CN105417263B - 卡片翻转装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卡片翻转装置和控制方法，其中所述卡片翻转装置包括主体框架、步进电机、翻转机构、夹卡轮、第一单向轴承、第二单向轴承、传动齿轮组、定位圆盘、卡片位置传感器和角位置传感器；所述步进电机驱动所述传动齿轮组，利用第一单向轴承和第二单向轴承正向转动和反向锁死的特点，分离步进电机的正反转运动，使得步进电机正转或者反转时，分别带动夹卡轮转动或者翻转机构旋转；所述角位置传感器结合定位圆盘能准确地测量所述翻转机构的翻转角度。可见本发明的卡片翻转装置，使用单电机驱动所述传动齿轮组，具有机械锁死、无抖动、定位精准的特点，并且能实现吸卡、废卡处理及卡片位置检测的功能。

Description

卡片翻转装置及控制方法

技术领域

本发明涉及一种卡片翻转装置及控制方法。

背景技术

目前，现有的发卡装置在打印或者读写等操作过程中，都需要装配一个卡片翻转装置用于卡片进行翻转和传输，即在完成卡片的一面操作后，将卡片翻转180度并送回指定处理位置进行第二面的操作。

传统的卡片翻转装置在实现卡片传输和卡片翻转时，分别由两个电机来控制，不仅成本高昂，在翻转过程中还会发生卡片偏移或者翻转角度不到位的情况，导致卡片翻转失败或卡片传输失败。

传统的卡片翻转装置亦存在入卡检测不精确的问题，此时会出现卡片还没有完全进入翻转装置就开始翻转的情况，造成无法正常翻转而停留在翻转装置内，导致设备无法正常运转；翻转过程中，现有的卡片翻转装置存在翻转角度不够精确的问题，此时卡片翻转后与其翻转前的水平面有差异，造成卡片翻转失败。

由于设计结构的限制，传统的卡片翻转装置无法实现任意角度的翻转，并且没有废卡处理、卡片位置监测与吸卡的功能，极大地限制了翻转装置在开发和集成上的适用范围。其中，废卡处理是指当发卡装置发卡失败时会出现废卡，而废卡是不允许正常发行出去的，这时就需要将废卡做回收处理；卡片位置检测是指当翻转装置内有卡片时，对卡片的位置进行实时监测，以保证卡片时刻处于正确的位置，使翻转装置能够正常工作；吸卡功能是指通过翻转装置将外来的卡片接收并传输到发卡装置内部的功能。

现有的卡片翻转装置大都集成于发卡装置内部，受发卡装置的主板控制，无法独立运行，翻转装置无法与其他设备相连接。

传统的卡片翻转装置控制系统功能比较简单，在卡片传输精确度和翻转角度控制方面都不完善，并且无法实现吸卡、废卡处理及卡片位置监测的功能，无法独立工作。

发明内容

本发明目的是提供一种卡片翻转装置，其能至少解决上述技术问题之一。

本发明的另一个目的是提供一种卡片翻转控制方法，其特别适合上述卡片翻转装置，并具有高性能、模块化、小型化、实时响应的特点，并增强卡片翻转装置的抗干扰能力。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种卡片翻转装置，其包括主体框架、步进电机、翻转机构、夹卡轮、第一单向轴承、第二单向轴承、传动齿轮组、定位圆盘、卡片位置传感器和角位置传感器；

所述主体框架由左侧板、右侧板、底板和横杆组成，其中所述左侧板和右侧板平行设置，所述横杆的两端分别固定于所述左侧板和右侧板上；

所述步进电机固定于所述右侧板上，且其输出轴穿过所述右侧板至所述主体框架的内部；所述步进电机的输出轴上同轴固定设置有第一齿轮；

所述翻转机构包括左夹板、右夹板和固定杆，所述左夹板和右夹板平行设置，且所述固定杆的两端分别固定于所述左夹板和右夹板上；

所述夹卡轮包括第一组夹卡轮和第二组夹卡轮，每组夹卡轮均包括上辊轴和下辊轴，所述上辊轴和下辊轴的左端通过齿轮啮合，即所述上辊轴的左端固定有第二齿轮，所述下辊轴的左端固定有第三齿轮，所述第二齿轮和第三齿轮的结构相同，并相互啮合；所述上辊轴和下辊轴的中部设置有压紧轮，所述上辊轴的压紧轮和下辊轴的压紧轮之间具有预设的正压力；

