专利名称：具有改进的传动通道的验钞机的制作方法
技术领域：
本发明涉及验钞机，特别是涉及对通过验钞机头的钞票的传动和检测的改进。
背景技术：
现在验钞机通常应用于不同类型的自动售货机，用于接收钞票，确定钞票的面额和真实性。所接收的钞票被存储在一个钞票盒内，自动售货机根据信用值而确定给消费者交付商品。验钞机通常也应用于游戏机。
绝大多数货币类型的钞票的平均使用寿命大约是六个月。钞票的使用状况在一种清洁的脆性的钞票和一种基质变坏的相对脏些的钞票之间变化很大。钞票具有一系列的安全特性，这些特性可以被验钞机检测并且对钞票的真实性做出预测。其意图是验钞机必须对所接收的钞票做出合适的判断，然而，当钞票的状况变坏时，就更难鉴定了。
另外，已经发现钞票的变坏逐渐增加，在钞票的插入和/和退回期间，钞票被卡在验钞机内的可能性非常高。这种钞票被卡的现象是一个很重要的问题，因为验钞机经常是被用在无人操作的地方，这会给使用者带来不便和令其失望。在无人的地方，因为未能正常起作用，使用者可能会试图破坏所述设备，而且它也可能不方便于操作者，因为需要拨打业务电话，消费者的抱怨必须处理。假如钞票被退回，验钞机就必须以很高的准确率将钞票返回给消费者。
还可以评价的是，验钞机必须以最少的指导来操作，并容许送入验钞机的钞票有很大的变化。通常，使用者不是特别的准确，从而就发生大的变化。因而，对通过一个检测通道的钞票的驱动就必须正确地将钞票校直并使钞票以一个相当高的速度移动通过所述通道，而假如需要的话，也能够退回钞票。当钞票进入设备时或者当钞票被退出设备时，就将卡钞票的现象减少到最小了。
现有技术中，钞票被采用一系列的三个主动辊驱动以使钞票移动通过一个弯曲的钞票检测通道，在所述通道的壁上设有一系列的传感器用以当钞票通过它时检测钞票。不同的验钞机使用光学传感器并结合使用感应传感器和电容传感器。这些验钞机典型地包括一个光学传感器，用以确定钞票已经被插入验钞机以便启动验钞机，并采用一个光学传感器以确定钞票将要离开验钞机头部并进入钞票盒。通常，钞票是在钞票通道方向上的一个大的过渡段处被卡住，而且邻近验钞机头部的钞票出口处。
本发明提供一种改进的验钞机，其倾向于使钞票很少被卡住，并且当钞票移动通过验钞机头部时提供一种有效的钞票计值。
发明内容
根据本发明的一种验钞机，包括验钞机头部和一个从所述验钞机头部的一侧向下延伸的细长的动力传动装置。所述验钞机头部具有一个钞票接收前盖，其带有一个入口，所述入口通过所述前盖被连接到一个贯串所述验钞机头部的钞票通道。所述通道被限定在一个内壳体部分与一个外壳体部分之间，其中所述外壳体部分可以在一个使用位置与一个维护位置之间移动，所述使用位置将所述通道限定在所述内和外壳体部分之间，所述维护位置将所述通道的两侧暴露以便维护。所述通道包括一个第一直线段，所述直线段延伸所述前盖入口并与一个第一曲线过渡段相连。所述第一曲线过渡段与一个第二直线段相连，所述第二直线段与第一直线段形成一个锐角，从而通道部分地向其自身倒转。所述第二直线段通向一个固定的曲线过渡段，所述过渡段终止于一个排出口。所述内壳体部分具有两组与第一直线段相连的入口主动辊，其中一组主动辊向邻近一个汇合处的通道突出，所述汇合处位于前盖与内壳体部分之间，而另一组入口主动辊向邻近第一过渡段的通道突出。所述内壳体部分具有两组排出主动辊，其邻近所述第二直线段与所述第二曲线过渡段的汇合处。其中一组排出辊向位于第二直线段内的通道突出，而另一组排出辊向位于第二曲线过渡段内的通道突出。
根据本发明的一个方面，所述入口主动辊和排出主动辊通过一个齿轮传动链互连。
根据本发明的另一方面，所述入口主动辊和排出主动辊通过一个共用的电动机以相同的速度驱动。
根据本发明的再一方面，所述主动轮被所述电动机以便将钞票以大于200mm/s的速度向前推进通过所述通道。
根据本发明的还一方面，邻近所述入口的通道包括两个光学传感器，所述传感器设置在通道的相对两侧，用以检测钞票的插入。
根据本发明的另一方面，每一所述光学传感器包括位于通道一侧的一个发射器和接收器以及位于通道相对侧的一个光导。当钞票没有在发射器与光导之间的通道内时，所述光导用来将从发射器接收的光返回到接收器。
