紙張收集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型為紙張收集系統(tǒng)，解決已有系統(tǒng)紙張收集時存在卷曲和收集紙張尺寸受限制的問題。第一、二支撐輪（4）之間的收紙皮帶（3）與紙張托板（5）貼合，送紙滾輪（11）的出口的下面有紙張隔離輪（10），芯軸（14）上的通孔（16）的豎向軸線的上、下端分別有紅外傳感器發(fā)射端（8）和紅外傳感器接收端（9），紙張托板（5）與滑軌（7）在其豎向軸線方向上下滑動配合，紙張托板（5）與螺旋彈簧（6）的上端連接，螺旋彈簧（6）的下端與殼體（1）連接，芯軸（14）和一個支撐輪（4）與步進電機（27）傳動連接。單片機控制器（19）通過紅外傳感器接口（22）與紅外傳感器連接，單片機控制器（19）通過電機驅動電路接口（25）連接步進電機（27）的電機驅動芯片（18）。
【專利說明】紙張收集系統(tǒng)
[0001]【技術領域】:
[0002]本實用新型與票據自動化處理設備的票據收集和處理裝置有關。
[0003]【背景技術】:
[0004]已有的紙張收集裝置主要分為以下幾種:一種是普通的箱子類裝置，里面無任何設施或機構，如圖1所示，紙張13直接經殼體I的開口 2進入殼體I內，達到收集紙張的作用。另一種是鈔箱內紙張收集裝置。能將紙張類物品收集進入收集裝置內，但存在以下缺點:一方面，紙張進入收集裝置內后容易發(fā)生卷曲(如圖1所示情形)，另一方面，收集裝置收集紙張類型比較固定，不能同時收集較大(如A5)的紙張以及較小(例如長度小于130mm)的紙張。
[0005]實用新型內容:
[0006]本實用新型的目的是提供一種結構簡單，自動化程度高，并且能可靠解決紙張收集時存在卷曲和收集紙張尺寸受限制的紙張收集系統(tǒng)。
[0007]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:
[0008]殼體I內的收紙皮帶3套在至少三個支撐輪4上，第一、二支撐輪4之間的收紙皮帶3與紙張托板5貼合，并與第二、三支撐輪之間的收紙皮帶成β夾角，夾角β小于60°，第三支撐輪外側有兩相切的送紙滾輪11，送紙滾輪的進口 2位于殼體I上，送紙滾輪的出口的下面有紙張隔離輪10，第二、三支撐輪之間的收紙皮帶為斜面3a，該斜面與紙張隔離輪的隔離片15和芯軸14之間形成走紙通道W，芯軸與送紙滾輪的軸同向，芯軸上的兩隔離片15在同一平面上對稱，芯軸上的通孔16與隔離片有間距，其與隔離片所成夾角< 90°，通孔16的豎向軸線的上、下端分別有紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9，紙張隔離輪10旋轉時，其隔離片15外端形成的圓形包絡線與收紙皮帶3的斜面3a交接，紙張托板5與滑軌7在其豎向軸線方向上下滑動配合，紙張托板5與螺旋彈簧6的上端連接，螺旋彈簧6的下端與殼體I連接，滑軌7固定安裝在殼體I上，芯軸14上的齒輪和一個支撐輪4分別與雙相步進電機27輸出軸上的齒輪傳動連接，單片機控制器22通過紅外傳感器接口 28與紅外傳感器連接，單片機控制器22通過電機驅動電路接口 25連接雙相步進電機27的電機驅動芯片23。
[0009]第一齒輪21與系統(tǒng)內部送紙滾輪11固定連接，第一齒輪21由系統(tǒng)外部的一個步進電機帶動并按固定方向轉動，第二齒輪17由雙相步進電機27帶動并能按單片機控制器22的指令分別按正、反兩個方向轉動，第二齒輪17分別與第四齒輪18、第三齒輪19嚙合，第三齒輪19與第一單向軸承20過盈連接后安裝在第三支撐輪4的軸上，并且僅當?shù)诙X輪17逆時針方向轉動時，帶動齒輪第三19順時針方向轉動，第三支撐輪4才能同時轉動并帶動收紙皮帶轉動，此時，收紙皮帶執(zhí)行收紙動作，第四齒輪18與第二單向軸承20過盈連接后安裝在紙張隔離輪10的軸上，并且僅當?shù)诙X輪17順時針方向轉動時，帶動第四齒輪18轉動，此時，紙張隔離輪10逆時針方向轉動，執(zhí)行撥紙動作，收紙動作先進行，撥紙動作后進行。
[0010]單片機控制器22、單片機控制器22通過紅外傳感器接口 28與紅外傳感器連接，單片機控制器22通過電機驅動電路接口 25連接步進電機27的電機驅動芯片23。
[0011]單片機控制器22分別與復位電路30、電源29、撥碼開關23、CAN通信接口 24、JTAG接口 26連接。
