CN102622617A - 一种收/发卡机及推卡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种收/发卡机及推卡方法，收/发卡机包括储卡箱、托卡机构、拨卡机构和卡片传输机构；在托卡机构与收/发卡机底部之间设有产生向下拉力F_拉的均衡力机构；推卡方法是在发卡过程中，压簧产生一向上的弹力F_弹，通过一产生向下拉力F_拉的均衡力机构使得G_卡+F_拉-F_弹＝K，其中K保持为一定值，G_卡为储卡机构内所有卡片的重力。利用本发明的均衡力机构和推卡方法，产生K力，使托卡弹力F_弹无论承载重或轻、弹簧行程大或小，K值都保持在定值范围内，从而达到增大了储卡箱的容卡量，拨卡机构也能保证顺畅、可靠地收入或拨出每张卡片。

Description

一种收/发卡机及推卡方法

技术领域

本发明涉及公路收费使用的收/发卡机，特别是收/发卡机中推卡机内的均衡力机构。

背景技术

公路收费系统用的收/发卡机，有储卡箱，储卡箱向发卡机的拨卡、送卡机构供卡，有采用弹性动力的托卡机构，托卡机构在储卡箱中上/下移动，在收卡机，托卡机构把卡推向储卡箱底部；在发卡机，托卡机构把卡片推送到拨卡机构一侧，拨卡机构可将卡片逐一拨出。

早期的推卡机构是在储卡箱的托板下装有丝杆，由步进电机带动丝杆转动，推动托板和托板上放置的卡片向拨卡机构方向移动，从而达到收、发卡效果。步进电机钢性地保持一定值运动，储卡箱内的卡片无论是多还是少，步进电机都能控制卡片在定值的距离中移动，所以储卡箱内装有的卡片可以很多，也可以很少。此结构在试验室作长期连续发卡试验效果是很好的。但在实际使用中，因高速公路收费流通的卡片使用后，会因使用中沾有汗水或在车内被阳光暴晒略膨胀变厚，甚至弯翘变形；尤其在高速公路联网收费中，各高速公路的管理公司各自发行的卡片厚度不一致。在这样复杂和恶劣的使用环境下，步进电机的钢性定值运动就无法适应高速公路上使用的各种状态的卡片，从而发生很多出卡故障。而一旦发生出卡故障，需人工排除，就意味着收费站堵塞。高速公路是不接受收费站堵塞的，所以很早，步进电机带动丝杆转动推动卡片的设备已被淘汰。

为降低出卡故障率，现有技术的推卡机构摒弃了步进电机带动丝杆转动推卡的结构，采用弹簧单向弹力推卡结构代替步进电机带动丝杆转动结构，其弹簧一端安装在设备最底部，另一端与托卡板相连，托卡板承载着卡片在储卡箱内上下移动。以弹性力驱动卡片，其对卡片厚度误差的适应性强，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。

但单向弹性力推动卡片，因弹簧特征，又限制了卡片多与小的距离，即储卡箱内装卡片的数量，先要满足当储卡箱内只剩下一张卡片时，弹簧不因承载力大量减小、增强弹力而把卡片憋死，拨卡机构的电机能够力把最后一张卡拨出这条件下而设计储卡箱内的储卡量，目前，经验得出当弹簧的弹力能适应一张卡片时，储卡箱内储最多储存500张0.8厘厚的IC卡。

第200910046924.4号中国专利申请中，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。该机构发明的目的是希望通过电机带动丝杆驱动推卡结合弹簧容差性强的优点，达到钢性推动卡片移动，最后依靠弹性适应各种卡，将卡片推到准确位置的效果。但上述专利由于其机构的承载托板与螺纹块是固定连接、且弹簧是支撑在承载托板上，即弹簧是跟着托板移动的。托板越上升，托板与上限位之间的空间越小，因此弹簧的长度只能选择小于托板上升到最高点、托板与上限位之间的空间距离。也就是说，在同一储卡箱空间下，上述专利机构的弹簧，一定远比单用弹簧机构的弹簧长度要短得多。而根据弹力特性，同一规格的弹簧，弹簧越短，其适应力度的变化就越差。所以上述专利的推卡机构，其储卡量比单用弹簧机构的更小。另，根据弹力的分析，当弹簧在固定空间上发辉其弹力，其弹力是F＝F_弹-G_卡(F_弹为弹簧的弹力，G_卡为储卡机构内所有卡的重力)。而当弹簧不是在固定空间上发辉其弹力，在发卡过程中，由于F_弹和G_卡的变化量不同，其弹力就不是F＝F_弹-G_卡，还增加距离因素，从而造成了F为一及其不稳定的值，更易导致卡片稍多，弹簧承载力不够托不起卡，卡片小，弹簧因其力大增把被卡死而发不出卡的故障。

