智能单据交收设备的制作方法

本实用新型涉及对有价纸币进行接收、分发、整理或计数的工业机器人，其中，“有价纸币”包括钞票，账单，发票，单据，有价证券，债券或有价纸币，与材料无关且金融价值可以衡量和验证的。本实用新型具体涉及一种智能单据交收设备。

背景技术：

目前，国内外有多种单据存储设备，其中有些设备仅限于将单据存储于一密闭仓体内，如，申请号为201811464737.3，公开号为cn109583815a的中国实用新型专利公开了“一种单据存储设备及单据邮寄信息确定方法”，提供了一套单据存储方案，单据置于升降台上，通过升降台的上升与下降实现单据的储存，但是这种存储方案仅能实现单据的简单存储，无法实现单据分类，也不能实现单据的整齐叠放，并且需要较大的单据存储仓，还有，该设备无法将不合格的单据及时退回，也没有人机交互界面。申请号为201811321947.7，公开号为cn109147158a的中国实用新型专利公开了“一种纸币存款机”，一定程度上实现了单据的整齐堆放，但存款机机械结构十分复杂，现实中研发生产极其困难，即便能够生产，也存在生产成本过高、故障率高的弊端，同时，该存款机单据存储容量较小且无法实现单据分类存储，以上不足均给财务人员工作带来较大不便，严重影响市场普及与应用。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、故障率低、操作简便、存储量大且可分类存储单据的智能单据交收设备。

本实用新型智能单据交收设备，包括外壳，所述外壳内设置有相互之间电连接的控制器、收集装置及存储装置，所述存储装置包括一前一后间隔布置的两个存储仓，所述存储仓与旋转机构固定连接，在所述控制器的控制下，所述收集装置收集投递的单据并使其落入所述存储仓内，所述存储装置通过升降机构整齐叠放存储所述单据，所述旋转机构转动所述存储仓使其前后换位。

本实用新型智能单据交收设备，所述收集装置包括承接单据用的平板、垂直布置在所述平板上方并与其滑动接触的挡纸板以及固定连接在所述平板一侧的平移机构，所述挡纸板上配设用于收集单据信息的扫码器，所述控制器控制所述平移机构带动所述平板沿外壳前后方向做往复直线运动。

本实用新型智能单据交收设备，所述平移机构包括平移驱动电机，所述平移驱动电机的输出轴同轴连接驱动轮，所述驱动轮通过同步带a连接同步轮组件，所述同步带a与平板固定连接。

本实用新型智能单据交收设备，所述外壳内设支撑框架，所述支撑框架包括上支架、连接架、下支架，所述下支架顶端从前向后依次固定连接有水平布置的前上盖、顶安装板、后上盖，所述前上盖上开设有与所述单据适配的矩形窗口，所述平板悬空于矩形窗口上方并能将其完全遮挡，所述后上盖的后方、前上盖的边缘处分别设置接近开关a、接近开关b，所述平板运动至触发接近开关a或接近开关b时停止。

本实用新型智能单据交收设备，所述下支架底端固定连接有与顶安装板平行的底安装板，所述旋转机构包括相互平行的上安装板、下安装板及中心轴组件，所述存储仓固定在上安装板、下安装板之间，所述中心轴组件与上安装板、下安装板固定连接且穿透二者后与顶安装板、底安装板转动连接，旋转驱动组件设于所述中心轴组件底部且驱动其转动实现两个所述存储仓的换位。

本实用新型智能单据交收设备，所述升降机构包括两根升降丝杆，每根所述升降丝杆均通过丝杠螺母与靠近其的所述存储仓内的单据托板固定连接，所述升降丝杆底端连接的同步带驱动组件驱动所述升降丝杆转动并带动所述单据托板沿其轴向升降。

本实用新型智能单据交收设备，每个所述单据托板两侧均设置有导向机构，所述导向机构包括两根相互平行且垂直固定在上安装板、下安装板之间的辅助光轴，所述辅助光轴上配设滑块b，所述滑块b与所述单据托板固定连接。

本实用新型智能单据交收设备，所述下安装板的一侧边缘处前后两端设置有金属螺杆a、金属螺杆b，所述下支架的底盘与下安装板之间固设有接近开关c，所述下安装板转动至金属螺杆b或金属螺杆b触发接近开关c时停止运动。

