专利名称：一种金融票款包自动存入机及其工作方法
技术领域：
本发明涉及一种金融票款包自动存入机，主要应用于银行、大型商场、车站、医院和交通等行业自助票款存储设备上，为其提供了方便、高效、智能、安全的存储系统，具体涉及一种金融票款包自动存入机以及一种金融票款包自动存入机的工作方法，属于金融业自助存储技术领域。
背景技术：
随着社会经济和科技的迅猛发展，人们的生活水平不断地提高，银行的业务量呈现快速增长趋势。目前伴随银行的业务量巨增，人们已经对金融业自助存储设备提出了越来越高的要求，尤其是银行自助存储设备必须具有的高效、方便、安全、智能、人性化等特点，这已成为现代银行自助存储设备的发展趋势。目前，国内绝大多数银行等金融机构使用的票款包存入机都是在滚筒投包机构和票款包收纳箱之间采用输送带传送，导致款包进入票款包收纳箱之后东倒西歪、杂乱无章、极其混乱，从而不能充分利用收纳箱的空间；即使在款包传送时采用推包机构，这种情况也避免不了。同时，存储保险箱内安装的款包传送机构需要占据较大的内部空间，使得本来不大的空间变得更为狭窄，导致在有限的空间内收纳箱的体积受到严格限制，使得能收集的款包数量随之减少。然而现今银行的业务量巨大，纳入的现金数目多，如果款包排列混乱、毫无规律，收纳箱的空间就不能充分利用，导致收集的款包数量减少，反而增加银行的业务负担。而且，银行工作人员还得花大量的时间来整理杂乱无章排列的款包，增加了人员工作量，效率大大降低。当前，在银行等金融行业中所应用的票款包存储系统中，自锁式存储票款包收纳箱是应用最多的。它的最主要的特点是其票款包的入口的开闭是通过拉簧来实现的。一般是有四个款包收集箱和两个托板，每个托板上有两个收集箱，两个托板的安放又使得存储系统的内部空间进一步缩小。而且，该种票款包收纳箱内装了推包装置，大大占有了箱子的空间，并且使得存储保险箱本身变得更加沉重，推拉时需要耗费人很大的体力，更换箱子时的效率也会下降，并不人性化。同时此种收纳箱内安装有容量检测装置，需要接触电源，短路造成内部电流过大便会烧毁系统的电机；加之，大量的使用电子元器件，使系统不稳定，存在安全隐患。中国专利号为200910163203.1公布了 一种票款存入机存储系统，工作原理是工作人员将款包放于票款包存入器，通过票款包输送器，送至票款包存储保险箱。该种存储系统也是现在广泛使用的，它的优点是可一定程度上缓解银行工作人员的压力，但是该系统的缺点也是显而易见的。通过输送装置之后，票款包进入收纳箱体是杂乱无章、排列无规律，不能充分利用箱子的空间。而且，输送装置占据大量的内部空间，使本来就不大的收纳箱必须变得更为狭小，这都极大影响了该存储系统的使用率，从而影响到银行工作人员的工作效率。
发明内容
为了解决现有的这些问题，本发明的主要目的是提供一种适合当今银行等金融业需要的、高度自动化的金融票款包存入机，相比于现有的存储系统可以使投入的款包更有规律、更加整齐，并能充分利用票款包收纳箱的空间。采用纯机械结构来控制收纳箱的开闭，更加灵活、可行性高、可靠性好。收纳箱内并不需要使用容量检测装置，不用布置电线，也不需大量使用电子元器件，使系统稳定性和安全性更高。所以，它能大幅度提高对公业务的处理速度，方便银行工作人员对设备的维护，减少工作量，提高工作效率，更加人性化；同时使该存储系统的整体结构尽可能地多采用部件组合和标准配件，结构简单可靠，利用室内空间将存储系统向规模化和简约化发展。本发明针对现有技术的问题，提出了一种新的技术方案:一种金融票款包自动存入机，包括存储保险柜、其上部的上位机系统、检测传感器、摄像头、光电开关、票款包收纳小车、票款包收纳箱、底板开闭装置、步进电机、X向丝杠装置、Y向丝杠装置、托盘支架、直线导轨装置、箱体进出装置、箱体自锁装置、托板等，所述的保险柜上方安装有上位机系统，控制整个系统与外部进行系统识别、存取交易操作的准备工作；保险柜正上方开设有款包落入口，恰好与上位机系统中票款包存入器相连接；托盘支架安装在距保险柜的款包落入口下方一段位移处，在托盘支架左边安装支撑轴装置，在其右边平行安装X向丝杠装置，同时X向步进电机安装在X向丝杠装置靠近保险柜内面的端部处，从而驱动票款包收纳小车沿X方向移动；直线导轨装置两端部分别安装在支撑轴和X向丝杠装置上，使其能够在支撑轴和X向丝杠装置上沿X方向移动，同时直线导轨装置中安装的滑块能在其滑轨上沿Y方向移动；γ向丝杠装置安装在直线导轨装置上部，并将Y向丝杠螺母和直线导轨装置中滑块相连成整体，同时Y向步进电机安装在直线导轨装置靠近X向丝杠装置的端部处，并且与Y向丝杠装置相连接，从而驱动实现Y方向丝杠装置和滑块同时向Y方向移动；票款包收纳小车呈悬臂形式和直线导轨装置中滑块相连接，从而实现了票款包收纳小车能够沿X、Y两自由度方向移动；底板开闭装置安装 在票款包收纳小车靠近直线导轨装置的外表面上，凸轮和步进电机相连接，步进电机安装在直线导轨装置中的滑块上，从而通过步进电机控制底板开闭装置的开启和闭合。