專利名稱：一種收發(fā)卡機(jī)的推卡機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公路收費(fèi)使用的收發(fā)卡機(jī)，特別是收發(fā)卡機(jī)中的推卡機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
高速公路收費(fèi)用的收發(fā)卡機(jī)，有機(jī)箱、撥卡機(jī)構(gòu)、托卡機(jī)構(gòu)和儲卡箱。把儲卡箱放入收發(fā)卡機(jī)內(nèi)，收發(fā)卡機(jī)的托卡、撥卡機(jī)構(gòu)能把卡逐張收入或發(fā)出。早期的推卡機(jī)構(gòu)是在儲卡箱的托板下裝有絲桿，用步進(jìn)電機(jī)帶動絲桿轉(zhuǎn)動，在儲卡箱頂裝有感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)把卡片托到感應(yīng)開關(guān)時，步進(jìn)電機(jī)會停下，之后每發(fā)出或收入一張卡，控制板就控制步進(jìn)電機(jī)推動托板運(yùn)動一張卡片的行程，步進(jìn)電機(jī)的移動是剛性的，可較精確地控制卡片的移動距離，以保證卡片能托至設(shè)計好的位置上，從而實(shí)現(xiàn)收、 發(fā)卡。但這種結(jié)構(gòu)，只適合在使用的卡片都在很規(guī)范和平整的狀態(tài)下才能達(dá)到預(yù)期效果。而在高速公路實(shí)際使用環(huán)境上，使用的卡片環(huán)境很惡劣和很不正常；卡片在司機(jī)手上有被濕水的，有被折彎的，有放在車內(nèi)有被太陽暴曬的，因此，高速公路上使用的通行卡，都有不同程度的變厚和不平整。尤其高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)后，高速公路公司各自購買的卡片厚度又不一致，令儲卡箱內(nèi)的卡片狀況就更復(fù)雜，其厚度既不一致又不平整。而步進(jìn)電機(jī)的移動精確度高，其無法適應(yīng)厚度不一又不平整的卡片。尤其是絲桿機(jī)構(gòu)使用一段時間后，因磨損而產(chǎn)生積累誤差，使卡片的移動經(jīng)常不到準(zhǔn)確位，從而發(fā)生出卡故障。一旦發(fā)生出卡故障，需人工排除，也意味著收費(fèi)站擁堵。上述結(jié)構(gòu)發(fā)卡機(jī)的故障率約千分之幾，用戶無法接受。為降低出卡故障率，現(xiàn)有技術(shù)的托卡機(jī)構(gòu)摒棄了步進(jìn)電機(jī)帶動絲桿的結(jié)構(gòu)模式， 主要采用在儲卡箱內(nèi)的托板下裝彈簧，以彈簧力推動卡片移動。以彈性力驅(qū)動卡片，其對卡片和厚度誤差的適應(yīng)性較強(qiáng)，既簡化了原有的絲桿結(jié)構(gòu)又提高了對卡片厚度變化的適應(yīng)能力。更重要的是，能大幅降低故障率。一般而言，采用彈性力推動卡片已基本滿足了出卡故障率較低的要求。
采用彈性力推動卡片的機(jī)構(gòu)，在試驗(yàn)室作長期連續(xù)發(fā)卡試驗(yàn)效果尚好，故障率很低。但實(shí)際使用過程故障率仍偏高，經(jīng)分析原因高速公路公司，為減小更換儲卡箱的工作量，要求使用大容量的儲卡箱(儲卡400張以上)。而儲卡箱的彈簧，其彈力須選擇為既可以推動滿載卡片，但又不能彈力太大。若彈力過大，在輕載時(卡箱中剩余少量卡片)，卡片因過大的彈性力被壓緊在出卡口處不能被撥出，而發(fā)生出卡故障。而在實(shí)際使用中，因?yàn)閮ㄏ湫柚苻D(zhuǎn)更換，其搬運(yùn)過程不可避免會發(fā)生摔打、磕碰，儲卡箱常有局部變形?？ㄏ涞木植孔冃翁帟黾油瓶ǖ淖枇?，由于彈簧的彈力不能太大，遇到卡箱變形，彈簧不足以克服額外阻力，從而發(fā)生出卡故障；即使卡片勉強(qiáng)通過了阻力點(diǎn)，卡片也會因受阻而傾斜，造成發(fā)卡故障。另外儲卡箱內(nèi)難免進(jìn)入沙塵，當(dāng)沙塵粘在儲卡箱內(nèi)壁時，也會成為阻礙卡片移動的障礙物。