一种纸币清分类机器载钞入钞机构的制作方法
专利名称:一种纸币清分类机器载钞入钞机构的制作方法
【专利摘要】一种纸币清分类机器载钞入钞机构，通过摩擦分离方式来分离纸币，其通过改变纸币与入钞机构各轮系与纸币的位置关系，将重力调整分布到活动压板和载钞台上，同时引入压板及压簧组件、压力传感器和控制单元，通过感应作用于入钞轮系上的压力大小，反馈给控制电路，计算出实际压力值与标准压力值的差，并以一定关系控制步进电机的步速，进而通过控制活动压板运动，改变作用在入钞轮系上的压力，以此解决由纸币重量变化引起的摩擦力变化较大的问题，并将纸币分离所需外力A1、ΔA1、∑F的大小控制在适合范围。本实用新型能确保纸币分离可靠，下钞效果稳定，入钞速度均匀，同时还能有效增加载钞台容钞量，甚至达到3000张以上。
【专利说明】
-种纸币清分类机器载钞入钞机构
技术领域
[0001] 本实用新型设及纸币处理技术及相关设备的技术领域，具体为一种纸币清分类机 器载钞入钞机构。
【背景技术】
[0002] 近年来根据中国人民银行"假币零容忍"，"现钞全额清分"等行业政策的要求，人 民币必须在屯成新W上才能在市场上流通，运使得银行纸币全额清分币的任务相当繁重。 基于运些原因，纸币清分类机器越来越成为银行和金融机构不可缺少的金融设备。为提高 清分机器的工作效率，相关行业的工作人员在希望清分机器能够实现连续不停机工作，需 要清分机单次进行清分工作时能够一次清分足够厚度的钞量，运就要求载钞台容量足够 大，能一次将足够多的待清点纸币放在载钞台上，而相关的入钞机构内部的处理部件也要 求能适应载钞台上钞量变化过程中施加在钞面上的各外力的动态变化，运样就能在两次加 钞时间中有更多的时间处理别的工作任务(如扎把、盖章、处理异常纸币等）。
[0003] -般认为，载钞台容量的大小与下钞方式有关。目前已有的下钞方式分为邸式下 钞和立式下钞两种。邸式下钞载钞容量一般在200张左右，故清分机一般采用立式下钞方 式。
[0004] 立式下钞的原理如图1所示，其结构中主要包括入钞台2001、送钞轮2002,并在进 钞道内设置有抢钞轮组件2003、阻力轮2005、前压轮2004及后压轮组件2016，阻力轮2005、 前压轮2004及后压轮组件2016分别与抢钞轮组件3相抵接。工作时，纸币放置在入钞台2001 的上表面，在抢钞轮组件2003、阻力轮2005及前压轮2004磨擦带动下，将最下面的一张纸币 与其上面的纸币分开，送到后压轮组件2016与抢钞轮组件2003之间，然后在后压轮组件 2016与抢钞轮组件2003摩擦力的作用下，将待清点的纸币逐张送入机器内部，使相邻两张 纸币的间距保持相对固定，纸币在入钞通道内不倾斜，使纸币按照理想状态进入清分机的 内部，在此种下钞条件下，纸币置于送钞轮2002、抢钞轮组件2003之间，送钞轮2002作用主 要是将整叠纸币推向抢钞轮组件2003上方。运种结构的载钞台的载钞量一般设定在500张 左右，相对于点钞机的处理量大了几倍，但也不够多，同时还存在着下钞效果不稳定的情 况，尤其就最后几张纸币很难正常抢入。
[0005] 也有在立式下钞装置上进行改进的先例，但是思路基本也都是在对载钞台的尺寸 进行改进的同时增加压钞装置，在专利CN102376124A中就公开了一种纸币检测装置中的压 钞系统，运种压钞系统的结构如图2所示，其下钞方式也是立式下钞方式，通过加入一套复 杂的压钞系统，当载钞台上载钞量减小到一定量时，启动压钞系统，使得此时纸币币面所受 压力增加。运种下钞方案的主要缺点是结构复杂，其在载钞台上承载纸币低于某高度时，引 入外来的压钞力，因此确保最后几张纸币能正常抢入。但仍没解决前一张在入钞方向所受 外力和两张纸币之间受力的差值W及单张纸币受外力和随着载钞台上纸币数量增大而变 大，且变化值为变量的问题，为了保证钞票的正常抢入，在载钞台上设置的压钞系统也通常 是需要施加一个大于变化值平均值的一个量值，因而，当载钞量增大时，增加压钞装置虽然 下钞效果要好一些，但对纸币（特别是旧钞和已有损伤的钞）的损害更大。另外，即使采用压 钞系统，考虑到压钞系统不至于破坏钞片纸面的大前提，运一立式下钞装置的载钞台容量 设置也多为1000张W内，相比来说还是不够大。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型所解决的技术问题在于提供一种纸币清分类机器载钞入钞机构，运种 载钞入钞结构能最大程度弱化入钞机构受载钞量变化的影响，使其入钞摩擦力相对稳定在 预计范围内，从而使纸币分离顺利可靠，下钞效果稳定，入钞速度均匀。
[0007] 本实用新型所解决的技术问题采用W下技术方案来实现：
[0008] -种纸币清分类机器载钞入钞机构，包括载钞台、入钞机构W及电控系统：
[0009] 所述载钞台包括活动压板、载钞台、运动传动系统，活动压板上设置有用于判定是 否有钞的判定传感器，载钞台装置了起始位置传感器，另外，在活动压板上还设置有一凸 片，此凸片在达到起始位置传感器时使起始位置传感器信号发生改变，并W此作为活动压 板的起始位置，另外，在载钞台和活动压板的两侧边上还有若干挂钩，用于安装有可拆卸式 的纸币保持器；
[0010] 所述入钞机构包括送钞轮组、抢钞轮组、抢轮支架、阻钞轮组、通道内送钞轮组、通 道内压钞轮组、压板及压黃组件、同步带及带轮，所述送钞轮组和抢钞轮组通过轴承安装在 抢轮支架上，抢钞轮组通过轴承固定在机架上，抢轮支架绕抢钞轮组的轴屯、线转动时带动 送钞轮组一起转动；阻钞轮组内安装有单向轴承，其作用是使阻钞轮组仅能朝相背于进钞 方向的方向转动；同步带及带轮使送钞轮组和抢钞轮组保持一定速比传动。
[0011] 所述电控系统包括压力传感器、压力信号处理单元、控制单元、电机驱动单元、步 进电机、有无钞判定传感器、起始位置传感器、手动加钞按键和SPI通讯单元，其压力传感器 安装在机架的固定面上，与入钞机构相接触，入钞机构与压力传感器之间为柔性连接，通过 压板及压黃组件与抢轮支架接触来感应踢钞轮组所受压力值。
[0012] 在本实用新型中，所述活动压板的压钞面与载钞台的承钞面之间呈45°~85°的夹 角，W利于纸币倾斜进行提前分离，且在载钞台靠近抢钞轮端设置在圆弧状，W利于纸币进 一步次提前分离。
[0013] 本实用新型提供的具有上述技术特征的纸币清分类机器载钞入钞机构通过电控 系统指导载钞台W及入钞机构的相关部件运动，其运动步骤包括：
[0014] 步骤Sl 1:系统自检初始化
[0015] 系统上电后，系统进入初始化工作，即检查起始位置传感器信号，判断活动压板是 否处于初始位置，如果活动压板不在初始位置，则使其回到初始位置;另一方面系统进行自 检过程，检查各模块相应的参数。然后进入有无故障的判定过程，判断各功能模块是否有故 障。如果有故障，程序进入通过SPI通讯单元上传故障点及解决方法W方便排障，然后重新 进入自检过程。如此循环，直至自检结果为无故障。
[0016] 步骤S12:载钞台加钞准备
[0017] 如果自检无故障，则检测活动压板表面有无钞票。运时操作者可W直接往载钞台 上加钞。当有纸币挡住有无钞票判断传感器时，如果系统收到有钞票信号，电机控制活动压 板直接进入压钞过程;如果检测无钞票，则操作者手动设置并进入加钞程序，电机带动活动 压板走到起始工作位置，操作者进行加钞操作，加钞完成后，再按手动加钞按键，通知加钞 完毕，电机控制活动压板直接进入压钞过程。
[0018] 步骤S13:载钞台压钞就绪
[0019] 系统进入电机控制活动压板进入压钞过程时，先检测压力值，通过电控系统中的 控制元件控制步进电机W相应的步速压钞。压钞过程实时检测压力值，当压力值达到Nmin 时，压钞过程完成，并通过SPI通讯单元上传载钞台准备就绪指令。
[0020] 步骤S14:连续入钞
[0021] 系统上传载钞台准备就绪指令，通知清分机本模块已经准备就绪，可W进行入钞， 然后判断有无入钞命令。如果有入钞命令，启动入钞机构，接着控制步进电机送钞，送钞后 判断有无停止入钞命令，有该命令则进入步骤S16;如果没有，则再通过传感器进一步检测 有无钞票，无钞时，进入步骤S16;有钞时，检测压力判定是否需要送钞，当N<Nmax，同时操 作者不需要加钞时，控制步进电机送钞，重复前面的过程，机器连续入钞;N>Nmax，程序进 入停止送钞程序，步进电机停止工作t时间，活动压板停在当前位置t时间后，又进入检测压 力判定是否需要送钞;操作者需要加钞时，程序将转入步骤S15。
[0022] 步骤S15:中间加钞
[0023] 系统接到加钞命令后，控制步进电机加钞，电机带动活动压板走到起始位置，W空 出加钞空间，操作者运时可W进行加钞操作。运期间程序实时判断是否完成加钞。操作者完 成加钞，给出完成加钞指令，程序进入检测有无钞票判定过程。
[0024] 当本次加钞为少量加钞时，纸币未遮住活动压板，判定无钞，此时步进电机快进， 步进电机快进的同时，系统持续进行检测有无钞票检测，直到检测到有钞信号，程序跳到步 骤S14的控制步进电机送钞过程W完成中间加钞任务。
[0025] 当本次加钞为满载加钞时，纸币遮住活动压板，判定有钞，程序跳到步骤S14的控 制步进电机送钞过程，中间加钞任务完成。
[00%] 步骤S16:停止入钞
[0027]当控制单元收到停止入钞命令或步骤S14中的检测有无钞票为无时，程序进入S16 停止入钞机构和压钞，先停止入钞机构运转，再停止压钞，活动压板停在当前位置。W停止 前有无钞判定传感器36的信号状态分为两种处理方式:停止前为有钞时，等待新的入钞命 令;停止前为无钞时，等待加钞命令。
[00%]在本实用新型中，
[0029] 在S13中"检测压力判断是否完成压钞"和S14中"检测压力判断是否需要送钞"运 两个判定过程中，采用相应的算法将实际压力值N与标准压力值N标的差A N换算成控制步 进电机的步速。AN与步进电机步速n的数学模型，见式(a)。
[0030] ,、 (a)
[0031] 式中:n为步进电机的步速(单位:步/分）；
[0032] A N为实际压力值N与标准压力值Nmin的差(单位:牛顿）；
[0033] K为压黃刚度系数(单位:牛顿/mm);
[0034] 0为步进电机步距角(单位:度）；
[0035] P为传动系统螺杆的螺距(单位:mm);
[0036] H为入钞速度(单位:张/分）；
[0037] T为时间，AN变为0的期望时间（单位:分）；
[003引在S13中"检测压力判断是否完成压钞"判定过程中，入钞速度H=O,即此过程只有 压钞动作，而不向通道内入钞，压力值处于0~Nmin,N标设置为Nmin,此过程A N=Nmin-N, 式(a)转换成式(b):
[0039] (b)
[0040] 在S14中"检测压力判断是否需要送钞"的判定过程中，此过程不仅有压钞动作，而 还向通道内入钞，压力值处于Nmin~Nmax，N标设置为Nmax，此过程A N = Nmax-N，式(a)转换 成式(C):
[0041] 似
[0042] 当压力值达到Nmax后，步进电机停止工作，停止工作t(单位:秒)时间按式(d):
[0043] 仰
[0044] 在步骤S14中，确保顺利下钞具有相对稳定的Al、AAl、SF所需的正压力N范围：2 牛顿~6牛顿，其中Nmin取2.5 ± 0.5牛顿，Nmax取6 ± 2牛顿。
[0045] 有益效果:本实用新型通过摩擦分离方式来分离纸币，但通过改变纸币与入钞机 构各轮系的位置关系，将重力调整分布到活动压板和载钞台上，同时引入压板及压黃组件， 压力传感器和控制单元，通过感应作用于入钞轮系上的压力大小，反馈给控制电路，计算出 实际压力值与标准压力值的差，并W-定关系控制步进电机的步速，进而通过控制活动压 板运动，改变作用在入钞轮系上的压力，W此解决由纸币重量变化引起的摩擦力变化较大 的问题，并将纸币分离所需外力AU AA1、SF的大小控制在适合范围W确保纸币分离可靠， 下钞效果稳定，入钞速度均匀，而基于此种方式的载钞入钞机构能有效增加载钞台容钞量， 在实验条件下可达3000张W上，而理论条件W及工艺允许的条件下可实现无限延长。
【附图说明】
[0046] 图1为现有技术中常用的立式下钞机构的结构图。
