金濟民 ，李溶溶，金澤雄

（1.浙江機電職業(yè)技術(shù)學院，機械工程學院，杭州 310053；2.浙江省天正設計工程有限公司，杭州 310012；3.杭州求是高級中學，杭州 310013）

1 引言

目前，隨著我國工商業(yè)的發(fā)展，帶動銀行業(yè)務和出國旅游等業(yè)務的飛速發(fā)展，銀行與企業(yè)間的票據(jù)往來日益繁多，若銀行為每家開戶企業(yè)準備一票據(jù)箱，則會占用很大空間，而很多時候票據(jù)箱是空置的，造成很大的浪費；同樣，公安部門辦理的身份證、護照等證件也會造成排長隊取證件的情況，主要原因是找證件的時間較長。因此，急需一種高效的票據(jù)證件管理柜，能快速地找到目標箱進行存?。?］。

2 票據(jù)證件管理柜的總體設計

為了解決上述問題，我們設計了票據(jù)證件管理柜。如圖1所示，它包括柜體1、底座2、推出機構(gòu)9、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)10和整機控制系統(tǒng)等，柜體1 內(nèi)設有支撐架8，支撐架為多層環(huán)狀結(jié)構(gòu)，固定于旋轉(zhuǎn)機構(gòu)上，內(nèi)設有儲存盒7。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)安裝在底座上，支撐架的中間設有將儲存盒推出的推出機構(gòu)，推出機構(gòu)固定在柜體頂部上安裝板14 上。柜體的正面設有供儲存盒推出的小門19，以及供人機對話的顯示屏16、鍵盤18和條形碼識別器17［1］。

圖1 票據(jù)證件管理柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

銀行或公安部門工作人員通過人機對話窗口，將票據(jù)或證件放入儲存盒，并打印相應的條形碼，將條形碼寄給客戶，客戶就可以憑條形碼到條形碼識別器上一掃，條形碼識別器根據(jù)條形碼上記載的地址，啟動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)和推出機構(gòu)移動裝置，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)轉(zhuǎn)動支撐架，把相應的儲存盒轉(zhuǎn)動至柜體的正前方，推出機構(gòu)移動裝置將推出機構(gòu)移動至相應的層，然后啟動推出裝置，將儲存盒推出，前方小門打開，客戶就可以取到票據(jù)或證件。

3 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的設計

票據(jù)證件管理柜的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)如圖1所示，底座2 上固定有一臺階的芯軸3，芯軸3 上部嵌套軸承4，軸承4的外圈配合安裝在大齒輪5的中心孔內(nèi)，使大齒輪轉(zhuǎn)動平穩(wěn)輕巧。大齒輪上方安裝支撐盤6，支撐盤6 上方固定支撐架8。底座上固定有步進電機12，電機的輸出軸上安裝有小齒輪11，小齒輪與大齒輪嚙合［2］。

當控制系統(tǒng)驅(qū)動步進電機時，小齒輪轉(zhuǎn)動，并帶動大齒輪轉(zhuǎn)動，使大齒輪上的支撐盤轉(zhuǎn)動，從而控制柜體內(nèi)的支撐架轉(zhuǎn)動。所以，只要我們控制步進電機的轉(zhuǎn)動步數(shù)，就可以控制支撐架上的某一列儲存盒轉(zhuǎn)到正前方，供推出機構(gòu)推出。

4 儲存盒的設計

圖2 儲存盒示意圖

儲存盒分為上蓋1和底盒2兩部分，如圖2所示，上蓋和底盒通過扭簧7 相連接；上蓋的頂面為前高后低的斜面結(jié)構(gòu)，其中支撐架上設有罩在儲存盒外部的罩殼8，上蓋頂在罩殼的蓋板上。罩殼上設有橫向安裝的導軌3，底盒上設有套在導軌上的滑塊5，導軌上套有彈簧4，彈簧的兩端分別頂在滑塊、罩殼外端側(cè)邊上。底盒后端面上安裝有擋塊6。儲存盒自然放置時，由于扭簧的作用為打開狀態(tài)；閉合時，從側(cè)面看為楔形，前高后低［3］。

當推出機構(gòu)的撞塊頂住擋塊向外推出儲存盒時，儲存盒在導軌的導向作用下往外滑出，同時套在導軌上的彈簧被壓縮，上蓋在扭簧的作用下逐漸打開，此時可以存取票據(jù)或證件。當推出機構(gòu)后退時，彈簧在彈力的作用下，將儲存盒推回，同時，上蓋在罩殼蓋板的頂住下閉合，實現(xiàn)了開啟和閉合的功能。

5 推出機構(gòu)的設計

如圖3所示，推出機構(gòu)包括安裝板1，安裝板上裝有電機安裝板10、T 型軌道5和兩端限位板7，電機安裝板上裝有電機2，電機2軸上安裝有齒輪3，齒輪下安裝有相嚙合的齒條4，齒條套裝在T 型軌道上，并可在T 型軌道上自由的滑動，齒條的前端裝有撞塊8。齒條右端還設有限位銷6。安裝板的后端面與滑塊9 及絲桿螺母副14 連接，便于推出機構(gòu)的上下移動。滑塊套在導軌15 上，導軌兩端固定在上安裝板12和下安裝板17 上，中間的絲桿螺母副上端通過聯(lián)軸器13 與電機11的軸連接，下端通過軸承18 安裝在下安裝板上，電機11 安裝在上安裝板上，上、下安裝板通過底板16 連接在一起［4-5］。

圖3 推出機構(gòu)示意圖

當推出機構(gòu)接到指令后，啟動電機11 轉(zhuǎn)動，把推出裝置移動至要推出的層，同時旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動，使對應的一列儲存盒轉(zhuǎn)向正前方，從而找到目標盒。然后通過電機2驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪帶動齒條在T 型軌道上滑動，并驅(qū)動撞塊向外推出。撞塊頂向儲存盒，并將儲存盒推出罩殼外；返回時，電機2 反轉(zhuǎn)，驅(qū)動齒輪并帶動齒條往回滑動，完成推出儲存盒的功能。

6 結(jié)論

經(jīng)過上述設計，制作了樣機進行試驗，能快速地找到目標箱，滿足了方便快速存取的需求，節(jié)省了大量的空間，提高了辦事效率，達到了理想的效果。該產(chǎn)品已取得了5 項實用新型專利，為后續(xù)發(fā)展獲得了知識產(chǎn)權(quán)的保護。

［1］金濟民，金澤雄，高永祥，等.票據(jù)證件管理柜：中國，ZL 2012 2 0141426.5［P］.2012-11-14.

［2］金濟民，金澤雄，高永祥，等.票據(jù)證件管理柜的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)：中國，ZL 2012 2 0141584.0［P］.2012-10-31.

［3］金濟民，金澤雄，高永祥，等.用于票據(jù)證件管理柜上的儲存盒：中國，ZL 2012 2 0141598.2［P］.2012-10-31.

［4］金濟民，金澤雄，高永祥，等.票據(jù)證件管理柜的推出機構(gòu)移動控制裝置：中國，ZL 2012 2 0141427.X［P］.2012-10-31.

［5］金濟民，金澤雄，高永祥，等.票據(jù)證件管理柜的推出機構(gòu)：中國，ZL 2012 2 0141591.0［P］.2012-10-31.