CN106652239A - 一种智能卡柜及存取卡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能卡柜及存取卡方法，包括柜体、触摸显示屏、OCR阅读器、卡箱、入卡模块、夹卡模块、发卡模块、控制模块以及卡仓，所述卡箱放置在入卡模块上，所述触摸显示屏和OCR阅读器设置在柜体的前部，所述入卡模块、夹卡模块、发卡模块、控制模块和卡仓均设置在柜体内，所述触摸显示屏、OCR阅读器、卡箱、入卡模块、夹卡模块、发卡模块分别与控制模块连接；所述发卡模块和入卡模块上均设有读卡器；所述柜体的前部在发卡模块的对应位置上设有一个出卡口；所述卡箱的底部设有第一开口，卡箱的前部与底部之间设有卡片进出口。本发明结构设计合理，使用方便，可以自动对证件卡片进行存放和取出。

Description

一种智能卡柜及存取卡方法

技术领域

本发明涉及一种卡柜，尤其是一种智能卡柜及存取卡方法，属于证件卡片的存取技术领域。

背景技术

证件卡片如身份证、居住证、港澳通行证等，是每个人的重要身份证明材料。现有的证件卡片，一般在省一级的制证中心全部制作完毕后，通过人工分检的方式，按照证件所属地进行分检，分检后，通过物流系统发送到各个办证厅，各办证厅拿到证件卡片后，再一一分发给对应的群众，由于分发都是人工操作，在处理成千上万张卡片的时候，不仅效率低下，出错的几率大大增加，基于此，市面上出现了一些卡片发放卡柜。

但目前的卡片发放卡柜都带有放卡装置，由操作人员手动打开卡柜后，手动把一叠卡片(通常不超过50张)放在放卡装置的卡槽，由放卡装置把卡片放到对应的位置；一叠卡放完后，操作人员再重复放卡的步骤，一般卡片发放卡柜存储量有2000张，那么整个过程操作员要重复40次的操作才能把卡片发放卡柜存满，操作非常麻烦。

因此，需要有一种能够自动对证件卡片进行存取的卡柜。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺陷，提供了一种智能卡柜，该卡柜结构设计合理、使用方便，可以自动对证件卡片进行存放和取出。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述卡柜的存取卡方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种智能卡柜，包括柜体、触摸显示屏、OCR阅读器、卡箱、入卡模块、夹卡模块、发卡模块、控制模块以及卡仓，所述卡箱放置在入卡模块上，所述触摸显示屏和OCR阅读器设置在柜体的前部，所述入卡模块、夹卡模块、发卡模块、控制模块和卡仓均设置在柜体内，所述触摸显示屏、OCR阅读器、卡箱、入卡模块、夹卡模块、发卡模块分别与控制模块连接；

所述发卡模块和入卡模块上均设有读卡器；所述柜体的前部在发卡模块的对应位置上设有一个出卡口；所述卡箱的底部设有第一开口，卡箱的前部与底部之间设有卡片进出口，所述入卡模块用于通过卡箱的第一开口将卡箱底部的卡片从卡片进出口拨出；所述夹卡模块用于夹取入卡模块的卡片，并将卡片传送到卡仓中；以及夹取卡仓中的卡片，并将卡片传送到发卡模块。

进一步的，所述卡仓包括多列卡槽，多列卡槽在柜体内旋转排列，使整个卡仓形成圆弧形卡仓；

所述夹卡模块包括导杆、升降旋转机构和平移机构，所述升降旋转机构和平移机构分别与控制模块连接，所述导杆垂直设置在圆弧形卡仓的圆心处，所述升降旋转机构设置在导杆上，可沿导杆上升、下降以及绕导杆旋转，所述平移机构设置在升降旋转机构上。

进一步的，所述卡箱包括箱体、箱底盖、电控板、第一电磁锁、压锁片模块、锁片、锁卡模块以及压卡模块；

所述箱体设置在箱底盖上，箱体的前部与箱底盖之间设有一个卡片进出口，所述箱底盖上设有第一开口，所述电控板、第一电磁锁、压锁片模块和锁片设置在箱体内，所述锁卡模块设置在箱体内的底部，所述压卡模块设置在箱体内位于锁卡模块上方的位置上；

所述电控板与控制模块连接，所述第一电磁锁和锁卡模块分别与电控板连接；所述压锁片模块用于在第一电磁锁关闭时带动锁片下降，使卡片进出口关闭，在第一电磁锁开启时在凸起点弹簧开关的配合下带动锁片上升，使卡片进出口打开；所述锁卡模块用于将卡片锁定在箱体内，包括四个锁卡顶角和两个顶角固定块，所述两个顶角固定块分别设置在箱体内底部的左、右两边，其中两个锁卡顶角分布在左边的顶角固定块上，并通过弹簧与左边的顶角固定块连接，另外两个锁卡顶角分布在右边的顶角固定块上，并通过弹簧与右边的顶角固定块连接；所述压卡模块用于压住锁定在箱体内的卡片，以及将锁定在箱体内的卡片向下压至箱体底部。

进一步的，所述入卡模块包括外罩、卡箱托板、卡箱移动板和卡片传送机构，所述卡箱移动板和卡片传送机构分别与控制模块连接；

所述卡箱托板设置在卡箱移动板上，且设有多个卡位，每个卡位放置一个卡箱，且设有一个第二电磁锁，每个卡位在卡箱的卡片进出口对应位置上设有第一卡片出口，所述凸起点弹簧开关有多个，每个凸起点弹簧开关设置在每个卡位与卡箱的卡片进出口接触的位置上；

所述卡箱移动板设置在外罩上，带动卡箱托板在外罩上移动，卡箱移动板在每个卡位底部对应的位置上设有第二开口，且在每个第一卡片出口的对应位置上设有第二卡片出口；

所述卡片传送机构上设有读卡器，并在卡箱移动板下方的位置上设有拨卡件、顶卡板和两个开关片，所述拨卡件设置在顶卡板的中部，所述两个开关片设置在顶卡板的左、右两边，每个开关片上设有两个顶卡件；左边开关片上的两个顶卡件用于依次通过卡箱移动板的第二开口、卡箱的第一开口顶住卡箱左边顶角固定块上的两个锁卡顶角，右边开关片上的两个顶卡件用于依次通过卡箱移动板的第二开口、卡箱的第一开口顶住卡箱右边顶角固定块上的两个锁卡顶角，所述拨卡件用于依次通过卡箱移动板的第二开口、卡箱的第一开口将箱体底部的卡片从卡片进出口拨出。