根据本发明的再一方面，所述验钞机还包括另一个邻近入口的光学传感器。所述另一光学传感器具有一个位于通道一边的光发射器和一个位于通道相对边的光接收器。所述光发射器发射一束光穿过通道到达光接收器。所述光被钞票或者被在通道的长度方向上延伸的其它任何物体截断。
根据本发明的另一方面，所述光学传感器的发射器和接收器都被设置在所述内壳体部分上。
根据本发明的再一方面，所述无源导波器被设置在所述外壳体部分上。
根据本发明的另一方面，所述主动辊包括弹簧加载的惰辊，惰辊与主动辊相对并被支承在外壳体部分内。在本发明的一个优选方面，这些惰辊包括一个有成对臂的弹性件，在臂之间具有一个狭槽用于接收所述惰辊。
根据本发明的再一方面，所述验钞机头包括位于所述第二直线段的通道的每一侧上的一系列传感器，所述位于通道每一侧上的一系列传感器被安装在一个共用的PC板上。
根据本发明的另一方面，所述第二直线段上的传感器之一为一个条形码传感器。
根据本发明的再一方面，所述验钞机的电动机驱动部件设置在所述细长的动力传动装置内，设置在所述细长动力传动装置内的所述电动机具有一个位置邻近电动机的PC板，以避免电磁干扰。
根据本发明的另一方面，所述细长的动力传动装置还包括处理硬件和软件，用以对传感器的信号求值并对钞票的面额做出预报。在所述细长的动力传动装置中设置一个存储器接收装置，用于接收一个可移动的存储条。这就允许通过插入一个合适的程序化存储条而更新验钞机的软件。
本发明的优选实施例示于附图中，其中图1为示出验钞机各个方面的截面图；图2为移除钞票盒的验钞机的再一视图；图3为验钞机的透视后视图，示出验钞机头的外壳体部分的零部件；图4为分解透视图，示出细长动力传动装置的细节；图5为外壳体部分的部件的部分分解图；图6为类似于图5的视图，示出被组装在外壳体部分内的各个部件；图7为分解透视图，示出被部分打开的外壳体部分，用以显示钞票通道并部分地分解以进一步地示出在内壳体部分上的传动机构和各个传感器的细节；图8为外壳体部分的一部分的透视图，示出各个传感器；图9为部分透视图，示出内壳体部分的细节；图10为横截面图，示出输入给验钞机的各个光学传感器；图11为沿图10的截面线A-A的横截面图。
具体实施例方式
如图所示，验钞机2具有一个验钞机头4，其接收钞票并使钞票沿着一个钞票通道14移动到可以拆卸的钞票盒6。随着钞票通过入口10被送入，钞票通过设置在验钞机头4前沿的前盖8被送入。入口10与钞票通道12连通。
钞票借助于一系列的主动辊12沿着钞票通道移动，其中主动辊12向通道内突出并都被以相同的速度驱动。一系列齿轮16，18，20和22形成一个齿轮组并与主动辊12相互连接。惰辊26，28，30，32和34为弹簧偏压在外壳体部分，外壳体部分包括部件72和74(参见图7)。这些外壳体部分形成钞票通道的一个侧面，而内壳体部分70则限定钞票通道的相对侧面。
如图2所示，通道12包括一个第一直线段100，其与一个第一曲线段102相连，所述第一曲线段102通向第二直线段104，所述第二直线段104通向曲线排出段或第二曲线段106。在内壳体部分70及外壳体部分72和74内的第二直线段的任一侧面上设置一系列的传感器105，用于当钞票移动通过传感器时对钞票求值。
如图7所示，内壳体部分70在第二直线段104上具有一个电容传感器80，横跨通道宽度的三个光学传感器82，一个条形码传感器84，而且在曲线排出段具有一个光学排出传感器86。外壳体部分的下部铰接部分74还包括一系列传感器，用于检测钞票的相对侧。在图8中，这些传感器被显示为电容传感器120，三个光学传感器122和三个感应传感器124。这样，钞票的两侧都被一系列电容、光学和感应传感器扫描，而与钞票被怎样插入钞票入口10无关。用于计算这些信号的软件包括与通道内的钞票的所有方位相应的信号，以便快速处理。沿钞票通道的不同地点设置的主动辊，有效的是四组主动辊，当钞票移动通过通道时为钞票提供正控制，并且，当钞票的后沿大约在第二直线段104的一半位置时，允许钞票被有效地求值。假如钞票还没有被完全求值，则钞票被停止并被保持在此位置。邻近第二曲线段106并位于第二直线段104的输出口的这样两个主动辊14与钞票进行正啮合，而且钞票仍然在第二直线段104内。如果需要，钞票可以与第一曲线段102保持相对的近些，即，钞票的后沿邻近第二直线段的最前部分。