所述第一组夹卡轮的上辊轴和下辊轴的两端分别可转动地设置于所述左夹板和右夹板上；所述第二组夹卡轮的上辊轴的两端可转动地设置于所述左夹板和右夹板上；

所述传动齿轮组包括第一轴、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮和第二轴；所述第一轴上同轴固定有第四齿轮，所述第四齿轮与第一齿轮啮合；所述第一轴的左端固定设置于所述翻转机构的右夹板上；所述第一轴的右端通过第一单向轴承设置于所述右侧板上；所述第二轴的左端通过轴承可转动地设置于所述左侧板上，所述第二轴的右端固定设置于所述左夹板上，且所述第一轴和第二轴的轴心线相同；所述第一轴上还同轴固定有第五齿轮；所述第一组夹卡轮的下辊轴的右端设置有第六齿轮；所述第二组夹卡轮的下辊轴的右端设置有第七齿轮，所述第五齿轮分别啮合所述第六齿轮和第七齿轮；所述第二组夹卡轮的下辊轴设置于所述第二单向轴承的内圈，所述第二单向轴承的外圈设置于所述左夹板上，且所述第二单向轴承允许所述第二组夹卡轮的下辊轴顺时针转动；

所述翻转机构的左夹板上固定有转动杆，所述转动杆与所述第一轴的轴心线相同，所述转动杆远离所述翻转机构的一端可转动地设置于所述左侧板内；

所述定位圆盘固定于翻转机构的左侧，与左侧板1之间隔有一定空隙，且与所述转动杆的轴心线重合；由所述翻转机构带动所述定位圆盘18转动。

所述卡片位置传感器设置于所述左侧板上，并与所述夹卡轮位于同一水平面上，用于实时检测是否有卡片进入翻转机构；

所述角位置传感器设置于所述左侧板上，用于检测所述定位圆盘的周向位置；

当步进电机正转时，所述第一单向轴承锁死，所述第二单向轴承10转动；当所述步进电机反转时，所述第一单向轴承转动，所述第二单向轴承锁死。

可选的，所述底板上沿所述横杆的长度方向开设有废卡出卡口。

可选的，所述横杆的数量为4个；所述四个横杆平行设置，且分别位于所述左侧板的四个角部。

可选的，所述角位置传感器包括第一角位置传感器、第二角位置传感器、第三角位置传感器和第四角位置传感器，且所述第一角位置传感器、第二角位置传感器、第三角位置传感器和第四角位置传感器沿所述定位圆盘的周向均匀分布，且所述第二角位置传感器位于所述转动杆的正下方。

可选的，所述第一轴的左端位于所述翻转机构的右夹板的中心处。

可选的，所述固定杆的数量为4个，所述四个固定杆平行设置，分别位于所述左夹板的四个角部。

可选的，所述卡片翻转装置还包括控制系统，所述控制系统包括电源模块、通信模块、检测模块、控制器和驱动模块；

所述电源模块为控制系统提供工作电源；

所述通信模块实现所述控制系统与外部设备的通信；

所述检测模块实现所述卡片状态的检测，以及卡片翻转装置的状态的检测；并将检测结果发送至所述控制器；

所述控制器，根据接收到的指令，结合翻转装置当前的状态，做出相应的决策判断，给出控制信号；

所述驱动模块根据控制器发出的控制信号驱动步进电机做出相应的动作，控制夹卡轮转动或者翻转机构旋转，以完成指令所指示的功能。

本发明解决技术问题还采用以下技术方案：一种卡片翻转控制方法，其包括：

S10、控制器通过通信模块持续接收命令，如果接收到命令，则执行步骤S20；

S20、控制器向驱动模块发送指令，控制翻转机构复位；

S30、控制器识别所述步骤S10中的命令，如果所述命令是传输命令，则执行步骤S40；如果所述命令是翻转命令，则执行步骤S50；

S40、控制器向驱动模块发送指令，控制步进电机正转，实现卡片传输；

S50、控制器向驱动模块发送指令，控制步进电机反转，实现卡片翻转。

可选的，所述步骤S40具体为：

S401、检测模块持续获取卡片位置检测传感器的检测结果；

S402、控制器通过所述步骤S401中的卡片位置检测传感器的检测结果判断是否有卡片进入卡片翻转装置，如果有则执行步骤S403；如果没有，则重复步骤S401和S402；

