专利名称：扇形齿轮-全齿轮啮合结构、出钞送钞装置及钞票处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钞票处理系统，具体涉及它的出钞送钞装置及其传动机构中的扇形齿轮-全齿轮啮合结构。该扇形齿轮-全齿轮啮合结构应用于出钞口模块的闸门开启机构及出钞送钞机构时，可有效防止碰齿现象，确保闸门开启机构及出钞送钞机构可以区分出左柜员操作和右柜员操作，避免左、右柜员共用一台设备的时候混淆。
背景技术：
现有钞票处理系统出钞送钞模块存在以下缺陷(1) 一般都没有将钞票往设备外部送出，人手需伸入设备内部才能取走钞票，且人手伸进设备内取钞票时可以接触到输送装置，有损坏输送设备的隐患，降低了系统的安全及可靠性能；(2)个别出钞送钞模块虽能将钞票往设备外部送出，但送出距离短，而且无法区分出左右柜员的操作情况。公开号为“CN 102226922 A”的发明专利申请公开了一种钞票处理系统，可以解决上述两个问题。同时参见图1 图6，该钞票处理系统的出钞送钞装置包括钞票容纳斗 414、将钞票容纳斗414送出或收回的传动机构、以及将钞票容纳斗414固定并能实现左右偏转的锁扣机构。该传动机构包括一扇形齿轮107以及将钞票容纳斗414向左侧或右侧送出的一右侧传动机构和一左侧传动机构，工作时该扇形齿轮107在一电动机(图中未示出) 驱动的传转轴101、105带动下，驱动左侧传动机构或右侧传动机构，实现钞票容纳斗414向右侧或向左侧送出和收回。特别地，为了实现动力的传输，在动力轴101、105与左右侧传动机构之间分别包括一组依次传送扇形齿轮107动力的蜗轮蜗杆及动力传输皮带，其中右侧传动机构包括齿轮301、302，轴303、307、310，同步带轮304、306及其同步带305，锥齿轮 308,309,同步带轮311,313及其同步带312，铰链314、315，枢转轴316和滚轮，铰链315的第一自由端通过枢转轴316与钞票容纳斗414枢接，滚轮安装于枢转轴316 —端，而该锁扣机构限制滚轮以实现铰链轴的固定，从而形成钞票容纳斗414 一旋转中心；同样地，左侧传动机构包括齿轮401、402，轴403、406，锥齿轮404、405，同步带轮407、409及其同步带408， 铰链410、411，枢转轴412和滚轮413，工作原理与上述右侧传动机构相同。上述钞票处理系统的优点是(1)人手在设备外部空间取走钞票，远离内部的输送装置，从而避免损坏输送装置，提高了系统的安全性和可靠性；( 钞票容纳斗能任意向左侧或右侧偏转，在左右侧操作设备时，取走钞票非常方便。但这种结构仍存在一定的缺陷，具体而言扇形齿轮107与全齿轮301或全齿轮401刚开始啮合时，扇形齿轮首先参与啮合的齿的齿顶有可能会碰到全齿轮的齿顶，导致两者无法继续啮合。这是由于扇形齿轮与全齿轮刚开始啮合时，全齿轮齿的位置不确定，从而导致碰齿。经过实验验证，碰齿概率约为1/10。通常的解决方法是，将扇形齿轮的首齿和末齿的齿顶变矮。但此种方法只能减少碰齿的概率，而不能消除碰齿。由于仍然会发生碰齿，导致扇形齿轮与全齿轮不能可靠地啮合，由此影响钞票处理系统出钞送钞装置将钞票容纳斗送出和收回的可靠性。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种扇形齿轮-全齿轮啮合结构、出钞送钞装置及钞票处理系统，可以有效防止扇形齿轮和全齿轮发生碰齿。