用于分拣有价文件尤其是钞票的设备和方法及有价文件处理系统与流程

1.本发明涉及一种用于分拣有价文件(尤其是钞票)的设备和方法、以及一种有价文件处理系统。


背景技术：

2.在有价文件处理系统中常常使用用于分拣有价文件(尤其是钞票)的设备和方法，以从提供的一叠有价文件中拾取各张有价文件，并馈送它们以进一步处理，例如进行原真性和状况检查、计数和分类。
3.已知有各种途径可用于从成叠有价文件拾取有价文件，例如借助于摩擦轮或辊、摩擦带进行，或者通过吸气或吹气进行。为了确保有价文件的最可靠的自动处理，有价文件分拣的高可靠性非常重要。尤其是，必须避免多张拾取，错误拾取和/或其它扰乱，例如有价文件在分拣器中堵塞。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提出一种用于分拣有价文件(尤其是钞票)的设备和方法、以及一种有价文件处理系统，利用该系统能确保可靠地分拣有价文件(尤其是钞票)。
5.此目的是通过由独立权利要求限定的处理有价文件的设备、方法和系统实现的。
6.根据本发明的第一方面，一种用于分拣有价文件(尤其是钞票)的设备具有：馈送装置，该馈送装置适于将一叠有价文件中的相应的最上面的有价文件馈送到适于从这叠有价文件中拾取有价文件的拾取装置；传送装置，该传送装置适于接收所述一叠有价文件并相对于馈送装置传送这叠有价文件；至少一个距离传感器，所述距离传感器适于检测由传送装置接收的一叠有价文件中的相应的最上面的有价文件相对于馈送装置的至少一个距离，并产生至少一个对应的距离传感器信号；以及控制装置，该控制装置适于根据所述至少一个距离传感器信号控制所述一叠有价文件相对于馈送装置的传送和/或馈送装置相对于这叠有价文件(尤其是这叠有价文件中的相应的最上面的有价文件)的位置。
7.根据本发明的第二方面，一种用于对有价文件(尤其是钞票)进行处理(尤其是分类、计数和/或检查)的有价文件处理系统具有如本发明的第一方面所述的用于分拣有价文件的设备。
8.根据本发明的第三方面，在一种用于分拣有价文件(尤其是钞票)的方法中，一叠有价文件被输送装置接收，所接收的一叠有价文件中的相应的最上面的有价文件被馈送装置馈送至拾取装置，所述拾取装置从这叠有价文件中拾取有价文件，检测所接收的一叠有价文件的相应的最上面的有价文件相对于馈送装置的至少一个距离，并产生至少一个对应的距离传感器信号，并且根据所述至少一个距离传感器信号控制和/或调节所接收的一叠有价文件相对于馈送装置的输送和/或馈送装置相对于这叠有价文件的位置，尤其是相对于这叠有价文件中的相应的最上面的有价文件的位置。
9.本发明的多个方面基于以下途径：利用一个或多个距离传感器检测一叠有价文件中相应的最上面的有价文件相对于馈送装置的方位和/或位置，所述馈送装置优选构造为所谓的空气挡板；并且根据所检测的这叠有价文件中相应的最上面的有价文件的方位或位置控制这叠有价文件向馈送装置的方向和/或远离馈送装置的方向的输送，尤其是所谓的跟踪。作为对一叠有价文件的输送控制的替代或补充，可根据所述至少一个检测距离或距离传感器信号调节馈送装置相对于这叠有价文件(尤其是相对于相应的最上面的有价文件)的位置和/或方位。所述至少一个距离传感器优选布置为和/或适于产生距离传感器信号，该距离传感器信号表示相应的最上面的有价文件距馈送装置的距离的量度，和/或适合于表征相应的最上面的有价文件相对于馈送装置的距离、位置和/或方位。
10.这样能够以简单、经济高效和稳定的方式确保一叠有价文件的相应的最上面的有价文件相对于馈送装置处于有利的位置或方位，并且能够由馈送装置可靠地馈送至拾取装置，例如分拣辊和/或空气加压分拣装置，例如具有空气挡板的分拣装置，通过该分拣装置最终将有价文件完全从这叠有价文件中拾取出来。所述空气加压分拣装置可利用负压或过压在有价文件上施加作用。