假如做出了钞票应当被退回的决定，在第二直线段底部排出口处的两个辊子就强迫钞票在相反的方向上通过通道，以使之被位于第一直线段100端部的主动辊组啮合。当钞票的后沿还没有通过传感器时，就可以有效地避免钞票被卡在第二直线段104的传感器部分。钞票基本上是自由地漂浮在通道内，并且在它与位于第一直线段104端部的下一组主动辊啮合前，不必移动一大段距离。一旦钞票被这些主动辊啮合，钞票然后就继续被驱动出通道并通过入口10。
已经发现，主动辊的这种设置在避免钞票被卡住方面很有效，而钞票卡住以前是发生在验钞机的特别是邻近钞票通道12的第二直线段上。而且，如图1所示，主动辊的反转方向导致惰辊200变为主动。基本上，此辊是在反转方向自由旋转，从而当钞票被退出时将开始使主动辊14反转方向旋转。当主动辊在沿通道向前推进钞票的方向上旋转时，惰辊200进入如图1所示的中性位置。这些辊200被设置在通道的相对侧面上并协助将被退回的钞票移动通过入口10。在输送钞票期间，所述辊200移动到一个无障碍位置(clear position)。
设置在验钞机头输入口的最初主动辊组14具有三组横跨钞票通道的主动辊。中间的主动辊具有传统的惰辊并总是主动的。外侧的两个主动辊和三个特殊的无障碍辊200仅仅在退回钞票期间是主动的。
图5示出了惰辊204安装在外壳体部分的上部铰接部分72内的情形。在模塑的部件72内设有一个安装凹槽206，并接收所述惰辊204的轴205。一旦所述惰辊就位于所述模塑部件72中，就插入一个有成对弹性臂的元件210。如图所示，弹性臂件210具有两个弹性臂212和214，两臂通过凸缘部分216和218在两端部连接。所述单一部件被落入所述安装结构206中并被卡装在安装结构的锁紧件220和222之后。弹性臂212和214能够相对于凸缘216和218挠曲，并允许惰辊垂直于通道进行移动。然后，在部件72上添加一个顶盖部件以作为最终产品的零部件。所述惰辊延伸穿过端口230但是能够向上移动而抵抗弹性偏压。
图7示出了内壳体部分70以及外壳体部分72和74的详细结构。可以看到，通道12具有一系列在通道12的长度方向上延伸的肋条90，其作用是使对钞票的牵引力最小并将钞票定位在通道内以及限制钞票相对于各个传感器的空间变化。主动辊14部分地延伸到通道内，并且典型地具有一个外部橡胶表面。一个带状电接插件250用来将下部铰接部分74中的各种光学传感器连接到设置在细长的电力和处理扩展部分260中的处理结构上。一个印刷电路板44为信号的处理提供硬件，其包括存储软件的存储器，用于对传感器的信号求值。一第一电动机56与所述传动链54配合用以驱动凸轮55，其中凸轮55用于驱动一个板件，所述板件是钞票盒的一部分。所述电动机60用来驱动主动辊14。在如图4所示的一个印刷电路板58上设有一个驱动器电路，用以减少外部的电磁信号。通过将电动机60的驱动器电路设置在接近电动机60的位置，电导线不会导致对传感器形成电磁干扰。
可以理解，当钞票向前行进通过钞票通道时，电动机60就正在运转，并且当钞票正在移动通过通道时就进行对钞票的求值。主动辊通常以200至340mm/s之间的速度移动钞票，当钞票移动通过验钞机时，验钞机在大多数情形下能够做出判断。也有可能当钞票移动通过验钞机时收集信息，将钞票的仍然在第二直线段的尾部部分停止，然后启动计算器用以确定钞票的面额。
对于多数应用来说，钞票被停止在第二直线段并被保持在此段以等待从主机发来的确认信号，比如一台自动售货机或者游戏机，以接收钞票或者拒绝它。是由主机做出所述决定的，主机给验钞机发出一个信号。在确认面额之后，验钞机通常发出一个关于面额的信号给主机并等待来自主机的进一步指令。
当钞票沿通道移动时执行处理过程，电动机正在运转。在印刷电路板上接近电动机的位置给电动机提供驱动器电路，通过减少因长的导线而产生的外部电信号，有助于保持各个传感器的高质量的信号。