进一步的，所述卡柜还包括输出托盘、摄像头、状态灯、控制按钮以及两个扬声器，所述输出托盘、摄像头、状态灯和两个扬声器均设置在柜体的前部，其中摄像头、状态灯和两个扬声器分别与控制模块连接，所述控制按钮设置在柜体的后部，并与控制模块连接；所述输出托盘位于出卡口的下方，所述摄像头位于触摸显示屏的上方，所述状态灯位于摄像头的上方，所述两个扬声器分别位于触摸显示屏的左、右两边。

进一步的，所述柜体的前部设有上盖和下盖，后部设有第一开闭门，左侧设有第二开闭门，右侧设有第三开闭门和第四开闭门；所述上盖包括竖立板和平放板，所述竖立板和平放板连成一体，所述触摸显示屏、OCR阅读器、出卡口、摄像头、状态灯和两个扬声器均设置在竖立板上，所述输出托盘设置在平放板上。

进一步的，所述柜体为一框架结构体，所述框架结构体内的右部划分为上、下两层，所述控制模块设置在上层，所述入卡模块设置在下层，所述夹卡模块和卡仓设置在框架结构体内的左部，所述发卡模块设置在框架结构体内的前部；所述第一开闭门和第二开闭门设置在卡仓对应的位置上，所述第三开闭门设置在控制模块对应的位置上，所述第四开闭门设置在入卡模块对应的位置上。

进一步的，所述上盖、下盖、第一开闭门、第二开闭门、第三开闭门和第四开闭门上均安装有门磁，所述第三开闭门上设有散热风扇；所述柜体的底部设有对射式光电开关。

进一步的，所述控制模块包括工控机、UPS电源、控制盒和电柜箱，所述控制盒内放置有可编程逻辑控制器，所述电柜箱内放置有电源、电机控制器和滤波器，所述可编程逻辑控制器、电源、电机控制器、滤波器和UPS电源分别与工控机连接；所述UPS电源位于工控机的上方，所述控制盒位于工控机的下方，所述电柜箱位于工控机的前方。

本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于上述卡柜的存取卡方法，所述方法包括存卡过程和取卡过程；

所述存卡过程包括：

当卡箱放进入卡模块后，控制模块对卡箱进行验证，若验证通过，打开卡箱的卡片进出口；

入卡模块通过卡箱的第一开口将卡箱底部的卡片从卡片进出口拨出，并读取卡片的芯片信息；

夹卡模块移动到入卡模块的位置，从入卡模块中夹取卡片；

当夹取到卡片后，夹卡模块根据卡片的芯片信息，移动到卡仓的指定卡槽位置，将卡片传送到指定卡槽中；

所述取卡过程包括：

当用户在选择需领取证件类型后，触摸显示屏提示用户将旧卡片放在OCR阅读器上进行读取；

当OCR阅读器读取旧卡片的信息后，控制模块将旧卡片的芯片信息上传到后台服务器；

后台服务器将旧卡片的芯片信息与数据库的用户个人信息进行比对，并将比对结果反馈给控制模块；

当旧卡片的芯片信息与数据库的用户个人信息比对匹配时，控制模块得到指定卡槽编号，并根据指定卡槽编号向夹卡模块发出取卡指令；

夹卡模块根据取卡指令移动到卡仓的指定卡槽位置，从指定卡槽中夹取新卡片；

当夹取到新卡片后，夹卡模块移动到发卡模块的位置，将新卡片传送到发卡模块中；

发卡模块读取卡片的芯片信息，当核实信息无误后，通过出卡口将新卡片送出。

进一步的，所述存卡过程还包括：

当卡箱验证失败时，控制模块通过扬声器和状态灯进行提示；

当发现相同编号的卡片再次存入，或卡片的芯片信息不能读取时，控制模块将异常信息上报到后台服务器；

当存卡完成后，控制模块将存卡结果上报到后台服务器。

进一步的，所述方法还包括：

在存卡或取卡过程中，当卡柜断电或UPS电源停止运行时，控制模块向后台服务器发出警报指令。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明设置了OCR阅读器、卡箱、入卡模块、夹卡模块以及发卡模块，在存卡时，将卡箱放置在入卡模块上，入卡模块能够将卡箱底部的卡片拨出，此时夹卡模块可以夹取入卡模块的卡片，并将卡片传送到卡仓中，直接用卡箱代替人工放卡，可以在入卡模块上一次性放置多个卡箱，在存卡完成之后，可以将卡箱取出，更换新的卡箱即可，无需进行多次放卡；在取卡时，通过OCR阅读器读取旧卡片的芯片信息，在旧卡片的芯片信息验证通过后，夹卡模块移动到卡仓中夹取新卡片，并将新卡片传送到发卡模块中，由发卡模块将新卡片送出，即实现了证件卡片的自动存放和取出。

2、本发明的卡仓包括多列卡槽，多列卡槽在柜体内旋转排列，使整个卡仓形成圆弧形卡仓，与现有卡仓中都是并排式卡槽相比，不仅卡槽数量增多，而且占用空间减少，可扩展性强，也便于夹卡模块取卡，取卡速度变快。

3、本发明的卡箱中，电控板能够实现信息加密和信息存储的功能，在箱体存满卡片后，电控板会发送关闭指令给电磁锁，使电磁锁关闭，此时压锁片模块带动锁片下降，使卡片进出口关闭，以保护箱体内的卡片，确保卡片上的信息不会泄露，当控制模块与电控板完成身份合法验证时，电控板会发送开启指令给电磁锁，使电磁锁开启，此时压锁片模块在凸起点弹簧开关的配合下带动锁片上升，使卡片进出口打开，入卡模块可以将卡箱底部的卡片从卡片进出口拨出。

