专利名称：薄片类物品分离机构及其控制方法和控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及金融自动化设备领域，尤其涉及一种处理薄片介质及支票类薄片物品的分离机构及其控制方法和控制系统，其主要应用在成叠薄片类物品分离设备等领域。
背景技术：
现有薄片类物品分离机构，特别是薄片介质的分离机构，普遍采用分钞轮转速恒定的分离方式，每转一圈分离一张薄片介质且要求分钞胶皮只能跟薄片介质有一次接触。 此类分离机构具有分离薄片介质用的拾钞轮、反转轮、分钞轮、电机等零部件。当整叠薄片类物品放置于拾钞轮上，控制电机运行，带动分钞轮和拾钞轮同步转动；拾钞轮将薄片介质送至分钞轮后，分钞轮和反转轮将一张薄片介质分离出来，之后利用后续通道将其带走；如此反复动作，即可将整叠薄片介质分离。然而，对于一个国家的薄片介质，不同介质存在着不同的形状及大小规格，例如钞票和支票之间的大小规格差别就较大。若将这些薄片介质混在一起分离时，分钞轮每分离一张薄片介质其转动的圈数就不一致，这样就造成分离出来的薄片介质之间的间距不一样如果因薄片介质之间的间距过小，后续通道中的换向器反应时间不足，容易引起卡机， 即会因为在换向时换向器的反应时间不足而造成卡死；如果间距设置过大，则浪费资源； 所以分离流程上薄片介质间距过小的都会做退钞处理(拒钞原因之一)，这样就会使得拒钞率增加，影响机器的运行效果。特别地，对于纵向存款设备，因为薄片介质在纵向的长度比较长，每转一圈分离一张薄片介质且要求分钞胶皮只能跟薄片介质有一次的接触的情况下，分钞轮的体积会非常大。例如，长度为250mm的支票按此方法分离，要求的分钞轮直径至少要在79. 5mm以上，这对于要求体积小的设备会存在一定的影响；同时，分钞轮的转动惯量也会很大，从而导致电机的负载也会增大。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种薄片类物品分离机构及其控制方法和控制系统，可以有效地解决不同长度的介质分离后间距不一样的问题。为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种薄片类物品分离机构，包括由分钞轮电机同步驱动的拾钞轮组件和分钞轮组件、由分钞后动力轮电机驱动的分钞后动力轮组件，分钞轮组件的分钞轮上装配有分钞胶皮，该分钞胶皮每随分钞轮转动一圈可仅与介质接触一次，在当前被分离出来介质头部到达分钞轮前方的预设调速区间前界且当前被分离出来介质尾部离开分钞轮上的预设调速区间后界时，调节分钞轮电机与分钞后动力轮电机的相对速度，使得当前被分离出来介质的尾部与下一被分离出来介质的头部之间保持预设介质分离间距。较优地，预设调速区间前界对应于分钞轮与反转轮最小间距前方的最大允许介质长度位置，预设调速区间后界对应于分钞轮上分钞胶皮的结束位置。较优地，预设介质分离间距为介质分离通道中换向器的安全换向反应时间与介质传输速度的乘积。较优地，分钞后动力轮组件与分钞轮组件之间连接有分钞后动力同步带。较优地，分钞后动力同步带的上方设置有第一后压轮与第二后压轮，其中第一后压轮接近于分钞轮和反转轮形成的分钞间隙位置；第二后压轮接近于分钞后动力轮组件位置。在此基础上，本发明提供相应薄片类物品分离机构的控制方法，包括判断拾钞轮组件处是否存在介质，若是，按正常分钞速度分别启动分钞轮电机和分钞后动力轮电机；判断当前被分离出来介质头部到达预设调速区间前界且当前被分离出来介质尾部离开预设调速区间后界的条件是否满足，若是，降低分钞轮电机的转速至预设调速值；判断当前被分离出来介质尾部是否离开预设调速区间前界，若是，提高分钞轮电机转速至正常分钞速度。