[0012]單片機控制器22為C8051F584，電機驅動芯片23為A3977KLP，A3977KLP的EN通過26腳與單片機控制器22的P3.3連接，步進電機27的步進的方向由DIR的輸入邏輯控制，其高、低電平分別控制步進電機正反轉，A3977KLP的DIR通過3腳與單片機控制器22的Pl.5連接，步進模式邏輯輸入由A3977KLP的MSl和MS2的組合值控制，可通過設置MSl和MS2的值，在整體、1/2、1/4及1/8步進模式時操作步進電動機，MSl和MS2分別與單片機控制器22的Pl.6、Pl.7連接，復位電路30通過單片機控制器22的RST復位引腳與單片機控制器22相連，電源29與單片機控制器22相連，提供3.3V電源，紅外傳感器接口 28連在單片機控制器22的引腳P3.4上，紅外傳感器接口 28通過IO 口與紅外傳感器發(fā)送端8和接收端9連接，撥碼開關23通過IO 口與單片機控制器22相連，CAN通信接口 24通過IO 口與單片機控制器22相連，JTAG接口 26通過IO 口與單片機控制器22相連。
[0013]紙張收集流程如下:
[0014]開始存紙前，單片機控制器22檢查紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9是否處于導通狀態(tài)，如果不滿足導通的初始化條件，單片機控制器22返回錯誤；滿足導通的初始化條件，紙張經過送紙滾輪11向存紙裝置內部移動，當紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9由導通變?yōu)樽枞藭r，紅外傳感器會檢查到紙張進入系統(tǒng)；從紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9導通時刻開始再延時設定時間后啟動雙相步進電機27順時針方向旋轉，紙張在收紙皮帶3的帶動下從芯軸14開始進入紙張收集系統(tǒng)內部；此后紙張收集系統(tǒng)等待紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9導通，單片機控制器22 —旦檢查到紅外導通，紙張收集系統(tǒng)的單片機控制器22就立即停止雙相步進電機27的脈沖信號輸入；在等待紅外傳感器導通的過程中，如果出現(xiàn)等待超時，說明雙相步進電機27與收紙皮帶3打滑或者其他機械故障，單片機控制器22返回錯誤，紙張收集系統(tǒng)單片機控制器22停止雙相步進電機27 ;從紅外傳感器導通的時刻開始再延時設定時間后，紙張收集系統(tǒng)的單片機控制器22取消雙相步進電機27的保持力矩；接著紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9處于導通，此時紙張已經完全進入紙張托板5 ;此時紙張收集系統(tǒng)的單片機控制器22啟動雙相步進電機27逆時針方向旋轉，雙相步進電機27逆時針旋轉導致紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器9接收端阻塞；紙張收集系統(tǒng)等待紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9由阻塞變?yōu)閷ǎ坏?，紙張收集系統(tǒng)停止雙相步進電機27的脈沖信號輸入；從紅外傳感器導通的時刻開始再延時設定時間后，取消雙相步進電機27的保持力矩，通過上述過程，一張紙完全進入紙張收集裝置。重復上述的紙張收集過程，在紙張托板5上就能夠存放一定數(shù)量的紙張。
[0015]本實用新型結構簡單，自動化程度高。通過收紙皮帶3，紙張托板5，螺旋彈簧6，紙張托板滑軌7，裝置內部送紙滾輪11，紙張隔離輪10，紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9的應用，以及紙張收集系統(tǒng)的精確控制，解決了現(xiàn)有紙張收集裝置在收集紙張時出現(xiàn)的卷曲，不整齊等現(xiàn)象。同時，由于紙張13進入紙張收集裝置內部停止的位置以裝飾內部8和9的位置為準，故該裝置可以收集長度范圍較大的一批紙張。
[0016]【專利附圖】

【附圖說明】:[0017]圖1是現(xiàn)有紙張收集裝置簡圖。
[0018]圖2是本實用新型紙張收裝裝置簡圖。
[0019]圖3是圖2中部位M的局部放大圖。
[0020]圖4是紙張隔離輪10的側面投影圖。
