CN107067482A - 一种高速公路的无人值守收费系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速公路的无人值守收费系统，包括高速公路计算机收费系统和置于高速公路入口的自助发卡机，以及置于高速公路出口的计费卡回收箱，由电机驱动的输送带连通计费卡回收箱和发卡机的储卡筒，输送带上相间隔地连接多个计费卡持卡单元，输送带前端设有使计费卡进入持卡单元的入卡机构，输送带末端设有使计费卡脱离持卡单元的出卡机构，回收箱入卡口内的导卡槽可连通持卡单元，在等待入卡位置近旁设有读写器，读写器读出的电信号通过计算机收费系统与设于回收箱外侧的电子收费器连通。该收费系统可实现高速公路收费站无人值守，既节省大量的人工成本，也避免了人工收费的操作失误，更可以杜绝收费过程中人为作弊的可能。

Description

一种高速公路的无人值守收费系统

技术领域

本发明涉及高速公路的收费系统，特别是一种可实现无人值守的自动收费系统。

背景技术

目前，高速公路的收费系统有两种方式，一种是传统的使用计费卡的方式，另一种是ETC自动收费系统。ETC系统可实现全无人值守，过往车辆无需领取计费卡，进出高速公路均有电子扫描计费和收费，该收费方式方便快捷。但ETC的使用量并不理想，原因或许是很多车辆上高速公路的几率不高，而使用ETC时，必须向ETC通行卡中预存足够的金额，所以很多司机宁可使用收费麻烦的计费卡，也不办理ETC通行卡。因此，在高速公路收费站仍然是走计费卡通道的车辆多。使用计费卡的收费系统，仅在高速公路的收费站入口处可实现无人值守，过往的司机在发卡机上按一个键即可拿取计费卡，但在高速公路出口处必须设立收费亭，由人工回收计费卡并收缴过路费，这种方式的人工成本很高，而且难以避免人为的操作失误，也难以杜绝人为作弊的可能性。

发明内容

本发明旨在给出一种适于计费卡方式的高速公路无人值守收费系统。

本发明所述的一种高速公路无人值守收费系统，包括高速公路计算机收费系统和置于高速公路入口的自助发卡机，以及置于高速公路出口的计费卡回收箱，由电机驱动的输送带连通计费卡回收箱和发卡机的储卡筒，输送带上相间隔的连接多个计费卡持卡单元，输送带前端设有使计费卡进入持卡单元的入卡机构，输送带末端设有使计费卡脱离持卡单元的出卡机构，回收箱入卡口内的导卡槽可连通持卡单元，在等待入卡位置的近旁装有读写器，读写器读出的电信号通过计算机收费系统与设于回收箱外侧的电子收费器连通。

本发明所述的高速公路无人值守收费系统，其技术特征中的高速公路计算机收费系统、自助发卡机、计费卡读写器、以及电子收费器均是现有技术。本发明的重要特点是输送带可将计费卡回收箱与发卡机的储卡筒连通，使用时，进入高速公路的司机在自助发卡机上可取得计费卡，从高速公路上出来的司机将计费卡插入回收箱的入口，计费卡经导卡槽滑到读写区，读写器读取应收取费用的信息，并通过计算机收费系统将信息传送到回收箱外侧的电子收费器，司机在电子收费器上刷银行卡或手机中的支付宝、微信进行支付，即可完成付费通行，被读取信息的计费卡，由入卡机构送入输送带持卡单元中，再由输送带将计费卡逐一送至发卡机的储卡筒入口侧，出卡机构使计费卡脱离持卡单元送入储卡筒内备用。

本发明所述的收费系统可实现高速公路的出入口均无人值守，即实现了计费卡方式的收费系统中无需人工介入收费过程，可明显节省高速公路经营中的人工成本；另外，以刷银行卡，或扫描手机微信、支付宝等方式收费是现在广泛使用且很成熟的现有技术，采用电子收费又可大幅度减少现金流，节省了现金运送所需的人工及设备，既避免了人工收费的操作失误，更可以杜绝收费过程中人为作弊的可能。

