CN101524929B

CN101524929B - 号码机字轮的编码装置及编码方法

Info

Publication number: CN101524929B
Application number: CN2008100076560A
Authority: CN
Inventors: 尧木旺; 安儒强; 陈小成; 王海江; 曾广珍; 赵红艳; 王文庆; 李劲; 马业辉; 梁晓燕; 罗宗平; 马国斌; 詹文; 肖海岩
Original assignee: China Banknote Printing and Minting Corp
Current assignee: China Banknote Printing and Minting Corp
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2028-03-04
Also published as: CN101524929A

Abstract

本发明公开了一种号码机字轮的编码装置，其包括：1个或数个沿其圆周均布≤2ⁿ、＞2^n-1个印刷字符的字轮，其中n为大于1的自然数；，临近字轮外圆周设置有传感器单元在所述字轮上设有用于向传感器单元发送磁信号的数个磁性元件；对应每一个字轮的传感器单元包括n-1个传感器元件，该传感器元件按着字轮上的印刷字符在圆周方向的间隔角度连续设置；所述磁性元件包括正反两个极性的磁性元件；所述传感器元件包括正反两个极性磁性元件触发有效的两种传感器元件；该装置还包括将所述传感器元件检测的前一个字符编码与跳动后的字符编码相叠加的计算机处理器；且所述磁性元件和传感器元件的排布方式为：以n-1个传感器元件检测的数个印刷字符的编码相同时，与该具有相同编码的字符相邻的前一印刷字符的编码为不相同的编码的方式排列。其解决了现有的编码装置实现各字符的全编码需要的传感器元件多、进而给号码机带来的空间位置小的问题等。

Description

号码机字轮的编码装置及编码方法

技术领域

本发明涉及一种编码装置，尤其是涉及一种号码机字轮的编码装置。

背景技术

号码机是在印刷品中印刷标记的机器，号码机按运转方式分为轮转式、平台式等，用于不同的印刷机，每台印刷机按照印品的要求安装不同数量的号码机，从一台到几十台不等。号码机是由不同数量的字轮组成，字轮数量是根据印刷标记的位数决定的，常用的为十位，从一位到数十位。印刷的标记也可以任意设计、雕刻，如：***数字、中文数字、英文字母、图形、条形码、多维码等等，种类繁多。

多位字轮组成的号码机在印刷过程中是自动进位的，可以印刷连续的不重复的号码，但号码机在印刷过程中有时会产生机械故障使字轮运转发生错误，如多跳、少跳、半位等，造成废品，这在有价证卷的印刷中是不允许的。

为了解决这一问题，技术人员安装了检测设备，保证印刷的正确。目前检测设备大概分为两类：一类是印前检测，一类是印后检测。印前检测是在号码机字轮跳动之后、印刷之前对号码机每个字轮进行检测，发现错误控制印刷机停止印刷。

目前的印前检测是通过安装在号码机字轮轴侧的数个传感器以及镶嵌在字轮上的数个磁性元件的排布，从而通过传感器以及对应的磁性元件读取编码，字轮上的不同印刷符号对应不同的编码，再通过计算机读取编码就能识别号码机字轮上的每个数字，从而，确定待印数字(字符)是否正确。

在该领域中有各种编码方法，采用的传感器也各种各样，通常对四位以下进行编码需要采用二位传感器(2²＝4)，对八位以下进行编码需要采用三位传感器(2³＝8)，对十六位以下进行编码需要采用四位传感器(2⁴＝16)，以次类推。

目前我国印钞使用的号码机最大由十位字轮组成，前两位为冠字(字母)后八位为数字，每位字轮又有十位不同的字母或数字组成。200520005302.4号实用新型公开了一种号码机的全编码装置，即涉及一种具有10位印刷字符字轮的号码机编码装置，数个印刷字轮10，在每一位字轮上设有4个磁体元件20，其沿均布于字轮上的10个数字、按顺时针方向分别间隔1个数字、3个数字、2个数字、4个数字地设在相邻的数字的中间位置；在临近字轮外圆周设置用于接收磁体元件的磁信号的4个霍尔元件40A、B、C、D，霍尔元件按着字轮上数字间隔的角度连续设在字轮的外圆周。参见图1，该全编码装置通过4个霍尔元件(输出特性一致)，与之对应在字轮上的4个磁性元件(极性一致)，进行采集编码信号，可以编出十六位BCD码，仅使用10位数字的全编码。以下为该全编码装置的字轮对应的(转动)每一个数字4个HALL元件A、B、C、D产生的BCD编码：

