CN101159022B - 一种自动收/发卡机及卡箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高速公路自动收/发IC卡的卡机和卡箱，卡机的内安装有弹簧，弹簧一端固定，另一端连接托板，对托板施以向出卡口方向的力，托板可通过卡箱底部进入卡箱，在弹簧弹力作用下沿卡箱侧的滑槽纵向移动，推动卡片，使顶部卡片贴紧拨卡机构，实现连续发卡。其不但对卡片的公差和厚薄没有要求，兼容性强，而且推动卡片运动的托板和弹簧在机箱内而不在卡箱内，不会因卡箱转运过程导致的弹簧和托板倾斜、移位、扭曲或者变形，不存在因这些因素造成的收、发卡故障，因而故障率更低。

Description

一种自动收/发卡机及卡箱

技术领域：

本发明涉及公路或停车场收费系统中用于发放及回收卡片的自动收/发卡机，以及用于自动收/发卡机的卡箱。

背景技术：

高速公路或停车场，需通过在入口处发放IC卡和在出口处回收IC卡来计费和收费。目前，大部分的收费系统是采用人工收发卡进行收费，其难于管理，有作弊漏洞，且人工发卡劳动力运作成本高。为解决上述问题，有些高速公路已使用无人值守的自动收/发卡机，通过卡机自动收发卡片，计费和收费，使用方便，节省人力。然而，现有的无人值守自动收/发卡机出卡故障率较高，而繁忙的高速公路车道车流量可达数万辆每日，其对卡机故障率要求极其苛刻，既使万分之一的故障率，也会影响收/发卡而造成堵车。

早期的自动收/发卡机，使用螺杆驱动托板，螺杆由步进电机驱动，步进电机每转动一次，推动卡片上移一个行程，实现卡片连续发放。其行程控制精度高，对卡片的精度要求很高，需保证步进电机转动一次推动卡片移动的行程与卡片的厚度一致，而现实中卡片使用一段时间后会不平衡，造成公差，这些公差的累积到一定程度后，螺杆将难以再准确地将卡片输送到出卡口处，带来发卡故障的提高，必须人工对卡机进行调整。此种卡机行程的控制精度还受机器新旧的影响，长时间使用后，由于螺杆磨损，会导致行程控制精度的下降，其更增加了发卡机的故障率。此外，我国高速公路网络纵横，不同高速路经营公司的卡片厚度不一，也增加了卡机的发卡故障。

为了克服上述缺陷，现有自动收/发卡机基本都弹簧结构，卡箱内安装有弹簧，弹簧带着托板，由弹簧对托板施力以推动卡片上移，实现连续发卡。其结构简单，托板的行程可通过弹簧自动调节，行程精度降低，但适应性提高，即使卡片有厚度不一，也能保证卡片准确的被托到出卡口的位置，实现连续拨卡。然而，卡箱经常需要转运，这种卡箱在转运过程中由于摇晃、跌倒、跌落等原因，弹簧和托板可能倾斜、移位、扭曲或者变形，使托板不水平，对托板和弹簧的升降水平产生不平衡的影响，使托板上的卡片不能对正出卡口，造成出卡故障。其故障率虽然较螺杆式要低，但仍嫌不够。此外，其弹簧和托板处于卡箱内，占用了箱内空间，降低了卡箱的空间利用率。

另外，现有的自动收/发卡机的卡箱，发完卡或者收满卡后，需从卡机中取出，由于卡箱内卡片数量直接对应收费帐目，因而卡箱的转运过程需要严格控制，不允许卡片被盗出而作弊。目前的卡箱主要使用一般的钥匙锁来封存卡片，其钥匙由人控制，有人为因素介入，仍有作弊可能。也有的卡箱通过电磁锁封存卡片，然而这些电磁锁通过接通电源即可打开，其安全性仍嫌不够。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种工作可靠、出卡故障率极低、兼容性强、且造价较低的自动收/发卡机。

本发明的另一目的在于提供一种用于上述自动收/发卡机的卡箱，卡箱必须插入卡机中才能开锁，脱离开卡机就会自动锁紧，以提高卡箱的安全性。

本发明所述的自动收/发卡机，机箱有可供卡箱插入或拔出的卡箱室，卡箱室上方有收/拨卡机构及输送卡片的传输通道，其机箱内安装有弹簧，弹簧一端固定，另一端连接托板，对托板施以向出卡口方向的力。

