CN113470204B - 一种智能收卡机构及自助缴费终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能收卡机构，安装于自主缴费终端内，包括两相对设置的侧板、底板及翻转板；所述底板倾斜安装于两所述侧板之间，位于两所述侧板的底部；所述翻转板安装于两所述侧板之间，其中一端铰接于两所述侧板，另一端与所述底板相接；所述翻转板通过驱动装置的驱动，在所述底板上方往复摆动。该智能收卡机构的核心设计理念为打破现有自助缴费终端滚轮式的思维模式，通过设计一定的斜面结构，可实现自助缴费终端的薄壁式结构，减少自助缴费终端在收费岛的占用面积，最大限度的节约收费广场空间。本发明还公开了一种可用于高速公路的自助缴费终端。

Description

一种智能收卡机构及自助缴费终端

技术领域

本发明涉及自助缴费终端设备的技术领域，更具体地，本发明涉及一种用于高速公路出口自助缴费终端设备的智能收卡机构，以及一种自助缴费终端。

背景技术

为深化“互联网+”在高速公路管理和服务中的拓展应用，高速公路出口无人值守自助缴费终端便应运而生，它不仅能够实现现有MTC收费系统的全部功能，同时还能够对收费现场提供异常后台回控和事后稽查系统，实现无人值守自助缴费的交通运营服务。

自助缴费终端的主要由收卡(CPC卡)机构、电子支付设备、车道控制组件等组成，其中如何实现CPC卡的收纳，是自助缴费终端设计的核心关键点，因此一款稳定性好、可靠性高的自助缴费终端收卡机构，是自助缴费终端的核心之一。

在现有的收卡机构中，虽然可以实现必要的功能，但是一般采用滚轮式设计，其结构复杂，占用空间大，导致缴费终端体积庞大，收费广场的占用空间较大。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于高速公路出口的自助缴费终端设备中的智能收卡机构。该智能收卡机构的核心设计理念为打破现有自助缴费终端滚轮式的思维模式，通过设计一定的斜面结构，可实现自助缴费终端的CPC卡的智能化收取功能，同时使得自助缴费终端得以实现薄壁式结构，减少自助缴费终端在收费岛的占用面积，最大限度的节约收费广场空间。

本发明是通过以下技术方案实现的，一种智能收卡机构，安装于自主缴费终端内，包括两相对设置的侧板、底板及翻转板；所述底板倾斜安装于两所述侧板之间，位于两所述侧板的底部；所述翻转板安装于两所述侧板之间，其中一端铰接于两所述侧板，另一端与所述底板相接；所述翻转板通过驱动装置的驱动，在所述底板上方往复摆动。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以有以下进一步的优选方案。

进一步，还包括上面板，所述上面板与两所述侧板及所述底板围合形成一个锥形入卡口。

进一步，两所述侧板平行设置，并且与所述底板垂直，两所述侧板之间的间距与缴费卡的宽度相适配。

进一步，所述底板上沿缴费卡的移动方向设有若干相互平行的凹槽，所述翻转板底部设有与所述凹槽相适配的若干齿端。

进一步，在退卡时，所述翻转板的高度满足将缴费卡推出入卡口的距离至少为缴费卡长度的0.3倍。

进一步，所述翻转板为厚度不超过2mm的塑料板。

进一步，所述智能收卡机构还包括天线板，所述天线板安装于所述底板的底部。

一种用于高速公路出口的智能收卡机构工作的实现是当电机正转时，带动旋转轴转动，进而带动翻转板的向前运动，实现CPC卡的退卡功能，同理，当电机反转时，带动旋转轴转动，进而带动翻转板向后运动，实现CPC卡的收卡功能。

本发明还提供了一种自助缴费终端，包括上述的任一种智能收卡机构。本自助缴费终端由于其中的智能收卡机构的结构形式，进而使得终端机构可以实现超薄结构，占地空间小。

作为优选，所述智能收卡机构的所述底板与竖直方向的夹角为45度至70 度。

附图说明

图1是本发明提供的一种智能收卡机构的具体实施例的立体结构示意图；

图2是图1所示具体实施例的后视示意图；

图3是图1所示具体实施例的侧视剖视示意图；

图4至图6为本发明提供的智能收卡机构的结构原理示意图；

其中，图中件号标记为：

1、上面板，2、左侧板，3、翻转板，4、旋转轴，5、底板，6、右侧板，7、电机，8、CPC卡，9、天线板，31、齿端，51、凹槽，100、原位，101、退卡位， 102、收卡位。

