用于抓取片料的抓取装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于抓取片料堆(1)的抓取装置。所述抓取装置具有至少两个抓取件(21，41)，用来抓取安置在所述抓取件之间的片料堆(1)，所述抓取件能相互相向地移动，以便通过抓紧动作来抓取所述片料堆(1)。其中一个抓取件的至少其中一个抓指(22)从所述抓指基本上平行于堆表面定向的起始位置能够倾斜到倾斜位置，在该倾斜位置内所述抓指朝向堆表面倾斜。利用该抓取装置能够将任意类型的片料堆牢靠地和无损地从容器中取出，并且通过抓紧动作抵抗重力地固持。
【专利说明】用于抓取片料的抓取装置
[0001]本发明涉及一种用于抓取片料、尤其片料堆的抓取装置和方法，还涉及一种具有所述抓取装置的设备。
[0002]为了将片料堆从起始位置传输到目标位置，已知一种固定的传输装置，这种传输装置运输整体堆从起始位置到目标位置。可选地还已知，在起始位置上将单个片料单独地依次从片料堆中抽出，并且运送到目标位置，并且在那如果需要可以再次堆积该片料。因为这种设备是昂贵的，并且在变化的起始位置和目标位置方面不是灵活的，所以在很多应用中相应的片料堆被人手动地运输。但是，代替手动运输还已知，使用可抓取片料堆的抓取器，并且能够将其运输到目标位置。抓取器在片料堆的上侧和下侧挤压片料堆，以便实现对片料堆的抓紧动作。这种抓取器尤其能够被这样使用，将片料堆从容器中取出，并且将取出的片料堆重新放到希望的目标位置上。
[0003]对于有价票券的处理，例如使用能在一侧开口或者永久开口的容器，并且能够将松散的有价票券置入一个或多个有价票券堆的容器中。为了取出有价票券，所述容器通常被这样安置，使得它的开口侧向上，并且有价票券以它的纵棱边竖立在容器内。
[0004]当在容器内应该相互隔开地保存多个有价票券堆、例如为了能够将这些堆相互区分开时，容器能够设有将该容器分为不同部分区域的分隔件，参见图la。不仅容器的内壁而且分隔件在其朝向有价票券表面的一侧上通常具有由多个凸起和空隙构成的蛇曲形表面。为了将有价票券堆通过抓具自动地从容器中取出，抓具能够设有多个抓指，它们从上面侵入蛇曲形表面的空隙内。相应地，容器的空隙和抓具的抓指在其布置和大小上都相互匹配。抓具例如具有两个由多个抓指构成的耙式抓取件，它们能够相互靠近和相互远离地移动，以便抓取有价票券堆，只要抓指垂直地侵入容器的空隙内。因此，借助抓具能够抓取希望的有价票券堆，从容器中取出，并且远离容器地放置或者置入用于有价票券处理的设备中。
[0005]但是，以这种方式将片料堆从容器中无碍的取出只对于这种片料堆是有效的，即片料的数量不是太大。较大的堆由于它较大的质量和不利的尺寸在将该堆取出时容易出现从抓具的抓紧动作中脱落的现象。此外，由不同大小片料构成的混合堆的牢靠取出是特别困难的，因为它会导致片料堆的不均衡的机械特性。另一些困难是，抓具必须施加在堆表面上的、用来固持所述堆抵抗重力和加速力的作用力与在抓具和在堆表面上的片料之间的摩擦、以及在所述堆的片料之间的摩擦有关，并且这种摩擦力根据片料的类型和状态而改变。因此，至今牢靠的和无碍的取出片料堆只能够适用于指定类型的片料堆。
[0006]本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的解决方案，借助抓具将位于容器内的片料堆从容器中取出，并且将其通过抓紧动作抵抗重力地固持。
[0007]所述技术问题通过独立权利要求所述的特征而解决。本发明的其它优点由从属权利要求给出
[0008]对于十分大的片料堆应该注意，用于抓具的作用力必须如此大，使得抓指能够通过所述堆的反作用力弹性弯曲。通过抓指向外的弯曲，抓紧动作力尤其仅更多地作用在片料的边缘上，因而片料堆能够从抓紧动作中脱落。
[0009]根据本发明的抓取装置具有至少两个用于抓取安置在抓取件之间的片料堆的抓取件。所述抓取件能够相互靠近地移动，以便抓取片料堆，并且能够相互远离地移动，以便再次释放所述片料堆。为此，其中一个抓取件能够设计为可移动的，并且另一个设计为固定的，或者两个抓取件都设计为可移动的。为了在所述堆的两个端部实现对片料堆的抓紧动作，抓取装置抓紧动作所述堆，通过抓取装置在所述堆的两个端部上沿着堆的方向挤压所述堆的方法。抓取件分别具有至少一个抓指。所述抓指能够靠近要被抓取的片料堆的票堆端页，所述票堆端页位于片料堆的朝向相应抓取件的端部上。根据本发明，其中一个抓取件的至少其中一个抓指从它的起始位置(在该位置上它基本上平行于朝向它的票堆端页的表面定向)能够倾斜到倾斜位置，在该倾斜位置上它向着面向它的票堆端页的表面倾斜。优选至少其中一个抓取件的所有抓指能够这样地倾斜。第二抓取件也能够具有可倾斜的抓指。