S403、控制器通过向驱动模块发出指令，驱动步进电机正转，控制夹卡轮开始转动，将卡片传输至翻转机构内；

S404、检测模块持续获取卡片位置检测传感器的检测结果，并将其状态发送给控制器；

S405、控制器根据步骤S404中的卡片位置检测传感器的检测结果判断卡片是否传输到位；一旦控制器判断卡片已经传输到位，则会向驱动模块发出信号，控制步进电机停止转动，使夹卡轮停止转动；

S406、所述控制器通过通信模块返回卡片传输动作的执行结果。

可选的，所述步骤S50具体为：

S501、控制器分析翻转命令后，获得翻转角度；

S502、控制器通过向驱动模块发出指令，驱动步进电机反转，控制翻转机构开始翻转；

S503、在翻转过程中，检测模块持续检测4个角度传感器的检测结果，并将其发送回控制器；

S504、控制器通过4个角度传感器的检测结果判断翻转机构是否翻转到位；一旦控制器判断翻转机构已经翻转到位，则会向驱动模块发出指令，控制步进电机停止转动，使翻转机构停止翻转；

S505、所述控制器通过通信模块返回翻转动作的执行结果。本发明具有如下有益效果：

本发明的卡片翻转装置通过第一单向轴承和第二单向轴承锁死和转动，从而当所述步进电机正转和反转时，能实现所述翻转机构的翻转和夹卡轮对卡片的输送，即本发明通过一个电机即可以实现上述作业；而且，通过所述卡片位置传感器实时检测是否有卡片进入翻转机构，并提供吸卡功能，并且可以检测卡片是否完全进入翻转机构，以避免发生翻转装置被卡死的情况；更进一步，通过所述角位置传感器和定位圆盘的配合，能准确地检测所述翻转机构的位置，能实现所述翻转机构翻转90°、180°、270°和360°。

本发明的卡片翻转控制方法通过控制步进电机的正转和反转，能实现所述卡片的翻转，而且其具有高性能、模块化、小型化、实时响应的特点，并增强卡片翻转装置的抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明的卡片翻转控制装置的爆炸结构示意图；

图2为本发明的卡片翻转控制装置的结构示意图；

图3为本发明的传动齿轮组和翻转机构的结构示意图；

图4为本发明的传动机构的结构示意图；

图5为本发明的控制系统的结构示意图；

图6为本发明的控制方法的流程图一；

图7为本发明的控制方法的流程图二；

图8为本发明的控制方法的流程图三；

图中标记示意为：1-左侧板；2-右侧板；3-底板；4-废卡出卡口；5-横杆；6-步进电机；7-铜柱；8-传动齿轮组；9-第一单向轴承；10-第二单向轴承；11-夹卡轮；12-翻转机构；13-第一角度传感器；14-第一角度传感器；15-第一角度传感器；16-第一角度传感器；17-卡片位置检测传感器；18-定位圆盘；19-第一齿轮；20-第二齿轮；21-第三齿轮；22-第四齿轮；23-第五齿轮；24-第六齿轮；25-第七齿轮；26-第一轴；27-第二轴。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

参考图1，图1示出了本发明的卡片翻转装置的爆炸结构示意图，通过该爆炸结构示意图，能准确地知晓所述卡片翻转装置的各组成部分的形状，下面的描述结合图2-4进行说明。

本实施例提供了一种卡片翻转装置，尤其是独立式卡片翻转装置，其可以使用单电机实现卡片传送和翻转机构旋转，具体而言，所述卡片翻转装置包括：

主体框架，所述主体框架由左侧板、右侧板、底板和横杆组成，其中所述左侧板和右侧板平行设置，所述横杆的两端分别固定于所述左侧板和右侧板上，以使得所述左侧板和右侧板的位置被相对固定。所述底板垂直于所述左侧板和右侧板，且其两端分别固定于所述左侧板的下端和右侧板的下端。参考图1，本实施例中，所述横杆的数量为4个，参考图2和图3，所述四个横杆分别位于所述左侧板和右侧板的四个角部，而且所述左侧板和右侧板的下端分别具有翻边结构，所述底板的左右两端分别固定于所述左侧板和右侧板的翻边结构上。

