本實用新型涉及紙幣自動整理裝置，具體地說，涉及一種基于摩擦原理的無序紙幣整理機械裝置。

背景技術(shù)：

隨著城市交通的發(fā)展，很多城市基本都實現(xiàn)了無人售票、自動投幣公交車的廣泛應(yīng)用。無人售票公交車雖然提高了公交車輛的運行效率，但是在清點零鈔方面卻要耗費大量的人力。目前公交公司收回的零鈔紙幣整理和分類主要依靠于人工操作，成本高且效率低下。雖然市場上點鈔機盛行，但是其識別和清分等功能的實現(xiàn)都只能是基于已被整理整齊的一疊紙幣，處理不了混亂的紙幣，目前在市場上還沒有出現(xiàn)能代替公交公司點鈔工的機器。

關(guān)于如何將混亂紙幣整理整齊，技術(shù)方案較多，例如振動法，先通過振動特制分離篩使符合厚度的紙幣從細縫中掉落，再通過振動把紙幣展開，還需利用加潮降低紙幣硬度。但在大量實驗后發(fā)現(xiàn)振動對紙幣展開基本上沒什么效果，另外加潮對紙幣有一定程度的損害。再如靜電吸引法，其利用靜電吸引原理，通過用靜電吸引力吸附紙幣再經(jīng)限制板過濾掉不合格紙幣，最后通過電荷中和使紙幣落下。由于被吸附紙幣姿態(tài)不可控以及紙幣掉落姿態(tài)不可控，而且會出現(xiàn)復折現(xiàn)象，所以靜電吸引法可行性較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了避免現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提出一種基于摩擦的紙幣整理機，目的在于用簡單的機械結(jié)構(gòu)解決目前紙幣整理工作中的難題，即將散亂的且有折疊的紙幣整理成為平整且方向一致的一疊；紙幣整理機動作準確、實用，可靠性高。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括支撐架、第一電機、第二電機、第三電機，其特征在于還包括捻鈔膠圈、隔板、捻鈔底板、同步帶輪組、軸承、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)向軌道、紙幣入口、紙幣收集盒，所述支撐架為各部件提供支撐；多組同步帶輪組位于支撐架上通過軸承和轉(zhuǎn)軸安裝，捻鈔膠圈安裝在轉(zhuǎn)軸上，通過軸承、轉(zhuǎn)軸和同步帶輪組帶動捻鈔膠圈旋轉(zhuǎn)，捻鈔底板位于捻鈔膠圈下面，隔板安裝在捻鈔底板上中間部位，紙幣入口固定在捻鈔底板一端，轉(zhuǎn)向軌道設(shè)置在捻鈔底板另一端，紙幣收集盒安裝在支撐架內(nèi)位于轉(zhuǎn)向軌道出口前部，第一電機、第二電機、第三電機分別安裝在支撐架上，且各電機輸出軸分別與同步帶輪組配合安裝；

所述捻鈔底板上設(shè)有三條等間距、同寬度的軸向凹槽，凹槽寬度與捻鈔膠圈厚度相同，凹槽深度為2mm，捻鈔膠圈外徑與凹槽底部間距為1mm，捻鈔底板表面粗糙；

所述轉(zhuǎn)向軌道為V型結(jié)構(gòu)，豎直部分一端距捻鈔底板端部的長度為150mm，傾斜部分的傾角為135°；

所述紙幣收集盒前部與轉(zhuǎn)向軌道出口處設(shè)有紙幣防復折裝置，上下捻鈔膠圈配合使用，上面兩個捻鈔膠圈間距為10mm，捻鈔膠圈厚度為8mm，且下方捻鈔膠圈外徑與上方軸之間的距離為1mm；

