CN206985303U - 纸币输送路径切换装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纸币输送路径切换装置。该装置包括：控制部、步进电机驱动电路、步进电机、换向器转轴及换向器叶片；换向器叶片位于换向器转轴上，用于提供至少两条输送路径；控制部的第一端口与步进电机驱动电路的输入端电连接，用于计算换向器转轴的当前位置与待切换的输送路径所在位置之间的角度距离，并根据角度距离产生步进电机的控制信号，发送给步进电机驱动电路；步进电机驱动电路的输出端与步进电机电连接，用于根据控制信号驱动步进电机的转轴转动；步进电机的转轴与换向器转轴套轴连接，步进电机的转轴转动带动换向器转轴转动，将换向器叶片切换到待切换的输送路径。本实用新型简化了换向器的驱动结构，并且实现了转动角度可调。

Description

纸币输送路径切换装置

技术领域

本实用新型实施例涉及金融设备技术，尤其涉及一种纸币输送路径切换装置。

背景技术

现金自动存取款机一般会由以下几个部分组成：纸币存取部，用于与使用者之间进行纸币的转交；识别部，用于鉴别使用者所存取的纸币或者取款出去的纸币；暂时保留部，用于暂时保留所投入的纸币；钞箱，用于按币种和污损程度分别存储纸币；输送部：用于提供在各个部分之间纸币的输送通道；以及控制部，用于控制整体机器。

现金存取款机在存款交易时将由使用者投入纸币存取部的纸币一张一张地分离，通过输送进入识别部鉴别，控制部根据鉴别结果决定输送目的地，目的地有多个，它们之间是不同的输送路径。同样，取款交易也有不同的输送路径。

其中，输送部用于提供不同的输送路径，不同输送路径之间会有连接，有两个路径分叉或者三个甚至三个以上的路径交叉，在这种交叉连接处需要有路径切换部，称之为换向器。换向器通常由一个轴、固定在轴上的叶片、以及带动轴转动的驱动组成。现有技术中的换向器驱动普遍利用电磁铁的通电吸合原理，带动换向器转轴进行不同方向的转动。这种方式缺点是一个电磁铁只能控制两个方向的切换，并且转动角度固定，一经定型不能调节；多个方向转动时需要多个电磁铁和更复杂的结构，并且转动角度固定。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种纸币输送路径切换装置，以简化换向器的驱动结构，并且实现转动角度可调。

本实用新型实施例提供了一种纸币输送路径切换装置，所述装置包括：控制部、步进电机驱动电路、步进电机、换向器转轴及换向器叶片；

所述换向器叶片位于所述换向器转轴上，用于提供至少两条输送路径；

所述控制部的第一端口与所述步进电机驱动电路的输入端电连接，用于计算所述换向器转轴的当前位置与待切换的输送路径所在位置之间的角度距离，并根据所述角度距离产生所述步进电机的控制信号，发送给所述步进电机驱动电路；

所述步进电机驱动电路的输出端与所述步进电机电连接，用于根据所述控制信号驱动所述步进电机的转轴转动；

所述步进电机的转轴与所述换向器转轴套轴连接，所述步进电机的转轴转动带动所述换向器转轴转动，将所述换向器叶片切换到所述待切换的输送路径。

本实用新型实施例的技术方案，通过控制部根据当前输送路径和待切换的输送路径的位置关系产生步进电机的控制信号，并发送给步进电机驱动电路，步进电机驱动电路根据所述控制信号驱动步进电机转动，从而带动换向器转轴转动，将换向器叶片切换到待切换的输送路径，通过一个步进电机就可以切换不同角度的输送路径，换向器转轴可以转动任意角度，从而不再需要多个电磁铁和更复杂的结构来驱动换向器，简化了换向器的驱动结构，并且实现了转动角度可调。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种纸币输送路径切换装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的纸币输送路径切换装置中的步进电机驱动电路的原理图；

图3是本实用新型实施例提供的纸币输送路径切换装置中的利用光电传感器检测初始位置的电气控制原理框图；

图4是本实用新型实施例二提供的一种纸币输送路径切换装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的一种纸币输送路径切换装置的结构示意图，该纸币输送路径切换装置一般可配置于自动存取款机等具有多个输送路径的金融设备中。如图1所示，本实施例所述的纸币输送路径切换装置包括：控制部10、步进电机驱动电路20、步进电机30、换向器转轴40及换向器叶片50。

其中，换向器叶片50位于换向器转轴40上，用于提供至少两条输送路径；

控制部10的第一端口与步进电机驱动电路20的输入端电连接，用于计算换向器转轴40的当前位置与待切换的输送路径所在位置之间的角度距离，并根据所述角度距离产生步进电机30的控制信号，发送给步进电机驱动电路20；