[0010]在实施例中，其中当能倾斜的抓指不倾斜时，这种抓指能够垂直地侵入到容器的侧壁的蛇曲形表面的空隙中。这种设计与永久倾斜的抓指相比是有利的，因为当永久倾斜的抓指应该侵入这样的空隙中时，由于倾斜位置需要更多的空间，这会导致能容纳在容器内的片料数量受到限制。
[0011]根据本发明的抓指的倾斜将作用点转移至一作用位置上，在作用点上抓指的抓取力大部分作用在片料堆上，所述作用位置不再在边缘上、而是尤其在片料堆的中间区域内。抓指的倾斜抑制了通过抓指的弹性弯曲产生的抓取夹紧的减小。抓紧动作因此，能够实现对十分大的片料堆和由不同大小的片料构成的混合堆的牢靠的抓取和运输。但是，根据本发明的抓取装置能够十分灵活地使用，这涉及到待抓取的片料堆。借助这种抓取装置能够在不改变抓取装置的情况下实现将十分大的片料堆以及由很少的单个片料构成的堆甚至一个片料牢靠地从容器中取出。
[0012]每个抓取件优选分别具有至少两个抓指，它们相互平行地延伸，并且相互间隔地安置。所述抓取件尤其如此相互定位，使得抓取件的抓指相互错移地安置，即其中一个抓取件的抓指分别遮盖在另一个抓取件的抓指之间的间隙。抓取件的一个或多个能倾斜的抓指被如此倾斜，使得它们在其倾斜位置上对所述堆施加抓紧动作，这种抓紧动作为此足够固持片料堆抵抗重力，和尤其还抵抗用于传输片料堆所需的加速力。所述倾斜使得片料堆能够独自通过抓紧动作被固持，而无需支撑片料堆的底部来抵抗重力，即无需将所述堆放在支座上。
[0013]所述抓取装置能够在空间内移动，并且因此为了运输片料堆从起始位置指向目标位置。抓取装置能够出于这种目的例如被固定在活节杆机器人的活节杆上，以便能够实现抓取装置在三维空间内的移动(平移和旋转)。例如，能够这样地使用抓取装置，将片料堆从容器中取出，并且将取出的片料堆再次放置到希望的目标位置上。可选地借助抓取装置还能够实现将片料堆从任意存放架上取出或者从片料处理设备的输出格中取出。
[0014]相应能倾斜的抓指能够绕着轴线倾斜，所述轴线大致平行于朝向抓指的票堆端页的表面定向，并且该轴线与抓指的方向围成不同于零的角度，例如90°或者近似为90°。所述抓指能够这样地倾斜，使得它在其倾斜位置上沿着垂直于面向它的票堆端页的表面(下面也称为“堆表面”)的方向倾斜。能倾斜的抓指的外端(该外端与在抓取件上的能倾斜的抓指的固定处相背离)向着堆表面倾斜。在倾斜位置上，所述能倾斜的抓指的外端相对于能倾斜的抓指的相应部段垂直于堆表面地移动，所述部段比所述外端更靠近在抓取件上的能倾斜的抓指的固定处。但是，在能倾斜的抓指的起始位置上，所述能倾斜的抓指的外端和能倾斜的抓指的部段(所述部段比所述外端更靠近在抓取件上的能倾斜的抓指的固定处)沿着垂直于堆面的方向具有相同的位置。在它的起始位置上，抓指尤其能这样地靠近票堆端页，使得所述抓指至少平面地接触票堆端页长度的四分之一，尤其至少一半长度，其中，所述票堆端页的长度在指向抓指的方向上。关于它的起始位置，抓指在它的倾斜位置上具有锐倾斜角。这种锐倾斜角尤其在1°至20°，例如是2°至5°。
[0015]通过能倾斜的抓指的倾斜实现，能倾斜的抓指在其倾斜位置上施加在片料堆上的抓取力尤其通过能倾斜的抓指的外端被施加在片料堆上，所述外端背离在抓取件上能倾斜的抓指的固定处。在倾斜位置上，能倾斜的抓指的外端将在片料堆上的抓取力施加在票堆端页上的抓取位置上，该抓取位置不在边缘区域内，而是在片料堆的中央区域内。作为片料堆的中央区域被标记为这样的区域，沿着抓指的方向观察它距离片料堆的两个边缘至少30%的片料堆宽度，所述宽度是片料堆在抓指方向上具有的宽度。抓取位置优选沿着所述方向大致上位于片料堆的中央。所述抓取位置例如是接触点，在所述抓取位置上抓指在其倾斜位置上基本上固持片料堆，其中，由于片料堆的弹性仍在倾斜位置上能够通过抓指实现对票堆端页的平面接触。