本实用新型智能单据交收设备，所述上安装板一侧前后两端靠近矩形窗口的位置处各设一光电开关，另一侧前后两端各设一接近开关d，所述存储仓两侧底部固设接近开关f。

本实用新型智能单据交收设备，所述存储仓的前挡板下方外侧设置有小底板，内侧设置有小挡板，所述小底板外侧上端通过卡扣与前挡板连接，所述小挡板固定于前挡板上，所述小底板、小挡板底部通过合页a连接，所述小底板内侧固设有朝向存储仓伸出的接近开关g。

本实用新型智能单据交收设备在存储单据时，每当有单据投递完成，单据托板只向下运动一小段距离，由此实现了多张单据的整齐叠放，通过设置两个存储仓，在一个存储仓满载时，旋转机构将另一个空的存储仓旋转至平板下方，继续接收单据，扩大了单据的存储容量，实现了双仓同类单据存储。同时，在只有一个投递口的情况下，通过存储仓的换位实现单据的分类存储，即控制器通过单据编号确定单据种类，控制存储仓转动，使不同种类的单据存储至相应存储仓内，极大地方便了单据的分类整理。

总之，本实用新型的交收设备结构简单、紧凑、可靠、故障率低，既降低了设备制造成本，还能够实现单据的同类、分类存储，有效扩充了单据存储量，同时，交收操作简捷，适用于单据、票据、合同及书籍等多种通用规格纸质文件的存储，极大地满足了财务及行政人员文件整理归档需求，是一种能够切实取代人工作业，实现办公自动化，大大提高工作效率的工业机器人，有利于进行市场化推广应用。

下面结合附图对本实用新型智能单据交收设备作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型智能单据交收设备的轴测图；

图2为本实用新型智能单据交收设备的内部结构示意图；

图3为图2中a处的局部放大图；

图4为本实用新型智能单据交收设备省略掉收集装置之后的内部结构示意图；

图5为本实用新型智能单据交收设备中的存储装置省略掉固定挡板、前挡板及下支架后的等轴测图；

图6为本实用新型智能单据交收设备中的存储装置省略掉固定挡板、前挡板及下支架后的结构示意图一；

图7为本实用新型智能单据交收设备中的存储装置省略掉固定挡板、前挡板及下支架后的结构示意图二；

图8为本实用新型智能单据交收设备省略掉固定挡板、前挡板、支撑框架后的内部结构示意图；

图9为本实用新型智能单据交收设备省略掉收集装置之后的又一内部结构示意图；

图10为本实用新型智能单据交收设备省略掉部分固定挡板后的内部结构示意图。

具体实施方式

如图1至图10所示：

本实用新型智能单据交收设备包括外壳1，外壳1内设置有由若干根方钢焊接而成的支撑框架100，支撑框架100上设置有相互之间电连接的控制器、人机交互单元、收集装置2及存储装置3，存储装置3配设有可旋转的存储仓300，存储仓300的规格尺寸可根据需存储的单据做适当调整，本实施例中，以a4纸大小的单据为例进行说明，故存储仓300的截面尺寸仅略大于该单据。支撑框架100包括自上而下依次固定连接的上支架101、连接架102、下支架103，上支架101上装设配电盘1011，配电盘1011与控制器电连接，人机交互单元设于上支架101与连接架102之间，收集装置2设于连接架102与下支架103之间，存储装置3设于下支架103内。为便于移动，下支架103底部四角设置有常见的万向带刹车脚轮104。

人机交互单元采集单据信息及投递人信息，其包括触屏电脑14、数字键盘13，上支架101与连接架102前端设一体式前盖111，触屏电脑14、数字键盘13镶嵌于该前盖111上。触屏电脑14安装有常见的人机交互软件，人机交互软件包括单据投递、用户信息管理等功能模块，软件随电脑开机启动且界面最大化，该触屏电脑14用于人机交互及记录使用人员信息。外壳1前端上下两部分之间衔接有台面15，该台面15与前盖111无缝衔接，投递口11设于台面15上，单据通过投递口11投递至收集装置2上。外壳1下方中部设置有可开闭的前门12，便于取放单据。

收集装置2位于存储装置3上方，下支架103顶端从前向后依次固定连接有前上盖301、顶安装板33、后上盖302，前上盖301上开设有与单据形状适配且与其下方的存储仓300同轴连通的矩形窗口3011，单据从该矩形窗口3011落入存储仓300内。收集装置2包括承接单据用的平板24、垂直布置在平板24上方并与其滑动接触的挡纸板23以及固定连接在平板24一侧的平移机构。平板24悬空于矩形窗口3011上方并能将其完全遮挡，挡纸板23通过支架231固定于前上盖301上且底部与平板24滑动接触，平板24前后平移时挡纸板23将单据挡住防止其随平板24移走。具体的，挡纸板23布置在矩形窗口3011的两宽边一长边上，呈直角“u”形，以便限位单据防止其移动。位于矩形窗口3011的长边处的挡纸板23上配设扫码器27，单据经外壳1上的投递口11投放至平板24上后，扫码器27采集单据右上角二维码或条形码数据传递至控制器。

