CN103258369A - 用于储存钞票或其他单据的设备及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于储存钞票或其他单据的设备及使用方法。本技术包括在单据叠置操作中检测来自致动器的电信号并且基于检测到的信号确定非正常事件是否已经发生。本技术特别适用于例如包括由直流马达驱动的活塞型叠式储存器的单据接受器。

Description

用于储存钞票或其他单据的设备及使用方法

本申请是申请日为2005年2月22日、申请号为200510009511.0、名称为“具有故障检测功能的单据叠式储存器”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及单据叠式储存器和与其相关的使用方法，特别是涉及一种具有故障检测功能的单据叠式储存器和与其相关的使用方法。

背景技术

单据接受器组件，例如那些在自动售卖和博彩业中使用的单据接受器组件，通常将接受的钞票或其它单据储存在盒内。叠置机构可以被合并入组件以利于单据在盒内的存储。

各种类型的叠式储存器，包括活塞型叠式储存器是公知的。通常情况下系统所希望的是得到接受的单据已经正确地储存在盒内的确认。一种实现所述确认的方法是证实活塞已经完成了它的整个冲程周期且已经返回其起始位置。可设置线性或回转式编码器以达到所述目的。遗憾的是，增加这种部件会大大提高单据叠式储存器的成本。

另一种技术仅依赖于来自内部传感器的信号以确定活塞是否已经完成了它的整个冲程周期。尽管结合该技术的系统可更为简单且成本较低，但是它们却不能区分可能导致叠式储存器发生故障的不同情况。例如，叠式储存器可能会因为盒已满或者叠式储存器机构堵塞而停止。自动系统应优选有区别地处理那些情况，因为前一种情况是正常操作的结果，而后一种情况应被检测为故障。

一般地说，有助于能检测单据叠式储存器操作中的各种非正常事件并且将那些事件与期望的正常事件区分开。

发明内容

本发明涉及可以与单据叠式储存器相关使用的技术。该技术可有利于确定在叠置操作中非正常事件是否已经发生。

一方面，一种方法包括在单据叠置操作中检测来自致动器的电信号并且基于检测到的信号确定非正常事件是否已经发生。

另一方面，设备包括具有储存单据的盒的单据叠式储存器、用以推动单据进入盒内的活塞、用以控制活塞运动的致动器和用以检测来自致动器的电信号的第一电路。附加电路与致动器连接以控制其操作。附加电路还连接到第一电路上以获得表示在单据叠置操作中致动器如何运行的信号。附加电路适于基于所述表示致动器如何运行的信号确定非正常事件是否已经发生。

在各种实施方式中，可存在下列特征的一个或多个。例如，确定非正常事件是否已经发生可包括将由检测值得到的一个或多个值与至少一个参考值进行比较。检测值可表示致动器载荷（例如电流）。在一些情况下，参考值可基于致动器载荷的先前检测值进行调整。

确定非正常事件是否已经发生可包括将在致动器载荷的规定检测值之间已经经过的时间量与预定时间量进行比较。在一些实施方式中，可确定从叠置操作中的规定点至致动器载荷的峰值的已经经过的时间量。确定非正常事件是否已经发生则可基于所确定的时间量。在其它实施方式中，可确定从叠置操作中的规定点至致动器载荷的预定阈值已经经过的时间量，确定非正常事件是否已经发生则可基于所确定的时间量。

在一些实施方式中，确定非正常事件是否已经发生包括将致动器载荷的实际曲线图与期望曲线图进行比较。另一种可选方式是，可对致动器载荷在单据叠置操作中一段规定时间内进行积分以获得积分值。确定非正常事件是否已经发生可基于所述积分值。