本发明所述的用于上述自动收/发卡机的卡箱，有箱体，箱体底部敞开，底部的边缘有托住卡片的卡台，箱侧开有可使卡机的托板沿箱体移动的纵向槽，箱体顶部两侧有可供盖板插入的插槽，箱体顶部边缘处安装电磁锁，盖板上设置相应的锁孔，盖板插入插槽时，电磁锁的锁栓可插入锁孔内，电磁锁的电路中串联卡箱插入机箱方可触通的开关。

本发明所述的自动收/发卡机，其同样通过弹簧结构，推动卡片上下升降收/发卡，对卡片的公差和厚薄要求低，兼容性强。而且，其推动卡片的托板和弹簧等推动升降机构处于机箱内，而不在卡箱内，卡箱内没有推动卡片的升降机构，卡箱转运过程中的摇晃、跌倒、跌落等，完全不会对卡机内托板和弹簧的升降水平产生不平衡的影响，托板不会倾斜，因而可大幅度地降低发卡故障率。同时，推卡卡片升降的机构不在卡箱内，卡箱结构简单、成本低，且对卡箱精度没有要求，即使卡箱长期使用发生磨损也不会影响推卡机构升降的平衡度。还有，托板、弹簧等推动卡片的机构不属于卡箱部分，卡箱内部还能够安装更多的卡片，空间利用率更高。

本发明所述的卡箱，卡箱顶部的电磁锁，在卡箱插入机箱内时才能导通，卡箱抽出机箱后，电磁锁的电路断电，锁栓插入盖板的锁孔内锁紧，即使接上电源，盖板也无法打开，只有卡箱再次插入卡机内，电磁锁才能够解锁，其整个过程不存在人为因素的介入，更好地杜绝了作弊问题，安全性更高。

附图说明：

图1  为一种自动收/发卡机的结构示意图；

图2  为一种自动收/发卡机的结构示意图；

图3  为图2的俯视图；

图4  为图2的俯视图；

图5  为一种自动收/发卡机的结构示意图；

图6  为一种自动收/发卡机的结构示意图；

图7  为导套的示意图；

图8  为导套的示意图；

图9  为一种弹簧的端部示意图；

图10 为一种弹簧端部的示意图；

图11 为一种自动收/发卡机的结构示意图；

图12 为一种卡箱的结构示意图；

图13 为图12的侧视图；

图14 为图12的俯视图。

具体实施方式：

实施例1，如图1，一种自动收/发卡机，机箱1的卡箱室2可插入或抽出卡箱3，卡箱室2上方有收/拨卡机构4及输送卡片的传输通道5，弹簧8安装在机箱内，一端固定在机箱顶部，另一端连接托板7，对托板7施以向上的拉力。卡箱3的箱体底部敞开，底部的边缘有托住卡片的卡台9，箱侧开有纵向槽10，托板7可从箱体底部进入，在弹簧力的作用下，沿卡箱3内纵向移动，推动卡片，使顶部卡片贴紧拨卡机构，实现连续发卡。

上述结构，通过弹簧8拉动托板7在卡箱3内移动，弹簧是柔性件，托板7推动卡片运动的过程很可能是存在扭摆的曲线运动过程，使卡片有时不能被平衡推至卡口位，而带来发卡故障。为保证托板始终能够平衡运动，降低出卡故障，如图2，导杆6安装在卡箱室2一侧，托板7一侧套在导杆6上，可沿导杆6移动，弹簧8套于导杆6外，一端固定，另一端连接托板7，对托板7施以向上的拉力。其托板7套于导杆6上运动，能够保证托板7的直线运动，可进一步降低发卡故障率。