4、本发明在柜体的前部设有上盖和下盖，后部设有第一开闭门，左侧设有第二开闭门，右侧设有第三开闭门和第四开闭门，上盖、下盖、第一开闭门、第二开闭门、第三开闭门和第四开闭门均安装有门磁，通过门磁可以实时监控维护它们的开启状态，并检测整个卡柜受到的强烈振动影响；通过打开上盖，可以对设置在柜体前部的部件以及发卡模块进行维护，通过打开第一开闭门和第二开闭门，可以对卡仓进行维护，通过打开第三开闭门可以对控制模块进行维护，第三开闭门上的散热风扇可以将控制模块的热气排出，从而减少控制模块的损耗；柜体的底部设有对射式光电开关，通过对射式光电开关可以检测整个卡柜的非法移动情况。

5、本发明设置了UPS电源，在面对电源故障情况时，工控机可以发出卡柜断电指令，UPS电源接收到信息后自动开启，切换至UPS电源供电，且支持不少于30分钟的供电，期间可通过网络连接监测UPS电量，以保护整个卡柜免受断电或波动的损害。

6、本发明以机械外壳为框架(即柜体为一框架结构体)，采用分立式模块填充，对于扩展/替换的功能模块提供预留空间，在不中断其他功能模块的情况下，以最短的时间完成对部分功能部件的替换/扩展，在后续的升级中，不需要对整个卡柜进行更换，相当方便。

附图说明

图1为本发明实施例1的智能卡柜的立体结构示意图。

图2为本发明实施例1的智能卡柜的平面结构示意图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为图2的B-B剖视图。

图5为本发明实施例1的智能卡柜的爆炸图。

图6为本发明实施例1的智能卡柜中卡箱的立体结构图。

图7为本发明实施例1的智能卡柜中卡箱的立体透视结构图。

图8为本发明实施例1的智能卡柜中卡箱的爆炸图。

图9为本发明实施例1的智能卡柜中放置卡箱时的入卡模块立体结构图。

图10为本发明实施例1的智能卡柜中放置卡箱时的入卡模块爆炸图。

图11为本发明实施例1的智能卡柜中入卡模块的外罩立体结构图。

图12为本发明实施例1的智能卡柜中入卡模块的卡片传送机构立体结构图。

图13为本发明实施例1的智能卡柜中入卡模块的顶卡板立体结构图。

图14为本发明实施例1的智能卡柜中入卡模块的开关片立体结构图。

图15为本发明实施例1的智能卡柜中入卡模块的拨卡件立体结构图

图16为本发明实施例1的智能卡柜中夹卡模块的立体结构图。

其中，1-柜体，2-触摸显示屏，3-OCR阅读器，4-卡箱，5-入卡模块，6-夹卡模块，7-发卡模块，8-输出托盘，9-摄像头，10-控制按钮，11-状态灯，12-扬声器，13-卡仓，14-上盖，15-下盖，16-第一开闭门，17-第二开闭门，18-第三开闭门，19-第四开闭门，20-竖立板，21-平放板，22-框架结构体，23-门磁，24-散热风扇，25-箱体，26-箱底盖，27-电控板，28-第一电磁锁，29-压锁片模块，30-锁片，31-卡片进出口，32-第一开口，33-通讯接头，34-下压部，35-压缩弹簧，36-锁卡顶角，37-顶角固定块，38-压卡板，39-压卡导杆，40-压卡弹簧，41-外罩体，42-内罩体，43-提手，44-第一机械锁，45-第二机械锁，46-转动杆，47-外罩，48-卡箱托板，49-卡箱移动板，50-卡片传送机构，51-第二电磁锁，52-第一卡片出口，53-第二开口，54-第二卡片出口，55-拨卡件，56-顶卡板，57-开关片，58-顶卡件，59-出卡口，60-导杆，61-升降旋转机构，62-平移机构，63-工控机，64-UPS电源，65-控制盒，66-电柜箱。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本实施例的智能卡柜用于存放和取出各种证件卡片(以下简称卡片)，如身份证、居住证、港澳通行证等等。

如图1～图5所示，本实施例的智能卡柜包括柜体1、触摸显示屏2、OCR(OpticalCharacter Recognition，光学字符识别)阅读器3、卡箱4、入卡模块5、夹卡模块6、发卡模块7、输出托盘8、摄像头9、控制按钮10、状态灯11、扬声器12、控制模块以及卡仓13。

所述柜体1的前部设有上盖14和下盖15，后部设有第一开闭门16，左侧设有第二开闭门17，右侧设有第三开闭门18和第四开闭门19；所述上盖14包括竖立板20、和平放板21，所述竖立板20和平放板21连成一体；从图5可以看到，所述柜体1为一框架结构体22，框架结构体22内的右部划分为上、下两层，所述控制模块设置在上层，所述入卡模块5设置在下层，所述夹卡模块6和卡仓13设置在框架结构体22内的左部，所述发卡模块7设置在框架结构体22内的前部；所述上盖14、下盖15、第一开闭门16、第二开闭门17、第三开闭门18和第四开闭门19均安装有门磁23，通过门磁23可以实时监控维护上盖14、下盖15、第一开闭门16、第二开闭门17、第三开闭门18和第四开闭门19的开启状态，并检测整个卡柜受到的强烈振动影响；通过打开上盖14，可以对设置在柜体1前部的部件以及发卡模块7进行维护；所述第一开闭门16和第二开闭门17设置在卡仓13对应的位置上，通过打开第一开闭门16和第二开闭门17，可以对卡仓13进行维护；所述第三开闭门18设置在控制模块对应的位置上，通过打开第三开闭门18可以对控制模块进行维护，所述第三开闭门18上设有散热风扇24，散热风扇24独立通风散热，由于控制模块是整个卡柜的核心，通过散热风扇24将控制模块的热气排出，可以减少控制模块的损耗；所述第四开闭门19设置在入卡模块5对应的位置上，通过打开第四开闭门19可以将卡箱4放置在入卡模块5上；所述柜体1的底部设有对射式光电开关，对射式光电开关用于检测整个卡柜的非法移动情况。