如果采用增大彈簧剛性解決這兩種出卡故障，強(qiáng)力的彈簧或可以強(qiáng)行通過阻力不算大的障礙物，但加大了彈力的彈簧又會使卡片在出卡口處受到過大的壓緊力，憋死在出卡口， 而提高出卡故障率。因此，彈性力推動卡片的機(jī)構(gòu)，雖已大幅降低故障率，卻仍有出卡故障發(fā)生(萬份之一以上)，有出卡故障，就意味著收費(fèi)站會因此而發(fā)生堵塞。中國交通部對收費(fèi)站有很高要求，如果因收費(fèi)站的原因造成有4輛車堵塞的，收費(fèi)站要免費(fèi)讓車輛通過，而高速公路是不能讓車輛不取卡而進(jìn)入高速公路的，所以高速公路公司對無人值守自動發(fā)卡機(jī)有很高要求，對實(shí)際使用中對發(fā)卡機(jī)的出卡故障率大約在萬分之一仍不滿意，而希望故障率低于十萬分之一以下，所以，單純用彈性力推動卡片的機(jī)構(gòu)，仍滿足不了高速公路要求。第2009100469 . 4號中國專利申請，給出了一種“帶推卡機(jī)構(gòu)的收發(fā)卡機(jī)”。其在發(fā)卡機(jī)的機(jī)箱內(nèi)裝有螺桿20驅(qū)動螺紋塊21直線移動，浮動托板通過彈簧壓在承載托板上， 承載托板與螺紋塊固接。該機(jī)構(gòu)結(jié)合了電機(jī)帶動絲桿驅(qū)動和彈簧驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)，推卡動力既使用剛性的電機(jī)絲桿驅(qū)動又保持了彈性驅(qū)動。由于上述機(jī)構(gòu)的承載托板與絲桿是固定連接的，彈簧的一端又固定連接在承載托板上。即，彈簧是隨承載托板移動的，且彈簧的自由端不受約束。其適用于小儲量的卡箱， 但不適用于大儲量卡箱，因?yàn)榇髢α靠ㄏ湫谐檀螅仨氂煤荛L的彈簧，彈簧在重載和輕載時的輸出力差異極大，仍有與前述的單純彈簧驅(qū)動所遇到的卡箱變形或進(jìn)入沙塵產(chǎn)生額外阻力的技術(shù)困難，其仍然會增大故障率。尤其，現(xiàn)在高速公路開始使用更先進(jìn)的路徑識別卡， 其卡片厚度是現(xiàn)行IC卡的8倍，若儲存400張卡的卡箱長度需1. 8米長，上述機(jī)構(gòu)無法適用。另外，由于上述機(jī)構(gòu)的彈簧的自由端不受承載板約束，若儲卡箱變形，或卡箱內(nèi)進(jìn)入沙粒阻礙卡片移動時，絲桿機(jī)構(gòu)可驅(qū)動托板強(qiáng)行通過阻力點(diǎn)，但通過阻力點(diǎn)之前彈簧受壓變形、儲能。因彈簧自由端不受約束，一旦通過阻力點(diǎn)，彈簧瞬間釋放彈力能，其效果等效于托板受到瞬間撞擊。托板被撞擊可能使卡片被震動而傾斜，甚至可能使卡片被彈得跳起 卡片傾斜不能對正狹縫狀的出卡口，而發(fā)生出卡故障；卡片彈跳會非正常地觸及檢測開關(guān)， 只要卡片觸及檢測開關(guān)，控制電路就指令絲桿推卡機(jī)構(gòu)停止動作，托板尚未處于正確位置， 可能使卡片的承托力不足，卡片不能對正出卡口 ；也可能是推卡機(jī)構(gòu)對卡片的壓緊力過大， 卡片被過度壓緊無法被撥出，而發(fā)生出卡故障。綜上，上述機(jī)構(gòu)用在較短的儲卡箱中且在理想的工作環(huán)境下性能良好，但無法用于容量幾百張IC卡的儲卡箱，更不能用于路徑識別卡的發(fā)卡機(jī)上；且推卡過程中發(fā)生一處或多處額外阻力時，也難以保證彈簧均勻輸出推動力，彈簧力無規(guī)律的脈動，將增大發(fā)卡機(jī)的出卡故障率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在給出一種可適應(yīng)高速公路大儲量儲卡箱的發(fā)卡機(jī)推卡機(jī)構(gòu)，使其在推卡過程中遇到額外阻力時可強(qiáng)行通過，且又基本不影響驅(qū)動力均勻，以進(jìn)一步降低發(fā)卡機(jī)的出卡故障率。本發(fā)明所述發(fā)卡機(jī)的推卡機(jī)構(gòu)，包括機(jī)箱、撥卡機(jī)構(gòu)、控制電路、檢測開關(guān)及儲卡箱，機(jī)箱內(nèi)的推力彈簧的一端與箱底固定連接，彈簧的另一端與推板相連，推板上固定的推桿與儲卡箱中的托板相連，在推力彈簧一側(cè)裝有由電路控制的、可驅(qū)動推板、又可解除驅(qū)動但仍對推板有小范圍約束的可控推動機(jī)構(gòu)。
