专利名称：纸币分离机构、大额出钞模块及自动取款设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于自动取款设备的纸币分离机构，具体而言，涉及一种成叠纸币 分离机构，以及包含该纸币分离机构的大额出钞模块与自动取款设备。
背景技术：
随着金融业的快速发展，作为可供储户自助取款的金融服务设备，自动取款机 已在世界各地银行得到了广泛的应用，且其每年增量呈上升趋势。现金自动化的处理过程中，纸币通常以叠为单位成堆存放。一般来讲，100张 100元或50元的纸币被打把捆扎为一叠，单叠纸币往往由纸条捆绑。目前实现方式一般 分机器自动打把和人工打把两种。其中，机器打把的捆扎方式一致性较好，而人工打把 会造成单叠纸币在厚度和松紧程度上存在很大差异，容易在处理过程中松散，需要谨慎 对待。另外，由于流通时间不同，造成纸币新旧程度不一，也会使得单叠纸币的厚度差 异较大，其厚度可从IOmm至15mm之间不等，这样，就不易于实现自动化操作。传统的纸币单叠分离方式有两种，一种是利用手工将纸币单叠分离到钞箱的网 格中，然后采用机械推送方式实现传输，此方式并未实现从纸币单叠分离到传送的自动 化。另一种采用推送方式来分离和传输纸币，缺陷在于，由于纸币之间以及纸币与传输 板之间均会产生摩擦，而摩擦对捆扎条松散的成叠纸币会带来操作隐患，因而导致设备 可靠性降低。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于，提供一种能够从成堆纸币中可靠分离出单 叠纸币并进行运送的机制，以满足现金自动化处理设备的需求。本发明的上述目的通过提供用于自动取款设备的纸币分离机构、大额出钞模块 以及自动取款设备而实现。根据第一方面，提供一种用于自动取款设备的纸币分离机构，所述自动取款设 备设有主控模块，其特征在于，所述纸币分离机构具有一夹取机构，所述夹取机构包括 固定挡板、活动挡板以及顶挡钞板，所述顶挡钞板水平安装，所述固定挡板、活动挡板 分别位于顶挡钞板两侧，所述活动挡板由主控模块控制的驱动部件驱动以抓取单叠纸 币。根据第二方面，提供一种用于自动取款设备的大额出钞模块，所述自动取款设 备设有主控模块，所述大额出钞模块包括顶钞机构、钞箱以及纸币分离机构，所述顶钞 机构在钞箱中将成叠堆放的纸币推送到由主控模块预定的位置，其特征在于，所述纸币 分离机构位于钞箱上方，其具有一夹取机构，所述夹取机构包括固定挡板、活动挡板以 及顶挡钞板，所述顶挡钞板水平安装，所述固定挡板、活动挡板分别位于顶挡钞板两 侧，所述活动挡板由主控模块控制的驱动部件驱动，以从到位后的纸币中抓取单叠纸 币。
根据第三方面，提供一种自动取款设备，其具有主控模块和大额出钞模块，所 述大额出钞模块包括顶钞机构、钞箱以及纸币分离机构，所述顶钞机构在钞箱中将成叠 堆放的纸币推送到由主控模块预定的位置，其特征在于，所述纸币分离机构位于钞箱上 方，其具有一夹取机构，所述夹取机构包括固定挡板、活动挡板以及顶挡钞板，所述顶 挡钞板水平安装，所述固定挡板、活动挡板分别位于顶挡钞板两侧，所述活动挡板由主 控模块控制的驱动部件驱动，以从到位后的纸币中抓取单叠纸币。按照本发明，根据类似人工抓取分离的动作原理设计了独特的夹取机构，将其 应用于对纸币的单叠分离机制，能够明显改善单叠分离动作，使之适用于不同捆扎情况 的纸币，从而提高了设备的可靠性。
为更好地理解本发明，下文以实施例结合附图对本发明作进一步说明。附图 中图1为本发明一个实施例的自动取款设备中部分功能模块示意图；图2为本发明该实施例的大额出钞模块外观示意图；图3为本发明该实施例的大额出钞模块内部结构示意图；图4为本发明该实施例的大额出钞模块内部结构布置图；图5为本发明该实施例的纸币分离机构结构示意图；图6为本发明该实施例的纸币分离机构中夹取机构的结构示意图；图7为本发明该实施例的纸币夹取原理图；图8为本发明另一实施例的顶钞机构中驱动部件的结构示意图；图9为本发明的传输机构结构示意图。
