本发明涉及薄片介质分离技术， 尤其涉及一种金融自助设备及其钞票 分离装置和分离方法。 背景技术

如图 1所示的现有金融自助设备的摩擦式钞票分离� �置， 包括托钞板 01、 基准板 02、 压钞板 03、 外露于托钞板 01与压钞板 03相向设置的形成 有高摩擦部的分钞轮 04 以及喂送轮 05、 与喂送轮 05相向设置的反转轮 06。 当有钞票叠放入待分钞票放置空间 101时， 在动力装置（图中未示出） 作用下， 压钞板 03 被托起， 需要分离钞票时， 动力装置不再限制压钞板 03 , 压钞板 03在自身重力作用下向托钞板 01方向自由落体， 对钞票叠施 加压紧力， 压钞板 03 和钞票叠的重力共同作用， 为钞票分离提供了摩擦 力。 分钞轮 04将钞票叠向喂送轮 05方向搬运， 在反转轮 06作用下， 钞票 被一张张地分离开后沿着分钞方向 102方向输送。

然而， 受其自身结构的限制， 现有的摩擦式分钞机构存在如下缺陷： 压钞板自身重力恒定， 随着分钞过程中整叠待分钞票数量的不断减少 ， 整 叠钞票自身的重力不断减小， 使提供给分钞摩擦轮的正压力也不断减小， 而分钞摩擦力的变化， 会造成分钞不稳定。 发明内容

本发明的目的之一在于提供一种钞票分离装置 ， 其分钞摩擦轮所受的 正压力保持恒定， 从而确保分钞性能稳定。

本发明的另一个目的在于提供一种具有上述钞 票分离装置的金融自助 设备。 该钞票分离装置， 其包括用于承载待分离钞票的托钞板、 用于钞票靠 齐的基准板、 用于为待分离钞票提供压紧力的压钞板、 外露于托钞板且与 压钞板相向设置的形成有高摩擦部的分钞轮、 喂送轮以及与该喂送轮相向 设置的反转轮， 其中， 该钞票分离装置还包括一压力补偿装置， 用以提供 给该分钞轮一变化的压紧补偿力， 使得该分钞轮受到的总正压力恒定。

具体的， 该钞票分离装置还包括一用于采集该托钞板上 的应力值的应 力采集装置和一用于采集当前钞票叠厚度的距 离采集装置， 该应力采集装 置与该距离采集装置为该压力补偿装置提供适 时调整压紧补偿力的计算参 数。

优选的， 该压力补偿装置包括一控制单元、 一固定安装在托钞板上的 电磁铁以及固定安装于压钞板上的与该电磁铁 相吸引的磁铁或具有与该电 磁铁相吸功能的压钞板本身； 该控制单元根据该应力采集装置采集的该托 钞板上的应力值与该距离采集装置采集的当前 钞票叠厚度值输出一电流值 给该电磁铁， 以提供该变化的压紧补偿力。

具体的， 该控制单元包括： 一压力补偿计算单元， 用以根据应力感应 器所采集的应力计算压力亏损值； 一电流输出控制单元， 用以根据压力亏 损值及钞票厚度信息控制输出一相应电流值给 该电磁铁， 控制该电磁铁输 出对应的压紧补偿力； 以及一存储单元： 用以存储不同压力亏损值及距离 信息对应的电流输出值信息， 以及托钞板和压钞板的重力。

具体的， 该电流值 X与该压力亏损值 Y ₃ 以及整叠待分钞票的厚度 Η 之间的关系式为： 其中 1¾是电流与产生的电磁力的比例常 数； k ₂ 是距离 H与磁吸引力的比例常数。

优选的， 该应力采集装置为一应力感应器， 其固定安装在该托钞板底 部。

优选的， 该距离采集装置为一距离传感器， 该距离传感器安装在该托 钞板上钞票堆叠区以外的表面。

本发明还提供一金融自助设备， 其包括钞票分离装置， 识别模块， 暂 存模块， 出钞模块及钱箱， 其中， 该钞票分离装置包括用于承载待分离钞 票的托钞板、 用于钞票靠齐的基准板、 用于为待分离钞票提供压紧力的压 钞板、 外露于托钞板且与压钞板相向设置的形成有高 摩擦部的分钞轮、 喂 送轮以及与该喂送轮相向设置的反转轮， 其中， 该钞票分离装置还包括一 压力补偿装置， 用以提供给该分钞轮一变化的压紧补偿力， 使得该分钞轮 受到的总正压力恒定。

