WO2010139205A1 - 薄片材料分离机构 - Google Patents

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吴红军
张林法
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Description

一 一
薄片材料分离机构
本申请要求于 2009 年 06 月 05 日提交中国专利局、 申请号为 200910040032.3、 发明名称为"薄片材料分离机构"的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及一种分离机构， 更具体地涉及一种薄片材料分离机构。
背景技术
随着社会的不断发展进步，各领域的机械化程度不断提高；其中，将妙票、 纸张、票据等薄片材料逐一分离的薄片材料分离技术也得到很大发展， 该技术 领域中， 自动化的薄片材料分离机构应用也越发广泛， 例如， ATM机的现金 存取设备、 银行现金票据的清分设备、 打印机、 复印机、 印刷机纸张的分离设 备中， 都广泛使用了薄片材料分离机构。
现有， 分离妙票、 纸张、 票据的薄片材料分离机构一般包括： 机架、 多个 传送轮、 分离轮、 反转轮、 驱动构件、 偏心调节装置及单向轴承。 所述多个传 送轮通过传送轴直接可旋转地安装在所述机架上，并可连同所述传送轴一起相 对于机架进行旋转运动；所述分离轮通过分离轴直接可旋转地安装在所述机架 上， 并可连同所述分离轴一起相对于机架进行旋转运动； 所述反转轮通过反转 轴和偏心调节装置安装在所述机架上。所述反转轮与所述分离轮隔离预定的距 离以形成分离间隙。分离轮与待分离的薄片材料之间产生的摩擦力大于所述反 转轮与待分离的薄片材料之间产生的摩擦力。所述驱动构件包括电机和若干同 步带， 所述电机通过所述同步带驱动所述分离轴、 传送轴及反转轴转动， 从而 驱动所述分离轮、 传送轮及反转轮转动； 同时， 所述驱动构件使所述分离轮的 转动方向与传送轮的转动方向相同，所述反转轮的转动方向与分离轮的转动方 向相反。 所述偏心调节装置包括偏心调节片和偏心片， 所述偏心片和偏心调节 片通过所述机架上的固定孔安装在所述机架的内外两侧。所述偏心片安装在机 架的内侧， 并包括外圈和适用于在所述外圈内移动的内圈。 所述内圈内压入所 述单向轴承； 所述单向轴承套入所述反转轴并控制所述反转轴的旋转方向。
在组装上述薄片材料分离机构时，转动所述偏心调节片带动所述偏心片的 内圈在所述外圈内移动， 进而通过内嵌的单向轴承带动所述反转轴移动，从而 - -
带动所述反转轮上下移动， 实现分离间隙大小的调节。分离间隙的大小按规定 调节完后，用紧固镙钉将所述偏心调节装置的偏心片和偏心调节片固定在机架 上， 从而固定了所述偏心片的内圈和外圈； 所述偏心片的内圈固定后， 不能再 对所述分离轮和反转轮之间的间隙进行调节。
在利用所述薄片材料分离机构进行分离工作时，先将待分离的薄片材料放 置在传送轮上 ,传送轮将待分离的薄片材料传送到分离轮和反转轮之间的分离 间隙。 由于反转轮的转动方向与分离轮的转动方向相反， 并且所述分离轮对与 其接触的薄片材料施加的摩擦力大于反转轮对与其接触的薄片材料实加的摩 擦力，因此与所述分离轮接触的薄片材料会在所述分离轮产生的摩擦力的作用 下通过所述分离间隙， 并进一步地被传送到传送通道， 以进行下一步的处理； 同时， 其它薄片材料通过所述反转轮被阻止在分离间隙外， 所述分离轮和反转 轮的相互配合使得一次只有一张薄片材料通过分离间隙。
由上述描述可知， 现有技术中， 分离间隙的大小在分离薄片材料之前已进 行调节， 并且调节完毕后固定所述偏心调节装置； 此时， 所述偏心片的内圈固 定不能转动， 所述反转轮与分离轮之间的分离间隙保持不变。保持不变的分离 间隙只能适应固定厚度的薄片材料， 当薄片材料因新旧不同、种类不同等造成 厚度不一时， 就艮容易导致分离失败。 具体地， 当待分离的薄片材料的厚度大 于分离间隙时， 薄片材料不能进入分离间隙从而导致不能进行分离； 当薄片材 料的厚度小于分离间隙时， 多张薄片材料就可能同时进入到分离间隙， 不仅造 成不能实现薄片材料逐一分离的目的，而且还可能因为磨擦阻力过大而卡死分 离轮， 使整个薄片材料分离机构不能正常工作。