附图说明

图1是所述收费系统的结构示意图；

图2是图1的K向视图；

图3是入卡机构与持卡单元的连接关系以及误错卡剔除机构结构示意图；

图4是出卡机构和发卡机储卡筒的连接结构示意图；

图5是持卡单元的另一种结构示意图；

图6是图5的H向视图；

图7是另一种入卡机构和误错卡剔除机构的结构示意图；

图8是另一种出卡机构的结构示意图；

图9是导卡槽水平设置时的结构示意图；

图10是高架输送带系统的结构示意图；

图11是输送带互成夹角示意图；

图12是倾斜的转弯滑槽示意图；

图13是低架输送带系统结构示意图；

图14是立置使用的链条输送带系统结构示意图；

图15是常用链条输送带的结构示意图；

图16是图14的M向视图；

图17是转弯链条输送带的俯视图。

具体实施方式

实施例一

如图1与图2所示，包括高速公路计算机收费系统和置于高速公路入口的自助发卡机1，以及置于高速公路出口的计费卡回收箱2，由电机3驱动的输送带4连通计费卡回收箱2和发卡机的储卡筒5，输送带4上相间隔地连接多个计费卡持卡单元6，输送带4前端设有使计费卡进入持卡单元6的入卡机构，输送带4末端设有使计费卡脱离持卡单元6的出卡机构，回收箱入卡口7内的导卡槽8可连通持卡单元6，在导卡槽中部一侧装有读写器9，读写器读出的电信号通过计算机收费系统与设于回收箱2外侧的电子收费器10连通。

入卡机构与持卡单元6的关系如图3所示，计费卡12沿导卡槽8到达读写区，读写器9读取收费信息，并通过计算机收费系统将收费信息传到电子收费器10；持卡单元6是储卡盒6a，盒的一端由扭簧16铰接盖板14，盖板14的后部延伸为拨杆15，入卡机构是处于拨杆15运动轨迹一侧的挡块11a，当储卡盒6a随输送带4移动至挡块11a处时，挡块11a阻挡拨杆15，使储卡盒6的盖板打开，计费卡12依重力沿跌入储卡盒6a中；储卡盒6a继续移动，扭簧16的力使盖板14复位，关闭储卡盒6a。本实施例中使用扭簧16使盖板14复位，当然也可以使用拉簧等弹性元件使盖板复位，但结构会较复杂。

出卡机构和发卡机储卡筒5的关系如图4所示，储卡盒6a随输送带4移动至储卡筒5的上侧，另一个设置于输送带末端上方的挡块11b阻挡拨杆15，使盖板14再次打开，计费卡12依重力滑入储卡筒5中。

现有的自助发卡机1为适应大车在高位取卡、小车在低位取卡，多设有上下两个取卡口，同时也配置了上下两个储卡筒5。本实施例的输送带4也可分别向上下两个储卡筒输送计费卡，如图1，在输送带4末端装有由气缸30驱动的可摆动的导向板13，导向板13的摆动可分别连接上或下储卡筒5的入口滑槽26。

为防止读写信息失败的计费卡12进入持卡单元6，在读卡区设置误错卡剔除机构21，如图3所示，导卡槽8中部设有可移动的、遮盖退卡槽25和导卡槽8的托板22，托板22外侧设有可吸引托板移动的电磁铁23a，托板22上部设有由电磁铁23b驱动的推杆24。使用时，被插入回收箱的计费卡沿导卡槽8到达读写区，托板22承托计费卡12短暂停留，读写器9感应计费卡内的收费信息，并传递给计算机收费系统，若读卡成功，计算机发出指令，令电磁铁23b驱动推杆24推动计费卡下部，同时电磁铁23a吸引托板22向后移动露出导卡槽8，使计费卡再沿导卡槽8滑入持卡单元6a；如读卡失败，计算机指令电磁铁23a驱动托板22后移，计费卡跌入退卡槽25，则误错卡被剔出收费通道。

高速公路计算机收费系统是较完善的现有技术，本发明应用该计算机系统，仅增加了少数功能，如读写器，读卡成功或失败时，由计算机指令电磁铁动工作，使计费卡继续运行或是被剔出，是普通技术人员采用惯用技术手段即可完成的；又如计算机与电子收费器10连通，也是现有技术，电子收费器10是指银行卡的收费扫描器，或是储值卡的收费扫描器，或是刷手机收费的二维码显示窗口等各种现有的电子收费装置。当计算机获取计费卡12中的收费信息，与之连通的电子收费器共享该信息。如图2所示，出高速公路的司机可在回收箱2的入卡口7处投入计费卡，然后，或在二维码显示窗口17处刷手机支付，或在ETC卡扫描器20处刷ETC卡或其它储值卡，或在银行卡插口18处插入银行卡，并在键盘19上输入密码，即可完成交费。

实施例二

持卡单元7也可以是如图5、图6所示，输送带4上固定有弹性片6b，弹性片6b中部贴近输送带，弹性片6b与输送带4之间形成可插入计费卡12的间隙，计费卡12插入间隙中可被夹持。入卡机构如图7所示，导卡槽8的出口处设置可压紧计费卡的辊轮27，当计费卡12移动至出口处，辊轮27转动，将计费卡推入弹性片6b与输送带4之间的间隙中被夹持。