与此同时，本发明还提供相应薄片类物品分离机构的控制系统，包括介质检测单元，包括第一传感器，安装于拾钞轮组件处；第二传感器，安装于预设调速区间前界；第三传感器，安装于预设调速区间后界；处理单元，用于在第一传感器的检测信号表征拾钞轮组件处存在介质时，输出第一控制信号；在第二传感器的检测信号表征被分离出来介质头部到达预设调速区间前界且在第三传感器的检测信号表征当前被分离出来介质尾部离开预设调速区间后界时，输出第二控制信号；以及，在第二传感器的检测信号表征当前被分离出来介质尾部离开预设调速区间前界时，输出第三控制信号；执行单元，包括分钞轮电机和分钞后动力轮电机，其中分钞轮电机和分钞后动力轮电机根据第一控制信号分别按正常分钞速度启动；分钞轮电机根据第二控制信号降速至预设调速值；分钞轮电机根据第三控制信号升速至正常分钞速度。较优地，包括存储单元，用于读写处理单元所需控制参数。较优地，包括控制单元，用于调度控制介质检测单元、处理单元、执行单元、检测模块及存储单元的进程。较优地，第三传感器为分钞轮码盘传感器，相应地在分钞轮的转轴固定分钞轮码盘，该分钞轮码盘的开口方向与开口角度与分钞胶皮相匹配。与现有技术相比，本发明通过改进薄片类物品分离机构的软、硬件结构，在当前被分离出来介质头部到达分钞轮前方的预设调速区间前界且当前被分离出来介质尾部离开分钞轮上的预设调速区间后界时，调节分钞轮电机与分钞后动力轮电机的相对速度，可以保证被分离介质的间距恒定，由此可适应于不同形状、规格的薄片类介质；特别地，有助于减小纵向存款设备的分钞轮体积，减小分钞轮的转动惯量，并有效地降低电机负载。
图1为本发明薄片类物品分离机构一较优实施例的侧视示意图；图2为图1的局部放大图；图3为图1所示薄片类物品分离机构的俯视示意图；图4为图1所示薄片类物品分钞轮组件的三维示意图；图5为图4中的A向视图6为薄片分离状态一示意图；图7为薄片分离状态二示意图；图8为薄片分离状态三示意图；图9为薄片分离状态四示意图；图10为薄片分离状态五示意图；图11为图1所示薄片类物品分离机构的控制系统原理框图；图12为图1所示薄片类物品分离机构的控制方法流程图；图13为基于图12所示薄片类物品分离机构控制方法的具体工作过程。图中，有关附图标记为P、薄片介质；110、拾钞轮组件；111、分钞轮组件；111-1、分钞轮；111_2、从动同步带轮；111-3、分钞胶皮；112、反转轮组件；113第一后压轮；114、分钞轮调速传感器；115、 第二后压轮；116、分钞后动力轮组件；117、分钞轮码盘传感器；118、分钞后动力同步带； 119、分钞轮码盘；120、分钞后动力轮电机；121、薄片介质存在检测传感器；122、分钞轮电机。
具体实施例方式本发明的核心思想是，在当前被分离出来介质头部到达分钞轮前方的预设调速区间前界且当前被分离出来介质尾部离开分钞轮上的预设调速区间后界时，调节分钞轮电机与分钞后动力轮电机的相对速度，使得当前被分离出来介质的尾部与下一被分离出来介质的头部之间保持预设介质分离间距。基于上述基本构思，可通过检测介质属性(如物理属性，图像特征等)或介质的当前物理位置并反馈与控制器，从而根据预定策略控制分钞轮电机和分钞后动力轮的相对速度。具体有多种方案，例如分钞轮电机降速，分钞后动力轮保持正常速度；或者，分钞轮电机保持正常速度，分钞后动力轮加速；等等。由此，通过改变分钞轮电机和分钞后动力轮的相对速度，最终实现当前被分离出来介质的头部与前一被分离出来介质尾部之间保持预设介质分离间距。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面以前述第一种方案为例，结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。同时参见图1 图5，表示本发明薄片类物品分离机构的基本结构，为通过检测介质位置的实现方案。