因此， 有必要提供一种改进的薄片材料分离机构来克服上述缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种薄片材料分离机构，所述薄片材料分离机构的分 离间隙大小可按需要进行调整， 不仅扩大了分离材料的厚度范围， 同时也能防 止多张薄片材料同时进入分离间隙， 进而不会卡死分离轮。
为实现上述目的， 本发明提供一种薄片材料分离机构， 包括： 机架、 至少 一组传送轮、 分离轮、 反转轮、 偏心调节装置及驱动构件， 所述至少一组传送 轮和所述分离轮分别通过一第一转动轴连接所述机架，所述偏心调节装置包括 - - 偏心片和偏心调节片， 所述偏心片包括外圈和适用于在所述外圈内移动的内 圈， 所述内圈连接一第二转动轴， 所述第二转动轴连接所述反转轮， 所述反转 轮与所述分离轮相互隔离形成一分离间隙，所述驱动构件驱动所述第一转动轴 和第二转动轴转动， 其中， 所述薄片材料分离机构还包括弹性元件， 所述弹性 元件一端固定连接所述机架， 另一端连接所述第二转动轴。
较佳地， 所述薄片材料分离机构还包括滚动轴承， 所述弹性元件连接所述 滚动轴承， 所述滚动轴承套接所述第二转动轴。避免所述弹性元件与第二转动 轴直接连接而磨擦损坏所述第二转动轴。
较佳地， 所述驱动构件包括电机和同步带， 所述电机通过所述同步带驱动 所述第一转动轴和第二转动轴转动。
较佳地， 所述驱动构件包括手动轮和同步带， 所述手动轮在外力作用下通 过所述同步带驱动所述第一转动轴和所述第二转动轴转动。当所述薄片材料分 离机构出现意外故障时，可以手工转动所述手动轮从而带动所述第一转动轴和 所述第二转动轴转动 , 进而带动所述传送轮和分离轮转动而实现手动分离操 作。
较佳地， 所述偏心片固定于所述机架的一侧， 所述偏心调节片固定于所述 机架的另一侧。
较佳地，所述分离轮的至少部分表面的磨擦系数大于所述反转轮的至少部 分表面的磨擦系数。因此所述分离轮的部分表面对与之接触的薄片材料的摩擦 力大于与之相应的所述反转轮对与其接触的薄片材料的摩擦力，从而使所述分 离轮能准确地在摩擦力作用下将与其接触的薄片材料分离出分离间隙。
较佳地，所述弹性元件对所述第二转动轴的最大弹性压力大于待分离的薄 片材料对所述反转轮的作用力。所述弹性元件的弹性压力使第二转动轴在分离 过程中保持在一固定平衡位置。
较佳地， 所述薄片材料分离机构还包括单向轴承， 所述单向轴承套接所述 第二转动轴， 所述单向轴承套入所述偏心片的内圈， 所述单向轴承的外径小于 所述内圈的内径。 所述单向轴承控制所述第二转动轴的转动方向，使所述第二 转动轴只按一个方向转动； 并且所述单向轴承可在所述内圈内上下移动，从而 一 一
带动所述第二转动轴上下移动， 并导致所述反转轮上下移动，从而可调节所述 反转轮与分离轮之间分离间隙的大小。
与现有技术相比，本发明的薄片材料分离机构的第二转动轴与弹性元件连 接， 因此当进入反转轮与分离轮之间的分离间隙的薄片材料挤压反转轮时， 连 接反转轮的第二转动轴挤压弹性元件， 导致所述弹性元件收缩，从而通过所述 第二转动轴带动所述反转轮移动， 因此增大了反转轮与分离轮之间的分离间 隙。这样， 所述薄片材料分离机构能自动按所要分离的薄片材料的厚度不同而 自动调整所需分离间隙的大小， 因此扩大了分离材料的厚度范围， 同时也可以 将分离间隙设置的更小一些， 防止多张薄片材料同时进入分离间隙，避免卡死 分离轮。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例使用的附图作简单地介绍，显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本发明的 一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1为本发明薄片材料分离机构的示意图。
图 2为图 1所示薄片材料分离机构的局部示意图。
图 3为图 1所示薄片材料分离机构的偏心调节装置的结构示意图。
图 4为图 1所示薄片材料分离机构的弹性元件与第二转动轴及机架的连接 示意图。
图 5为图 1所示薄片材料分离机构分离薄片材料的截面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。
现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元 件。 如上所述， 本发明提供一种薄片材料分离机构， 所述薄片材料分离机构的 分离间隙大小可按需要进行调整， 因此扩大了分离材料的厚度范围， 同时也能 防止多张薄片材料同时进入分离间隙， 进而不会卡死分离轮。