11.尤其是在采用空气挡板时，确定空气挡板与最上面的有价文件(即，待分拣的下一个有价文件)之间的距离能使有价文件的分拣可靠地进行是有利的。优选仅分拣下一个有价文件，而不是将该有价文件与另外的至少一个文件一起分拣。此外，该距离应设置为使得下一个有价文件受到足够的力以便分拣。为此，可根据确定的距离来调节由空气挡板施加到待分拣的有价文件上的负压或过压。例如，可提供一种调节装置，该调节装置根据空气挡板与最上面的文件之间的距离调节空气挡板的开口处的流速。
12.总体来说，这样能特别可靠地分拣有价文件。
13.除了距离传感器之外，优选还提供至少一个成叠有价文件传感器，该传感器适于检测由输送装置接收的一叠有价文件的高度和/或密度，并产生对应的成叠有价文件传感器信号。控制装置适于根据所述至少一个距离传感器信号和所述至少一个成叠有价文件传感器信号控制所述一叠有价文件相对于馈送装置的输送和/或馈送装置相对于这叠有价文件的位置，尤其是相对于这叠有价文件中的相应的最上面的有价文件的位置。
14.成叠有价文件传感器对一叠有价文件的高度的检测可理解为指直接测量一叠有价文件的高度和根据成叠有价文件传感器产生的成叠有价文件传感器信号间接确定一叠有价文件的高度的量度。例如，如果成叠有价文件传感器的传感器信号代表取决于位于成叠有价文件传感器前面的有价文件的数量的电容的量度，那么一叠有价文件中的有价文件的数量和/或这叠有价文件的高度可从成叠有价文件传感器信号导出或至少可从其估算。例如，所述至少一个成叠有价文件传感器具有摄像头，可利用该摄像头检测由输送装置接收的一叠有价文件的一个或多个图像。随后对分别检测的图像进行的分析可用于推断这叠有价文件的相应高度。例如，根据由摄像头检测到的图像可识别位于一叠有价文件中的有价文件的边缘，并且可由此确定输送装置的相应填充水平。输送装置的填充水平例如表征位于输送装置中的成叠有价文件的高度与输送装置能接收的成叠有价文件的最大高度的比值。
15.由成叠有价文件传感器对一叠有价文件的密度进行的检测优选应理解为根据成叠有价文件传感器信号确定这叠有价文件的密度的一个无量纲量度。例如，所述至少一个
成叠有价文件传感器具有透射光挡板，通过该透射光挡板可根据检测到的穿过一叠有价文件或被一叠有价文件削弱的光的强度来推断这叠有价文件的密度。或者或另外，可使用电容传感器来检测成叠有价文件的密度和/或高度。从成叠有价文件的密度还可得出关于排列在这叠有价文件中的有价文件的质量的结论，尤其是关于其折痕的结论，即，在这叠有价文件中或在这叠有价文件的某个区域中(优选在这叠有价文件的上部区域中)是否有很多带折痕的有价文件。例如，在折痕较多和/或密度较低时，可加强这叠有价文件相对于馈送装置的输送和/或减小馈送装置与这叠有价文件的最上层之间的相对距离。
16.上述的一个或多个优选实施例进一步改进了成叠有价文件的跟踪以及成叠有价文件的相应的最上面的有价文件相对于馈送装置的定位。
17.例如，可使用不同传感器的组合来检测成叠有价文件。尤其是，可将用于确定成叠有价文件的密度(优选在影响成叠有价文件的上部有价文件的区域中)的传感器与距离传感器结合使用。以这种方式确定的传感器信号可被控制装置用于控制成叠有价文件的输送。为此，可为控制器存储一个矩阵，例如，在该矩阵中根据阈值对成叠有价文件或区域的密度和距离进行分类，以便最终确定跟踪速率或跟踪速度。例如，密度可根据阈值分为三类，例如高、中、低。距离可分为三类，例如小(距离<10毫米)、中(距离>＝10毫米且<25毫米)和大(距离>＝25毫米)。还可根据传感器和评估方法进行其它划分。因此，对于密度与距离的相对比，可在矩阵中存储不同的跟踪阈值，控制装置最终根据该阈值调节跟踪速率或跟踪速度。