综上，无论是采用单弹簧向单一方向施力推卡机构，或是上述专利所述的机构，都无法使储卡箱能提高储卡量。

但在高速公路上，尤其是车流量大的车道，收/发卡量大，为减小工作量，应尽可能减少更换储卡箱次数，即要求储卡箱的储卡量大，储量越大卡箱越长，尤其高速公路收费已开始使用更先进的路径识别卡，卡片厚度约5mm，所需更长的储卡箱，大储量卡箱的弹簧需承托更重的卡片，上述二种推卡机构，都无法满足大容量卡箱要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种收/发卡机，利用本发明的均衡力机构，产生K力，使托卡弹力F_弹无论承载重或轻、弹簧行程大或小，K值都保持在定值范围内，从而达到增大了储卡箱的容卡量，拨卡机构也能保证顺畅、轻松、可靠地收入或拨出每张卡片。

本发明的另一目的是提供一种收/发卡机的推卡方法，利用本发明的推卡方法，使托卡弹力F_弹无论承载重或轻、弹簧行程大或小，K值都保持在定值范围内，从而达到增大了储卡箱的容卡量，拨卡机构也能保证顺畅、轻松、可靠地收入或拨出每张卡片。

为达到上述第一目的，一种收/发卡机包括储卡箱、托卡机构、拨卡机构和卡片传输机构；所述的储卡箱用于盛装卡片；所述的托卡机构，采用弹力托着卡片并能在储卡箱内上下移动；所述的拨卡机构，能把卡片逐一拨入或拨出储卡箱的卡口，通过卡片传输机构把卡片收入或发出；在托卡机构与收/发卡机底部之间设有产生向下拉力F_拉的均衡力机构。

作为具体化，所述的均衡力机构为设在托板和收/发卡机底部之间的拉簧，即拉簧与托卡机构为相对向的力。F_弹向拨卡机构施力，F_拉向拨卡机构的反方向施力。在发卡时，把F_弹设置为能承载储卡箱装卡片最多时的力度。发卡时，每发一张卡，托板上升一次，F_拉发挥拉力一次，使F_弹的弹力限制在储卡箱装卡片最多时的力度，这样，即使储卡箱内剩下一张卡片，拨卡机构仍能顺畅、轻松、可靠地把卡发出。在收卡时，把F_弹设置为能承载储卡箱装卡片最多时的力度。当储卡箱为空时，F_拉发挥最大拉力，把F_弹的弹力限制在储卡箱装卡片最多时的力度。每收一张卡，托板下降一次，F_拉发挥拉力一次，无论储卡箱装入多少张卡，都能使拨卡机构顺畅、可靠地收入第一张卡，也能承载满卡箱的卡。

所述的均衡力机构包括一端连接在托卡机构上的拉绳，拉绳的另一端连接有配重块。

所述的托卡机构包括托板、压簧、导套及导柱，托板固定在导柱的上端，导套固定在收/发卡机内，导柱能在导套内滑动，压簧设在导柱底面和收/发卡机底部之间。

所述的托卡机构包括托板、压簧、滑套及导杆，导杆的下端固定在收/发卡机底部上，滑套套在导杆上，且滑套的上端固定在托板上；所述的压簧套在导杆上，且压簧设在滑套底面和收/发卡机底部之间。

本发明的有益效果是：由于增设了产生向下拉力的均衡力机构，使得G_卡、F_弹和F_拉的合力K保持一定值范围内，这样，托卡机构的F_弹力则可保持在承载卡片最多时的力度，拨卡机构能轻松、顺畅、可靠地把多与少，重与轻变化大的卡片拨出或收入，使储卡箱的储卡量比现有技术产品增加几倍，满足到高速公路的要求。