可基于前述技术的组合确定非正常事件是否已经发生。

例如在确定单据盒是否已满或者叠式储存器是否发生堵塞时该技术可能是特别有利的。

当该技术被合并入单据接受器时，所述技术可包括接收单据接受器中的单据、确定单据是否被认为有效、将单据从接受器传送至叠式储存器并将单据储存在盒内。

其它特征和优点在以下详细描述、附图和技术方案中将更加明显。

附图说明

图1示出了结合根据本发明的单据叠式储存器的单据接受器的一个例子；

图2是单据叠式储存器的局部立体图；

图3是在初始位置具有活塞的图2所示的单据叠式储存器的端视图；

图4-图7是图2所示的单据叠式储存器的端视图，图中示出了单据叠置周期的各个阶段；

图8是示出了马达电流曲线例子的曲线图；

图9是图8所示曲线图中的一部分的放大视图；

图10是根据本发明的一种实施方式的在叠置周期中检测故障的方法的流程图；和

图11是示出了叠式储存器的控制器的框图。

具体实施方式

图1示出了货币接受器组件10的一种实施方式的例子，所述货币接受器组件10包括连接到活塞型货币叠式储存器14上的货币验证器12。

验证器12确定插入的货币单据是否为可接受的。正如此处用到的，货币单据可包括，但不限于，可以做为法定货币使用以交换货物或者服务的和可以插入货币接受器中用于确认和存储作为货物或者服务的交换的钞票、帐单、证券单据、纸币等。

钞票可以每次一张地由入口16插入验证器12中。钞票38借助夹紧钞票侧边且可以根据已公知的技术受马达和传动列驱动的数对滑轮或辊和传送带从入口16经过验证器12传送至验证器的钞票输出装置。

当钞票被传送经过验证器12时，所以钞票可由一组传感器检验以确定其有效性和面值。来自传感器的输出信号可以由验证器12中的逻辑电路进行处理以确定钞票是否为可以接受的。任何利用光、磁、感应或者其它类型传感器的已公知的技术都可以用于检验钞票。不可接受的钞票被弹回排出入口16。

可接受的钞票被传送进入互连区域18，在所述互连区域18中验证器12和叠式储存器14被连接在一起。互连区域18形成一条平滑的不间断的路径，钞票沿所述路径离开验证器12并进入叠式储存器14。被接受的钞票从叠式储存器的入口被传送进入预存储通道20。以一种有些类似于画框保持图画的方式，通道20“框住”钞票的侧边并在进行叠置之前使其保持不弯曲。在下文中更详细描述的活塞型叠式储存器14把被接受的钞票推入盒22中，钞票在所述盒内储存直至被服务人员取走。盒设计成为易于被服务人员拆除或者打开以使叠置的钞票能被取走。

如图2和图3所示，叠式储存器14包括两个允许活塞28自由通过的缝隙24、26。缝隙24应该足够小以使叠置的钞票或其它单据30不能没有一些弯曲地通过所述缝隙。活塞28可与凸轮32直接接触，所述凸轮与电动马达36或者其它致动器连接。例如，可以使用永磁直流（DC）马达。锥形弹簧34提供了夹紧力，从而确保要叠置的钞票38不会滑过单据堆30。弹簧34还保持单据堆30中的单据紧密堆叠和稳定。

设置光学开关40用于检测表示当活塞28处于起始位置时（也就是当活塞未阻塞预存储单据通道20时）的标志42的存在。标志42可形成，例如，为活塞28背面的伸出部。

设置传感器以检测单据叠置操作中来自马达的电信号。在一种特定的实施方式中，如图11所示，马达电流传感器200被连接到马达36上并允许可以测量马达电流。传感器200可以包括，例如，连接在马达36和模-数转换器（ADC）202之间的一系列电阻器。来自模-数转换器202的输出信号被提供给控制系统204。

控制系统204可包括微处理器206以响应来自光学传感器40和马达电流传感器200的信号控制马达36何时打开或关闭。正如下文所讨论的，微处理器206还能够利用，例如由时钟信号驱动的中断软件例程来测量经过的时间。

图3至图7示出了根据一种实施方式的叠置单据的操作顺序。为了达到示例说明的目的，可以假设盒22是空的或者几乎是空的。图3示出了相应于图2的处于起始位置时的叠式储存器机构。在那个位置处，活塞28充分缩回，标志42阻挡了光学开关40。单据38在预存储通道20中准备叠置在盒22中。

在叠置状态的最初阶段，动力被提供给马达36，偏心装置开始转动，由此提升活塞28。如图4所示，在进行少量旋转后，活塞28与单据38接触，从而导致单据轻微变形。在这种状态下，标志42已将光学开关40清零。

