CN102194258A - 一种收发卡机的推卡机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发卡机的推卡机构，包括机箱、拨卡机构、控制电路、检测开关及储卡箱，机箱内的推力弹簧的一端与箱底固定连接，弹簧的另一端与推板相连，推板上固定的推杆与储卡箱中的托板相连，在推力弹簧一侧装有由电路控制的、可驱动推板、又可解除驱动但仍对推板有小范围约束的可控推动机构。所述推卡机构，在推卡过程中遇到额外阻力时，其能够基本不影响驱动力均匀的情况下，可强行通过阻力点，能极大的降低发卡机的出卡故障率。

Description

一种收发卡机的推卡机构

技术领域

本发明涉及公路收费使用的收发卡机，特别是收发卡机中的推卡机构。

背景技术

高速公路收费用的收发卡机，有机箱、拨卡机构、托卡机构和储卡箱。把储卡箱放入收发卡机内，收发卡机的托卡、拨卡机构能把卡逐张收入或发出。

早期的推卡机构是在储卡箱的托板下装有丝杆，用步进电机带动丝杆转动，在储卡箱顶装有感应开关，当步进电机把卡片托到感应开关时，步进电机会停下，之后每发出或收入一张卡，控制板就控制步进电机推动托板运动一张卡片的行程，步进电机的移动是刚性的，可较精确地控制卡片的移动距离，以保证卡片能托至设计好的位置上，从而实现收、发卡。但这种结构，只适合在使用的卡片都在很规范和平整的状态下才能达到预期效果。而在高速公路实际使用环境上，使用的卡片环境很恶劣和很不正常；卡片在司机手上有被湿水的，有被折弯的，有放在车内有被太阳暴晒的，因此，高速公路上使用的通行卡，都有不同程度的变厚和不平整。尤其高速公路联网收费后，高速公路公司各自购买的卡片厚度又不一致，令储卡箱内的卡片状况就更复杂，其厚度既不一致又不平整。而步进电机的移动精确度高，其无法适应厚度不一又不平整的卡片。尤其是丝杆机构使用一段时间后，因磨损而产生积累误差，使卡片的移动经常不到准确位，从而发生出卡故障。一旦发生出卡故障，需人工排除，也意味着收费站拥堵。上述结构发卡机的故障率约千分之几，用户无法接受。

为降低出卡故障率，现有技术的托卡机构摒弃了步进电机带动丝杆的结构模式，主要采用在储卡箱内的托板下装弹簧，以弹簧力推动卡片移动。以弹性力驱动卡片，其对卡片和厚度误差的适应性较强，既简化了原有的丝杆结构又提高了对卡片厚度变化的适应能力。更重要的是，能大幅降低故障率。一般而言，采用弹性力推动卡片已基本满足了出卡故障率较低的要求。

采用弹性力推动卡片的机构，在试验室作长期连续发卡试验效果尚好，故障率很低。但实际使用过程故障率仍偏高，经分析原因：高速公路公司，为减小更换储卡箱的工作量，要求使用大容量的储卡箱（储卡400张以上）。而储卡箱的弹簧，其弹力须选择为既可以推动满载卡片，但又不能弹力太大。若弹力过大，在轻载时（卡箱中剩余少量卡片），卡片因过大的弹性力被压紧在出卡口处不能被拨出，而发生出卡故障。而在实际使用中，因为储卡箱需周转更换，其搬运过程不可避免会发生摔打、磕碰，储卡箱常有局部变形。卡箱的局部变形处会增加推卡的阻力，由于弹簧的弹力不能太大，遇到卡箱变形，弹簧不足以克服额外阻力，从而发生出卡故障；即使卡片勉强通过了阻力点，卡片也会因受阻而倾斜，造成发卡故障。另外储卡箱内难免进入沙尘，当沙尘粘在储卡箱内壁时，也会成为阻碍卡片移动的障碍物。如果采用增大弹簧刚性解决这两种出卡故障，强力的弹簧或可以强行通过阻力不算大的障碍物，但加大了弹力的弹簧又会使卡片在出卡口处受到过大的压紧力，憋死在出卡口，而提高出卡故障率。

因此，弹性力推动卡片的机构，虽已大幅降低故障率，却仍有出卡故障发生（万份之一以上），有出卡故障，就意味着收费站会因此而发生堵塞。中国交通部对收费站有很高要求，如果因收费站的原因造成有4辆车堵塞的，收费站要免费让车辆通过，而高速公路是不能让车辆不取卡而进入高速公路的，所以高速公路公司对无人值守自动发卡机有很高要求，对实际使用中对发卡机的出卡故障率大约在万分之一仍不满意，而希望故障率低于十万分之一以下，所以，单纯用弹性力推动卡片的机构，仍满足不了高速公路要求。