具体实施例方式本发明的自动取款设备中，设有主控模块、人机接口模块、读卡及安全管理模 块、大额出钞模块、出钞门襟、电源子系统、监控模块等模块。参照图1，图1示出了 该自动取款设备中的部分功能模块，包括主控模块1、大额出钞模块2和出钞门襟3。其 中，主控模块1由工控主机和控制接口板构成，负责管理银行的业务流程，并控制各部 件协同工作以实现相应流程。大额出钞模块2可采用模块化设计，其中设有机柜201、顶 钞机构202、钞箱204、纸币分离机构205和传输机构206，具备独立的纸币存储、单叠分 离以及传输等功能。出钞门襟3则包括暂存区223、取钞门襟220和回收机构222。参照图2至4，图2为本发明一实施例的大额出钞模块外观示意图；图3为该大 额出钞模块的内部结构示意图；图4为该大额出钞模块的内部结构布置图。特别地，大额出钞模块的机柜201可按照保险柜标准设计。如图2至4所示， 该出钞模块的顶钞机构202、钞箱204、纸币分离机构205和传输机构206均布置在机柜 201内部。其中，顶钞机构202通过它的连接板2023延伸到钞箱204中；纸币分离机构 205位于钞箱204的上方，二者均安装于机柜201的侧板，保持相对位置固定；传输机构 206安装于钞箱204顶端前部，并位于纸币分离机构205前部下方。这样，当纸币分离机 构205完成对一叠纸币的分离之后，夹取纸币移动到传输机构206的上方后放开，纸币正好落在传输机构206的同步带上，由其将纸币传输至出钞门襟的暂存区223。钞箱204有其保障现金安全的设计，操作员将成叠纸币放置到钞箱204的内部之 后，机柜门2011将被关闭。特别地，机柜门2011可设置符合安防标准的密码锁。门上 也可安装限位开关和报警机构，以对门的开关状态进行管理，当门被非法打开时，报警 机构会发出报警信号。为了解决传统的纸币分离方式所带来的无法适应不同捆扎情况、可靠性低等问 题，本发明采用类似人手的抓取操作模式来分离单叠纸币。参照图5，图5示出了该实 施例的纸币分离机构的结构。该纸币分离机构中，设有独特的夹取机构，该夹取机构位 于纸币分离机构205的下部，由固定挡板31、活动挡板32和顶挡钞板50构成。参照图 6，图6为该夹取机构的结构示意图。其中，顶挡钞板50水平安装，固定挡板31、活动 挡板32分别位于顶挡钞板50的两侧。活动挡板32由主控模块控制的驱动部件驱动，该 驱动部件例如可由驱动杆64与电磁吸铁构成，电磁吸铁包括电磁线圈61和吸铁62两部 分，活动挡板32通过驱动杆64与电磁吸铁联接。这样，通过电磁吸铁的吸合和松开， 就实现了对整叠纸币的夹取和松开。如图7所示出的纸币夹取原理，由于单叠纸币2042在被夹取后，因受力将会发 生微小的弯曲变形，优选地，使固定挡板31、活动挡板32分别与顶挡钞板50呈一定的角 度θ向待抓取的纸币一侧倾斜，并使θ取值为86° 89.5°之间，可有效防止纸币在夹 取过程中产生变形而滑落。再次参照图6，夹取机构顶板10位于整个夹取机构的上方，在夹取机构顶板10 和顶挡钞板50之间，优选安装多支顶板限位柱51，例如可安装4至6支，从而使得当一 叠纸币与顶挡钞板50接触，固定挡板31与活动挡板32做夹取动作时，只能与此一叠纸 币进行接触，由此限制了正好单叠纸币被夹取。实践中，夹取部分采用整叠的0.6 0.8 倍，将可以确保单叠纸币被可靠夹取。电磁线圈61安装于夹取机构顶板10的下方，优选地，可在安装位置留出空位 20，并留出气流对流缝21。