在托盘支架靠近保险柜外面(即保险柜门开口处)的适当距离处安装箱体进出装置，控制票款包收纳箱的推进和送出；在整个托盘支架装置下方的适当距离处安装托板，两个票款包收纳箱安放在托板上，从而离整个托板支架装置底部一定竖直距离；在保险柜顶部的内表面适当位置处分别安装检测传感器、摄像头、光电开关，用来检测和传送内部存储系统的运动数据信息，通过此装置工作人员可以更加方便的对存储系统进行及时维护。进一步地上位机系统票款包存入器与票款包收纳小车在初始位置恰好衔接，在对存款人的身份及票款包识别合法后，通过已经设定的程序，控制票款包小车的运行位置，自动将票款包投送到票款包收纳箱中。进一步地在系统运行过程中，采用丝杠传动装置，包括X向丝杠装置和Y向丝杆装置，两者分别由X向步进电机和Y向步进电机驱动。需要对票款包收纳小车进行准确定位，为此需要控制票款包收纳小车两个方向的自由度，才能完成定位操作。系统通过光栅尺具有精确定位功能，完成票款包收纳小车在其两个自由度方向的定位。所述票款包收纳小车的Χ、γ方向移动分别由X向步进电机和Y向步进电机进行驱动。同时在X和Y向安装行程开关，这样可控制票款包收纳小车到行程开关所不限制的任意位置。进一步地票款包收纳箱由箱盖拨板、箱盖卷帘、箱体上盖、箱体内腔、箱体自锁装置等组成，两个票款包收纳箱结构完全相同，每一个箱体有五个格子内腔放入款包，箱体边缘预留的内腔空间是箱盖卷帘被拉开后，存放箱盖卷帘的。以便将存入的票款包经票款包收纳小车送入箱体内存放,方便直接收集、清点对应的票款包。进一步地箱体自锁装置位于票款包收纳箱中，且位于箱盖卷帘下方，固定在箱体内腔。箱体自锁装置的关闭是通过自锁扭簧将锁尖光滑的过渡面安放在箱盖卷帘卡槽中，开启是通过磁铁与固定轴上的上磁铁装置根据同极相互排斥、异极相互吸引的原理，使得锁尖光滑的过渡面脱离箱盖卷帘中的卡槽，从而控制箱锁。进一步地底板开闭装置由步进电机、凸轮、推杆、连杆、横杆等机械机构控制组成，步进电机与凸轮同轴相连，凸轮侧边有限位开关，通过步进电机带动凸轮的旋转，使其行程发生变化，以此来控制票款包收纳小车底板开合。同时底板开闭装置，周围都有传感器，检测小车是否正常打开。本发明对现有技术进行了很大程度改进，本着存储系统的整体结构尽可能地多采用标准配件、结构简单和完善设备工作质量的理念，为了使整个设备结构不过于复杂以及设备不占用太大的空间，该系统采用自动化的票款包收纳小车，使投放位置更加精确，投入的款包更有规律、更加整齐，并能充分利用箱子的空间，这是本发明一大特色；箱内并不需要使用容量检测装置，不用布置电线，使稳定性更高，安全性更高，这是又一优势；同时在存储保险箱设计中，箱子箱盖的开合采用纯机械控制，比使用电子控制更加稳定，更加灵敏，可行性高，可靠性好。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。图1为本发明的整体(箱子拉出)结构图；图2为本发明的整体结构俯视图；图3为本发明的整体结构图；图4为本发明的票款包收纳小车结构图；图5为本发明的票款包收纳箱结构图；图6为本发明的箱体自锁装置主视图；图7为本发明的工作流程图。附图中的图例说明:I一X向丝杠2—固定轴3—保险柜4一票款包收纳箱5 —Y向丝杠6—步进电机7—款包检测传感器8—票款包收纳小车9一X向步进电机10 —X向行程开关11 一Y向步进电机12—固定轴回位扭簧13—支撑轨14一拨杆15—挡杆16—拨板17—Y向光栅尺18—凸轮19一箱体自锁装置20—箱盖拨板21—箱子托板22—锁尖23—自锁扭簧24—磁铁25-箱盖卷帘26-解锁块27-托盘支架28-限位开关29-连杆30—横杆31—直形下口 32—锥形撇口 33—推杆34—电机支座35—套筒36-X向丝杠螺母37-Y向丝杠螺母38-X向步进电机支座39-滑块40—直线导轨41 一支撑座42—角钢43—立式轴承支座44一箱体上盖45-箱体内腔46-底板开闭装置47-底座48-X向光栅尺49-直线导轨装置50-X向丝杠装置51-Y向丝杠装置52-箱体进出控制装置53-轴支撑54-轴承座55-上磁铁装置56-Y向行程开关57-Y向步进电机支座