步进电机驱动电路20的输出端与步进电机30电连接，用于根据所述控制信号驱动步进电机30的转轴转动；

步进电机30的转轴与换向器转轴40套轴连接，步进电机30的转轴转动带动换向器转轴40转动，将换向器叶片50切换到所述待切换的输送路径。

其中，控制部10为金融设备中的控制部，可以控制整个金融设备的运行，在该纸币输送路径切换装置中主要用于控制步进电机驱动电路对步进电机的驱动，使步进电机带动换向器转轴转到待切换的输送路径上，或者是保持当前的输送路径。换向器转轴40和换向器叶片50组成换向器，换向器叶片50固定于换向器转轴40上，可以和换向器转轴40一同转动。

步进电机30是一种感应电机，它的工作原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，从而驱动步进电机的正常工作。

控制部10可以预存换向器转轴的位置与输送路径的对应关系，从而可以根据使用者的操作，确定换向器转轴40的当前位置(即当前输送路径的位置)和待切换的输送路径所在位置，根据这两个位置计算这两个位置之间的角度距离，并根据步进电机30的步距角产生步进电机30的控制信号，将该控制信号发送给步进电机驱动电路20，步进电机驱动电路20根据该控制信号控制步进电机30的转动，并在步进电机30的转动角度达到所述角度距离时，控制部10产生另一控制信号，控制步进电机停止转动并保持，从而保持切换到的输送路径。

其中，步进电机驱动电路20可选包括参考电压提供模块和驱动模块；

所述参考电压提供模块的输入端电连接所述控制部的第一端口，所述参考电压提供模块的输出端电连接所述驱动模块的参考电压输入端，用于根据所述控制信号产生相应的参考电压，并输入所述驱动模块；

所述驱动模块的输出端电连接所述步进电机，用于根据所述参考电压产生步进电机的驱动电流并驱动所述步进电机的转动或保持。

图2是本实用新型实施例提供的纸币输送路径切换装置中的步进电机驱动电路的原理图。如图2所示，参考电压提供模块21可选包括参考电压源Vref、三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3；

所述控制部的第一端口连接三极管Q1的基极，第一电阻R13连接于参考电压源Vref和三极管Q1的集电极之间，第二电阻R2并联于三极管Q1的集电极和发射极之间，第三电阻R3的一端连接三极管Q1的集电极，第三电阻R3的另一端接地；

三极管Q1的基极为参考电压提供模块21的输入端，三极管Q1的集电极为参考电压提供模块21的输出端。

控制部10对步进电机的控制信号从三极管Q1的基极输入，控制三极管Q1的开关，从而参考电压提供模块21产生不同的参考电压，三极管Q1打开时，电流流经第一电阻R1、三极管Q1和第三电阻R3，此时电流较大，给出的参考电压为第三电阻两端的电压，从而参考电压也较大；三极管Q1关闭时，电流流经第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，由于参考电压源的电压一定，此时电阻为三个电阻的串联，从而电流较小，给出的参考电压也较小。给出的参考电压较大时驱动步进电机的转轴转动，参考电压较小时，驱动步进电机的转轴保持不动。本领域技术人员可以理解，三极管Q1还可以用场效应管代替，同样可以实现该功能。

如图2所示，参考电压提供模块21还可选包括第一电容C1；第一电容C1与第三电阻R3并联。第一电容C1可以去耦合电流，从而去除耦合电流对参考电压的干扰，保持参考电压恒定。

如图2所示，驱动模块22包括步进电机驱动芯片U1、驱动电源VM、第四电阻R4和第五电阻R5；

参考电压提供模块21的输出端连接步进电机驱动芯片U1的参考电压输入端VREF；

驱动电源VM连接步进电机驱动芯片U1的驱动电源端VMA和VMB；

步进电机驱动芯片U1的第一电流检测端ISENA连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端接地；

步进电机驱动芯片U1的第二电流检测端ISENB连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接地；

步进电机驱动芯片U1的输出端AOUT1、AOUT2、BOUT1和BOUT2连接步进电机30。

步进电机驱动芯片U1根据参考电压确定步进电机的驱动电流大小，在参考电压较大时，提供较大的驱动电流，驱动步进电机的转轴转动；参考电压较小时，提供较小的驱动电流，驱动步进电机的转轴保持不动。当步进电机驱动芯片U1的第一电流检测端ISENA的电压达到参考电压时，关断电流预设时间后再打开。从而步进电机驱动芯片U1根据不同的参考电压输出不一样的驱动电流。从而控制部10可以通过简单的控制信号来控制三极管Q1的通断，使得步进电机驱动芯片U1输出大小不一样的两种驱动电流，驱动步进电机的转轴转动或保持在一个位置不动。其中，驱动电源VM从步进电机驱动芯片U1的VMA端输入U1，从U1的AOUT1输出到步进电机的一个线圈中，并从步进电机的该线圈输出进入U1的AOUT2端，从U1的ISENA端输出流经第四电阻R4到地，组成一个电流回路；另外，驱动电源VM从步进电机驱动芯片U1的VMB端输入U1，从U1的BOUT1输出到步进电机的另一个线圈中，并从步进电机的该线圈输出进入U1的BOUT2端，从U1的ISENB端输出流经第五电阻R4到地，组成另一个电流回路。其中，驱动电源VM可以为+24伏的电源。

