，大大缩短了程序开发时间，降低了维护成本。

(2)结构合理，设计上很好地考虑了防水，通过改变电路控制板的安装位置，在出钞闸门打开的时候一旦有人为破坏或雨水从闸门口流入也不会造成电路控制板短路而损坏，电路控制板安装防护罩起到了很好的防水防尘作用，经长久使用光电检测器也不会因积累灰尘造成对闸门的控制失灵，齿轮组安装防护罩能有效的保护齿轮，防止杂物卷入齿轮中，与现有的出钞闸门装置相比更加稳定，更加安全可靠。

(3)在与上位机的通信接口上，改变了原有单一的串口，增加了USB口，两者可以任意选择一种使用，接口更加丰富，适用面更广，而且控制维护方便。

(4)结构更加简单，安装维护更方便。

附图说明

图1是本发明的一种实施例正面结构图。

图2是本发明的一种实施例内部结构图。

图3是本发明的一种实施例内部结构图。

图4是本发明电路控制板的原理图。

图5是本发明一种实施例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

参考图1、图2、图3、图4，一种自动柜员机出钞闸门装置，它包括电路控制板1、机械部分2、直流电机3，所述的电路控制板1固定于机械部分2的侧面，包括微程序控制器单元101、通信接口单元102、光电检测单元103、电机驱动单元104、电源单元105、电机过流保护检测单元106，所述的微程序控制器单元101是电路控制板的核心单元，分别与通信接口单元102、光电检测单元103、电机驱动单元104、电源单元105、电机过流保护检测单元106相连接；所述的机械部分2包括机械框架201、主轴202、齿轮组203、托轮204、光感挡片205、闸门206、防护罩207、闸门弯勾208、扭簧，主轴202、闸门206、防护罩207固定于机械框架201上，托轮204和光感挡片205分别位于主轴202的两端，齿轮组203位于直流电机3与主轴202之间，防护罩207固定于机械部分2两侧，分为电路控制板防护罩和齿轮组防护罩，电路控制板1和齿轮组203位于防护罩208内，扭簧两端分别固定于机械框架2和闸门206上；所述的直流电机3固定于机械部分2的下部，直接与齿轮组203相连接。电路控制板1通过对直流电机3的控制，带动主轴202和托轮204转动，实现闸门206的开合。

微程序控制器101单元由内部电子可擦写只读存储器、随机存取存储器等微电路的芯片和外围电路组成，具有单片机主控功能，可装载控制固件程序，其内部电可擦写只读存储器可对固件程序进行反复擦除与写入操作；分别完成对通信接口单元、电机驱动单元、光电检测单元、电机过流保护检测单元进行数据运算与控制，微程序控制器单元具有逻辑运算控制功能，能接收上位机的命令并通过电机驱动单元直接控制闸门的开合，闸门的开合不再依赖于出钞模块的控制，大大缩短了程序开发时间，降低了维护成本。

通信接口单元102由通过的串口芯片和接口组成串口接口电路，直接与微程序控制器单元相连接，通信接口单元包括RS232单元和USB单元，改变了原有单一的串口，增加了USB口，串口和USB口作为与上位机的通信接口，可以任意选择一种接口完成ATM出钞闸门装置与上位机的通信，实现PC机对ATM出钞闸门装置的直接控制，适用面更广，而且控制维护方便。

光电检测单元103包含四个光电感应器，分别为光电感应器1001、光电感应器1002、光电感应器1003、光电感应器1004，光电检测单元直接与微程序控制器单元相连接，四个光电感应器分别对应闸门全开、3/4开、半开、关闭四种位置状态，当光电检测单元检测到光感挡片位置发生改变时，微程序控制器单元立即从光电检测单元处获取当前光感挡片的位置状态。

电机驱动单元104通过电路与微程序控制器单元、电机过流保护检测单元和电源单元连接，同时通过电源线与直流电机相连，接受微程序控制器单元控制闸门位置的指令，控制电机的转动方向。

电源单元105包括电源接口插座和电压转换电路组成，电源单元与微程序控制器单元、电机驱动单元、光电检测单元、电机过流保护检测单元相连，电源单元为ATM出钞闸门装置提供电源和电压转换，外部输入24V电压通过电源单元为电机驱动单元提供直流电机所需的驱动电压，并将外部输入的24V直流电源转换成电路控制板内部电路工作所需的5V直流电。

电机过流保护检测单元106与微程序控制器单元和电机驱动单元相连，微程序控制器单元实时监测电机过流保护检测单元状态，电机过流保护检测单元实时检测电机驱动单元电流状态，一旦电流过大，微程序控制器单元则可立即从电机过流保护检测单元处获取电流过大状态，微程序控制器单元实施对电机驱动单元的控制，停止电机转动，达到保护电机的作用。

光感挡片205和托轮204分别固定于主轴202的两端，两者随主轴202转动同步转动，光感挡片205转动时分别对应电路控制板1上的四个光电感应器，即光电感应器1001、光电感应器1002、光电感应器1003、光电感应器1004，通过托轮204推动闸门弯勾208，改变闸门206的关闭、半开、3/4开、全开四种位置状态。

