CN109397274A - 自动取卡装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动取卡装置及其控制方法，特点是包括位移组件、机械夹手组件、控制器组件及监控组件；机械夹手组件设在位移组件上；控制器组件与位移组件及机械夹手组件电连接，控制器组件控制位移组件工作使机械夹手组件将卡机上的车卡夹至人手方向。其具有由机械夹手组件帮助取卡，能加快车辆通过收费站的速度，减少交通拥挤的情况，避免司机停车位置不佳需下车取卡的麻烦，降低了收费成本等优点。

Description

自动取卡装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种自动取卡装置及其控制方法。

背景技术

目前，不停车电子收费系统，简称为ETC系统；ETC系统是一种先进的道路收费系统，它利用微波或红外或射频技术，通过安装在ETC车道上的路侧单元（RSU）与安装在车辆上的车载标签（OBU）之间的专用短程通信，在不需要停车的情况下，自动完成收费处理全过程，真正实现无人值守，降低管理成本，提高车辆通行效率。

截至2017年2月底，全国29个联网省份(西藏、海南除外)累计建成ETC专用车道14285条；建成自营服务网点1115个、合作代理网点37502个，县(区)级已全部覆盖；ETC用户数突破了4767.44万， 交易量日均810万笔，占高速公路通行量的31.17%。

由以上数据可知，我国ETC普及率处于较低的水平，说明目前大多数的收费方式依然是人工收费。人工收费方式采取的是人工给卡的，而人工给卡的弊端是给卡时间过长，还因为司机停车的位置，车辆的高度都将导致取卡困难，而取卡时间长就是导致交通拥堵的重要原因。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种由机械夹手组件帮助取卡，能加快车辆通过收费站的速度，减少交通拥挤的情况，避免司机停车位置不佳需下车取卡的麻烦，降低了收费成本的自动取卡装置及其控制方法。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的，其是一种自动取卡装置，包括：

位移组件及机械夹手组件；所述机械夹手组件设在位移组件上；以及

控制器组件及监控组件；所述控制器组件与位移组件及机械夹手组件电连接，控制器组件控制位移组件工作使机械夹手组件将卡机上的车卡夹至人手方向。

在本技术方案中，所述位移组件包括：纵向支架、横向支架、纵向动力装置及纵向传动结构；在所述纵向支架上设有纵向定向结构，所述横向支架设在纵向定向结构上并能沿纵向定向结构纵向移动，所述纵向动力装置设在纵向支架上，纵向动力装置通过纵向传动结构带动横向支架沿纵向定向结构纵向移动；

安装座、横向动力装置及横向传动结构；在所述横向支架上设有横向定向结构，所述安装座设在横向定向结构上并能沿横向定向结构横向移动，所述横向动力装置通过横向传动结构带动安装座沿横向定向结构横向移动；

转动台、转向动力装置及转向传动装置；所述转动台设在安装座上并能转动，所述转向动力装置设在安装座上，转向动力装置通过转向传动装置带动转动台转动；

伸缩装置；所述伸缩装置设在转动台上，伸缩装置的输出端与机械夹手组件连接；

所述控制器组件分别与监控组件、纵向动力装置、横向动力装置、转向动力装置、伸缩装置电连接，控制器组件控制纵向动力装置、横向动力装置、转向动力装置及伸缩装置工作使机械夹手组件将停车卡夹至人手方向。

在本技术方案中，所述纵向动力装置是第二电机，所述第二电机设在纵向支架上，所述纵向传动结构是纵向丝杠，所述纵向丝杠设在纵向支架上并能转动，所述横向支架与纵向丝杠啮合，第二电机的输出端与纵向丝杠轴连接从而带动横向支架沿着纵向定向结构纵向移动。

在本技术方案中，所述纵向定位结构是纵向导轨，所述横向支架设在纵向导轨上并能沿纵向导轨纵向移动。

在本技术方案中，所述横向动力装置是第一电机，所述第一电机设在横向支架上，所述横向传动结构是横向丝杠，所述横向丝杠设在横向支架上并能转动，所述安装座与横向丝杠啮合，第一电机的输出端与横向丝杠轴连接从而带动安装座沿着横向定向结构横向移动。