所述卡箱4的结构如图6、图7和图8所示，包括箱体25、箱底盖26、电控板27、第一电磁锁28、压锁片模块29、锁片30、锁卡模块以及压卡模块；所述箱体25设置在箱底盖26上，箱体25的前部与箱底盖26之间设有一个卡片进出口31，所述入卡模块5在与卡片进出口31接触的位置设有凸起点弹簧开关(图中未示出)，所述箱底盖26上设有第一开口32；箱体25内的底部可以设有通讯接头33，而箱底盖26上还设有与通讯接头33对应的开口。

所述电控板27上集成有CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，可以通过通讯接头33与控制模块进行通讯，能够实现信息加密和信息存储的功能，其采用3DES(DataEncryption Standard，数据加密标准)加解密逻辑单元进行加密，具有唯一的身份标识，即电控板27内存有卡箱序号，控制模块能够对电控板27存储的信息进行判断，确认卡箱4是否为合法卡箱，如果为合法卡箱，得到卡箱4内部存放卡片情况，此时可以将卡箱4中的卡片取出；如果为非法卡箱，则可发出警报，具备较高的安全性；电控板27配备8M Byte的flash存储芯片用于保存数据，如已存入卡片数量、证件号码列表和卡箱准备发往地点等；另外，电控板27可以控制第一电磁锁28的开关状态。

所述第一电磁锁28与电控板27连接，其开关状态由电控板27的指令控制，在箱体25存满卡片后，电控板27会发送关闭指令给第一电磁锁28，使第一电磁锁28关闭，当控制模块6与卡箱4完成身份合法验证时，电控板27会发送开启指令给第一电磁锁28，使第一电磁锁28开启。

所述压锁片模块29包括下压部34和压缩弹簧35，在第一电磁锁28关闭时，根据第一电磁锁28的原理，此时有磁性，下压部34具有向下压的动力，下压部34通过压缩弹簧35带动锁片30下降，使卡片进出口31关闭，以保护箱体25内的卡片，在第一电磁锁28开启时，根据第一电磁锁28的原理，此时没有磁性，压缩弹簧35弹起，由于入卡模块5在与卡片进出口31接触处设有凸起点弹簧开关，可以带动锁片30上升，使卡片进出口31打开。

所述锁卡模块设置在箱体25内的底部，用于将卡片锁定在箱体25内，包括四个锁卡顶角36和两个顶角固定块37，所述两个顶角固定块37分别设置在箱体25内底部的左右两边，其中两个锁卡顶角36分布在一个顶角固定块37上，并通过弹簧与左边的顶角固定块37连接，另外两个锁卡顶角36分布在另一个顶角固定块37上，并通过弹簧与右边的顶角固定块37连接；当卡片进入箱体25的底部后，在箱底盖26的第一开口32位置上从下往上轻推卡片(可以人工推动，也可以通过顶卡装置推动)，此时四个锁卡顶角36受到卡片推力、顶卡装置推力而弹开，使得四个锁卡顶角36弹开，当卡片上升到离开四个锁卡顶角36的位置后，四个锁卡顶角36复位，将卡片锁定在箱体25内，确保卡片不会从上往下掉。

所述压卡模块包括压卡板38、四条压卡导杆39和四根压卡弹簧40，所述压卡板38可在箱体25内上下移动，压卡板38的左右两边各设有两个凸出部，所述凸出部上设有可使压卡导杆39穿过的孔，每条压卡导杆39套设在一根压卡弹簧48中，且其中两条压卡导杆39穿过压卡板38左边凸出部的孔，另外两条压卡导杆39穿过压卡板38右边凸出部的孔，所述四条压卡导杆39的两端固定在箱体25内；当卡片存入后，压卡板38会沿着压卡导杆39向上移动，同时压卡弹簧48向上压，当需要取出卡片时，通过外部的推力将锁卡顶角36弹开，压卡板38在压卡弹簧48向下的压力下，沿着压卡导杆39向下移动，将存入的卡片向下压至箱体25底部，在本实施例控制模块的作用下，通过入卡模块5将一张卡片往卡片进出口31送出去，实现卡片的取出，当所有卡片都取出时，压卡弹簧48复位。

所述通讯接头33预留两个，当与卡片分检卡柜连接时，卡片分检卡柜可自动按照卡片的卡片信息(卡片类型、卡片所属地等信息)将卡片进行分检并装入箱体25内；当与本实施例的控制模块连接时，经由系统认证授权后，允许取出卡片，无需人工开锁，控制模块即可自动批量取出箱体25内的卡片；两个通讯接头33均设置在箱体25内的底部，并分别与电控板27连接，两个通讯接头33的顶部分别穿过两个顶角固定块37的中部。

所述箱体25采用2mm厚度的316不锈钢制成，可以存储200张的卡片(以卡片厚度为0.95mm计算)，包括外罩体41和内罩体42，从图7中可以看到，所述锁片30设置在内罩体42上、锁卡模块(四个锁卡顶角36和两个顶角固定块37)设置在内罩体42的底部，压卡模块(压卡板38、四条压卡导杆39和四根压卡弹簧40)设置在内罩体42位于锁卡模块上方的位置上，所述内罩体42置于外罩体41内，所述外罩体41的表面可以刻有卡箱序号，顶部和前部预留位置粘贴纸张或便条，便于人工识别，通过粘贴的纸张或便条可通过肉眼直观地识别卡箱信息，通过卡箱序号，从认证的核心系统备案信息中可关联得到对应的卡箱4情况。