防护罩208分为电路控制板防护罩和齿轮组防护罩，电路控制板1和齿轮组203位于防护罩208内，电路控制板1安装防护罩208起到了很好的防水防尘作用，经长久使用光电检测器也不会因积累灰尘造成对闸门206的控制失灵，齿轮组203安装防护罩208能有效的保护齿轮，防止杂物卷入齿轮中。

本发明各个模块在实际应用中的处理流程：

1、当ATM出钞闸门装置通电后，微程序控制器单元根据内部程序设置，自动开启执行一次上电自检动作，即闸门执行一次打开和关闭动作，在动作过程中，程序分别对光电检测单元、电机驱动单元、电机过流保护检测单元进行上电检测。当自检动作完成后，闸门的位置处于关闭状态，ATM出钞闸门装置的上位机可通过相关指令读取自检结果信息。如果自检正常，ATM出钞闸门装置处于可操作状态，等待上位机操作控制指令。

2、微程序控制器单元根据内部程序直接调用内部函数，控制通信接口单元，打开通信端口，使ATM出钞闸门装置可以通过串口或USB接口与上位机进行通信。

3、ATM出钞闸门装置通过通信接口单元接收到上位机的指令后，通信接口单元把指令交给微程序控制器单元，微程序控制器单元根据内部程序设置对上位机的指令进行判断，确定指令的格式、长度是否正确；同时，微程序控制器单元从光电检测单元返回闸门当前状态，微程序控制器单元比较指令所要实现目标状态与闸门的当前状态是否一致，确定直流电机是否转动及转动的方向。当光电检测单元检测到当前闸门的状态与上位机指令的闸门状态一致时，返回微程序控制器单元，直流电机不转动；当光电检测单元检测到当前闸门的状态与上位机指令的闸门状态不一致时，微程序控制器单元根据上位机的指令控制电机驱动单元，由电机驱动单元控制直流电机的转动方向，直流电机通过齿轮组控制主轴的转动方向，主轴上的托盘随主轴的转动控制闸门的开合。

4、当电机驱动单元在执行微程序控制器单元指令的同时，检测判断上位机是否有新的指令；当检测到有新的指令时，微程序控制器单元根据内部程序设置立即停止执行上一次的动作指令，执行新指令。

5、在命令执行过程中，电机过流保护检测单元根据电路原理设计，对电机驱动单元进行实时检测，当电机起动或在运行过程中出现电流过大时，微程序控制器单元根据电机过流保护检测单元检测到的状态，立即通过电机驱动单元停止电机运转；正常时，执行下一步骤。

6、光电检测单元对电机驱动单元电机运转时进行闸门状态实时检测，微程序控制器单元根据内部程序设置对上位机发送的目标状态命令与光电检测单元检测到的位置状态进行比较，当与上位机的目标状态相同时，表示到位，此时上位机可发送相应的命令读取出钞闸门模块的当前状态。

7、光电检测单元经多次检测比较，检测到的状态无法与上位机的目标状态相同时，表示不能到位；微程序控制器单元根据内部程序设置，将电机驱动单元实际运转时间与内部程序设置的超时时间进行比较，当大于设定的超时时间值时，表示超时，停止电机，同时返回超时状态。

参考图2，托轮和扭簧共同作用对本发明闸门开合的处理方式：

在自动柜员机出钞闸门装置上电自检通过后，闸门处于关闭状态，托轮的一端勾住闸门的勾部，如果没有上位机的指令，闸门不能人为打开，起到了防撬功能，能很好地防止人为恶意破坏，此时扭簧处于自然伸展状态，光感挡片处于光电感应器1001位置。

需要出钞的时候，ATM出钞闸门装置收到闸门打开指令，托轮在电机和主轴的带动下以图中所示方向转动，转过约120度后托轮的另一端接触闸门弯勾的背面，并继续在托轮的推动下，闸门向上开启，随着闸门打开的程序，对应闸门半开、3/4开和全开，此时扭簧处于拉伸状态，光感挡片分别处于对应的光电感应器1002、光电感应器1003、光电感应器1004位置。

完成出钞后ATM出钞闸门装置在上位主机的指令下需要关闭闸门，托轮在电机和主轴的带动下以图中所示反方向转动，闸门在扭簧的拉力下回到关闭状态，托轮在主轴的带动下继续转动，直到托轮的一端勾住闸门弯勾，获得防撬效果。

完成出钞后如果取钞的手指或儿童仍处于闸门之内，此时由于手指的厚度，闸门不能全部关闭，闸门弯勾略微抬起，托轮向反方向转动过程中，托轮的一端无法勾住弯勾，不会强行把手指夹住，起到了防夹手作用。