字轮印刷数字 BCD码(ABCD)

0 0001

9 0010

8 0101

7 1010

6 0100

5 1001

4 0011

3 0110

2 1100

1 1000

在印刷过程中，号码机的数字字轮是转动的，每印刷一张自动进一位，霍尔传感器是固定的，字轮每跳动一位，四个霍尔传感器会有不同的状态，对应字轮上每位数字组成唯一的BCD码，计算机读取该编码即可判断字轮的状态。

目前国外生产的全编码号码机也是是采用了四个霍尔线性传感器，磁钢排列方式不一样，编码原理是一样的。

对号码机的字轮进行编码其目的就是一个：向计算机提供可靠的数据，让计算机识别字轮的状态，保证印刷数字的正确。号码机的构造不但有电路还有很复杂的机械结构，如：字轮、进位扒齿、定位扒齿、进位摇臂、弹簧、大位锁定装置等等。其中电路占有很大的空间，直接影响其他机械的设计。对于有十位数字(或9-16位数字)的字轮如果使10(9-16)个印刷数字编码不重复，需要采用用四位编码，即采用4个霍尔元件，按字轮印刷字符的间隔角度连续设置，要占用36°*3＝108°的角度(圆心到霍尔元件中心线的最大夹角)，也就是说在该角度上不能安装其他机械结构，给机械的设计造成很大难题，不得不减小部件尺寸、改变运动角度等，因而也降低了机械强度和运转的可靠系数。为了使字轮周围有足够的安装其他机械结构的空间，国内外生产的全编码号码机定位装置都不得不提高设计，非常接近印刷面，因而给印刷也造成困难，如：印刷产品容易蹭脏，拨号、起号及清洗号码机困难等。因此，一种能够实现对号码机的字轮进行全编码，同时又能够减少占用空间的编码装置成为本领域技术人员追求的目标。

发明内容

本发明旨在解决现有的号码机的编码装置，小于等于2ⁿ、大于2^n-1位数字字轮需设n个霍尔元件用以实现对应≤2ⁿ、＞2^n-1位数字的全编码，n个霍尔元件设置将限制其他机械结构的安装的技术问题。

本发明的技术方案为：一种号码机字轮的编码装置，其包括：1个或数个沿其圆周均布≤2ⁿ、＞2^n-1个印刷字符的、且可以将所述字符转至印刷位置的字轮，其中n为大于1的自然数；临近字轮外圆周设置有传感器单元；在所述字轮上设有用于向所述传感器单元发送磁信号的数个磁性元件，其特征在于，对应每一个字轮的传感器单元包括n-1个传感器元件，该n-1个传感器元件按着字轮上的印刷字符在圆周方向的间隔角度连续设置；所述磁性元件包括正反两个极性的磁性元件；所述传感器元件包括正反两个极性磁性元件触发有效的两种传感器元件；该编码装置还包括将所述传感器元件检测的前一个字符编码与跳动后的字符编码相叠加的计算机处理器；且所述磁性元件和传感器元件的排布方式为：以n-1个传感器元件检测的数个印刷字符的编码相同时，与该具有相同编码的字符相邻的前印刷字符的编码为不相同的编码的方式排列。

作为优选，所述的每个字轮上的字符为12个；所述传感器元件为霍尔元件，且所述霍尔元件为3个，其中一个或两个是N极触发有效的霍尔元件；所述磁性元件至少为8-12个。

其中，所述磁性元件为8个，其包括4个N极磁性元件和4个S极磁性元件，其两个为一组均布在12个印刷字符的间隔处，且每一组以不同的极性排列方式构成(NN；NS；SN；SS)；所述3个霍尔元件的排列方式为：相邻的两个霍尔元件为不同极性触发的霍尔元件。