所述箱体25的左、右两侧设有提手43，提手43的两端分别与箱体25的左、右两侧转动连接，从图6和图7中可以看到，提手43可以从前部转动到后部，也可以从后部转动到前部，当提手43转动到顶部中心时，工作人员可以对卡箱4进行提携搬动；箱体25的前部设有第一机械锁44，并与锁片30连接，用于控制锁片30的升降打开或关闭卡片进出口31，一般情况不使用该机械锁，只有断电或第一电磁锁28出现故障时才使用，第一机械锁44的开锁方式是为取出箱体25内的卡片而备选的人工开锁方式，其对应的钥匙需由指定的高权限工作人员持有，也就是说严格控制使用者的权限，确保在未经授权的情况下，任何人员不能从箱体25中取出卡片，以保证卡片信息的安全；箱体25的后部设有第二机械锁45，卡片进出口31上方设有一个转动杆46，第二机械锁45用于锁定或打开箱底盖26，所述转动杆46贯穿箱体25，且转动杆46的两端分别与箱底盖26的左、右两侧转动连接，在第二机械锁45打开后，箱底盖26相对于箱体25绕转动杆46向下转动打开，工作人员可以进行人工放卡。

所述入卡模块5用于通过卡箱4的第一开口32将箱体25底部的卡片从卡片进出口31拨出，其结构如图9-图15所示，所述入卡模块5包括外罩47、卡箱托板48、卡箱移动板49和卡片传送机构50。

所述卡箱托板48设置在卡箱移动板49上，且设有四个卡位，每个卡位放置一个卡箱4，且设有一个第二电磁锁51，所述第二电磁锁51用于锁住卡箱4，当卡箱4放置在卡位上后，可以将卡箱4锁住，当需要取出卡箱4时，控制模块控制打开第二电磁锁51打开，可以将卡箱4取出；每个卡位在卡箱4的卡片进出口31对应位置上设有第一卡片出口52，所述凸起点弹簧开关有四个，每个凸起点弹簧开关设置在每个卡位与卡箱4的卡片进出口31接触的位置上；

所述卡箱移动板49与控制模块连接，其设置在外罩47上，带动卡箱托板48在外罩47上移动，卡箱移动板49在每个卡位底部对应的位置上设有第二开口53，且在每个第一卡片出口52的对应位置上设有第二卡片出口54；

所述卡片传送机构50与控制模块连接，卡片传送机构50上设有读卡器，并在卡箱移动板49下方的位置上设有拨卡件55、顶卡板56和两个开关片57，读卡器优选设置在卡片传送机构50的传送通道处；所述拨卡件55设置在顶卡板56的中部，所述两个开关片57设置在顶卡板56的左、右两边，它们之间的距离大于顶卡板56的宽度，每个开关片57上设有两个顶卡件58；当卡箱4放置在卡位上后，如果需要对卡箱4取卡，控制模块可以控制顶卡板56向上移动，并控制两个开关片57向上移动并打开，左边开关片57上的两个顶卡件58可以依次通过卡箱移动板49的第二开口53、卡箱4的第一开口32顶住卡箱4左边顶角固定块37上的两个锁卡顶角36，右边开关片57上的两个顶卡件58可以通过卡箱移动板49的第二开口53、卡箱4的第一开口32顶住卡箱4右边顶角固定块37上的两个锁卡顶角36，这样卡箱4的压卡板38在压卡弹簧48向下的压力下，沿着压卡导杆39向下移动，将箱体25内的卡片向下压至箱体25底部，使最底下的一张卡片落在顶卡板56上，控制模块控制两个开关片57合并，顶卡板56下降，当顶卡板56离开卡箱3底部后，控制拨卡件55动作，使拨卡件55将落在顶卡板56上的那张卡片从卡片进出口31拨出，卡片从卡片进出口31出来后，依次通过卡箱托板48的第一卡片出口52、卡箱移动板49的第二卡片出口54到达卡片传送机构50的传送通道中；本实施例的拨卡件55、顶卡板56和两个开关片57位于卡箱移动板49右边第一个卡位的第二开口53下方，当右边第一个卡位所放置卡箱4中的卡片全部取出后，卡箱移动板49会向右移动，使卡箱移动板49右边第二个卡位的第二开口53移动到拨卡件55、顶卡板56和两个开关片57所在位置，对右边第二个卡位所放置卡箱4进行取卡操作，不断重复，直到所有卡位所放置卡箱4的卡片全部取出后，卡箱移动板49会向左移动到初始位置。

所述卡仓13包括多列卡槽，多列卡槽在柜体1内旋转排列，使整个卡仓13形成圆弧形卡仓，与现有卡仓中都是并排式卡槽相比，不仅卡槽数量增多，而且占用空间减少，可扩展性强，也便于夹卡模块6取卡，取卡速度变快；每个卡槽都提供一个编号，如果卡柜长时间断电或故障，工作人员可以使用卡槽编号检索手动取回卡片。

所述夹卡模块6用于夹取入卡模块5的卡片，并将卡片传送到卡仓13中；以及夹取卡仓13中的卡片，并将卡片传送到发卡模块7；夹卡模块6的结构如图16所示，包括导杆60、升降旋转机构61和平移机构62，所述升降旋转机构61和平移机构62分别与控制模块连接，所述导杆60垂直设置在圆弧形卡仓的圆心处，所述升降旋转机构61设置在导杆60上，可沿导杆60上升、下降以及绕导杆60旋转，所述平移机构62设置在升降旋转机构61上；在存卡时，升降旋转机构61移动到卡片传送机构50的位置，平移机构62伸出，从卡片传送机构50的传送通道中夹取卡片，夹取到卡片后缩回，然后升降旋转机构61移动到卡仓13的指定卡槽位置，平移机构62伸出将卡片送入指定卡槽中，完成存卡；在取卡时，升降旋转机构61会移动到卡仓13的指定卡槽位置，平移机构62伸出，从指定卡槽中夹取新卡片，夹取到新卡片后缩回，然后升降旋转机构61移动到发卡模块7所在位置，平移机构62伸出，将新卡片传送到发卡模块7中。

所述发卡模块7上设有读卡器，并与控制模块连接，读卡器优选设置在发卡模块7的传送通道处，所述上盖14的竖立板20在发卡模块7的对应位置上设有出卡口59；当夹卡模块6将新卡片传送到发卡模块7，发卡模块7通过读卡器读取新卡片的芯片信息，当核实信息无误后，通过出卡口59将卡片送出到输出托盘8上，此时出卡口59处的指示灯亮。