具体实施例方式本发明是一种金融票款包自动存入机，图1为本发明的整体(箱子拉出)结构图，显示出了金融票款包自动存入机的几个主要部分:票款包收纳箱4、票款包收纳小车8、X向丝杠装置50、Y向丝杠装置51、箱体自锁装置19、底板开闭装置46、直线导轨装置49、箱体进出控制装置52等。图2为本发明的整体结构俯视图，图3为本发明的整体结构图，图4为本发明的票款包收纳小车结构图，图5为本发明的票款包收纳箱结构图，图6为本发明的箱体自锁装置主视图。下面将结合图1-6介绍本发明的金融票款包自动存入机的具体结构。一种金融票款包自动存入机，包括:保险柜3、票款包收纳箱4、X向丝杠装置50、Y向丝杠装置51、箱体进出控制装置52、直线导轨装置49、X向步进电机9、票款包收纳小车8、Y向步进电机11、Χ向行程开关10、款包检测传感器7、固定轴2、支撑轨13、上磁铁装置55、拨杆14、挡杆15、拨板16、Χ向光栅尺48、Υ向光栅尺17、凸轮18、箱体自锁装置19、箱子托板21、箱盖卷帘25、限位开关28、滑块39等。保险柜3上方安装有集系统身份识别、存取交易监控装置等为一体上位机系统，控制整个系统与外部进行人机交互系统识别、票款包存取交易操作的准备工作；保险柜3正上方开设有票款包落入口，恰好与上位机系统中票款包存入器相连，以方便票款包顺利落入票款包收纳小车8 ;托盘支架27采用类似角钢42钢材拼焊组成空间长方体框架，通过套筒35和螺栓固定在保险柜3两侧面，距保险柜的票款包落入口下方一段位移处，防止其与保险柜3顶部干涉；支撑直线光轴通过前、后两个轴支撑53安装在托盘支架27的左侧，X向丝杠装置50通过前后两个轴承座54平行安装在托盘支架27的右侧，X向丝杠装置50包括X向丝杠I和X向丝杠螺母36 ；Χ向步进电机9通过X向步进电机支座38安装在X向丝杠I后端，靠近保险柜3的后面，通过联轴器和X向丝杠I后端部相连，从而驱动X向丝杠I沿X向移动；Χ向光栅尺48通过螺栓安装在托盘支架27的右侧，在X向丝杠装置50上方，并且在托盘支架27前后两端通过螺栓安装两个X向行程开关10，从而实现X向丝杠装置50的限位；直线导轨装置49包括支撑轨13、直线导轨40、滑块39、底座47和支撑座13，支撑轨13的左端部圆孔内安装直线轴承，支撑轨13的左端部通过直线轴承安装在支撑直线光轴上，支撑轨13的右端部安装在X向丝杠I上，这样支撑轨13呈水平形式安装在支撑直线光轴和X向丝杠I上，同时X向丝杠螺母36通过螺栓固定在支撑轨13的右端部，从而使X向丝杠螺母36和支撑轨13在步进电机I驱动下同时沿X方向来回移动；直线导轨40通过螺栓安装在支撑轨13的上表面，滑块39安装在直线导轨40上，能够在直线导轨上沿Y方向移动；底座47通过螺栓安装在滑块39上，支撑座41通过螺栓安装在底座47上，滑块39、底座47和支撑座41通过螺栓连接组成整体在直线导轨40上沿Y方向来回移动；Y向丝杠5通过左、右轴承座安装在支撑轨13左右两端，呈水平形式与支撑轨13平行，Y向丝杆装置51包括Y向丝杠5和Y向丝杠螺母37，Y向丝杠螺母37通过螺栓安装在支撑座41上'Y向步进电机11通过Y向步进电机支座57安装在支撑轨13右端部，通过联轴器与Y向丝杠5相连，从而驱动Y向丝杠5和滑块39等同时沿Y方向来回移动；Υ向光栅尺17在Y向丝杠5正前方，通过螺栓安装在支撑轨13两端，呈水平形式与Y向丝杠5平行，并且在支撑轨左右两端通过螺栓安装两个Y向行程开关56，从而实现Y向丝杠装置51的限位。票款包收纳小车8包括直形下口 31、锥形撇口 32、底板开闭装置46、款包检测传感器7、限位开关28等，其中底板开闭装置46由步进电机6、凸轮18、推杆33、连杆29、横杆30等机械机构控制组成。将直形下口 31和锥形撇口 32拼焊而成整体，形成上带锥形撇口32而下带内腔的票款包收纳小车主体；款包检测传感器7通过螺栓安装在直形下口 31两侧面上，限位开关28通过螺栓安装在锥形撇口 32前表面上；推杆33通过安装在直形下口31外表面上，连杆29通过转轴安装在直形下口 31外表面上，同时和推杆33相接触；连杆29和横杆30固定相连，同时安装在直形下口的圆弧形滑槽中；上筋板和下筋板一端通过螺栓分别固定在小车的前表面上，同时上筋板和下筋板的另一端通过螺栓分别固定在底座47上，小车8呈现悬臂形式；步进电机6通过电机支座34安装在底座47上，凸轮18通过紧定螺钉安装在步进电机轴上，同时和连杆29相接触，使票款收纳小车8呈现悬臂形式与滑块等组装成整体，从而实现小车X、Y两方向来回移动。