为达到上述第二目的，一种收/发卡机的推卡方法，收/发卡机包括储卡箱、托卡机构、拨卡机构和卡片传输机构；所述的储卡箱用于盛装卡片；所述的托卡机构，采用弹力托着卡片并能在储卡箱内上下移动；所述的拨卡机构，能把卡片逐一拨入或拨出储卡箱的卡口，通过卡片传输机构把卡片收入或发出；在托卡机构与收/发卡机底部之间设有产生向下拉力F_拉的均衡力机构，通过均衡力帮助推卡，其方法是：在收或发卡过程中，储卡箱内的卡片重力为G_卡，托卡机构产生向上的弹力为F_弹，所述的均衡力机构产生的向下拉力为F_拉，随着卡片在储卡箱内的变化，G_卡、F_弹和F_拉三者产生合力K，K＝G_卡+F_拉-F_弹；通过增设拉力F_拉，无论托卡机构的承载是重或轻、推卡机构的行程是大或小，合力K值保持在定值范围内。

作为具体化，所述的均衡力机构为设在托卡机构和收/发卡机底部之间的拉簧，拉簧一端连接在托板上，另一端固定在收/发卡机底部上。通过拉簧产生变化的F_拉，即拉簧与托卡机构为相对向的力。具体来说，托卡机构向拨卡机构施力，拉簧向拨卡机构的反方向施力。在发卡机，通过F_拉把F_弹的力度保持在能承载储卡箱装卡片最多时的力度。无论储卡箱装入的卡变化有多少，其力度变化有多大，其K力不发生变化，使拨卡机构能顺畅、轻松、可靠地收入或拨出第一张卡和装满卡箱的卡。

所述的均衡力机构包括一端连接在托卡机构上的拉绳，拉绳的另一端连接有配重块，通过配重块形成一向下的拉力F_拉。

所述的托卡机构包括托板、压簧、导套及导柱，托板固定在导柱的上端，导套固定在收/发卡机内，导柱能在导套内滑动，压簧设在导柱底面和收/发卡机底部之间。

所述的托卡机构包括托板、压簧、滑套及导杆，导杆的下端固定在收/发卡机底部上，滑套套在导杆上，且滑套的上端固定在托板上；所述的压簧套在导杆上，且压簧设在滑套底面和收/发卡机底部之间。

本发明的有益效果是：由于增设了产生向下拉力的均衡力机构，使得G_卡、F_弹和F_拉的合力K保持一定值范围内，这样，托卡机构的F_弹力则可保持在承载卡片最多时的力度，拨卡机构能轻松、顺畅、可靠地把多与少，重与轻变化大的卡片拨出或收入，使储卡箱的储卡量比现有技术产品增加几倍，满足到高速公路的要求。

在本发明中，所记载的“K值保持在一定值范围内”是指K值在一确定的值H范围内具有固定的上下偏差值，H值根据拨卡机构能顺利将卡拨出来选择，本领域的技术人员根据上述条件既能确定H值大小，偏差值选择±4N。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例2的结构示意图。

图3为实施例3的结构示意图。

图4为实施例4的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

实施例1

如图1所示，一种收/发卡机包括用于盛装卡片的储卡箱1、设在收/发卡机下端部的能托住卡片的托卡机构2、安装在储卡箱顶部的将卡片从出卡口逐一拨出的拨卡机构3和将拨出的卡片向外送出的卡片输送机构4。

储卡箱1为箱体结构。

所述的托卡机构2包括托板21、导杆22、导套(未示出)及压簧24。托板21用于托住卡片，导杆22的上端固定在托板21上，导套固定在收/发卡机内，导柱22能在导套内滑动，压簧24设在导柱底面和收/发卡机底部之间；在托板与收/发卡机底部之间设有产生向下拉力F_拉的均衡力机构25，所述的均衡力机构25为设在托板21和收/发卡机底部之间的拉簧，拉簧一端连接在托板上，另一端固定在收/发卡机底部上。

在收或发卡过程中，储卡箱1内的卡片重力为G_卡，托卡机构2产生向上的弹力为F_弹，所述的均衡力机构25产生的向下拉力为F_拉，随着卡片在储卡箱内的变化，G_卡、F_弹和F_拉三者产生合力K，K＝G_卡+F_拉-F_弹，K值保持一定值范围内；通过增设拉力F_拉，无论储卡箱装入的卡变化有多少，其力度变化有多大，其K力不发生变化，使拨卡机构能收入或发出第一张卡和装满卡箱的卡，并将每一张卡片顺畅、轻松、可靠地收入或拨出，不会出现卡片卡死或拨不出卡片的现象。

实施例2

如图2所示，一种收发卡机包括用于盛装卡片的储卡箱1、设在储卡箱1下端部的能托着卡片的托卡机构2、安装在储卡箱顶部的将卡片从出卡口逐一拨出的拨卡机构3和将拨出的卡片向外送出的卡片输送机构4。