另一种优选，所述磁性元件为9个为三个一组均布在12个印刷字符的间隔处，每一组磁性元件至少包括一个N极或S极磁性元件，且每一组以不同的极性排列方式构成。

较佳地，所述的9个磁性元件为三个一组均布在12个印刷字符的间隔处，每一组磁性元件至少包括一个N极磁性元件，三组分别以：S、S、N；S、N、S；N、S、S的方式均匀排布。

最好，所述3个不同极触发有效霍尔元件是以N、S、N或者以S、N、S布置。

本发明还提供一种采用本发明所述的号码机字轮的编码装置的编码方法，其包含以下步骤：1).通过所述三个霍尔元件读取的字轮待印字符的编码；2).通过计算机将该待印字符编码与刚印刷完的字符的编码进行叠加。

本发明由于采用上述技术方案，对于具有≤2ⁿ、＞2^n-1个印刷字符的字轮，在印刷字轮的周围设置n-1个霍尔元件，与现有技术的编码装置相比减少了一个霍尔元件，相应通过n-1个霍尔元件可以得到2^n-1个编码，通过计算机将两两相邻的编码进行叠加，从而可以得到2ⁿ个不同的编码，实现了具有n个印刷字符的字轮的号码机的全编码。由于霍尔元件的减少，为在字轮附近安装其他机械结构，提供了较大的空间，使相应的机械装置不需要减小部件尺寸、也不必改变运动角度等，从而保证了机械结构的强度和运转的可靠系数。并且可以降低全编码号码机定位装置的设计高度，使之上平面不再接近印刷面，方便了印刷，印刷产品减少了蹭脏的可能性，使得拨号、起号及清洗号码机更容易。

本发明具体还提供了每个字轮有十二位字符的号码机的编码装置，在印刷字轮的周围需要设置三个霍尔元件，通过该三个霍尔元件对设置在字轮上的磁性元件进行检测，而且三个霍尔元件包括N极触发有效的霍尔元件和S极触发有效的霍尔元件，从而可以得到8个不同的编码，再通过计算机将两两相邻的编码进行叠加，从而可以得到12个不同的编码。

附图说明

图1是现有的十位号码机的印刷字轮的全编码装置示意图；

图2A是本发明的号码机的全编码装置的第一实施例的结构示意图；

图2B是图2A的侧视图；

图2C是图2A的A-A剖面图；

图3是本发明的号码机的全编码装置的第二实施例的结构示意图；

图4是本发明的号码机的全编码装置的第三实施例的结构示意图。

其中：字轮100 号码机101 印刷字符102 磁性元件103

传感器单元104 N极磁性元件1031 S极磁性元件1032 霍尔元件104A

霍尔元件104C 霍尔元件104B 计算机处理器105

具体实施方式

实施例一，参见图2A、2B、2C，图中展示了本发明所述的号码机的编码装置，其包括：数个字轮100，字轮100的数量是根据印刷号码的位数设置的，本实施例以12位号码机为例，图中101为号码机，其包括12个印刷字轮100，参见图2C，每一个字轮100的圆周表面上设有均布的印刷字符102：分别为按顺时针方向均匀排布的：0、空、X、1、2、3、4、5、6、7、8、9。在字轮100上的设有8个磁性元件103，临近字轮100外圆周设置有传感器单元104；磁性元件103用于向传感器单元104发送磁信号，磁性元件103包括4个N极磁性元件1031和4个S极磁性元件1032，8个磁性元件两个为一组，4组磁性元件103的极性排列均不相同，四组磁性元件103的排列为：(N、N)；(S、S)；(S、N)；(N、S)；从字符0-9按顺时针方向排列，每组之间具有一个空位、使四组磁性元件均匀排列在字轮100的12个字符102的间隔处。传感器单元104包括3个霍尔元件104A、104B、104C；本实施例，其中霍尔元件104A、C为磁性元件N极触发有效的霍尔元件，104B为磁性元件S极触发有效的霍尔元件，本实施例，霍尔元件触发时输出编码设定为1，三个霍尔元件104A、104B、104C按着字轮100上的印刷字符102的间隔角度连续设置，并且相邻的霍尔元件为不同极性触发有效的霍尔元件，本发明的编码装置将霍尔元件检测的前一个字符编码与跳动后的字符编码相叠加的计算机处理器105，计算机处理器105与霍尔元件104A、B、C连接。