箱体进出控制装置52由固定轴2、回位扭簧12、上磁铁装置55、拨杆14、挡杆15、拨板16等纯机械结构组成，固定轴2通过左、右支座固定在托盘支架27前端，靠近保险柜3门口处，并位于票票款包收纳箱4的上方；拨板16同心套在固定轴2上，其可绕固定轴为中心进行旋转，拨板16的两端部通过套筒进行定位，上磁铁装置55通过紧定螺钉固接在固定轴2上；回位扭簧12安装在固定轴2的两端部，其另一端固定在拨板16上，从而可使拨板16发生旋转后复位；拨杆14通过铰接的方式与拨板16左端部连接，拨杆14的下端部与挡杆15与通过铰接方式相连接,且拨杆14位于挡杆15的上方；挡杆15同轴心安装在立式轴承支座43中，同时可绕轴心旋转，立式轴承支座43通过螺栓安装保险柜3的底板上。在挡杆15旋转时，可以给予拨杆14侧向拉力，从而带动拨板16实现旋转。票款包收纳箱4由箱盖拨板20、箱盖卷帘25、箱体上盖44、箱体内腔45、箱体自锁装置19等组成，箱盖拨板20安装在箱盖卷帘25上，箱盖卷帘25位于票款包收纳箱4的最上方，同时安装在箱体上盖44中的滑槽中，可沿滑轨来回移动实现卷帘的开闭；箱体上盖44安装在箱体内腔45上，通过铰接方式与箱体内腔45连接，可使箱体上盖44向上抬起实现旋转开启，从而方便款包的取出和箱体的维修；箱体自锁19装置由锁尖22、自锁扭簧23、磁铁24等组成，箱体自锁装置19位于票款包收纳箱4的后上部，且位于箱盖卷帘25下方，固定在箱体内腔45中；箱体自锁装置19的关闭是通过自锁扭簧23将锁尖22光滑的过渡面安放在箱盖卷帘25卡槽中，开启是通过磁铁24与固定轴上的上磁铁装置55相互吸引，使得锁尖22光滑的过渡面脱离箱盖卷帘25中的卡槽，从而开启箱体卷帘25。所述的票款包收纳箱4位于托板21的正上方，票款包收纳小车8的正下方，处于两者之间位置。票款包收纳箱4共有两个，相互平行，结构完全相同，每一个箱体有五个格子内腔放入款包，箱体边缘预留的内腔空间是箱盖卷帘25被拉开后，存放箱盖卷帘25的。五个格子内腔均匀分布，每个格子内腔可以叠放四个票款包。托板21通过导轨固定在保险柜3的底板上，解锁块26位于托板21的一侧，箱子进出时可以碰到挡杆15的上臂，使其发生旋转，最终带动拨板16旋转，从而使得票款包收纳箱顺利进入保险柜3中；箱子托板21两侧安装有两个带有小轮的扭杆，安装时要给扭杆一定的预应力，当箱子拉出来后，带有小轮的扭杆撑到地面上，从而提高箱子托板21的强度，不会使得受力过大托板21变形导致票款包收纳箱4定位不准确。丝杠传动装置，包括X向丝杠装置50和Y向丝杆装置51，两者分别由X向步进电机9和Y向步进电机11驱动，空间上Y向丝杠5位于X向丝杠I的上方，方向上互相垂直，Y向丝杠5位于步进电机6的前方，支撑轨13之上，与Y向光栅尺17和票款包收纳小车8平行，X向丝杠I两端通过轴承座54安装在保险柜的一侧。X向和Y向分别安装X向X向行程开关10和Y向行程开关56，这样设计便可控制票款包收纳小车8到达箱体支架上X向X向行程开关10和Y向行程开关56所不限制的任意位置。图7为本发明的工作流程图。其只是简略地示出了本发明的金融票款包自动存入机的工作流程，具体的工作流程如下:(I)当票款包收纳箱4处于空的状态，工作人员将票款包收纳箱4放在保险柜3门口，接着保险柜3门被打开，然后箱子托板21通过导轨从保险柜3中被拖出。(2)当上述准备工作完毕后，工作人员将两个票款包收纳箱4通过箱子托板21上的定位装置安放在托板上，然后将箱子托板21和两个票款包收纳箱4 一起缓缓推入。(3)在推箱子托板21和票款包收纳箱4被推入保险柜3的过程中，箱子托板21上的解锁块26碰撞到挡杆15时，拨杆14受到挡杆15右侧向下的拉力，拨杆14瞬间带动与其铰接的拨板16绕固定轴2快速向上旋转，使得票款包收纳箱4上的箱盖拨板20不会被拨板16挡住，从而箱子可以顺利地通过。(4)当票款包收纳箱4顺利通过后，在回位扭簧12回复力的作用下，拨板16复位。箱子托板21和票款包收纳箱4继续往里推，直至箱盖拨板20碰撞到安装在固定轴2上的上磁铁装置55。此时箱盖拨板20不能再继续向前运动，与此同时，由于上磁铁装置55和箱体自锁装置19中的磁铁24相互吸引，克服自锁扭簧23的回复力使锁尖22向下运动，进一步锁尖22光滑的过渡面就脱离箱盖卷帘20中的卡槽，箱体自锁装置19打开。