УСТРОЙСТВО СЧЕТА ДЕНЕЖНЫХ БИЛЕТОВ Российский патент 1998 года по МПК G06M7/06 

Настоящее устройство относится к области устройств контроля и может быть использовано в банках, магазинах и других организациях для счета и фасовки денежных билетов.

Известны устройства для счета денежных билетов (SU, авторское свидетельство, N 720442, кл. G 06 M 9/02, 1980, авторское свидетельство N 1017175, кл. G 07 D 7/00, 1983). Данные устройства являются аналогами заявляемого устройства.

В качестве прототипа выбрана УСДБ-ДСБ-З, выпускаемая ПО "Система", г. Калининград (см. СДБЗ.941.00.000.ТО, 1985г.).

Прототип имеет систему фасовки по заданному количеству билетов, основанную на использовании электромагнитной муфты с блоком управления для отключения листоотделяющего механизма от двигателя при наборе заданного количества денежных билетов.

Электромагнитная муфта - достаточно сложное электромеханическое устройство, технология изготовления которого включает в себя токарно-фрезерные, моточные, пропиточные, электромонтажные и ряд других операций, вследствие чего обладает достаточно высокой трудоемкостью изготовления.

Кроме того, надежность муфты снижается из-за наличия малогабаритных электрических катушек, через которые пропускается достаточно большой ток, который может вызвать пробои изоляции.

Техническим результатом изобретения является создание устройства, свободного от указанных недостатков.

Технический результат достигается тем, что в устройство введена механическая обгонная муфта с дополнительной инерционной массой, установленная на оси укладочного колеса, при этом в состав УСДБ введены реле времени и логический элемент, обеспечивающий срабатывание счетчика по заднему фронту сигнала датчика счета.

Сущность изобретения представлена на чертеже, где обозначены: блок загрузки 1, блок укладки 2, вытягивающие ролики 3, ускоряющие ролики 4, укладочное колесо 5, двигатель 6, обгонная муфта 7, инерционная масса 8, датчик счета 9, логический элемент 10, счетчик 11, временное устройство 12, блок управления 13 двигателем, элемент запуска 14. Устройство состоит из блока загрузки 1 и блока укладки 2. Транспортировка билетов осуществляется с помощью вытягивающих роликов 3, ускоряющих роликов 4 и укладочного колеса 5. Вращение указанных элементов осуществляется с помощью двигателя 6. На оси укладочного колеса имеется также обгонная муфта 7 с дополнительной инерционной массой 8. В зоне размещения ускоряющих роликов 4 расположены датчик счета 9 (например, оптический), который электрически связан с логическим элементом 10, счетчиком 11, временным устройством 12 и блоком управления 13 двигателем. Включение устройства осуществляется элементом запуска 14 (например, кнопка).

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Билеты закладываются в блок загрузки 1. С помощью элемента запуска 14 подается сигнал на блок управления двигателем 13, который подключает переменное напряжение к обмоткам двигателя 6. Двигатель 6 начинает вращать вытягивающие ролики 3, с помощью которых билеты по одному транспортируются из блока загрузки 1 к ускоряющим роликам 4. Далее билеты ускоряющими роликами 4, которые обеспечивают зазор между движущимися билетами, подаются на укладочное колесо 5, с помощью которого билеты транспортируются в блок укладки 2. Счет билетов осуществляется при их прохождении под датчиком счета 9, который расположен в зоне ускоряющих роликов 4. Сигнал с датчика счета 9 подается на логический элемент 10, на выходе которого вырабатывается сигнал логической "1" по заднему фронту сигнала датчика счета 9. Сигнал логической "1" подается на счетчик 11. При наборе заданного числа билетов (например, 100 билетов) на выходе счетчика 11 вырабатывается сигнал "Стоп", который подается на блок управления 13 двигателем и устройство 12.

По сигналу "Стоп" в блоке управления 13 двигателем осуществляется переключение напряжения питания двигателя 6 с переменного на постоянное. При подаче на двигатель 6 постоянного напряжения происходит практически мгновенная остановка двигателя 6. Однако благодаря установке на оси укладочного колеса 5 механической обгонной муфты 7 ее вращение по инерции будет продолжаться, что обеспечит укладку билетов в блоке укладки 3.