参考图1，本实施例中，所述底板上沿所述横杆的长度方向开设有长条形槽，即废卡出卡口，通过所述卡片翻转装置所产生/识别的废卡均通过所述废卡出卡口排出。

步进电机6，所述步进电机6固定于所述右侧板上，且其输出轴穿过所述右侧板2至所述主体框架的内部。本实施例中，所述步进电机6通过4根铜柱7固定于所述右侧板的外部，此时所述四根铜柱的一端固定于所述右侧板上，并位于主体框架的外部，固定板固定于所述四根铜柱的另一端，所述步进电机固定于所述固定板上。更优选地，所述四根铜柱分别位于所述固定板的四个角部；而且所述固定板和右侧板上开设有孔，所述电机的输出轴依次穿过所述固定板和右侧板上的孔至所述主体框架的内部。本实施例中，所述步进电机6的输出轴上同轴固定设置有第一齿轮19。

翻转机构12，所述翻转机构包括左夹板、右夹板和固定杆，所述左夹板和右夹板平行设置，且所述固定杆的两端分别固定于所述左夹板和右夹板上。本实施例中，优选地，所述固定杆的数量为4个，所述四个固定杆平行设置，分别位于所述左夹板和右夹板的四个角部，以使整个翻转机构12能够稳固地容纳其中的夹卡轮11。

夹卡轮11，所述夹卡轮11固定于所述翻转机构12内，所述夹卡轮11为两组，即包括第一组夹卡轮和第二组夹卡轮，每组夹卡轮11均包括上辊轴和下辊轴，所述上辊轴和下辊轴的左端通过齿轮啮合，即所述上辊轴的左端固定有第二齿轮20，所述下辊轴的左端固定有第三齿轮21，所述第二齿轮和第三齿轮的结构相同，并相互啮合，从而实现所述上辊轴和下辊轴之间的同步反向转动；而且所述上辊轴和下辊轴的中部设置有压紧轮，所述压紧轮可以采用橡胶等具有弹性而且摩擦力较高的材料制备，从而使得所述每组夹卡轮能够自适应卡片厚度地夹持卡片和移动卡片；此时，所述上辊轴的压紧轮和下辊轴的压紧轮之间相互配合，当所述上辊轴和下辊轴转动时，所述压紧轮带动卡片从一组夹卡轮运动到另一组夹卡轮，从而在两组夹卡轮之间实现定位；或者通过另一组夹卡轮的运动，将所述卡片输送出所述翻转机构，以从所述卡片翻转装置中输出或者从所述废卡出卡口输出。

传动齿轮组8，所述传动齿轮组包括第一轴26、第四齿轮22、第五齿轮23、第六齿轮24、第七齿轮25和第二轴27；

所述第一轴上同轴可转动地设置有第四齿轮，所述第四齿轮与第一齿轮啮合，从而可以通过所述步进电机6驱动所述第四齿轮转动，以驱动所述第一轴转动；所述第一轴的左端固定设置于所述翻转机构的右夹板上，并位于所述翻转机构的右夹板的中心处；所述第一轴的右端通过第一单向轴承9设置于所述右侧板上；即所述第一轴固定设置于所述第一单向轴承9的内圈内，所述第一单向轴承9的外圈固定设置于所述右侧板内；所述第一单向轴承9允许所述第一轴的单向转动。

所述第二轴的左端通过轴承可转动地设置于所述左侧板上，所述第二轴的右端固定设置于所述左夹板上，且所述第一轴和第二轴的轴心线相同。

所述第一轴上还同轴可转动地设置第五齿轮，所述第五齿轮与所述第四齿轮相固定，从而可以通过第四齿轮带动所述第五齿轮转动。

所述第一组夹卡轮的下辊轴的右端设置有第六齿轮；所述第二组夹卡轮的下辊轴的右端设置有第七齿轮，所述第五齿轮分别啮合所述第六齿轮和第七齿轮，所述第六齿轮和第七齿轮不啮合；从而通过所述第五齿轮分别带动所述第六齿轮和第七齿轮转动，以实现所述第一组夹卡轮的下辊轴和第二组夹卡轮的下辊轴转动。

所述第二组夹卡轮的下辊轴固定设置于所述第二单向轴承10的内圈，所述第二单向轴承的外圈固定设置于所述左夹板上，且所述第二单向轴承10允许所述第二组夹卡轮的下辊轴单向转动。