所述的可控推動機(jī)構(gòu)可以是電機(jī)驅(qū)動的絲桿，沿絲桿移動的動塊一側(cè)呈U形，罩在推板側(cè)面。
可控推動機(jī)構(gòu)還可以是電機(jī)驅(qū)動的鏈條，鏈條上固定動塊，有連桿與推板和動塊鉸接。本發(fā)明所述的推卡機(jī)構(gòu)，在發(fā)卡機(jī)正常工作時，彈簧推動卡片上移且無阻力，推動機(jī)構(gòu)的動塊隨推板移動；若因卡箱變形或箱內(nèi)有沙粒，推卡過程中發(fā)生彈簧不能克服的阻力時，推板停止移動，彈簧被壓縮，可控推動機(jī)構(gòu)的動塊仍在移動，動塊和推板的相對位置變化將超出可控推動機(jī)構(gòu)對推板的約束范圍時，則可控推動機(jī)構(gòu)驅(qū)動推板強(qiáng)行通過阻力點(diǎn)，通過阻力點(diǎn)后可控推動機(jī)構(gòu)解除對推板的驅(qū)動，仍保持約束并隨行。所述機(jī)構(gòu)由于推力彈簧的一端與箱底固定連接，彈簧另一端連接的推板與可控推動機(jī)構(gòu)沒有常態(tài)的固定連接，即，可控推動機(jī)構(gòu)對推板既可驅(qū)動、又可解除驅(qū)動、但保持有限度的約束，使彈簧力的釋放受到小范圍約束，即使采用了剛性較大的彈簧，也能夠保持基本均勻地輸出彈力，而不致發(fā)生卡片在出卡口處被過分壓緊造成故障。在發(fā)生推動阻力時， 可控推動機(jī)構(gòu)驅(qū)動推板通過阻力點(diǎn)是順著彈簧力方向，不會造成彈簧受壓變形、儲能，也就不會發(fā)生彈簧通過阻力點(diǎn)后的瞬間釋放彈力使卡片震動或彈跳；尤其是可控推動機(jī)構(gòu)解除對推板的驅(qū)動后仍對推板有小范圍約束，即使發(fā)生了彈簧瞬間釋放彈力，其可移動的范圍極小，仍不會發(fā)生箱內(nèi)的卡片震動或彈跳；在卡箱內(nèi)剩余的卡片很少(輕載)且彈簧力很大時，因彈簧力受到約束也不會發(fā)生對卡片壓緊力過大的問題。因所述機(jī)構(gòu)可避免推動受阻時彈簧儲能，并瞬間釋放彈力，可保證彈簧以均勻的推力驅(qū)動卡片，其可適應(yīng)大儲量的卡箱，使用長彈簧，甚至使用剛性較大的彈簧，都可保證均勻地輸出推力。另外，所述的可控推動機(jī)構(gòu)與推板不是固定連接，對可控推動機(jī)構(gòu)的移動精度要求不高，無需使用現(xiàn)有技術(shù)必不可少的步進(jìn)電機(jī)，而使用普通的電機(jī)即可?？山档统杀静⒔档涂煽赝苿訖C(jī)構(gòu)的故障率。所述機(jī)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)室，使用多個因磕碰變形而淘汰的大儲量舊儲卡箱，并在箱內(nèi)投放微量沙礫，連續(xù)工半年，未發(fā)生過出卡故障。


圖1、2為兩種所述機(jī)構(gòu)的剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一，如圖1所示，儲卡箱1置于機(jī)箱2之上，儲卡箱上部連接撥卡機(jī)構(gòu)3、送卡機(jī)構(gòu)4和檢測開關(guān)13，儲卡箱內(nèi)有承托卡片5的托板6。機(jī)箱內(nèi)的推力彈簧7—端機(jī)箱底部固定連接，另一端連接推板8，推板上固定的推桿9可插入儲卡箱中與托板6相連，儲卡箱頂部安裝有檢測開關(guān)13。在彈簧7 —側(cè)的可控推動機(jī)構(gòu)A是電機(jī)驅(qū)動的絲桿10，與絲桿螺紋連接的動塊11可沿絲桿上下移動，動塊11 一側(cè)的控制件12呈U形罩在推板8的一端。 由于控制件是罩在推板一端，其可以與推板接觸實(shí)現(xiàn)驅(qū)動、又可以與推板分離解除驅(qū)動、還可以約束推板非正常的上下移動。為了更精確地控制推板，可以在U形控制件12的兩個伸出臂上安裝感應(yīng)開關(guān)14。 工作時，如果沒有推力彈簧不能克服的阻力，推板8貼緊上感應(yīng)開關(guān)14，動塊與推板隨行； 如果遇到阻力，動塊繼續(xù)上行，使下感應(yīng)開關(guān)14貼緊推板驅(qū)動卡片移動，當(dāng)卡片上升到出卡口處并觸動檢測開關(guān)13，則卡片就位，處于被撥出的準(zhǔn)備狀態(tài)，電路指令可控推動機(jī)構(gòu)略倒退，與感應(yīng)開關(guān)分離，使彈簧能發(fā)揮柔性，可完全避免卡片在出卡口處被過度壓緊和適應(yīng)不平整、厚薄不一的卡片。