一种卷式热敏票用自动进管装置的制作方法

本实用新型属于卷式热敏票包装技术领域，具体涉及一种卷式热敏票用自动进管装置。

背景技术：

卷式热敏票卷是指按照卷筒式方法进行分装的票据，通常需要管芯固定；现有的工艺为手工穿管芯，手工工作量大，工作时间长，劳动强度大。虽然现有的进管方式大多通过振动盘进行自动进料，例如：公开号为cn206552756u的专利文献公开了一种设有自动进料装置的振动盘，通过设置机械式传感感应检测，与实际物料直接接触检测，检测到摆动杆是否摆动，若摆动杆摆动则不需要加料，若摆动杆未摆动则需要加料。然而，现有的加料过程基本由人工进行加料，既费时又费力，且尚未出现自动加料的装置。

技术实现要素：

基于现有技术中存在的上述不足，本实用新型提供一种卷式热敏票用自动进管装置。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种卷式热敏票用自动进管装置，包括机架和安装于机架上的料斗、传输机构和振动盘；所述料斗用于储存卷式热敏票用管芯，并控制管芯输出至传输机构；所述传输机构位于料斗的下方，用于将料斗输出的管芯传输至振动盘，所述振动盘位于传输机构的输出端的下方，用于对管芯进行有序排列并输出；所述振动盘包括盘体和能量收集器，所述能量收集器包括电性连接的杆式压电传感器和能量收集电路；所述杆式压电传感器伸入盘体内，且距离盘体底部一预设高度设置，以使其与盘体内的管芯相互碰撞而输出电能；所述能量收集电路用于收集电能。

作为优选方案，所述自动进管装置还包括控制器和报警器，控制器分别与能量收集电路的输出端、报警器电性连接，所述控制器根据能量收集电路的电信号判断杆式压电传感器是否处于碰撞状态；若杆式压电传感器未处于碰撞状态，则控制器用于控制报警器执行报警动作，还用于控制料斗输出管芯以及传输机构运行。

作为优选方案，所述的能量收集电路包括能量收集芯片、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、备用电池、稳压二极管和电感，其中，压电传感器电性接入能量收集芯片的pz1和pz2引脚，能量收集芯片的vin引脚和gnd间与储存整流输出的第一电容相接，备用电池与稳压二极管串联后和第一电容并联连接，能量收集芯片的vin引脚和gap引脚间接第二电容，能量收集芯片的sw引脚连接有电感，在电感的输出端还接有第四电容，能量收集芯片的vin2引脚与gnd间接有第三电容。

作为优选方案，所述料斗具有位于顶部的进料口和位于底部的出料口，通过驱动机构驱动出料板平移运动于出料口以打开或关闭出料口。

作为优选方案，所述驱动机构包括曲柄、连杆、滑块、直线导轨和驱动电机，所述曲柄与连杆、连杆与出料板之间采用转动副连接，滑块采用移动副连接于直线导轨，滑块固定设于出料板的底面，驱动电机驱动连接曲柄，驱动电机与控制器通信连接。

作为优选方案，所述转动副连接选用铰链连接。

作为优选方案，所述直线导轨包括两根平行设置的导轨和固定导轨两端的支承座，支承座固定于机架之上。

作为优选方案，所述盘体的内壁具有导料轨道，导料轨道的出口端为转向结构，所述转向结构用于将处于水平状态的管芯换向至竖直状态。

作为优选方案，所述盘体的内壁还具有与导料轨道相配的一个或多个回拨板。

作为优选方案，所述杆式压电传感器通过一安装支架安装于基座之上，所述杆式压电传感器活动连接于安装支架。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

本实用新型的卷式热敏票用自动进管装置，既能实现卷式热敏票的管芯的自动进料，还能通过压电传感器的设计回收机械能转换为电能，实现能量的再利用。

附图说明

图1是本实用新型实施例的卷式热敏票用自动进管装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的卷式热敏票用自动进管装置的料斗的驱动机构处的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的卷式热敏票用自动进管装置的料斗的驱动机构的直线导轨的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的卷式热敏票用自动进管装置的传输机构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的卷式热敏票用自动进管装置的振动盘的结构示意图；