在本技术方案中，所述横向定向结构是横向导轨，所述安装座设在横向导轨上，并沿着横向导轨横向移动。

在本技术方案中，所述转向动力装置是第三电机，所述转向传动装置包括从动轮、传动带及主动轮，所述主动轮设在第三电机的输出轴上，所述从动轮设在转动台的转轴上，所述传动带设在从动轮及主动轮上使第三电机带动转动台转动。

在本技术方案中，所述伸缩装置是电缸组件，所述机械夹手组件设在电缸组件的输出端上，从而使电缸组件带动机械夹手组件移动。

为了达到目的，本发明是这样实现的，其是一种自动取卡装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一

当车辆开入闸门区域时，监控组件检测有车进入指定区域，并判断司机离监控组件的前后距离、左右距离及车辆的种类，从而判断司机的高度，监控组件将信号传送至控制器组件中；

步骤二

监控组件将信号传送至控制器组件后，控制器组件发出指令给卡机出卡，然后控制器组件控制位移组件将机械夹手组件移动至卡机的位置，机械夹手组件夹取卡机上的卡后，控制器组件通过监控组件传送的司机位置将卡送至司机的方向从而方便司机取卡；

步骤三

当司机取卡后，机械夹手组件传输信号给控制器组件，控制器组件收到信号后，控制器组件控制闸门打开让车辆可以通过闸门；

步骤四

当车辆通过闸门后，监控组件检测到车辆离开指定位置后，将车辆离开的信号传输给控制器组件，控制器组件控制闸门关闭。

在本技术方案中，所述监控组件包括人体监控组件及车辆监控组件；所述人体监控组件可以检测判断司机的位置，所述车辆监控组件可以判断车辆的类型。

本发明与现有技术相比的优点为：由机械夹手组件帮助取卡，能加快车辆通过收费站的速度，减少交通拥挤的情况，避免司机停车位置不佳需下车取卡的麻烦，降低了收费成本。

附图说明

图1是本发明的工作状态图；

图2是本发明的自动取卡装置的结构示意图；

图3是本发明的俯视图；

图4是图3的A-A剖视放大图；

图5是本发明的自动取卡装置的仰视位的结构示意图；

图6是图2中删除纵向支架及横向支架保护板后的结构示意图；

图7是本发明的控制原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。

在本发明描述中,术语“上”、“下”、“纵向”及“横向”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”及“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图7所示，其是一种自动取卡装置，包括：

位移组件及机械夹手组件9；所述机械夹手组件9设在位移组件上；以及

控制器组件13及监控组件14；所述控制器组件13与位移组件及机械夹手组件9电连接，控制器组件13控制位移组件工作使机械夹手组件9将卡机3上的车卡夹至人手方向。

使用时，当车辆开入闸门15区域时，监控组件9检测有车进入指定区域，并判断司机的位置及车辆的种类，监控组件9将信号传送至控制器组件13中；监控组件9将信号传送至控制器组件13后，控制器组件13发出指令卡机3出卡，然后控制器组件13控制位移组件将机械夹手组件9移动至卡机3的的位置，机械夹手组件9夹取卡机3上的卡后，控制器组件13通过监控组件9传送的司机的位置将卡送至司机的人手方向从而方便司机拿去卡；当司机取卡后，机械夹手组件9传输信号给控制器组件13，控制器组件13收到信号后，控制器组件13控制闸门15打开使车辆可以通过闸门15；当车辆通过闸门15后监控组件14检测到车辆离开指定位置后传输信号给控制器组件13，控制器组件13控制闸门15关闭。

在本实施例中，所述位移组件包括：纵向支架2、横向支架4、纵向动力装置6及纵向传动结构11；在所述纵向支架2上设有纵向定向结构21，所述横向支架4设在纵向定向结构21上并能沿纵向定向结构21纵向移动，所述纵向动力装置6设在纵向支架2上，纵向动力装置6通过纵向传动结构11带动横向支架4沿纵向定向结构21纵向移动；

安装座1、横向动力装置5及横向传动结构12；在所述横向支架4上设有横向定向结构41，所述安装座1设在横向定向结构41上并能沿横向定向结构41横向移动，所述横向动力装置5通过横向传动结构12带动安装座1沿横向定向结构41横向移动；

