臥式點(diǎn)鈔機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析

李蕓

摘 要：我國(guó)現(xiàn)金流通規(guī)模龐大，點(diǎn)鈔機(jī)的使用日益廣泛。文章以臥式點(diǎn)鈔機(jī)傳輸機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，優(yōu)化分析了捻鈔、出鈔、接鈔、機(jī)架，齒形帶傳動(dòng)等內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的充分解析，幫助認(rèn)識(shí)鈔票在點(diǎn)鈔過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，勾勒出走鈔軌跡，讓電子電動(dòng)方面實(shí)現(xiàn)更多智能化檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：點(diǎn)鈔機(jī)；機(jī)械結(jié)構(gòu)；優(yōu)化分析

中圖分類號(hào)：TD403 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）35-0075-02

1 概述

我國(guó)現(xiàn)金流通規(guī)模龐大，各大銀行為了提高服務(wù)質(zhì)量和效率，點(diǎn)鈔機(jī)已成為不可或缺的設(shè)備。點(diǎn)鈔機(jī)主要用于清點(diǎn)紙幣數(shù)量、識(shí)別紙幣面額、面向、新舊程度和真?zhèn)?，并且能按所設(shè)置的清分級(jí)別對(duì)不同面值、不同新舊程度的紙幣進(jìn)行分別。根據(jù)紙幣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和軌跡，點(diǎn)鈔機(jī)可以分為立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)[1]。立式點(diǎn)鈔機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，長(zhǎng)寬間的距離小，重量輕，外形美觀，但點(diǎn)鈔時(shí)對(duì)鈔票的嶄新度要求較高[2]，要求鈔票嶄新平整，這樣點(diǎn)鈔時(shí)不會(huì)出現(xiàn)連張。臥式點(diǎn)鈔機(jī)輸送距離長(zhǎng)，對(duì)鈔票的新舊程度要求不高，而且點(diǎn)鈔平穩(wěn)，鈔票堆砌整齊，目前臥式點(diǎn)鈔機(jī)占領(lǐng)了絕大部分市場(chǎng)。但是與立式相比，臥式點(diǎn)鈔機(jī)外形不夠美觀，占用空間較大，且重量重，不便于攜帶。所以有必要對(duì)它的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理，同時(shí)降低卡鈔率，使之產(chǎn)生更好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析

圖1所示為目前市場(chǎng)上常用的臥式臥點(diǎn)鈔機(jī)，其外部零件大多采用塑料件，包括左右端蓋、上蓋、后蓋、手柄以及圖像顯示窗口的附件。臥式點(diǎn)鈔機(jī)內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖2和3所示，主要包括捻鈔部件、出鈔部件、接鈔部件、機(jī)架和齒形帶傳動(dòng)等五個(gè)部分[3]。臥式點(diǎn)鈔機(jī)采用的是出鈔連續(xù)分級(jí)原理，即表面第一張鈔票被捻鈔輪捻走，進(jìn)入出鈔部分，然后處于下面的鈔票被阻力橡皮粘住，表面的鈔票得以與下面鈔票分開(kāi)，在第一張鈔票被捻走后，第二張鈔票又占據(jù)第一張鈔票的位置，如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)分張。鈔票分張過(guò)程不斷重復(fù)進(jìn)行，直到捻完最后一張鈔票。下面重點(diǎn)對(duì)臥式點(diǎn)鈔機(jī)內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析。

2.1 捻鈔部件

捻鈔部件包括進(jìn)鈔面板、五指鋼片、阻力橡膠、捻鈔輪組件、落鈔板及調(diào)節(jié)螺絲等。送鈔臺(tái)與捻鈔輪的作用是將鈔票逐張分開(kāi)，阻力橡皮、五指鋼片等零件則直接影響鈔票下順?biāo)俣群外n票分離效果。阻力橡皮和五指鋼片貼合在一起，可以讓鈔票迅速通過(guò)傳輸擋板，且傳感器對(duì)鈔票上面值、防偽信號(hào)的識(shí)別也不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。五指鋼片的光滑度可以避免點(diǎn)鈔時(shí)的卡鈔問(wèn)題，阻力橡皮摩擦力較大則可以避免鈔票的連張。