所述翻转机构的左夹板上固定有转动杆，所述转动杆与所述第一轴的轴心线相同，所述转动杆远离所述翻转机构的一端可转动地设置于所述左侧板内。

定位圆盘18，所述定位圆盘固定于翻转机构12的左侧，与左侧板1之间隔有一定空隙，且与所述转动杆的轴心线重合；由所述翻转机构带动所述定位圆盘18转动。

卡片位置传感器17，所述卡片位置传感器17设置于所述左侧板上，并与所述夹卡轮位于同一水平面上，用于实时检测是否有卡片进入翻转机构，并提供吸卡功能，并且可以检测卡片是否完全进入翻转机构12，以避免发生翻转装置被卡死的情况。

角位置传感器，所述角位置传感器设置于所述左侧板上，用于检测所述定位圆盘18的周向位置；本实施例中，所述角位置传感器包括第一角位置传感器13、第二角位置传感器14、第三角位置传感器15和第四角位置传感器16，且所述第一角位置传感器、第二角位置传感器、第三角位置传感器和第四角位置传感器可以沿所述定位圆盘的周向，均匀分布；即分别设置于所述定位圆盘0°、270°、180°和90°位置，所述角位置传感器与所述定位圆盘上的被检测构件，例如凸出物配合，当定位圆盘位于0°、90°、180°和270°时，可以激发位于该角度的角度传感器，从而实现对所述定位圆盘角度的测量。本实施例中，优选地，所述角度传感器可以为能够被所述凸出物激发的微动开关。

当然本实施例的角度传感器也可以采用光电开关，此时，所述定位圆盘上开设一小孔，通过该孔与固定于左侧壁上的角度传感器相感应，使所述角度传感器能精确测定所述定位圆盘的位置。使翻转机构12中的卡片能够翻转到所需的精确位置；

本实施例中，所述步进电机6带动传动齿轮组8运动，当步进电机6转动时，可以带动夹卡轮11转动，实现走卡的功能；也可以带动翻转机构12旋转，实现翻转的功能；利用第一单向轴承9和第二单向轴承10正向转动和反向锁死的特点，分离步进电机6的正反转运动，使得步进电机6正转或者反转时，分别带动夹卡轮11转动或者翻转机构12旋转；所述角度传感器检测所述定位圆盘18的位置，从而得到所述翻转机构12的位置，所述卡片位置检测传感器17可以实时检测是否有卡片进入翻转装置并提供吸卡功能，并且可以检测卡片是否完全进入翻转机构12，以避免发生翻转装置被卡死的情况；当需要完成废卡处理功能时，底板上的废卡出卡口4用于提供向翻转装置外排出卡片的出口。

同时，为更好地对所述翻转装置进行控制，所述翻转装置还包括控制系统，所述控制系统可以包括控制器，所述控制器可以与所述角度传感器和卡片位置传感器17信号连接，并通过继电器连接于所述步进电机，以通过所述角度传感器所反馈的信号，以及所述卡片位置检测传感器17所检测的卡片的位置信号传递至所述控制器后，所述控制器控制所述步进电机的启停。

以下将说明本翻转装置的具体操作过程：

步进电机6反向转动时，第一单向轴承9转动，第二单向轴承10锁死，第一齿轮带动所述第四齿轮转动，所述第四齿轮带动所述第五齿轮转动；但由于第二单向轴承处于锁死状态，第二组夹卡轮无法转动，而且由于第一单向轴承处于转动状态，所述第一轴可以实现转动，因此所述翻转机构可以绕所述第一轴转动，即所述第六齿轮和第七齿轮可以沿所述第五齿轮的外表面转动，从而实现所述翻转机构的翻转；同时由于所述第二单向轴承10被锁死，使夹卡轮处于锁死状态，以保证翻转机构内的卡片不会发生位移，从而实现翻转功能。因定位圆盘18与翻转机构12是固定连接的，所以此时定位圆盘18也会转动，当定位圆盘18上的小孔与所述第一角度传感器13水平方向重合时，此时卡片翻转装置即认为自检完成，之后处于准备状态。