(5)箱体自锁装置19打开后,箱盖拨板20始终被上磁铁装置55挡住,从而使箱盖卷帘25与票款包收纳箱4发生相对运动，通过上箱盖中的滑槽箱盖卷帘快速落入箱体中而被拉开。当箱子托板21和票款包收纳箱4完全推入后，收纳箱完全打开。接着工作人员检查完毕后，将保险柜3门关闭，该金融票款包自动存入机处于初始状态。(6)当金融票款包自动存入机处于初始状态就位后,工作人员将票款包通过上位机系统将合法款包放入票款包存入器中，然后票款包通过票款包存入器掉落在票款包收纳小车8上，此时小车两侧的票款包检测传感器7检测到票款包是否存在。(7)当票款包收纳小车8在初始位置收到票款包存入器送来的款包后，通过票款包检测传感器7进行检测，然后X向步进电机9和Y向步进电机11同时启动分别驱动X向丝杠装置50和Y向丝杆装置51沿各自方向移动，此时X向光栅尺和Y向光栅尺分别实现票款包收纳小车8在X向和Y向的移动定位。当票款包收纳小车8移动到指定位置后，X向步进电机9和Y向步进电机11停止运行，此时收纳小车直形口恰好和其中一个票款包收纳箱的第一格对齐，然后步进电机6开始启动使得凸轮18开始工作，凸轮18带动推杆33向下移动，从而使得连杆带动横杆在直形下口中的圆弧形滑槽向外摆动。当凸轮位置传感器检测到凸轮18旋转一定的角度，控制收纳小车8的底板完全打开，此时款包顺利落入其中一个票款包收纳箱4第一格中，同时票款包收纳小车8两侧的票款包检测传感器判断款包是否存在小车内，从而确定款包是否成功投放。
(8)当票款包收纳箱4第一格装入第一个款包后，票款包收纳小车8上的步进电机6开始反转使得凸轮18开始反向转动，从而带动推杆33、连杆29及横杆30开始回位。当限位开关28检测凸轮18旋转到位后，步进电机6停止运行，此时推杆33、连杆29及横杆30开始回到初始位置，控制收纳小车8的底板完全关闭。然后X向步进电机9和Y向步进电机11同时启动分别驱动X向丝杠装置50和Y向丝杆装置51沿各自方向往回移动，X向光栅尺48和Y向光栅尺17分别进行票款包收纳小车8在X向和Y向的移动定位，小车快速移动到初始接包位置。当票款包收纳小车8到达初始位置后，X向步进电机9和Y向步进电机11停止运行，准备接收下一个款包。(9)当票款包收纳小车8在初始位置再次接收款包时，开始重复上述(6) — (8)的过程，此时票款包收纳箱4中第一格中投入了两个款包，依次类推重复上述过程直到票款包收纳箱4中第一格中投满四个款包。当再次投票款包的时候，由于程序中设定的计数功能，票款包收纳小车8会按照程序到达指定的应当投放的位置。(10)当票款包收纳箱4的第一格中投满四个款包后，开始重复上述(6) - (9)的投包过程。由于程序中设定的计数功能，当小车投入了四个款包后，票款包收纳小车8会按照程序到达票款包收纳箱4的下一格位置，此时票款包收纳小车8将重复上述步骤把票票款包收纳箱4中中第二格中投满四个款包。(11)当票款包收纳箱4的第二格中投满四个款包后，开始重复上述(10)的投包过程，按照程序中设定的计数功能，票款包收纳小车8会按照程序到达票款包收纳箱4的下一格位置，依次类推分别将票款包收纳箱4中第三格、第四格和第五格投满四个款包。当票款包收纳箱4中的五个格全部投满四个款包后,控制部分须向上位机系统反馈包满状态,且单个投包周期不大于15秒，此时该票款包收纳箱投包工作已完成。(12)当第一个票款包收纳箱投包工作完成后，开始重复上述(6) - (11)的投包过程。由于程序中设定的计数功能，票款包收纳小车8会按照程序到达第二个票款包收纳箱4的第一格位置，依次类推重复上述过程将票款包收纳箱4中第一格、第二格、第三格、第四格和第五格分别投满四个款包。当第二个票款包收纳箱4中的五个格全部投满四个款包后，控制部分须向上位机系统反馈所有包满状态，此时所有票款包收纳箱4投包工作全部已完成。在整个投包过程中，由于X向和Y向分别安装有X向行程开关10和Y向行程开关56，这样设计便可控制票款包收纳小车8到达行程开关所不限制的任意位置。(13)当两个票款包收纳箱4全部投包满后，工作人员将保险柜3门打开，然后将箱子托板21和两个票款包收纳箱4通过导轨从保险柜3中拖出。在箱子托板21和票款包收纳箱4开始往外托时，箱盖拨板20移动碰撞到拨板16，此时箱子托板21上的解锁块26还没有碰撞到挡杆15，拨板16处于静止不动状态，箱盖拨板20不能再继续向前运动。