所述同步帶輪組為xl型同步帶輪，通過同步輪的齒數(shù)比控制各組捻鈔膠圈的轉(zhuǎn)速比。

支撐架為鋁合金型材。

工作時,當紙幣整理機入口處放入一堆散亂無序紙幣時，即一元紙幣，任意方向的紙幣被調(diào)整為四個基本方向并逐張通過入口。接著方向一，方向二和方向三的紙幣被捻鈔膠圈和捻鈔底板處理展開，方向四的紙幣通過轉(zhuǎn)向軌道變?yōu)榉较蛞缓蟊惶幚碚归_。所有紙幣展開完成后通過紙幣防折裝置，防止已展開的紙幣復折。處理完成的紙幣被送到紙幣收集盒內(nèi)，整齊的堆成一疊。

有益效果

本實用新型提出的一種基于摩擦的紙幣整理機，利用簡單的機械結(jié)構(gòu),將散亂無序的紙幣基于摩擦原理整理成為平整且方向一致的一疊；紙幣整理機動作準確、實用，可靠性高。整理機工作時,當入口處放入一堆混亂紙幣時,即一元紙幣，任意方向的紙幣被調(diào)整為四個基本方向并逐張通過入口。接著方向一，方向二和方向三的紙幣被捻鈔膠圈和捻鈔底板處理展開，方向四的紙幣通過轉(zhuǎn)向軌道變?yōu)榉较蛞缓蟊惶幚碚归_。所有紙幣展開完成后通過紙幣防折裝置，防止已展開紙幣復折。處理完成的紙幣被送到紙幣收集盒，整齊的堆成一疊。紙幣整理機對紙幣清分機械化程度高，與現(xiàn)有的紙幣識別、清分、打捆技術(shù)相結(jié)合優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，可大幅度提高點鈔效率。

本實用新型基于摩擦的紙幣整理機，用于公交公司點鈔室；目前機器的處理效率是每分鐘200張，為一名點鈔工點鈔效率的三倍，經(jīng)過進一步的改進并優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，可將處理效率提高到一名點鈔工的點鈔效率的七倍以上,為公交公司節(jié)省了大量的人力財力。

本實用新型基于摩擦的紙幣整理機也可用于銀行的零鈔整理，市場應(yīng)用價值較大。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型一種基于摩擦的紙幣整理機作進一步詳細說明。

圖1為本實用新型基于摩擦的紙幣整理機軸測圖。

圖2為本實用新型基于摩擦的紙幣整理機示意圖。

圖3a、圖3b、圖3c、圖3d為紙幣整理機所整理的四個基本方向的紙幣；

所示紙幣向右下方向運動，且箭頭所示方向為紙幣折疊方向。

圖4為本實用新型基于摩擦的紙幣整理機的入口示意圖。

圖5為本實用新型基于摩擦的紙幣整理機各捻鈔膠圈示意圖。

圖6為本實用新型基于摩擦的紙幣整理機的捻鈔膠圈與底板凹槽配合圖。

圖7a、圖7b、圖7c為本實用新型紙幣整理機處理基本方向二紙幣過程圖。

圖8為本實用新型基于摩擦的紙幣整理機的轉(zhuǎn)向軌道示意圖。

圖9為本實用新型基于摩擦的紙幣整理機的對折裝置示意圖。

圖10為本實用新型基于摩擦的紙幣整理機的紙幣收集盒示意圖。

圖中:

1.支撐架 2.紙幣入口 3.軸承 4.轉(zhuǎn)軸 5.捻鈔膠圈 6.隔板 7.同步帶輪組 8.捻鈔底板 9.轉(zhuǎn)向軌道 10.第一電機 11.第二電機 12.紙幣收集盒 13.第三電機