在中央区域内的抓紧动作的优点是，在运输片料堆时借助抓取装置能够既不将所述堆的重力也不将惯性力(所述堆在空间内移动时产生)在所述堆上形成转矩，即和固持所述堆一样与方向无关。当至少其中一个抓取件具有至少两个上述的能倾斜的抓指，所述抓指被安置在片料堆的中央的两侧，尤其将所述抓指大致与片料堆的中央对称地安置时，是特别有利的。相应地，能倾斜的抓指的外端在其倾斜位置上将抓取力在片料堆的中央区域内的抓取位置上施加在片料堆上。两个抓取位置被布置在片料堆的中央的两侧，它们优选关于片料堆的中央对称。在使用具有不同大小的片料的混合片料堆的情况下，所述片料单侧定向在相同的片料边缘上，抓指的抓取位置优选相对于片料堆的最小片料的中央对称。
[0016]在改进的实施方式中，至少其中一个抓取件的抓指设计用于进行补偿移动，该补偿移动能够将抓指的位置与不均衡的片料堆相匹配。这能够是同样的、也具有一个/多个能倾斜的抓指和/或是不具有能倾斜的抓指的另一个抓取件。对于补偿移动，所述抓指这样地固定在抓取件上，即抓指相对于抓取件沿着垂直于片料堆的堆表面的方向能够在相互不同的位置上移动。设有补偿移动的抓指如此地固定在抓取件上，即所述抓指相对于抓取件沿着垂直于堆表面的方向能够逆向于弹簧力地偏移。通过两个抓指垂直于堆表面在相互不同的位置上移动，其中每个抓指的位置自动地与被抓取的片料堆的局部不同大小的反作用力相匹配，所述反作用力在沿着堆表面的不同位置上是不同大小的。抓指的这种补偿移动独立于上述用于倾斜抓指的倾斜移动。
[0017]抓指在垂直于钞票堆的不同位置上的移动性促使，相应抓指的位置(在抓取所述堆时相对于抓取件被抓指占据的位置)能够与局部堆高度和/或所述堆的局部机械特性相关地被改变。通过抓指的这种补偿移动避免了，抓取力十分不均衡地分布在抓指上。如果不进行补偿移动，作用在较高堆高度区域内的抓指分摊很大一部分抓取力，同时作用在较低堆高度区域内的其它抓指则分摊较少的抓取力。在十分不均衡的力分布作用力存在这样的危险，即所述堆在重力的影响下从所述其它抓指的抓紧动作中脱落，并且所述堆通过产生的转矩绕着前一种抓指的抓取位置旋转。通过抓指的补偿移动实现了，当具有局部不同堆高度和/或局部不同机械特性的钞票堆被抓取时，抓指为了抓紧动作所施加的抓取力相互得到均衡。例如，所述两个抓指在所述堆上施加几乎相同的力。因此，能够可靠地抓取不均衡的片料堆。
[0018]抓取件的两个抓指例如通过叉形件构成，该叉形件能够为了实现补偿移动绕着轴线转动，所述轴线大致平行于抓指定向，并且尤其大致落在所述两个抓指之间的中垂线上。在绕着所述轴线转动叉形件时，所述抓指相互相反方向地移动。当其中一个抓指远离堆表面移动时，则所述另一个抓指自动地相反方向地朝向堆表面移动。绕着抓指的叉形件的轴线的转动移动反作用于弹簧力。
[0019]抓取装置优选具有用于关闭驱动装置的制动机构，所述驱动装置驱动抓取件的相对移动，并且一旦在抓紧动作时片料堆产生的反作用力超过指定值，所述制动机构自动地制动抓取件的相对移动。由此能够实现，抓取装置在片料堆上作用预先限定的抓取力，该抓取力足够牢靠地抓取所述堆，但是不损坏该堆。
[0020]在实施例中，抓取装置具有传动带，该传动带与其中一个抓取件机械连接，以便通过相对于抓取装置的另一个抓取件的传动带移动而移动抓取件，和用来通过抓紧动作抓取安置在两个抓取件之间的片料堆。抓取件被这样地机械式设计，使得传动带移动的驱动装置也提供用于倾斜能倾斜的抓指的作用力。所述倾斜在此通过挤压片料堆的反作用力而发生。因此，有利地不再需要其它驱动装置或者电动机来用于倾斜抓指。但是，抓取件的相对移动还能够在没有传动带的辅助下实现。
[0021]在这种实施例中，对于制动机构例如能够通过传感器监测传动带应力，如此布置所述传感器，在超过指定的传动带应力时停止传动带移动的驱动。优选用于机械式监测传动带应力的传感器沿着传动带安置在这样的部段中，在该部段中在抓紧动作片料堆的情况下在抓取件进一步移动时通过片料堆的反作用力产生较高的传动带应力。所述传感器尤其具有滚轮，为了监测传动带应力(例如通过弹簧力)所述滚动被挤压在传动带上，并且在抓紧动作片料堆的情况下通过在抓取件进一步移动时升高的传动带应力移动所述滚轮。所述滚轮的移动例如通过接近传感器来监测，所述接近传感器监测滚轮的位置。如果超过了滚轮指定的移动，则所述传感器关闭传动带移动的发动机。