图6是本实用新型实施例的卷式热敏票用自动进管装置的振动盘的转向结构的结构示意图；

图7是本实用新型实施例的卷式热敏票用自动进管装置的控制原理示意图；

图8是本实用新型实施例的卷式热敏票用自动进管装置的能量收集电路的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

如图1-8所示，本实用新型实施例的卷式热敏票用自动进管装置，包括机架1和安装在机架1上的料斗2、传输机构3、振动盘4、控制器和报警器。

其中，料斗2用于储存卷式热敏票用管芯，并控制管芯输出至传输机构3；传输机构3位于料斗2的下方，传输机构3将料斗2输出的管芯传输至振动盘4；振动盘4位于传输机构3的输出端的下方，振动盘4用于对管芯进行有序排列并输出。

具体地，料斗2呈长方体状的盒体结构，具有位于顶部的进料口和位于底部的出料口，管芯由顶部的进料口储存在料斗2内；出料板20设于料斗2的出料口，且出料板20的尺寸能完全封闭料斗的出料口；通过驱动机构21驱动出料板20左、右平移运动于料斗2的出料口，以实现出料口的打开或关闭。其中，如图2所示，驱动机构21为曲柄滑块机构，包括曲柄210、连杆211、滑块212、直线导轨和驱动电机214，曲柄210的一端固定连接于驱动电机214的电机轴，曲柄210的另一端与连杆211的一端采用滑动轴承连接，连杆211的另一端与出料板20的窄边通过铰链固定连接，滑块212固定在出料板20的底面的中部，滑块212的两端滑动配合于直线导轨上。上述连杆211与出料板20采用铰链连接，因为出料板20几乎不承受外力的作用，对连杆、销轴等材料的要求并不高，铰链采用开口销定位，开口销与滑动轴承之间采用基孔制大间隙配合h7/h6，滑动轴承与连杆孔采用基轴制小间隙配合f8/h7。驱动电机214与控制器通信连接，便于控制器控制驱动电机的运行。

如图3所示，直线导轨由两根导轨215搭建而成，每根导轨两端与支承座固定，支承座固定于机架1的立柱上，导轨采用圆柱棒状。两根导轨相当于滑块212的导向装置，为了有效滑动，滑块212与导轨215接触部位加上滑动轴承来减小导轨与滑块之间的摩擦。滑块的定位，一根导轨限制滑块的四个自由度（两个移动副和两个转动副），如果两个导轨采用同种配合结构，就会存在过定位。过定位在有些情况是可以的，但是在这里如果过定位就对两个导轨之间的平行度要求特别严格。给制造、安装带来很大的难度。所以，另一根导轨必须只限制滑块的一个转动副。设计导轨与滑块的配合，一根导轨与滑块采用小间隙配合，另一根导轨采用大间隙配合。采用上面的导轨与滑块配合设计既能满足零件的使用要求又节省成本。

料斗开合的工作原理如下：驱动电机驱动曲柄转动，传动连杆，连杆的转动半径足够大，使与连杆铰接的出料板作左右平移；滑块和直线导轨对出料板起支承作用，且滑块与直线导轨的配合设计方便出料板的左右移动。通过出料板的左右移动实现料斗的打开和闭合。

如图4所示，传输机构3包括支架和安装在支架上的主动辊30、两个从动辊31和电机32，主动辊30安装在传输机构运行方向的出口端，两个从动辊31一个设于传输机构的入口端，另一个设于传输机构的中部；传动带绕经主动辊30和两个从动辊31形成无级环形带；电机的电机轴固定连接主动辊30的转轴，用于驱动主动辊转动。另外，支架的两侧安装有挡板33，防止管芯滚出传动带的两侧之外。电机32与控制器通信连接，便于控制器控制电机32的运行。