[0047] 图2为现有技术中另一改进结构图。
[004引图3为将结构简化后的最靠近抢钞轮和送钞轮的第一张纸币受力分析示意图。
[0049] 图4为图3条件下的第二张纸币受力分析示意图。
[0050] 图5为本实用新型载钞入钞机构一个实用例示意图。
[0051] 图6为图5实施例的机构结构简化后第一、二张纸币受力分析示意图。
[0052] 图7为图5实施例的控制系统组成图。
[0053] 图8是本实用新型的控制流程图。
【具体实施方式】
[0054] 为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0055] 参见图5所示，在本实用新型的较佳实施例中包括载钞台I、入钞机构2、W及电控 系统3S部分。
[0056] 载钞台1包括活动压板11、载钞台12、运动传动系统13、载钞空间14、纸币保持器 15。活动压板11上装置了有无钞判定传感器36;载钞台12上装置了起始位置传感器37;活动 压板11还有一凸片111，凸片111达到起始位置传感器37,使其信号发生改变，标志着活动压 板11位于起始位置。活动压板11两侧各有一个用于安装纸币保持器15的挂钩112。载钞台12 的两侧边有若干用于安装纸币保持器15的安装挂钩121。
[0化7] 入钞机构2包括送钞轮组21、抢钞轮组22、抢轮支架23、阻钞轮组24、通道内送钞轮 组25、通道内压钞轮组26、压板及压黃组件27、同步带28、带轮29。送钞轮组21和抢钞轮组22 通过轴承安装在抢轮支架23上，抢钞轮组22还通过轴承固定在机架上，抢轮支架23带着送 钞轮组21绕抢钞轮组22的轴屯、线转动。阻钞轮组24内安装有单向轴承241，其作用是使阻钞 轮组24仅能朝相背于进钞方向的方向转动。同步带28、带轮2則尋送钞轮组21和抢钞轮组22 联接，并使它们保持一定速比传动。
[0化引电控系统3包括:压力传感器31、压力信号处理单元32、控制单元33、电机驱动单元 34、步进电机35、有无钞判定传感器36、起始位置传感器37、手动加钞按键38和SPI通讯单元 39。压力传感器31安装在机架的固定面上，通过压板及压黃组件27与抢轮支架23接触感应 送钞轮组21所受压力。
[0059] 而电控系统3的硬件示意框图如图7所示，包括:压力传感器31、压力信号处理单元 32、控制单元33、电机驱动单元34、步进电机35、有无钞判定传感器36、起始位置传感器37、 手动加钞按键38和SPI通讯单元39。
[0060] 控制单元33是电控系统3的控制中屯、，采用PIC24FJ64,通过内部程序对各外设进 行状态采集和控制，实现本实用新型各模块的各个功能。所有传感器的信号均输入控制单 元33来分析处理。
[0061] 压力传感器31主要用于检测作用于送钞轮组的压力值，加钞完成或连续入钞过程 中该压力值应保持在2牛顿~6牛顿；
[0062] 压力信号处理单元32对压力传感器31的输出电信号进行调整放大，送入控制单元 33的AD输入端口；
[0063] 有无钞票判断传感器36用于检测活动压板11表面是否有钞票，采用SG-2BC;
[0064] 起始位置传感器37主要用于检测活动压板11是否在初始位置，它可W采用遮光型 光电传感器，也可W采用行程开关；
[0065] 手动加钞按键38主要用于在需要手动加钞时，向控制单元33发"手动加钞"、"手动 加钞完成"命令，它可W采用状态开关；
[0066] 电机驱动单元34采用TB62209FG步进电机驱动忍片。控制单元33根据各接口接收 的信号，输出逻辑信号，电机驱动单元34将其转换为步进电机驱动信号；
[0067] 步进电机35采用57皿P76AL4,步进电机35根据驱动信号驱动运动传动系统13带动 活动压板11运动；
[0068] SPI通讯单元39与清分机主机交互状态信息和控制命令。
[0069] 本实用新型的电控系统控制流程如图8所示，图中：
[0070] "各功能模块的自检"过程指:载钞台初始化，检查起始位置传感器37信号，判断活 动压板11是否处于初始位置，如果活动压板11不在初始位置，则使其回到初始位置，判断各 功能模块是否工作正常、有无故障的过程。
[0071] "SPI上传故障点及解决方法"过程指:SPI上传检测到的故障点，并显示故障点和 提供解决方法的过程。
[0072] "控制步进电机加钞"过程指：系统检测起始位置传感器37的信号，控制步进电机 带动活动压板11WV快速度快速退回到起始位置，W空出加钞空间的过程。
[007引"控制步进电机压钞"过程指:将纸币压紧的过程，压力值由0变到Nmin的过程。
[0074] "控制步进电机送钞"过程指：系统处于正常连续入钞过程，此时入钞机构正常运 转，步进电机带动活动压板压紧纸币，此过程压力值稳定在Nmin到Nmax之间。
[0075] "SPI上传载钞台准备就绪"过程指:载钞台加钞已完成，上传载钞台就绪命令，等 待接收入钞命令。此时压力值为Nmin。
[0076] "启动入钞机构"过程指:启动入钞机构2,即使送钞轮、抢钞轮组运转起来。
[0077] "停止送钞"过程指:步进电机停止工作t时间，活动压板11停在当前位置t时间不 动。此过程入钞机构继续入钞，压力值缓慢由Nmax变到Nmin。
[007引"停止入钞机构和压钞"过程指:先停止入钞机构2运转，即使送钞轮组、抢钞轮组 停止运转;再停止压钞，即使活动压板停在当前位置不动。
[0079] "步进电机快进"过程指:步进电机WV快速度快速前进若干步的过程。
[0080] 在如图5的实施例的结构，其受力部分与图1、图2结构存在一定的类似部分，但又 有着不同点。载钞入钞机构的工作过程具体分为4种工作过程，下面分别说明：
[00川 1、"第一次加沙'过程
[0082] "第一次加钞"过程即指机器初始化后，载钞台上无纸币，活动压板位于初始位置， 将纸币装到载钞台，并压紧的过程。据第一次加钞数量不同可分为二种加钞过程："第一次 满载加钞"过程和"第一次少量加钞"过程。图5为"第一次满载加钞"过程的工作示意图。图 中B为所加纸币总厚度，Lmax为载钞台上可用于放置纸币的最大长度。
[0083] 满载加钞指:纸币总厚度B 3载钞台载钞最大长度Lmax时的加钞状态。
[0084] 少量加钞指:纸币总厚度B<载钞台载钞最大长度Lmax时的加钞状态。
[0085] 运两种加钞工作过程分别如下：
[00化]1. r第一次满载加钞"过程
[0087] 第一次加钞时，活动压板11位于初始位置，运时步进电机和入钞机构2均未启动。 满载加钞时，纸币总厚度B =载钞台总长度Lmax,纸币遮住有无钞判定传感器36,其检测到 有钞信号，而压力传感器31也可检测到压力值，但低于Nmin,运时控制单元33通过电机驱动 单元34启动步进电机35,步进电机Ww低转速旋转，带动活动压板11 Wv低速度推动整叠纸 币P向入钞机构2压紧。入钞机构2受压力后压向压板及压黃组件27,压力传递给压力传感器 31。活动压板11持续WV低速度前进，压板及压黃组件27持续压缩，储存弹力，并将压力持续 传递给压力传感器31。当压力传感器31上感应到压力值达到Nmin时，步进电机停止工作，活 动压板停在当前位置，加钞完成。此过程各参数如表1所示。
[008引1.2"第一次少量加沙'过程
[0089]第一次加钞为少量加钞时，活动压板11位于初始位置，纸币总厚度B<载钞台总长 度Lmax。运时步进电机和入钞机构2均未启动。操作人员将纸币靠紧活动压板11放置，并用 一只手轻轻支撑着(或用挂在活动压11两侧的挂钩112上的纸币保持器15保持纸币直立）。 少量加钞时，纸币遮住有无钞判定传感器36，传感器检测到有钞信号，而纸币与入钞机构2 未接触，故压力传感器31检测到压力值为0,运时控制单元33通过电机驱动单元34控制步进 电机35 Ww高转速旋转，带动运动传动系统13较快速运动，进而带动活动压板11W V高速度 推动整叠纸币P向入钞机构2接近。当整叠纸币P与入钞机构2接触后，压力传感器31开始可 感应到压力值，活动压板11改Wv低速度持续前进，压力传感器31上感应到压力值由0逐渐 达到Nmin,当压力值达到Nmin时，步进电机35停止工作，活动压板11停在当前位置，加钞动 作完成。此过程各参数如表1所示。
[0090] 2、"持续人沙'过程
[0091] 当压力值增加到Nmin后，接收到来自主控程序下达的"入钞"指令后，机器即进入 "持续入钞"过程。
[0092] 接到来自主控程序的"入钞"命令后，主控程序启动入钞机构2,入钞机构2中的各 轮开始转动，送钞轮组21与紧贴着的纸币P表面摩擦，其压力值N>Nmin，按受力分析知，AU A Al均远大于0,送钞轮能将第一张纸币P送入抢钞轮组22与阻钞轮组24之间。因抢钞轮组 22与阻钞轮组24之间的间隙仅允许一张纸币通过，抢钞轮组22与阻钞轮组24共同作用下， 模拟人手磋抢纸币的动作，成功将运一张纸币与后面的纸币分离出来，送入通道内送钞轮 组25和通道内压钞轮组26之间，由二者共同将纸币送入通道。送钞轮组21与抢钞轮组22直 径相同，转速相同，它们每转动一圈抢入一张纸币P。
[0093] 活动压板11持续WV低速度前进，当压力传感器31上感应到压力值超过Nmax时，控 制单元33通过电机驱动单元34控制步进电机35停止工作，活动压板11停在当前位置。入钞 机构2仍继续运转，继续正常入钞。此时，活动压板11支撑着整叠纸币P，抢钞入口与活动压 板之间的距离L保持不变。随着入钞机构2的不间断工作，纸币被连续抢入通道，则存留在载 钞台上纸币数量减少，纸币总厚度B也减小。压板及压黃组件27回弹，释放储存的弹力，推动 抢轮支架23带动踢钞轮组21向纸币P靠紧，从而继续提供足够大的压力产生摩擦力分离纸 币P。随着压板及压黃组件27释放储存的弹力，其传递给压力传感器31逐渐减小，经过约t时 间后，当压力值由Nmax变化到Nmin附近，因为此时有无钞判定传感器36仍被纸币遮挡，有无 钞判定传感器36向控制单元33发出有钞信号，控制单元33通过电机驱动单元34重新启动步 进电机35WW低转速工作，活动压板11又开始WV低速度前进，又开始新一轮的活动压板推 进纸币前进的运动。如此反复，直到将载钞台上所有纸币都抢入通道。此过程各参数如表1 所示。
[0094] 3、"停止人沙'过程
[00M]"停止入钞"过程指停止向通道内送入纸币直到重新开始入钞的过程。此过程内， 入钞机构2停止转动，不向通道内送入纸币。根据停止入钞时载钞台上是否有纸币，可将"停 止入钞"过程分成"停止入钞"过程I和"停止入钞"过程II运两种过程。
[0096] 3.1"停止入钞"过程I
[0097] 当载钞台上所有纸币P全都抢入通道，即载钞台上无纸币时，控制单元33接收有无 钞判定传感器36的无钞信号，程序进入"停止入钞"过程I:主控程序先控制入钞机构2停止 工作，再控制步进电机35停止工作，活动压板11停止在当前位置;接着控制单元33询问是否 有加钞命令，直到接收到加钞命令后，控制单元33通过电机驱动单元34控制步进电机35快 速反转，带动运动传动系统13快速反向运动，最后带动活动压板11快速向与压紧方向相反 的方向运动。当活动压板11到达起始位置，其上的凸片111触动位于起始位置的起始位置传 感器37,传感器发出到达初始位置信号，控制单元33通过电机驱动单元34控制步进电机35 停止工作，活动压板11停在起始位置，等待操作者完成加钞任务。此过程各参数如表1所示。 [009引 3.2"停止入钞"过程II
[0099] 无论机器当前处于哪种过程，当主控程序下达停止入钞命令时，且有无钞判定传 感器36的信号为有钞时，程序进入"停止入钞"过程II:主控程序先控制入钞机构2停止工 作，再控制步进电机35停止工作，活动压板11停止在当前位置，接着等待新的入钞命令。此 过程各参数如表1所示。
[0100] 4、"中间加钞"过程
[0101] "中间加钞"过程又据当次加钞数量的多少分为"中间少量加钞"过程和"中间满载 加钞"过程两种过程。当操作人员想进行中途加钞时，操作人员用一个手支撑着(或装上纸 币保持器15压住)余下来的运少部分整叠纸币P并向下钞机构2方向轻推，随后用按动手动 加钞按键38,控制单元33通过电机驱动单元34控制步进电机35快速反转，带动运动传动系 统13快速反向运动，带动活动压板11快速向与压紧方向相反的方向运动，回到起始位置，W 空出加钞位置实现加钞。此过程各参数如表1所示。