这样，在此位置形成了局部的风洞效应，适合将电磁线圈61 在通电时产生的的热量及时散出。在可靠分离出单叠纸币之后，本发明的纸币分离机构还能将分离出的单叠纸币 运送到待处理位置。如图5所示，安装基板100为固定板，在工作过程中不发生位置的改 变。其上固定有齿条110、直线导轨150等部件。驱动电机130与直线导轨150的滑块 都安装在连接板160上。驱动电机130、直线导轨150及齿条110均位于夹取机构上方。 这样，驱动电机130的旋转，将带动安装于其转轴上的齿轮旋转。齿条110与驱动电机 130及所述齿轮配合，就能够驱动整个夹取机构在直线导轨安装方向上进行移动，从而实 现了单叠纸币2042的运送。这里，齿轮限位挡片121、122用以限制齿轮齿条的工作范围，导轨限位挡片 141、142用以限制直线导轨的工作范围。纸币分离机构205的工作过程如下(1)顶钞机构202将纸币2041推入到纸币 分离机构205的夹取机构，当位于顶挡钞板50上方的传感器41、42检测到纸币后，顶钞 机构202即停止推送；(2)主控模块1控制电磁吸铁通电工作，带动活动挡板32将最上 一叠纸币2042夹取住；(3)顶钞机构202向下下降IOmm至20mm的距离，确保最上一叠被抓取纸币2042与其它纸币有效分离；(4)驱动电机130开始正转，带动夹取机构到 达传输机构206上方指定位置；(5)主控模块1控制电磁吸铁断电，活动挡板32松开， 单叠纸币下落到传输机构206的同步带上指定位置；(6)驱动电机130开始反转，带动夹 取机构回到初始位置。该实施例中，出钞动作主要由顶钞机构202、纸币分离机构205和传输机构206 配合完成。简言之，成叠的纸币由操作员放入钞箱内，用户取钞时，首先由顶钞机构202 将纸币顶钞到位；再由纸币分离机构205实现从成堆纸币中分离出单叠纸币；最后，由 传输机构206将单叠纸币传输出大额出钞模块，纸币到达暂存区223。如此反复，即可实 现多叠纸币的取款动作。详细过程描述如下再次参照图1、3、4，在步骤1、2，根据主控模块1中的工控主机按主控流程 下达的出钞命令，控制接口板向顶钞机构202发出上移纸币的命令；接着，通过连接板 2023，顶钞机构202将存放在钞箱内的纸币2041向上提升；在步骤3，当到达纸币分离 机构205处时，传感器41、42发出反馈信息给主控模块1中的控制接口板，控制接口板 发出控制命令停止；在步骤4，控制接口板向纸币分离机构205发出抓取最上一叠纸币的 命令；接下来，纸币分离机构205执行该命令，抓取最上一叠纸币；在步骤5，控制接口 板向顶钞机构202发出下移的命令；随后，顶钞机构202将带动其余纸币下降IOmm至 20mm的距离，以确保最上一叠纸币与其余纸币分离；在步骤6，控制接口板向纸币分离 机构205发出移动纸币至传输机构的命令；随即，纸币分离机构205将所抓取的纸币搬送 至传输机构206;在步骤7，控制接口板向传输机构206发出移动纸币至暂存区的命令； 再由传输机构206进行单叠可靠性检测后，传送出机柜201，经垂直通道最终传输到暂存 区223。如果用户取多叠纸币，则重复执行上述步骤1至7。最后，在步骤8，控制接口板向取钞门襟220发出打开的命令；接收到该命令， 取钞门襟220将打开，用户取钞。若整个过程出现异常或者用户取钞超时，控制接口板 将控制取钞门襟220复位，此时，已到达暂存区223的纸币将通过回收机构222进入机柜 的回收口 2012，最终进入机柜保存，以确保纸币处于安全存放状态。在步骤9，控制接 口板将运行结果反馈给工控主机。需要指出，本发明的纸币分离机构可以和任何顶钞机构配合工作，例如，传统 的采用丝杆、同步带等传动方式的顶钞机构，只要该顶钞机构能够实现对于成叠纸币的 推送动作即可。