所述触摸显示屏2设置在上盖14的竖立板20上，并与控制模块连接，触摸显示屏2采用19寸触摸显示屏，且具有防窥膜，仅在直视角度下可看到显示的信息，卡柜在正常通电情况下，控制模块发出业务显示指令，触摸显示屏2显示必要信息，并提供防窥功能。

所述OCR阅读器3设置在上盖14的竖立板20上，其优选设置在出卡口59的右边，便于用户进行操作，OCR阅读器3有两个，其中一个是预留阅读器，该OCR阅读器3与控制模块连接，用于读取用户旧卡片的芯片信息。

所述输出托盘8设置在上盖14的平放板21上，正好位于出卡口59的下方，当发卡模块7通过出卡口59将新卡片送出时，新卡片会掉落到输出托盘8上。

所述摄像头9设置在上盖14的竖立板20上，并位于触摸显示屏2的上方，与控制模块连接，所述摄像头8用于监控录制操作现场，以防止用户作弊。

所述控制按钮10设置在柜体1的后部，并与控制模块连接，用于控制卡柜的开启与关闭。

所述扬声器12有两个，两个扬声器12均设置在上盖14的竖立板20上，并分别位于触摸显示屏2的左、右两边，与控制模块连接，卡柜在正常通电情况下，控制模块发出语音播报指令，调用播报语音指导文件，由扬声器12播放出语音。

所述状态灯11设置在上盖14的竖立板20上，并位于摄像头9的上方，与控制模块连接，当卡箱4验证失败时，状态灯11可以配合扬声器12进行提示。

所述控制模块包括工控机(Industrial Personal Computer，IPC)63、UPS电源64、控制盒65和电柜箱66，所述控制盒65内放置有可编程逻辑控制器，所述电柜箱66内放置有电源、电机控制器和滤波器，所述可编程逻辑控制器、电源、电机控制器、滤波器和UPS电源64分别与工控机63连接，所述发卡模块7、卡箱移动板49、卡片传送机构50、拨卡件55、顶卡板56、开关片57、升降旋转机构61和平移机构62均由电机驱动，所述电机与电机控制器连接；所述UPS电源64位于工控机63的上方，所述控制盒65位于工控机63的下方，所述电柜箱66位于工控机63的前方；所述工控机63上具有与后台服务器进行通讯的通讯模块；所述UPS电源64为备用电源，在面对电源故障情况时，工控机63可以发出卡柜断电指令，UPS电源64接收到信息后自动开启，切换至UPS电源64供电，且支持不少于30分钟的供电，期间可通过网络连接监测UPS电量，以保护整个卡柜免受断电或波动的损害。

本实施例的卡柜最多可存放2800张卡片，可以设置卡仓13中的卡槽是否处于锁定状态，也可以设置同时领取多张卡片，在批量取卡过程中，不用人工干预。

本实施例的卡柜支持被后台服务器系统调用或在脱机模式下有工作人员触发盘点功能，盘点时确认每一张已存入卡片的位置与自助式存取卡卡柜记录是否一致，自动计算自助式存取卡卡柜实际存放的卡片数量，上报到后台服务器并确认，与后台服务器系统比对存取情况。

本实施例的卡柜可以在柜体1外部设有一个警报盒，用于监测以下情况：1)各模块异常/故障情况，如：卡片堵塞；2)非法开启维护门，接触功能模块；3)强烈的机械振动，如：暴力形式破拆卡柜等；4)非法移动卡柜；警报盒通过显示面板，直观的显示所监测卡柜的状态，面临故障或非法的物理侵入，警报盒接收到传感器的报警信息后，通过声音、警示灯的双重形式进行警告，并提示工作人员。

本实施例的卡柜以机械外壳为框架，采用分立式模块填充，对于扩展/替换的功能模块提供预留空间，在不中断其他功能模块的情况下，以最短的时间完成对部分功能部件的替换/扩展，在后续的升级中，不需要对整个卡柜进行更换，相当方便。

本实施例还提供了一种存取卡方法，该方法基于上述卡柜实现，包括存卡过程和取卡过程；

S1、存卡过程

S11、将四个卡箱4放置在卡箱托板48的四个卡位上，工控机63对卡箱4进行验证，若验证通过，工控机63发出计算在每个卡箱4中装载的卡的实际数量的指令，与后台服务器配合，调用卡箱4的存储信息，将信息(包括但不限于盒式磁带标识符和加载卡数)上报到后台服务器进行数据比对，然后进入步骤S12；若验证失败，工控机63通过扬声器12和状态灯11进行提示；

S12、工控机63控制卡箱4的电控板27将电磁锁36开启，在凸起点弹簧开关的配合下，带动锁片30上升，使卡片进出口31打开，对卡箱托板48右边第一个卡位所放置的卡箱4进行取卡操作，进入步骤S13；

S13、工控机63控制顶卡板56向上移动，并控制两个开关片57向上移动并打开，两个开关片57上的顶卡件58依次通过卡箱移动板49的第二开口53、卡箱4的第一开口32顶住卡箱4的四个锁卡顶角36，卡箱4的压卡板38在压卡弹簧48向下的压力下，沿着压卡导杆39向下移动，将箱体25内的卡片向下压至箱体25底部，使最底下的一张卡片落在顶卡板56上；

S14、工控机63控制两个开关片57合并，顶卡板56下降，当顶卡板56离开卡箱4底部后，控制拨卡件55动作，使拨卡件55将落在顶卡板56上的那张卡片从卡片进出口31拨出；

S15、卡片从卡片进出口31出来后，依次通过卡箱托板48的第一卡片出口52、卡箱移动板49的第二卡片出口54到达卡片传送机构50的传送通道中；

S16、卡片传送机构50读取卡片的芯片信息，若卡片的芯片信息可以读取时，进入步骤S17，若发现相同编号的卡片再次存入或卡片的芯片信息不能读取时，工控机63将异常信息上报到后台服务器；