[0102] 4.1"中间少量加钞"过程
[0103] 当本次加钞为少量加钞，加钞后纸币总厚度B<载钞台总长度Lmax,纸币不能填满 载钞台，此时按一次手动加钞按键38表示加钞完毕。运时有无钞判定传感器36反馈的是无 钞信号，控制单元启动步进电机35快速带动运动传动系统13快速运动，带动活动压板11快 速向压紧方向运动，当活动压板11接触到纸币即寸，有无钞判定传感器36被纸币遮挡，发出 有钞信号，控制单元控制步进电机35W较低的转速运转，活动压板11W较低速度推动整叠 纸币P向入钞机构2压紧，至此本次中间加钞即算完成，机器进入前述持续点钞过程。运时可 W松开支撑纸币的手或解开纸币保持器15。此过程各参数如表1所示。
[0104] 4.2"中间满载加钞"过程
[0105] 本次加钞为满载加钞，加钞后纸币总厚度B S载钞台总长度Lmax,纸币填满载钞 台，此时按一次手动加钞按键38表示加钞完毕。此时有无钞判定传感器36被纸币遮挡，发出 有钞信号，控制单元启动步进电机W较低转速工作，开始新一轮的活动压板推进纸币前进 的运动。至此本次中间加钞即算完成，机器进入到前述持续点钞过程。运时可W松开支撑纸 币的手或解开纸币保持器15。此过程各参数如表1所示。
[0106] 表1(前半部分）
[0107]
[010 引
[0109]
[0110] 在"检测压力判断是否完成压钞"和"检测压力判断是否需要送钞"运两个判定过 程中，采用相应的算法将实际压力值N与标准压力值N标的差A N换算成控制步进电机的步 速。A N与步进电机步速n的数学模型，见式(a)。
[0 …]
(a)
[0112] 式中:n为步进电机的步速(单位:步/分）；
[0113] AN为实际压力值N与标准压力值Nmin的差(单位:牛顿）；
[0114] K为压黃刚度系数(单位:牛顿/mm);
[0115] 0为步进电机步距角(单位:度）；
[0116] P为传动系统螺杆的螺距(单位:mm);
[0117] H为入钞速度(单位:张/分）；
[011引T为时间，A N变为O的期望时间（单位:分）；
[0119] 在S13中"检测压力判断是否完成压钞"判定过程中，入钞速度H=O,即此过程只有 压钞动作，而不向通道内入钞，压力值处于0~Nmin,N标设置为Nmin,此过程A N=Nmin-N, 式(a)转换成式(b):
[0120] (的
[0121] 在S14中"检测压力判断是否需要送钞"的判定过程中，此过程不仅有压钞动作，而 还向通道内入钞，压力值处于Nmin~Nmax，N标设置为Nmax，此过程A N = Nmax-N，式(a)转换 成式(C):
[0122] 似
[0123] 当压力值达到Nmax后，步进电机停止工作，停止工作时间t(单位:秒)按式(d):
[0124]
州
[0125] 在实际例中，取K = O . 25N/mm;目=1.8° ;P = 2mm;压紧过程中H = O张/分，T= 1/60 分;连续入钞时，H= 1000张/分，T = 5分;Nmin = 2牛顿;Nmax = 4牛顿。其具体参数表示如表 2:
[0126] 表2不同取值条件下的系统不同参数表现
[0127]
[0128] 而分别对图1、图2W及本实施例中的结构的下钞方式进行受力分析，其结果如下：
[0129] 见图1的下钞机构，该机构具有入钞台2001、送钞轮2002，设有抢钞轮组件2003、阻 力轮2005、前压轮2004及后压轮组件2016,阻力轮2005、前压轮2004及后压轮组件2016分别 与抢钞轮组件3相抵接。工作时，纸币放置在入钞台2001的上表面，在抢钞轮组件2003、阻力 轮2005及前压轮2004磨擦带动下，将最下面的一张纸币与其上面的纸币分开，送到后压轮 组件2016与抢钞轮组件2003之间，在后压轮组件2016与抢钞轮组件2003摩擦力的作用下， 将待清点的纸币逐张送入机器内部，使相邻两张纸币的间距保持相对固定，纸币在入钞通 道内不倾斜，使纸币按照理想状态进入清分机的内部。
[0130] 此种下钞方式纸币置于送钞、抢钞轮系上方。送钞轮作用主要是将整叠纸币送入 到抢钞轮组件上方。图3是将结构简化后的最靠近抢钞轮和送钞轮的第一张纸币受力分析 示意图（为了方便表示第一张纸币受力情况，将原本相互紧贴的第一、二张纸币之间的间隙 夸张画出）。图4是第二张纸币受力分析示意图。
[0131] 与送钞轮接触的第一张纸币在入钞方向（即顺着载钞台平面的入钞方向）上主要 受Gn、F送和F纸IS种力作用：
[0132] l、Gn是n张纸币的重力G在入钞方向的分量，表达如式（1)。式中g是单张纸币的重 量，n是载钞台上纸币的总数量，a是载钞台平面与重力方向的夹角。
[0133] 2、F送是送钞轮上胶轮部分施加给紧贴着的第一张纸币下表面的摩擦力，表达如 式(3)。式中y送是送钞轮上胶轮部分与纸币间的摩擦系数;化为n张纸币重力形成的垂直于 载钞面的正压力，表达如式(2) "F送方向如图3中所示。
[0134] 3、F纸1是第二张纸币对第一张纸币施加的摩擦力，表达如式(4)。它不仅与重力相 关，而且与两纸之间(特别是新币印刷生产中所带来的静电吸力和污损纸币之间的粘接力） 吸附力相关。式中y纸是二张纸币之间的摩擦系数。F纸1如图3所示，F送与F纸1大小不同，方 向相反。
[0135] WAl来表示第一张纸币在入钞方向所受外力和，其表达如式(5)。
[0136] Gn=GXcosa = gXnXcos 曰 （1)
[0137] Nn=GXsin 曰= gXnXsin 曰 （2)
[013 引 F送=Ji送 XNn=Ji送 X 邑 Xn X sin 曰 （3)
[0139] F纸I=Ji纸X (化-1+F附）=]i纸XgX (n-1) Xsina+u纸XF附 （4)
[0140] Al=Gn+F 送-F 纸 1
[0141 ] =g Xn X cosa+雌 X g Xn X sina-y纸 X g X (n-1) X sina-y纸 XF附
[0142] =gXnXcosa+(]i送-U纸）XgXnXsina+u纸XgXsina-U纸XF附 （5)
[0143] 第二张纸币在入钞方向（即顺着载钞台平面的入钞方向）上主要受Gn-I、F纸1'和F 纸2S种力作用，如图4所示：
[0144] UGn-I是第一张纸币上方n-1张纸币的重力G在入钞方向的分量，其表达如式(6)。
[0145] 2、F纸1/第一张纸币对第二张纸币施加的摩擦力，其表达如式(7)。方向见图4。
[0146] 3、F纸2是第S张纸币对第二张纸币施加的摩擦力，其表达如式(8)。方向与F纸1/ 相反。
[0147] Gn-I =g X (n-1) Xcosa (6)
[014 引 F 纸 1'=y纸 X(化-1+F 附）=y纸 XgX(n-l)Xsina+y 纸 XF 附 （7)
[0149] F纸2=y纸X(N n-2+F附）=y纸XgX(n-2)Xsina+y纸XF附 （8)
[0150] WA2来表示第二张纸币在入钞方向所受外力和，其表达如式(9)。
[0151] A2 = Gn-l+F纸I'-F纸2 = gX(n-l) Xcosa+(y纸 XgX(n-l)Xsina+i^纸XF附）-(i^ 纸 X g X (n-2) X S ina+y纸 X F附）
[0152] =gX(n-l)Xcosa+li纸XgXsina (9)
[0153] 类似的，第=张纸币在入钞方向（即顺着载钞台平面的入钞方向）上的受力情况与 第二张纸币类似，主要受Gn-2、F纸2'和F纸3S种力作用，只是均比第二张纸币少一张纸币 的重力的影响：
[0154] l、Gn-2是第二张纸币上方n-2张纸币的重力G在入钞方向的分量，其表达如式 (10)。
[0155] 2、F纸y第二张纸币对第S张纸币施加的摩擦力，其表达如式（11)。方向与F纸1/ 相同。
[0156] 3、F纸3是第四张纸币对第S张纸币施加的摩擦力，其表达如式（12)。方向与F纸y 相反。
[0157] Gn-2 = gX (n-2) Xcosa (11)
[015 引 F 纸 2'=y纸 X(化-2+F 附）=y纸 XgX(n-2)Xsina+y 纸 XF 附 （12)
[0159] F纸3=y纸X(N n-3+F附）=y纸XgX(n-3)Xsina+y纸XF附 （13)
[0160] WA3来表示第S张纸币在入钞方向所受外力和，其表达如式(14)。
[0161] 43=611-2+。纸2'斗纸2
[0162] =gX (n-2) Xcosa+(]i 纸 XgX (n-2) Xsina+u 纸 XF 附）-(]i 纸 XgX (n-3) Xsina+ y纸X F附）
[0163] =gX (n-2) Xcosa+u纸XgXsina (14)
[0164] 由式(9)可知，当n很小时，A2>0,虽然此时A2很小，第二张能被送到抢钞轮组和阻 力轮间。
[0165] W此类推，第n-1张纸币在入钞方向所受外力和An-I的表达如式(15)
[0166] A n-l=gX [n-(n-2)] Xcosa+u纸XgXsina = 2gXcosa+]i纸XgXsina (15)
[0167] 由上述分析知，从第二张纸币起直到第n-1张纸币，它们的受力基本类似，不同的 只是位于其上纸币数量不同，其所受重力影响不同。
[0168] A An表示本张纸币受力与其上方的那一张所受外力和之差，如A Al表示Al与A2的 差，W AA2表示A2与A3的差……
[0169] AA1=A1-A2,即式(5)与(9)相减，得：
[0170] AAl=Al-A2 = gXcosa+(山t-y 纸）XgXnXsina-y 纸 XF 附 （16)
[0171 ] A A2=A2-A3，即式(9)与（14)相减，得：
[0172]
[0173] W此类推，W A An-I表示An-I与A n-2的差，得：
[0174] A An-I =g Xcosa (18)
[0175] 由式（16)、（17)、（18)知，除A Al不同外，随后A A2到A An-I均稳定为g X cosa。因 单张纸币g很小，故它们实际为一个很小的数值。
[0176] 能否按顺序正常入钞，特别要看第一张纸币是否能与第二张纸币分离，即要看AU A Al是否远大于0。当Al远大于0时，第一张纸币能被送到抢钞轮组和阻力轮间。当A Al远大 于0,即Al远大于A2时，第一张纸币才能与第二张纸币分开，先一步到达抢钞轮组和阻力轮 前。
[0177] 由式（5)可知，要Al >0，即要g X n X cosa+(]i送-U纸）X g X n X sina+u纸 X g X Sina >y纸XF附。
[017引一般机构设计时，都会选择4送>ii纸，且y送> 2 X y纸。同时在一个已有的机构中 COSCUSina是定值，y纸XF附与纸币的物理特性有关，一般不易改变，由式(5)可知，Al主要 与载钞台上的纸币数量n有关，随着放在载钞台上纸币数量n增加而增加。
[01巧]当n较小时，可能出现g Xn X cosa+(山t-y纸）X g Xn X Sina<y纸XF附，即Al》0， 运时，第一张纸币不能与整叠纸币分离。
[0180] 由式（16)可知，为增大A Al值，需增加g Xcosa+(山t-y纸）Xg Xn X Sina，减小y纸 XF附。而y纸XF附与纸币的物理特性有关，不易改变;在一个已有的机构中，gXcosa是一 个相对稳定的数据，所W最终只能设法增加(y送-y纸）XgXnXsina。增加(ii送-ii纸）XgX n X Sina，一方面可选择送钞轮胶轮的ii送远大于ii纸，使ii送-ii纸增大；另一方面增大g X n，g Xn随着放在载钞台上的纸币数量n的增加而增加;第=方面就是取较大的sina"a取值为0° ~90°，对应Sina值为0~1。