[0021]圖5是紙張隔離輪10的立體投影圖。
[0022]圖6是本實用新型剛開始進紙時簡圖。
[0023]圖7是本實用新型進紙時紙張遮擋紅外簡圖。
[0024]圖8是本實用新型進紙過程當中簡圖。
[0025]圖9是本實用新型進紙到位時簡圖。
[0026]圖10是本實用新型紙張隔離輪開始旋轉時簡圖。
[0027]圖11是本實用新型紙張隔離輪旋轉過程中簡圖。
[0028]圖12是本實用新型紙張隔離輪旋轉到位時簡圖。
[0029]圖13是本實用新型紙張隔離輪旋轉到位并待機時簡圖。
[0030]圖14是本實用新型第二張紙開始進入殼體時簡圖。
[0031]圖15是本實用新型立體圖。
[0032]圖16是15的局部放大圖。。
[0033]圖17是本實用新型的另一角度立體圖。
[0034]圖18是本實用新型紙張收集系統(tǒng)單片機C8051F584控制器引腳簡圖。
[0035]圖19是本實用新型的紙張收集系統(tǒng)電機驅動芯片A3977KLP引腳簡圖。
[0036]圖20是本實用新型的紙張收集系統(tǒng)電路原理簡圖。
[0037]圖21是本實用新型的紙張收集系統(tǒng)紙張存儲流程簡圖。
【具體實施方式】
[0038]本實用新型的機械結構由殼體1，收紙皮帶3，紙張托板5，螺旋彈簧6，滑軌7，系統(tǒng)內部送紙滾輪11，紙張隔離輪10，紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9組成。殼體I 一邊側壁上設置有開口 2，殼體I里面的上部安裝有3個支撐輪4，收紙皮帶3圈套在3個支撐輪4上，收紙皮帶3靠近殼體開口 2的一段表面3a與紙張托板5的上表面5b夾角β，角β小于60°。收紙皮帶3可以繞著支撐輪4沿圖2所示順時針方向轉動。在殼體I內部靠近開口 2處設置有一對送紙滾輪11，送紙滾輪11安裝在殼體I上并能各自沿其自身軸線作如圖2所示方向的對向滾轉。送紙滾輪11和收紙皮帶3之間設置有紙張隔離輪10，紙張隔離輪10安裝在殼體I上并能沿其自身軸線作如圖2所示逆時針單向轉動。在紙張隔離輪10和收紙皮帶3的斜面3a之間形成紙張13的走紙通道W。紙張隔離輪10由芯軸14和圍繞芯軸14呈對稱布置的2個隔離片15組成，在芯軸14上設置有徑向通孔16。徑向通孔16與隔離片15所成夾角< 90°，在紙張隔離輪10的上下位置分別設置有紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9，紅外傳感器發(fā)射端8和9分別固定安裝在殼體I上，紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9同軸布置。通常情況下，紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9的軸心線與紙張隔離輪10上的通孔16的軸心線重合，紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9之間的常通紅外信號通過通孔16進行傳遞。為使紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9之間通過通孔16傳遞的常通紅外信號不受傳紙皮帶3的遮擋而阻斷，紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9的安裝位置在收紙皮帶3的寬度方向上與收紙皮帶3隔開一段距離。紙張收集裝置運行中，紙張隔離輪10需要圍繞其軸心做如圖2所示的逆時針單向旋轉運動，當紙張隔離輪旋轉一定角度后，其上通孔16會旋轉至其孔軸心線與紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9的軸心線不重合的位置，此時，紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端紅外傳感器接收端9之間的常通紅外信號因阻擋而斷開，直到紙張隔離輪旋轉180°后，紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9及紙張隔離輪10上的通孔16的軸心線再次呈重合狀態(tài)，紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9之間的常通紅外信號再次導通。