当有卡片被传输至卡片翻转装置时，卡片位置检测传感器17检测到有卡片进入后，步进电机6正转，此时所述第一单向轴承9锁死，所述第二单向轴承10转动，所述第一轴被锁死，使得所述翻转机构无法翻转；同时所述第一齿轮带动第四齿轮转动，所述第四齿轮带动所述第五齿轮转动，所述第五齿轮带动所述第六齿轮和第七齿轮转动，从而实现夹卡轮的下辊轴的转动，当所述夹卡轮的下辊轴转动时，可以通过第二齿轮和第三齿轮的啮合传动，实现所述夹卡轮的上辊轴的运动，从而实现所述夹卡轮的上辊轴和下辊轴的联动，实现走卡的功能；将传输到翻转器的卡片夹持并传输到翻转机构12内，在此过程中卡片位置检测传感器17实时检测卡片所处的位置，以保证卡片能够完全被传输到两组夹卡轮11的中间位置。

当卡片完全被夹持在两组夹卡轮11之间后，步进电机6反转，此时所述第一单向轴承9转动，所述第二单向轴承10锁死，步进电机6通过转动状态的所述第一单向轴承9控制传动齿轮组8转动，通过锁死状态的所述第二单向轴承10带动传动齿轮组8与翻转机构12的连动，使翻转机构12旋转，由于此时卡片完全被两组夹卡轮11夹持并固定，即可使卡片旋转。

卡片在旋转的过程中，因定位圆盘18与翻转机构12是固定连接的，所以定位圆盘18也会转动，此时可定位翻转机构12翻转任意角度，比如0°、90°、180°和270°等。

参见图5，所述图5为控制系统框图，所述控制系统包括电源模块、通信模块201、检测模块202、控制器203和驱动模块204；

所述电源模块为控制系统提供工作电源，即所述电源模块向所述通信模块、检测模块、控制器和驱动模块供电。

所述通信模块实现所述控制系统与外部设备的通信，其包括USB通信接口205与串口206，分别通过各自的通信电路使控制系统与其他设备之间实现信息交互；本实施例中，所述USB通信接口通过USB通信电路连接于所述控制器，所述串口通过串口通信电路连接于所述控制器。

所述检测模块实现所述卡片状态的检测，以及卡片翻转装置的状态的检测；具体而言，所述检测模块包括第一角位置传感器、第二角位置传感器、第三角位置传感器、第四角位置传感器和卡片位置检测传感器17，所述第一角位置传感器、第二角位置传感器、第三角位置传感器、第四角位置传感器和卡片位置检测传感器17分别通过检测电路与所述控制器连接。

所述控制器203，根据接收到的指令，结合翻转装置当前的状态，做出相应的决策判断，给出控制信号；

所述驱动模块204根据控制器发出的控制信号驱动步进电机6做出相应的动作，控制夹卡轮11转动或者翻转机构12旋转，以完成指令所指示的功能；本实施例中，所述控制器通过驱动连接连接至步进电机6。

通过以上内容，本实施例提供一种稳定的独立式多角度卡片翻转装置，使用单电机驱动所述传动齿轮组，具有机械锁死、无抖动、定位精准的特点，并且实现吸卡、废卡处理及卡片位置检测的功能。

实施例2

参见图6-8，图6-8为控制所述卡片翻转装置的工作流程图。本实施例提供了一种卡片翻转控制方法，其可以采用实施例1所述的卡片控制装置实现，所述控制方法包括：

S10、控制器通过通信模块202持续接收命令，如果接收到命令，则执行步骤S20；

S20、控制器203向驱动模块204发送指令，控制翻转机构12复位；

S30、控制器识别所述步骤S10中的命令，如果所述命令是传输命令，则执行步骤S40；如果所述命令是翻转命令，则执行步骤S50；

S40、控制器向驱动模块204发送指令，控制步进电机正转，实现卡片传输；

S50、控制器向驱动模块204发送指令，控制步进电机反转，实现卡片翻转。

本实施例的控制方法，优选的，所述步骤S40具体可以为：

S401、检测模块202持续获取卡片位置检测传感器17的检测结果；

S402、控制器203通过所述步骤S401中的卡片位置检测传感器17的检测结果判断是否有卡片进入卡片翻转装置，如果有则执行步骤S403；如果没有，则重复步骤S401和S402；

S403、控制器203通过向驱动模块204发出指令，驱动步进电机6正转，控制夹卡轮11开始转动，将卡片传输至翻转机构12内；

S404、检测模块202持续获取卡片位置检测传感器17的检测结果，并将其状态发送给控制器203；

S405、控制器203根据步骤S404中的卡片位置检测传感器17的检测结果判断卡片是否传输到位；一旦控制器203判断卡片已经传输到位，则会向驱动模块204发出信号，控制步进电机6停止转动，使夹卡轮11停止转动；