Сигнал "Стоп" с выхода счетчика 9 также подается на временное устройство 12, с выхода которого через промежуток времени T подается дополнительный сигнал на блок управления 13 двигателем. При этом с выхода блока управления 13 снимается постоянное напряжение и обмотки двигателя 6 обесточиваются. Промежуток времени Т выбирается на несколько долей секунды больше, чем время остановки двигателя 6. В результате этого постоянное напряжение подается на двигатель 6 менее секунды, что исключает возможность перегрева обмоток двигателя 6 постоянным током и выхода его обмоток из строя.

Для безотказной работы устройства необходимо, чтобы при реальном разбросе электрических и механических параметров элементов (моментов трения в осях, постоянных времени двигателя и блока управления) выполнялись следующие условия:
- при выработке в счетчике 11 сигнала "Стоп" только последний сосчитанный до заданного количества билет должен попадать на укладочное колесо 5;
- после остановки двигателя 6 поворот укладочного колеса 5 должен происходить на угол не менее 180^o, т.к. при этом последний сосчитанный билет будет переведен в блок укладки 3.

Для обоснования выполнения первого условия введем следующие величины:
S₁ - ширина билета;
S₂ - расстояние между осями вытягивающих и ускоряющих роликов;
S₂ выбирается приблизительно равным ширине билетов, т.е. S₂ ≈ S₁;
V₁ - линейная скорость на ободе вытягивающего ролика;
V₂ - линейная скорость на ободе ускоряющего ролика.

Для обеспечения промежутка между билетами при их транспортировке скорость V₂ выбирается приблизительно в 2 раза больше скорости V₁, т.е. V₂ ≈ 2V₁.

Рассмотрим два возможных варианта выработки сигнала "Стоп":
- по заднему фронту сигнала датчика счета 9, т.е. при прохождении задней кромки билета под датчиком счета 9;
- по переднему фронту сигнала датчика счета 9, т.е. при прохождении передней кромки билета под датчиком счета 9.

В первом случае общее время от момента выработки сигнала "Стоп" до выхода билета из зацепления с ускоряющими роликами 4 будет:

откуда
t₁= 2Δt
где

Во втором случае аналогичное время с учетом необходимости введения задержки Δt в схему счета для обеспечения гарантированного выхода билета из зацепления с ускоряющими роликами 4 будет;

Следовательно, время полной остановки двигателя t_тор в первом случае должно быть
t_тор< 2Δt
и во втором
t_тор< Δt
Таким образом, введение в схему логического элемента 10 обеспечивает исправную работу предлагаемого устройства при большем допустимом времени остановки двигателя 6. Это снижает трудоемкость регулировки и повышает эксплуатационную надежность устройства.

Для обоснования выполнения второго условия введем следующие величины:
M_тр -момент трения в оси укладочного колеса 5;
ω_н - угловая скорость укладочного колеса 5 в рабочем режиме;
ϕ - угол поворота укладочного колеса 5;
J - момент инерции укладочного колеса 5.

Решая уравнение
J″ϕ = -M_тр
при следующих условиях:
при t₀= 0 ϕ = 0

ϕ_ост≥ π,
имеем

Выполнение приведенного неравенства при широком разбросе конструктивных параметров J, ω_н , M_тр может быть гарантировано обеспечено введением дополнительной инерционной массы 8, увеличивающей момент инерции J до необходимой величины.

Изобретение относится к области устройств контроля. Техническим результатом является повышение надежности работы устройства счета денежных билетов. Устройство счета денежных билетов содержит датчик счета, счетчик, блок управления двигателем и обгонную муфту на оси укладочного колеса. В состав устройства введен логический элемент, обеспечивающий срабатывание счетчика по заднему фронту сигнала датчика счета, вход которого подключен к выходу датчика счета, а выход ко входу счетчика. На ось укладочного колеса установлена инерционная масса, обеспечивающая суммарный момент инерции где М_тр - момент трения на оси укладочного колеса; ω_н - рабочая угловая скорость вращения укладочного колеса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство счета денежных билетов, содержащее датчик счета, расположенный в зоне ускоряющих роликов, двигатель, укладочное колесо, блок управления двигателем и счетчик, выход которого через блок управления двигателем подключен к двигателю, отличающееся тем, что в него введены механическая обгонная муфта, установленная на оси укладочного колеса, и логический элемент, обеспечивающий срабатывание счетчика по заднему фронту сигнала датчика счета, вход которого подключен к входу датчика счета, а выход - к входу счетчика. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в его состав введено временное устройство, при этом вход временного устройства подключен к выходу счетчика, а выход - к блоку управления двигателем. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на оси укладочного колеса установлена инерционная масса, обеспечивающая суммарный момент инерции
2πM_тр/ω2н