从附图的各个分解图中可以看到，在第二直线段内的通道的相对侧上设有检测元件。如图1清楚所示，传感器安装在通道每一侧上的它们自己共用的PC板上。其中一组传感器包括PC板15，位于内壳体部分上的传感器被安装在共用的PC板17上。
图4的分解透视图示出一个存储器接收器46，其与存储条48协同作用。有时需要更新验钞机，用于处理不同钞票或者不同币种，或者仅仅是需要更新用于处理来自传感器的信号的软件。存储条48提供一种简单的方法用来更新验钞机所用的软件。这些部件被保护在位于盖板42之后的验钞机内，其中盖板被机械地固定到验钞机上。
图10和11示出设在验钞机输入口处的光学传感器的详细结构。这些光学传感器包括一个设在通道的相对边的钞票导向边传感器和一个设在通道一侧面上的光接收器270以及一个设在通道相对侧面上的光接收器272。这些部件被安装在一个共用的印刷电路板274上。所述导向边传感器50具有一个发射器51，其发射光并使之穿过通道。假如不存在钞票，它就被一个光导装置53接收。所述光导装置使光改变方向并使之返回穿过通道到达接收器55。发射器和接收器都被设置在通道的相同侧面上并被安装在一个共用的电路板274上。所述光导53是设在外壳体部分72的顶部铰接部分74上的一个无源元件，其不需要电连接。
光发射器270发射一束光横过通道的宽度并被光接收器272接收。所述光接收器272通过电导277被连接到印刷电路板274上。也可能是将接收器272直接定位在板274上并用一个光导将被接收的光导引到光接收器。所述横过通道的光束用于检测可能显示一种欺骗行为的状况。我们知道，当钞票正在被验钞机接收时，可以在钞票上粘贴一根绳或带或其它细长物。通常是粘贴在它的后边缘。一旦验钞机已经接触到钞票，用户就快速试图从验钞机中拽回所述钞票。在钞票的后边缘已经通过传感器之后，被导引横过钞票通道的光束起到检测这些带、线或绳存在的作用。
附图中所示的验钞机能够以一种精确的方式和高速有效地处理钞票，并能被应用于具有不同安全特性的大范围的钞票。300mm/s的速度已经证明，在提供快速处理钞票方面是很有效的，而且能够很好地求出钞票的面额。主动辊和惰辊的特殊布置也可以减少卡钞票的现象，并为被退出验钞机的钞票提供有效的和完全的传动。
虽然已经对本发明的各个优选实施例进行了详细的描述，但是应当知道，本领域的技术人员可以在不背离本发明的精神的条件下进行变化和变型，本发明的保护范围由权利要求书限定。
权利要求
1.一种验钞机，包括一个验钞机头和一个从所述验钞机头的一侧向下延伸的细长的动力传动装置，所述验钞机头具有一个钞票接收前盖，所述前盖带有一个入口，所述入口穿过所述验钞机头与一个钞票通道连接，所述通道被限定在一个内壳体部分与一个外壳体部分之间，其中所述外壳体部分可以在一个使用位置与一个维护位置之间移动，所述使用位置将所述通道限定在所述内和外壳体部分之间，所述维护位置将所述通道的两侧暴露出来以便维护；所述通道包括一个第一直线段，所述直线段从所述前盖入口向远离入口的方向延伸并与一个第一曲线过渡段相连，所述第一曲线过渡段与一个第二直线段相连，所述第二直线段与第一直线段形成一个锐角，从而所述通道部分地向其自身倒转，所述第二直线段通向一个固定的曲线过渡段，所述过渡段终止于一个排出口；所述内壳体部分具有两组与第一直线段相连的入口主动辊，其中一组主动辊向邻近一个汇合处的通道突出，所述汇合处位于所述前盖与所述内壳体部分之间，而另一组入口主动辊向邻近所述第一过渡段的所述通道突出；所述内壳体部分具有两组排出主动辊，其邻近所述第二直线段与所述第二曲线过渡段的汇合处，其中一组排出辊向位于所述第二直线段内的所述通道突出，而另一组排出辊向位于所述第二曲线过渡段内的所述通道突出。
2.根据权利要求1所述的验钞机，其特征在于所述入口主动辊和所述排出主动辊通过一个齿轮传动链互连。
3.根据权利要求1所述的验钞机，其特征在于所述入口主动辊和所述排出主动辊通过一个共用的电动机以相同的速度来驱动。
4.根据权利要求1所述的验钞机，其特征在于所述电动机与所述主动轮配合作用以将钞票以大于200mm/s的速度向前推进通过所述通道。