18.控制装置可配置为根据传感器信号调节馈送装置的拉除力。该拉除力应理解为馈送装置从一叠有价文件中取出最上面的有价文件并将其沿某个方向移动从而从这叠有价文件中分拣出最上面的有价文件的力。在一个实施例中，馈送装置配有空气挡板。控制装置可调节空气挡板的气压，使得在较大的检测距离处存在较低的空气挡板压力，从而有价文件可被空气挡板移除，而在较小的距离处空气挡板压力可增大，即，空气挡板此时以较低的负压作用在有价文件上。或者和/或另外，馈送装置可配有侧面通风装置，由此空气至少侧向作用在一叠有价文件中的最上面的有价文件上，以使最上面的有价文件从这叠有价文件松脱。控制装置还可配置为根据传感器值在方向和速度方面调节空气量和空气流速。
19.控制装置优选适于根据所述至少一个距离传感器信号(尤其是根据所述至少一个距离传感器信号和所述至少一个成叠有价文件传感器信号)控制一叠有价文件相对于馈送装置的输送速度和/或方向。或者或另外，控制装置优选适于根据一叠有价文件中的相应的最上面的有价文件的至少一个距离控制用于相对于馈送装置输送这叠有价文件的输送装置，从而在所述至少一个距离大于预定的第一距离值时向馈送装置的方向以第一速度输送这叠有价文件，和/或在所述至少一个距离小于所述第一距离值时向馈送装置的方向以低于所述第一速度的第二速度输送这叠有价文件，和/或在这叠有价文件中的相应的最上面的有价文件相对于馈送装置的所述至少一个距离小于预定的第二距离值时向馈送装置的方向和/或远离馈送装置的方向以第二速度和/或不同于第二速度的第三速度输送这叠有价文件，所述预定的第二距离值小于所述第一距离值。这样能够调整不同的操作模式来跟踪这叠有价文件。
20.例如，若根据距离传感器信号确定相应的最上面的有价文件距馈送装置的距离大于40毫米(预定的第一距离值)，则调整为高速(第一速度)，以向着馈送装置的方向快速跟
踪。该第一速度的水平优选是固定的，并且不能手动调节(例如由维修技术人员调节)。在这种情况下，第一速度与为操作所述设备设置的最大速度对应。
21.另一方面，若根据距离传感器信号确定相应的最上面的有价文件距馈送装置的距离小于预定的第一距离值(40毫米)，则调整为中速或正常速度(第二速度)，以向着馈送装置的方向跟踪这叠有价文件。所述设备优选设置为使得所述第二速度的水平可手动地预先确定，例如由操作员预先确定，或者自动地预先确定。
22.若根据距离传感器信号还发现一叠有价文件中的相应的最上面的有价文件相对于馈送装置的距离小于预定的第二距离值(例如10毫米)，则可使跟踪这叠有价文件的速度继续保持在第二速度，或者重新调节第二速度，从而以偏离第二速度的第三速度进行跟踪。
23.当然，也可为不同的距离范围设置其它阈值和速度。在一个实施例中，也可设置与五个距离范围对应的五个速度。因此，能够设想，在最上面的有价文件的距离值被馈送装置识别为从0毫米至15毫米特定距离值(第一距离范围)时，所述设备以0毫米/秒的第一速度跟踪成叠有价文件。若该距离值落在限定比第一距离范围大的距离的第二距离范围(例如15毫米至20毫米的距离)内，则将跟踪成叠有价文件的速度设定为3.5毫米/秒或每秒35个有价文件的第二速度。若该距离值落在限定比第二距离范围大的距离的第三距离范围(例如20毫米至25毫米的距离)内，则将跟踪成叠有价文件的速度设定为3.9毫米/秒或每秒40个有价文件的第三速度。若该距离值落在限定比第三距离范围大的距离的第四距离范围(例如25毫米至35毫米的距离)内，则将跟踪成叠有价文件的速度设定为高于第三速度的第四速度，例如5毫米/秒。若该距离值落在限定比第四距离范围大的距离的第五距离范围(例如大于35毫米的距离)内，则将跟踪成叠有价文件的速度设定为8毫米/秒的第五速度。