(14)箱子托板21和两个票款包收纳箱4继续向外拖出，箱盖拨板20始终被拨板16挡住，从而使箱盖卷帘25与票款包收纳箱4发生相对运动，箱盖卷帘25通过箱体上盖44中的滑槽快速从箱体中拉出，开始关闭箱盖卷帘25。继续向外拖出，箱子托板21上的解锁块26碰撞到挡杆15时，箱盖卷帘25已经通过拨板16产生的接触力将箱体自锁装置19中锁尖22光滑的过渡面安放在箱盖卷帘25中的卡槽中，箱盖卷帘25已经全部关闭锁上票款包收纳箱，此时拨杆14受到挡杆15右侧向下的拉力，拨杆14瞬间带动与其铰接的拨板16绕固定轴2快速向上旋转使得票款包收纳箱4上的箱盖拨板20不会被拨板16挡住，从而箱子可以顺利地拖出。(15)当票款包收纳箱4上的箱盖拨板20顺利通过拨板16后，箱子托板21两侧带有小轮的扭杆弹出，此时票款包收纳箱4和箱子托板21全部被拖出，小轮与地面弹性接触支撑，工作人员将两个票款包收纳箱4取走。(16)继续重复上述(I) — (15)的步骤，该金融票款包自动存入机进行下一轮的投包工作。本发明所研制的金融票款包自动存入机在票款包收纳小车8、票款包收纳箱4和电控装置都与银行等金融行业目前应用的票款包存储系统有很大的创新。当前，使用最多的款包投送机构是采用带传送，而本发明采用自动化的票款包收纳小车，使投入的款包更有规律、更加整齐，并能充分利用箱子的空间，同时利用系统各个装置的工作顺序及空间布置，降低了成本，既提高了工作效率又提高了整个设备的可靠性，这是本发明特一大特色。箱内并不需要使用容量检测装置，不用布置电线，使稳定性更高，安全性更高。本发明的箱体进出控制装置采用纯机械结构，代替了电子控制，比电子控制更加稳定、更加灵敏、可行性高、可靠性好。所以，它能大幅度提高对公业务的处理速度，方便银行工作对设备的维护，减少工作量，提高工作效率。因此，可以确切地说本发明具有广阔的市场前景。(I)箱体进出控制装置52由固定轴2、回位扭簧12、上磁铁装置55、拨杆14、挡杆
15、拨板16等纯机械结构组成。其特点在于采用创新的纯机械结构，代替了电子控制，比电子控制更加稳定、更加灵敏、可行性高、可靠性好。(2)箱体自锁装置19由锁尖22、自锁扭簧23、磁铁24等组成，箱体自锁装置19位于票款包收纳箱4的后上部，且位于箱盖卷帘20下方，固定在箱体内腔。其特点在于应用磁铁的同极相互排斥、异极相互吸引的原理，来控制箱锁，优点就是可靠性高且便于控制。(3)票款包收纳小车8位于票款包收纳箱4的上方，它连接在Y向丝杠5上，与Y向光栅尺17和支撑轨13平行。它是通过X向光栅尺48和Y向光栅尺17实现X向和Y向定位，X向行程开关10和Y向行程开关56分别对X和Y向进行限位。本发明采用自动化的票款包收纳小车，使投入的款包更有规律、更加整齐，并能充分利用箱子的空间，这是本发明特一大特色。(4)丝杠传动装置，包括X向丝杠装置50和Y向丝杆装置51，两者分别由X向步进电机9和Y向步进11电机驱动，空间上Y向丝杠5位于X向丝杠I的上方，方向上互相垂直，Y向丝杠5位于步进电机6的前方，支撑轨13之上，与Y向光栅尺17和票款包收纳小车8平行，X向丝杠I两端通过轴承座54安装在保险柜的一侧。其特点在于光栅尺位置精度更高，票款包收纳小车8投放更加准确。
权利要求
1.一种金融票款包自动存入机，其特征在于，包括保险柜(3)、票款包收纳箱(4)、票款包收纳小车(8)、丝杠传动装置、箱体自锁装置(19)、底板开闭装置(46)、直线导轨装置(49)、箱体进出控制装置(52);其中， 票款包收纳箱(4 )由箱盖拨板(20 )、箱盖卷帘(25 )、箱体上盖(44 )、箱体内腔(45 )、箱体自锁装置(19)等组成； 丝杠传动装置，包括X向丝杠装置(50)和Y向丝杆装置(51)，两者分别由X向步进电机(9)和Y向步进电机(11)驱动，空间上Y向丝杠(5)位于X向丝杠(I)的上方，方向上互相垂直，Y向丝杠(5)位于步进电机(6)的前方，支撑轨(13)之上，与Y向光栅尺(17)和票款包收纳小车(8)平行，X向丝杠(I)两端通过轴承座(54)安装在保险柜的一侧； 票款包收纳小车(8)位于票款包收纳箱(4)的上方，它连接在Y向丝杠(5)上，与Y向光栅尺(17)和支撑轨(13)平行，X向行程开关(10)和Y向行程开关(56)分别进行X向和Y向限位； 箱体自锁装置(19 )由锁尖(22 )、自锁扭簧(23 )、磁铁(24 )等组成，箱体自锁装置(19 )位于票款包收纳箱(4)的后上部，且位于箱盖卷帘(25)下方，固定在箱体内腔(45);箱体自锁装置(19)的关闭是通过自锁扭簧(23)将锁尖(22)光滑的过渡面安放在箱盖卷帘(25)的卡槽中，开启是通过磁铁(24)与固定轴(2)上的上磁铁装置(55)相互吸引，使得锁尖(22)光滑的过渡面脱离箱盖卷帘(25)中的卡槽，从而开启箱体卷帘(25)； 箱体进出控制装置(52)由固定轴(2)、回位扭簧(12)、上磁铁装置(55)、拨杆(14)、挡杆(15)、拨板(16)等纯机械结构组成。