[0022]抓取装置尤其用于将片料堆从容器中取出，所述容器具有配有蛇曲形表面的侧壁。所述配有蛇曲形表面的侧壁能够通过被容纳在容器中的分隔件或者通过容器的内壁自身构成。抓取装置为此优选具有两个分别由至少两个抓指构成的抓取件，所述抓指被这样设计，能够侵入包含片料堆的容器的侧壁的蛇曲形表面的空隙内，如果这样地安置容器，即它的开口侧向上并且片料以其边棱竖立在容器内，则抓取装置能够抓取片料堆，并且将其抵抗重力地从容器中取出。
[0023]具有蛇曲形表面的容器的侧壁在一些容器中具有无凸起的部段，即在该部段内没有蛇曲形侧壁的凸起。包含在容器内的片料堆的面向这种侧壁的票堆端页能够在这种无凸起的部段中朝向侧壁隆起。优选在这种情况下至少其中一个抓指在其外端上被这样地斜切，使得该抓指能够伸入朝向侧壁隆起的票堆端页和无凸起部段之间，所述至少其中一个抓指在抓取片料堆时用于伸入侧壁的这种无凸起部段中。这种抓指的在背离抓指的固定处一侧上的外端被这样地斜切，即抓指的厚度沿着指向无凸起部段的中央的方向减少。因此，还能够牢靠地通过抓取装置隆起的票堆端页，并且能够将完整的堆无损地从容器中取出。
[0024]本发明还包括用于处理片料、尤其有价票券的设备，该有价票券具有根据本发明的抓取装置。所述设备能够是有价票券处理设备，它具有用于有价票券的输入格、用于传输有价票券的传输系统、用于检测有价票券的传感器和一个或多个用于有价票券的输出格。但是，所述设备还能够基本上只提供抓取装置，并且被这样设计，构造在一个这种有价票券处理设备上，或者用于使用这种有价票券处理设备。所述设备的抓取装置能够被如此配置，将抓取的有价票券堆置入到有价票券处理设备的输入格中，和/或将抓取的片料堆从有价票券处理设备的输出格中取出。
[0025]本发明还涉及一种借助抓取装置用于抓取片料堆的方法。在此，抓取件的相互相对移动通过抓取件的相对移动来实现，以便挤压安置在两个抓取件之间的片料堆，并且通过抓紧动作进行抓取。在此，至少其中一个抓指从它的起始位置倾斜到它的倾斜位置。抓指的倾斜能够已经在开始相对移动之前或者在相对移动的同时进行。一旦抓紧动作力足够大、尤其一旦在抓紧动作时片料堆产生的反作用力超过预定值时，抓取件的相对移动被自动地制动。随后，通过抓紧动作而抓取的片料堆借助抓取装置进行传输。抓取件的相对移动优选在相对移动制动后在一段指定的等待时间内保持停止，并且在该等待时间之后进行对片料堆的再抓取(Nachgreifen)，其中，抓取件相互间的相对移动再次开始，以便即使在片料堆松弛或不对称(relaxieren)的情况下也产生对片料堆的牢固的抓紧动作。尤其一旦在重新抓紧动作时片料堆产生的反作用力再次超过预定值，则抓取件重新开始的相对移动再次被自动地制动。
[0026]借助抓取装置用于将片料堆从容器中取出的方法尤其是有利的。抓指的倾斜随后例如在抓指伸入到蛇曲形侧壁的空隙内之后进行。借助抓取装置通过抓紧动作而抓取的片料堆的传输的步骤在这种情况下包括，通过抓紧动作将被抓取的片料堆从容器中取出。
[0027]所述抓取装置在它传输片料堆的同时、尤其在将片料堆从容器中取出之后，进行再抓取。通过所述再抓取，重新调节希望的抓取力，例如大致上以与第一次抓紧动作时相同的方法。通过再抓取实现对这个松弛的片料堆的牢靠地抓取。片料堆的松弛能够通过片料堆无弹性的变形通过在抓取时的挤压实现，例如在片料的板之间较少的位置移动。如此选择等待时间，使得片料堆在充足的抓紧动作之后具有足够的时间，用于在抓取力的影响下缓和重力和必要时缓和它的惯性力。例如，在自动制动相对移动和再抓取之间的等待时间是十分之几秒。
[0028]下面，结合钞票作为有价票券的示例来描述本发明。但是，本发明并不局限于此，而是总体上适用于片料，尤其用于任意类型的有价票券。本发明还能够例如实现对大量钞票的自动处理，其中，用于处理的钞票预先被预处理，并且被填充到容器中。借助抓取装置将钞票从容器中取出和将从容器中取出的钞票置入到钞票处理设备的输入格中以及处理在设备中的钞票能够随后完全自动地进行，无需进行手动抓取的操作人员。
[0029]下面，结合附图示例性地阐述本发明。附图为:
[0030]图la-b示出部分被钞票填充的容器以及已知的抓具(图1a)和容器以及根据本发明的抓取装置的抓取件(图1b)，