為保證紙張隔離輪10在轉動過程中和轉動完成后能有效的將紙張13末端13b完全置于紙張隔離輪10的下面，需要使紙張隔離輪10的兩個隔離片15端部15a在旋轉過程中形成的最大圓形包絡線K與收紙皮帶3的一段斜面3a交叉。為了使紙張隔離輪10在旋轉過程中當最大圓形包絡線K與收紙皮帶3的斜面3a發(fā)生交叉但同時又不會使紙張隔離輪10和收紙皮帶發(fā)生干涉，需要在紙張隔離輪10的兩個隔離片15上開兩個缺口 15b。螺旋彈簧6安裝在殼體I的底部，其一個端部6a固定在殼體I上。在收紙皮帶3和螺旋彈簧6之間，設置有滑軌7，滑軌7固定安裝在殼體I上。紙張托板5套裝在滑軌7上并能沿滑軌7的軸線作上下滑動。螺旋彈簧6的另一個端部6b接觸紙張托板5下表面5a并對紙張托板5起支撐作用。由于螺旋彈簧6的彈力作用，當殼體I內未存有紙張時，紙張托板5的上表面5b緊貼收紙皮帶3底面3b。當紙張托板5沿滑軌7向下移動時，螺旋彈簧6壓縮并保持其一個端部6b與紙張托板5下表面5a緊密接觸。
[0039]齒輪21與系統(tǒng)內部送紙滾輪11固定連接并與送紙滾輪11 一起轉動，齒輪17與送紙滾輪11空套連接，齒輪17與送紙滾輪11可以分別各自轉動。齒輪17分別與齒輪18、齒輪19嚙合，齒輪21由紙張收集系統(tǒng)外部的一個步進電機帶動并按固定方向轉動，齒輪17由紙張收集系統(tǒng)的另一個雙相步進電機27帶動并能按設計需要分別按正、反兩個方向轉動。齒輪19與單向軸承20過盈連接后安裝在支撐輪4的軸上，并且僅當齒輪17按圖16所示作逆時針方向轉動時，帶動齒輪19按圖16中箭頭所示順時針方向轉動，支撐輪4才能同時轉動并帶動收紙皮帶3按圖9中箭頭所示方向轉動，此時，收紙皮帶3執(zhí)行收紙動作。齒輪18與單向軸承20過盈連接后安裝在紙張隔離輪10的軸上，并且僅當齒輪17按圖16所示順時針方向轉動時，帶動齒輪18按圖16中箭頭所示方向轉動,此時,紙張隔離輪10按圖10所示逆時針方向轉動，執(zhí)行撥紙動作。其中，收紙動作先進行，撥紙動作后進行。
[0040]紙張收集裝置處理系統(tǒng)的硬件原理:
[0041]電機驅動芯片23使用的電機驅動芯片是A3977KLP，如圖19所示。
[0042]單片機控制器22使用的單片機是C8051F584，如圖20所示。
[0043]紙張收集系統(tǒng)的復位電路30通過單片機控制器22的RST復位引腳與單片機控制器22相連。復位芯片使用的是SP706SE。
[0044]紙張收集系統(tǒng)的電源29與單片機控制器22相連，提供3.3V供電。
[0045]紙張收集系統(tǒng)的紅外傳感器接口 28通過IO 口與紅外傳感器連接。紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9之間通過通孔16傳遞常通紅外信號。紙張收集系統(tǒng)使用單片機控制器22進行控制。如圖15所示，紅外傳感器連在單片機控制器22的22引腳P3.4上，當光線從紅外傳感器發(fā)射端8經過通孔16發(fā)送到紅外傳感器接收端9通過導通時，經過發(fā)光二極管，發(fā)光二極管發(fā)出的光使光電三極管導通，在P3.4上輸出低電平。反之，當紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9之間的通孔被擋住，沒有光經過發(fā)光二極管，光電極管截止，P3.4上輸出高電平。紙張收集系統(tǒng)使用中斷的方式獲取紅外傳感器狀態(tài)的變化，默認使用電平方式觸發(fā)。
[0046]紙張收集系統(tǒng)的撥碼開關23通過IO 口與單片機控制器22相連，用來進行紙張收集裝置的基本功能自動化測試。
[0047]紙張收集系統(tǒng)的CAN通信接口 24通過IO 口與單片機控制器22相連；用來和上位機或其他部件進行通信。
[0048]紙張收集系統(tǒng)的電機驅動電路接口 25連接電機驅動芯片23和雙相步進電機27。紙張收集裝置的傳動裝置使用雙相步進電機27，精確控制紙張的傳送距離。步進電機驅動芯片23使用A3977KLP，A3977KLP是專門用于雙極型步進電機的微步進電機驅動集成電路，其內部集成了步進和直接譯碼接口、正反轉控制電路、雙H橋驅動，電流輸出2.5A，最大輸出功率可接近90W。最簡單的步進輸入只需“STEP”(步進)和“DIR”(方向)2條輸入線，輸出由DMOS的雙H橋完成。通過“STEP”腳簡單的輸入I個脈沖就可以使電機完成I次步進。STEP通過19腳與單片機控制器22的Pl.4連接。EN輸入為低電平有效，它是使能控制信號，A3977KLP的EN通過26腳與單片機控制器22的P3.3連接。步進的方向由DIR的輸入邏輯控制，其高、低電平分別控制雙相步進電機正反轉，DIR通過3腳與單片機控制器22的Pl.5連接。步進模式邏輯輸入由MSl和MS2的組合值控制，可通過設置MSl和MS2的值，在整體、1/2、1/4及1/8步進模式時操作雙相步進電動機。MSl和MS2分別與單片機控制器22 的 Pl.6、Pl.7 連接。