储卡箱1为箱体结构。

所述的托卡机构2包括托板21、导杆22、导套(未示出)及压簧24。托板21用于托住卡片，导柱22的上端固定在托板21上，导套固定在收/发卡机内，导柱22能在导套内滑动，压簧24设在导柱底面和收/发卡机底部之间；在托板与收/发卡机底部之间设有产生向下拉力F_拉的均衡力机构25，所述的均衡力机构25为设在托板21上的拉绳252及连接在拉绳上的配重块252。配重块252的总重量为储卡箱内卡片最多时的重量，并设计为多段，当配重块252被吊起，具有向下拉的拉力F_拉。配重块252的段块越被吊起得多，其拉力越大。当储卡箱内卡片被拨空，配重块的拉力等于满箱卡片时卡片的总重量。

在收或发卡过程中，储卡箱1内的卡片重力为G_卡，托卡机构2产生向上的弹力为F_弹，配重块252分为多段，每段的重量与弹簧松弛的力度匹配，配重块一端连接着托板。发卡时，卡片被拨出，托板向上移动，配重块252被托板吊起，产生了向下拉的拉力F_拉。即G_卡、F_弹和F_拉三者产生合力K，K＝G_卡+F_拉-F_弹，K值保持定值范围内；通过增设拉力F_拉，无论储卡箱装入的卡变化有多少，其力度变化有多大，其K力不发生变化，使拨卡机构能收入或出第一张卡和装满卡箱的卡，并将每一张卡片顺畅、轻松、可靠地收入或拨出，不会出现卡片卡死或拨不出卡片的现象。

实施例3

如图3所示，一种收发卡机包括用于盛装卡片的储卡箱1、设在储卡箱1下端部的能托着卡片的托卡机构2、安装在储卡箱顶部的将卡片从出卡口逐一拨出的拨卡机构3和将拨出的卡片向外送出的卡片输送机构4。

储卡箱1为箱体结构。

所述的托卡机构2包括托板21、滑套26、导杆27、压簧24。托板21用于托住卡片，滑套26的上端固定在托板21上，且套在导杆27上，导杆27固定在收/发卡机的底面上，压簧24设在滑套26下端面和收/发卡机底部之间，且压簧套在导杆上；在托板与收/发卡机之间设有产生向下拉力F_拉的均衡力机构25，所述的均衡力机构25为设在托板21和收/发卡机底部之间的拉簧，拉簧一端连接在托板上，另一端固定在收/发卡机底部上。

在收或发卡过程中，储卡箱1内的卡片重力为G_卡，托卡机构2产生向上的弹力为F_弹，所述的均衡力机构25产生的向下拉力为F_拉，随着卡片在储卡箱内的变化，G_卡、F_弹和F_拉三者产生合力K，K＝G_卡+F_拉-F_弹，K值保持一定值范围内；通过增设拉力F_拉，无论储卡箱装入的卡变化有多少，其力度变化有多大，其K力不发生变化，使拨卡机构能收入或出第一张卡和装满卡箱的卡，并将每一张卡片顺畅、轻松、可靠地收入或拨出，不会出现卡片卡死或拨不出卡片的现象。

实施例4

如图4所示，一种收/发卡机包括用于盛装卡片的储卡箱1、设在储卡箱1下端部的能托着卡片的托卡机构2、安装在储卡箱顶部的将卡片从出卡口逐一拨出的拨卡机构3和将拨出的卡片向外送出的卡片输送机构4。

储卡箱1为箱体结构。

所述的托卡机构2包括托板21、滑套26、导杆27、压簧24。托板21用于托住卡片，滑套26的上端固定在托板21上，且套在导杆27上，导杆27固定在收/发卡机的底面上，压簧24设在滑套26下端面和收/发卡机底部之间，且压簧套在导杆上；在托板与收/发卡机之间设有产生向下拉力F_拉的均衡力机构25，所述的均衡力机构25为设在托板21上的拉绳252及连接在拉绳上的配重块252。配重块252分为多段，每段的重量与弹簧松弛的力度匹配，配重块一端连接着托板。发卡时，卡片被拨出，托板向上移动，配重块252被托板吊起，产生了向下拉的拉力F_拉。F_拉当储卡箱内的卡片全部被拨出，配重块的拉力等于满箱卡片时卡片的重量。收卡时，被托板吊起的配重块252随着托板向下移而被承托着，逐步减轻拉力，F_拉当卡片全部装满储卡箱时，配重块完全被托着，不产生拉力。