S406、所述控制器通过通信模块201返回卡片传输动作的执行结果。

本实施例的控制方法，优选地，所述步骤S50具体可以为：

S501、控制器203分析翻转命令后，获得翻转角度；

S502、控制器203通过向驱动模块204发出指令，驱动步进电机6反转，控制翻转机构12开始翻转；

S503、在翻转过程中，检测模块202持续检测4个角度传感器的检测结果，并将其发送回控制器203；

S504、控制器203通过4个角度传感器的检测结果判断翻转机构12是否翻转到位；一旦控制器203判断翻转机构12已经翻转到位，则会向驱动模块204发出指令，控制步进电机6停止转动，使翻转机构12停止翻转；

S505、所述控制器通过通信模块201返回翻转动作的执行结果。

通过以上步骤可见，本发明的控制方法能按照不同顺序执行上述卡片传送与卡片翻转动作，可以实现吸卡、废卡处理的功能。其中吸卡功能的实现步骤是：首先执行翻转动作使翻转机构12翻转180°，之后执行卡片传输动作将卡片传输到卡片翻转装置内。其中废卡处理功能的实现步骤是：首先执行翻转动作使翻转机构12翻转90°，之后执行卡片传输动作将翻转机构内的卡片经废卡出卡口4传输出卡片翻转装置。

因此，本发明在提供卡片翻转装置的同时，提供一种特别适合这种卡片翻转装置的控制方法，其具有高性能、模块化、小型化、实时响应的特点，并增强卡片翻转装置的抗干扰能力。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种卡片翻转装置，其特征在于，包括主体框架、步进电机、翻转机构、夹卡轮、第一单向轴承、第二单向轴承、传动齿轮组、定位圆盘、卡片位置传感器和角位置传感器；

所述主体框架由左侧板、右侧板、底板和横杆组成，其中所述左侧板和右侧板平行设置，所述横杆的两端分别固定于所述左侧板和右侧板上；

所述步进电机固定于所述右侧板上，且其输出轴穿过所述右侧板至所述主体框架的内部；所述步进电机的输出轴上同轴固定设置有第一齿轮；

所述翻转机构包括左夹板、右夹板和固定杆，所述左夹板和右夹板平行设置，且所述固定杆的两端分别固定于所述左夹板和右夹板上；

所述夹卡轮包括第一组夹卡轮和第二组夹卡轮，每组夹卡轮均包括上辊轴和下辊轴，所述上辊轴和下辊轴的左端通过齿轮啮合，即所述上辊轴的左端固定有第二齿轮，所述下辊轴的左端固定有第三齿轮，所述第二齿轮和第三齿轮的结构相同，并相互啮合；所述上辊轴和下辊轴的中部设置有压紧轮，所述上辊轴的压紧轮和下辊轴的压紧轮之间具有预设的正压力；

所述第一组夹卡轮的上辊轴和下辊轴的两端分别可转动地设置于所述左夹板和右夹板上；所述第二组夹卡轮的上辊轴的两端可转动地设置于所述左夹板和右夹板上；

所述传动齿轮组包括第一轴、第四齿轮、第五齿轮、第六齿轮、第七齿轮和第二轴；所述第一轴上同轴固定有第四齿轮，所述第四齿轮与第一齿轮啮合；所述第一轴的左端固定设置于所述翻转机构的右夹板上；所述第一轴的右端通过第一单向轴承设置于所述右侧板上；所述第二轴的左端通过轴承可转动地设置于所述左侧板上，所述第二轴的右端固定设置于所述左夹板上，且所述第一轴和第二轴的轴心线相同；所述第一轴上还同轴固定有第五齿轮；所述第一组夹卡轮的下辊轴的右端设置有第六齿轮；所述第二组夹卡轮的下辊轴的右端设置有第七齿轮，所述第五齿轮分别啮合所述第六齿轮和第七齿轮；所述第二组夹卡轮的下辊轴设置于所述第二单向轴承的内圈，所述第二单向轴承的外圈设置于所述左夹板上，且所述第二单向轴承允许所述第二组夹卡轮的下辊轴顺时针转动；