捻鈔輪的設(shè)計(jì)與布置應(yīng)根據(jù)鈔票寬度的極限尺寸來(lái)確定，周長(zhǎng)需大于鈔票的寬度，材料取橡皮膠圈，具有一定的柔性。捻鈔輪的磨損會(huì)影響點(diǎn)鈔機(jī)的分鈔性能，容易造成鈔票歪斜。對(duì)此設(shè)計(jì)時(shí)可以加大外徑，同時(shí)將捻鈔輪軸向截面改為鋸齒形，以此來(lái)提高捻鈔輪的耐磨性，同時(shí)增大輪齒齒面與鈔票接觸面積，提高捻鈔輪齒面對(duì)鈔票的附著力。若某個(gè)捻鈔輪發(fā)生磨損，只需利用備用捻鈔輪替換即可，無(wú)需更換捻鈔輪芯，避免不必要的浪費(fèi)。

捻鈔部分另一個(gè)重要的零件就是調(diào)節(jié)螺絲。當(dāng)鈔票在進(jìn)鈔面板下鈔不順造成鈔票歪斜而發(fā)生誤報(bào)或是計(jì)數(shù)不準(zhǔn)確時(shí)，均可通過(guò)調(diào)節(jié)送鈔臺(tái)上的調(diào)節(jié)螺絲進(jìn)行調(diào)整。不過(guò)在調(diào)節(jié)螺絲時(shí)，應(yīng)注意調(diào)節(jié)有度。過(guò)緊會(huì)造成捻鈔輪、阻力橡皮加速磨損；過(guò)松則容易出現(xiàn)鈔票歪斜、分鈔不順的情況。

2.2 出鈔部件

出鈔部件由壓鈔輪、對(duì)轉(zhuǎn)輪、多齒塑料輪及內(nèi)部傳輸擋板組件等構(gòu)成。傳輸擋板是每臺(tái)點(diǎn)鈔機(jī)的核心部位，主要包括磁鋼、磁頭、計(jì)數(shù)傳感器、磁性傳感器、紅外識(shí)別、紫外識(shí)別等。每張鈔票的面值、真?zhèn)?、冠字?hào)等所有信息采集都在鈔票經(jīng)過(guò)傳輸擋板時(shí)實(shí)現(xiàn)。

壓鈔輪的線速度是捻鈔輪的兩倍，當(dāng)鈔票連續(xù)送來(lái)后，壓鈔輪將先到的鈔票快速有效地與后續(xù)鈔票分開(kāi)，然后將鈔票送往計(jì)數(shù)傳感器和檢測(cè)傳感器進(jìn)行計(jì)數(shù)和辨?zhèn)危瓿沙鲡n工作。壓鈔輪和捻鈔輪之間間距應(yīng)小于鈔票寬度，否則不能實(shí)現(xiàn)鈔票的連續(xù)傳輸。鈔票在壓鈔輪的壓力作用下，沿著傳輸擋板的弧度向前運(yùn)動(dòng)，各傳感器才能穩(wěn)定感應(yīng)紙幣上的特征信息，有效完成計(jì)數(shù)和辨?zhèn)喂ぷ?。磁性信息的采集與壓鈔輪和磁頭的距離直接相關(guān)。二者既不能過(guò)緊也不能過(guò)松。如果過(guò)緊，壓鈔輪容易擦到磁頭引起干擾誤報(bào)，也容易損壞磁頭；如果過(guò)松，磁頭與送來(lái)的紙幣間距過(guò)大，則磁頭傳感器感應(yīng)紙幣的磁性信號(hào)不太穩(wěn)定，易出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)現(xiàn)象。一般約2張紙幣的距離傳感器工作最為靈敏。在壓鈔輪軸兩端增加一對(duì)過(guò)輪，目的是為了確保紙幣可以從捻鈔輪順利運(yùn)動(dòng)至壓鈔輪，同時(shí)將磨損轉(zhuǎn)移到兩個(gè)過(guò)輪上，過(guò)輪采用耐磨材料，從捻鈔輪轉(zhuǎn)移過(guò)來(lái)的磨損對(duì)過(guò)輪的損害很小。過(guò)輪可以有效保護(hù)捻鈔輪，延長(zhǎng)捻鈔輪使用壽命，保持點(diǎn)鈔機(jī)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