转动台7、转向动力装置10及转向传动装置13；所述转动台7设在安装座1上并能转动，所述转向动力装置10设在安装座1上，转向动力装置10通过转向传动装置13带动转动台7转动；

伸缩装置8；所述伸缩装置8设在转动台7上，伸缩装置8的输出端与机械夹手组件9连接；

所述控制器组件13分别与监控组件14、纵向动力装置6、横向动力装置5、转向动力装置10、伸缩装置8电连接，控制器组件13控制纵向动力装置6、横向动力装置5、转向动力装置10及伸缩装置8工作使机械夹手组件9将停车卡夹至人手方向。

在本实施例中，所述纵向动力装置6是第二电机，所述第二电机设在纵向支架2上，所述纵向传动结构11是纵向丝杠，所述纵向丝杠设在纵向支架2上并能转动，所述横向支架4与纵向丝杠啮合，第二电机的输出端与纵向丝杠轴连接从而带动横向支架4沿着纵向定向结构21纵向移动。

在本实施例中，所述纵向定位结构21是纵向导轨，所述横向支架4设在纵向导轨上并能沿纵向导轨纵向移动。

在本实施例中，所述横向动力装置5是第一电机，所述第一电机设在横向支架4上，所述横向传动结构11是横向丝杠，所述横向丝杠设在横向支架4上并能转动，所述安装座1与横向丝杠啮合，第一电机的输出端与横向丝杠轴连接从而带动安装座1沿着横向定向结构41横向移动。

在本实施例中，所述横向定向结构41是横向导轨，所述安装座1设在横向导轨上，并沿着横向导轨横向移动。

在本实施例中，所述转向动力装置10是第三电机，所述转向传动装置13包括从动轮131、传动带132及主动轮133，所述主动轮133设在第三电机的输出轴上，所述从动轮131设在转动台7的转轴71上，所述传动带132设在从动轮131及主动轮133上使第三电机带动转动台7转动。

在本实施例中，所述伸缩装置8是电缸组件，所述机械夹手组件9设在电缸组件的输出端上，从而使电缸组件带动机械夹手组件9移动。

如图1至图7所示，其是一种自动取卡装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一

当车辆开入闸门15区域时，监控组件9检测有车进入指定区域，并判断司机离监控组件9的前后距离、左右距离及车辆的种类，从而判断司机的高度，监控组件9将信号传送至控制器组件13中；

步骤二

监控组件9将信号传送至控制器组件13后，控制器组件13发出指令给卡机3出卡，然后控制器组件13控制位移组件将机械夹手组件9移动至卡机3的位置，机械夹手组件9夹取卡机3上的卡后，控制器组件13通过监控组件9传送的司机位置将卡送至司机的方向从而方便司机取卡；

步骤三

当司机取卡后，机械夹手组件9传输信号给控制器组件13，控制器组件13收到信号后，控制器组件13控制闸门15打开让车辆可以通过闸门15；

步骤四

当车辆通过闸门后，监控组件14检测到车辆离开指定位置后，将车辆离开的信号传输给控制器组件13，控制器组件13控制闸门15关闭。

在本实施例中，所述监控组件14包括人体监控组件141及车辆监控组件142；所述人体监控组件141可以检测判断司机的位置，所述车辆监控组件142可以判断车辆的类型。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动取卡装置，其特征在于包括：

位移组件及机械夹手组件（9）；所述机械夹手组件（9）设在位移组件上；以及

控制器组件（13）及监控组件（14）；所述控制器组件（13）与位移组件及机械夹手组件（9）电连接，控制器组件（13）控制位移组件工作使机械夹手组件（9）将卡机（3）上的车卡夹至人手方向。

2.根据权利要求1所述的自动取卡装置，其特征在于所述位移组件包括：

纵向支架（2）、横向支架（4）、纵向动力装置（6）及纵向传动结构（11）；在所述纵向支架（2）上设有纵向定向结构（21），所述横向支架（4）设在纵向定向结构（21）上并能沿纵向定向结构（21）纵向移动，所述纵向动力装置（6）设在纵向支架（2）上，纵向动力装置（6）通过纵向传动结构（11）带动横向支架（4）沿纵向定向结构（21）纵向移动；