参见图2C，通过采用以上述排列方式设置的8个不同极性的磁性元件103，以及3个霍尔元件104A、B、C，霍尔元件触发时输出编码设定为1；对字轮100上的印刷字符进行检测，当印刷面为0时得到编码ABC＝000，印刷时字轮按顺时针旋转得到如下检测编码：

印刷字符 ABC

0 000

9 110

8 000

7 001

6 010

5 010

4 100

3 100

2 001

1 101

X 000

空 011

正常印刷时，字轮每转动一个字符要停顿一次，待印刷完成再转动一个字符。

利用计算机处理器105将前一个字符编码与跳动后的字符编码相叠加就会得到对应该待印字符的唯一的编码：

0＝空+0 011000

9＝0+9 000110

8＝9+8 110000

7＝8+7 000001

6＝7+6 001010

5＝6+5 010010

4＝5+4 010100

3＝4+3 100100

2＝3+2 100001

1＝2+1 001101

X＝1+X 101000

空＝X+空 000011

或者将相加的顺序改变也会得到对应每个字符的唯一的编码：

0＝0+空 000011

9＝9+0 110000

8＝8+9 000110

7＝7+8 001000

6＝6+7 010001

5＝5+6 010010

4＝4+5 100010

3＝3+4 100100

2＝2+3 001100

1＝1+2 101001

X＝X+1 000101

空＝空+X 011000

由此实施例可以看出，本发明的编码装置，HALL元件104A、B、C只占用连续的三个字轮空挡，比使用四个HALL少占用30°的角度，为机械设计提供了很大空间，机械的改变提高了号码机的使用寿命，也为实际印刷带来了方便。

显然，本实施例中的三个HALL元件104A、B、C可以安装在字轮轴侧的任意角度，产生的编码可以有多种，但原理是一样的。同时，四组磁性元件103：(N、N)；(S、S)；(S、N)；(N、S)的排列起始、终止位置也可以改变。其根本必须保证：采用三个霍尔元件检测出印刷字符的编码相同时，与该字符相邻的前面的字符的编码不再相同即可，也不可以出现连续三个相同的编码，以上面编码为例，霍尔元件104检测的印刷字符：“0”、“8”、“X”的编码均为“000”，此时与“0”字符相邻的前个字符“空”的编码为“011”，与“8”字符相邻的前个字符“9”的编码为“110”，与“X”字符相邻的前个字符“1”的编码为“101”，这三个编码均不相同，因此，经过计算机将本将本字符的检测码与上一印刷字符的检测码进行叠加后一定得到不同的编码：000011、000110、000101。

这充分说明，本发明通过采用n-1个具有不同极性触发的传感器元件可以实现2ⁿ个编码，对于磁钢的设置、排列、以及传感器元件的设置只要满足，当霍尔元件检测出某些印刷字符的编码相同时，与这些具有相同编码的字符相邻的前一个字符的编码不再相同即可。

采用上述编码装置对号码机进行检测时，首先，字轮转动后，例如：使待印字符0位于印刷位置，其次，传感器元件——霍尔元件对字轮上的磁钢进行检测，读取编码000，计算机将该编码与上一印刷字符(空格)的编码011进行叠加，从而得到待印字符对应唯一的检测编码，将该编码与计算机中预设的标准码进行比较，如果两者一致，则可以进行印刷，如果两者不同，则停止印刷。

实施例2，参见图3，图中展示了另一种编码装置，与上一实施例不同之处是，3个霍尔元件104A、104B、104C，其中104A、C两个为S极磁性元件触发有效的霍尔元件，104B为N极磁性元件有效的霍尔元件，且，霍尔元件触发输出为0，其对应各字符检测的检测编码为：

印数	编码ABC
		0	010
9	111
		8	100
7	011
		6	011
5	110
		4	110
3	101
		2	101
1	111
		X	011
空	111