该分离机构在介质分离通道中设置有拾钞轮组件110、分钞轮组件 111、反转轮组件112、第一后压轮113、分钞轮调速传感器114、第二后压轮115、分钞后动力轮组件116、分钞轮码盘传感器117、分钞后动力同步带118、分钞轮码盘119、分钞后动力轮电机120、薄片介质存在检测传感器121、分钞轮电机122等零部件，其中分钞后动力轮组件116与分钞轮组件111之间连接有分钞后动力同步带118 ；相应地，在分钞后动力同步带118的上方设置有第一后压轮113与第二后压轮 115，其中第一后压轮113接近于分钞轮和反转轮形成的分钞间隙位置，第二后压轮115接近于分钞后动力轮组件116位置；拾钞轮组件110和分钞轮组件111由分钞轮电机122同步驱动，分钞后动力轮组件116由分钞后动力轮电机120驱动，在当前被分离出来介质头部到达分钞轮前方的预设调速区间前界且当前被分离出来介质尾部离开分钞轮上的预设调速区间后界时，通过调节分钞轮电机122与分钞后动力轮电机120的相对速度，使得当前被分离出来介质的头部与前一被分离出来介质尾部之间保持预设介质分离间距。本实施例中，预设调速区间前界优选地对应于分钞轮与反转轮最小间距前方的最大允许介质长度位置，预设调速区间后界对应于分钞轮上分钞胶皮的结束位置，而预设介质分离间距为介质分离通道中换向器的安全换向反应时间与介质传输速度的乘积，下面进一步结合附图进行描述。如图2所示，分离机构的局部放大图，L的长度即为分钞后薄片介质跟薄片介质之间的间距，此长度有最小值限制。具体而言，该最小值的大小为通道中换向器的安全换向反应时间和薄片介质传输速度的乘积。如图4、图5所示，分钞轮组件111的基本结构包括分钞轮111-1、从动同步带轮 111-2、分钞胶皮111-3，其中分钞胶皮111-3的摩擦系数比分钞轮111_1的摩擦系数要大，且分钞胶皮111-3的半径Rl比分钞轮111-1的半径R2大0. Imm左右。分钞轮111-1 是固定在转轴上的，从动同步带轮111-2装配后相对于分钞轮111-1可以自由转动。分钞轮码盘119固定在转轴上面，开口方向跟分钞胶皮111-3有相位要求且开口角度大小也有匹配要求，例如如果分钞胶皮111-3角度为50度，则分钞轮码盘119的角度则为50+N度， 其中N的大小由控制系统的反应时间跟分钞速度设定；具体而言，从控制系统发送命令到电机以提速到正常分钞速度时分钞轮转过的角度即为N的大小。参见图6 图10，示出本发明薄片类物品分离机构在薄片分离时的不同状态。一般地，需要分离薄片介质时，将整叠P薄片介质放置于拾钞轮组件110上方进行输送、分离。当薄片介质存在检测传感器(第一传感器)121检测到有薄片介质存在时，系统发送命令控制分钞轮电机122和分钞后动力轮电机120转动，此时分钞轮调速传感器(第二传感器)114检测到为通，两电机转动速度为正常的分钞速度，此时拾钞轮组件110及分钞轮组件111会同步转动；拾钞轮组件110会将P薄片介质送到分钞轮组件111上，薄片介质P在分钞轮组件111和反转轮组件112的作用下会分离出单张薄片介质；分离出来后的薄片介质P会给后压轮113跟分钞后动力同步带118(接于分钞后动力轮组件116与分钞轮组件 111之间)夹持住继续往前输送。当分钞轮调速传感器114检测到薄片介质P到达时，并且分钞轮码盘传感器117检测到是处于被分钞轮码盘119的遮挡状态时，系统立即发送命令控制分钞轮电机122降速；降下来的速度有最大值限制，最大值由薄片介质的长度和正常的分钞速度定，设分钞速度为V，最长薄片介质长度为L，分钞胶皮的角度为α，则调速后的电机最大转速为ω = (360-a)/(L/V)o由于调速后拾钞轮组件110和分钞轮组件111跟整叠薄片介质P接触的都是摩擦系数小的面，不足以把薄片介质P分离出来，所以已经分离出来的薄片介质Pl此时后面不会有其他薄片介质跟着。分离出来的薄片介质P由第二后压轮115和分钞后动力同步带118夹持住继续往前输送，当分钞轮调速传感器检测114到薄片介质P离开后，系统发送命令控制分钞轮电机122立即提速；此时又有一张薄片介质P 会给分离出来，这样第二次分离出来的薄片介质P2和第一次分离出来的薄片介质Pl之间的间隙就能保证成L，如此反复动作，即能把整叠薄片介质分离出来。当薄片介质存在检测传感器121检测到没有薄片介质的时候，系统发送命令控制分钞轮电机122停止并延长一定时间后停止分钞后动力轮电机120，整个分钞流程完成。