[0181] 由上分析可知，AAl不是一个恒定值。在一个已有的机构中，AAl变化主要与载钞 台上承钞数量n有关，它随着放在载钞台上的纸币数量n的增加而增加。当载钞台上纸币数 量较多时，（Ji送-Ji纸）X g X n X sina+g X cosa>]i纸XF附，A Al >0，能够保证有效将最下一 张纸币与整叠纸币顺利分离。当载钞台上只有少量纸币时，（y送-y纸）XgXnX sina+gX cosa 纸XF附，AAl >0,不能保证将最下一张纸币与整叠纸币有效分离，运时因为纸币 处于送钞轮之上，随着送钞轮转动，将整叠纸币一起送到抢钞轮与阻力轮之间，就可能造成 多张连张，甚至将机构堵死的结果。在实践中发现，AAl也不是越大越好，AAl过大，会增加 对纸币的损害。
[0182] 当第一张纸币被送入到抢钞轮组和阻力轮间后，运张纸币除了原受的外力W外， 又将受到抢钞轮组和阻力轮给予的摩擦力F抢和F阻，其大小分别见式（19)和式(20)，式中y 抢是抢钞轮组的胶轮部分与纸币间的摩擦系数，啡且是阻力轮的胶轮部分与纸币间的摩擦 系数，N抢是纸币挤入抢钞轮组和阻力轮间时变形产生的压力，与抢钞轮组和阻力轮间的间 隙S有关，当S设定时，N抢就基本稳定不变，它们的方向见图3。此时，运张纸币受外力和用I： F表示，SF见式(21)。
[0183] F 抢=y 抢 XN 抢 (19)
[0184] F阻=y阻 XN抢 (20)
[0185] (21)
[0186] -般机构设计时，都会选择4抢>4阻，且y抢>2 Xii阻。由式(21)可知，SF变化仅 与Al有关，随着Al增减而增减。
[0187] 综上，Al随着放在载钞台上的纸币数量n的增减而增减，A Al随着放在载钞台上的 纸币数量n的增减而增减，SF随着Al增减而增减。当Al远大于0时，第一张纸币才能被顺利 送到抢钞轮组和阻力轮前；A Al远大于0时，第一张纸币才能与第二张纸币顺利摩擦分离； SF远大于0,进入抢钞轮组和阻力轮的纸币才能顺利抢入通道。AU A Al值越大，摩擦分离 越顺利，送钞效果越好。2F值越大，纸币抢入通道越顺利。但在实践中发现，AU A AU 2F值 也不能无限大，AU AA1、SF值过大，会增加对纸币的损害。
[0188] 目前图1运种下钞方式载钞台的载钞量一般设定在500张左右。运种下钞方案的主 要缺点是下钞效果不稳定，特别是当n较小，即最后几张纸币很难正常抢入。载钞台容量仅 500张，不够大。
[0189] 而在此类结构上增加压钞装置，当载钞台上载钞量减小到一定量时，启动压钞系 统，使得此时纸币所受压力N不仅有纸币的重力，还新增一个压力N压，实际是增加了F送，确 保纸币数量变少时A A>0。WF送S表示启动压钞机构工作后送钞轮上胶轮部分施加给紧贴 着的第一张纸币下表面的摩擦力，F送S表达如式(22)。
[0190] F送s=y送X 2N=y送X(gXnXsina+N压） (22)
[0191] 运种下钞方案的主要缺点是结构复杂，其在载钞台上承载纸币低于某高度时，引 入外来的压钞力，因此确保最后几张纸币能正常抢入。但仍没解决AU AA1、SF随着载钞台 上纸币数量增大还变大的问题。当载钞量增大时，由前述受力分析可知，当载钞台上承载纸 币数量越大，AU AA1、SF越大，虽然下钞效果要好一些，但对纸币（特别是旧钞和已有损伤 的钞)的损害也更大。
[0192] 而在本实施例中，入钞装置从改变纸币与送钞、抢钞轮系位置关系入手，从而改变 纸币在入钞方向的受力情况，特别是使纸币在入钞方向的受力与纸币重力无关。纸币可W 位于送钞、抢钞轮系的从侧边(如图5)到侧下边，直到下边之间的、纸币重力不作用于送钞、 抢钞轮系的上的任意位置。送钞轮作用主要是将最贴近送钞轮系的纸币送入到抢钞轮组件 22与阻钞轮组24之间。图6是将结构简化后的最靠近抢钞轮和送钞轮的第一、二张纸币受力 分析示意图（为了方便表示第一、二张纸币受力情况，将原本相互紧贴的纸币之间的间隙夸 张画出）。与送钞轮接触的第一张纸币在入钞方向主要受F送、F纸和g X COS0运=力的作用：
[0193] 1、F送是送钞轮上胶轮部分施加给紧贴着的第一张纸币接触表面的摩擦力；
[0194] 2、F纸1是第二张纸币对第一张纸币施加的摩擦力；
[01M] 3、gXcos0是单张纸币在入钞方向的分力，g为单张纸币的重力，0是纸币平面与重 力方向的夹角。因g很小，5° < 0 < 90°，所Wg X COS的良小，可忽略不计。
[0196] F送是送钞轮上胶轮部分施加给紧贴着的第一张纸币表面的摩擦力，方向如图6所 示，F送表达如式(23)。
[0197] 其中，y送是送钞轮上胶轮部分与纸币间的摩擦系数，T压是活动压板施加在纸币 上的推力，N是压力传感器反馈出来的、送钞轮作用在第一张纸币上的正压力，N是此方向所 有外力和的综合实际反应。
[0198] F纸是第二张纸币对第一张纸币施加的摩擦力，它与送钞轮施加在纸币上的压力 相关，也与两纸之间(特别是新币印刷生产中所带来的静电吸力和污损纸币之间的粘接力） 吸附力相关，方向如图6所示，其与F送方向相反，F纸表达如式(24)。
[0199] y纸是二张纸币之间摩擦系数。F送与F纸大小不同，方向相反。WAl来表示第一张 纸币在入钞方向所受外力之和，其表达如式(25)。
[0200] F 送二山tXN (23)
[0201] F纸l=y纸XI：N=y纸X(N+F附）=y纸XN+i^纸XF附 （24)
[0202] (25)
[0203]第二张纸币的两面接触的均是纸币，在入钞方向主要受F纸r、F纸2和gXcosP运 S力的作用：
[0204] UF纸1/是第一张纸币对第二张纸币施加的摩擦力，表达如式(26)，方向见图6;
[0205] 2、F纸2是第=张纸币对第二张纸币施加的摩擦力，表达如式(27)。方向与F纸相 反；
[0206] 3、gXcos0，同上。
[0207] F纸 1'=y纸X 2N=y纸X(N+F附） （26)
[020引 F纸2=y纸X 2N=y纸X(N+F附） （27)
[0209] A2来表示第二张纸币在入钞方向所受外力之和，其表达如式(28)。
[0210] A2 = gXcos0+F纸I'-F纸2 = gXcos0-0 (28)
[0211] 由于本方案载钞台上每张纸币在与入钞方向垂直方向上所受正压力都相等，所W 除第一张W外的余下纸币在入钞方向上的受力情况完全相同，An-I =A2 = g XcosP
[0212] W A An表示本张纸币受力与其后的那一张所受外力和之差，如A Al表示Al与A2的 差，W A A2表示A2与A3的差。
[0213] A Al =Al-A2=Al-g X cosP ? Al
[0214] aA2 = 0.... AAn-I=O
[0215] 当Al、A Al是一个远大于0的数值时，第一张纸币与第二张纸币即可摩擦分离开。 Al、A Al值越大，摩擦分离越顺利，送钞效果越好。
[0216]由式（25)知，增大A1值，需增加(y送-ii纸）X N，减小y纸X F附。而y纸X F附与纸币 的物理特性有关，不易改变，所W主要设法增加(y送-y纸）XN。增加(ii送-ii纸）XN，一方面 可选择送钞轮胶轮的y送远大于y纸，使y送-y纸增大;另一方面增大N。
[0217]在一个已有的机构中，y纸XF附、y送寸纸均为相对稳定的值，由式(25)可知，Al的 变化仅与N有关。N设定在一定范围，Al即也控制在一定范围。从实际应用来看，Al值不是越 大越好，相应N值也不是越大越好，运些参数过大，将对纸币造成损伤。实例中设定Nmin<N <Nmax时，入钞效果最优。
[0218] 同样的，当那张纸币送入到抢钞轮组件与阻钞轮组间时，在入钞方向上作用于纸 币上的外力和Al外，另外还增加二种外力:F抢、F阻。F抢是抢钞轮胶轮作用于纸币表面的摩 擦力，F阻是阻力轮胶轮作用于纸币表面的摩擦力，它们的方向如图6中所示，大小分别用式 (29)和(30)表示。式中y抢是抢钞轮胶轮与纸币下表面间的摩擦系数，y阻是阻力轮胶轮与 纸币上表面间的摩擦系数，N抢是纸币挤入抢钞轮组件和阻力轮间时所形成的压力。
[0219] F 抢=y 抢 X N抢 (29)
[0220] F 阻=(30)
[0221] 用SF表示所有入钞方向上作用于第一张纸币的外力和，见式(31)
[0222] SF=F抢-F阻+A= (y抢-y阻）XN抢+Al (31)
[0223] 最终纸币能顺利送入通道的条件是2F>0。由式(31)可知，为确保下钞可靠，在机 构设计时会加大抢钞轮胶和阻力轮胶的摩擦系数的差值，即增大y抢-y阻。N抢与抢钞轮组 件和阻力轮之间间隙值S有关，S越小，N抢越大。在一个已有的机构中，抢钞轮组件和阻力轮 之间间隙值S设定后，（ii抢-ii阻）XN抢值就基本确定了。最终SF的大小与Al大小相关。当N 设定在一定范围，Al能控制在一定范围，即SF也可控制在一定范围。
[0224] 基于上述受力分析数据可W发现，目前常用的如图1、2所示的纸币清分类机器下 钞结构中，均采用摩擦分离方式来分离纸币，待清分纸币置于入钞机构入钞轮系的上方，形 成分离纸币所需的外力变化主要与纸币本身的重力有关，分离纸币所需的A1、AA1、SF随 着堆叠纸币的重力增减而增减，导致纸币分离效果不稳定。当堆叠纸币的重量过小时，下钞 不杨通;当堆叠纸币的重量过大时，对纸币本身损害又加大。
[0225] 本实用新型也是通过摩擦分离方式来分离纸币，但通过改变纸币与入钞机构各轮 系与纸币的位置关系(如图5所示），将重力调整分布到活动压板和载钞台上，同时引入压板 及压黃组件27、压力传感器31和控制单元33,通过感应作用于入钞轮系上的压力大小，反馈 给控制电路，计算出实际压力值与标准压力值的差，并W-定关系控制步进电机的步速，进 而通过控制活动压板运动，改变作用在入钞轮系上的压力，W此解决由纸币重量变化引起 的摩擦力变化较大的问题，并将纸币分离所需外力AU AA1、SF的大小控制在适合范围（即 在预定下限值~预定上限值）。可W实现纸币在入钞方向的AU AA1、SF均远大于0,并相对 稳定在预计范围内的目的。
[0226] W上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，运些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1. 一种纸币清分类机器载钞入钞机构，其特征在于，包括载钞台、入钞机构以及电控系 统： 所述载钞台包括活动压板、载钞台、运动传动系统，活动压板上设置有用于判定是否有 钞的判定传感器，载钞台装置了起始位置传感器，另外，在活动压板上还设置有一凸片，此 凸片在达到起始位置传感器时使其信号发生改变，并以此作为活动压板的起始位置，另外， 在载钞台和活动压板的两侧边上还设置有挂钩，用于安装有可拆卸式的纸币保持器； 所述入钞机构包括送钞轮组、捻钞轮组、捻轮支架、阻钞轮组、通道内送钞轮组、通道内 压钞轮组、压板及压簧组件，所述送钞轮组和捻钞轮组通过轴承安装在捻轮支架上，捻钞轮 组通过轴承固定在机架上，捻轮支架绕捻钞轮组的轴心线转动时带动送钞轮组一起转动； 阻钞轮组内装有单向轴承，单向轴承使阻钞轮组仅能朝相背于进钞方向的方向转动；同步 带及带轮使送钞轮组和捻钞轮组保持一定速比传动； 所述电控系统包括压力传感器、压力信号处理单元、控制单元、电机驱动单元、步进电 机、有无钞判定传感器、起始位置传感器、手动加钞按键和SPI通讯单元，其压力传感器安装 在机架的固定面上，与入钞机构相接触，入钞机构与压力传感器之间为柔性连接，通过压板 及压簧组件与捻轮支架接触来感应送钞轮组所受压力值。2. 根据权利要求1所述的一种纸币清分类机器载钞入钞机构，其特征在于，所述活动压 板的压钞面与载钞台的承钞面之间呈45°~85°的夹角，以利于纸币倾斜进行提前分离，且 在载钞台靠近捻钞轮端设置在圆弧状，以利于纸币进一步次提前分离。
【文档编号】G06M7/06GK205721927SQ201620286681
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月2日
【发明人】李程艳, 罗承彪, 彭联贴, 王连珍
【申请人】湖南丰汇银佳科技股份有限公司