具体实施方式

为了上述以及相关的目的，下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

本发明所提供的智能收卡机构的具体实施例中，如图1至图3所示，一种智能收卡机构，安装于自主缴费终端内，包括两相对设置的侧板(左侧板2、右侧板6)、底板5及翻转板3；所述底板5 倾斜安装于两所述侧板之间，位于两所述侧板的底部；这里所所述的“倾斜安装”指的是整个机构安装于缴费终端时，其底板5为非水平状态，而是与竖直方向呈一定夹角。

所述翻转板3安装于两所述侧板之间，其中一端铰接于两所述侧板，另一端与所述底板5相接；所述翻转板3通过驱动装置的驱动，在所述底板上方往复摆动。驱动装置可以由电机7直接驱动，也可以通过传动机构进行驱动，优选电机7直接驱动，可以保证机构最简单，占地最小。两个侧板上方，还包括上面板1，所述上面板1与两所述侧板及所述底板围合形成一个锥形入卡口，以便于用户插卡。

左侧板2和右侧板6平行设置，并且与所述底板5垂直，两所述侧板之间的间距与缴费卡(CPC卡8)的宽度相适配，实际以应用中两侧板间距大于CPC 卡8宽度2至5mm即可。

进一步，所述底板5上沿缴费卡的移动方向设有若干相互平行的凹槽51，所述翻转板3底部设有与所述凹槽51相适配的若干齿端31。通过该凹槽51及齿端31的相互配合，可以使得CPC卡8在插入机构中后，可以在底板5的顶面上滑移，而翻转板利用了位于凹槽51内的齿端31，可以在翻转时增加与缴费卡的接触距离，可以满足所需的顶出距离，进而实现退卡时将卡顶到合适的位置供用户拿取。

为方便用户拿取，在退卡时，所述翻转板的高度满足将缴费卡推出入卡口的距离至少为缴费卡长度的0.3倍。

具体来说，所述底板5上带有三个矩形凹槽结构，其底部安装天线板9，为保证天线板能够正确读取CPC卡8的信息，其材料采用厚度为3mm的塑料绝缘板。所述翻转板3为带有矩形齿的板，优选地，考虑到该部分要进行正反翻转运动，其重量要轻便，易翻，其材料采用厚度为1mm的塑料板。当电机7正转时，带动所述旋转轴4转动，进而带动所述翻转板3的向前运动，实现CPC卡的退卡功能，同理，当电机7反转时，带动所述旋转轴4转动，进而带动所述翻转板3向后运动，实现CPC卡的收卡功能。

下面结合附图4至6具体说明本发明所提供的智能收卡机构的结构原理，如图4所示，所述CPC卡8的质量设为m，重力为G＝mg。其中，垂直于所述底板5的作用力为mg*sinθ°，平行于所述底板5的力为mg*cosθ°，为避免所述CPC卡放入所述底板上出现翘起现象，所述垂直于底板5的作用力mg*sinθ°要大于平行于底板5的作用力mg*cosθ°，即mg*sinθ°＞mg*cosθ°，临界值θ为45°。为保证CPC卡放置的稳定性，优选地，此θ的值设为60°。

如图5所示，本发明涉及的智能收卡机构，可尽量减薄终端的厚度，进而减少其所占收费岛的占地面积。其计算原理为：所述自助缴费终端厚度设为Y；所述CPC卡的长度为X，为保证所述CPC卡在所述翻转板的推动下，能够以最小的距离顺利实现退卡功能，故设所述底板5的长度等于所述CPC卡的长度，因此所述底板5为X。综上所述，缴费终端的厚度Y等于所述CPC卡的长度X加上 (所述底板的长度X乘以sinθ等于sin60°)。即：