5.根据权利要求1所述的验钞机，其特征在于邻近所述入口的所述通道包括两个光学传感器，所述光学传感器设置在通道的相对两侧上，用以检测钞票的插入
6.根据权利要求5所述的验钞机，其特征在于每一所述光学传感器包括位于通道一侧的一个发射器和接收器以及位于通道相对侧的一个光导，在没有钞票存在时被发射的光被所述光导接收并通过所述通道被返回到所述接收器。
7.根据权利要求6所述的验钞机，其特征在于每一光学传感器的所述发射器和所述接收器在所述通道的长度上对准。
8.根据权利要求6所述的验钞机，其特征在于所述验钞机还包括另一个邻近所述入口的光学传感器，所述另一光学传感器具有一个位于所述通道一边的光发射器和一个位于所述通道相对边的光接收器，所述光发射器发射一束光穿过所述通道到达所述光接收器。
9.根据权利要求8所述的验钞机，其特征在于所述另一光学传感器的所述发射器和所述光接收器都设置在所述内壳体部分上。
10.根据权利要求9所述的验钞机，其特征在于在与所述排出口邻近的所述通道的中心线的相对侧上，还设有一对排出光学传感器。
11.根据权利要求10所述的验钞机，其特征在于每一所述排出光学传感器包括一个发射器和一个接收器，它们位于所述通道的一侧并相互间隔一段短距离，所述发射器将一束光引导穿过所述通道到达位于所述通道相对侧上的一个光导，所述光导将所述光束返回并穿过所述通道到达所述接收器。
12.根据权利要求1所述的验钞机，其特征在于所述主动辊包括弹簧加载的惰辊，所述惰辊与所述主动辊相对并被支承在所述外壳体部分内。
13.根据权利要求1所述的验钞机，其特征在于沿所述第二直线段的所述内和外壳体部分包括一系列传感器，用于检测钞票的特性。
14.根据权利要求13所述的验钞机，其特征在于所述一系列传感器包括一个电容传感器，一个彩色光学传感器和一个感应传感器。
15.根据权利要求14所述的验钞机，其特征在于所述每一传感器包括位于所述通道相对侧上的部分，位于所述通道一侧上的传感器部分被安装在一个共用的PC板上。
16.根据权利要求14所述的验钞机，其特征在于所述一系列传感器包括一个条形码传感器。
17.根据权利要求＿所述的验钞机，其特征在于包括用于接收一个可以移动的存储设备的装置，用于通过在所述装置中插入一个可以移动的存储设备来更新软件。
18.根据权利要求17所述的验钞机，其特征在于所述接收装置用于接收一个存储条。
19.根据权利要求1所述的验钞机，其特征在于所述前盖与所述通道之间的所述内壳体部分包括一个齿轮组，所述齿轮组链接所述主动辊并使得所述主动辊以相同的速度和旋转方向旋转。
20.根据权利要求19所述的验钞机，其特征在于所述齿轮组被连接到一个驱动电动机上，所述电动机位于所述内和外壳体部分的下方和外部。
21.根据权利要求1所述的验钞机，其特征在于向与所述前盖与所述内壳体之间的所述汇合处邻近的所述通道内突出的其中一组主动辊具有一个中心主动辊，一个防卡币辊设置在所述中心主动辊的任一侧，所述防卡币辊为非圆柱形辊，并且当钞票从入口穿过验钞机移动时所述防卡币辊处于一种无障碍的非主动关系，而当钞票被从所述验钞机退回时所述防卡币辊处于一种主动关系。
22.根据权利要求21所述的验钞机，其特征在于所述防卡币辊具有一个单向离合器，在将钞票从所述入口通过验钞机传送期间允许滑移。
全文摘要
一种验钞机具有一个有效的传动通道，用于使钞票穿过一个验钞机头通过一系列传感器而移动。一系列主动辊组通过一个齿轮组共同连接，在送入钞票期间和在从入口退出钞票期间，能够有效地传送钞票以便防止钞票被卡住。这种钞票通道的结构、传感器的安装以及传动装置的布局共同作用提供了一种节约成本的和高效的验钞机。
文档编号G07D11/00GK1487481SQ0313287
公开日2004年4月7日 申请日期2003年7月24日 优先权日2002年7月26日
发明者莱昂·索尔特索夫, 谢尔吉·布哈曼, 奥列克桑德·奥尼普切恩科, 谢尔吉·安德罗休科, 安德罗休科, 布哈曼, 桑德 奥尼普切恩科, 莱昂 索尔特索夫 申请人:卡施科德公司