如图8所示，出卡机构是置于输送带4末端一侧的直线运动的推片28，其由电磁铁驱动，当计费卡12随输送带4移动至储卡筒5上侧，推片28推动计费卡12脱离弹性片6b与输送带的间隙，沿滑槽26跌入储卡筒5内。

误错卡剔除机构21如图7所示，导卡槽8中部铰接可摆动的引导槽29，引导槽29下端对正导卡槽8末段，引导槽29底部设有由电磁铁23c驱动的托板22a，另有电磁铁23d驱动的推杆24a可推动引导槽29绕铰接部位摆动。使用时，若读写器读卡成功，电磁铁驱动托板22a撤出，计费卡12依重力跌入导卡槽8末段，如读卡失败，电磁铁推动推杆24a使引导槽29摆动，这样引导槽29的出口就对正退卡槽25，计费卡12跌入退卡槽25，被剔出收费系统。

其余与实施例一相同。

实施例三

前述实施例中的导卡槽8均倾斜设置，导卡槽中的计费卡12依重力下滑到持卡单元6。也可以如图9所示，导卡槽8水平设置，导卡槽8上设有多个辊轮27a，由辊轮27a将计费卡12推入输送带4上的储卡盒6a或弹性片6b等持卡单元6中。

应当指出，实施例中所述的实现几种功能的电磁铁，都是实现直线运动的驱动装置，当然也可以使用气缸、齿轮齿条等直线运动机构替代。

其余与实施例一或二相同。

实施例四

输送带4可以是帆布带、皮带、钢丝绳，也可以是链条构成。这种输送带结构简单成本低，且向上或向下弯曲很方便，故而输送带可以根据需要上下迂回构成连通回收箱2和储卡筒5的循环。但，链条或帆布输送带向两侧转弯就很难实现。如果输送带不能向两侧转弯，则回收箱和发卡机1就必须设置在一条相互垂直的连线上，否则难以实现输送带的前端和末端同时正对回收箱的导卡槽8和储卡筒的入口滑槽26，即较难实现用输送带将回收箱和储卡筒顺畅连通。而很多高速公路出入口处的地形较复杂，须根据地形设计进出口车道及回收箱和发卡机的安放位置，往往难以保证一个公路出入口的多条（甚至十几条）进出车道旁设置的回收箱和发卡机均一一对应地处于相互垂直的连线上。

如图10所示，为使回收箱与储卡筒不能相互垂直的处于同一连线上仍能用输送带顺畅连通，本实施例给出的输送带4为两段以上，第一输送带4a竖直设置，第一输送带上相间隔地铰接多个持卡单元6c，持卡单元在第一输送带顶端翻转构成的翻斗机构就是出卡机构，第二输送带4a末端之下设置的入口滑槽26与储卡筒3相连通。为保证由回收箱插入的计费卡准确进入持卡单元的盒内，如图10，在持卡单元处于等待入卡位置的近旁装有位置感应器31和读写器9，当持卡单元移动到等待入卡位置时，位置感应器感应到持卡单元已到达待入卡位置，位置感应器将信号传送到计算机，计算机指令输送带停止，待入卡；完成读取计费卡信息也传送到计算机，计算机再指令输送带启动。其余与实施例一相同。应当指出，位置感应器也可以用步进电机代替，每当持卡单元移动到等待入卡位置时，步进电机控制输送带4停止，输送带上的持卡单元随之停止并等待入卡，待读写器读取信息后，步进电机再使输送带重新启动。

本实施例仅第一输送带上铰接多个持卡单元，第二输送带上无需装有持卡单元，计费卡直接搭在输送带上被传送。如图11所示，由于输送带分为至少两段，两段输送带的交接处，各输送带的运行轨迹相交的延长线呈一个夹角β，即可实现横向转折。如公路出口处的地形很复杂，需多次转折输送带，可将输送带分为三段或更多段，按前述的输送带交接处结构，如图12所示，两段相邻的输送带之间设置倾斜的转弯滑槽32。

使用时，出高速公路的司机，将计费卡插入回收箱，计费卡依重力滑落至持卡单元6c的盒内，随输送带向上到回转处，持卡单元翻转，计费卡跌落到第二输送带上，随之移动到末端再跌落到入口滑槽26上，沿入口滑槽滑入储卡筒。

本实施例的持卡单元6c，虽与实施例一的持卡单元均为盒状，但无需实施例一所述的构成持卡单元的拨杆15，扭簧16和盖板14，不仅持卡单元的结构简单了，更使入卡机构和出卡机构也简化了。入卡机构就是导卡槽8末端出口，持卡单元与输送带铰接，翻转时计费卡依重力滑落，故其结构简单，成本更低，发生故障的几率也更低。