参考图 1和图 2, 所述薄片材料分离机构包括机架 380、 传输浮动轮 140、 传输通道 340、 两组传送轮 110、 分离轮 120、 反转轮 130、 驱动构件、 偏心调 节装置 310、 第二转动轴 230及第一转动轴 210、 220。
所述传输浮动轮 140和传输通道 340依次固定安装， 并与所述传送轮 110 分别位于所述分离轮 120的两侧。所述传输浮动轮 140用于吸取分离后的薄片 材料并将吸取的薄片材料传送到所述传输通道 340内， 以进行后续操作。
所述两组传送轮 110分别通过第一转动轴 210转动连接于所述机架 380 , 并可连同所述第一转动轴 210—起转动； 本例中， 所述传送轮 110为两组， 且 平行设置。 另外， 在设计时可按实际需求安装一组或多组传送轮 110 , 并设置 多个相应的第一转动轴 210。
参考图 5 , 所述两组传送轮 110均包括第一磨擦系数部分 111及第二磨擦 系数部分 112。 所述第一磨擦系数部分 111的磨擦系数大于所述第二磨擦系数 部分 112的磨擦系数； 本文件中， 相应部分的磨擦系数为相应部分与待分离的 薄片材料之间的摩擦系数。在所述第一摩擦系数部分 111与薄片材料 360相接 触时，所述传送轮 110的第一摩擦系数部分 111能够通过施加较大的摩擦力把 薄片材料 360传送到所述反转轮 130与所述分离轮 120之间形成的分离间隙 350;在所述第一摩擦系数部分 112与薄片材料 360相接触时，所述传送轮 110 的第二磨擦系数部分 112与所述薄片材料 360之间产生的摩擦力很小，因此不 会带动所述薄片材料 360移动，从而保持所述薄片材料 360处于这一位置等待 后续分离操作。
再参考图 1 ,所述分离轮 120通过第一转动轴 220转动连接在所述机架 380 上， 并可连同所述第一转动轴 220—起转动； 所述分离轮 120包括第一磨擦系 数部分 121 及第二磨擦系数部分 122 (见图 5 ), 所述第一磨擦系数部分 121 的磨擦系数大于所述第二磨擦系数部分 122的磨擦系数。
所述反转轮 130通过第二转动轴 230和偏心调节装置 310安装在所述机架 380上。 所述反转轮 130的磨擦系数小于所述分离轮 120的第一磨擦系数部分 121的磨擦系数，并大于所述分离轮 120的第二磨擦系数部分 122的磨擦系数。 一 一 由于所述分离轮 120的第一摩擦系数部分 121的磨擦系数大于所述反转轮 130的磨擦系数，因此所述分离轮 120的第一摩擦系数部分 121与薄片材料 360 相接触时，作用在所述薄片材料 360上的摩擦力大于所述反转轮 130作用在所 述薄片材料 360上的摩擦力， 这样， 与所述分离轮 120接触的薄片材料 360 在所述分离轮 120的第一摩擦系数部分 121的摩擦力作用下被分离，并通过分 离间隙 350; 其它薄片材料在所述反转轮 130的作用下被阻止进入所述分离间 隙 350, 实现薄片材料逐一分离的目的。 所述分离轮 120的第二磨擦系数部分 122与所述薄片材料 360的摩擦力很小甚至可以忽略， 因此当所述第二磨擦系 数部分 122转动到与所述薄片材料 360接触的位置时，所述第二磨擦系数部分 122不对所述薄片材料 360进行分离操作， 直到传输浮动轮 140将所述薄片材 料 360传送到传输通道 340后，所述分离轮 120再对其它薄片材料进行下一轮 的分离操作。从上述分析可知， 所述分离轮 120的第二磨擦系数部分 122可以 保证， 与所述分离轮 120接触的薄片材料 360被所述传输浮动轮 140吸走后， 下一张薄片材料才能进行分离操作。
所述驱动构件包括电机 332和若干同步带 331 , 所述电机 332通过所述同 步带 331驱动所述第一转动轴 220、 210 , 使第一转动轴 220、 210按同一方向 转动，从而驱动所述分离轮 120和传送轮 110按同一方向转动。 所述第二转动 轴 230通过同步带（图未示）与另一电机（图未示）连接， 因此另一电机驱动 所述第二转动轴 230转动从而带动所述反转轮 130转动。上述两个电机使反转 轮 130的转动方向与分离轮 120的转动方向相反。 另外， 所述驱动构件还包括 手动轮 150, 所述手动轮 150固定安装在第一转动轴 210的一端。 当所述薄片 材料分离机构的电机 332出现意外故障而不能正常工作时，可以转动所述手动 轮 150通过所述同步带 331带动所述第一转动轴 220、 210转动， 从而带动所 述分离轮 120和传送轮 110转动，这样可以避免电机 332因故障而导致薄片材 料被卡在所述分离轮 120上。
