[發明專利]大量紙幣自動整理與振動擺動式收集裝置的工作方法

在審

• 申請號: 202111317405.4
• 申請日: 2020-05-06
• 公開（公告）號: CN114067487A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 張磊;顏疆灣;袁暢;牛浩;宋來富;章子瑋;王兵濤;趙南生
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G07D11/17
• 分類號: G07D11/17;G07D11/165
• 代理公司: 南通市永通專利事務所(普通合伙) 32100
• 代理人: 葛雷

1.一種大量紙幣自動整理與振動擺動式收集裝置的工作方法，其特征是：所述大量紙幣自動整理與振動擺動式收集裝置包括第一層整理機構、第二層過渡機構、收集機構；

所述第一層整理機構設置在固定機架上，在槽道內壁安裝光電傳感器，整理機構的主體為第一層整理容器，第一層整理容器首端通過連桿連接帶有第一偏心盤的第一電機，整理容器中包括帶有第一舵機可旋轉的扇形散鈔板和分鈔板；第一滑軌通過固定件固定在固定機架上，安裝角度為與水平線呈10°；第一偏心盤、第一連桿、第一滑軌與第一層整理容器滑塊條構成曲柄滑塊機構，由第一電機帶動，使第一層整理容器沿滑軌方向做直線往復運動，即前后振動；第一層整理容器有四個槽道，槽道的表面凹凸不平；

扇形散鈔板固定在軸上，可由第一舵機間接帶動其定期轉動一定角度，防止紙幣堆積在槽道口不動；

分鈔板的間隔設置大于一百元人民幣寬度，遠小于一百元人民幣長度，這樣的間隔設置可以限制紙幣只能順著進入槽道，而不能橫著進入，達到理順紙幣的效果；

扇形散鈔板藏于兩塊分鈔板之間，定期轉動一定角度可以使其露頭，當紙幣堆積在槽道口形成平衡時，扇形散鈔板的露頭可以撥動紙幣，打破紙幣的平衡，從而防止紙幣在槽道口堆積，進而加快紙幣進入槽道的速度；

所述第二層過渡機構固定在固定機架上，位于第一層整理機構下方，主體為第二層整理容器，第二層整理容器為四道溝槽結構，每個槽寬度與100元人民幣匹配；容器底部每隔一定距離貼有一片光強傳感器，光強傳感器與控制器通信；第二層整理容器首端通過第二連桿連接帶有第二偏心盤的第二電機，第二滑軌通過固定件安裝在固定機架上，安裝角度為與水平線呈10°；第二層過渡機構末端固定有帶有第二舵機的前壓鈔板和后壓鈔板；其中第二連桿、第二偏心盤、第二滑軌與第二層整理容器滑塊條構成曲柄滑塊機構，由第二電機帶動，使第二層整理容器沿第二滑軌方向做直線往復運動；

所述第三層收集機構固定在第二機架上，其主體為收集機構箱體，整個收集機構按運動關系分為A、B、C三部分；A部分包括：固定于第二機架上的固定滑塊，第二機架；B部分包括：鋁板搭的槽，第三滑軌，絲桿；C部分包括：第三舵機，角度控制板，紅外傳感器，螺母，滑塊；第三電機固定在B部分，第三舵機固定在C部分上，第四電機固定在A部分上；B部分中的第三滑軌、絲桿位于鋁板搭的槽的背面，且所述絲桿位于第三滑軌的外側，第三電極連接在絲桿的底端；C部分中的角度控制板由第三舵機驅動，所述角度控制板通過支架固定在C部分中的螺母上，所述螺母與B部分中的絲桿配合，C部分中的滑塊固定在支架上，所述滑塊與B部分中的第三滑塊滑動配合， C部分中的紅外傳感器裝在角度控制板的上方；A部分中的固定滑塊與B部分的第三滑軌滑動配合；整體運動分為一、二、三共三部分，運動一：第四電機帶動凸輪轉動，凸輪頂著固定在鋁板搭的槽底部的鋼制凹槽，最終的運動效果即為整個收集槽中B、C兩部分被凸輪拖著上下振動；在這組運動中：鋼制凹糟與鋁板搭的槽組成的整體視為凸輪滑塊機構中的滑塊；根據第三滑軌以及固定滑塊的約束所起到的作用，將其整體視為凸輪滑塊機構中的導軌；B、C兩部分整體相對于A部分進行豎直方向的振動，其中收集機構箱體相對于固定于第二機架上的固定滑塊運動，固定滑塊不動，第三滑軌相對固定滑塊運動；運動二：第三電機帶動絲桿轉動，在第三滑軌以及滑塊的約束作用下，固定在螺母上的支架帶動角度控制板相對于B部分可根據程序上下移動；運動三：第三舵機帶動角度控制板轉動一定角度；