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同时参见图11 图13，对本发明薄片类物品分离机构的控制系统及控制方法进一步进行描述。如图11所示，该控制系统包括包括电性连接的介质检测单元、处理单元、执行单元、存储单元及控制单元，其中介质检测单元，包括第一传感器，安装于拾钞轮组件处；第二传感器，安装于预设调速区间前界；第三传感器，安装于预设调速区间后界。具体地，第一传感器、第二传感器可为光电传感器，根据检测位置上被介质遮挡的状态相应输出通/断信号。第三传感器优选为分钞轮码盘传感器，相应地在分钞轮的转轴固定分钞轮码盘，且该分钞轮码盘的开口方向与开口角度与分钞胶皮相匹配；由此，分钞轮码盘传感器可根据该分钞轮码盘的开口位置相应输出通/断信号。由于分钞轮码盘的开口位置对应于分钞轮胶皮的位置，因此通过检测分钞轮码盘的开口位置也就间接地实现了分钞胶皮位置的检测，从而用于最终判断介质尾端是否脱离调速区间后界即分钞轮上分钞胶皮的结束位置。处理单元，用于在第一传感器的检测信号表征拾钞轮组件处存在介质时，输出第一控制信号；在第二传感器的检测信号表征被分离出来介质头部到达预设调速区间前界且在第三传感器的检测信号表征当前被分离出来介质尾部离开预设调速区间后界时，输出第二控制信号；以及，在第二传感器的检测信号表征当前被分离出来介质尾部离开预设调速区间前界时，输出第三控制信号。执行单元，包括分钞轮电机和分钞后动力轮电机，其中分钞轮电机和分钞后动力轮电机根据第一控制信号分别按正常分钞速度启动；分钞轮电机根据第二控制信号降速至预设调速值；分钞轮电机根据第三控制信号升速至正常分钞速度。存储单元，用于读写处理单元所需控制参数。控制单元，用于调度控制介质检测单元、处理单元、执行单元、检测模块及存储单元的进程。如图12所示，基于该薄片类物品分离机构的控制方法的基本步骤如下判断拾钞轮组件处是否存在介质，若是，按正常分钞速度分别启动分钞轮电机和分钞后动力轮电机(步骤S1201)；判断当前被分离出来介质头部到达预设调速区间前界且当前被分离出来介质尾部离开预设调速区间后界的条件是否满足，若是，降低分钞轮电机的转速至预设调速值，该预设调速值为根据介质长度和正常分钞速度确定的调速阈值(步骤S1202)；判断当前被分离出来介质尾部是否离开预设调速区间前界，若是，提高分钞轮电机转速至正常分钞速度(步骤S1203)。如图13所示，基于上述控制方法的具体工作过程为分钞时，当介质检测单元中的第一传感器(薄片介质存在检测传感器)检测到有薄片介质存在时即反馈信号给处理单元，处理单元即发送命令信号给执行单元，控制执行单元中的分钞轮电机和分钞后动力轮电机动作，分离出来的介质被往前输送；当介质检测单元中第二传感器(分钞轮调速传感器)检测到分离出来的介质到达且第三传感器(分钞轮码盘传感器)检测到被遮挡时即反馈信号给处理单元，处理单元根据存储单元中的数据进行处理，然后发送命令控制分钞轮电机进行降速；当第二传感器检测到分离出来的介质离开时，且第三传感器检测到未被遮挡时，即反馈信号给处理单元，处理单元根据存储单元中的数据进行处理，然后发送命令给控制分钞轮电机进行提速，继续分离介质；分离出来的介质的头部跟前一张分离出来的介质尾部的距离就是分离出来的介质头部到第二传感器的距离，此距离是一个定值，所以就能保证每张介质之间的间距是一个定值。如此循环，直到第一传感器检测到没有薄片介质存在时，即反馈信号给处理单元，处理单元发送命令停止执行单元中的分钞轮电机并延时停止分钞后动力轮电机。至此，整个分钞流程完成。 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明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，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种薄片类物品分离机构，包括由分钞轮电机同步驱动的拾钞轮组件和分钞轮组件、由分钞后动力轮电机驱动的分钞后动力轮组件，分钞轮组件的分钞轮上装配有分钞胶皮，该分钞胶皮每随分钞轮转动一圈可仅与介质接触一次，其特征在于，在当前被分离出来介质头部到达分钞轮前方的预设调速区间前界且当前被分离出来介质尾部离开分钞轮上的预设调速区间后界时，调节分钞轮电机与分钞后动力轮电机的相对速度，使得当前被分离出来介质的尾部与下一被分离出来介质的头部之间保持预设介质分离间距。