【专利摘要】一种纸币清分类机器载钞入钞机构，通过摩擦分离方式来分离纸币，其通过改变纸币与入钞机构各轮系与纸币的位置关系，将重力调整分布到活动压板和载钞台上，同时引入压板及压簧组件、压力传感器和控制单元，通过感应作用于入钞轮系上的压力大小，反馈给控制电路，计算出实际压力值与标准压力值的差，并以一定关系控制步进电机的步速，进而通过控制活动压板运动，改变作用在入钞轮系上的压力，以此解决由纸币重量变化引起的摩擦力变化较大的问题，并将纸币分离所需外力A1、ΔA1、∑F的大小控制在适合范围。本实用新型能确保纸币分离可靠，下钞效果稳定，入钞速度均匀，同时还能有效增加载钞台容钞量，甚至达到3000张以上。
【专利说明】
-种纸币清分类机器载钞入钞机构
技术领域
[0001] 本实用新型设及纸币处理技术及相关设备的技术领域，具体为一种纸币清分类机 器载钞入钞机构。
【背景技术】
[0002] 近年来根据中国人民银行"假币零容忍"，"现钞全额清分"等行业政策的要求，人 民币必须在屯成新W上才能在市场上流通，运使得银行纸币全额清分币的任务相当繁重。 基于运些原因，纸币清分类机器越来越成为银行和金融机构不可缺少的金融设备。为提高 清分机器的工作效率，相关行业的工作人员在希望清分机器能够实现连续不停机工作，需 要清分机单次进行清分工作时能够一次清分足够厚度的钞量，运就要求载钞台容量足够 大，能一次将足够多的待清点纸币放在载钞台上，而相关的入钞机构内部的处理部件也要 求能适应载钞台上钞量变化过程中施加在钞面上的各外力的动态变化，运样就能在两次加 钞时间中有更多的时间处理别的工作任务(如扎把、盖章、处理异常纸币等）。
[0003] -般认为，载钞台容量的大小与下钞方式有关。目前已有的下钞方式分为邸式下 钞和立式下钞两种。邸式下钞载钞容量一般在200张左右，故清分机一般采用立式下钞方 式。
[0004] 立式下钞的原理如图1所示，其结构中主要包括入钞台2001、送钞轮2002,并在进 钞道内设置有抢钞轮组件2003、阻力轮2005、前压轮2004及后压轮组件2016，阻力轮2005、 前压轮2004及后压轮组件2016分别与抢钞轮组件3相抵接。工作时，纸币放置在入钞台2001 的上表面，在抢钞轮组件2003、阻力轮2005及前压轮2004磨擦带动下，将最下面的一张纸币 与其上面的纸币分开，送到后压轮组件2016与抢钞轮组件2003之间，然后在后压轮组件 2016与抢钞轮组件2003摩擦力的作用下，将待清点的纸币逐张送入机器内部，使相邻两张 纸币的间距保持相对固定，纸币在入钞通道内不倾斜，使纸币按照理想状态进入清分机的 内部，在此种下钞条件下，纸币置于送钞轮2002、抢钞轮组件2003之间，送钞轮2002作用主 要是将整叠纸币推向抢钞轮组件2003上方。运种结构的载钞台的载钞量一般设定在500张 左右，相对于点钞机的处理量大了几倍，但也不够多，同时还存在着下钞效果不稳定的情 况，尤其就最后几张纸币很难正常抢入。
[0005] 也有在立式下钞装置上进行改进的先例，但是思路基本也都是在对载钞台的尺寸 进行改进的同时增加压钞装置，在专利CN102376124A中就公开了一种纸币检测装置中的压 钞系统，运种压钞系统的结构如图2所示，其下钞方式也是立式下钞方式，通过加入一套复 杂的压钞系统，当载钞台上载钞量减小到一定量时，启动压钞系统，使得此时纸币币面所受 压力增加。运种下钞方案的主要缺点是结构复杂，其在载钞台上承载纸币低于某高度时，引 入外来的压钞力，因此确保最后几张纸币能正常抢入。但仍没解决前一张在入钞方向所受 外力和两张纸币之间受力的差值W及单张纸币受外力和随着载钞台上纸币数量增大而变 大，且变化值为变量的问题，为了保证钞票的正常抢入，在载钞台上设置的压钞系统也通常 是需要施加一个大于变化值平均值的一个量值，因而，当载钞量增大时，增加压钞装置虽然 下钞效果要好一些，但对纸币（特别是旧钞和已有损伤的钞）的损害更大。另外，即使采用压 钞系统，考虑到压钞系统不至于破坏钞片纸面的大前提，运一立式下钞装置的载钞台容量 设置也多为1000张W内，相比来说还是不够大。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型所解决的技术问题在于提供一种纸币清分类机器载钞入钞机构，运种 载钞入钞结构能最大程度弱化入钞机构受载钞量变化的影响，使其入钞摩擦力相对稳定在 预计范围内，从而使纸币分离顺利可靠，下钞效果稳定，入钞速度均匀。
[0007] 本实用新型所解决的技术问题采用W下技术方案来实现：
[0008] -种纸币清分类机器载钞入钞机构，包括载钞台、入钞机构W及电控系统：
[0009] 所述载钞台包括活动压板、载钞台、运动传动系统，活动压板上设置有用于判定是 否有钞的判定传感器，载钞台装置了起始位置传感器，另外，在活动压板上还设置有一凸 片，此凸片在达到起始位置传感器时使起始位置传感器信号发生改变，并W此作为活动压 板的起始位置，另外，在载钞台和活动压板的两侧边上还有若干挂钩，用于安装有可拆卸式 的纸币保持器；
[0010] 所述入钞机构包括送钞轮组、抢钞轮组、抢轮支架、阻钞轮组、通道内送钞轮组、通 道内压钞轮组、压板及压黃组件、同步带及带轮，所述送钞轮组和抢钞轮组通过轴承安装在 抢轮支架上，抢钞轮组通过轴承固定在机架上，抢轮支架绕抢钞轮组的轴屯、线转动时带动 送钞轮组一起转动；阻钞轮组内安装有单向轴承，其作用是使阻钞轮组仅能朝相背于进钞 方向的方向转动；同步带及带轮使送钞轮组和抢钞轮组保持一定速比传动。
[0011] 所述电控系统包括压力传感器、压力信号处理单元、控制单元、电机驱动单元、步 进电机、有无钞判定传感器、起始位置传感器、手动加钞按键和SPI通讯单元，其压力传感器 安装在机架的固定面上，与入钞机构相接触，入钞机构与压力传感器之间为柔性连接，通过 压板及压黃组件与抢轮支架接触来感应踢钞轮组所受压力值。
[0012] 在本实用新型中，所述活动压板的压钞面与载钞台的承钞面之间呈45°~85°的夹 角，W利于纸币倾斜进行提前分离，且在载钞台靠近抢钞轮端设置在圆弧状，W利于纸币进 一步次提前分离。
[0013] 本实用新型提供的具有上述技术特征的纸币清分类机器载钞入钞机构通过电控 系统指导载钞台W及入钞机构的相关部件运动，其运动步骤包括：
[0014] 步骤Sl 1:系统自检初始化
[0015] 系统上电后，系统进入初始化工作，即检查起始位置传感器信号，判断活动压板是 否处于初始位置，如果活动压板不在初始位置，则使其回到初始位置;另一方面系统进行自 检过程，检查各模块相应的参数。然后进入有无故障的判定过程，判断各功能模块是否有故 障。如果有故障，程序进入通过SPI通讯单元上传故障点及解决方法W方便排障，然后重新 进入自检过程。如此循环，直至自检结果为无故障。
[0016] 步骤S12:载钞台加钞准备
[0017] 如果自检无故障，则检测活动压板表面有无钞票。运时操作者可W直接往载钞台 上加钞。当有纸币挡住有无钞票判断传感器时，如果系统收到有钞票信号，电机控制活动压 板直接进入压钞过程;如果检测无钞票，则操作者手动设置并进入加钞程序，电机带动活动 压板走到起始工作位置，操作者进行加钞操作，加钞完成后，再按手动加钞按键，通知加钞 完毕，电机控制活动压板直接进入压钞过程。
[0018] 步骤S13:载钞台压钞就绪
[0019] 系统进入电机控制活动压板进入压钞过程时，先检测压力值，通过电控系统中的 控制元件控制步进电机W相应的步速压钞。压钞过程实时检测压力值，当压力值达到Nmin 时，压钞过程完成，并通过SPI通讯单元上传载钞台准备就绪指令。
[0020] 步骤S14:连续入钞
[0021] 系统上传载钞台准备就绪指令，通知清分机本模块已经准备就绪，可W进行入钞， 然后判断有无入钞命令。如果有入钞命令，启动入钞机构，接着控制步进电机送钞，送钞后 判断有无停止入钞命令，有该命令则进入步骤S16;如果没有，则再通过传感器进一步检测 有无钞票，无钞时，进入步骤S16;有钞时，检测压力判定是否需要送钞，当N<Nmax，同时操 作者不需要加钞时，控制步进电机送钞，重复前面的过程，机器连续入钞;N>Nmax，程序进 入停止送钞程序，步进电机停止工作t时间，活动压板停在当前位置t时间后，又进入检测压 力判定是否需要送钞;操作者需要加钞时，程序将转入步骤S15。
[0022] 步骤S15:中间加钞
[0023] 系统接到加钞命令后，控制步进电机加钞，电机带动活动压板走到起始位置，W空 出加钞空间，操作者运时可W进行加钞操作。运期间程序实时判断是否完成加钞。操作者完 成加钞，给出完成加钞指令，程序进入检测有无钞票判定过程。
[0024] 当本次加钞为少量加钞时，纸币未遮住活动压板，判定无钞，此时步进电机快进， 步进电机快进的同时，系统持续进行检测有无钞票检测，直到检测到有钞信号，程序跳到步 骤S14的控制步进电机送钞过程W完成中间加钞任务。
[0025] 当本次加钞为满载加钞时，纸币遮住活动压板，判定有钞，程序跳到步骤S14的控 制步进电机送钞过程，中间加钞任务完成。
[00%] 步骤S16:停止入钞
[0027]当控制单元收到停止入钞命令或步骤S14中的检测有无钞票为无时，程序进入S16 停止入钞机构和压钞，先停止入钞机构运转，再停止压钞，活动压板停在当前位置。W停止 前有无钞判定传感器36的信号状态分为两种处理方式:停止前为有钞时，等待新的入钞命 令;停止前为无钞时，等待加钞命令。
[00%]在本实用新型中，
[0029] 在S13中"检测压力判断是否完成压钞"和S14中"检测压力判断是否需要送钞"运 两个判定过程中，采用相应的算法将实际压力值N与标准压力值N标的差A N换算成控制步 进电机的步速。AN与步进电机步速n的数学模型，见式(a)。
[0030] ,、 (a)
[0031] 式中:n为步进电机的步速(单位:步/分）；
[0032] A N为实际压力值N与标准压力值Nmin的差(单位:牛顿）；
[0033] K为压黃刚度系数(单位:牛顿/mm);
[0034] 0为步进电机步距角(单位:度）；
[0035] P为传动系统螺杆的螺距(单位:mm);
[0036] H为入钞速度(单位:张/分）；
[0037] T为时间，AN变为0的期望时间（单位:分）；
[003引在S13中"检测压力判断是否完成压钞"判定过程中，入钞速度H=O,即此过程只有 压钞动作，而不向通道内入钞，压力值处于0~Nmin,N标设置为Nmin,此过程A N=Nmin-N, 式(a)转换成式(b):
[0039] (b)
[0040] 在S14中"检测压力判断是否需要送钞"的判定过程中，此过程不仅有压钞动作，而 还向通道内入钞，压力值处于Nmin~Nmax，N标设置为Nmax，此过程A N = Nmax-N，式(a)转换 成式(C):
[0041] 似
[0042] 当压力值达到Nmax后，步进电机停止工作，停止工作t(单位:秒)时间按式(d):
[0043] 仰
[0044] 在步骤S14中，确保顺利下钞具有相对稳定的Al、AAl、SF所需的正压力N范围：2 牛顿~6牛顿，其中Nmin取2.5 ± 0.5牛顿，Nmax取6 ± 2牛顿。
[0045] 有益效果:本实用新型通过摩擦分离方式来分离纸币，但通过改变纸币与入钞机 构各轮系的位置关系，将重力调整分布到活动压板和载钞台上，同时引入压板及压黃组件， 压力传感器和控制单元，通过感应作用于入钞轮系上的压力大小，反馈给控制电路，计算出 实际压力值与标准压力值的差，并W-定关系控制步进电机的步速，进而通过控制活动压 板运动，改变作用在入钞轮系上的压力，W此解决由纸币重量变化引起的摩擦力变化较大 的问题，并将纸币分离所需外力AU AA1、SF的大小控制在适合范围W确保纸币分离可靠， 下钞效果稳定，入钞速度均匀，而基于此种方式的载钞入钞机构能有效增加载钞台容钞量， 在实验条件下可达3000张W上，而理论条件W及工艺允许的条件下可实现无限延长。
【附图说明】
[0046] 图1为现有技术中常用的立式下钞机构的结构图。
[0047] 图2为现有技术中另一改进结构图。
[004引图3为将结构简化后的最靠近抢钞轮和送钞轮的第一张纸币受力分析示意图。
[0049] 图4为图3条件下的第二张纸币受力分析示意图。
[0050] 图5为本实用新型载钞入钞机构一个实用例示意图。