当字轮顺时针转动时，上述检测编码经过计算机处理器叠加，可以得到对应每一印刷字符唯一的编码：

顺时针转动

印数	编码ABC	叠加方式一	编码	叠加方式二	编码
						0	010	0+空	010111	空+0	111010

9	111	9+0	111010	0+9	010111
						8	100	8+9	100111	9+8	111100
7	011	7+8	011100	8+7	100011
						6	011	6+7	011011	7+6	011011
5	110	5+6	110011	6+5	011110
						4	110	4+5	110110	5+4	110110
3	101	3+4	101110	4+3	110101
						2	101	2+3	101101	3+2	101101
1	111	1+2	111101	2+1	101111
						X	011	X+1	011111	1+X	111011
空	111	空+X	111011	X+空	011111

当字轮逆时针转动时，上述检测编码经过计算机处理器叠加，可以得到对应每一印刷字符唯一的编码：

逆时针转动

印数	编码ABC	叠加方式一	编码	叠加方式二	编码
						0	010	0+9	010111	9+0	111010
9	111	9+8	111100	8+9	100111
						8	100	8+7	100011	7+8	011100
7	011	7+6	011011	6+7	011011
						6	011	6+5	011110	5+6	110011
5	110	5+4	110110	4+5	110110
						4	110	4+3	110101	3+4	101110
3	101	3+2	101101	2+3	101101

2	101	2+1	101111	1+2	111101
						1	111	1+X	111011	X+1	011111
X	011	X+空	011111	空+X	111011
						空	111	空+0	111010	0+空	010111

参见图4，图中展示了本发明的又一具体实施方式的编码装置，其同样是以12位号码机为例，与实施例一不同之处是：磁性元件103为9个，其为三个一组均布在12个印刷字符的间隔处，每一组磁性元件至少包括一个N极或S极磁性元件，以便三组具有不同的排列方式，本实施例中，具有3个N极磁性元件、6个S极磁性元件，三组分别为：(S、S、N)；(S、N、S)；(N、S、S)，字轮的印刷字符的连续三个空位设置一组，每组之间留一个空挡不装磁钢，其可以选择不同的排布方式，只要保证每一组的磁钢的组成和排列与另一组不同。本实施例，第二组(S、N、S)磁钢排列在“9”、“0”、“”空、“X”四个字符的空挡内；第一组(S、S、N)磁钢排列在“5”、“6”、“7”、“8”四个字符的空挡内；第三组(N、S、S)磁钢排列在“1”、“2”、“3”、“4”四个字符的空挡内。本实施例中的传感器单元104为三个霍尔元件A、B、C，其分别为S、N、S极触发有效的霍尔元件，并且将触发时编码设定为0，通过该霍尔元件对12位印刷字符检测，得到的检测码为：

印刷字符	编码ABC
		0	011
9	111
		8	010
7	011
		6	001
5	100
		4	011
3	111
		2	000
1	111

X	110
		空	001

顺时针转动字轮时，将上述对应各字符的检测码进行叠加得到的每一印刷字符的唯一编码：

印刷字符	编码ABC	叠加方式一	编码	叠加方式二	编码
						0	110	空+0	011110	0+空	110011
9	110	0+9	110110	9+0	110110
						8	101	9+8	110101	8+9	101110
7	101	8+7	101101	7+8	101101
						6	111	7+6	101111	6+7	111101
5	001	6+5	111001	5+6	001111
						4	111	5+4	001111	4+5	111001
3	010	4+3	111010	3+4	010111
						2	111	3+2	010111	2+3	111010
1	100	2+1	111100	1+2	100111
						X	011	1+X	100011	X+1	011100
空	011	X+空	011011	空+X	011011

同理，本实施例中的9个磁性元件也可以为3个S极磁性元件、6个N极磁性元件，其也可以分为：(N、N、S)；(N、S、N)；(S、N、N)三组进行设置，而且，三个霍尔元件可以为：S、N、S或者N、S、N极触发有效的霍尔元件。