2.3 接鈔部件

接鈔部件由接鈔爪輪、托鈔板、擋鈔板等組成。鈔票經(jīng)過(guò)傳輸擋板識(shí)別驗(yàn)偽后，行至最后一道部件接鈔輪。接鈔部分的有效穩(wěn)定工作是點(diǎn)鈔機(jī)準(zhǔn)確快速計(jì)數(shù)的基礎(chǔ)，如該部分出現(xiàn)問(wèn)題，則可能導(dǎo)致撕鈔。經(jīng)過(guò)數(shù)目清點(diǎn)和真?zhèn)伪鎰e后，鈔票分別卡入接鈔爪輪的不同爪，然后脫鈔板將每張鈔票取下并堆放整齊。點(diǎn)鈔過(guò)程中，接鈔部分常會(huì)發(fā)生飛鈔現(xiàn)象。飛鈔現(xiàn)象主要與接鈔葉輪中心位置、接鈔爪輪的葉爪形狀和接鈔輪的葉輪轉(zhuǎn)速等三方面有關(guān)。（1）接鈔葉輪中心位置的確定應(yīng)盡量靠近出鈔軸，紙幣離開(kāi)壓鈔輪時(shí)，鈔票必須盡量卡入葉爪的深部，如果卡入過(guò)淺就會(huì)出現(xiàn)飛鈔現(xiàn)象，所以接鈔爪輪的設(shè)計(jì)應(yīng)該受到重視。（2）對(duì)于葉爪的形狀，當(dāng)紙幣插入葉輪后，紙幣應(yīng)該隨著葉輪的曲線發(fā)生彎曲變形，而且紙幣彎曲變形程度越大，越不容易從接鈔葉輪飛出，即越不容易出現(xiàn)飛鈔現(xiàn)象。（3）葉輪轉(zhuǎn)速的快慢對(duì)飛鈔也有影響。葉輪的轉(zhuǎn)速越快越容易導(dǎo)致鈔票飛出，但是轉(zhuǎn)速太慢又會(huì)導(dǎo)致紙幣撞擊到葉爪底部，造成紙幣損傷，所以葉輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在合理范圍之內(nèi)。

2.4 機(jī)架

機(jī)架整體包括左右側(cè)板、底板及安放傳感器的支架等。機(jī)架的成型采用沖壓力邊板方法，該方法加工效果好。采用該設(shè)計(jì)方法主要具有兩方面優(yōu)點(diǎn)。首先，機(jī)架的左、右邊板對(duì)應(yīng)精度較高的部分可以采用同一模具一次加工完成，提高了機(jī)架的裝配精度，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。其次，能夠?yàn)閭鬏斚到y(tǒng)中運(yùn)動(dòng)紙幣的有效識(shí)別提供所需的定位精度。另外紫光燈支架也是機(jī)架內(nèi)部支撐件之一，主要用來(lái)安放紫光燈等防偽識(shí)別傳感器，放在傳輸擋板上方，當(dāng)鈔票經(jīng)過(guò)時(shí)，它會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)開(kāi)啟工作。

2.5 齒形帶傳動(dòng)

作為典型的機(jī)電產(chǎn)品，點(diǎn)鈔機(jī)的動(dòng)力裝置主要依靠大電機(jī)和小電機(jī)。大電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶和傳送輪來(lái)輸送動(dòng)力，在各轉(zhuǎn)動(dòng)軸接到動(dòng)力后開(kāi)始工作，此時(shí)將紙幣放入捻鈔輪、壓鈔輪、接鈔輪的轉(zhuǎn)動(dòng)中逐次通過(guò)，完成紙幣的清點(diǎn)計(jì)數(shù)和驗(yàn)別真?zhèn)?。紙幣進(jìn)入接鈔部分時(shí)則靠小電機(jī)輸出動(dòng)力，帶動(dòng)接鈔軸上的皮帶輪使紙幣經(jīng)過(guò)托鈔板進(jìn)入擋鈔板。文中所述點(diǎn)鈔機(jī)采用雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，該裝置容易實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)功能。電機(jī)類型應(yīng)由設(shè)計(jì)者或生產(chǎn)廠家視實(shí)際情況而定，既可采用交流電機(jī)也可采用直流電機(jī)。但大電機(jī)和變壓器的體積和重量相對(duì)較大，如果廠家需要減小點(diǎn)鈔機(jī)重量，則可以選用直流電機(jī)配合開(kāi)關(guān)電源的方法。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文以臥式點(diǎn)鈔機(jī)傳輸機(jī)構(gòu)為對(duì)象，重點(diǎn)優(yōu)化分析了捻鈔、出鈔、接鈔、機(jī)架，齒形帶傳動(dòng)等內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的充分解析，幫助認(rèn)識(shí)鈔票在點(diǎn)鈔機(jī)中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，勾勒出走鈔軌跡，讓電子電動(dòng)方面實(shí)現(xiàn)更多智能化檢測(cè)。點(diǎn)鈔機(jī)是一種自動(dòng)清點(diǎn)鈔票數(shù)目的機(jī)電一體化裝置，它需要機(jī)械設(shè)計(jì)人員和電氣技術(shù)人員協(xié)同合作，才能使其外形更加小巧、功能更加全面，更好地服務(wù)于社會(huì)。

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