[0051] 图6为图5实施例的机构结构简化后第一、二张纸币受力分析示意图。
[0052] 图7为图5实施例的控制系统组成图。
[0053] 图8是本实用新型的控制流程图。
【具体实施方式】
[0054] 为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0055] 参见图5所示，在本实用新型的较佳实施例中包括载钞台I、入钞机构2、W及电控 系统3S部分。
[0056] 载钞台1包括活动压板11、载钞台12、运动传动系统13、载钞空间14、纸币保持器 15。活动压板11上装置了有无钞判定传感器36;载钞台12上装置了起始位置传感器37;活动 压板11还有一凸片111，凸片111达到起始位置传感器37,使其信号发生改变，标志着活动压 板11位于起始位置。活动压板11两侧各有一个用于安装纸币保持器15的挂钩112。载钞台12 的两侧边有若干用于安装纸币保持器15的安装挂钩121。
[0化7] 入钞机构2包括送钞轮组21、抢钞轮组22、抢轮支架23、阻钞轮组24、通道内送钞轮 组25、通道内压钞轮组26、压板及压黃组件27、同步带28、带轮29。送钞轮组21和抢钞轮组22 通过轴承安装在抢轮支架23上，抢钞轮组22还通过轴承固定在机架上，抢轮支架23带着送 钞轮组21绕抢钞轮组22的轴屯、线转动。阻钞轮组24内安装有单向轴承241，其作用是使阻钞 轮组24仅能朝相背于进钞方向的方向转动。同步带28、带轮2則尋送钞轮组21和抢钞轮组22 联接，并使它们保持一定速比传动。
[0化引电控系统3包括:压力传感器31、压力信号处理单元32、控制单元33、电机驱动单元 34、步进电机35、有无钞判定传感器36、起始位置传感器37、手动加钞按键38和SPI通讯单元 39。压力传感器31安装在机架的固定面上，通过压板及压黃组件27与抢轮支架23接触感应 送钞轮组21所受压力。
[0059] 而电控系统3的硬件示意框图如图7所示，包括:压力传感器31、压力信号处理单元 32、控制单元33、电机驱动单元34、步进电机35、有无钞判定传感器36、起始位置传感器37、 手动加钞按键38和SPI通讯单元39。
[0060] 控制单元33是电控系统3的控制中屯、，采用PIC24FJ64,通过内部程序对各外设进 行状态采集和控制，实现本实用新型各模块的各个功能。所有传感器的信号均输入控制单 元33来分析处理。
[0061] 压力传感器31主要用于检测作用于送钞轮组的压力值，加钞完成或连续入钞过程 中该压力值应保持在2牛顿~6牛顿；
[0062] 压力信号处理单元32对压力传感器31的输出电信号进行调整放大，送入控制单元 33的AD输入端口；
[0063] 有无钞票判断传感器36用于检测活动压板11表面是否有钞票，采用SG-2BC;
[0064] 起始位置传感器37主要用于检测活动压板11是否在初始位置，它可W采用遮光型 光电传感器，也可W采用行程开关；
[0065] 手动加钞按键38主要用于在需要手动加钞时，向控制单元33发"手动加钞"、"手动 加钞完成"命令，它可W采用状态开关；
[0066] 电机驱动单元34采用TB62209FG步进电机驱动忍片。控制单元33根据各接口接收 的信号，输出逻辑信号，电机驱动单元34将其转换为步进电机驱动信号；
[0067] 步进电机35采用57皿P76AL4,步进电机35根据驱动信号驱动运动传动系统13带动 活动压板11运动；
[0068] SPI通讯单元39与清分机主机交互状态信息和控制命令。
[0069] 本实用新型的电控系统控制流程如图8所示，图中：
[0070] "各功能模块的自检"过程指:载钞台初始化，检查起始位置传感器37信号，判断活 动压板11是否处于初始位置，如果活动压板11不在初始位置，则使其回到初始位置，判断各 功能模块是否工作正常、有无故障的过程。
[0071] "SPI上传故障点及解决方法"过程指:SPI上传检测到的故障点，并显示故障点和 提供解决方法的过程。
[0072] "控制步进电机加钞"过程指：系统检测起始位置传感器37的信号，控制步进电机 带动活动压板11WV快速度快速退回到起始位置，W空出加钞空间的过程。
[007引"控制步进电机压钞"过程指:将纸币压紧的过程，压力值由0变到Nmin的过程。
[0074] "控制步进电机送钞"过程指：系统处于正常连续入钞过程，此时入钞机构正常运 转，步进电机带动活动压板压紧纸币，此过程压力值稳定在Nmin到Nmax之间。
[0075] "SPI上传载钞台准备就绪"过程指:载钞台加钞已完成，上传载钞台就绪命令，等 待接收入钞命令。此时压力值为Nmin。
[0076] "启动入钞机构"过程指:启动入钞机构2,即使送钞轮、抢钞轮组运转起来。
[0077] "停止送钞"过程指:步进电机停止工作t时间，活动压板11停在当前位置t时间不 动。此过程入钞机构继续入钞，压力值缓慢由Nmax变到Nmin。
[007引"停止入钞机构和压钞"过程指:先停止入钞机构2运转，即使送钞轮组、抢钞轮组 停止运转;再停止压钞，即使活动压板停在当前位置不动。
[0079] "步进电机快进"过程指:步进电机WV快速度快速前进若干步的过程。
[0080] 在如图5的实施例的结构，其受力部分与图1、图2结构存在一定的类似部分，但又 有着不同点。载钞入钞机构的工作过程具体分为4种工作过程，下面分别说明：
[00川 1、"第一次加沙'过程
[0082] "第一次加钞"过程即指机器初始化后，载钞台上无纸币，活动压板位于初始位置， 将纸币装到载钞台，并压紧的过程。据第一次加钞数量不同可分为二种加钞过程："第一次 满载加钞"过程和"第一次少量加钞"过程。图5为"第一次满载加钞"过程的工作示意图。图 中B为所加纸币总厚度，Lmax为载钞台上可用于放置纸币的最大长度。
[0083] 满载加钞指:纸币总厚度B 3载钞台载钞最大长度Lmax时的加钞状态。
[0084] 少量加钞指:纸币总厚度B<载钞台载钞最大长度Lmax时的加钞状态。
[0085] 运两种加钞工作过程分别如下：
[00化]1. r第一次满载加钞"过程
[0087] 第一次加钞时，活动压板11位于初始位置，运时步进电机和入钞机构2均未启动。 满载加钞时，纸币总厚度B =载钞台总长度Lmax,纸币遮住有无钞判定传感器36,其检测到 有钞信号，而压力传感器31也可检测到压力值，但低于Nmin,运时控制单元33通过电机驱动 单元34启动步进电机35,步进电机Ww低转速旋转，带动活动压板11 Wv低速度推动整叠纸 币P向入钞机构2压紧。入钞机构2受压力后压向压板及压黃组件27,压力传递给压力传感器 31。活动压板11持续WV低速度前进，压板及压黃组件27持续压缩，储存弹力，并将压力持续 传递给压力传感器31。当压力传感器31上感应到压力值达到Nmin时，步进电机停止工作，活 动压板停在当前位置，加钞完成。此过程各参数如表1所示。
[008引1.2"第一次少量加沙'过程
[0089]第一次加钞为少量加钞时，活动压板11位于初始位置，纸币总厚度B<载钞台总长 度Lmax。运时步进电机和入钞机构2均未启动。操作人员将纸币靠紧活动压板11放置，并用 一只手轻轻支撑着(或用挂在活动压11两侧的挂钩112上的纸币保持器15保持纸币直立）。 少量加钞时，纸币遮住有无钞判定传感器36，传感器检测到有钞信号，而纸币与入钞机构2 未接触，故压力传感器31检测到压力值为0,运时控制单元33通过电机驱动单元34控制步进 电机35 Ww高转速旋转，带动运动传动系统13较快速运动，进而带动活动压板11W V高速度 推动整叠纸币P向入钞机构2接近。当整叠纸币P与入钞机构2接触后，压力传感器31开始可 感应到压力值，活动压板11改Wv低速度持续前进，压力传感器31上感应到压力值由0逐渐 达到Nmin,当压力值达到Nmin时，步进电机35停止工作，活动压板11停在当前位置，加钞动 作完成。此过程各参数如表1所示。
[0090] 2、"持续人沙'过程
[0091] 当压力值增加到Nmin后，接收到来自主控程序下达的"入钞"指令后，机器即进入 "持续入钞"过程。
[0092] 接到来自主控程序的"入钞"命令后，主控程序启动入钞机构2,入钞机构2中的各 轮开始转动，送钞轮组21与紧贴着的纸币P表面摩擦，其压力值N>Nmin，按受力分析知，AU A Al均远大于0,送钞轮能将第一张纸币P送入抢钞轮组22与阻钞轮组24之间。因抢钞轮组 22与阻钞轮组24之间的间隙仅允许一张纸币通过，抢钞轮组22与阻钞轮组24共同作用下， 模拟人手磋抢纸币的动作，成功将运一张纸币与后面的纸币分离出来，送入通道内送钞轮 组25和通道内压钞轮组26之间，由二者共同将纸币送入通道。送钞轮组21与抢钞轮组22直 径相同，转速相同，它们每转动一圈抢入一张纸币P。
[0093] 活动压板11持续WV低速度前进，当压力传感器31上感应到压力值超过Nmax时，控 制单元33通过电机驱动单元34控制步进电机35停止工作，活动压板11停在当前位置。入钞 机构2仍继续运转，继续正常入钞。此时，活动压板11支撑着整叠纸币P，抢钞入口与活动压 板之间的距离L保持不变。随着入钞机构2的不间断工作，纸币被连续抢入通道，则存留在载 钞台上纸币数量减少，纸币总厚度B也减小。压板及压黃组件27回弹，释放储存的弹力，推动 抢轮支架23带动踢钞轮组21向纸币P靠紧，从而继续提供足够大的压力产生摩擦力分离纸 币P。随着压板及压黃组件27释放储存的弹力，其传递给压力传感器31逐渐减小，经过约t时 间后，当压力值由Nmax变化到Nmin附近，因为此时有无钞判定传感器36仍被纸币遮挡，有无 钞判定传感器36向控制单元33发出有钞信号，控制单元33通过电机驱动单元34重新启动步 进电机35WW低转速工作，活动压板11又开始WV低速度前进，又开始新一轮的活动压板推 进纸币前进的运动。如此反复，直到将载钞台上所有纸币都抢入通道。此过程各参数如表1 所示。
[0094] 3、"停止人沙'过程
[00M]"停止入钞"过程指停止向通道内送入纸币直到重新开始入钞的过程。此过程内， 入钞机构2停止转动，不向通道内送入纸币。根据停止入钞时载钞台上是否有纸币，可将"停 止入钞"过程分成"停止入钞"过程I和"停止入钞"过程II运两种过程。
[0096] 3.1"停止入钞"过程I
[0097] 当载钞台上所有纸币P全都抢入通道，即载钞台上无纸币时，控制单元33接收有无 钞判定传感器36的无钞信号，程序进入"停止入钞"过程I:主控程序先控制入钞机构2停止 工作，再控制步进电机35停止工作，活动压板11停止在当前位置;接着控制单元33询问是否 有加钞命令，直到接收到加钞命令后，控制单元33通过电机驱动单元34控制步进电机35快 速反转，带动运动传动系统13快速反向运动，最后带动活动压板11快速向与压紧方向相反 的方向运动。当活动压板11到达起始位置，其上的凸片111触动位于起始位置的起始位置传 感器37,传感器发出到达初始位置信号，控制单元33通过电机驱动单元34控制步进电机35 停止工作，活动压板11停在起始位置，等待操作者完成加钞任务。此过程各参数如表1所示。 [009引 3.2"停止入钞"过程II
[0099] 无论机器当前处于哪种过程，当主控程序下达停止入钞命令时，且有无钞判定传 感器36的信号为有钞时，程序进入"停止入钞"过程II:主控程序先控制入钞机构2停止工 作，再控制步进电机35停止工作，活动压板11停止在当前位置，接着等待新的入钞命令。此 过程各参数如表1所示。
[0100] 4、"中间加钞"过程
[0101] "中间加钞"过程又据当次加钞数量的多少分为"中间少量加钞"过程和"中间满载 加钞"过程两种过程。当操作人员想进行中途加钞时，操作人员用一个手支撑着(或装上纸 币保持器15压住)余下来的运少部分整叠纸币P并向下钞机构2方向轻推，随后用按动手动 加钞按键38,控制单元33通过电机驱动单元34控制步进电机35快速反转，带动运动传动系 统13快速反向运动，带动活动压板11快速向与压紧方向相反的方向运动，回到起始位置，W 空出加钞位置实现加钞。此过程各参数如表1所示。
[0102] 4.1"中间少量加钞"过程