为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是，一种扇形齿轮-全齿轮啮合结构，所述扇形齿轮包括一扇形齿部及一圆弧部，所述圆弧部与所述扇形齿部首尾相接， 形成完整的一圈；所述全齿轮的轴上固定一贴近所述全齿轮的定位块，所述定位块上设置有一凸臂，所述凸臂的外缘设置有一第一弧形面，所述第一弧形面与所述圆弧部的外圆相匹配，以便在所述扇形齿部与所述全齿轮啮合之前相吻合。较优地，所述凸臂的外缘在所述第一弧形面的两侧分别设置一第二弧形面和一第三弧形面，所述第二弧形面的轮廓线和所述第三弧形面的轮廓线所述全齿轮的齿形曲线分别与所述全齿轮的齿形曲线相匹配。较优地，所述第二弧形面的轮廓线、所述第三弧形面的轮廓线以及所述全齿轮的齿形曲线分别为一渐开线。较优地，所述圆弧部的外圆直径和所述扇形齿部的分度圆直径相等。较优地，所述圆弧部在扇形齿轮周向上的长度大于所述第一弧形面在定位块周向上的长度。较优地，所述圆弧部的厚度小于所述扇形齿部的厚度。较优地，所述凸臂的厚度等于所述圆弧部的厚度。较优地，所述扇形齿部的首齿和尾齿高度小于所述扇形齿部的其它齿高度。相应地，本实用新型还提供一种出钞送钞装置，包括钞票容纳斗和将该钞票容纳斗送出和收回的传动机构，该传动机构包括扇形齿轮以及将该钞票容纳斗向左侧或右侧送出的一右侧传动机构和一左侧传动机构，其中所述左侧传动机构与所述右侧传动机构的首个传动齿轮分别为全齿轮，所述全齿轮与所述扇形齿轮采用如上述的扇形齿轮-全齿轮啮合结构。在此基础上，本实用新型提供一种钞票处理系统，采用上述出钞送钞装置。与现有技术相比，本实用新型中的第一弧形面与圆弧部的外圆相匹配，可使扇形齿部与全齿轮开始啮合时的位置被限制住，从而有助于避免碰齿现象发生，确保扇形齿部与全齿轮可靠啮合，这就有助于提高钞票处理系统出钞送钞装置中将钞票容纳斗送出和收回的传动机构的可靠性。
图1是钞票处理系统送钞出钞装置的示意图；图2是钞票处理系统送钞出钞装置在带闸门时的示意图；图3是钞票处理系统送钞出钞装置解锁后钞票容纳斗向右送出的示意图；图4是钞票处理系统送钞出钞装置钞票在容纳斗向右送出过程中的动力传动示意图；图5是钞票处理系统送钞出钞装置解锁后钞票容纳斗向左送出的示意图；图6是钞票处理系统送钞出钞装置解锁后钞票容纳斗向左完全送出的示意图；图7是本实用新型中扇形齿轮-全齿轮啮合结构的立体图；[0024]图8是图7的B向投影视图；图9是图8中定位块与全齿轮安装于一体的立体图；图10是图7在另一角度下的立体图；图11是图7中扇形齿轮的立体图；图12是图7的A-A面视图；图13是图10中C部分的局部放大图；图14是图7中扇形齿轮与全齿轮开始啮合时的立体图；图15是图7中扇形齿轮与全齿轮啮合过程第一状态的立体图；图16是图7中扇形齿轮与全齿轮啮合过程第二状态的立体图。
具体实施方式
本实用新型的核心思想是，扇形齿轮圆弧部、全齿轮轴上定位块第一弧形面在扇形齿部与全齿轮啮合之前相吻合，由此限制扇形齿部与全齿轮开始啮合时的位置，确保扇形齿部与全齿轮可靠地啮合。为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。图7 图16示出本实用新型扇形齿轮-全齿轮啮合结构一较优实施例的结构及工作过程。所述扇形齿轮107包括一扇形齿部906及一圆弧部907，该圆弧部907与扇形齿部906首尾连接，形成一整圈；并且，该圆弧部907的外圆直径与扇形齿部906的分度圆直径相等。