[0031]图2a_d示出当其中一个抓取件朝向另一个移动时，在不同时刻的根据本发明的抓取装置，
[0032]图3a_b示出在抓取左侧塌陷的钞票堆时(图3a)或在抓取右侧塌陷的钞票堆时(图3b)的抓取装置，
[0033]图4a_b示出具有传统抓指的抓取件，和
[0034]图5a_b示出特殊设计的用于牢靠地抓取钞票的抓取件。
[0035]图1a示出部分填充有钞票的容器100以及已知的抓具9。容器100由在五个面上封闭的壳体构成，该壳体具有多个分格，这些分格能够可更换地容纳分隔件101。在蛇曲状分隔件101之间能够置入钞票堆I。在此，这样地置入钞票，使得钞票以其纵棱边竖立在容器100内。由此能够实现可靠的并且符合人体工程学地填充容器。为了将钞票自动地从容器100中取出，抓具9降入容器I内，其中，它的抓取件伸入分隔件101的空隙中。在降入之后，抓具9的两个抓取件相互移动，以便抓取钞票堆1，并且从容器中取出。
[0036]图1b还示出用于容纳以其纵棱边竖立的钞票的容器100 (钞票堆I在图1b中未示出)。为了取出钞票使用根据本发明的具有两个抓取件21、41的抓取装置10，它们能够相互靠近和相互远离地运动。抓取件21、41是抓取装置10的一部分，结合图2a-d更详细地阐述抓取装置，并且在图1b中只是示出所述两个抓取件21、41。为了能够牢靠地抓取和之后放下在容器内的钞票堆I，至少其中一个抓取件基本上延伸跨过容器100的整个净宽。抓取装置10附加地能够具有用于定位抓取件21、41的传感器，它们的信号由控制装置进行评估，以便控制抓取装置的运动。
[0037]例如，在每个容器中所有钞票都以它们的侧棱边指向相应容器100的相同侧壁。因此实现，抓取件21、41能够总是在相同的抓取位置(关于钞票堆)抓取相应的钞票堆1(无需匹配抓取件21、41的侧向位置)。抓取件21在图1b中的侧向位置例如在容器中央的右侧，并且如此进行选择，使得两个抓取位置布置在两侧并且相对于最小可能的钞票尺寸的中央对称，只要该钞票在容器100的右侧壁上定向。如果钞票总是定向在右侧壁上，则所述抓取位置关于最小可能的钞票尺寸在每个钞票堆中都处于相同位置。
[0038]分隔件101两侧配有蛇曲状表面，因此抓取件21、41能够限定地侵入位于容器100内的钞票之间，以便抓取钞票堆，并且将其从容器100中取出。抓取件21、41的抓指的布置和延展与分隔件101的蛇曲形状相匹配，因此抓指能够侵入蛇曲形表面的空隙中。与分隔件相类似，容器的前内壁和后内壁具有带有凸起和空隙的蛇曲形表面，它同样能够使得抓取件的抓指伸入。
[0039]被抓取装置10从容器100中取出的钞票堆I随后例如借助钞票处理设备进行处理。为此，抓取装置10将钞票堆放入钞票处理设备的输入格中，从输入格中借助分拣器单独地继续传输钞票。抓取装置10出于这种目的被安置在钞票处理设备的输入格的区域内，以便能够将从容器100中取出的钞票放入到输入格中。在抓取装置10的触及范围内，能够设有用于一个或多个容器100的合适的容纳设备。随后，将在钞票处理设备中的钞票进行处理，放入到钞票处理设备的输出盒中，并且进行结算。
[0040]图2a示出根据本发明的具有两个抓取件21和41的抓取装置10。为了抓取钞票堆1，可移动的抓取件21朝向固定的抓取件41移动。抓取装置10的抓取件21具有滑块24，该滑块与抓取装置10的传动带32机械连接。抓取件21能够通过传动带32的移动直线地朝向和背离抓取件41移动。传动带32通过发动机30移动，该发动机驱动传动带的驱动滚轮31。固定的抓取件41具有多个抓指42，这些抓指被分布在钞票堆的整个长度上。但是，固定的抓取件还能够可选地具有较少的抓指。可移动的抓取件21在该示例中只具有两个抓指22。但是，对于该可移动的抓取件可选地还能够使用唯一的宽抓指或者多于两个抓指来代替所示两个抓指22。可移动的抓取件21还能够具有多个抓指22，它们被分布在钞票堆的整个长度上。
[0041]在图2a_d中示出当抓取件21连续地或者步进地朝向其它抓取件41移动以便抓取钞票堆I时，在不同时刻的抓取装置10。在图2a中抓取件21朝向钞票堆I的票堆端页2移动，但是它们还没有发生接触。在图2b中示出抓取件21和票堆端页2之间发生接触的时刻。图2c示出钞票堆I已经通过抓取件21挤压抓取件41的时刻，但是抓指22仍在其未倾斜的起始位置A。图2d示出在抓指22在其倾斜位置K上发生倾斜和钞票堆I被抓取之后的抓取装置。