本发明所述的HALL元件采用开关量或线性均可。本发明上述实施例是以12位号码机的编码装置为例，其中传感器元件的设置位置、磁性元件的数量以及排列方式不限与上述实施例所公开的方式，其只要满足三个霍尔元件检测某些印刷字符的编码相同时，与这些具有相同编码的字符相邻的前面的字符的编码不再相同即可。本发明旨在减少霍尔元件的设置数量，例如：将现有的具有八位一十六位字符的字轮须设置四个传感器进行编码减少为3个传感器，从而减少传感器所占用字轮周围的空间角度。

根据上述具体实施例，显然本发明的技术方案也适用于具有小于等于2ⁿ(8(2³)、32(2⁵)、64(2⁶))、大于2^n-1(2²、2⁴、2⁵)个印刷字符的字轮，在印刷字轮的周围设置n-1(2.、4、5)个霍尔元件，相应通过n-1(2.、4、5)个霍尔元件可以得到2^n-1(4、16、32)个编码，通过计算机将两两相邻的编码进行叠加，从而可以得到2ⁿ(8、32、64)个不同的编码，实现了具有n个印刷字符的字轮的号码机的全编码。同时，本发明技术应用在印钞号码印刷工序，也可以推广到其他领域。

Claims

1.一种号码机字轮的编码装置，其包括：1个或数个沿其圆周均布≤2ⁿ、＞2^n-1个印刷字符的、且可以将所述字符转至印刷位置的字轮，其中n为大于1的自然数；邻近字轮外圆周设置有传感器单元，在所述字轮上设有用于向所述传感器单元发送磁信号的数个磁性元件；其特征在于，对应每一个字轮的传感器单元包括n-1个传感器元件，该n-1个传感器元件按着字轮上的印刷字符在圆周方向的间隔角度连续设置；所述磁性元件包括正反两个极性的磁性元件；所述传感器元件包括正反两个极性磁性元件触发有效的两种传感器元件；该编码装置还包括将所述传感器元件检测的前一个字符编码与跳动后的字符编码相叠加的计算机处理器；且所述磁性元件和传感器元件的排布方式为：以n-1个传感器元件检测的数个印刷字符的编码相同时，与该具有相同编码的字符相邻的前一印刷字符的编码为不相同的编码的方式排列。

2.根据权利要求1所述的号码机字轮的编码装置，其特征在于，所述的每个字轮上的字符为12个；所述传感器元件为霍尔元件，且所述霍尔元件为3个，其中一个或两个是N极触发有效的霍尔元件；所述磁性元件为8-12个。

3.根据权利要求2所述的号码机字轮的编码装置，其特征在于，所述磁性元件为8个，其包括4个N极磁性元件和4个S极磁性元件，其两个为一组均布在12个印刷字符的间隔处，且每一组以不同的极性排列方式构成：NN；NS；SN；SS；所述3个霍尔元件的排列方式为：相邻的两个霍尔元件为不同极性触发的霍尔元件。

4.根据权利要求2所述的号码机字轮的编码装置，其特征在于，所述磁性元件为9个，三个一组均布在12个印刷字符的间隔处，且每一组以不同的极性排列方式构成。

5.根据权利要求4所述的号码机字轮的编码装置，其特征在于，所述的9个磁性元件为3个N极磁性元件、6个S极磁性元件，或者为3个S极磁性元件、6个N极磁性元件，每一组磁性元件至少包括一个N极磁性元件、一个S极磁性元件，且每一组以不同的极性排列方式构成。

6.根据权利要求5所述的号码机字轮的编码装置，其特征在于，所述三组磁性元件为：S、S、N；S、N、S；N、S、S的方式均匀排布，或者为：N、N、S；N、S、N；S、N、N的方式均匀排布。

7.根据权利要求2-6其中任一项所述的号码机字轮的编码装置，其特征在于，所述3个不同极触发有效霍尔元件是以N、S、N或者以S、N、S布置。

8.采用权利要求1-7所述的号码机字轮的编码装置的编码方法，其特征在于，其包含以下步骤：

1).通过所述n-1个传感器元件，即霍尔元件读取设在字轮上的磁性元件的信号，得到待印字符的编码；

2).通过计算机将该待印字符编码与刚印刷完的字符的编码进行叠加。