如图5和6所示，振动盘4包括盘体40和能量收集器，盘体40的内壁具有螺旋上升的导料轨道400，盘体40的内壁还具有与导料轨道400相配的一个或多个回拨板401，回拨板401用于将堆叠的管芯回拨至盘体内，仅允许一根管芯继续沿导料轨道400上升。另外，导料轨道400的出口端为转向结构402，转向结构402用于将处于水平状态的管芯换向至竖直状态，以便对管芯进行卷式热敏票的包覆；具体地，转向结构402的截面呈螺旋形且设有两个端口，一个端口水平分布，另一个端口竖直分布，管芯从水平端口以水平状态进入后，从竖直端口以竖直状态离开。为了使管芯进入转向结构402时不掉出，在转向结构402远离盘体的一侧还设有抵靠板403。

能量收集器包括电性连接的杆式压电传感器41和能量收集电路；杆式压电传感器41通过安装支架42安装固定在机架1上，使得杆式压电传感器41伸入盘体40内，且距离盘体40底部预设高度设置；杆式压电传感器41活动连接在安装支架42上，具体的活动连接可以参考现有技术，例如：连接绳连接、铰链连接等，不限制活动的自由度，以便使得杆式压电传感器41与盘体40内的管芯相互碰撞而将机械能转换为电能，能量收集电路用于收集电能。具体地，如图8所示，能量收集电路包括有能量收集芯片ic1、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、备用电池b1、稳压二极管d1和电感l1，能量收集芯片ic1的型号为ltc3588-1，其中，杆式压电传感器41电性接入能量收集芯片ic1的pz1和pz2引脚，能量收集芯片ic1的vin引脚和gnd间与第一电容c1相接，备用电池b1与稳压二极管d1串联后和第一电容c1并联连接，能量收集芯片ic1的vin引脚和gap引脚间接第二电容c2，能量收集芯片ic1的sw引脚连接有电感l1，该电感l1的输出端可直接连接负载，电感l1使进一步除掉输出电流中的交流成分，在电感l1的输出端还接有第四电容c4，能量收集芯片ic1的vin2引脚与gnd间接有第三电容c3，第三电容c3和第四电容c4为下拉限压电容，保护输出电压，而通过能量收集芯片ic1的vout引脚来检测内部反馈对输出加以控制。杆式压电传感器41通过与盘体内的管芯之间的碰撞产生的机械能转换为电能，能量收集电路收集压电传感器所产生的电能，其中，能量收集电路中的能量收集芯片ic1集成了低损失全波桥式整流器和高效率降压型转换器，杆式压电传感器41产生的交流电通过能量收集芯片ic1整流后被存储在位于第一电容c1上，并用作降压型转换器的能量储存器，当能量收集芯片ic1的vin引脚拥有足够的电压时，该能量收集芯片ic1产生一个稳压输出，以供控制器、报警器工作；同时，电路中还设有与稳压二极管d1串联的备用电池b1，当杆式压电传感器41产生的电能不足时，控制器与报警器仍可正常工作。

能量收集芯片ic1的vout引脚与控制器连接，控制器采用嵌入式微处理器，微控制器芯片内部集成有rom/eprom、ram、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、i/o、串行口、脉宽调制输出（pwm）、a/d、d/a、flash、eeprom等各种必要功能和外设；微控制器的最大特点是单片化，功耗成本低，可靠性高；常用的有8051、mcs系列、c540、msp430系列等。控制器分别与能量收集电路的输出端、报警器电性连接，控制器根据能量收集电路的电信号判断杆式压电传感器是否处于碰撞状态；若杆式压电传感器未处于碰撞状态，说明此时无电信号输出至控制器，也说明盘体内需要添加管芯，则控制器控制报警器执行报警动作，并控制控制料斗输出管芯的驱动电机运动以及传输机构的电机运行，实现向振动盘内自动添加管芯；当自动添加管芯一定时间后，控制器控制料斗输出管芯的驱动电机以及传输机构的电机停止运行。

本实用新型的卷式热敏票用自动进管装置，既能实现卷式热敏票的管芯的自动进料，还能通过压电传感器的设计回收机械能转换为电能，实现能量的再利用。

以上所述仅是对本实用新型的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。