安装座（1）、横向动力装置（5）及横向传动结构（12）；在所述横向支架（4）上设有横向定向结构（41），所述安装座（1）设在横向定向结构（41）上并能沿横向定向结构（41）横向移动，所述横向动力装置（5）通过横向传动结构（12）带动安装座（1）沿横向定向结构（41）横向移动；

转动台（7）、转向动力装置（10）及转向传动装置（13）；所述转动台（7）设在安装座（1）上并能转动，所述转向动力装置（10）设在安装座（1）上，转向动力装置（10）通过转向传动装置（13）带动转动台（7）转动；

伸缩装置（8）；所述伸缩装置（8）设在转动台（7）上，伸缩装置（8）的输出端与机械夹手组件（9）连接；

所述控制器组件（13）分别与监控组件（14）、纵向动力装置（6）、横向动力装置（5）、转向动力装置（10）、伸缩装置（8）电连接，控制器组件（13）控制纵向动力装置（6）、横向动力装置（5）、转向动力装置（10）及伸缩装置（8）工作使机械夹手组件（9）将停车卡夹至人手方向。

3.根据权利要求2所述的自动取卡装置，其特征在于所述纵向动力装置（6）是第二电机，所述第二电机设在纵向支架（2）上，所述纵向传动结构（11）是纵向丝杠，所述纵向丝杠设在纵向支架（2）上并能转动，所述横向支架（4）与纵向丝杠啮合，第二电机的输出端与纵向丝杠轴连接从而带动横向支架（4）沿着纵向定向结构（21）纵向移动。

4.根据权利要求2或3所述的自动取卡装置，其特征在于所述纵向定位结构（21）是纵向导轨，所述横向支架（4）设在纵向导轨上并能沿纵向导轨纵向移动。

5.根据权利要求2所述的自动取卡装置，其特征在于所述横向动力装置（5）是第一电机，所述第一电机设在横向支架（4）上，所述横向传动结构（11）是横向丝杠，所述横向丝杠设在横向支架（4）上并能转动，所述安装座（1）与横向丝杠啮合，第一电机的输出端与横向丝杠轴连接从而带动安装座（1）沿着横向定向结构（41）横向移动。

6.根据权利要求2或5所述的自动取卡装置，其特征在于所述横向定向结构（41）是横向导轨，所述安装座（1）设在横向导轨上，并沿着横向导轨横向移动。

7.根据权利要求2所述的自动取卡装置，其特征在于所述转向动力装置（10）是第三电机，所述转向传动装置（13）包括从动轮（131）、传动带（132）及主动轮（133），所述主动轮（133）设在第三电机的输出轴上，所述从动轮（131）设在转动台（7）的转轴（71）上，所述传动带（132）设在从动轮（131）及主动轮（133）上使第三电机带动转动台（7）转动。

8.根据权利要求2所述的自动取卡装置，其特征在于所述伸缩装置（8）是电缸组件，所述机械夹手组件（9）设在电缸组件的输出端上，从而使电缸组件带动机械夹手组件（9）移动。

9.一种自动取卡装置的控制方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一

当车辆开入闸门（15）区域时，监控组件（9）检测有车进入指定区域，并判断司机离监控组件（9）的前后距离、左右距离及车辆的种类，从而判断司机的高度，监控组件（9）将信号传送至控制器组件（13）中；

步骤二

监控组件（9）将信号传送至控制器组件（13）后，控制器组件（13）发出指令给卡机（3）出卡，然后控制器组件（13）控制位移组件将机械夹手组件（9）移动至卡机（3）的位置，机械夹手组件（9）夹取卡机（3）上的卡后，控制器组件（13）通过监控组件（9）传送的司机位置将卡送至司机的方向从而方便司机取卡；

步骤三

当司机取卡后，机械夹手组件（9）传输信号给控制器组件（13），控制器组件（13）收到信号后，控制器组件（13）控制闸门（15）打开让车辆可以通过闸门；

步骤四

当车辆通过闸门后，监控组件（14）检测到车辆离开指定位置后，将车辆离开的信号传输给控制器组件（13），控制器组件（13）控制闸门（15）关闭。

10.根据权利要求9所述的自动取卡装置的控制方法，其特征在于所述监控组件（14）包括人体监控组件（141)及车辆监控组件（142）；所述人体监控组件（141）可以检测判断司机的位置，所述车辆监控组件（142）可以判断车辆的类型。