其中，所述步进电机驱动芯片为DRV8811系列芯片，优选为DRV8811PWPR芯片。

如图2所示，驱动模块22还可选包括保险丝F；

保险丝F的一端连接驱动电源VM，另一端连接步进电机驱动芯片U1的驱动电源端VMA和VMB。通过该保险丝，可以避免步进电机的电流回路短路引起步进电机的损坏。

本实施例的技术方案，通过控制部根据当前输送路径和待切换的输送路径的位置关系产生步进电机的控制信号，并发送给步进电机驱动电路，步进电机驱动电路根据所述控制信号驱动步进电机转动，从而带动换向器转轴转动，将换向器叶片切换到待切换的输送路径，通过一个步进电机就可以切换不同角度的输送路径，换向器转轴可以转动任意角度，从而不再需要多个电磁铁和更复杂的结构来驱动换向器，简化了换向器的驱动结构，并且实现了转动角度可调。

在上述技术方案的基础上，还包括初始位置检测装置；

所述初始位置检测装置位于所述步进电机的转轴和所述换向器转轴连接的套轴上，并与所述控制部的第二端口电连接，用于在第一次切换输送路径时检测换向器转轴的初始位置。

在第一次切换输送路径时，当前位置不容易确定，可使用初始位置检测装置来检测，之后控制部可根据当前的输送路径确定换向器转轴的当前位置，并根据待切换的输送路径确定待切换的输送路径所在位置。通过初始位置检测，可以精准控制换向器转轴的转动位置。

在上述技术方案的基础上，所述初始位置检测装置包括光电传感器70和遮挡叶片80；

光电传感器70与控制部的第二端口电连接，所述遮挡叶片位于所述套轴上，用于遮挡光电传感器的光通路以检测换向器转轴的初始位置。

光电传感器70中包含传感器检测电路71，传感器检测电路71一端连接光电传感器70，另一端连接控制部10的第二端口。光电传感器70发射的光线射向所述套轴，套轴转动带动遮挡叶片转动。图3是本实用新型实施例提供的纸币输送路径切换装置中的利用光电传感器检测初始位置的电气控制原理框图，如图3所示，步进电机转动，带动换向器转轴转动，从而在在检测换向器转轴的初始位置时，控制部控制步进电机转动，带动换向器转轴及套轴转动，遮挡叶片随套轴一起转动，在转动到遮挡光电传感器的光线即光通路时，光电传感器接收到的光信号会发生变化，传感器检测电路将光信号转换为电信号并发送给控制部，光信号发生变化时，转换后的电信号也会发生变化，控制部可以检测到该信号变化，并控制步进电机停止转动，将此时换向器转轴所处的位置作为初始位置。控制部根据路径位置角度，计算出换向器转轴从初始位置到待切换输送路径所在位置之间的角度差，再计算出步进电机所需转动步数，控制部给出控制信号，通过步进电机驱动电路驱动步进电机转动到待切换输送路径所在位置，控制部给出另一控制信号，控制步进电机停止转动。

在上述技术方案的基础上，该纸币输送路径切换装置还包括：

电学固定板，用于固定所述步进电机和所述光电传感器。

所述光电传感器固定于所述电学固定板上，照射的光线射向所述套轴，通过接收被套轴或者被遮挡叶片反射的光线来感测光信号的变化，从而检测换向器转轴的初始位置。

实施例二

图4是本实用新型实施例二提供的一种纸币输送路径切换装置的结构示意图。本实施例是在上述实施例的基础上的一个优选实例。如图4所示，本实施例所述的纸币输送路径切换装置包括：控制部10、步进电机驱动电路20、步进电机30、换向器转轴40、换向器叶片50、电学固定板60、光电传感器70和遮挡叶片80。

步进电机30转动带动换向器转轴40和换向器叶片50转动，以切换不同输送路径，可以360度转动。光电传感器70固定在电学固定板60的上方，发射的光线照射向步进电机30的转轴和换向器转轴40连接的套轴90上，遮挡叶片80固定于套轴90上，在遮挡叶片80随套轴90转动到光电传感器70的下方时，遮挡光电传感器70的光通路，使得光电传感器70接收到的光信号发生变化，根据该变化检测到换向器转轴40的初始位置。换向器转轴40转动带动固定在换向器转轴40上的换向器叶片50转动，从而连通不同的输送路径。