具体的， 该钞票分离装置还包括一用于采集该托钞板上 的应力值的应 力采集装置和一用于采集当前钞票叠厚度的距 离采集装置， 该应力采集装 置与该距离采集装置为该压力补偿装置提供适 时调整压紧补偿力的计算参 数。

优选的， 该压力补偿装置包括一控制单元、 一固定安装在托钞板上的 电磁铁以及固定安装于压钞板上的与该电磁铁 相吸引的磁铁或具有与该电 磁铁相吸功能的压钞板本身； 该控制单元根据该应力采集装置采集的该托 钞板上的应力值与该距离采集装置采集的当前 钞票叠厚度值输出一电流值 给该电磁铁， 以提供该变化的压紧补偿力。

具体的， 该控制单元包括： 一压力补偿计算单元， 用以根据应力感应 器所采集的应力计算压力亏损值； 一电流输出控制单元， 用以根据压力亏 损值及钞票厚度信息控制输出一相应电流值给 该电磁铁， 控制该电磁铁输 出对应的压紧补偿力； 以及一存储单元： 用以存储不同压力亏损值及距离 信息对应的电流输出值信息， 以及托钞板和压钞板的重力。

具体的， 该电流值 X与该压力亏损值 Y ₃ 以及整叠待分钞票的厚度 Η 之间的关系式为： Y3==k _lX +k ₂ H, 其中 1¾是电流与产生的电磁力的比例常 数； k ₂ 是距离 H与磁吸引力的比例常数。

优选的， 该应力采集装置为一应力感应器， 其固定安装在该托钞板底 部。

优选的， 该距离采集装置为一距离传感器， 该距离传感器安装在该托 钞板上钞票堆叠区以外的表面。 本发明还提供一种钞票分离方法， 包括：

步骤 1 , 根据钞票分离装置摩擦式分钞设计原理， 获得产生分钞摩擦 力的预设正压力值 , 且将该预设正压力值 以及托钞板重力 Y _t 以及压 钞板重力 Y ₂ 存入一存储单元中；

步骤 2,检测当前钞票叠的厚度 Η。及托钞板上的应力值 Y _y ,计算钞票 叠的重力 Y。=Y _y -Y _t -Y ₂ ;

步骤 3, 计算压力亏损值 Y ₃ =Y _r Y。- Y ₂ ;

步骤 4,根据当前钞票叠的厚度 Η。以及压力亏损值 Υ ₃ ,计算压力补偿 装置中电磁铁需要的电流值， 控制电磁铁输出对应的压紧补偿力； 以及 步骤 5, 循环执行步骤 2-4, 控制分钞过程中产生分钞摩擦力的正压力 值保持在预设正压力值左右的最佳水平。

由于该压力补偿装置的加入， 使得钞票分离装置的分钞摩擦力恒定， 因此分钞性能稳定。 附图说明

图 1是现有钞票分离装置示意图；

图 2为本发明较佳实施例提供的钞票分离装置在� �融自助设备上的使 用示意图；

图 3为本发明较佳实施例提供的钞票分离装置立� �示意图；

图 4为图 3中钞票分离装置侧向结构示意图；

图 5为本发明较佳实施例提供的钞票分离装置控� �系统结构图； 图 6为本发明较佳实施例提供的钞票分离方法下� �压紧力变化示意图； 图 7是本发明较佳实施例提供的钞票分离装置在� �斜放置时， 其工作 原理示意图。 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进 行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没 有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例， 都属于本发明保护的 范围。

参阅图 2所示的金融自助设备， 包括钞票分离装置 10, 识别模块 11 , 暂存模块 12, 出钞模块 13及钱箱 14。 钞票分离装置 10用于接收钞票叠， 并将其分离后沿走钞通道输送到识别模块 11, 识别合格的钞票沿着走钞通 道被输送到暂存模块 12, 不合格钞票被输送到出钞模块 13回退给客户； 当客户确定存款， 钞票则从暂存模块 12出发， 沿着走钞通道被输送到钱箱 14。