具體實施方式

本實施例是一種基于摩擦的紙幣整理機。

參見圖1～圖6，本實施例基于摩擦的紙幣整理機由支撐架1、第一電機10、第二電機11、第三電機13和捻鈔膠圈5、隔板6、捻鈔底板8、同步帶輪組7、軸承3、轉(zhuǎn)軸4、轉(zhuǎn)向軌道9、紙幣入口2、紙幣收集盒12組成；支撐架1為各部件提供支撐，支撐架1采用為鋁合金型材。多組同步帶輪組7位于支撐架1上并通過軸承和轉(zhuǎn)軸安裝。捻鈔膠圈5安裝在轉(zhuǎn)軸4上,通過軸承3、轉(zhuǎn)軸4及同步帶輪組7帶動捻鈔膠圈5旋轉(zhuǎn)。捻鈔底板8位于捻鈔膠圈下面，隔板安裝在捻鈔底板上面中間部位，紙幣入口2位于捻鈔底板8一端，轉(zhuǎn)向軌道9設(shè)置在捻鈔底板8另一端；紙幣收集盒12安裝在支撐架1內(nèi)位于轉(zhuǎn)向軌道9底部一側(cè),第一電機10、第二電機11、第三電機13分別安裝在支撐架1上,且電機輸出軸與同步帶輪組7配合安裝。捻鈔底板8上加工有三條等間距、同寬度的軸向凹槽，凹槽寬度與捻鈔膠圈5厚度相同，凹槽深度為2mm，捻鈔膠圈與凹槽底部間距為1mm，捻鈔底板8表面粗糙。轉(zhuǎn)向軌道9為V型結(jié)構(gòu)，豎直部分一端距捻鈔底板8端部的長度為150mm，傾斜部分的傾角為135°。紙幣收集盒12前部與轉(zhuǎn)向軌道9出口處設(shè)有紙幣防復折裝置，上下捻鈔膠圈5配合使用，上面兩個捻鈔膠圈間距為10mm，捻鈔膠圈厚度為8mm，且下方捻鈔膠圈外徑與上方軸之間的距離為1mm。同步帶輪組7為xl型同步帶輪，通過同步輪的齒數(shù)比控制各組捻鈔膠圈的轉(zhuǎn)速比。

本實施例中各零部件分別選擇:支撐架為OB.6-2020鋁型材；紙幣入口為10mm厚亞克力板；軸承采用KP08鋅合金微型帶座軸承，軸承內(nèi)徑為8mm；轉(zhuǎn)軸為8mm光軸；捻鈔膠圈為點鈔機專用捻鈔膠圈，直徑為17mm，厚度為8mm；隔板為亞克力板，表面有粗糙度要求；同步帶輪組選擇GT2-20齒同步輪，內(nèi)徑為8mm。同步帶為GT2-10mm同步帶。捻鈔底板為亞克力板，上覆黑色EVA海綿密封膠條為3mm厚，7mm寬；轉(zhuǎn)向軌道材料為亞克力板；第一電機為60W單相220V齒輪減速電機；第二電機為60W單相220V齒輪減速電機；紙幣收集盒為10mm厚亞克力板；第三電機為60W單相220V齒輪減速電機。

本實施例中,當基于摩擦的紙幣整理機入口處放入一堆混亂紙幣時,即一元紙幣，由于入口處的寬度為70mm，一元紙幣的寬度為63mm，因此在入口的作用下，任意方向的紙幣會發(fā)生旋轉(zhuǎn)得以通過入口，從而規(guī)整為四個基本方向，與四個基本方向的偏差不大于10°，便于后續(xù)處理。

捻鈔底板上共有三個軸向凹槽，凹槽深為2mm，捻鈔膠圈深入凹槽1mm，且與凹槽底部間距為1mm，捻鈔膠圈厚度為8mm，凹槽寬度為8mm，避免了捻鈔膠圈和捻鈔底板之間有大的摩擦從而毀壞底板，同時用保證了處理紙幣所需要的摩擦力。下層紙幣和粗糙底板之間的摩擦力較大，但和上層紙幣之間的摩擦力很小，因此，下層紙幣不移動，上層紙幣向前移動，在此作用下，紙幣便會分離，幾張疊在一起的紙幣也會由于摩擦的作用而分離開，一次只能通過一張紙幣。基于此原理，不管入口處放的紙幣多少，一次都只能由一張紙幣通過機器，而不會堵塞機器入口。