[0042]抓取件21的抓指22通过具有抓取件21的机械式倾斜机构能够朝向钞票堆倾斜。倾斜机构的功能结合图2c和2d的对比被明显地示出。根据图2c，抓指22位于其未倾斜的起始位置A，抓取件21的滑块24借助传动带32继续向左移动。在抓取件21的继续移动中，通过钞票堆I对抓指22施加反作用力，该反作用力阻止抓指22和与其相连的抓取件21的底部23跟随滑块24向左的移动。滑块24的继续向左移动和钞票堆I对抓指22以及底部23的反作用力在抓取件21的侧部25上产生转矩，它相应地作用在滑块24和底部23上。侧部25因此逆时针方向转动一定角度。通过侧部25的转动使得支撑在抓取件的左侧上的抓取件的底部23顺时针转动。固定在底部23上的抓指22通过底部23的转动倾斜到它的倾斜位置K，参见图2d。底部23的转动与通过底部23的转动而压紧的弹簧26的作用力相反。为了释放钞票堆1，抓取件21、41再次相离地移动。一旦钞票堆I的反作用力消失，抓取件21通过弹簧26的作用力再次回到它的原始状态，其中，抓取件21回到它未倾斜的起始位置A。
[0043]附加于或者备选于上述纯机械式控制的倾斜机构还能够使用电学解决方案和对抓指的倾斜机构的电控制，例如借助相应的用于倾斜抓指的电动机和传感器。为此能够使用这种传感器，它探测可移动的抓取件的位置和/或探测在挤压钞票堆时钞票堆的反作用力，以便使得抓指倾斜和阻止抓取件的相对移动。
[0044]如果要被抓取的钞票堆位于容器内、例如位于图1b所示的容器100内，则在抓取装置10的举起位置上的可移动的抓取件21朝向固定的抓取件41移动(图2a、图2b)，即在抓取件降入容器100内之前。在两个抓取件21、41的位置都正确之后，以便它们侵入相应的蛇曲状表面的空隙中，抓取装置10才降入容器100中。这种降入在图2b和图2c所示时刻之间进行。在抓指伸入分隔件101或容器100的内壁的空隙之后，可移动的抓取件21继续朝向抓取件41移动，以便挤压钞票堆1(图2c)和使得抓指22倾斜(图2d)。因此，钞票堆I被抓取，并且随后能够牢靠地被从容器100中取出。
[0045]抓取装置10例如具有机械式控制的制动机构，用于一旦抓紧动作产生的片料堆I的反作用力超过指定值，自动地制动抓取件21的移动。在机械式控制的制动机构中，通过传感器监测传动带32的传动带应力。用于监测传动带应力的传感器沿着传动带32布置在相应的部段内，其中在片料堆被抓紧动作的情况下在抓取件21继续移动时通过片料堆I的反作用力产生较高的传动带应力。在图2a-d中传动带32的所述部段沿着传动带的移动方向位于抓取装置21的滑块24和驱动滚轮31之间。
[0046]传感器具有滚轮34，该滚动为了监测传动带应力利用弹簧被压在传动带上。在片料堆I被抓紧动作的情况下，在滚动34的区域内的传动带应力通过在抓取件21继续移动时所产生的片料堆I的反作用力和通过驱动滚轮31的驱动力而提高。通过提高的传递压紧力，滚轮34通过传动带32相对于弹簧力移动(与图2c相比在图2d中的滚动34大约向上移动)。滚轮34的移动例如被接近传感器33监测，它例如电感地或电容地监测滚轮的位置。如果滚轮34超出了指定的移动，则接近传感器33关闭用于驱动传动带的发动机30，从而抓取件21的移动被自动地制动。发动机30优选是具有自锁变速器的发动机，因此对钞票堆I的抓紧动作在发动机30被关闭的情况下仍被维持。在抓取件21、41相离移动时，一旦传动夹紧力再次恢复正常，滚轮34通过与所述移动相反作用的弹簧力再次被压在传动带32上。
[0047]在钞票堆中，钞票的薄膜元件、例如涂覆在钞票上的安全元件导致不均衡的堆高度和/或导致钞票堆I不均衡的机械特性。薄膜元件能够导致钞票在指定区域内的局部隆起或提高钞票的局部厚度。在钞票堆中有大量钞票的情况下在整个钞票堆中形成倾斜的或者波浪形的表面，或者根据沿着堆表面的位置具有不同的弹性并且因此提供局部不同的反作用力，参见图3a_b。