结合图 3和图 4所示，本实施例提供的钞票分离装置 10包括用于承载 待分离钞票的托钞板 21、 用于钞票靠齐的基准板 22、 用于为待分离钞票提 供压紧力的压钞板 23、 外露于托钞板 21且与压钞板 23相向设置的形成有 高摩擦部的分钞轮 24以及喂送轮 25、 与喂送轮 25相向设置的反转轮 26、 用于采集当前托钞板上的应力值的应力采集装 置、 用于提供变化的压紧补 偿力的压力补偿装置、 以及用于采集当前钞票叠厚度的距离采集装置 33。

所述托钞板 21底部固定安装有一应力感应器 27, 该应力感应器 27的 另一端固定安装在固定基座 28上， 该固定基座 28固定在机架（图中未示 出）上。 分钞轮 24、 喂送轮 25、 以及反转轮 26分别通过转轴固定在金融 自助设备的侧壁（图中未示出）上。 所述基准板 22垂直于托钞板 21固定， 压钞板 23与托钞板 21平行设置， 在压钞板 23两侧固定有两限位轴 34, 所述限位轴 34垂直于压钞板 23平面，压钞板 23的两侧向外延伸形成有两 个凸块， 凸块中央开设有通孔， 所述压钞板 23通过通孔套设在限位轴 34 上。 限位轴 34上另套设有一拨块 35, 所述拨块 35由一动力装置（图中未 示出） 带动， 当需要存放钞票叠到托钞板 21 上时， 由动力装置带动拨块 35将压钞板 23抬起， 当开始分离钞票时， 动力装置带动拨块 35释放压钞 板 23 , 压钞板 23在自重作用下自由落体。

所述托钞板 21上有一钞票堆叠区 30, 钞票堆叠区 30内开设有第一组 缺口 29, 所述分钞轮 24通过第一组缺口 29外露于所述托钞板 21, 本发明 中并排设置有两个分钞轮 24 , 第一组缺口 29也对应设置两个。

在压钞板 23和托钞板 21之间设置有一压力补偿装置， 本实施例中优 选电磁铁 32和具有吸附功能的压钞板（ 23 )作为压力补偿装置配合使用， 提供压力补偿。 电磁铁 32固定安装在托钞板 21的第二组缺口 31中， 其外 表面与托钞板 21上表面位于同一水平面上， 也就是说， 该电磁铁 32外露 于该托钞板 21的上表面， 但不突出于该托钞板 21的上表面。 本发明中第 二组缺口 31和电磁铁 32分别为两组， 所述压钞板 23采用铁质材料制作。 为了增大压力补偿装置的补偿行程范围，可以 在压钞板 23上对应于电磁铁 32位置安装磁铁， 且该磁铁与电磁铁 32的异名磁极相向。

在托钞板 21的钞票堆叠区 30外安装有一距离采集装置 33, 用于采集 压钞板 23到托钞板 21的距离，该距离采集装置 33可以选择普通的距离传 感器。

如图 5所示， 本实施例提供的钞票分离装置 10包括一控制模块 40, 该控制模块 40分别与距离采集装置 33、应力感应器 27、电磁铁 32电连接。 该控制模块 40进一步包括： 存储单元 41 : 存储有不同压力亏损值及距离 信息对应的电流输出值信息， 以及托钞板 21和压钞板 23的重力； 压力补 偿计算单元 42: 根据应力感应器 27所采集的应力计算压力亏损值； 电流 输出控制单元 43: 根据压力亏损值及钞票厚度信息控制所述电磁 铁 32输 出对应的压紧补偿力，电磁铁 32压紧补偿力变化是通过控制电流输出实现 的。 具体的， 该电流值 X与该压力亏损值 Y ₃ 以及整叠待分钞票的厚度 H 之间的关系式为： 其中 1¾是电流与产生的电磁力的比例常 数； k ₂ 是距离 H与磁吸引力的比例常数。

当操作者往托钞板 21 加满钞后， 动力装置 （图中未示出） 带动拨块 35释放压钞板 23, 压钞板 23在自重作用下沿限位轴 34自由落体， 压紧在 钞票叠上。