这对于本领域技术人员来讲是显然的。在本发明另一实施例中，与使用丝杠、同步带等传统传动方式的提升机构完全 不同，顶钞机构202采用了直线电机驱动技术。具体而言，如图3、4所示，顶钞机构 202具有驱动部件和连接板2023。连接板2023 —端与该驱动部件相连接，另一端则安 装有推币板2030。推币板2030位于钞箱204中，它相对于钞箱可做上下移动，成叠纸 币按照一定规则堆放在推币板2030上。参照图8，图8示出了顶钞机构202中驱动部件 的结构。该驱动部件包括电机动子2021、电机定子2020和线性传感器。这里，电机动 子2021与连接板2023相连接。在主控模块1的控制下，电机动子2021直接在电机定子 2020上运动，并实现全闭环伺服控制，由线性传感器向主控模块1反馈电机动子2021的 位置信号，由此通过连接板2023驱动推币板在钞箱204中上下移动，将纸币推送到由主 控模块1预定的位置。
与传统的传动方式相比，直线电机结构简单，中间没有丝杠、同步带等传动环 节，维护方便，且定位精确，能够实现完全静音操作，稳定性极好。特别地，线性传感器可采用磁栅。如图8所示，磁栅由磁尺2029和读数头2028 构成。其中，磁尺2029与电机定子2020的相对位置固定，读数头2028与电机动子2021 的相对位置固定。读数头2028随电机动子2021运动，读取电机动子2021运动的位置信 号以将该位置信号反馈给主控模块1。这里，作为替代方式，本领域技术人员了解，线性 传感器也可采用光栅尺，或者也可用霍尔传感器实现位置的反馈。特别地，为达到节约能源的目的，顶钞机构202优选采用配重工作方式。例 如，可以将电机动子2021通过软索2026与配重块2022相连接，使配重块2022的质量与 电机动子2021及其安装所需配件的总质量相等(即，使配重块2022的质量大体与电机动 子2021的质量相等)，即可实现节能和失电保护。这对于本领域技术人员来讲是易于理 解的。参照图9，图9示出了本发明中传输机构206的结构。传输机构206的功能在 于，将分离出的单叠纸币2042传输出机柜，送入出钞通道。当单叠纸币由纸币分离机构 205传送到该机构时，位置信号首先被位于纸币2042正下方的传感器(未图示)检测到， 随后启动传输电机2060转动，带动主动轮2061转动后，由同步带2062将动力传输到从 动轮2063。从动轮2063带动同步带2066运动，将纸币2042传输到通道的另外一端。 传输机构中的限高板2064将限制多叠纸币通过，只允许单叠纸币通过，并与传感器2065 配合，可检测是否存在出钞正常。本发明中，在钞箱底部和顶部以及传输机构内，还可设置多种钞币检测器，用 以验证输出纸币的可靠性。以上所揭露的仅为本发明实施例中的较佳实施例而已，不能以此来限定本发明 之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种用于自动取款设备的纸币分离机构，所述自动取款设备设有主控模块，其 特征在于，所述纸币分离机构具有一夹取机构，所述夹取机构包括固定挡板、活动挡板 以及顶挡钞板，所述顶挡钞板水平安装，所述固定挡板、活动挡板分别位于顶挡钞板两 侧，所述活动挡板由主控模块控制的驱动部件驱动以抓取单叠纸币。
2.如权利要求1所述的纸币分离机构，其特征在于，所述固定挡板、活动挡板分别与 顶挡钞板呈86至89.5度之间的角度向待抓取的纸币一侧倾斜。
3.如权利要求1所述的纸币分离机构，其特征在于，所述驱动部件包括驱动杆和电磁 吸铁，所述活动挡板通过驱动杆与电磁吸铁联接。