24.也可为每个分拣周期限定一个跟踪段，而不是在此限定的跟踪速度，这也属于跟踪速度的概念。例如，所述分拣周期限定两个分拣步骤之间的时间，或者限定第一有价文件的分拣步骤的开始与第二钞票的分拣步骤的开始之间的时间。例如，若分拣速度为每秒33张钞票，则分拣周期大约为0.031秒。优选随着每个信号周期重新确定所述距离。优选根据所确定的距离设定跟踪速度。为此，可为跟踪指定待覆盖的跟踪路径，即，为跟踪预先确定的在一个分拣周期内向馈送装置的方向移动成叠钞票的跟踪路径。在此，例如也可与已经说明的速度类似地根据距离确定不同的跟踪路径，例如0微米的第一跟踪路径、85微米的第二跟踪路径、100微米的第三跟踪路径、200微米的第四跟踪路径、以及400微米的第五跟踪路径，由此从跟踪路径和分拣周期确定跟踪速度。
25.或者或另外，还可激活反向跟踪，其中将输送装置连同位于其上的成叠有价文件再次向远离馈送装置的方向导引一点。例如，在距离传感器信号和输送装置的当前调节速度导致成叠有价文件中的相应的最上面的有价文件距馈送装置仅有50毫秒以下的时间距离时，即，在给定速度下需要50毫秒以下的时间接触到馈送装置时，会发生这种情况。优选在此操作模式下还可调节速度(第二或第三速度)。
26.进一步优选的是，馈送装置构造为空气挡板，该空气挡板适于吸住成叠有价文件中的相应的最上面的有价文件，从而将其从成叠有价文件上提起，并将其向拾取装置的方向输送。
27.在另一个优选实施例中，馈送装置(尤其是构造为空气挡板)是可枢转地安装的，并且设有驱动装置(例如步进电机的形式)，该驱动装置适于通过枢转馈送装置来设置馈送
装置相对于输送装置和/或相对于成叠有价文件(尤其是相对于成叠有价文件中的相应的最上面的有价文件)的倾角。
28.所述控制装置优选适于控制所述驱动装置，以根据所述至少一个距离传感器信号(尤其是根据所述至少一个距离传感器信号和所述至少一个成叠有价文件传感器信号)调节馈送装置相对于输送装置或成叠有价文件(尤其是相对于成叠有价文件中的相应的最上面的有价文件)的倾角。或者或另外，所述控制装置适于控制所述驱动装置以调节馈送装置的倾角，使得馈送装置基本上平行于成叠有价文件中的相应的最上面的有价文件延伸。这能以简单且可靠的方式确保成叠有价文件的相应的最上面的有价文件相对于馈送装置始终具有所需的或理想的位置和/或方位。例如，能够可靠地实现在相应的最上面的有价文件与馈送装置之间始终存在很小但有限的距离或间隙。这能确保将有价文件特别可靠地馈送至分拣装置，例如分拣间隙。
29.所述至少一个距离传感器优选配置为光学和/或声学和/或电容传感器，该传感器适于通过电磁波、声波或容量确定来检测相应的最上面的有价文件相对于馈送装置的所述至少一个距离。光学传感器(例如所谓的激光路径测量传感器)可在必要或有利的情况下以高采样率工作，并且可使用相应的算法评估在每种情况下产生的信号。例如，这样能够考虑到构造为空气挡板的馈送装置不仅通过吸力影响相应的最上面的有价文件而且还影响位于最上面的有价文件之下的一个或多个有价文件由此将它们向上或向馈送装置的方向移动的情况。利用声学传感器(例如所谓的超声波路径测量传感器)还能可靠地检测可能位于相应的最上面的有价文件之下的有价文件。
30.本发明的有利之处在于，能够提供较简单的评估逻辑并简化设备的结构或使其更经济高效，例如通过省略用于跟踪和/或馈送成叠有价文件的所谓摇杆和/或用于识别输送装置的存放元件上的有价文件的附加挡光板或光电二极管来实现。此外，还能改善有价文件的分拣，因为能够消除或补偿边缘对比度、折叠或倾斜的有价文件或来自外部的光入射等因素的影响。还能减少清理工作或清理问题。调整馈送装置的倾角的优选方案能进一步提高分拣的可靠性。
31.优选所述控制装置适于根据距离传感器信号确定或至少估计位于或存留在输送装置的支撑元件(例如耙子的形式)上的有价文件的数量，并且可选地向操作员输出信号输出(所谓的重新装载信号)，以向设备中插入另外的有价文件。或者或另外，所述控制装置可适于根据距离传感器信号识别出支撑元件(例如耙子或摇杆的形式)已经到达最大和/或最上位置，或者确定其何时到达最大和/或最上位置。或者或另外，所述控制装置可适于根据距离传感器信号识别不同格式的有价文件。在上述实施例中，可省略先前专门为这些目的提供的附加传感器和/或摄像头。