根据摩擦式分钞的设计原理， 可事先获得产生分钞摩擦力的预设正压 力值 Y _l 如直线 C所示， 并将此值储存在压力补偿计算单元 42中。

分钞操作开始时， 距离采集装置 33采集当前钞票叠厚度 H ₀ , 应力感 应器 27采集当前应力值 Y _y , 压力补偿计算单元 42利用该应力值 Y _y 减去 托钞板 21的重力 Y _t , 即可得到托钞板 21承受的压紧力， 托钞板 21承受 的压紧力由压钞板 23 的重力 Y ₂ 和钞票叠的重力 Υ。提供， 也就是说， Y _y -Y _t =Y ₂₊ Y。， 故可以计算出钞票叠重力值 Y。=Y _y -Y _t -Y ₂ , 此时压力亏损值 电流输出控制单元 43根据当前钞票叠厚度值 、 压力亏损值 Y ₃ , 计 算出电磁铁 32的电流输出值，使电磁铁 32与压钞钣 23构成的压力补偿装 置产生对应的压紧补偿力， 使得压紧补偿力等于当前压力亏损值。

如图 6所示， 横坐标为钞票厚度值 Η, 纵坐标为压力值 直线 Β为 压钞板 23自重产生的压力 Υ ₂ 示意图， Υ ₂ 是个恒定值； 直线 C为最佳压紧 力 丫 示意图， 丫 也是个恒定值。 随着分钞的不断进行， 距离传感器得到 不断变化的钞票厚度值 Η, 应力感应器 27得到不断变化的应力值， 如直线 Α所示， 钞票叠自重产生的压力与厚度变化成正比； 压力补偿计算单元 42 才艮据应力值得到变化的压力亏损值 Y ₃ , 如直线 D, 压力亏损值与钞票叠厚 度成反比。

电流输出控制单元 43根据变化的钞票厚度 Η及压力亏损值 Υ3不断地 调整电流输出值，从而控制电磁铁 32当前产生的压力补偿值与压力亏损值 相等， 直至分离完最后一张钞票。

前面描述的是水平放置钞票分离装置的情形， 当钞票分离装置倾斜放 置时， 如图 7所示， 原理与图 4相同， 区别在于钞票叠为倾斜式， 与水平 方向的倾斜角度为角度 Α, 压钞板 23的重力 05Α在正压力 06的矢量方向 有个分力 05ΑΑ, 计算正压力 06时用分力 05ΑΑ替代重力 05Α, 钞票叠在 托钞板 21上产生的正压力的计算方式与压钞板 23相同， 不再赘述。

归纳本实施例的分钞方法包括：

步骤 1 , 根据钞票分离装置摩擦式分钞设计原理， 获得产生分钞摩擦 力的预设正压力值 , 且将该预设正压力值 以及托钞板重力 Y _t 以及压 钞板重力 Y ₂ 存入一存储单元中；

步骤 2, 检测当前钞票叠的厚度 及托钞板上的应力值 Y _y , 计算钞票 叠的重力 Y。=Yy-Y _t -Y ₂ ;

步骤 3 , 计算压力亏损值 Y ₃ =Y _r Y。- Y ₂ ;

步骤 4, 根据当前钞票叠的厚度 Η。以及压力亏损值 Υ ₃ , 计算压力补偿 装置中电磁铁需要的电流值， 控制电磁铁输出对应的压紧补偿力； 以及 步骤 5, 循环执行步骤 2-4, 控制分钞过程中产生分钞摩擦力的正压力 值保持在预设正压力值左右的最佳水平。

由于压力补偿装置的设置， 使得分钞摩擦力恒定， 因此该钞票分离装 置的分钞性能更加稳定。

此外， 压力补偿装置除了电磁铁这种方式外， 还可以用磁铁的方式， 在磁铁的方式中， 该压力亏损值仅与整叠待分钞票的厚度相关， 其关系式 为： Y ₃ =k ₂ H, 式中 H是整叠待分钞票的厚度， k ₂ 是距离 H与磁吸引力的 比例常数。

以上所述是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普 通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和 润饰， 这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。