具有基本上固定的输入电压的直流马达（例如马达36）引起与置于马达上的机械载荷大致成比例的电流。例如，在从起始位置到图3的最初叠置阶段的转变期间，活塞28几乎未受到机械阻力。图8和图9示出了马达电流曲线图的一个例子。曲线50表明一个瞬间的流入电流52，接着所述电流的是反映出较轻机械载荷的低谷54。

图5示出了单据38已经自预存储通道20中脱出后的叠式储存器14。在这个阶段，活塞28遇到一些由于滑动摩擦，单据的弯曲阻力以及弹簧34的力的增加所导致的阻力。如图8和图9所示，马达电流增大至峰值56，然后暂时下降。

当活塞28如图6所示充分延伸时，弹簧34施加其最大力，且马达电流达到其最大值，如图9中58所示。单据38已全部从预存储通道20通过且位于盒22中。

接下来，活塞28倒转方向并在相反方向上行进，如图7所示。在返回冲程中，弹簧34的力帮助将活塞28朝向其起始位置（图2和图3）向回推动。因此，在返回冲程中，马达电流处于相对较低的值，如图9中的60所示。

在不同情况下，例如当盒22基本上为满时，马达电流的期望值会明显不同于曲线50表示的电流值。当盒22基本上为满时的马达电流曲线图的一个例子如曲线62所示（图8和图9）。在那种情况下，在起始位置和最初叠置阶段的马达电流，对应图3和图4，与曲线50的马达电流值类似。然而在随后的叠置阶段，马达电流值产生偏离。例如，对应于曲线50中峰值56的马达电流峰值64发生在较高的值和较晚的时间处。当盒22为满时，峰值64较晚的发生时间可以是叠式储存器机构14在较高的载荷下减速的结果。在如图所示的实施方式中，当盒22容量为满（或者几乎满）时，活塞28不能达到充分延伸状态，如图6所示。取而代之的是，马达电流上升到一定值66，在所述值处由于马达36停转而或多或少地保持一段时间。在主控制器204（图11）中的算法表示最大时间已经经过后，控制器使马达36反转以使叠式储存器返回其起始位置。在确定发生在约500个时钟周期后发生的如图8所示的例子由附图标记68标识。控制器204则会报告盒为满且将钞票接受器置于“停止服务”模式直至装上替换盒。

在一些情况下，预存储通道20可被除真的、可接受的单据之外的物体阻塞。曲线70（图8和图9）示出了当发生这种非正常事件时马达电流曲线图的一个例子。在如图所示的例子中，曲线70对应于活塞28在如图4所示的位置发生阻塞时的马达电流曲线图。在那种情况下，所希望的是检测出该非正常状况并采取适当的行动，例如返回单据38并取消交易。检测非正常事件可能包括不仅仅是检测叠式储存器马达36的故障，因为正如上文所讨论的，合理事件也会导致马达出现故障，例如当盒22为满时。

控制器206适合于在单据叠置操作过程中基于检测到的来自致动器（例如马达36）的信号确定非正常事件是否已经发生。因此，控制器206适合于例如基于马达电流的期望曲线检测各种非正常事件并将它们与正常的或合理的事件区分开。

例如，在对应于从图4所示状态到图6所示状态的转变过程的时间窗内，代表非正常事件的电流曲线70而言更高。可利用各种算法以区别例如曲线50和62表示的正常操作和例如曲线70表示的错误操作。

在各种实施方式中，表示马达实际操作的一个或多个值可与一个或多个参考值相比较，以确定马达和由此的叠式储存器是否正常进行操作。例如，确定非正常事件是否已经发生可包括将已经在规定检测值之间已经经过的时间量与预定时间量进行比较。可确定从叠置操作中的规定点至致动器电流的峰值已经经过的时间量，确定非正常事件是否已经发生则可基于所述确定的时间量。另一种可选方式是，可确定从叠置操作中的规定点至致动器电流的预定阈值已经经过的时间量，确定非正常事件是否已经发生则可基于所述确定的时间量。

而在其它的实施方式中，确定非正常事件是否已经发生包括将致动器电流的实际曲线图与期望曲线图做比较。在一些情况中，可对致动器电流在单据叠置操作中一段规定时间内进行积分以获得积分值。确定非正常事件是否已经发生可基于所述积分值，例如通过将该积分值与先前存储的参考值进行比较。在一些实施方式中，参考值可基于例如先前检测到的致动器电流值进行周期性的调整。该参考值和期望电流曲线可被储存在例如与控制系统204相连的存储器208中（参见图11）。