参考图5，本发明在ATM出钞过程中的处理流程：

在ATM出钞过程中，ATM出钞闸门装置通信接口单元收到上位机的闸门开启指令，通信接口单元把该指令交给微程序控制器单元，微程序控制器单元根据内部程序设置对上位机的指令进行判断，把上位机的指令与光感挡片的当前位置作比较，如果两者一致说明闸门已经处于开启状态，电机驱动单元不操作直流电机；如果两者不一致说明闸门当前不处于开启状态，微程序控制器发指令给电机驱动单元，电机驱动单元根据微程序控制器单元的指令控制直流电机转动，电机的转动带动齿轮组和主轴、光感挡片、托轮同步转动，随着光感挡片转动中对应不同的光电感应器，微程序控制器单元通过光电检测单元实时检测到光感挡片的位置状态，微程序控制器单元把当前光感挡片位置状态与上位机提供的目标指令相比较，如果两者不一致则继续转动，直到当前光感挡片位置状态与上位机提供的目标指令相一致时，微程序控制器单元发指令给电机驱动单元，电机驱动单元根据微程序控制器单元的指令停止直流电机的转动，在整个转动过程中，托轮随主轴的转动推动闸门弯勾打开闸门。

当ATM完成出钞取款后，上位机发指令给ATM出钞闸门装置关闭闸门，通信接口单元收到上位机的闸门关闭指令，通信接口单元把该指令交给微程序控制器单元，微程序控制器单元把当前光感挡片的位置状态与上位机的目标指令作比较，如果两者不一致说明闸门处于开启状态，微程序控制器单元发指令给电机驱动单元，电机驱动单元根据微程序控制器单元的指令控制直流电机转动，电机带动主轴和光感挡片一起转动，随着光感挡片转动中对应不同的光电感应器，光电检测单元实时检测到当前光感挡片的位置，微程序控制器单元立即从光电检测单元处获取当前光感挡片的位置状态，微程序控制器单元把收到的当前光感挡片位置状态与上位机提供的目标指令相比较，直到当前光感挡片位置状态与上位机提供的目标指令相一致，微程序控制器单元发指令给电机驱动单元，电机驱动单元根据微程序控制器单元的指令停止直流电机的转动，在整个转动过程中，闸门在扭簧的拉力下回到关闭状态。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1、一种自动柜员机出钞闸门装置，它包括电路控制板(1)、机械部分(2)、直流电机(3)，其特征在于：

所述的电路控制板(1)固定于机械部分(2)的侧面，包括微程序控制器单元(101)、通信接口单元(102)、光电检测单元(103)、电机驱动单元(104)、电源单元(105)和电机过流保护检测单元(106)；所述的微程序控制器单元(101)是电路控制板(1)的核心单元，分别与通信接口单元(102)、光电检测单元(103)、电机驱动单元(104)、电源单元(105)和电机过流保护检测单元(106)相连接；

所述的机械部分(2)包括机械框架(201)、主轴(202)、齿轮组(203)、托轮(204)、光感挡片(205)、闸门(206)、防护罩(207)、闸门弯勾(208)和扭簧，所述的主轴(202)、闸门(206)和防护罩(207)固定于机械框架(201)上，所述的托轮(204)和光感挡片(205)分别位于主轴(202)的两端，齿轮组(203)位于直流电机(3)与主轴(202)之间，防护罩(207)固定于机械部分(2)两侧，电路控制板(1)和齿轮组(203)位于防护罩(207)内，闸门弯勾(208)直接固定在闸门(206)上，扭簧两端分别固定于机械框架(201)和闸门(206)上；

所述的直流电机(3)固定于机械部分(2)的下部，直接与齿轮组(203)相连接。

2、根据权利要求1所述的自动柜员机出钞闸门装置，其特征在于：所述的微程序控制器单元(101)由内部电子可擦写只读存储器、随机存取存储器微电路的芯片和外围电路组成，是电路控制板(1)的核心单元，分别与通信接口单元(102)、光电检测单元(103)、电机驱动单元(104)、电源单元(105)、电机过流保护检测单元(106)相连接。

3、根据权利要求1所述的自动柜员机出钞闸门装置，其特征在于：所述的光电检测单元(103)由四个光电感应器组成，光电检测单元(103)直接与微程序控制器单元(101)和电源单元(105)相连接。

4、根据权利要求1所述的自动柜员机出钞闸门装置，其特征在于：所述的通信接口单元(102)包括串口单元和USB口单元，所述的串口单元是由通过串口芯片和接口组成串口接口电路，USB口单元是由通过USB口芯片和接口组成USB接口电路，通信接口单元(102)直接与微程序控制器单元(101)相连接，是ATM出钞闸门装置与上位机的通信接口。

5、根据权利要求1所述的自动柜员机出钞闸门装置，其特征在于：所述的电机驱动单元(104)通过电路与微程序控制器单元(101)、电机过流保护检测单元(106)和电源单元(105)连接，同时通过电源线与直流电机(3)相连接。

6、根据权利要求1所述的自动柜员机出钞闸门装置，其特征在于：所述的电源单元(105)包括电源接口插座和电压转换电路，电源单元(105)与微程序控制器单元(101)、电机驱动单元(104)、光电检测单元(103)、电机过流保护检测单元(106)连接。

7、根据权利要求1所述的自动柜员机出钞闸门装置，其特征在于：所述的托轮(204)为菱形结构，固定于主轴(202)的一端。

8、根据权利要求1所述的自动柜员机出钞闸门装置，其特征在于：所述的光感挡片(205)位于主轴(202)的一端。

Images