在收或发卡过程中，储卡箱1内的卡片重力为G_卡，托卡机构2产生向上的弹力为F_弹，配重块252吊起，具有向下拉的拉力F_拉。配重块252设计为多段，配重块252的段块越被吊起得多，其拉力越大。配重块252被托着，向下拉的拉力F_拉减小，随着卡片在储卡箱内的变化，G_卡、F_弹和F_拉三者产生合力K，K＝G_卡+F_拉-F_弹，K值保持在定值范围内；通过增设拉力F_拉，无论储卡箱装入的卡变化有多少，其力度变化有多大，其K力不发生变化，使拨卡机构能收入或出第一张卡和装满卡箱的卡，并将每一张卡片顺畅、轻松、可靠地收入或拨出，不会出现卡片卡死或拨不出卡片的现象。

Claims (10)

1.一种收/发卡机，包括储卡箱、托卡机构、拨卡机构和卡片传输机构；所述的储卡箱用于盛装卡片；所述的托卡机构，采用弹力托着卡片并能在储卡箱内上下移动；所述的拨卡机构，能把卡片逐一拨入或拨出储卡箱的卡口，通过卡片传输机构把卡片收入或发出；其特征在于：在托卡机构与收/发卡机底部之间设有产生向下拉力F_拉的均衡力机构。

2.根据权利要求1所述的收/发卡机，其特征在于：所述的均衡力机构为设在托卡机构和收/发卡机底部之间的拉簧。

3.根据权利要求1所述的收/发卡机，其特征在于：所述的均衡力机构包括一端连接在托卡机构上的拉绳，拉绳的另一端连接有配重块。

4.根据权利要求1所述的收/发卡机，其特征在于：托卡机构包括托板、压簧、导套及导柱，托板固定在导柱的上端，导套固定在收/发卡机内，导柱能在导套内滑动，压簧设在导柱底面和收/发卡机底部之间。

5.根据权利要求1所述的收/发卡机，其特征在于：托卡机构包括托板、压簧、滑套及导杆，导杆的下端固定在收/发卡机底部上，滑套套在导杆上，且滑套的上端固定在托板上；所述的压簧套在导杆上，且压簧设在滑套底面和收/发卡机底部之间。

6.一种收/发卡机的推卡方法，收/发卡机包括储卡箱、托卡机构、拨卡机构和卡片传输机构；所述的储卡箱用于盛装卡片；所述的托卡机构，采用弹力托着卡片并能在储卡箱内上下移动；所述的拨卡机构，能把卡片逐一拨入或拨出储卡箱的卡口，通过卡片传输机构把卡片收入或发出；其特征在于：在托卡机构与收/发卡机底部之间设有产生向下拉力F_拉的均衡力机构，通过均衡力帮助推卡，其方法是：在收或发卡过程中，储卡箱内的卡片重力为G_卡，托卡机构产生向上的弹力为F_弹，所述的均衡力机构产生的向下拉力为F_拉，随着卡片在储卡箱内的变化，G_卡、F_弹和F_拉三者产生合力K，K＝G_卡+F_拉-F_弹；通过增设拉力F_拉，无论托卡机构的承载是重或轻、推卡机构的行程是大或小，合力K值保持在定值范围内。

7.根据权利要求6所述的收/发卡机的推卡方法，其特征在于：所述的均衡力机构为设在托卡机构和收/发卡机底部之间的拉簧，通过拉簧产生变化的F_拉。

8.根据权利要求6所述的收/发卡机的推卡方法，其特征在于：所述的均衡力机构包括一端连接在托卡机构上的拉绳，拉绳的另一端连接有配重块，通过配重块形成一向下的拉力F_拉。

9.根据权利要求6所述的收/发卡机的推卡方法，其特征在于：托卡机构包括托板、压簧、导套及导柱，托板固定在导柱的上端，导套固定在收/发卡机内，导柱能在导套内滑动，压簧设在导柱底面和收/发卡机底部之间。

10.根据权利要求6所述的收/发卡机的推卡方法，其特征在于：托卡机构包括托板、压簧、滑套及导杆，导杆的下端固定在收/发卡机底部上，滑套套在导杆上，且滑套的上端固定在托板上；所述的压簧套在导杆上，且压簧设在滑套底面和收/发卡机底部之间。

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