按这种结构设计后，可以使得缴费终端实现最薄的厚度。

如图6所示，标识出了翻转板3处于退卡的最大极限位置(退卡位101)和所述CPC卡的收卡的最小极限位置(收卡位102)以及原位100,。当所述CPC 卡因数据读取不成功等原因需要退卡时，电机7转动，所述翻转板3实现向前运动，进而推动所述CPC卡同步运动至退卡位101，其可旋转的极限角度设为α。为保证在所述翻转板3向前退卡运动过程中与所述CPC卡一直保持接触状态，此时所述翻转板3与所述CPC卡的接触点距所述底板5的距离为c，其中所述 CPC卡的底面与所述底板5的距离设为b，所述CPC卡的地面距所述翻转板与所述CPC卡接触点的距离设为d(d为一动态变量，取值范围为0～a)，且约束关系式为：c＝d+b。设所述CPC卡的厚度为a，其中，所述CPC卡的底面距所述翻转板与所述CPC卡接触点的距离d小于CPC卡的厚度a，即：d＜a。为保证退卡时司机能够顺利取卡，其退卡距离设为0.4X。其上述约束关系式为

又由d＜a，可得处α的不等关系式，即为：

解上述关系式得：

即得出所述翻转板3向前推动所述CPC卡实现退卡功能时的极限位置。同上，当电机反转，所述翻转板3向后运动时，即位于收卡位102时，实现收卡功能时，所述翻转板3的翻转角度β需要大于上述退卡位101翻转角度α，满足所述翻转板3与所述CPC 卡无接触，进而顺利进入收卡通道，实现收卡。即，所述翻转板3收卡位102 的最小极限角度β满足：

解上述关系式得：

结合图1至图6，介绍本发明提供的一种高速公路智能收卡机构。此智能收卡机构，可实现终端产品的薄壁式设计，最大限度的减小收费终端在收费岛的占用面积，节约收费广场空间，终端厚度可设计为：

此智能收卡机构的详细工作流程为，初始时，翻转板3在原位100处等待，当CPC卡8插入后，被翻转板3挡住停留在底板5上，此时天线板9读取卡片数据，如读取不成功，则反馈信号给控制模块，控制电机旋转，驱动翻转板3 向前运动，翻转板3的转动角度α满足条件

时，实现所述CPC卡的退卡功能；当数据读取成功，则可以正常收卡，此时控制所翻转板3向后运动至

时，实现所述CPC卡的收卡功能。上述的两个翻转角度α和β为极限角度，实际结构设计时，需考虑冗余量。综上，当满足上述不等关系约束条件时，可实现该智能收卡机构的退卡和收卡功能，通过该机构的设计，可以实现收卡机构尽可能的减薄自助收卡终端的厚度，进而减少收费岛的占地面积。

本发明还提供了一种自助缴费终端，包括上述的任一种智能收卡机构。本自助缴费终端由于其中的智能收卡机构的结构形式，进而使得终端机构可以实现超薄结构，占地空间小。

作为优选，所述智能收卡机构的所述底板与竖直方向的夹角为45度至70 度，优选60度，即如图4所示的θ＝60°。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能收卡机构，安装于自主缴费终端内，其特征在于，包括两相对设置的侧板、底板及翻转板；

所述底板倾斜安装于两所述侧板之间，位于两所述侧板的底部；

所述翻转板安装于两所述侧板之间，其中一端铰接于两所述侧板，另一端与所述底板相接；

所述翻转板通过驱动装置的驱动，在所述底板上方往复摆动；

所述底板上沿缴费卡的移动方向设有若干相互平行的凹槽，所述翻转板底部设有与所述凹槽相适配的若干齿端。

2.根据权利要求1所述的一种智能收卡机构，其特征在于，还包括上面板，所述上面板与两所述侧板及所述底板围合形成一个锥形入卡口。

3.根据权利要求1所述的一种智能收卡机构，其特征在于，两所述侧板平行设置，并且与所述底板垂直，两所述侧板之间的间距与缴费卡的宽度相适配。

4.根据权利要求1所述的一种智能收卡机构，其特征在于，在退卡时，所述翻转板的高度满足将缴费卡推出入卡口的距离至少为缴费卡长度的0.3倍。

5.根据权利要求1所述的一种智能收卡机构，其特征在于，所述翻转板为厚度不超过2mm的塑料板。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种智能收卡机构，其特征在于，所述智能收卡机构还包括天线板，所述天线板安装于所述底板的底部。

7.一种自助缴费终端，其特征在于，包括如权利要求1至6所述的任一种智能收卡机构。

8.根据权利要求7所述的一种自助缴费终端，其特征在于，所述智能收卡机构的所述底板与竖直方向的夹角为45度至70度。

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