所述全齿轮为钞票处理系统出钞送钞装置中右侧传动机构的齿轮301或左侧传动机构的齿轮401，其中右侧传动机构中包括一贴近齿轮301的定位块901，该定位块901与齿轮301固定安装于轴909上；所述定位块901设置有一凸臂，其外缘包括一第一弧形面904、一第二弧形面903及一第三弧形面905，其中定位块901的第一弧形面904与圆弧部907的外圆相匹配，以便在扇形齿部906与齿轮301啮合之前相吻合；第二弧形面903和第三弧形面905 是渐开线曲面，且该第一弧形面903和第三弧形面905分别与齿轮301的一渐开线曲面对齐。一般地，圆弧部907在扇形齿轮周向上的长度大于第一弧形面904在定位块901周向上的长度，圆弧部907的厚度扇形齿部906的厚度，而凸臂的厚度等于圆弧部906的厚度， 这有助于节省安装空间。左侧传动机构的结构类似，其中包括一贴近齿轮401的定位块902，该定位块902 与齿轮401固定安装于轴910上，且定位块902设置有一第一弧形面904、一第二弧形面903 及一第三弧形面905。该定位块902的工作原理与定位块901 —样，不再赘述。此外，本实施例的扇形齿轮-全齿轮啮合结构可以同时继承现有技术的优点，即扇形齿部906的首齿和尾齿高度小于其它齿高度，这有助于进一步确保扇形齿轮107与齿轮301或401可靠啮合。该扇形齿轮-全齿轮啮合结构工作时，扇形齿轮107逆时钟或顺时钟旋转，分别与齿轮301或401啮合，实现左边送钞斗或右边送钞斗。如图12 图14所示，送给右侧的操作人员时，扇形齿轮107逆时钟方向转动扇形齿轮107和全齿轮301啮合开始时，定位块的第一弧形面904与扇形齿轮107的圆弧部907相匹配，这使得定位块901与齿轮301的位置被限制住；扇形齿轮107逆时钟转动，扇形齿轮107的首齿908与全齿轮301接触后，全齿轮301和定位块901开始转动，定位块901 的第一弧形面904与扇形齿轮107的圆弧部907脱离；扇形齿轮107逆时钟继续转动，则带动全齿轮301继续转动。 如果要求送给左侧的操作人员，扇形齿轮107顺时钟方向转动，并与全齿轮401啮合；其中，定位块902保证了全齿轮401的位置，这样扇形齿轮107就可以与齿轮401可靠啮合。由此可见，本实施例中第一弧形面904与圆弧部907的外圆相匹配，可使扇形齿部 906与全齿轮开始啮合时的位置被限制住，从而有助于避免碰齿现象发生，确保扇形齿部与全齿轮可靠啮合，这就有助于提高钞票处理系统出钞送钞装置中将钞票容纳斗送出和收回的传动机构的可靠性。扇形齿轮107带动全齿轮301或401转动后，钞票处理系统的出钞送钞装置即可按照以下过程对钞票容纳斗414送出或收回(参见图1 图6)(一)左侧柜员操作(1)闸门509开启，左侧固定钞票容纳斗414的锁扣机构打开。控制马达(图未示)转动，带动轴101和偏心槽轮106以及安装在偏心槽轮106 上的扇形齿轮107转动，同时滚轮501在偏心槽轮106的轨迹槽内滚动。滚轮501滚动时牵动该摆臂503绕摆臂旋转轴504旋转，使得摆臂503上装有连杆旋转轴505的一端向偏心槽轮106方向偏摆，拉动连杆506，进而使偏心块507、间门旋转轴508和间门509 —起旋转。当滚轮501滚动到偏心槽轮106的轨迹槽半径最大处，时，闸门509处于完全打开状态。