4.如权利要求3所述的纸币分离机构，其特征在于，所述夹取机构还包括位于其上部 的顶板，在所述顶板和顶挡钞板之间设有多支限位柱。
5.如权利要求4所述的纸币分离机构，其特征在于，所述电磁吸铁安装于顶板的下 方，且在安装位置形成空位和气流对流缝。
6.如权利要求1至5中任一项所述的纸币分离机构，其特征在于，所述纸币分离机构 还包括驱动电机和直线导轨，所述驱动电机和直线导轨位于夹取机构上方，用于驱动夹 取机构在直线导轨安装方向上移动。
7.—种用于自动取款设备的大额出钞模块，所述自动取款设备设有主控模块，所 述大额出钞模块包括顶钞机构、钞箱以及纸币分离机构，所述顶钞机构在钞箱中将成叠 堆放的纸币推送到由主控模块预定的位置，其特征在于，所述纸币分离机构位于钞箱上 方，其具有一夹取机构，所述夹取机构包括固定挡板、活动挡板以及顶挡钞板，所述顶 挡钞板水平安装，所述固定挡板、活动挡板分别位于顶挡钞板两侧，所述活动挡板由主 控模块控制的驱动部件驱动，以从到位后的纸币中抓取单叠纸币。
8.如权利要求7所述的大额出钞模块，其特征在于，所述固定挡板、活动挡板分别与 顶挡钞板呈86至89.5度之间的角度向待抓取的纸币一侧倾斜。
9.如权利要求7所述的大额出钞模块，其特征在于，所述驱动部件包括驱动杆和电磁 吸铁，所述活动挡板通过驱动杆与电磁吸铁联接。
10.如权利要求7所述的大额出钞模块，其特征在于，所述夹取机构还包括位于其上 部的顶板，在所述顶板和顶挡钞板之间设有多支限位柱。
11.如权利要求7至10中任一项所述的大额出钞模块，其特征在于，所述纸币分离机 构还包括驱动电机和直线导轨，所述驱动电机和直线导轨位于夹取机构上方，用于驱动 夹取机构在直线导轨安装方向上移动。
12.—种自动取款设备，其具有主控模块和大额出钞模块，所述大额出钞模块包括 顶钞机构、钞箱以及纸币分离机构，所述顶钞机构在钞箱中将成叠堆放的纸币推送到由 主控模块预定的位置，其特征在于，所述纸币分离机构位于钞箱上方，其具有一夹取机 构，所述夹取机构包括固定挡板、活动挡板以及顶挡钞板，所述顶挡钞板水平安装，所 述固定挡板、活动挡板分别位于顶挡钞板两侧，所述活动挡板由主控模块控制的驱动部 件驱动，以从到位后的纸币中抓取单叠纸币。
13.如权利要求12所述的自动取款设备，其特征在于，所述固定挡板、活动挡板分别 与顶挡钞板呈86至89.5度之间的角度向待抓取的纸币一侧倾斜。
14.如权利要求12所述的自动取款设备，其特征在于，所述驱动部件包括驱动杆和电磁吸铁，所述活动挡板通过驱动杆与电磁吸铁联接。
15.如权利要求12所述的自动取款设备，其特征在于，所述夹取机构还包括位于其上 部的顶板，在所述顶板和顶挡钞板之间设有多支限位柱。
16.如权利要求12至15中任一项所述的自动取款设备，其特征在于，所述纸币分离 机构还包括驱动电机和直线导轨，所述驱动电机和直线导轨位于夹取机构上方，用于驱 动夹取机构在直线导轨安装方向上移动。
全文摘要
本发明公开了一种用于自动取款设备的纸币分离机构、大额出钞模块以及自动取款设备。所述纸币分离机构具有一夹取机构，所述夹取机构包括固定挡板、活动挡板以及顶挡钞板，所述顶挡钞板水平安装，所述固定挡板、活动挡板分别位于顶挡钞板两侧；在自动取款设备的主控模块控制下，所述驱动部件驱动活动挡板以抓取单叠纸币。按照本发明，由于夹取机构采用类似人工抓取分离的动作原理而设计，能够明显改善纸币的单叠分离动作，可适用于不同捆扎情况的纸币，明显提高了设备的可靠性。
文档编号G07D11/00GK102013126SQ20101015359
公开日2011年4月13日 申请日期2010年4月23日 优先权日2010年4月23日
发明者张海洲, 肖遂宁, 舒峰 申请人:张海洲, 肖遂宁, 舒峰