[0049]紙張收集系統(tǒng)的JTAG接口 26通過IO 口與單片機控制器22相連，用來進行控制器的固件程序燒寫和調試。
[0050]從紅外傳感器導通的時刻開始再延時200ms后，紙張收集系統(tǒng)的單片機控制器22取消雙相步進電機27的保持力矩。
[0051]接著紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9處于導通，此時紙張已經完全進入紙張托板5。
[0052]此時紙張收集系統(tǒng)的單片機控制器22啟動雙相步進電機27逆時針方向旋轉，雙相步進電機27逆時針旋轉導致紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器9接收端阻塞。
[0053]紙張收集系統(tǒng)等待紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9由阻塞變?yōu)閷?，一旦導通，紙張收集系統(tǒng)停止雙相步進電機27的脈沖信號輸入。
[0054]從紅外傳感器導通的時刻開始再延時200ms后，取消雙相步進電機27的保持力矩。通過上述過程，一張紙完全進入紙張收集裝置。
[0055]重復上述的紙張收集過程，在紙張托板5上就能夠存放一定數(shù)量的紙張。
[0056]下面結合附圖，詳細描述本實用新型的技術方案。
[0057]為解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種結構簡單并且能可靠解決紙張收集時存在卷曲和收集紙張尺寸受限制的裝置和紙張收集系統(tǒng)。
[0058]如圖2所示，紙張收集系統(tǒng)由殼體1，收紙皮帶3，紙張托板5，螺旋彈簧6，滑軌7，送紙滾輪11，紙張隔離輪10，紅外傳感器組成。
[0059]如圖6所示，當需要存儲收集紙張時，首先，紙張收集系統(tǒng)需要初始化紅外傳感器為導通狀態(tài)，即處理系統(tǒng)發(fā)出指令，反向旋轉紙張隔離輪，迫使紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9及紙張隔離輪10上的通孔16呈同一軸心狀態(tài)，此時，紅外信號導通。其次，紙張收集系統(tǒng)外部屬于別的并與系統(tǒng)配套使用的紙張傳送系統(tǒng)上的滾輪組12與系統(tǒng)內部送紙滾輪11同時如圖6所示箭頭方向對向轉動，將紙張13經殼體I上的開口 2傳送進殼體I的內部，此時，收紙皮帶3和紙張隔離輪10保持不動。
[0060]如圖7所示，當紙張13繼續(xù)前進至紙張前端13a處于紅外傳感器發(fā)射端8和紙張隔離輪10上的通孔16之間并遮擋住紅外傳感器發(fā)射端8和9之間的紅外通信，紙張收集系統(tǒng)收到紅外信號斷路的信息，通過單片機C8051F584檢查到其P3.4引腳發(fā)生由低到高的電平變化來感知，此時紙張收集系統(tǒng)控制收紙皮帶3和紙張隔離輪10繼續(xù)保持不動。當紙張13繼續(xù)前進至紙張前端13a快要接近紙張托板5的上表面5b時，紙張收集系統(tǒng)控制收紙皮帶3開始轉動，此時，收紙皮帶3和送紙滾輪11共同轉動帶動紙張13繼續(xù)進入殼體I內，在此過程中，收紙皮帶3和送紙滾輪11的旋轉線速度一致。
[0061]紙張收集系統(tǒng)控制皮帶3開始轉動的時間必須足夠精確，否則很容易出現(xiàn)卷紙。紙張收集系統(tǒng)根據紅外傳感器的狀態(tài)變化，然后延時來精確控制皮帶3的電機啟動時間。紙張收集系統(tǒng)的處理方式:從紅外傳感器所連接的C8051F584的P3.4引腳發(fā)生由低到高電壓變化的時刻開始，根據雙相步進電機27的速度參數(shù)，設置合理的延時后啟動步進電機27，典型延時時間是100ms。