同步地，轴101转动时，动力经过同步带轮102、同步带103传递到同步带轮201， 进而带动轴202和第一凸轮203 —起转动。第一凸轮203转动过程中，第一凸柱(图未标示)被轴向推动，与第一锁钩(图未标示)一起克服第一复位弹簧(图未标示)的拉力，绕第一支撑轴(图未标示)旋转，则第一锁钩与滚轮413脱离，将其解锁。解锁过程中，轴101 的动力经过同步带轮102、同步带103、同步带轮104，轴105带动偏心槽轮106转动，由于扇形齿轮107固定安装于该偏心槽轮106上，因此扇形齿轮107随偏心槽轮106 —起转动，使扇形齿轮107朝齿轮401靠近直至与该齿轮401啮合。(2)送出钞票容纳斗414给位于设备左侧的操作人员。马达继续转动，第一凸轮203与第一凸柱205的接触点没有轴向增量，此过程中第一凸柱和第一锁钩的位置保持不变，即保持滚轮413的解锁状态。该过程中，扇形齿轮107 与齿轮401啮合，并带动其转动。动力经过齿轮402、轴403、锥齿轮404、锥齿轮405、轴406、 同步带轮407、同步带408传递到同步带轮409，并带动铰链410转动，推动铰链411向外偏转，同时使钞票容纳斗414绕枢转轴316向外转动。即完成了送出钞票容纳盒414给位于设备左侧的操作人员的动作。该步骤过程中，偏心槽轮106转动，滚轮501在偏心槽轮106的轨迹槽内滚动时， 由于轨迹槽半径保持不变，滚轮501并不牵动摆臂503、连杆506、偏心块507以及闸门509 等元件转动，因此闸门509是保持开启状态的。(3)收回钞票容纳斗414。当操作人员拿走钞票后，马达反转，即反向执行前述(2)步骤，收回钞票容纳盒414。此过程中，第一凸轮203与第一凸柱同样没有轴向增量，第一凸柱和第一锁钩的位置保持不变，仍然保持滚轮413的解锁状态；同样地，滚轮501在偏心槽轮106的轨迹槽滚动时，由于轨迹槽半径不变，滚轮501并不牵动摆臂503、连杆506、偏心块507以及闸门509 等元件转动，因此闸门509仍然保持开启状态。(4)关闭左侧固定钞票容纳斗414的锁扣机构，同时关闭闸门509。马达继续反转，第一凸轮203与第一凸柱的接触点的轴向增量撤销，第一凸柱与第一锁钩一起被第一复位弹簧的拉力拉动，绕第一支撑轴旋转，最后第一锁钩将滚轮413 扣住，完成关闭锁扣机构的动作。同时，扇形齿轮107脱离与齿轮401的啮合，随偏心槽轮106 —起反转，朝远离齿轮401的方向转动。此时，滚轮501在偏心槽轮106的轨迹槽滚动，由于轨迹槽半径变小， 滚轮501从B点向A点滚动时牵动该摆臂503绕摆臂旋转轴504与步骤(1)中相反的方向旋转，拉动连杆506，进而使偏心块507，间门旋转轴508和间门509 —起绕间门旋转轴508 反向旋转。当滚轮501滚动到A点时，闸门509关闭，回到初始状态。(二)右侧柜员操作(1)闸门509开启，右侧固定钞票容纳斗414的锁扣机构打开。控制马达反转，带动轴101和偏心槽轮106以及安装在偏心槽轮106上的扇形齿轮107转动，此时滚轮501在偏心槽轮106的轨迹槽内滚动，由于偏心槽轮106的轨迹槽的半径特殊性，滚轮501滚动时牵动该摆臂503绕摆臂旋转轴504旋转，摆臂503拉动连杆 506，进而使偏心块507、闸门旋转轴508和闸门509转动。当滚轮501滚动到偏心槽轮106 的轨迹槽半径最大处时，闸门509处于完全打开状态。同步地，轴101转动时，动力经过同步带轮102、同步带103传递到同步带轮201， 进而带动轴202和第二凸轮204 —起转动。