参考图 3 , 所述偏心调节装置 310包括偏心片 311和偏心调节片 312 , 偏 心片 311和偏心调节片 312通过所述机架 380上的固定孔（图未示）安装在机 架 380的内外两侧。所述偏心片 311包括外圈 315和适用于在所述外圈 315内 移动的内圈 314。 所述外圈 315被嵌入所述机架 380内。 所述内圈 314内压入 单向轴承（图未示）， 并且所述内圈 315的内径大于所述单向轴承的外径； 所 述单向轴承内套入所述第二转动轴 230并控制所述第二转动轴 230的旋转方 向，使所述第二转动轴 230只按一个方向旋转。偏心调节片 312设有弧形槽口 316, 镙钉 313穿过所述弧形槽口 316, 并可将所述偏心调节装置 310固定在 所述机架 380上（见图 1 )。 在固定所述偏心调节装置 310前， 转动所述偏心 调节片 312, 使所述偏心调节片 312绕所述机架 380上的固定孔以所述弧形槽 口 316为弧转动， 从而带动所述偏心片 311的内圈 314在外圈 315内转动， 进 而使得通过内嵌的单向轴承与所述内圈 314连接的第二转动轴 230移动，从而 带动所述反转轮 130 移动， 因此可以在设计装配时通过转动所述偏心调节片 312而将分离间隙 350调整为适当的尺寸。 将分离间隙 350调整完毕后， 所述 镙钉 313穿过所述弧形槽口 316将所述偏心调节装置 310固定在所述机架 380 上， 此时， 不能再通过所述偏心调节装置 310调节所述分离间隙 350的大小。
参考图 4, 所述薄片材料分离机构还包括滚动轴承 370及弹性元件 320, 所述弹性元件 320—端固定连接所述机架 380,另一端连接所述滚动轴 370。 所述滚动轴承 370套接所述第二转动轴 230, 所述第二转动轴 230通过所述滚 动轴 7 370连接所述弹性元件 320,避免了所述弹性元件 320与第二转动轴 230 直接连接而磨擦损坏所述第二转动轴 230。 所述弹性元件 320可在压力作用下 上下伸缩，从而能够控制所述第二转动轴 230与单向轴承一起在内圈 314内的 位置，使第二转动轴 230与单向轴承能够在预定的范围内上下移动， 实现自动 调整所述分离轮 120和反转轮 130相互隔离而形成的分离间隙 350的目的。
在装配时， 转动所述偏心调节片 312, 所述内圈 314连同所述单向轴承带 动第二转动轴 230在外圈 315内移动，从而带动所述反转轮 130移动， 所述第 二转动轴 230的移动压缩所述弹性元件 320, 导致弹性元件 320反过来使反转 轮 130保持在一个适当的固定平衡位置，并且所述偏心调节片 312的转动幅度 控制了所述第二转动轴 230的移动幅度和所述弹性元件 320的压缩量。当所述 第二转动轴 230的移动幅度使反转轮 130与分离轮 120之间的分离间隙为最小 时， 停止转动所述偏心调节片 312 , 并通过所述镙钉 313将所述偏心调节装置 一 一
310固定在所述机架 380上，此时所述弹性元件 320具有一定的预压量。另外， 在装配时，可以使所述弹性元件 320对所述第二转动轴 230产生的弹性压力大 于待分离的薄片材料对所述反转轮 130的压力，以满足不同厚度的薄片材料通 过分离间隙的需要。
下面结合图 1和图 5描述本发明薄片材料分离机构的工作过程。
将待分离的薄片材料 360放置在所述传送轮 110上， 启动电机 332, 所述 电机 332的启动通过同步带 331带动第一转动轴 210、 220向同一方向转动， 进而带动所述传送轮 110和分离轮 120相应地按同一方向转动； 同时， 启动另 一电机（图未示）， 通过同步带 （图未示） 带动所述第二转动轴 230向与所述 第一转动轴 220转动方向相反的方向转动， 进而带动反转轮 130向与分离轮 120转动方向相反的方向转动。 此时， 电机 332的启动使所述传送轮 110将所 述薄片材料 360传送到所述反转轮 130与所述分离轮 120相互隔离形成的分离 间隙 350中。