平移机构包括固定在后上盖302上的平移驱动电机26，平移驱动电机26的输出轴同轴连接驱动轮261，驱动轮261通过同步带a262连接固定于前上盖301上的同步轮组件263。同步轮组件263包括固定于前上盖301上的两个同步轮光轴基座264，该基座264中部开设轴孔，同步轮光轴265穿设其内并在一端端头装设同步轮266，同步轮光轴265可在上述轴孔内转动。驱动轮261、同步轮266通过同步带a262连接实现传动。平板24右侧中部向外伸出形成连接板241，该连接板241通过固定块242与同步带a262固定连接，以便同步带a262带动平板24移动。

平板24左右两侧固设沿外壳1前后方向延伸且相互平行的导向光轴22，每根导向光轴22的前端固定在前上盖301上，后端固定在后上盖302上，导向光轴22上滑动连接滑块a25，滑块a25底部固定在平板24上。滑块a25的数量可根据使用需求增减，本实施例中，两根导向光轴22上各设2个滑块a25且两个滑块a25间隔布置。

后上盖302的后方设置有接近开关a21，前上盖301的右侧边缘处设置有接近开关b28，在控制器控制下，平板24向后运动至触发接近开关a21时停止，同样，向前运动至触发接近开关b28时停止。接近开关a21、接近开关b28结构简单、成本低，有效地实现了对平板24移动行程的精确、可靠控制。

扫码器27采集完毕单据信息后，控制器控制启动平移驱动电机26，同步带a262带动平板24从前上盖301向后直线运动至后上盖302，平板24向后运动过程中，滑块a25随平板24在导向光轴22上滑动，起到导向作用，控制平板24的运动方向，使平板24只能前后移动而不能左右或上下移动。同时，挡纸板23则阻挡单据随平板24运动，平板24向后运动直至触发接近开关a21时停止，此时，矩形窗口3011完全打开，单据因失去承托物而自由落下进入存储仓300内。其后，平移驱动电机26再次启动，同步带a262带动平板24向前做直线运动，由后上盖302移至前上盖301，移动至靠近并触发接近开关b28时停止，平板24回到原始位置，准备承接下一张单据，至此，完成一次单据收集动作。

下支架103底端固定连接有与顶安装板33平行的底安装板34，存储装置3包括一前一后间隔布置的两个存储仓300，本实施例中，两个存储仓300大小、结构均相同，实践中，如需分类存储单据时，可根据实际需求将两个存储仓300设置为结构相同、大小不同。每个存储仓300内均设置有一个用于承接单据的单据托板52，单据托板52的前(或后)、左、右三个方向均设置有固定挡板3001，这些固定挡板3001拼接围合形成一面开口的矩形的存储仓300，每个固定挡板3001上均开设有竖向缝3003，存储仓300前开口处设置有两个间隔布置的对开式的前挡板3002，两个前挡板3002与左右两侧的固定挡板3001通过若干个合页b3008连接。一片式的带锁的前门12位于前挡板3002正前方，依次打开前门12、前挡板3002便可方便取走已存储的单据。具体的，每个存储仓300的前挡板3002下方外侧设置有小底板3005，内侧设置有小挡板3006，小挡板3006固定于前挡板3002上，小底板3005、小挡板3006底部通过合页a3007连接，小底板3005内侧固设有朝向存储仓300伸出的接近开关g3009,小底板3005外侧上端通过卡扣3010与前挡板3002连接。正常存储状态下，小底板3005的状态是竖起来的，接近开关g3009被触发，控制器接收到信号，触屏电脑14显示此时前挡板3002及前门12均未打开，可以正常投递单据，取出单据的时候，打开前门12，通过卡扣3010、合页a3007放下小底板3005使其平放，以便打开左右两侧的前挡板3002，此时，接近开关g3009无法被触发，触屏电脑14显示有人在进行取出单据的操作，不可投递单据。优选的，下支架103前方的两根方钢之间固连一根横梁1033，横梁1033上设置有支撑小底板3005的橡胶垫1034，防止小底板3005平放时漆面刮伤。