在输送路径切换上，控制部10计算出从光电传感器70检测到的初始位置到待切换的输送路径所在位置之间的角度距离，再根据该角度距离计算出步进电机30转动所述角度距离所需转动步数，根据该转动步数给出控制信号，通过步进电机驱动电路20驱动步进电机30带动换向器转轴40转到待切换的输送路径所在位置。

在多方向实时切换时，步进电机30带动换向器转轴40从初始位置转动第一个待切换的输送路径所在位置时，控制部10控制步进电机30停止转动，即控制部10控制步进电机驱动电路20切换成电流值更小的保持电流，在下一个路径切换命令发出后，加大驱动电流，将换向器转轴40从当前位置直接切换到下一个待切换的输送路径所在位置，而无需回到初始位置重新转动。

本实施例的技术方案，可以提供多个输送路径、任意角度的方向切换，可广泛应用于各种转轴的介质通道切换，大大降低了同类装置的结构复杂程度，由于步进电机的驱动比较通用、使用广泛而且控制较成熟，从而成本较低，控制简单，而且通过一个步进电机来进行实时切换，比现有技术中使用多个电磁铁驱动切换，大大减少了切换的响应时间。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种纸币输送路径切换装置，其特征在于，所述装置包括：控制部、步进电机驱动电路、步进电机、换向器转轴及换向器叶片；

所述换向器叶片位于所述换向器转轴上，用于提供至少两条输送路径；

所述控制部的第一端口与所述步进电机驱动电路的输入端电连接，用于计算所述换向器转轴的当前位置与待切换的输送路径所在位置之间的角度距离，并根据所述角度距离产生所述步进电机的控制信号，发送给所述步进电机驱动电路；

所述步进电机驱动电路的输出端与所述步进电机电连接，用于根据所述控制信号驱动所述步进电机的转轴转动；

所述步进电机的转轴与所述换向器转轴套轴连接，所述步进电机的转轴转动带动所述换向器转轴转动，将所述换向器叶片切换到所述待切换的输送路径。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括初始位置检测装置；

所述初始位置检测装置位于所述步进电机的转轴和所述换向器转轴连接的套轴上，并与所述控制部的第二端口电连接，用于在第一次切换输送路径时检测换向器转轴的初始位置。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述初始位置检测装置包括光电传感器和遮挡叶片；

所述光电传感器与控制部的第二端口电连接，所述遮挡叶片位于所述套轴上，用于遮挡光电传感器的光通路以检测换向器转轴的初始位置。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：

电学固定板，用于固定所述步进电机和所述光电传感器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述步进电机驱动电路包括参考电压提供模块和驱动模块；

所述参考电压提供模块的输入端电连接所述控制部的第一端口，所述参考电压提供模块的输出端电连接所述驱动模块的参考电压输入端，用于根据所述控制信号产生相应的参考电压，并输入所述驱动模块；

所述驱动模块的输出端电连接所述步进电机，用于根据所述参考电压产生步进电机的驱动电流并驱动所述步进电机的转动或保持。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述参考电压提供模块包括参考电压源、三极管、第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述控制部的第一端口连接所述三极管的基极，第一电阻连接于所述参考电压源和所述三极管的集电极之间，所述第二电阻并联于所述三极管的集电极和发射极之间，所述第三电阻的一端连接所述三极管的集电极，所述第三电阻的另一端接地；

所述三极管的基极为所述参考电压提供模块的输入端，所述三极管的集电极为所述参考电压提供模块的输出端。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述参考电压提供模块还包括第一电容；

所述第一电容与所述第三电阻并联。

8.根据权利要求5-7任一所述的装置，其特征在于，所述驱动模块包括步进电机驱动芯片、驱动电源、第四电阻和第五电阻；

所述参考电压提供模块的输出端连接所述步进电机驱动芯片的参考电压输入端；

所述驱动电源连接所述步进电机驱动芯片的驱动电源端；

所述步进电机驱动芯片的第一电流检测端连接所述第四电阻的一端，所述第四电阻的另一端接地；

所述步进电机驱动芯片的第二电流检测端连接所述第五电阻的一端，所述第五电阻的另一端接地；

所述步进电机驱动芯片的输出端连接所述步进电机。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述步进电机驱动芯片为DRV8811系列芯片。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述驱动模块还包括保险丝；

所述保险丝的一端连接所述驱动电源，另一端连接所述步进电机驱动芯片的驱动电源端。