四個基本方向處理:

方向一的處理:下層紙幣和粗糙底板之間的摩擦力較大，但和上層紙幣之間的摩擦力很小，因此，下層紙幣不移動，上層紙幣向前移動，在此作用下紙幣便會展開。

方向二的處理:下層紙幣和粗糙底板之間的摩擦力較大，但和上層紙幣之間的摩擦力很小，因此，下層紙幣不移動，上層紙幣以對折處前面的一點為圓心發(fā)生旋轉(zhuǎn)運動，在接下來的幾個捻鈔膠圈的作用下紙幣會進一步展開。

方向三的處理:方向三的處理與方向二的處理過程完全相同。

方向四的處理:位于方向四的紙幣由于是對折處先經(jīng)過捻鈔膠圈，所以不會在捻鈔膠圈的作用下展開，讓它經(jīng)過轉(zhuǎn)向軌道，便可將方向四的紙幣轉(zhuǎn)變?yōu)榉较蛞?從而像方向一的處理方式展開。轉(zhuǎn)向軌道和入口處的設(shè)計原理類似，所以在轉(zhuǎn)向軌道處紙幣的處理速度和入口處的處理速度相同，紙幣不會在轉(zhuǎn)向軌道處發(fā)生擁堵。

一元紙幣的寬度為63mm，因此將捻鈔膠圈之間的距離定為75mm，捻鈔膠圈的半徑17mm。捻鈔膠圈的轉(zhuǎn)速都相等。當紙幣進入時，會在接觸捻鈔膠圈最底部之前先接觸捻鈔膠圈靠近紙幣的部分，從而被卷入捻鈔膠圈下方，使得一張紙幣總是和捻鈔膠圈接觸，不易卡住或者飛出。

圖7和圖8為方向二或，三的特殊處理展平過程，當紙幣前半部分旋轉(zhuǎn)角度到達45度時，此時紙幣一角進入兩個捻鈔膠圈之間，此時該角不能被捻鈔膠圈壓住，否則無法繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至最終方向，所以將第四個捻鈔膠圈設(shè)置為圖示結(jié)構(gòu)，而當距離為85mm時，紙幣可旋轉(zhuǎn)90°成為正常方向。旋轉(zhuǎn)至正常方向之后，后面折疊的部分會在摩擦的作用下繼續(xù)展開，最終展開成為一張平整的紙幣。為確保方向二完全展開，之后兩個捻鈔膠圈間距仍為85mm，同時，在其上加裝擋板保證紙幣不會飛出。

四個基本方向的紙幣方向一、方向二、方向三都已展開，方向四的紙幣未能展開，所有的紙幣進入轉(zhuǎn)向軌道。將圖8所示距離設(shè)置為稍大于一張紙幣的長度即150mm，保證紙幣在下落過程中不會堵塞。紙幣飛出時可能有一定的側(cè)移量，轉(zhuǎn)向軌道的V型結(jié)構(gòu)可保證紙幣回歸正常方向。轉(zhuǎn)向軌道傾斜部分的傾角為135°，保證紙幣可以自然滑下。

經(jīng)過轉(zhuǎn)向軌道后未被處理的方向四的紙幣轉(zhuǎn)變?yōu)榉较蛞?，?jīng)過后面的捻鈔膠圈進一步展開，所有紙幣展開完畢。為了防止展開的紙幣恢復原狀，紙幣需要經(jīng)過防折裝置：如圖9中捻鈔膠圈間距為10mm，厚度為8mm，且下方捻鈔膠圈外徑與上方軸之間的距離為1mm。紙幣展開后可能會恢復原狀，將紙幣沿豎直方向中間對折后紙幣便不會恢復原狀。將上面兩個捻鈔膠圈與下面一個捻鈔膠圈配合使用，紙幣通過二者之間的時候會沿中線折疊。處理過后的紙幣進入紙幣收集盒，保證處理過后的紙幣基本整齊的堆疊在紙幣收集盒內(nèi)。