所述翻转机构的左夹板上固定有转动杆，所述转动杆与所述第一轴的轴心线相同，所述转动杆远离所述翻转机构的一端可转动地设置于所述左侧板内；

所述定位圆盘固定于翻转机构的左侧，与左侧板(1)之间隔有一定空隙，且与所述转动杆的轴心线重合；由所述翻转机构带动所述定位圆盘(18)转动；

所述卡片位置传感器设置于所述左侧板上，并与所述夹卡轮位于同一水平面上，用于实时检测是否有卡片进入翻转机构；

所述角位置传感器设置于所述左侧板上，用于检测所述定位圆盘的周向位置；

当步进电机正转时，所述第一单向轴承锁死，所述第二单向轴承(10)转动；当所述步进电机反转时，所述第一单向轴承转动，所述第二单向轴承锁死。

2.根据权利要求1所述的卡片翻转装置，其特征在于，所述底板上沿所述横杆的长度方向开设有废卡出卡口。

3.根据权利要求2所述的卡片翻转装置，其特征在于，所述横杆的数量为4个；所述四个横杆平行设置，且分别位于所述左侧板的四个角部。

4.根据权利要求3所述的卡片翻转装置，其特征在于，所述角位置传感器包括第一角位置传感器、第二角位置传感器、第三角位置传感器和第四角位置传感器，且所述第一角位置传感器、第二角位置传感器、第三角位置传感器和第四角位置传感器沿所述定位圆盘的周向均匀分布，且所述第二角位置传感器位于所述转动杆的正下方。

5.根据权利要求4所述的卡片翻转装置，其特征在于，所述第一轴的左端位于所述翻转机构的右夹板的中心处。

6.根据权利要求5所述的卡片翻转装置，其特征在于，所述固定杆的数量为4个，所述四个固定杆平行设置，分别位于所述左夹板的四个角部。

7.根据权利要求4所述的卡片翻转装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括电源模块、通信模块、检测模块、控制器和驱动模块；

所述电源模块为控制系统提供工作电源；

所述通信模块实现所述控制系统与外部设备的通信；

所述检测模块实现所述卡片状态的检测，以及卡片翻转装置的状态的检测；并将检测结果发送至所述控制器；

所述控制器，根据接收到的指令，结合翻转装置当前的状态，做出相应的决策判断，给出控制信号；

所述驱动模块根据控制器发出的控制信号驱动步进电机做出相应的动作，控制夹卡轮转动或者翻转机构旋转，以完成指令所指示的功能。

8.一种卡片翻转控制方法，其特征在于，包括：

S10、控制器通过通信模块持续接收命令，如果接收到命令，则执行步骤S20；

S20、控制器向驱动模块发送指令，控制翻转机构复位；

S30、控制器识别所述步骤S10中的命令，如果所述命令是传输命令，则执行步骤S40；如果所述命令是翻转命令，则执行步骤S50；

S40、控制器向驱动模块发送指令，控制步进电机正转，实现卡片传输；

所述步骤S40具体为：

S401、检测模块持续获取卡片位置检测传感器的检测结果；

S402、控制器通过所述步骤S401中的卡片位置检测传感器的检测结果判断是否有卡片进入卡片翻转装置，如果有则执行步骤S403；如果没有，则重复步骤S401和S402；

S403、控制器通过向驱动模块发出指令，驱动步进电机正转，控制夹卡轮开始转动，将卡片传输至翻转机构内；

S404、检测模块持续获取卡片位置检测传感器的检测结果，并将其状态发送给控制器；

S405、控制器根据步骤S404中的卡片位置检测传感器的检测结果判断卡片是否传输到位；一旦控制器判断卡片已经传输到位，则会向驱动模块发出信号，控制步进电机停止转动，使夹卡轮停止转动；

S406、所述控制器通过通信模块返回卡片传输动作的执行结果；

S50、控制器向驱动模块发送指令，控制步进电机反转，实现卡片翻转。

9.根据权利要求8所述的卡片翻转控制方法，其特征在于，所述步骤S50具体为：

S501、控制器分析翻转命令后，获得翻转角度；

S502、控制器通过向驱动模块发出指令，驱动步进电机反转，控制翻转机构开始翻转；

S503、在翻转过程中，检测模块持续检测4个角度传感器的检测结果，并将其发送回控制器；

S504、控制器通过4个角度传感器的检测结果判断翻转机构是否翻转到位；一旦控制器判断翻转机构已经翻转到位，则会向驱动模块发出指令，控制步进电机停止转动，使翻转机构停止翻转；

S505、所述控制器通过通信模块返回翻转动作的执行结果。