第200910046924.4号中国专利申请，给出了一种“带推卡机构的收发卡机”。其在发卡机的机箱内装有螺杆20驱动螺纹块21直线移动，浮动托板通过弹簧压在承载托板上，承载托板与螺纹块固接。 该机构结合了电机带动丝杆驱动和弹簧驱动的优点，推卡动力既使用刚性的电机丝杆驱动又保持了弹性驱动。

由于上述机构的承载托板与丝杆是固定连接的，弹簧的一端又固定连接在承载托板上。即，弹簧是随承载托板移动的，且弹簧的自由端不受约束。其适用于小储量的卡箱，但不适用于大储量卡箱，因为大储量卡箱行程大，必须用很长的弹簧，弹簧在重载和轻载时的输出力差异极大，仍有与前述的单纯弹簧驱动所遇到的卡箱变形或进入沙尘产生额外阻力的技术困难，其仍然会增大故障率。尤其，现在高速公路开始使用更先进的路径识别卡，其卡片厚度是现行IC卡的8倍，若储存400张卡的卡箱长度需1.8米长，上述机构无法适用。

另外，由于上述机构的弹簧的自由端不受承载板约束，若储卡箱变形，或卡箱内进入沙粒阻碍卡片移动时，丝杆机构可驱动托板强行通过阻力点，但通过阻力点之前弹簧受压变形、储能。因弹簧自由端不受约束，一旦通过阻力点，弹簧瞬间释放弹力能，其效果等效于托板受到瞬间撞击。托板被撞击可能使卡片被震动而倾斜，甚至可能使卡片被弹得跳起：卡片倾斜不能对正狭缝状的出卡口，而发生出卡故障；卡片弹跳会非正常地触及检测开关，只要卡片触及检测开关，控制电路就指令丝杆推卡机构停止动作，托板尚未处于正确位置，可能使卡片的承托力不足，卡片不能对正出卡口；也可能是推卡机构对卡片的压紧力过大，卡片被过度压紧无法被拨出，而发生出卡故障。

综上，上述机构用在较短的储卡箱中且在理想的工作环境下性能良好，但无法用于容量几百张IC卡的储卡箱，更不能用于路径识别卡的发卡机上；且推卡过程中发生一处或多处额外阻力时，也难以保证弹簧均匀输出推动力，弹簧力无规律的脉动，将增大发卡机的出卡故障率。

发明内容

本发明旨在给出一种可适应高速公路大储量储卡箱的发卡机推卡机构，使其在推卡过程中遇到额外阻力时可强行通过，且又基本不影响驱动力均匀，以进一步降低发卡机的出卡故障率。

本发明所述发卡机的推卡机构，包括机箱、拨卡机构、控制电路、检测开关及储卡箱，机箱内的推力弹簧的一端与箱底固定连接，弹簧的另一端与推板相连，推板上固定的推杆与储卡箱中的托板相连，在推力弹簧一侧装有由电路控制的、可驱动推板、又可解除驱动但仍对推板有小范围约束的可控推动机构。

所述的可控推动机构可以是电机驱动的丝杆，沿丝杆移动的动块一侧呈U形，罩在推板侧面。

可控推动机构还可以是电机驱动的链条，链条上固定动块，有连杆与推板和动块铰接。

本发明所述的推卡机构，在发卡机正常工作时，弹簧推动卡片上移且无阻力，推动机构的动块随推板移动；若因卡箱变形或箱内有沙粒，推卡过程中发生弹簧不能克服的阻力时，推板停止移动，弹簧被压缩，可控推动机构的动块仍在移动，动块和推板的相对位置变化将超出可控推动机构对推板的约束范围时，则可控推动机构驱动推板强行通过阻力点，通过阻力点后可控推动机构解除对推板的驱动，仍保持约束并随行。