附图说明
32.通过参照附图做出的以下说明，能够更清晰地了解本发明的更多优点、特征和应用可能性。在附图中：
33.图1示出了有价文件处理系统的一个实例；
34.图2示出了用于分拣有价文件的设备的第二实例；和
35.图3示出了用于分拣有价文件的设备的第三实例。
具体实施方式
36.图1示出了有价文件处理系统1的一个实例的示意图，该系统具有用于分拣有价文件2(尤其是钞票)的设备5的第一实例，所述有价文件以成叠有价文件3的形式插入到设备5中，并被输送装置4、6向馈送装置7的方向输送。
37.在此实例中，输送装置4、6具有支撑元件4，该支撑元件优选构造为耙子，它能够借助于输送驱动装置6向馈送装置7的方向和/或远离馈送装置7的方向移动。
38.馈送装置7优选构造为所谓的空气挡板，它适于利用空气流吸住位于成叠有价文件3中的相应的最上面的有价文件2，从而将其从成叠有价文件3提起，并将其输送至所谓的分拣辊8，该分拣辊8可能与另外的分拣元件相互作用，它从成叠有价文件3拾取有价文件2，并将其转移至输送装置10。出于说明的原因，在此实例中，可能存在的另外的分拣元件(例如一个或多个辊和/或带的形式)仅由所谓的保持辊8’表示。
39.被分拣的有价文件2由输送装置10输送至检查装置20，在检查装置20中检查有价文件2的属性，例如面额和/或状况和/或原真性。为此，设有一个或多个检查传感器21，它们检查有价文件2的物理属性，并将这些属性转换为相应的传感器信号，这些信号在控制装置9中评估。
40.控制装置9还适于控制开关11、12，从而在每种情况下根据确定的属性将处理后的有价文件2转移到第一或第二容器13或14中。在此，例如，良好状况(“健康”)的有价文件2被放置在第一容器13中，而不良状况(“不健康”)的有价文件2被放置在第二容器14中。根据应用的情况，也可将有价文件2存储在不同的容器13、14中，例如根据它们的面额来存储。还可设置更多开关和更多容器(未示出)或更多处理元件，例如用于销毁具有某些属性的有价文件2的粉碎机，这由箭头15示出。
41.在馈送装置7的区域中，布置有一个或多个距离传感器16、17，这些距离传感器适于检测成叠有价文件3中的相应的最上面的有价文件2相对于馈送装置7和/或距离传感器16、17的距离，并产生相应的距离传感器信号。
42.控制装置9适于根据距离传感器信号或从其导出的信号或参数控制和/或调节成叠有价文件3相对于馈送装置7的输送和/或馈送装置7相对于成叠有价文件3的位置(尤其是相对于成叠有价文件3中的相应的最上面的有价文件2的位置)。结果，能够以简单且经济高效的方式调节成叠有价文件3或相应的最上面的有价文件2相对于馈送装置7的位置或方位，这有利于特别可靠地分拣成叠有价文件3中的有价文件。
43.图2示出了用于分拣有价文件2(尤其是钞票)的设备5的第二实例的示意图。在此实例中，设有两个距离传感器16、17，它们例如配置为光路测量传感器，并且布置在馈送装置7的上方。光路测量传感器优选具有光学检测器和光源，该光源向有价文件2的方向发送至少一个光束(以虚线示出)，优选是可见光或红外光束，并且借助于光学检测器检测由有价文件2反射的光。虽然在此图中距离传感器16、17与馈送装置7的上侧接触，但是原则上说它们也可与馈送装置7的上侧分隔开。距离传感器也可集成在馈送装置7中，或者布置在馈送装置7的下侧，即，馈送装置7的指向成叠有价文件3的一侧。
44.在此实例中，馈送装置7具有两个穿透点7a和7b，由相应的距离传感器16、17发射的光和由相应的有价文件2反射的光可通过所述穿透点7a和7b穿过馈送装置7。