[0062]如圖8所示，紙張13繼續(xù)前進，紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9之間的紅外通信繼續(xù)中斷，紙張收集系統(tǒng)控制收紙皮帶3和裝置內部送紙滾輪11繼續(xù)轉動送紙，同時，紙張收集系統(tǒng)控制紙張隔離輪10繼續(xù)保持不動，以便紙張13能繼續(xù)順利進入殼體I內部。
[0063]如圖9所示，紙張13繼續(xù)前進，當紙張后端13b剛剛露出紙張隔離輪10上的通孔16時，紅外傳感器發(fā)射端8和紅外傳感器接收端9之間的紅外通信導通，紙張收集系統(tǒng)通過單片機檢查到C8051F584的P3.4引腳發(fā)生由高到低的電平變化來感知到紅外信號導通。在P3.4引腳發(fā)生由高到低的電平變化時刻開始，紙張收集系統(tǒng)停止雙相步進電機27的步進脈沖信號，即連接“STEP”腳的Pl.4引腳置不再輸入脈沖信號，與P3.3連接的EN繼續(xù)保持低電平，保持一定時間(200ms)后設置EN為高電平。EN使能控制信號使步進電機27有保持力矩，防止因為機械慣性導致的停止位置不精確。在雙相步進電機27停止往Pl.4引腳輸入脈沖信號后，收紙皮帶3和裝置內部送紙滾輪11停止轉動，此時，紙張13也停止前進并停留在紅外傳感器發(fā)射端8和9之間的紅外通信導通的位置。
[0064]如圖10和圖11所示，紙張13進紙到位并停止后，紙張收集系統(tǒng)配置單片機控制器22的電機驅動電路接口 25的引腳參數(shù)，單片機控制器22的Pl.4輸入脈沖“STEP”信號、P3.3為、Pl.6和Pl.7均為低電平，DIR連接的Pl.5為低電平，通過反向旋轉雙相步進電機27的方式控制紙張隔離輪10開始以圖示逆時針方向轉動，撥動紙張13的端部13b，紙張端部13b由于紙張隔離輪10的隔離片15的作用發(fā)生彎曲。
[0065]如圖12和如圖13所示，當紙張隔離輪10翻轉180°后，紙張端部13b處于紙張隔離輪下部。此時，紅外由紅外傳感器發(fā)射端8經過通孔16發(fā)送到紅外傳感器接收端9，紅外導通，單片機控制器22感知到其Pl.4引腳由高電平到低電平的變化，紙張收集系統(tǒng)停止雙相步進電機27的STEP信號輸入，雙相步進電機27停止轉動，與P3.3連接的EN信號保持一定時間(200ms)之后，設置EN信號為高電平取消保持。此時，紙張隔離輪10停止旋轉，并保持不動。紙張隔離輪10上部和收紙皮帶3的斜面3a重新形成走紙空間W，收紙完成。[0066]由于螺旋彈簧6的彈力作用，紙張13進入紙張收集系統(tǒng)時，不斷進入的紙張被收紙皮帶3不斷壓平，所以進入紙張收集系統(tǒng)并且被收紙皮帶3壓住部分的紙張13不會發(fā)生彎曲。當紙張收集系統(tǒng)收取第二張紙時(如圖14)，由于前一張紙張的后端13b已經處于紙張隔離輪10的下方，所以，無論第一張紙張13未被收紙皮帶3壓住部分有無卷曲等情況，第二張紙張前端13a都會始終處于第一張紙張的后端13b的上方，第二張紙張在進入紙張收集系統(tǒng)時，都不會出現(xiàn)卷曲。
[0067]如圖18是本實用新型紙張收集系統(tǒng)單片機控制器22的引腳簡圖。單片機控制器22的P3.3、Pl.4、Pl.5、Ρ1.6和Pl.7五個引腳用于控制雙相步進電機27。
[0068]如圖19是本實用新型紙張收集系統(tǒng)電機驅動芯片23的引腳簡圖。該芯片的EN引腳與圖15的單片機控制器22的Ρ3.3連接，電機驅動芯片23的STEP與單片機控制器22的Pl.4連接，電機驅動芯片23的DIR與單片機控制器22的Pl.5連接，電機驅動芯片23的MSl與單片機控制器22的Pl.6連接，電機驅動芯片23的MS2與單片機控制器22的Pl.7連接。步進電機27默認使用整步方式，即配置單片機控制器22的Pl.6和Pl.7為低電平。
[0069]如圖20所示是紙張收集裝置處理系統(tǒng)電路原理簡圖。紙張收集系統(tǒng)的復位電路30通過單片機控制器22的RST復位引腳與單片機控制器22相連；電源29與單片機控制器22相連，提供3.3V供電；紅外傳感器接口 28通過IO 口與紅外傳感器連接；撥碼開關23通過IO 口與單片機控制器22相連，用來進行紙張收集系統(tǒng)的基本功能自動化測試；CAN通信接口 24通過IO 口與單片機控制器22相連，CAN通信接口 24用來和上位機或其他部件進行通信；電機驅動電路接口 25連接雙相步進電機27 JTAG接口 26通過IO 口與單片機控制器22相連，用來進行單片機控制器22的程序燒寫和調試。