第二凸轮204转动过程中与第二凸柱(图未标示)的接触点有轴向增量，第二凸柱被轴向推动，与第二锁钩(图未标示)一起克服第二复位弹簧(图未标示)的拉力，绕第二支撑轴(图未标示)旋转，则第二锁钩与滚轮(图未标示)脱离，将其解锁。同时，该解锁过程中，轴101的动力经过同步带轮102，同步带103，同步带轮104，轴105带动偏心槽轮106转动，使扇形齿轮107朝齿轮301靠近直至与该齿轮 301啮合。需要加以说明的是，由于第一凸轮203与第二凸轮204结构相同，且相位相反地安装于轴202上，因此该轴202反转、第二凸轮204与第二凸轴的接触点移动时，第一凸轮 203与第一凸轴205的接触点移动，且由于第一凸轮203并无轴向增量，因此该过程中，第一凸轴205并不会被轴向推动，因此左侧的锁扣机构并不会被解锁。反观左侧出钞时左侧锁扣机构解锁的过程，轴202转动，第一凸轮203与第一凸轴205的接触点移动时，第二凸轮 204与第二凸轴的接触点移动，且同样由于第二凸轮204并无轴向增量，因此第二凸轴并不会被轴向推动，从而右侧的锁扣机构并不会被解锁。(2)送出钞票容纳斗414给位于设备右侧的操作人员。第二凸轮204与第二凸柱的接触点由于没有轴向增量，此过程中第二凸柱和第二锁钩的位置保持不变，即保持滚轮的解锁状态。如图5、图6所示，该过程中，扇形齿轮107 与齿轮301啮合，并带动其转动。动力经过齿轮302，轴303，同步带轮304，同步带305，同步带轮306，轴307，锥齿轮308，锥齿轮309，轴310，同步带轮311，同步带312传递到同步带轮313，并带动铰链314 —起转动，推动铰链315向外偏转，同时使钞票容纳斗414绕枢转轴412向外转动，即完成了送出钞票容纳斗414给位于设备右侧的操作人员的动作。在该步骤过程中，偏心槽轮106转动，滚轮501在偏心槽轮106的轨迹槽内滚动， 由于轨迹槽半径保持不变，因此滚轮501并不牵动摆臂503、连杆506、偏心块507以及闸门 509等元件转动，因此闸门509是保持开启状态的。(3)收回钞票容纳斗414。马达继续转动，当操作人员拿走钞票后，马达反转，即反向执行第(2)步骤，收回钞票容纳盒414。此过程中，第二凸轮204与第二凸柱的接触点同样由于没有轴向增量，第二凸柱和第二锁钩的位置保持不变，仍然保持滚轮的解锁状态；同样地，滚轮501在偏心槽轮106的轨迹槽滚动时，由于轨迹槽半径不变，因此滚轮501并不牵动摆臂503、连杆506、 偏心块507以及闸门509等元件转动，因此闸门509仍然保持开启状态。(4)关闭右侧固定钞票容纳斗414的锁扣机构，同时关闭闸门509。马达继续反转，第二凸轮204与第二凸柱的接触点由于轴向增量撤销，第二凸柱与第二锁钩一起被第二复位弹簧的拉力拉动，绕第二支撑轴旋转，最后第二锁钩将滚轮扣住，完成关闭锁扣机构的动作。同时，扇形齿轮107脱离与齿轮301的啮合，随偏心槽轮106 —起反转，朝远离齿轮301的方向转动。此时，滚轮501在偏心槽轮106的轨迹槽滚动，由于轨迹槽半径变小， 滚轮501滚动时牵动该摆臂503绕摆臂旋转轴504与步骤(1)中相反的方向旋转，拉动连杆506，进而使偏心块507，闸门旋转轴508和闸门509 —起绕闸门旋转轴508反向旋转。当滚轮501滚动回到A点时，闸门509关闭，回到初始状态。