45.根据由距离传感器16、17产生的距离传感器信号，在控制装置9中确定成叠有价文
件3或相应的最上面的有价文件2距馈送装置7的距离d。或者或另外，还可根据距离传感器信号确定相应的距离传感器16或17与成叠有价文件3中的相应的最上面的有价文件2之间的距离d’。由于在此确定的距离d’仅与距离d相差已知的量(在此实例中是馈送装置7的高度)，因此在本发明的意义内，距离d’也表示相应的最上面的有价文件2相对于馈送装置7的距离的量度。
46.控制装置9优选适于根据距离传感器信号和/或从其确定的距离d或d’控制成叠有价文件3相对于馈送装置7的输送速度v和/或方向。例如，可为此目的提供用于跟踪成叠有价文件3的不同操作模式。为了说明这一点，下面通过示例来解释三种不同的操作模式。
47.i)例如，若发现最上面的有价文件2与馈送装置7的距离d大于40毫米，则通过相应地激活输送驱动装置6来调节到比预先调节的正常或标准跟踪速度快的跟踪速度v。
48.ii)例如，若距离d小于40毫米，则通过相应地激活输送驱动装置6来调节到较慢的、尤其是预先调节的正常跟踪速度v。
49.iii)例如，若最上面的有价文件2与馈送装置7之间的距离d小于10毫米，则可在控制装置9中评估迄今为止调节的正常跟踪速度，并且可选地重新调节跟踪速度。可选地，也可进行反向跟踪，即，将成叠有价文件3或支撑元件4向远离馈送装置7的方向输送。
50.原则上说，上述的对成叠有价文件3或成叠有价文件3中的相应的最上面的有价文件2距馈送装置7的距离d或d’的检测可仅使用一个距离传感器16或17进行，或者也可使用两个以上的距离传感器进行。相应地，这适用于根据一个或两个以上的距离传感器信号或从其导出的距离d和d’控制成叠有价文件3的跟踪的情况。
51.作为光路测量传感器的替代或补充，距离传感器16、17也可配置为声学传感器(例如基于超声波的传感器)和/或电容传感器。
52.作为上述成叠有价文件3的跟踪控制的替代或补充，可根据距离传感器信号或从其导出的距离d和d’改变馈送装置7相对于成叠有价文件3和/或相对于成叠有价文件3中的相应的最上面的有价文件2的位置和/或方位。这将在下文中更详细地说明。
53.图3示出了用于分拣有价文件的设备5的第三实例。与图2所示的实例相比，馈送装置7是可枢转地安装的，从而可根据需要将其从基本上平行于支撑元件4的位置转走，使其优选处于基本平行于相应的最上面的有价文件2的位置。
54.为此，提供了驱动装置23、24，所述驱动装置在此实例中仅是非常示意性地示出的，并且例如具有步进电机23，该步进电机23固定地布置在设备5中，并且例如通过齿轮与设置在馈送装置7上的致动元件24相互作用，使得所述致动元件能够与馈送装置7一起向着由双箭头所示的方向枢转。
55.距离传感器16、17优选在馈送装置7枢转期间多次和/或以很短的时间间隔和/或连续地检测相应的最上面的有价文件2距馈送装置7的距离，其中控制装置9根据由此产生的距离传感器信号控制驱动装置23、24，尤其是调节馈送装置7的倾角，该倾角基本上与相应的最上面的有价文件2的倾斜度对应。
56.除了调节馈送装置7的倾角之外，还可根据距离传感器信号或由此导出的距离借助于输送装置4、6实现成叠有价文件3的跟踪。
57.作为使馈送装置7枢转的替代或补充，还可确定成叠有价文件3的高度和/或密度，并根据所确定的成叠有价文件的高度或密度借助于输送装置4、6实现成叠有价文件3的跟
踪。
58.例如，可利用摄像头18检测成叠有价文件3的高度，例如通过有价文件边缘的自动检测来进行，所述摄像头18的图像在控制装置9中被分析。例如，可利用透射光挡板19确定成叠有价文件3的密度。
59.控制装置9优选适于根据距离传感器信号或由此导出的距离以及所确定的成叠有价文件3的高度和/或密度控制输送装置4、6以跟踪成叠有价文件3和/或控制驱动装置23、24以枢转馈送装置7。