所述机构由于推力弹簧的一端与箱底固定连接，弹簧另一端连接的推板与可控推动机构没有常态的固定连接，即，可控推动机构对推板既可驱动、又可解除驱动、但保持有限度的约束，使弹簧力的释放受到小范围约束，即使采用了刚性较大的弹簧，也能够保持基本均匀地输出弹力，而不致发生卡片在出卡口处被过分压紧造成故障。在发生推动阻力时，可控推动机构驱动推板通过阻力点是顺着弹簧力方向，不会造成弹簧受压变形、储能，也就不会发生弹簧通过阻力点后的瞬间释放弹力使卡片震动或弹跳；尤其是可控推动机构解除对推板的驱动后仍对推板有小范围约束，即使发生了弹簧瞬间释放弹力，其可移动的范围极小，仍不会发生箱内的卡片震动或弹跳；在卡箱内剩余的卡片很少（轻载）且弹簧力很大时，因弹簧力受到约束也不会发生对卡片压紧力过大的问题。因所述机构可避免推动受阻时弹簧储能，并瞬间释放弹力，可保证弹簧以均匀的推力驱动卡片，其可适应大储量的卡箱，使用长弹簧，甚至使用刚性较大的弹簧，都可保证均匀地输出推力。另外，所述的可控推动机构与推板不是固定连接，对可控推动机构的移动精度要求不高，无需使用现有技术必不可少的步进电机，而使用普通的电机即可。可降低成本并降低可控推动机构的故障率。

所述机构在实验室，使用多个因磕碰变形而淘汰的大储量旧储卡箱，并在箱内投放微量沙砾，连续工半年，未发生过出卡故障。

附图说明

图1、2  为两种所述机构的剖视示意图。

具体实施方式

实施例一，如图1所示，储卡箱1置于机箱2之上，储卡箱上部连接拨卡机构3、送卡机构4和检测开关13，储卡箱内有承托卡片5的托板6。机箱内的推力弹簧7一端机箱底部固定连接，另一端连接推板8，推板上固定的推杆9可插入储卡箱中与托板6相连，储卡箱顶部安装有检测开关13。在弹簧7一侧的可控推动机构A是电机驱动的丝杆10，与丝杆螺纹连接的动块11可沿丝杆上下移动，动块11一侧的控制件12呈U形罩在推板8的一端。由于控制件是罩在推板一端，其可以与推板接触实现驱动、又可以与推板分离解除驱动、还可以约束推板非正常的上下移动。

为了更精确地控制推板，可以在U形控制件12的两个伸出臂上安装感应开关14。工作时，如果没有推力弹簧不能克服的阻力，推板8贴紧上感应开关14，动块与推板随行；如果遇到阻力，动块继续上行，使下感应开关14贴紧推板驱动卡片移动，当卡片上升到出卡口处并触动检测开关13，则卡片就位，处于被拨出的准备状态，电路指令可控推动机构略倒退，与感应开关分离，使弹簧能发挥柔性，可完全避免卡片在出卡口处被过度压紧和适应不平整、厚薄不一的卡片。控制电路与前述现有技术的电路相似，本实施例的功能在原有电路上本领域技术人员可轻易实现，不赘述。

储卡箱1可固定安装在机箱2之内，其一则设置可堆叠放入卡片的入卡口。通过储卡箱侧面设置的入卡口，可将卡片一叠叠的直接塞入，其加卡方便、快速。

实施例二，图2所示的是本发明的另一种实施方式，可控推动机构A是电机20驱动的链条21或绳索，链条上铰接一个可上下摆动的连杆22，连杆另一端与推板8连接。该结构的强推机构A与推板8虽然在形式上没有分离，但因连杆可摆动，可控推动机构在向上或向下的一定行程内不能驱动推板8移动，其等效于实施例一的动块11与推板8可相连又可分离、且对推板有约束。其余与实施例一相同。

Claims (5)

1.一种收发卡机的推卡机构，包括机箱（2）、拨卡机构（3）、控制电路、检测开关（13）及储卡箱（1），其特征在于，机箱内的推力弹簧（7）的一端与箱底固定连接，弹簧的另一端与推板（8）相连，推板上固定的推杆（9）与储卡箱中的托板（6）相连，在推力弹簧一侧装有由电路控制的、可驱动推板（8）、又可解除驱动但仍对推板有约束的可控推动机构（A）。

2.根据权利要求1所述的发卡机推卡机构，其特征在于，可控推动机构(A)是电机（20）驱动的丝杆（10），沿丝杆移动的动块（11）一侧呈U形，罩在推板（8）侧面。

3.根据权利要求1或2所述的发卡机推卡机构，其特征在于，U形控制件（12）的两个伸出臂上安装感应开关（14）。

4.根据权利要求1所述发卡机推卡机构，其特征在于，可控推动机构（A）是电机（20）驱动的链条（21），链条上固定动块(11)，有连杆(22 )与推板（8）和动块（11）铰接。

5.根据权利要求1 所述的发卡机推卡机构，其特征在于，储卡箱固定安装在机箱（2）之内，储卡箱一则有可叠推放入卡片的入卡口。

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