当被传送到所述分离间隙 350内并与所述分离轮 120接触的薄片材料的厚 度大于所述分离间隙 350时，与所述反转轮 130接触的薄片材料 360会对所述 反转轮 130产生一定的作用力， 此作用力通过第二转动轴 230和滚动轴承 370 (见图 4 )传导到弹性元件 320上， 从而挤压所述弹性元件 320; 所述弹性元 件 320由于受到挤压而收缩； 此时，通过所述滚动轴承 370连接所述弹性元件 320的第二转动轴 230连同所述单向轴承在内圈 314内向上移动， 从而带动所 述反转轮 130向上运动，直到所述弹性元件 320对所述第二转动轴 230的压力 与薄片材料对所述反转轮 130的作用力达到新的平衡时，所述反转轮 130才停 止向上移动， 从而完成所述分离间隙 350 大小的自动调整。 此时所述反转轮 130与所述分离轮 110形成的分离间隙 350的大小与所述分离轮 120接触的薄 片材料的厚度基本相等。 在分离间隙 350 的大小自动调整后， 与所述分离轮 120接触的薄片材料进入分离间隙 350 , 所述分离轮 120的第一磨擦系数部分 121将与之接触的薄片材料分离出分离间隙； 分离出的薄片材料能够由所述传 输浮动轮 140吸取并传送到所述传输通道 340内进行后续操作。其它薄片材料 则被所述反转轮 130阻止在所述分离间隙 350外，从而完成一次分离操作。 当 - - 与所述分离轮 120接触的薄片材料被完全分离出去后， 原来与所述分离轮 120 接触的薄片材料对所述反转轮 130的作用力消失了， 此时， 所述弹性元件 320 恢复到预压量状态，使所述第二转动轴 230连同所述单向轴承在内圈 314内向 下运动，从而带动所述反转轮 130向下运动，分离间隙 350恢复到最小间隙值。
当被传送入所述分离间隙 350内并与所述分离轮 120接触的薄片材料的厚 度为设定的最小间隙值时， 与所述分离轮 120接触的薄片材料对反转轮 130 的作用力很小， 小于所述弹性元件 320对所述第二转动轴 230的压力， 因此所 述弹性元件 320仍保持原预压量状态并使第二转动轴 120保持在所述固定平衡 位置， 不用对所述分离间隙 350进行调节就能将所述薄片材料顺利分离出去。
反复进行上述过程，直到所有薄片材料全部被逐一分离完毕后，关闭电机， 从而所述薄片材料分离机构停止工作。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例， 当然不能以此来限定本发明之权利 范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims

权 利 要 求
1. 一种薄片材料分离机构， 包括： 机架、 至少一组传送轮、 分离轮、 反 转轮、偏心调节装置及驱动构件， 所述至少一组传送轮和所述分离轮分别通过 一第一转动轴连接所述机架， 所述偏心调节装置包括偏心片和偏心调节片， 所 述偏心片包括外圈和适用于在所述外圈内移动的内圈，所述内圈连接一第二转 动轴， 所述第二转动轴连接所述反转轮， 所述反转轮与所述分离轮相互隔离形 成一分离间隙， 所述驱动构件驱动所述第一转动轴和第二转动轴转动， 其特征 在于， 所述薄片材料分离机构还包括弹性元件， 所述弹性元件一端固定连接所 述机架， 另一端连接所述第二转动轴。
2. 如权利要求 1 所述的薄片材料分离机构， 其特征在于， 还包括滚动轴 承， 所述弹性元件连接所述滚动轴承， 所述滚动轴承套接所述第二转动轴。
3. 如权利要求 1 所述的薄片材料分离机构， 其特征在于， 所述驱动构件 包括电机和同步带，所述电机通过所述同步带驱动所述第一转动轴和所述第二 转动轴转动。
4. 如权利要求 1 所述的薄片材料分离机构， 其特征在于， 所述驱动构件 转动轴和所述第二转动轴转动。
5. 如权利要求 1 所述的薄片材料分离机构， 其特征在于， 所述偏心片固 定于所述机架的一侧， 所述偏心调节片固定于所述机架的另一侧。
6. 如权利要求 1 所述的薄片材料分离机构， 其特征在于， 所述分离轮的 至少部分表面的磨擦系数大于所述反转轮的至少部分表面的磨擦系数。
7. 如权利要求 1 所述的薄片材料分离机构， 其特征在于， 所述弹性元件 对所述第二转动轴的最大弹性压力大于待分离的薄片材料对所述反转轮的作 用力。
8. 如权利要求 1 所述的薄片材料分离机构， 其特征在于， 还包括单向轴 承，所述单向轴承套接所述第二转动轴，所述单向轴承套入所述偏心片的内圈， 所述单向轴^的外径小于所述内圈的内径。
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