2.如权利要求1所述的一种金融票款包自动存入机，其中， 直线导轨装置(49 )包括所述支撑轨(13 )、直线导轨(40 )、滑块(39 )、底座(47 )和支撑座(41)，支撑轨(13)的左端部圆孔内安装直线轴承，支撑轨(13)的左端部通过直线轴承安装在支撑直线光轴上，支撑轨(13)的右端部安装在X向丝杠(I)上，这样支撑轨(13)呈水平形式安装在支撑直线光轴和X向丝杠(I)上，同时X向丝杠螺母(36)通过螺栓固定在支撑轨(13)的右端部，从而使X向丝杠螺母(36)和支撑轨(13)在X向步进电机(9)驱动下同时沿X方向来回移动；直线导轨(40)通过螺栓安装在支撑轨(13)的上表面，滑块(39)安装在直线导轨(40 )上，能够在直线导轨上沿Y方向移动；底座(47 )通过螺栓安装在滑块(39 )上，支撑座(41)通过螺栓安装在底座(47 )上，滑块(39 )、底座(47 )和支撑座(41)通过螺栓连接组成整体在直线导轨(40)上沿Y方向来回移动。
3.如权利要求1或2所述的一种金融票款包自动存入机，其中， X向丝杠装置(50)通过前后轴承座(54)平行安装在托盘支架(27)的右侧，X向丝杠装置(50)包括X向丝杠(I)和X向丝杠螺母(36) ；X向步进电机(9)通过其X向步进电机支座(38 )安装在X向丝杠(I)后端，靠近保险柜(3 )的后面，通过联轴器和X向丝杠(I)后端部相连，从而驱动X向丝杠(I)沿X向移动；X向光栅尺(48)通过螺栓安装在托盘支架(27 )的右侧，在X向丝杠装置(50 )上方，并且在托盘支架(27 )前后两端通过螺栓安装两个X向行程开关(10)，从而实现X向丝杠装置(50)的限位'Y向丝杠(5)通过左、右轴承座安装在支撑轨(13)左右两端，呈水平形式与支撑轨(13)平行，Y向丝杆装置(51)包括Y向丝杠(5)和Y向丝杠螺母(37)，Y向丝杠螺母(37)通过螺栓安装在支撑座(41)上；Y向步进电机(11)通过Y向步进电机支座(57)安装在支撑轨(13)右端部，通过联轴器与Y向丝杠(5)相连，从而驱动Y向丝杠(5)和滑块(39)同时沿Y方向来回移动'Y向光栅尺(17)在Y向丝杠(5)正前方，通过螺栓安装在支撑轨(13)两端，呈水平形式与Y向丝杠(5)平行，并且在支撑轨左右两端通过螺栓安装两个Y向行程开关(56)，从而实现Y向丝杠(5)的限位。
4.如权利要求1至3中任一项所述的一种金融票款包自动存入机，其中， 票款包收纳小车(8)包括直形下口( 31)、锥形撇口( 32)、底板开闭装置(46)、款包检测传感器(7)、限位开关(28)，其中底板开闭装置(46)由步进电机(6)、凸轮(18)、推杆(33)、连杆(29)、横杆(30)等机械机构控制组成；将直形下口(31)和锥形撇口(32)拼焊而成整体，形成上带锥形撇口(32)而下带内腔的票款包收纳小车主体；款包检测传感器(7)通过螺栓安装在直形下口(31)两侧面上，限位开关(28)通过螺栓安装在锥形撇口(32)前表面上；推杆(33)安装在直形下口(31)外表面上，连杆(29)通过转轴安装在直形下口(31)外表面上，同时和推杆(33)相接触；连杆(29)和横杆(30)固定相连，同时安装在直形下口的圆弧形滑槽中；上筋板和下筋板一端通过螺栓分别固定在小车的前表面上，同时上筋板和下筋板的另一端通过螺栓分别固定在底座(47)上，小车(8)呈现悬臂形式；步进电机(6)通过电机支座(34)安装在支撑座41上，凸轮(18)通过紧定螺钉安装在步进电机轴上，同时和连杆(29)相接触，使票款收纳小车(8)呈现悬臂形式与滑块等组装成整体，从而实现小车X、Y两方向来回移动。