托板7可以仅套于一根导杆6外，与一根套于导杆6外的弹簧8相连，如图3；也可以同时套于两根导杆6外，与套于两根导杆6外的两根弹簧8相连，如图4。

上述弹簧8也可以是压簧，其安装于托板7下方，通过推力推动托板7，弹簧8可套于导杆6上，也可以不套在导杆6上，其都能保证托板7的移动，如图5。

托板7运动时，其一侧受向上的弹簧作用力，另一侧受到卡片重力产生的向下作用力，两个力的作用点分别位于托板的两侧，不在一条直线上，托板7在运动过程中有倾斜的可能，其同样会给卡机带来发卡故障。为了进一步降低卡机的故障率，避免因此产生的故障，在托板7上安装有导套11，通过导套11套于导杆6外。由于导套和导杆的配合是精确配合，因此能够限制托板7倾斜，使托板始终平衡，因而能够避免此故障的发生，卡机的故障率更进一步的降低。导套11可以装在托板7的上侧，如图2、图5，也可装在托板7的下侧，如图6。导套可以是光滑的套筒12，如图7，也可以是直线轴承13，如图8。直线轴承13通过多排纵向滚珠与导杆6配合，其沿导杆6运动摩擦更小、更顺畅，同时各滚珠顶住导杆6，其配合更精确，能够完全限制托板7的偏斜，故障率更低。

弹簧8可以为一端封闭的弹簧，在弹簧8的一个端部焊接有金属块14，如图9，或者弹簧8的一个端部类似盘形蚊香逐渐缩小，如图10，导杆6直接插入弹簧8，将弹簧8封闭端顶在机箱1壁面，即可固定弹簧8，其安装快捷、方便。

卡箱3取走后，在弹簧力作用下，托板7会处于卡箱室2偏上位置，再次安装卡箱3时，卡箱3需从顶部插入，下压托板7，才能顺利装入。如果需要从侧面安装卡箱3，将会因为托板7的阻挡不能便利地安装。为使此情况下能够方便安装卡箱3，如图11，卡箱室2可开一侧门15，在卡箱3的下方安装一卡锁16，当需从侧面安装卡箱3时，可先将托板7压至卡锁16下方锁住后，再将卡箱3装入，卡箱3装好后打开卡锁16即可。卡锁16可以为倾斜面朝上的弹簧锁，托板7可从倾斜面自动压下，却必须在开锁后才能弹上。卡锁16也可以为电控锁，当需要锁住托板7时，电控锁在托板7压下后，锁栓伸出锁住，而需要松开托板7时，锁栓又能缩回，其均为现有技术。为了便于下压托板7，托板7连接伸出机箱的手柄，通过操作手柄来压下托板7。托板7也可由丝杆结构驱动，托板7上有安装于丝杆上的丝杆螺母，通过丝杆电机带动丝杆，驱动托板7上、下移动。

实施例2，一种收/发卡机的卡箱，如图12、图13和图14，卡箱3的箱体顶部两侧有可插入盖板17的插槽18，箱体顶部边缘安装电磁锁19，盖板17上相应处有锁孔20，电磁锁19的电路中串联有干簧管开关21，卡机的机箱1内与干簧管开关21相应位置处有电磁铁，卡箱3抽出机箱1后，干簧管开关21断开电路，电磁锁19失电，锁栓22插入盖板17的锁孔20内锁紧，此时盖板17无法打开。只有当卡箱3再次插入到卡机内，机箱1内的电磁铁再次将干簧管开关21导通时，电磁锁19才能够解锁。其卡箱3离开卡机后无法打开，整个卡箱转运过程，既使通电也无法打开，安全性高，能更好的杜绝作弊。同时，干簧管开关21通过磁力导通，其不需要通过电线连接，卡箱3上没有与它相连的接线端，在卡箱3外无法看出干簧管开关21安装的确切位置，既使知道开箱方法也难以快速的开箱，为杜绝作弊更增加了保障。如果在电磁锁19电路中串联多个干簧管开关21，干簧管开关21分别安装在卡箱3多个不同位置上，同时在机箱1相应的多个位置上安装相应的电磁铁，还能够更加地保险。

电磁锁19电路中串联的开关也可为位于箱体底部的两个金属触片，机箱1上相应位置处的导通装置为导电片，卡箱3取出时，金属片断开，电磁锁锁紧；卡箱3装入机箱1内时，导电片能将两金属触片导通，电磁锁19解锁。