S17、升降旋转机构61移动到卡片传送机构50的位置，平移机构62伸出，从卡片传送机构50的传送通道中夹取卡片，夹取到卡片后缩回，然后升降旋转机构61根据卡片的芯片信息，移动到卡仓13的指定卡槽位置，平移机构62伸出将卡片送入指定卡槽中；

S18、卡箱托板48右边第一个卡位所放置的卡箱4的其它卡片进行上述步骤S13～S17的操作，当该卡箱4的所有卡片都取出后，两个开关片57下降，当开关片57离开该卡箱4后，卡箱移动板49向右移动，使卡箱移动板49右边第二个卡位的第二开口53移动到拨卡件55、顶卡板56和两个开关片57所在位置，对右边第二个卡位所放置卡箱4进行取卡操作，不断重复，直到所有卡位所放置卡箱4的卡片全部取出后，卡箱移动板49会向左移动到初始位置，当存卡完成后，工控机63将存卡结果上报到后台服务器。

S2、取卡过程

S21、当用户在选择需领取证件类型后，触摸显示屏2提示用户将旧卡片放在OCR阅读器3上进行读取；

S22、当OCR阅读器3读取旧卡片的芯片信息后，工控机63将旧卡片的芯片信息上传到后台服务器，后台服务器将旧卡片的芯片信息与数据库的用户个人信息进行比对，并将比对结果反馈给工控机63；

S23、当旧卡片的芯片信息与数据库的用户个人信息比对匹配时，工控机63得到指定卡槽编号，并根据指定卡槽编号向夹卡模块6发出取卡指令；

S24、升降旋转机构61根据取卡指令移动到卡仓13的指定卡槽位置，平移机构62伸出，从指定卡槽中夹取新卡片，夹取到新卡片后缩回，然后升降旋转机构61移动到发卡模块7所在位置，平移机构62伸出，将新卡片传送到发卡模块7中；

S25、发卡模块7读取卡片的芯片信息，当核实信息无误后，通过出卡口59将新卡片送出到输出托盘8上。

在上述存卡或取卡过程中，当卡柜断电或UPS电源64停止运行时，工控机63向后台服务器发出警报指令。

实施例2：

本实施例的主要特点是：所述箱底盖26左、右两侧通过螺钉固定在箱体25的左、右两侧，不设置转动杆46，打开箱体25后部的机械锁后，将螺钉拧松即可使箱体25和箱底盖26分离，工作人员可以进行人工放卡，放卡后再将螺钉拧紧，将箱底盖26固定在箱体25底部，并关闭箱体25后部的第二机械锁45。其余同实施例1。

综上所述，本发明设置了OCR阅读器、卡箱、入卡模块、夹卡模块以及发卡模块，在存卡时，将卡箱放置在入卡模块上，入卡模块能够将卡箱底部的卡片拨出，此时夹卡模块可以夹取入卡模块的卡片，并将卡片传送到卡仓中，直接用卡箱代替人工放卡，可以在入卡模块上一次性放置多个卡箱，在存卡完成之后，可以将卡箱取出，更换新的卡箱即可，无需进行多次放卡；在取卡时，通过OCR阅读器读取旧卡片的芯片信息，在旧卡片的芯片信息验证通过后，夹卡模块移动到卡仓中夹取新卡片，并将新卡片传送到发卡模块中，由发卡模块将新卡片送出，即实现了证件卡片的自动存放和取出。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (11)

1.一种智能卡柜，其特征在于：包括柜体、触摸显示屏、OCR阅读器、卡箱、入卡模块、夹卡模块、发卡模块、控制模块以及卡仓，所述卡箱放置在入卡模块上，所述触摸显示屏和OCR阅读器设置在柜体的前部，所述入卡模块、夹卡模块、发卡模块、控制模块和卡仓均设置在柜体内，所述触摸显示屏、OCR阅读器、卡箱、入卡模块、夹卡模块、发卡模块分别与控制模块连接；

所述发卡模块和入卡模块上均设有读卡器；所述柜体的前部在发卡模块的对应位置上设有一个出卡口；所述卡箱的底部设有第一开口，卡箱的前部与底部之间设有卡片进出口，所述入卡模块用于通过卡箱的第一开口将卡箱底部的卡片从卡片进出口拨出；所述夹卡模块用于夹取入卡模块的卡片，并将卡片传送到卡仓中；以及夹取卡仓中的卡片，并将卡片传送到发卡模块。

2.根据权利要求1所述的一种智能卡柜，其特征在于：所述卡仓包括多列卡槽，多列卡槽在柜体内旋转排列，使整个卡仓形成圆弧形卡仓；

所述夹卡模块包括导杆、升降旋转机构和平移机构，所述升降旋转机构和平移机构分别与控制模块连接，所述导杆垂直设置在圆弧形卡仓的圆心处，所述升降旋转机构设置在导杆上，可沿导杆上升、下降以及绕导杆旋转，所述平移机构设置在升降旋转机构上。

3.根据权利要求1所述的一种智能卡柜，其特征在于：所述卡箱包括箱体、箱底盖、电控板、第一电磁锁、压锁片模块、锁片、锁卡模块以及压卡模块；

所述箱体设置在箱底盖上，箱体的前部与箱底盖之间设有一个卡片进出口，所述箱底盖上设有第一开口，所述电控板、第一电磁锁、压锁片模块和锁片设置在箱体内，所述锁卡模块设置在箱体内的底部，所述压卡模块设置在箱体内位于锁卡模块上方的位置上；

所述电控板与控制模块连接，所述第一电磁锁和锁卡模块分别与电控板连接；所述压锁片模块用于在第一电磁锁关闭时带动锁片下降，使卡片进出口关闭，在第一电磁锁开启时在凸起点弹簧开关的配合下带动锁片上升，使卡片进出口打开；所述锁卡模块用于将卡片锁定在箱体内，包括四个锁卡顶角和两个顶角固定块，所述两个顶角固定块分别设置在箱体内底部的左、右两边，其中两个锁卡顶角分布在左边的顶角固定块上，并通过弹簧与左边的顶角固定块连接，另外两个锁卡顶角分布在右边的顶角固定块上，并通过弹簧与右边的顶角固定块连接；所述压卡模块用于压住锁定在箱体内的卡片，以及将锁定在箱体内的卡片向下压至箱体底部。