[0103] 当本次加钞为少量加钞，加钞后纸币总厚度B<载钞台总长度Lmax,纸币不能填满 载钞台，此时按一次手动加钞按键38表示加钞完毕。运时有无钞判定传感器36反馈的是无 钞信号，控制单元启动步进电机35快速带动运动传动系统13快速运动，带动活动压板11快 速向压紧方向运动，当活动压板11接触到纸币即寸，有无钞判定传感器36被纸币遮挡，发出 有钞信号，控制单元控制步进电机35W较低的转速运转，活动压板11W较低速度推动整叠 纸币P向入钞机构2压紧，至此本次中间加钞即算完成，机器进入前述持续点钞过程。运时可 W松开支撑纸币的手或解开纸币保持器15。此过程各参数如表1所示。
[0104] 4.2"中间满载加钞"过程
[0105] 本次加钞为满载加钞，加钞后纸币总厚度B S载钞台总长度Lmax,纸币填满载钞 台，此时按一次手动加钞按键38表示加钞完毕。此时有无钞判定传感器36被纸币遮挡，发出 有钞信号，控制单元启动步进电机W较低转速工作，开始新一轮的活动压板推进纸币前进 的运动。至此本次中间加钞即算完成，机器进入到前述持续点钞过程。运时可W松开支撑纸 币的手或解开纸币保持器15。此过程各参数如表1所示。
[0106] 表1(前半部分）
[0107]
[010 引
[0109]
[0110] 在"检测压力判断是否完成压钞"和"检测压力判断是否需要送钞"运两个判定过 程中，采用相应的算法将实际压力值N与标准压力值N标的差A N换算成控制步进电机的步 速。A N与步进电机步速n的数学模型，见式(a)。
[0 …]
(a)
[0112] 式中:n为步进电机的步速(单位:步/分）；
[0113] AN为实际压力值N与标准压力值Nmin的差(单位:牛顿）；
[0114] K为压黃刚度系数(单位:牛顿/mm);
[0115] 0为步进电机步距角(单位:度）；
[0116] P为传动系统螺杆的螺距(单位:mm);
[0117] H为入钞速度(单位:张/分）；
[011引T为时间，A N变为O的期望时间（单位:分）；
[0119] 在S13中"检测压力判断是否完成压钞"判定过程中，入钞速度H=O,即此过程只有 压钞动作，而不向通道内入钞，压力值处于0~Nmin,N标设置为Nmin,此过程A N=Nmin-N, 式(a)转换成式(b):
[0120] (的
[0121] 在S14中"检测压力判断是否需要送钞"的判定过程中，此过程不仅有压钞动作，而 还向通道内入钞，压力值处于Nmin~Nmax，N标设置为Nmax，此过程A N = Nmax-N，式(a)转换 成式(C):
[0122] 似
[0123] 当压力值达到Nmax后，步进电机停止工作，停止工作时间t(单位:秒)按式(d):
[0124]
州
[0125] 在实际例中，取K = O . 25N/mm;目=1.8° ;P = 2mm;压紧过程中H = O张/分，T= 1/60 分;连续入钞时，H= 1000张/分，T = 5分;Nmin = 2牛顿;Nmax = 4牛顿。其具体参数表示如表 2:
[0126] 表2不同取值条件下的系统不同参数表现
[0127]
[0128] 而分别对图1、图2W及本实施例中的结构的下钞方式进行受力分析，其结果如下：
[0129] 见图1的下钞机构，该机构具有入钞台2001、送钞轮2002，设有抢钞轮组件2003、阻 力轮2005、前压轮2004及后压轮组件2016,阻力轮2005、前压轮2004及后压轮组件2016分别 与抢钞轮组件3相抵接。工作时，纸币放置在入钞台2001的上表面，在抢钞轮组件2003、阻力 轮2005及前压轮2004磨擦带动下，将最下面的一张纸币与其上面的纸币分开，送到后压轮 组件2016与抢钞轮组件2003之间，在后压轮组件2016与抢钞轮组件2003摩擦力的作用下， 将待清点的纸币逐张送入机器内部，使相邻两张纸币的间距保持相对固定，纸币在入钞通 道内不倾斜，使纸币按照理想状态进入清分机的内部。
[0130] 此种下钞方式纸币置于送钞、抢钞轮系上方。送钞轮作用主要是将整叠纸币送入 到抢钞轮组件上方。图3是将结构简化后的最靠近抢钞轮和送钞轮的第一张纸币受力分析 示意图（为了方便表示第一张纸币受力情况，将原本相互紧贴的第一、二张纸币之间的间隙 夸张画出）。图4是第二张纸币受力分析示意图。
[0131] 与送钞轮接触的第一张纸币在入钞方向（即顺着载钞台平面的入钞方向）上主要 受Gn、F送和F纸IS种力作用：
[0132] l、Gn是n张纸币的重力G在入钞方向的分量，表达如式（1)。式中g是单张纸币的重 量，n是载钞台上纸币的总数量，a是载钞台平面与重力方向的夹角。
[0133] 2、F送是送钞轮上胶轮部分施加给紧贴着的第一张纸币下表面的摩擦力，表达如 式(3)。式中y送是送钞轮上胶轮部分与纸币间的摩擦系数;化为n张纸币重力形成的垂直于 载钞面的正压力，表达如式(2) "F送方向如图3中所示。
[0134] 3、F纸1是第二张纸币对第一张纸币施加的摩擦力，表达如式(4)。它不仅与重力相 关，而且与两纸之间(特别是新币印刷生产中所带来的静电吸力和污损纸币之间的粘接力） 吸附力相关。式中y纸是二张纸币之间的摩擦系数。F纸1如图3所示，F送与F纸1大小不同，方 向相反。
[0135] WAl来表示第一张纸币在入钞方向所受外力和，其表达如式(5)。
[0136] Gn=GXcosa = gXnXcos 曰 （1)
[0137] Nn=GXsin 曰= gXnXsin 曰 （2)
[013 引 F送=Ji送 XNn=Ji送 X 邑 Xn X sin 曰 （3)
[0139] F纸I=Ji纸X (化-1+F附）=]i纸XgX (n-1) Xsina+u纸XF附 （4)
[0140] Al=Gn+F 送-F 纸 1
[0141 ] =g Xn X cosa+雌 X g Xn X sina-y纸 X g X (n-1) X sina-y纸 XF附
[0142] =gXnXcosa+(]i送-U纸）XgXnXsina+u纸XgXsina-U纸XF附 （5)
[0143] 第二张纸币在入钞方向（即顺着载钞台平面的入钞方向）上主要受Gn-I、F纸1'和F 纸2S种力作用，如图4所示：
[0144] UGn-I是第一张纸币上方n-1张纸币的重力G在入钞方向的分量，其表达如式(6)。
[0145] 2、F纸1/第一张纸币对第二张纸币施加的摩擦力，其表达如式(7)。方向见图4。
[0146] 3、F纸2是第S张纸币对第二张纸币施加的摩擦力，其表达如式(8)。方向与F纸1/ 相反。
[0147] Gn-I =g X (n-1) Xcosa (6)
[014 引 F 纸 1'=y纸 X(化-1+F 附）=y纸 XgX(n-l)Xsina+y 纸 XF 附 （7)
[0149] F纸2=y纸X(N n-2+F附）=y纸XgX(n-2)Xsina+y纸XF附 （8)
[0150] WA2来表示第二张纸币在入钞方向所受外力和，其表达如式(9)。
[0151] A2 = Gn-l+F纸I'-F纸2 = gX(n-l) Xcosa+(y纸 XgX(n-l)Xsina+i^纸XF附）-(i^ 纸 X g X (n-2) X S ina+y纸 X F附）
[0152] =gX(n-l)Xcosa+li纸XgXsina (9)
[0153] 类似的，第=张纸币在入钞方向（即顺着载钞台平面的入钞方向）上的受力情况与 第二张纸币类似，主要受Gn-2、F纸2'和F纸3S种力作用，只是均比第二张纸币少一张纸币 的重力的影响：
[0154] l、Gn-2是第二张纸币上方n-2张纸币的重力G在入钞方向的分量，其表达如式 (10)。
[0155] 2、F纸y第二张纸币对第S张纸币施加的摩擦力，其表达如式（11)。方向与F纸1/ 相同。
[0156] 3、F纸3是第四张纸币对第S张纸币施加的摩擦力，其表达如式（12)。方向与F纸y 相反。
[0157] Gn-2 = gX (n-2) Xcosa (11)
[015 引 F 纸 2'=y纸 X(化-2+F 附）=y纸 XgX(n-2)Xsina+y 纸 XF 附 （12)
[0159] F纸3=y纸X(N n-3+F附）=y纸XgX(n-3)Xsina+y纸XF附 （13)
[0160] WA3来表示第S张纸币在入钞方向所受外力和，其表达如式(14)。
[0161] 43=611-2+。纸2'斗纸2
[0162] =gX (n-2) Xcosa+(]i 纸 XgX (n-2) Xsina+u 纸 XF 附）-(]i 纸 XgX (n-3) Xsina+ y纸X F附）
[0163] =gX (n-2) Xcosa+u纸XgXsina (14)
[0164] 由式(9)可知，当n很小时，A2>0,虽然此时A2很小，第二张能被送到抢钞轮组和阻 力轮间。
[0165] W此类推，第n-1张纸币在入钞方向所受外力和An-I的表达如式(15)
[0166] A n-l=gX [n-(n-2)] Xcosa+u纸XgXsina = 2gXcosa+]i纸XgXsina (15)
[0167] 由上述分析知，从第二张纸币起直到第n-1张纸币，它们的受力基本类似，不同的 只是位于其上纸币数量不同，其所受重力影响不同。
[0168] A An表示本张纸币受力与其上方的那一张所受外力和之差，如A Al表示Al与A2的 差，W AA2表示A2与A3的差……
[0169] AA1=A1-A2,即式(5)与(9)相减，得：
[0170] AAl=Al-A2 = gXcosa+(山t-y 纸）XgXnXsina-y 纸 XF 附 （16)
[0171 ] A A2=A2-A3，即式(9)与（14)相减，得：
[0172]
[0173] W此类推，W A An-I表示An-I与A n-2的差，得：
[0174] A An-I =g Xcosa (18)
[0175] 由式（16)、（17)、（18)知，除A Al不同外，随后A A2到A An-I均稳定为g X cosa。因 单张纸币g很小，故它们实际为一个很小的数值。
[0176] 能否按顺序正常入钞，特别要看第一张纸币是否能与第二张纸币分离，即要看AU A Al是否远大于0。当Al远大于0时，第一张纸币能被送到抢钞轮组和阻力轮间。当A Al远大 于0,即Al远大于A2时，第一张纸币才能与第二张纸币分开，先一步到达抢钞轮组和阻力轮 前。
[0177] 由式（5)可知，要Al >0，即要g X n X cosa+(]i送-U纸）X g X n X sina+u纸 X g X Sina >y纸XF附。
[017引一般机构设计时，都会选择4送>ii纸，且y送> 2 X y纸。同时在一个已有的机构中 COSCUSina是定值，y纸XF附与纸币的物理特性有关，一般不易改变，由式(5)可知，Al主要 与载钞台上的纸币数量n有关，随着放在载钞台上纸币数量n增加而增加。
[01巧]当n较小时，可能出现g Xn X cosa+(山t-y纸）X g Xn X Sina<y纸XF附，即Al》0， 运时，第一张纸币不能与整叠纸币分离。
[0180] 由式（16)可知，为增大A Al值，需增加g Xcosa+(山t-y纸）Xg Xn X Sina，减小y纸 XF附。而y纸XF附与纸币的物理特性有关，不易改变;在一个已有的机构中，gXcosa是一 个相对稳定的数据，所W最终只能设法增加(y送-y纸）XgXnXsina。增加(ii送-ii纸）XgX n X Sina，一方面可选择送钞轮胶轮的ii送远大于ii纸，使ii送-ii纸增大；另一方面增大g X n，g Xn随着放在载钞台上的纸币数量n的增加而增加;第=方面就是取较大的sina"a取值为0° ~90°，对应Sina值为0~1。
[0181] 由上分析可知，AAl不是一个恒定值。在一个已有的机构中，AAl变化主要与载钞 台上承钞数量n有关，它随着放在载钞台上的纸币数量n的增加而增加。当载钞台上纸币数 量较多时，（Ji送-Ji纸）X g X n X sina+g X cosa>]i纸XF附，A Al >0，能够保证有效将最下一 张纸币与整叠纸币顺利分离。当载钞台上只有少量纸币时，（y送-y纸）XgXnX sina+gX cosa 纸XF附，AAl >0,不能保证将最下一张纸币与整叠纸币有效分离，运时因为纸币 处于送钞轮之上，随着送钞轮转动，将整叠纸币一起送到抢钞轮与阻力轮之间，就可能造成 多张连张，甚至将机构堵死的结果。在实践中发现，AAl也不是越大越好，AAl过大，会增加 对纸币的损害。