为实现对卡片封闭式管理，卡箱3必须装有可读、写的记忆单元，用于识别卡箱的身份，现有技术用于识别储卡箱身份的记忆单元是采用信息钮扣，这种信息钮扣的储存量很少，只能记忆卡箱身份和卡箱内的卡片实际张数，同时信息纽扣性能稳定性差，稍碰到干扰(例如：信息冲击，静电干扰等)，就会丢失数据，致使信息纽扣记录的卡箱内卡片数不准确，有时甚至还会变动卡箱的身份信息，使系统管理无法严谨。为确保这些数据不会错，本专利的卡箱3改用IC卡作为识别卡箱身份的身份卡23，其安装于卡箱3一侧，卡机机箱1内对应身份卡的位置上装有读写器天线24，如图2，当卡箱3放入卡机时，卡机的读写器天线可对着卡箱3的身份卡23读、写，由于IC卡的储存量很大，所以读写器天线24不但可向身份卡23内写入卡箱的身份号，卡箱内存放的卡数，还可以将其卡箱内全部通行卡的信息从计算机复到身份卡上，当需要了解卡箱通行卡的资料，只需要用任意的读写器天线对其读取，卡箱内的每一张通行卡的资料都可以立即查询到，使每一张卡片的来龙去脉，都可以实时跟踪，对系统管理通行卡起到非常重要的作用。也由于IC卡的技术很成熟、性能很稳定，不会受到信息冲击，静电干扰，因而卡箱的身份信息和卡箱内的储存数据很准确，使系统管理能够严谨，完善。

Claims (10)

1.一种自动收/发卡机，机箱（1）有可供卡箱（3）插入或拔出的卡箱室（2），其特征在于：卡箱室（2）上方有收/拨卡机构（4）及输送卡片的传输通道（5），机箱(1)内安装有弹簧(8)，弹簧(8)一端固定，另一端连接托板(7)，对托板施以向出卡口方向的力。

2.根据权利要求1所述的自动收/发卡机，其特征在于：卡箱室（2）一侧安装导杆（6），托板（7）一侧套装在导杆（6）上，可沿导杆（6）移动。

3.根据权利要求2所述的自动收/发卡机，其特征在于：托板（7）上固定有导套(11)，托板(7)通过导套(11)套装于导杆(6)上。

4.根据权利要求2所述的自动收/发卡机，其特征在于：卡箱(3)下方的机箱(1)内安装有可锁住下压的托板(7)的卡锁(16)。

5.根据权利要求2所述的自动收/发卡机，其特征在于：机箱（1）内安装有连接IC卡读写器的读写器天线（24）。

6.根据权利要求3所述的自动收/发卡机，其特征在于：所述导套（11）为套筒（12）或直线轴承（13）。

7.一种用于权利要求1-6中任何一项所述的自动收/发卡机的卡箱，有箱体，其特征在于：箱体底部敞开，底部的边缘有托住卡片的卡台(9)，箱侧开有可使卡机的托板(7)沿箱纵向移动的滑槽(10)，箱体顶部两侧有可供盖板(17)插入的插槽(18)，箱体顶部边缘处安装电磁锁(19)，盖板(17)上设置相应的锁孔(20)，盖板插入插槽时，电磁锁(19)的锁栓(22)可插入锁孔(20)内，电磁锁(19)的电路中串联有卡箱(3)插入机箱方可触通的开关。

8.根据权利要求7所述的自动收/发卡机的卡箱，其特征在于：卡箱（3）插入机箱(1)方可触通的开关为干簧管开关(21)，机箱(1)内与干簧管开关(21)相应位置处安装电磁铁。

9.根据权利要求7所述的自动收/发卡机的卡箱，其特征在于：卡箱(3)插入机箱方可导通的开关为两个或两个以上相互串联的干簧管开关(21)，各干簧管开关(21)分别安装于卡箱（3）内不同位置，卡机上与各干簧管开关（21）相应的位置均安装有电磁铁。

10.根据权利要求7所述的自动收/发卡机的卡箱，其特征在于：箱体上安装有可由机箱内读写器天线（24）读、写的IC卡作为身份卡（23）。

Images