在一种特定的实施方式中，当叠式储存器14进入叠置状态且动力被提供给马达36时，控制器206启动图10所示的算法。在动力被提供给叠式储存器马达36后（框100），软件计时器被启动。关于经过时间是否大于启动时间的决定被做出，换句话说，关于预定的时间延迟是否已经经过的决定被做出（框104）。如果预定的时间延迟已经经过，那么马达电流可例如利用一系列电阻器被测出且测量值通过模-数转换器202被发送至控制器206。最后得到的数值（结果）可储存在与控制器相连的寄存器内。在随后的固定时间间隔处，马达电流被重新测量且新的测量值被加在以前储存的数值上（框106）。因此寄存器储存的是一个增大的数值。在预定时间间隔（参见框108）后，电流采样停止，并且最终值（结果）被储存在寄存器内。

在图10所示的特定的实施方式中，将最终储存值（结果）与两个先前的确定值做比较（参见框110和框112）：（1）例如在产品设计过程中通过进行实验室试验确定的固定基准值（最小阈值）；和（2）基于先前的参考事件的自适应的基准值（可变阈值）。如果最终储存值（结果）小于最小阈值，则交易被认为有效（框110）。另一方面，如果最终储存值（结果）超过可变阈值一个设定量，在这种情况下为30%，则交易被认为待检。

如果活塞28在预定时间内成功地返回其起始位置（参见框114），则单据被认为已经被叠置在盒22中，且顾客被给予交易帐款（框118）。另一方面，如果活塞在预定时间内未返回其起始位置，则交易被取消（框120），且帐款未被给予顾客。新的自适应基准值（可变阈值）可在选定的机器事件后被确定（框116）。这些事件可包括例如单据的成功叠置，机器的复位或新盒的安装。

系统的各个方面可在硬件，软件或硬件和软件的结合中进行实施。电路系统，包括专用的或普通的目的的机器，例如计算机系统和处理器，可适于执行机器可读的指令以实施上述技术。用于实施本技术的计算机可执行指令能做为例如编码信息在例如软磁盘，磁带或只读光盘存储器（CD-ROM）的计算机可读介质上储存。在一种特定的实施方式中，计算机可读介质包括例如可编程只读存储器（PROM），可擦写可编程只读存储器(EPROM)或闪存的非易失性电子存储器(FLASH)。算法也可通过使用例如可编程门阵列而被执行。

前述的实施方式，包括马达电流曲线，旨在仅做为例子而并不旨在限制本发明的范围。

所述技术可以应用于活塞型叠式储存器之外的其它叠式储存器。所述叠式储存器包括例如钞票卷绕在鼓状物上或钞票被卷到叠层上的叠式储存器。本技术也可与使用直流马达之外的致动器的叠式储存器结合使用，所述致动器包括例如步进马达，交流马达和无电刷马达的致动器。在一些情况下，除电流之外的包括例如相位滞后的信号被用于测量致动器载荷。

其它实施方式在技术方案的范围内。

Claims (25)

1.一种用于储存钞票或其他单据的设备，包括：

单据叠式储存器；

盒，所述盒用以储存单据；

活塞，所述活塞可操作以推动单据进入所述盒内；

致动器，所述致动器可操作以控制活塞的运动；

第一电路，所述第一电路可操作以检测单据叠置操作期间表示致动器上的载荷的信号的值；和

第二电路，所述第二电路连接到致动器以控制致动器的操作并连接到第一电路；

其中第二电路适于将不同的正常事件与各种非正常事件区分开；

其中第二电路可操作以将从检测到的值得到的致动器载荷的一个实际曲线图与多个期望曲线图进行比较，并且基于比较结果确定各种非正常事件中的一个是否已经发生用以将其与正常事件区分开。

2.根据权利要求1所述的设备，其中第二电路是可操作的以利用检测到的信号来确定所述盒是否为满或者叠式储存器是否堵塞，其中所述盒为满是正常事件中的一个，而叠式储存器堵塞是非正常事件中的一个。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个期望曲线图是表示在叠式储存器操作的不同阶段期间该致动器的电流值的曲线。