工作方法包括下列步驟：

S1：批量紙幣整理為同一方向排列：大批量的紙幣被投入底部為四槽道結構的第一層整理機構；當光電傳感器判斷第一層整理容器的紙幣厚度超過一個閾值時，第一層整理機構沿第一滑軌方向做往復運動；在第一層整理容器的往復運動帶動下雜亂的紙幣在其中相對地前后振動，在重力和慣性的作用下，紙幣將撞擊扇形散鈔板，并在分鈔板和槽道的約束下變為順沿槽道方向，扇形散鈔板的定期旋轉可使堆積的紙幣受到攪動而松弛，大大加快紙幣受振動撞擊而進入槽道的速度；此時被整理為順沿槽道方向的紙幣可通過分鈔板進入第二層過渡機構，而其他方向的紙幣則會繼續振動撞擊分鈔板，直至變為順沿槽道方向才可通過分鈔板；第一層整理容器槽道的表面凹凸不平，使得紙幣更易傾斜落入槽道中；上述過程實現了第一層整理機構粗略地將散亂紙幣整理為同一方向排列；

S2：批量同向紙幣整理為一摞：通過分鈔板和扇形散鈔板限制并整理的紙幣將在重力作用下進入第二層整理容器對應的槽道；前壓鈔板和后壓鈔板擋在第二層整理結構末端；當貼在第二層整理容器下部的光強傳感器檢測到紙幣堆積時，控制器發出PWM控制第二層過渡機構的第二電機旋轉，第二層整理機構沿第二滑軌方向做直線往復運動，產生的振動可使進入第二層整理機構內的紙幣在重力作用下沿著容器底部運動，在運動的過程中不同的紙幣順著槽道方向相互穿插重疊，在第二層整理機構的末端因前壓鈔板擋住紙幣使其不斷撞擊可形成較為整齊的一摞；

S3：批量紙幣收集 ：在重力及慣性的作用下，被吐出的成摞且較整齊的紙幣將滑落至第三層收集機構的收集槽并疊在角度控制板上；當任意紅外傳感器檢測到有紙幣進入收集槽時，第二層過渡機構末端槽道關閉，使紙幣暫時不吐出，防止鈔票繼續落入收集容器中；接著使用第三舵機控制角度控制板上揚20°，可使疊得不夠整齊的一摞紙幣慢慢豎起來后趨于豎直，隨后第四電機帶動凸輪開始旋轉，使收集槽在固定滑塊和第三滑軌的約束作用下，進行豎直方向的振動，收集槽中紙幣在振動中被整理整齊，最后角度控制板下擺20°，第三電機帶動絲桿旋轉，從而使固定在絲桿上的螺母上的角度控制板下降相應高度，之后紙幣便整齊地躺在角度控制板上；當想要取走已整理好紙幣時，按動開關，使第三電機帶動絲桿旋轉，從而使固定在絲桿山的螺母上的角度控制板承載著紙幣上升，工作人員在出口處依次取出一沓一沓整齊紙幣；

S4：該批紙幣處理完畢，步進電機控制收集槽上升，準備下一批紙幣的處理。