[0182] 当第一张纸币被送入到抢钞轮组和阻力轮间后，运张纸币除了原受的外力W外， 又将受到抢钞轮组和阻力轮给予的摩擦力F抢和F阻，其大小分别见式（19)和式(20)，式中y 抢是抢钞轮组的胶轮部分与纸币间的摩擦系数，啡且是阻力轮的胶轮部分与纸币间的摩擦 系数，N抢是纸币挤入抢钞轮组和阻力轮间时变形产生的压力，与抢钞轮组和阻力轮间的间 隙S有关，当S设定时，N抢就基本稳定不变，它们的方向见图3。此时，运张纸币受外力和用I： F表示，SF见式(21)。
[0183] F 抢=y 抢 XN 抢 (19)
[0184] F阻=y阻 XN抢 (20)
[0185] (21)
[0186] -般机构设计时，都会选择4抢>4阻，且y抢>2 Xii阻。由式(21)可知，SF变化仅 与Al有关，随着Al增减而增减。
[0187] 综上，Al随着放在载钞台上的纸币数量n的增减而增减，A Al随着放在载钞台上的 纸币数量n的增减而增减，SF随着Al增减而增减。当Al远大于0时，第一张纸币才能被顺利 送到抢钞轮组和阻力轮前；A Al远大于0时，第一张纸币才能与第二张纸币顺利摩擦分离； SF远大于0,进入抢钞轮组和阻力轮的纸币才能顺利抢入通道。AU A Al值越大，摩擦分离 越顺利，送钞效果越好。2F值越大，纸币抢入通道越顺利。但在实践中发现，AU A AU 2F值 也不能无限大，AU AA1、SF值过大，会增加对纸币的损害。
[0188] 目前图1运种下钞方式载钞台的载钞量一般设定在500张左右。运种下钞方案的主 要缺点是下钞效果不稳定，特别是当n较小，即最后几张纸币很难正常抢入。载钞台容量仅 500张，不够大。
[0189] 而在此类结构上增加压钞装置，当载钞台上载钞量减小到一定量时，启动压钞系 统，使得此时纸币所受压力N不仅有纸币的重力，还新增一个压力N压，实际是增加了F送，确 保纸币数量变少时A A>0。WF送S表示启动压钞机构工作后送钞轮上胶轮部分施加给紧贴 着的第一张纸币下表面的摩擦力，F送S表达如式(22)。
[0190] F送s=y送X 2N=y送X(gXnXsina+N压） (22)
[0191] 运种下钞方案的主要缺点是结构复杂，其在载钞台上承载纸币低于某高度时，引 入外来的压钞力，因此确保最后几张纸币能正常抢入。但仍没解决AU AA1、SF随着载钞台 上纸币数量增大还变大的问题。当载钞量增大时，由前述受力分析可知，当载钞台上承载纸 币数量越大，AU AA1、SF越大，虽然下钞效果要好一些，但对纸币（特别是旧钞和已有损伤 的钞)的损害也更大。
[0192] 而在本实施例中，入钞装置从改变纸币与送钞、抢钞轮系位置关系入手，从而改变 纸币在入钞方向的受力情况，特别是使纸币在入钞方向的受力与纸币重力无关。纸币可W 位于送钞、抢钞轮系的从侧边(如图5)到侧下边，直到下边之间的、纸币重力不作用于送钞、 抢钞轮系的上的任意位置。送钞轮作用主要是将最贴近送钞轮系的纸币送入到抢钞轮组件 22与阻钞轮组24之间。图6是将结构简化后的最靠近抢钞轮和送钞轮的第一、二张纸币受力 分析示意图（为了方便表示第一、二张纸币受力情况，将原本相互紧贴的纸币之间的间隙夸 张画出）。与送钞轮接触的第一张纸币在入钞方向主要受F送、F纸和g X COS0运=力的作用：
[0193] 1、F送是送钞轮上胶轮部分施加给紧贴着的第一张纸币接触表面的摩擦力；
[0194] 2、F纸1是第二张纸币对第一张纸币施加的摩擦力；
[01M] 3、gXcos0是单张纸币在入钞方向的分力，g为单张纸币的重力，0是纸币平面与重 力方向的夹角。因g很小，5° < 0 < 90°，所Wg X COS的良小，可忽略不计。
[0196] F送是送钞轮上胶轮部分施加给紧贴着的第一张纸币表面的摩擦力，方向如图6所 示，F送表达如式(23)。
[0197] 其中，y送是送钞轮上胶轮部分与纸币间的摩擦系数，T压是活动压板施加在纸币 上的推力，N是压力传感器反馈出来的、送钞轮作用在第一张纸币上的正压力，N是此方向所 有外力和的综合实际反应。
[0198] F纸是第二张纸币对第一张纸币施加的摩擦力，它与送钞轮施加在纸币上的压力 相关，也与两纸之间(特别是新币印刷生产中所带来的静电吸力和污损纸币之间的粘接力） 吸附力相关，方向如图6所示，其与F送方向相反，F纸表达如式(24)。
[0199] y纸是二张纸币之间摩擦系数。F送与F纸大小不同，方向相反。WAl来表示第一张 纸币在入钞方向所受外力之和，其表达如式(25)。
[0200] F 送二山tXN (23)
[0201] F纸l=y纸XI：N=y纸X(N+F附）=y纸XN+i^纸XF附 （24)
[0202] (25)
[0203]第二张纸币的两面接触的均是纸币，在入钞方向主要受F纸r、F纸2和gXcosP运 S力的作用：
[0204] UF纸1/是第一张纸币对第二张纸币施加的摩擦力，表达如式(26)，方向见图6;
[0205] 2、F纸2是第=张纸币对第二张纸币施加的摩擦力，表达如式(27)。方向与F纸相 反；
[0206] 3、gXcos0，同上。
[0207] F纸 1'=y纸X 2N=y纸X(N+F附） （26)
[020引 F纸2=y纸X 2N=y纸X(N+F附） （27)
[0209] A2来表示第二张纸币在入钞方向所受外力之和，其表达如式(28)。
[0210] A2 = gXcos0+F纸I'-F纸2 = gXcos0-0 (28)
[0211] 由于本方案载钞台上每张纸币在与入钞方向垂直方向上所受正压力都相等，所W 除第一张W外的余下纸币在入钞方向上的受力情况完全相同，An-I =A2 = g XcosP
[0212] W A An表示本张纸币受力与其后的那一张所受外力和之差，如A Al表示Al与A2的 差，W A A2表示A2与A3的差。
[0213] A Al =Al-A2=Al-g X cosP ? Al
[0214] aA2 = 0.... AAn-I=O
[0215] 当Al、A Al是一个远大于0的数值时，第一张纸币与第二张纸币即可摩擦分离开。 Al、A Al值越大，摩擦分离越顺利，送钞效果越好。
[0216]由式（25)知，增大A1值，需增加(y送-ii纸）X N，减小y纸X F附。而y纸X F附与纸币 的物理特性有关，不易改变，所W主要设法增加(y送-y纸）XN。增加(ii送-ii纸）XN，一方面 可选择送钞轮胶轮的y送远大于y纸，使y送-y纸增大;另一方面增大N。
[0217]在一个已有的机构中，y纸XF附、y送寸纸均为相对稳定的值，由式(25)可知，Al的 变化仅与N有关。N设定在一定范围，Al即也控制在一定范围。从实际应用来看，Al值不是越 大越好，相应N值也不是越大越好，运些参数过大，将对纸币造成损伤。实例中设定Nmin<N <Nmax时，入钞效果最优。
[0218] 同样的，当那张纸币送入到抢钞轮组件与阻钞轮组间时，在入钞方向上作用于纸 币上的外力和Al外，另外还增加二种外力:F抢、F阻。F抢是抢钞轮胶轮作用于纸币表面的摩 擦力，F阻是阻力轮胶轮作用于纸币表面的摩擦力，它们的方向如图6中所示，大小分别用式 (29)和(30)表示。式中y抢是抢钞轮胶轮与纸币下表面间的摩擦系数，y阻是阻力轮胶轮与 纸币上表面间的摩擦系数，N抢是纸币挤入抢钞轮组件和阻力轮间时所形成的压力。
[0219] F 抢=y 抢 X N抢 (29)
[0220] F 阻=(30)
[0221] 用SF表示所有入钞方向上作用于第一张纸币的外力和，见式(31)
[0222] SF=F抢-F阻+A= (y抢-y阻）XN抢+Al (31)
[0223] 最终纸币能顺利送入通道的条件是2F>0。由式(31)可知，为确保下钞可靠，在机 构设计时会加大抢钞轮胶和阻力轮胶的摩擦系数的差值，即增大y抢-y阻。N抢与抢钞轮组 件和阻力轮之间间隙值S有关，S越小，N抢越大。在一个已有的机构中，抢钞轮组件和阻力轮 之间间隙值S设定后，（ii抢-ii阻）XN抢值就基本确定了。最终SF的大小与Al大小相关。当N 设定在一定范围，Al能控制在一定范围，即SF也可控制在一定范围。
[0224] 基于上述受力分析数据可W发现，目前常用的如图1、2所示的纸币清分类机器下 钞结构中，均采用摩擦分离方式来分离纸币，待清分纸币置于入钞机构入钞轮系的上方，形 成分离纸币所需的外力变化主要与纸币本身的重力有关，分离纸币所需的A1、AA1、SF随 着堆叠纸币的重力增减而增减，导致纸币分离效果不稳定。当堆叠纸币的重量过小时，下钞 不杨通;当堆叠纸币的重量过大时，对纸币本身损害又加大。
[0225] 本实用新型也是通过摩擦分离方式来分离纸币，但通过改变纸币与入钞机构各轮 系与纸币的位置关系(如图5所示），将重力调整分布到活动压板和载钞台上，同时引入压板 及压黃组件27、压力传感器31和控制单元33,通过感应作用于入钞轮系上的压力大小，反馈 给控制电路，计算出实际压力值与标准压力值的差，并W-定关系控制步进电机的步速，进 而通过控制活动压板运动，改变作用在入钞轮系上的压力，W此解决由纸币重量变化引起 的摩擦力变化较大的问题，并将纸币分离所需外力AU AA1、SF的大小控制在适合范围（即 在预定下限值~预定上限值）。可W实现纸币在入钞方向的AU AA1、SF均远大于0,并相对 稳定在预计范围内的目的。
[0226] W上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行 业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还 会有各种变化和改进，运些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型 要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1. 一种纸币清分类机器载钞入钞机构，其特征在于，包括载钞台、入钞机构以及电控系 统： 所述载钞台包括活动压板、载钞台、运动传动系统，活动压板上设置有用于判定是否有 钞的判定传感器，载钞台装置了起始位置传感器，另外，在活动压板上还设置有一凸片，此 凸片在达到起始位置传感器时使其信号发生改变，并以此作为活动压板的起始位置，另外， 在载钞台和活动压板的两侧边上还设置有挂钩，用于安装有可拆卸式的纸币保持器； 所述入钞机构包括送钞轮组、捻钞轮组、捻轮支架、阻钞轮组、通道内送钞轮组、通道内 压钞轮组、压板及压簧组件，所述送钞轮组和捻钞轮组通过轴承安装在捻轮支架上，捻钞轮 组通过轴承固定在机架上，捻轮支架绕捻钞轮组的轴心线转动时带动送钞轮组一起转动； 阻钞轮组内装有单向轴承，单向轴承使阻钞轮组仅能朝相背于进钞方向的方向转动；同步 带及带轮使送钞轮组和捻钞轮组保持一定速比传动； 所述电控系统包括压力传感器、压力信号处理单元、控制单元、电机驱动单元、步进电 机、有无钞判定传感器、起始位置传感器、手动加钞按键和SPI通讯单元，其压力传感器安装 在机架的固定面上，与入钞机构相接触，入钞机构与压力传感器之间为柔性连接，通过压板 及压簧组件与捻轮支架接触来感应送钞轮组所受压力值。2. 根据权利要求1所述的一种纸币清分类机器载钞入钞机构，其特征在于，所述活动压 板的压钞面与载钞台的承钞面之间呈45°~85°的夹角，以利于纸币倾斜进行提前分离，且 在载钞台靠近捻钞轮端设置在圆弧状，以利于纸币进一步次提前分离。
【文档编号】G06M7/06GK205721927SQ201620286681
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月2日
【发明人】李程艳, 罗承彪, 彭联贴, 王连珍
【申请人】湖南丰汇银佳科技股份有限公司
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