在控制器控制下，旋转机构带动两个存储仓300转动180度进行位置互换。旋转机构包括相互平行的上安装板31、下安装板32、中心轴组件，上安装板31、下安装板32均呈“工”字形，以免阻碍单据落下。两个存储仓300的固定挡板3001、前挡板3002的顶底两端分别固定在上安装板31、下安装板32上。中心轴组件包括位于两个存储仓300之间的中心轴4，中心轴4上下两端分别穿透上安装板31、下安装板32并与该二者固定连接，而且，中心轴4的顶端通过中心轴轴承座41与顶安装板33转动连接，底端通过中心轴基座42与底安装板34转动连接。中心轴4底端连接旋转驱动组件200，旋转驱动组件200通过驱动中心轴4转动实现两个存储仓300的换位。旋转驱动组件200包括同轴固定在中心轴4上的从动大齿轮43，从动大齿轮43位于中心轴基座42上方，下支架103的底盘1031上固设步进电机44，步进电机44上连接主动小齿轮45，从动大齿轮43与主动小齿轮45之间通过同步带b46连接，步进电机44驱动主动小齿轮45顺时针或逆时针转动，带动从动大齿轮43同步转动，进而带动中心轴4转动，固定在中心轴4上的上安装板31、下安装板32带着与其固连的固定挡板3001、前挡板3002一起转动180°，实现两个存储仓300的前后换位。优选的，为了避免电线缠绕，从动大齿轮43、主动小齿轮45旋转角度为±360°。同时，底盘1031上还固设一拖链盒400，用于收纳电机供电线路，进一步避免缠绕。

两个存储仓300之间布置有4根立柱方钢1032，该立柱方钢1032的顶端、底端分别固定在上安装板31、下安装板32上，4根立柱方钢1032分别与前后存储仓300左右两侧的固定挡板3001固定连接，升降组件安装板53垂直固定在4根立柱方钢1032底部，与控制器电连接的升降机构包括平行设于中心轴4两侧的两根升降丝杆5及其底端连接的同步带驱动组件，同步带驱动组件包括电机及蜗轮蜗杆机构58、升降主动轮59、升降从动轮57及皮带591。每根升降丝杆5顶端通过轴承座a54、固定件a55与上安装板31转动连接，底端通过轴承座b56与升降组件安装板53转动连接并贯穿升降组件安装板53同轴连接升降从动轮57。升降组件安装板53上固定连接有2组电机及蜗轮蜗杆机构58，每组电机及蜗轮蜗杆机构58上均连接一升降主动轮59，升降从动轮57、升降主动轮59之间通过皮带591连接实现传动。每个存储仓300内的单据托板52底部均设置一托架521，每根升降丝杆5上均设置一丝杠螺母51，该丝杠螺母51与靠近其的托架521固定连接。上安装板31一侧前后两端靠近矩形窗口3011的位置处各设一光电开关311，在控制器作用下，每当有单据落在单据托板52时，上安装板31上的光电开关311被触发，同步带驱动组件驱动升降丝杆5转动并带动单据托板52沿其轴向下降。具体的，电机及蜗轮蜗杆机构58驱动升降主动轮59转动并通过皮带591带动升降从动轮57转动，升降从动轮57带动升降丝杆5转动，丝杠螺母51沿升降丝杆5下降，带动单据托板52下降，单据托板52下降至单据远离光电开关311的安装平面时，对光电开关311的触发动作停止，一次存储完成。当需要再次存储单据时，控制器控制电机及蜗轮蜗杆机构58驱动升降主动轮59反转使单据托板52上升再次承接单据，如此重复，实现了每张单据在存储仓300内的整齐叠放。

两个存储仓300左右两侧的竖向缝3003内均布置有一导向机构，该导向机构与单据托板52两侧固定连接。导向机构包括两根左右相互平行的辅助光轴6，两根辅助光轴6均垂直固定在上安装板31、下安装板32之间，辅助光轴6上配设滑块b61，滑块b61通过连接件与单据托板52固定连接。滑块b61在辅助光轴6上滑动，对单据托板52起到较好导向作用，使单据托板52只能沿竖直方向上下运动，保证了单据运输顺畅。

优选的，单据托板52上有两个间隔布置的圆孔522，其中一个圆孔522下方设置一接近开关e523，用于检测单据存储仓的状态，单据托板52上无单据时该接近开关e523未被触发，存储仓300为空仓；反之，单据托板52上有单据时接近开关e523被触发，存储仓300内有单据，非空仓。