2.如权利要求1所述的薄片类物品分离机构，其特征在于，预设调速区间前界对应于分钞轮与反转轮最小间距前方的最大允许介质长度位置，预设调速区间后界对应于分钞轮上分钞胶皮的结束位置。
3.如权利要求1所述的薄片类物品分离机构，其特征在于，预设介质分离间距为介质分离通道中换向器的安全换向反应时间与介质传输速度的乘积。
4.如权利要求1 3任一项所述的薄片类物品分离机构，其特征在于，分钞后动力轮组件与分钞轮组件之间连接有分钞后动力同步带。
5.如权利要求4所述的薄片类物品分离机构，其特征在于，分钞后动力同步带的上方设置有第一后压轮与第二后压轮，其中第一后压轮接近于分钞轮和反转轮形成的分钞间隙位置；第二后压轮接近于分钞后动力轮组件位置。
6.基于权利要求1 5任一项所述薄片类物品分离机构的控制方法，其特征在于，包括判断拾钞轮组件处是否存在介质，若是，按正常分钞速度分别启动分钞轮电机和分钞后动力轮电机；判断当前被分离出来介质头部到达预设调速区间前界且当前被分离出来介质尾部离开预设调速区间后界的条件是否满足，若是，降低分钞轮电机的转速至预设调速值；判断当前被分离出来介质尾部是否离开预设调速区间前界，若是，提高分钞轮电机转速至正常分钞速度。
7.基于权利要求1 5任一项所述薄片类物品分离机构的控制系统，其特征在于，包括介质检测单元，包括第一传感器，安装于拾钞轮组件处；第二传感器，安装于预设调速区间前界；第三传感器，安装于预设调速区间后界；处理单元，用于在第一传感器的检测信号表征拾钞轮组件处存在介质时，输出第一控制信号；在第二传感器的检测信号表征被分离出来介质头部到达预设调速区间前界且在第三传感器的检测信号表征当前被分离出来介质尾部离开预设调速区间后界时，输出第二控制信号；以及，在第二传感器的检测信号表征当前被分离出来介质尾部离开预设调速区间前界时，输出第三控制信号；执行单元，包括分钞轮电机和分钞后动力轮电机，其中分钞轮电机和分钞后动力轮电机根据第一控制信号分别按正常分钞速度启动；分钞轮电机根据第二控制信号降速至预设调速值；分钞轮电机根据第三控制信号升速至正常分钞速度。
8.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于，包括存储单元，用于读写处理单元所需控制参数。
9.如权利要求8所述的控制系统，其特征在于，包括控制单元，用于调度控制介质检测单元、处理单元、执行单元、检测模块及存储单元的进程。
10.如权利要求7 9任一项所述的控制系统，其特征在于，第三传感器为分钞轮码盘传感器，相应地在分钞轮的转轴固定分钞轮码盘，该分钞轮码盘的开口方向与开口角度与分钞胶皮相匹配。
全文摘要
本发明涉及金融自动化设备领域，具体公开一种薄片类介质分离机构及其控制方法和控制系统，其在当前被分离出来介质头部到达分钞轮前方的预设调速区间前界且当前被分离出来介质尾部离开分钞轮上的预设调速区间后界时，调节分钞轮电机与分钞后动力轮电机的相对速度，使得当前被分离出来介质的尾部与下一被分离出来介质的头部之间保持预设介质分离间距，由此可适应于不同形状、规格的薄片类介质，有助于减小纵向存款设备的分钞轮体积及转动惯量，有效地降低电机负载。
文档编号B65H7/02GK102431813SQ20111026586
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者孙志强, 殷发志, 赖中武 申请人:广州广电运通金融电子股份有限公司