[0070]如圖21所示是紙張收集裝置處理系統(tǒng)收集紙一張紙張的具體流程。
[0071]開始存紙前，單片機控制器22檢查紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9是否處于導通狀態(tài)，如果不滿足導通的初始化條件，單片機控制器22返回錯誤；滿足導通的初始化條件，紙張經過送紙滾輪11向系統(tǒng)內部移動，當紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9由導通變?yōu)樽枞?，此時，紅外傳感器會檢查到紙張進入系統(tǒng)；從紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9導通時刻開始再延時一定時間(這里延時100ms)后啟動雙相步進電機27順時針方向旋轉，紙張在收紙皮帶3的帶動下從芯軸14開始進入紙張收集系統(tǒng)內部；此后紙張收集系統(tǒng)等待紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9導通，單片機控制器22 —旦檢查到紅外導通，紙張收集系統(tǒng)的單片機控制器22就立即停止雙相步進電機27的脈沖信號輸入；在等待紅外傳感器導通的過程中，如果出現(xiàn)等待超時，說明雙相步進電機27與收紙皮帶3打滑或者其他機械故障，單片機控制器22返回錯誤，紙張收集系統(tǒng)單片機控制器22停止雙相步進電機27 ;從紅外傳感器導通的時刻開始再延時200ms后，紙張收集系統(tǒng)的單片機控制器22取消雙相步進電機27的保持力矩；接著紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9處于導通，此時紙張已經完全進入紙張托板5 ;此時紙張收集系統(tǒng)的單片機控制器22啟動雙相步進電機27逆時針方向旋轉，雙相步進電機27逆時針旋轉導致紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器9接收端阻塞；紙張收集系統(tǒng)等待紅外傳感器發(fā)送端8和紅外傳感器接收端9由阻塞變?yōu)閷?，一旦導通，紙張收集系統(tǒng)停止雙相步進電機27的脈沖信號輸入；從紅外傳感器導通的時刻開始再延時200ms后，取消雙相步進電機27的保持力矩。通過上述過程，一張紙完全進入紙張收集裝置。
【權利要求】
1.紙張收集系統(tǒng)，其特征在于殼體(1)內的收紙皮帶(3)套在至少三個支撐輪(4)上，第一、二支撐輪(4)之間的收紙皮帶(3)與紙張托板(5)貼合，并與第二、三支撐輪(4)之間的收紙皮帶(3)成β夾角，夾角β小于60°，第三支撐輪(4)外側有兩相切的送紙滾輪(11)，送紙滾輪(11)的進口(2)位于殼體(1)上，送紙滾輪(11)的出口的下面有紙張隔離輪(10)，第二、三支撐輪(4)之間的收紙皮帶(3)為斜面(3a)，該斜面與紙張隔離輪(10)的隔離片(15)和芯軸(14)之間形成走紙通道(W)，芯軸(14)與送紙滾輪(11)的軸同向，芯軸(14)上的兩隔離片(15)在同一平面上對稱，芯軸(14)上的通孔(16)與隔離片(15)有間距，其與隔離片(15)所成夾角<90°，通孔(16)的豎向軸線的上、下端分別有紅外傳感器發(fā)射端(8)和紅外傳感器接收端(9)，紙張隔離輪(10)旋轉時，其隔離片(15)外端形成的圓形包絡線與收紙皮帶(3)的斜面(3a)交接，紙張托板(5)與滑軌(7)在其豎向軸線方向上下滑動配合，紙張托板(5)與螺旋彈簧(6)的上端連接，螺旋彈簧(6)的下端與殼體(1)連接，滑軌(7)固定安裝在殼體(1)上，芯軸(14)上的齒輪和一個支撐輪(4)分別與雙相步進電機(27)輸出軸上的齒輪傳動連接，單片機控制器(22)通過紅外傳感器接口(28)與紅外傳感器連接，單片 機控制器(22 )通過電機驅動電路接口( 25 )連接雙相步進電機(27 )的電機驅動芯片(23)。