控制電路與前述現(xiàn)有技術(shù)的電路相似，本實(shí)施例的功能在原有電路上本領(lǐng)域技術(shù)人員可輕易實(shí)現(xiàn)，不贅述。儲卡箱1可固定安裝在機(jī)箱2之內(nèi)，其一則設(shè)置可堆疊放入卡片的入卡口。通過儲卡箱側(cè)面設(shè)置的入卡口，可將卡片一疊疊的直接塞入，其加卡方便、快速。實(shí)施例二，圖2所示的是本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，可控推動機(jī)構(gòu)A是電機(jī)20驅(qū)動的鏈條21或繩索，鏈條上鉸接一個可上下擺動的連桿22，連桿另一端與推板8連接。該結(jié)構(gòu)的強(qiáng)推機(jī)構(gòu)A與推板8雖然在形式上沒有分離，但因連桿可擺動，可控推動機(jī)構(gòu)在向上或向下的一定行程內(nèi)不能驅(qū)動推板8移動，其等效于實(shí)施例一的動塊11與推板8可相連又可分離、且對推板有約束。其余與實(shí)施例一相同。
權(quán)利要求
1.一種收發(fā)卡機(jī)的推卡機(jī)構(gòu)，包括機(jī)箱(2)、撥卡機(jī)構(gòu)(3)、控制電路、檢測開關(guān)(13)及儲卡箱(1)，其特征在于，機(jī)箱內(nèi)的推力彈簧(7)的一端與箱底固定連接，彈簧的另一端與推板(8)相連，推板上固定的推桿(9)與儲卡箱中的托板(6)相連，在推力彈簧一側(cè)裝有由電路控制的、可驅(qū)動推板(8)、又可解除驅(qū)動但仍對推板有約束的可控推動機(jī)構(gòu)(A)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)卡機(jī)推卡機(jī)構(gòu)，其特征在于，可控推動機(jī)構(gòu)(A)是電機(jī) (20)驅(qū)動的絲桿(10)，沿絲桿移動的動塊(11) 一側(cè)呈U形，罩在推板(8)側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)卡機(jī)推卡機(jī)構(gòu)，其特征在于，U形控制件(12)的兩個伸出臂上安裝感應(yīng)開關(guān)(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述發(fā)卡機(jī)推卡機(jī)構(gòu)，其特征在于，可控推動機(jī)構(gòu)(A)是電機(jī)(20) 驅(qū)動的鏈條(21)，鏈條上固定動塊(11)，有連桿02 )與推板(8)和動塊(11)鉸接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)卡機(jī)推卡機(jī)構(gòu)，其特征在于，儲卡箱固定安裝在機(jī)箱(2) 之內(nèi)，儲卡箱一則有可疊推放入卡片的入卡口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)卡機(jī)的推卡機(jī)構(gòu)，包括機(jī)箱、撥卡機(jī)構(gòu)、控制電路、檢測開關(guān)及儲卡箱，機(jī)箱內(nèi)的推力彈簧的一端與箱底固定連接，彈簧的另一端與推板相連，推板上固定的推桿與儲卡箱中的托板相連，在推力彈簧一側(cè)裝有由電路控制的、可驅(qū)動推板、又可解除驅(qū)動但仍對推板有小范圍約束的可控推動機(jī)構(gòu)。所述推卡機(jī)構(gòu)，在推卡過程中遇到額外阻力時，其能夠基本不影響驅(qū)動力均勻的情況下，可強(qiáng)行通過阻力點(diǎn)，能極大的降低發(fā)卡機(jī)的出卡故障率。
文檔編號G07B15/00GK102194258SQ201110111048
公開日2011年9月21日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者曾蘊(yùn)儀, 溫麗斯 申請人:曾蘊(yùn)儀