4.根据权利要求3所述的设备，其中在所述单据叠式储存器从第一具体状态转变成第二具体状态期间，与代表正常事件中的一个的曲线相比，代表非正常事件中的一个的曲线的提取电流更高。

5.根据权利要求1所述的设备，其中第二电路是可操作的以将在检测到的信号的规定值之间经过的时间量与预定时间量进行比较，并且基于比较结果确定非正常事件中的一个是否已经发生。

6.根据权利要求1所述的设备，其中第二电路是可操作的以确定从叠置操作的规定点至致动器载荷的峰值经过的时间量，并基于所确定的时间量确定非正常事件中的一个是否已经发生。

7.根据权利要求1所述的设备，其中第二电路是可操作的以确定从叠置操作的规定点至致动器载荷的预定阈值经过的时间量，并基于所确定的时间量确定非正常事件中的一个是否已经发生。

8.根据权利要求1所述的设备，其中第二电路是可操作的以对对应于致动器载荷的信号的检测值在单据叠置操作中一段规定时间内进行积分以获得积分值，并基于该积分值确定非正常事件中的一个是否已经发生。

9.根据权利要求1所述的设备，其中第二电路是可操作的以在检测到非正常事件中的一个的情况下，返回单据并取消交易。

10.根据权利要求1所述的设备，其中所述致动器包括直流马达。

11.根据权利要求1所述的设备，其中单据叠式储存器包括一个光学开关，用来检测单据叠式储存器的起始位置。

12.根据权利要求1所述的设备，包括：

单据接受器，所述单据接受器用以接收单据和确定其有效性；和

传送机构，如果单据被确定为有效，所述传送机构用以将单据从接受器传送至叠式储存器，

其中所述叠式储存器被构造用以将经过传送的单据储存在盒内。

13.一种与包括致动器的单据叠式储存器相关的使用方法，所述方法包括：

检测单据叠置操作中来自致动器的电信号，包括检测表示致动器载荷的信号，以得出致动器载荷的实际曲线图；和

基于所检测到的信号确定各种非正常事件中的一个是否已经发生用以将其与不同的正常事件区分开，其中确定非正常事件中的一个或者正常事件中的一个是否已经发生包括将致动器载荷的该实际曲线图与多个期望曲线图进行比较。

14.根据权利要求13所述的方法，包括基于该实际曲线图与多个期望曲线图的比较结果确定单据盒是否为满或者叠式储存器是否堵塞，其中单据盒为满是正常事件中的一个，而叠式储存器堵塞是非正常事件中的一个。

15.根据权利要求13所述的方法，其中所述期望曲线图是表示在所述叠式储存器操作的不同阶段期间该致动器的电流值的曲线。

16.根据权利要求15所述的方法，其中在所述单据叠式储存器从第一具体状态转变成第二具体状态期间，与代表正常事件中的一个的曲线相比，代表非正常事件中的一个的曲线的提取电流更高。

17.根据权利要求13所述的方法，包括操作致动器以将单据储存在所述盒中。

18.根据权利要求13所述的方法，包括操作致动器从而导致活塞的运动以将单据储存在所述盒中。

19.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述非正常事件中的一个是否已经发生包括将在致动器载荷的规定检测值之间经过的时间量与预定时间量进行比较。

20.根据权利要求13所述的方法，包括确定从叠置操作的规定点至致动器载荷的峰值经过的时间量，其中确定非正常事件中的一个是否已经发生基于所确定的时间量。

21.根据权利要求13所述的方法，包括确定从叠置操作的规定点至致动器载荷的预定阈值经过的时间量，其中确定非正常事件中的一个是否已经发生基于所确定的时间量。

22.根据权利要求13所述的方法，包括对致动器载荷的检测值在单据叠置操作中一段规定时间内进行积分以获得积分值，其中确定非正常事件中的一个是否已经发生基于该积分值。

23.根据权利要求13所述的方法，其中确定非正常事件中的一个是否已经发生包括将从检测值得到的至少一个值与至少一个参考值进行比较。

24.根据权利要求23所述的方法，包括基于致动器载荷的先前检测值调整所述至少一个参考值。

25.根据权利要求13所述的方法，包括：

接收在单据接受器中的单据；

确定单据是否被认为有效；

将单据从接受器传送至叠式储存器；和

将单据储存在所述盒中。

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