2.根據權利要求1所述的紙張收集系統(tǒng)，其特征在于第一齒輪(21)與系統(tǒng)內部送紙滾輪(11)固定連接，第一齒輪(21)由系統(tǒng)外部的一個步進電機帶動并按固定方向轉動，第二齒輪(17)由雙相步進電機(27)帶動并能按單片機控制器(22)的指令分別按正、反兩個方向轉動，第二齒輪(17)分別與第四齒輪(18)、第三齒輪(19)嚙合，第三齒輪(19)與第一單向軸承(20)過盈連接后安裝在第三支撐輪(4)的軸上，并且僅當?shù)诙X輪(17)逆時針方向轉動時，帶動齒輪第三(19)順時針方向轉動，第三支撐輪(4)才能同時轉動并帶動收紙皮帶轉動，此時，收紙皮帶執(zhí)行收紙動作，第四齒輪(18)與第二單向軸承(20)過盈連接后安裝在紙張隔離輪(10)的軸上，并且僅當?shù)诙X輪(17)順時針方向轉動時，帶動第四齒輪(18)轉動，此時，紙張隔離輪(10)逆時針方向轉動，執(zhí)行撥紙動作，收紙動作先進行，撥紙動作后進行。
3.根據權利要求1所述的紙張收集系統(tǒng)，其特征在于單片機控制器(22)分別與復位電路(30)、電源(31)、撥碼開關(31)、CAN通信接口(24)、JTAG接口(26)連接。
4.根據權利要求3所述的紙張收集系統(tǒng)，其特征在于單片機控制器(22)為C8051F584，電機驅動芯片(23)為A3977KLP，A3977KLP的EN通過26腳與單片機控制器(22)的P3.3連接，步進的方向由DIR的輸入邏輯控制，其高、低電平分別控制雙相步進電機正反轉，A3977KLP的DIR通過3腳與單片機控制器(22)的Pl.5連接，步進模式邏輯輸入由A3977KLP的MSl和MS2的組合值控制，可通過設置MSl和MS2的值，在整體、1/2、1/4及1/8步進模式時操作雙相步進電動機，MSl和MS2分別與單片機控制器(22)的Pl.6、Pl.7連接，復位電路(30)通過單片機控制器(22)的RST引腳與單片機控制器(22)相連，電源(31)與單片機控制器(22)相連，提供3.3V供電，紅外傳感器接口(28)連在單片機控制器(22)的引腳P3.4上，紅外傳感器接口(28)通過IO 口與紅外傳感器連接，撥碼開關(31)通過IO 口與單片機控制器(22)相連，CAN通信接口( 24)通過IO 口與單片機控制器(22)相連，JTAG接口(26)通過IO 口與單片機控制器(22)相連。
5.根據權利要求2所述的紙張收集系統(tǒng)，其特征在于紙張收集流程如下:開始存紙前，單片機控制器(22)檢查紅外傳感器發(fā)送端(8)和紅外傳感器接收端(9)是否處于導通狀態(tài)，如果不滿足導通的初始化條件，單片機控制器(22)返回錯誤；滿足導通的初始化條件，紙張經過送紙滾輪(11)向系統(tǒng)內部移動，當紅外傳感器發(fā)送端(8)和紅外傳感器接收端(9)由導通變?yōu)樽枞?，此時，紅外傳感器會檢查到紙張進入存紙裝置；從紅外傳感器阻塞開始，延時設定時間后啟動雙相步進電機(27)順時針方向旋轉，紙張在收紙皮帶(3)的帶動下從芯軸(14)開始進入系統(tǒng)；此后紙張收集系統(tǒng)等待紅外傳感器發(fā)送端(8)和紅外傳感器接收端(9)導通，單片機控制器(22)—旦檢查到紅外傳感器導通，單片機控制器(22)就立即停止雙相步進電機(27)的脈沖信號輸入；在等待紅外傳感器導通的過程中如果等待超時，說明雙相步進電機(27)與收紙皮帶(3)打滑或出現(xiàn)其他機械故障，單片機控制器(22)返回錯誤；從紅外傳感器導通的時刻開始再延時設定時間后，紙張收集系統(tǒng)取消雙相步進電機(27)的保持力矩，紙張收集系統(tǒng)停止雙相步進電機(27);接著紅外傳感器發(fā)送端(8)和紅外傳感器接收端(9)處于導通，紙張已經完全進入紙張托板(5);此時單片機控制器(19)啟動雙相步進電機(27)逆時針方向旋轉，導致紅外傳感器發(fā)送端(8)和紅外傳感器接收端(9 )阻塞，步進電機(27 )逆時針方向轉動，直到紅外傳感器發(fā)送端(8 )和紅外傳感器接收端(9)導通，一旦導通，紙張收集系統(tǒng)停止雙相步進電機(27)的脈沖信號輸入；從紅外傳感器導通的時刻開始再延時設定時間后，取消雙相步進電機(27)的保持力矩，通過上述過程，一張紙完全進入紙張收集系統(tǒng)，重復上述的紙張存儲過程，在紙張托板(5)上就能夠存放一定數(shù)量的紙張。
【文檔編號】B65H43/00GK203682718SQ201420050803
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權日:2014年1月27日
【發(fā)明者】補建, 羅安 申請人:成都三泰電子實業(yè)股份有限公司