上述钞票处理系统的送钞出钞装置能将钞票送出设备外部，提高了系统的安全性和可靠性，且其钞票容纳斗414能可选择向左侧或右侧偏转，实现向位于设备左侧或者右侧的操作人员偏转送钞，方便用户在左右侧操作设备，满足位于左右两侧的操作人员公用一台设备的需求。此外，该钞票处理系统用一个马达控制其出钞过程及闸门的开启关闭过程，简化了设备结构和操作程序，大大降低成本。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种扇形齿轮-全齿轮啮合结构，其特征在于，所述扇形齿轮包括一扇形齿部及一圆弧部，所述圆弧部与所述扇形齿部首尾相接，形成完整的一圈；所述全齿轮的轴上固定一贴近所述全齿轮的定位块，所述定位块上设置有一凸臂，所述凸臂的外缘设置有一第一弧形面，所述第一弧形面与所述圆弧部的外圆相匹配，以便在所述扇形齿部与所述全齿轮啮合之前相吻合。
2.如权利要求1所述的扇形齿轮-全齿轮啮合结构，其特征在于，所述凸臂的外缘在所述第一弧形面的两侧分别设置一第二弧形面和一第三弧形面，所述第二弧形面的轮廓线和所述第三弧形面的轮廓线所述全齿轮的齿形曲线分别与所述全齿轮的齿形曲线相匹配。
3.如权利要求2所述的扇形齿轮-全齿轮啮合结构，其特征在于，所述第二弧形面的轮廓线、所述第三弧形面的轮廓线以及所述全齿轮的齿形曲线分别为一渐开线。
4.如权利要求1所述的扇形齿轮-全齿轮啮合结构，其特征在于，所述圆弧部的外圆直径和所述扇形齿部的分度圆直径相等。
5.如权利要求1所述的扇形齿轮-全齿轮啮合结构，其特征在于，所述圆弧部在扇形齿轮周向上的长度大于所述第一弧形面在定位块周向上的长度。
6.如权利要求1所述的扇形齿轮-全齿轮啮合结构，其特征在于，所述圆弧部的厚度小于所述扇形齿部的厚度。
7.如权利要求1所述的扇形齿轮-全齿轮啮合结构，其特征在于，所述凸臂的厚度等于所述圆弧部的厚度。
8.如权利要求1 7任一项所述的扇形齿轮-全齿轮啮合结构，其特征在于，所述扇形齿部的首齿和尾齿高度小于所述扇形齿部的其它齿高度。
9.一种出钞送钞装置，包括钞票容纳斗和将该钞票容纳斗送出和收回的传动机构，该传动机构包括扇形齿轮以及将该钞票容纳斗向左侧或右侧送出的一右侧传动机构和一左侧传动机构，其特征在于，所述左侧传动机构与所述右侧传动机构的首个传动齿轮分别为全齿轮，所述全齿轮与所述扇形齿轮采用如权利要求1 8任一项所述的扇形齿轮-全齿轮啮合结构。
10.一种钞票处理系统，其特征在于，包括如权利要求9所述的出钞送钞装置。
专利摘要本实用新型公开一种扇形齿轮-全齿轮啮合结构及使用该扇形齿轮-全齿轮啮合结构的出钞送钞装置、钞票处理系统，其中所述扇形齿轮包括一扇形齿部及一圆弧部，所述圆弧部与所述扇形齿部首尾相接，形成完整的一圈；所述全齿轮的轴上固定一贴近所述全齿轮的定位块，所述定位块上设置有一凸臂，所述凸臂的外缘设置有一第一弧形面，所述第一弧形面与所述圆弧部的外圆相匹配，以便在所述扇形齿部与所述全齿轮啮合之前相吻合。由于第一弧形面与圆弧部的外圆相匹配，使扇形齿部与全齿轮开始啮合时的位置被限制住，从而有助于避免碰齿现象发生，确保扇形齿部与全齿轮可靠啮合。
文档编号G07D11/00GK202331634SQ201120437319
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月7日 优先权日2011年11月7日
发明者吴恩, 查新祥, 谭栋 申请人:广州广电运通金融电子股份有限公司