4.根据权利要求3所述的一种智能卡柜，其特征在于：所述入卡模块包括外罩、卡箱托板、卡箱移动板和卡片传送机构，所述卡箱移动板和卡片传送机构分别与控制模块连接；

所述卡箱托板设置在卡箱移动板上，且设有多个卡位，每个卡位放置一个卡箱，且设有一个第二电磁锁，每个卡位在卡箱的卡片进出口对应位置上设有第一卡片出口，所述凸起点弹簧开关有多个，每个凸起点弹簧开关设置在每个卡位与卡箱的卡片进出口接触的位置上；

所述卡箱移动板设置在外罩上，带动卡箱托板在外罩上移动，卡箱移动板在每个卡位底部对应的位置上设有第二开口，且在每个第一卡片出口的对应位置上设有第二卡片出口；

所述卡片传送机构上设有读卡器，并在卡箱移动板下方的位置上设有拨卡件、顶卡板和两个开关片，所述拨卡件设置在顶卡板的中部，所述两个开关片设置在顶卡板的左、右两边，每个开关片上设有两个顶卡件；左边开关片上的两个顶卡件用于依次通过卡箱移动板的第二开口、卡箱的第一开口顶住卡箱左边顶角固定块上的两个锁卡顶角，右边开关片上的两个顶卡件用于依次通过卡箱移动板的第二开口、卡箱的第一开口顶住卡箱右边顶角固定块上的两个锁卡顶角，所述拨卡件用于依次通过卡箱移动板的第二开口、卡箱的第一开口将箱体底部的卡片从卡片进出口拨出。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种智能卡柜，其特征在于：所述卡柜还包括输出托盘、摄像头、状态灯、控制按钮以及两个扬声器，所述输出托盘、摄像头、状态灯和两个扬声器均设置在柜体的前部，其中摄像头、状态灯和两个扬声器分别与控制模块连接，所述控制按钮设置在柜体的后部，并与控制模块连接；所述输出托盘位于出卡口的下方，所述摄像头位于触摸显示屏的上方，所述状态灯位于摄像头的上方，所述两个扬声器分别位于触摸显示屏的左、右两边。

6.根据权利要求5所述的一种智能卡柜，其特征在于：所述柜体的前部设有上盖和下盖，后部设有第一开闭门，左侧设有第二开闭门，右侧设有第三开闭门和第四开闭门；所述上盖包括竖立板和平放板，所述竖立板和平放板连成一体，所述触摸显示屏、OCR阅读器、出卡口、摄像头、状态灯和两个扬声器均设置在竖立板上，所述输出托盘设置在平放板上。

7.根据权利要求6所述的一种智能卡柜，其特征在于：所述柜体为一框架结构体，所述框架结构体内的右部划分为上、下两层，所述控制模块设置在上层，所述入卡模块设置在下层，所述夹卡模块和卡仓设置在框架结构体内的左部，所述发卡模块设置在框架结构体内的前部；所述第一开闭门和第二开闭门设置在卡仓对应的位置上，所述第三开闭门设置在控制模块对应的位置上，所述第四开闭门设置在入卡模块对应的位置上；所述上盖、下盖、第一开闭门、第二开闭门、第三开闭门和第四开闭门上均安装有门磁，所述第三开闭门上设有散热风扇；所述柜体的底部设有对射式光电开关。

8.根据权利要求1-4任一项所述的一种智能卡柜，其特征在于：所述控制模块包括工控机、UPS电源、控制盒和电柜箱，所述控制盒内放置有可编程逻辑控制器，所述电柜箱内放置有电源、电机控制器和滤波器，所述可编程逻辑控制器、电源、电机控制器、滤波器和UPS电源分别与工控机连接；所述UPS电源位于工控机的上方，所述控制盒位于工控机的下方，所述电柜箱位于工控机的前方。

9.一种基于权利要求1-8任一项所述卡柜的存取卡方法，其特征在于：所述方法包括存卡过程和取卡过程；

所述存卡过程包括：

当卡箱放进入卡模块后，控制模块对卡箱进行验证，若验证通过，打开卡箱的卡片进出口；

入卡模块通过卡箱的第一开口将卡箱底部的卡片从卡片进出口拨出，并读取卡片的芯片信息；

夹卡模块移动到入卡模块的位置，从入卡模块中夹取卡片；

当夹取到卡片后，夹卡模块根据卡片的芯片信息，移动到卡仓的指定卡槽位置，将卡片传送到指定卡槽中；

所述取卡过程包括：

当用户在选择需领取证件类型后，触摸显示屏提示用户将旧卡片放在OCR阅读器上进行读取；

当OCR阅读器读取旧卡片的信息后，控制模块将旧卡片的芯片信息上传到后台服务器；

后台服务器将旧卡片的芯片信息与数据库的用户个人信息进行比对，并将比对结果反馈给控制模块；

当旧卡片的芯片信息与数据库的用户个人信息比对匹配时，控制模块得到指定卡槽编号，并根据指定卡槽编号向夹卡模块发出取卡指令；

夹卡模块根据取卡指令移动到卡仓的指定卡槽位置，从指定卡槽中夹取新卡片；

当夹取到新卡片后，夹卡模块移动到发卡模块的位置，将新卡片传送到发卡模块中；

发卡模块读取卡片的芯片信息，当核实信息无误后，通过出卡口将新卡片送出。

10.根据权利要求9所述的一种存取卡方法，其特征在于：所述存卡过程还包括：

当卡箱验证失败时，控制模块通过扬声器和状态灯进行提示；

当发现相同编号的卡片再次存入，或卡片的芯片信息不能读取时，控制模块将异常信息上报到后台服务器；

当存卡完成后，控制模块将存卡结果上报到后台服务器。

11.根据权利要求9或10所述的一种存取卡方法，其特征在于：所述方法还包括：

在存卡或取卡过程中，当卡柜断电或UPS电源停止运行时，控制模块向后台服务器发出警报指令。