[0048]为了牢靠地抓取这种钞票堆，在优选实施方式中至少其中一个抓取件(具有能倾斜的抓指的抓取件和/或其它抓取件)构成补偿移动，该补偿移动能够将抓取件与不均衡的片料堆相匹配。这种设计在下面以抓取件21为例来进行阐述。为了抓取钞票堆，抓取件21的两个抓指22布置在钞票堆I的中央M的两侧，参见图2c。抓指22这样地被固定在抓取件21的底部23上，使得抓指能够相对于底部23、沿着垂直于片料堆I的堆表面的方向在相互不同的位置上移动。抓指的这种补偿移动与在图2c-d中所示的倾斜抓指的倾斜移动无关。
[0049]在图3a_b所示示例中，抓指22通过叉形件构成。这种叉形件能转动地支承在轴线27上，该轴线大致平行于抓指22地取向，并且它大致位于两个抓指之间的中垂线上，参见图3a_b。所示两个抓指22因此能够在不同的位置上垂直于堆表面地偏转。在抓取具有不均衡高度或者不均衡机械特性的堆时，抓指因此相互相反地移动。抓指22的转动和轴线27反作用于弹簧26的弹簧力。在图3a中，抓取装置10抓取片料堆1，该片料堆的左侧具有比它的右侧更大的弹性，因而抓指22在挤压所述堆时自动地大致逆时针地绕着轴线27旋转。在图3b中，抓取装置10抓取另一个片料堆1，它的右侧比左侧具有更大的弹性，因而抓指22大致顺时针地燃着轴线27旋转。
[0050]在图4a_b中示出在伸入包含在钞票容器100中的分隔件101的蛇曲形表面的空隙内时的抓取件41。为了使手动取出和手动置入在容器100内的钞票堆更加简易，分隔件101具有无凸起的部段102，在该部段上所述蛇曲形状被中断，并且该部段具有抓取槽。容纳在容器内的钞票堆I的钞票BN、例如票堆端页2能够在该无凸起部段102中向外突出，参见图4a。在抓取件41降入的情况下，因此存在这样的危险，所述两个在该无凸起部段102中的抓指42未伸入在钞票BN和分隔件101之间的缝隙，而是碰到钞票BN的端侧，并且损坏该端侧，参见图4b。
[0051]在图5a_b中示出在这方面进行了改进的抓指的实施方式。所述两个在抓取片料堆时用于伸入无凸起部段102中的抓指42在其最外端部上被斜切。这样进行所述斜切，使得垂直于抓指方向上具有的抓指厚度沿着指向无凸起部段102的中央的方向减少。因此，所述抓指能够毫无问题地伸入向外突出的钞票BN和无凸起部段102之间，参见图5b。因此，在钞票在无凸起部段中突出的情况下，也能牢靠地抓取这种钞票或这种堆，而不损坏钞西
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【权利要求】
1.一种用于抓取和传输片料堆的抓取装置，具有至少两个抓取件(21，41)，用来抓取安置在所述抓取件之间的片料堆(I)，所述抓取件能相互相向地移动，以便通过抓紧动作来抓取所述片料堆(I)，其中，所述抓取件(21，41)分别具有至少一个抓指(22，42)，能够将所述抓指这样地靠近位于所述片料堆朝向相应抓取件(21，41)的端部上的票堆端页，使得所述抓指(22，42)分别平面地接触票堆端页，其特征在于，至少其中一个抓取件(21)的至少其中一个抓指(22)从所述抓指基本上平行于朝向它的票堆端页(2)的表面定向的起始位置(A)能够倾斜到倾斜位置(K)，在该倾斜位置内所述抓指(22)朝向面朝它的票堆端页(2)的表面倾斜。
2.根据权利要求1所述抓取装置，其特征在于，所述能倾斜的抓指(22)能被这样地倾斜，即所述能倾斜的抓指的背离它在所述抓取件(21)上的固定处的外端通过倾斜朝向面对能倾斜的抓指(22)的票堆端页(2)的表面倾斜。
3.根据上述权利要求之一所述的抓取装置，其特征在于，所述能倾斜的抓指能够绕着轴线(28)倾斜，所述轴线大致平行于朝向抓指的票堆端页(2)的表面定向，并且所述轴线与所述抓指(22)的方向围成不同于零的角度。
4.根据上述权利要求之一所述的抓取装置，其特征在于，所述抓指(22)的倾斜将所述能倾斜的抓指的抓取力的作用点向抓取位置偏移，所述抓取位置位于所述片料堆(I)的中央区域内。
5.根据上述权利要求之一所述的抓取装置，其特征在于，当一个或多个能倾斜的抓指(22)在倾斜位置(K)时，所述抓取件(21，41)在所述片料堆(I)上施加抓紧动作，所述抓紧动作足够将所述片料堆通过抓紧动作抵抗它的重力地被固持。
6.根据上述权利要求之一所述的抓取装置，其特征在于，具有能倾斜的抓指(22)的抓取件(21)与传动带(32)机械连接，以便使得所述抓取件(21)通过传动带移动相对于所述抓取装置的另一个抓取件(41)移动，并且用来将安置在两个抓取件(21，41)之间的片料堆(I)通过抓紧动作来抓取，其中，所述抓取件(21)被这样地机械设计，即所述传动带移动的驱动装置也提供用于使能倾斜的抓指倾斜的作用力。