另外，上安装板31远离光电开关311的另一侧前后两端各设一接近开关d312，存储仓300左右两侧的固定挡板3001底部固设接近开关f3004，存储仓300为空仓状态下时可进行设备初始化，即单据托板52沿竖直方向向下运动，下降至触发接近开关f3004时停止下降，沿反向上升，升至触发接近开关d312时停止，设备初始化完毕，通过接近开关d312、接近开关f3004的设置可精确控制单据托板52的升降行程，使其及时运动或停止，避免了运动不畅导致卡纸。

进一步的，为了准确控制旋转机构的动作，保证2个存储仓300准确换位，下安装板32的一侧边缘处前后两端分别设置有金属螺杆a321、金属螺杆b322，下支架103的底盘1031与下安装板32之间固设有接近开关c1032，具体的，下安装板32左右两端各设一组接近开关c1032，下安装板32转动至金属螺杆a321或金属螺杆b322触发接近开关c1032时停止运动，此时，两个存储仓300均转动了180°，实现了换位。进一步的，存储仓300转动时，如果接近开关c1032失灵，两个存储仓300便会持续旋转，导致发生线路缠绕或机械结构损坏等事故，为解决这一问题，底盘1031上固设有靠近上述两处接近开关c1032设置的两个硬限位件1035，即使接近开关c1032失灵，旋转仓300旋转到180°时，金属螺杆a321或金属螺杆b322被硬限位件1035阻挡，导致电机负载过大而报警和停止转动，触屏电脑14显示需检查或维护，由此保证了及时排除故障，避免出现事故。优选的，上述硬限位件1035与金属螺杆a321或金属螺杆b322接触的一侧设置有橡胶缓冲垫1036。

利用上述智能单据交收设备的单据自动交收方法，包括如下步骤：

s1：投递人将单据从外壳1上的投递口11处投递至平板24上；

s2：控制器检测到单据后控制扫码器27启动，采集单据右上角的二维码或条形码数据；

该步骤执行之前，控制器先通过接近开关e523检测单据托板52上是否有单据，没有单据，表明可以存储，控制器启动扫码器27；

s3：数据采集完毕，控制器启动平移驱动电机26，平移驱动电机26驱动平移机构带平板24从前向后移动直至触发接近开关a21时停止，单据落入存储仓300内的单据托板52上；

s4：单据落于单据托板52上时触发上安装板31上的光电开关311，控制器控制同步带驱动组件驱动升降丝杠5转动，带着单据托板52下降直至单据远离光电开关311的安装平面时停止，一次存储完成；

s5：控制器再次启动平移驱动电机26，平移机构再次带动平板24沿与步骤s3中平移方向相反的方向移动直至触发接近开关b28时停止，等待承接下一张单据；

s6：重复步骤s1～s5，完成所有单据的收集、存储、整齐叠放；

s7：当单据托板5最上面的单据触发光电开关311且单据托板52触发接近开关f3004时表明该存储仓300已经存满，此时，控制器启动旋转机构使两个存储仓300同时转动180度，实现换位，空仓的存储仓300继续存储单据；

s8：重复步骤s1～s5，直至上述空仓的存储仓300也存满单据。

本实用新型中，在存储同类单据的情况下，单据置于单据托板52上时，光电开关311被触发，单据托板52向下运动，随着单据存储次数的增多，单据托板52离存储仓300底部越来越近，可下降幅度逐渐减小，当下降到最低位置触发接近开关f3004时无法再下降，这就表明该存储仓300的单据存储量达到最大；此时，控制器启动步进电机44使2个存储仓300旋转180°实现换位，下安装板32转动至金属螺杆b322触发接近开关c1032时停止运动，此时，该存储仓300内的单据托板52位于平板24下方，可以继续投递、存储单据，最终实现单据在该存储仓300内整齐叠放与存储。在单据分类存储情况下，单据投递至平板24，扫码器27获取单据编号，控制器根据单据编号将应投入的存储仓300通过旋转机构旋转至平板24下方即可，操作方便快捷，切实提高了工作效率。

综上所述，本申请可接收并存储投递单据信息，单据信息包括条形码信息、二维码信息、单据编号等常见信息，同时还可记录投递人或相关工作人员、操作人员的身份信息(工号、姓名、电话号码和头像等)，便于将单据编号并将单据和相关人员关联，实现了文件的高质量归档。另外，本实用新型多处采用同步带传动方式，结构简单，故障率低，传动稳定、可靠、效率高，有利于缩短单据存储操作时间。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。