5.如权利要求1至4中 任一项所述的一种金融票款包自动存入机，其中， 固定轴(2)通过左、右支座固定托盘支架(27)前端，靠近保险柜(3)门口处，并位于票款包收纳箱(4)的上方；拨板(16)同心套在固定轴(2)上，其可绕固定轴为中心进行旋转，拨板(16)的两端部通过套筒进行定位，上磁铁装置(55)通过紧定螺钉固接在固定轴(2)上；回位扭簧(12)安装在固定轴(2)的两端部，其另一端固定在拨板(16)上，从而可使拨板(16)发生旋转后复位；拨杆(14)通过铰接的方式与拨板(16)左端部连接，拨杆(14)的下端部与挡杆(15)通过铰接方式相连接，且拨杆(14)位于挡杆(15)的上方；挡杆(15)同轴心安装在立式轴承支座(43)中，同时可绕轴心旋转，立式轴承支座(43)通过螺栓安装在保险柜(3)的底板上。
6.如权利要求1至5中任一项所述的一种金融票款包自动存入机，其中， 箱盖拨板(20 )安装在箱盖卷帘(25 )上，箱盖卷帘(25 )位于票款包收纳箱(4)的最上方，同时安装在箱体上盖(44)中的滑槽中，可沿滑轨来回移动实现卷帘的开闭；箱体上盖(44)安装在箱体内腔(45)上，通过铰接方式与箱体内腔(45)连接，可使箱体上盖(44)向上抬起实现旋转开启，从而方便款包的取出和箱体的维修；票款包收纳箱(4)位于托板(21)的正上方，票款包收纳小车(8)的正下方，处于两者之间位置；票款包收纳箱(4)共有两个，相互平行，结构完全相同，每一个箱体有五个格子内腔放入款包，箱体边缘预留的内腔空间是箱盖卷帘(25)被拉开后,存放箱盖卷帘(25)的；五个格子内腔均勻分布,每个格子内腔可以整齐叠放四个票款包。
7.如权利要求1至6中任一项所述的一种金融票款包自动存入机，其中， 箱子托板(21)通过导轨固定在保险柜(3)的底板上，解锁块(26)位于托板(21)的一侧，箱子进出时可以碰到挡杆(15)的上臂，使其发生旋转，通过拨杆(14)最终带动拨板(16)发生旋转，从而使得票款包收纳箱顺(4)利进入保险柜(3)中；箱子托板(21)两侧安装有两个带有小轮的扭杆，安装时要给扭杆一定的预应力，当箱子拉出来后，带有小轮的扭杆撑到地面上，从而提高箱子托板(21)的强度。
8.如权利要求1至7中任一项所述的一种金融票款包自动存入机，其中， 托盘支架(27)采用角钢(42)钢材拼焊组成空间长方体框架，通过套筒(35)和螺栓固定在保险柜(3)两侧面，距保险柜的票款包落入口下方一段位移处。
9.一种如权利要求1至8之一所述的一种金融票款包自动存入机的工作方法，包括如下步骤: (O当票款包收纳箱(4)处于空的状态，工作人员将票款包收纳箱(4)放在保险柜(3)门口，接着保险柜(3)门被打开，然后箱子托板(21)通过导轨从保险柜(3)中被拖出； (2)当上述准备工作完毕后，工作人员将两个票款包收纳箱(4)通过箱子托板(21)上的定位装置安放在托板上，然后将箱子托板(21)和两个票款包收纳箱(4) 一起缓缓推入； (3)当箱子托板(21)和票款包收纳箱(4)完全推入后，收纳箱完全打开；接着工作人员检查完毕后，将保险柜(3)门关闭，该金融票款包自动包存入机处于初始状态； (4)当金融票款包自动存入机处于初始状态就位后，工作人员将票款包通过上位机系统将合法款包放入票款包存入器中； (5)当票款包收纳小车(8)在初始位置收到票款包存入器送来的款包后，按照指定的程序到达投放地点；重复循环工作，直到完成票款包的投放； (6)将箱子托板(21)和两个票款包收纳箱(4)通过导轨从保险柜(3)中拖出； (7 )当票款包收纳箱(4 )上的箱盖拨板(20 )顺利通过拨板(16 )后，箱子托板(21)两侧带有小轮的扭杆弹出，小轮与地面弹性接触支撑，工作人员将两个票款包收纳箱(4)取走； (8)继续重复上述(I)- (7)的步骤，该金融票款包自动存入机进行下一轮的投包工作。
全文摘要
本发明涉及一种金融票款包自动存入机，包括保险柜(3)、票款包收纳箱(4)、票款包收纳小车(8)、X向丝杠装置(50)、Y向丝杠装置(51)、箱体自锁装置(19)、底板开闭装置(46)、直线导轨装置(49)、箱体进出控制装置(52)等。本发明还涉及一种金融票款包自动存入机的工作方法。本发明提供了一种适合当今银行等金融业需要的、高度自动化的金融票款包存入机，能够使投入的票款包更加整齐，并能充分利用票款包收纳箱的空间。采用纯机械结构来控制收纳箱的开闭，更加灵活、可行性高、可靠性好。因此，它能大幅度提高对公业务的处理速度，方便工作人员对设备的维护，提高工作效率，更加人性化。
文档编号G07D11/00GK103150807SQ20131004346
公开日2013年6月12日 申请日期2013年2月4日 优先权日2013年2月4日
发明者张邦基, 曾立志, 张子欣, 易金花, 熊文文, 赵浩, 郑敏毅 申请人:湖南大学