7.根据上述权利要求之一所述的抓取装置，其特征在于，至少其中一个抓取件(21，41)的抓指(22，42)设计进行补偿移动，所述补偿移动能够将所述抓指(22)的位置与不均衡的片料堆相匹配，其中，所述抓指(22，42)尤其被这样地固定在所述抓取件(21，41)上，使得所述抓指能够相对于抓取件沿着垂直于所述片料堆(I)的堆表面的方向在相互不同的位置上移动。
8.根据权利要求7所述的抓取装置，其特征在于，所述抓取件具有两个抓指(22)，它们通过叉形件构成，所述叉形件能够为了补偿移动绕着轴线(27)转动，所述轴线大致平行于所述抓指(22)定向，并且优选大致设在所述两个抓指(22)之间的中垂线上。
9.根据上述权利要求之一所述的抓取装置，其特征在于，所述抓取装置具有用于制动所述抓取件(21，41)的相对移动的制动机构，其中，一旦在抓紧动作中所述片料堆(I)产生的反作用力超过指定值，则所述相对移动的驱动装置(30)被自动地关闭。
10.根据权利要求9所述的抓取装置，其特征在于，所述抓取装置具有传动带(32)，该传动带与其中一个抓取件(21)机械连接，以便通过相对于抓取装置的另一个抓取件(41)的传动带移动而移动所述抓取件，并且用来通过抓紧动作来抓取安置在两个抓取件之间的片料堆(I)，其中，所述制动机构包括，通过传感器(33)监测传动带应力，所述传感器被这样地配置，即在超过指定的传动带应力时停止传动带移动的驱动装置。
11.根据上述权利要求之一所述的抓取装置，其特征在于，所述抓取装置被这样配置，将片料堆从容器中取出，所述容器具有至少一个配有蛇曲形表面的侧壁，并且所述抓取装置具有两个分别由至少两个抓指(22，42)构成的抓取件(21，41)，所述抓指被设计用于伸入容器的侧壁的蛇曲形表面的空隙内。
12.根据权利要求11所述的抓取装置，其特征在于，具有蛇曲形表面的容器的侧壁具有无凸起的部段(102)，因而包含在所述容器内的片料堆的面向所述侧壁的票堆端页能够在这种无凸起的部段(102)中朝向所述侧壁隆起，并且至少其中一个抓指在其外端上被这样地加工坡口，使得该抓指能够伸入朝向所述侧壁隆起的票堆端页和所述无凸起部段(102)之间，所述至少其中一个抓指在抓取片料堆时用于伸入侧壁的这种无凸起部段中。
13.一种用于处理片料、尤其有价票券的设备，该有价票券具有根据权利要求1至12之一所述的抓取装置(10)，其中，所述抓取装置(10)被这样地配置，即将抓取的片料堆(I)放置到所述设备的输入格中，和/或其中所述抓取装置被这样地配置，将抓取的片料堆从所述设备的输出格中取出。
14.一种借助根据上述权利要求之一所述的抓取装置(10)用于抓取片料堆的方法，例如用于将片料堆从容器(100)中取出，具有如下步骤: -通过所述抓取件的相对移动来进行所述抓取件的相互相对移动，以便挤压安置在所述两个抓取件之间的片料堆(1)，并且通过抓紧动作进行抓取，其中，所述抓取件(21，41)的至少其中一个抓指从它的起始位置(A)倾斜到它的倾斜位置(K)，并且， -一旦抓紧动作足够强、尤其一旦在抓紧动作中所述片料堆(I)产生的反作用力超过预定值时，所述抓取件(21，41)的相对移动被自动地制动，并且， -通过抓紧动作而抓取的片料堆(I)借助所述抓取装置(10)来进行传输，其中，所述抓紧动作将被抓取的片料堆(I)例如从所述容器(100)中取出。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述抓取件(21，41)的相对移动在相对移动制动后在一段指定的等待时间中保持停止，并且在该等待时间之后进行对所述片料堆(I)的再抓取，其中，所述抓取件(21，41)相互间的相对移动再次开始，以便在片料堆松弛的情况中产生对所述片料堆(I)的牢固的抓紧动作。
【文档编号】B65H31/30GK104245553SQ201380021289
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年4月22日 优先权日:2012年4月25日
【发明者】M.斯珀尔, E.德莫勒, F.沃纳 申请人:德国捷德有限公司