本实施例给出的输送带是由高速公路进出口车道的上部连通回收箱和储卡筒，实际上通过车道地下亦可，如图13所示，第一和第二输送带调换位置，计费卡通过导卡槽8滑到第二输送带上，位置感应器仍置于第一输送带持卡单元的入卡位置近旁。

实施例五

通常用链条输送带传送物品，输送带的链条是卧置的，如图15，此时链条可以上下弯曲，但不能侧向转弯。而将链条立置使用，如图16，就能实现侧向转弯。本实施例给出的是一种可以以较大曲率侧向转弯的链条输送带系统，即便自动发卡机和回收箱不处于同一条相互垂直的连线上，输送带也能顺畅连通发卡机和回收箱，如图14所示，两条立置的链条输送带4b连通自动发卡机1和计费卡回收箱2，计费卡12从输送带4a滑落到略低的输送带4b的前端，计费卡搭在链条上，即可沿链条输送带的路径运动，计费卡运动到输送带末端自动滑落到储卡筒5中。应指出，输送带使用两条以上钢丝绳，也可以方便地实现输送带的各方向转弯。

实际上，市场上可以向两侧转弯的输送带（链条）、输送板出售，如图17所示，使用该类输送带或输送板就可实现输送带的侧向转弯。

其余与实施例四相同。

Claims (16)

1.一种高速公路的无人值守收费系统，包括高速公路计算机收费系统和置于高速公路入口的自助发卡机（1），以及置于高速公路出口的计费卡回收箱（2），其特征在于：由电机（3）驱动的输送带（4）连通计费卡回收箱（2）和发卡机的储卡筒（5），输送带（4）上相间隔地连接多个计费卡持卡单元（6），输送带（4）前端设有使计费卡进入持卡单元（6）的入卡机构，输送带（4）末端设有使计费卡脱离持卡单元（6）的出卡机构，回收箱入卡口（7）内的导卡槽（8）可连通持卡单元（6），读写器（9）读出的电信号通过计算机收费系统与设于回收箱（2）外侧的电子收费器（10）连通。

2.根据权利要求1所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：在等待入卡位置的近旁设有读写器（9）。

3.根据权利要求1所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：所述持卡单元（6）是储卡盒（6a），盒的一端由扭簧（16）铰接盖板（14），盖板（14）的后部延伸为拨杆（15）。

4.根据权利要求3所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：所述入卡机构是处于拨杆（15）运动轨迹一侧的挡块（11a）。

5.根据权利要求3所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：所述出卡机构是设置于输送带末端上方的挡块（11b）。

6.根据权利要求1所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：所述导卡槽（8）中部设有可移动的、遮盖退卡槽（25）和导卡槽（8）的托板（22），托板（22）外侧设有可吸引托板移动的电磁铁（23a），托板（22）一侧设有由电磁铁（23b）驱动的推杆（24）。

7.根据权利要求1所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：所述导卡槽（8）中部铰接可摆动的引导槽（29），引导槽（29）下端对正导卡槽（8）末段，引导槽（29）底部设有由电磁铁（23c）驱动的托板（22a），另有电磁铁（23d）驱动的推杆（24a）可推动引导槽（29）绕铰接部位摆动。

8.根据权利要求1所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：所述持卡单元（7）是输送带（4）上固定的弹性片（6b），弹性片（6b）中部贴近输送带，弹性片（6b）与输送带（4）之间形成可插入计费卡（12）的间隙。

9.根据权利要求7所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：所述导卡槽（8）的出口处设置可推动计费卡的辊轮（27）。

10.根据权利要求1所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：所述导卡槽（8）水平设置，导卡槽（8）上设有多个辊轮（27a）。

11.根据权利要求1所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：所述输送带（4）为两段以上。

12.根据权利要求1或11所述的一种高速公路的无人值守收费系统，第一输送带（4a）竖直设置，第一输送带上相间隔地铰接多个持卡单元（6c），持卡单元在第一输送带顶端翻转构成的翻斗机构就是出卡机构，第二输送带（4a）末端之下设置的入口滑槽（26）与储卡筒（3）相连。

13.根据权利要求1所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：在持卡单元等待入卡的位置的近旁装有位置感应器（31）。

14.根据权利要求1或11所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：两条输送带（4a）（4b）运行轨迹相交的延长线呈一个夹角。

15.根据权利要求14所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：呈夹角的两段输送带之间设置倾斜的转弯滑槽（32）。

16.根据权利要求1所述的一种高速公路的无人值守收费系统，其特征在于：输送带的链条立置使用。