CN101206720B - 进卡机及其配套的出卡机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了卡机的储卡方法、使用该方法的进卡机及其配套的出卡机，该储卡方法是将相邻的两张卡片排列成相互交错的方式，即相邻的两张卡片只重合一部分；相间的两张卡片上下对齐，排列相同，所有卡片以所述相邻、相间卡片的排列方式依次堆叠；该进卡机包括机壳、安装在机壳内的用于双向进卡的卡夹、用于双向收卡的收卡装置和用于双向传卡的传卡装置，机壳内设有机架，所述的传卡装置和收卡装置均安装在机架上，且均位于卡夹上部；与该进卡机配套使用的出卡机包括机壳、安装在机壳内的用于双向出卡的卡夹、用于双向发卡的发卡装置和用于双向传卡的传卡装置，机壳内设有机架，所述的传卡装置和发卡装置均安装在机架上，且均位于卡夹上部。

Description

进卡机及其配套的出卡机

技术领域

本发明涉及一种卡机的储卡方法、使用该方法的进卡机及其配套的出卡机。 

背景技术

高速公路所形成的运输网络在现代的交通系统中越来越重要，机动车在经过收费站时，收费站需要从收发卡机中取出或回收所发的IC卡等卡片。目前完成用于收发卡的收发卡机主要有两类：一种为卡钩式卡机，原理是利用卡钩的钩子钩住卡片从而带动卡片；另一种为摩擦式收发卡机，原理是利用滚动的橡胶轮与卡片的摩擦从而带动卡片。 

目前卡机的卡夹常常出现的问题是，由于卡夹内的卡从同一个出卡口出卡，容易在出卡过程中发生一次出来多个卡的情况，其操作的准确性难以保证。 

现有技术中卡机的储卡方式均为：上下顺序相邻的卡片的接触面积近乎完全贴合，且张张累积叠压在卡匣里。以这样的方法储卡容易出现以下的问题： 

(1)由于上下顺序相邻的两张卡接触面完全贴合，如果受摩擦、压力以及卡片表面的杂质、油污等影响，当发上面的卡移动时，容易带动其下面的卡位移导致一次发多张卡，使得每次发卡的数量不稳定。 

(2)现在市场上的IC卡厚度不均(0.5-1.2MM)，由于(1)中的缺点，如果卡口的宽度大于1.2MM，容易一次性发出两张的薄卡，使得卡机的出卡口和收卡口的宽度不易控制。而当前联网收费是趋势，而联网收费使得不同路段卡片混合使用卡厚不一。 

(3)采用钩卡方式收发卡时，需要精确的控制卡钩的进给位移，这样在控制和制造的过程增加了难度，也增加了成本。 

发明内容

本发明的目的之一是提供一种卡机的储卡方法。 

本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的：一种卡机的储卡方法，其特征是将相邻的两张卡片排列成相互交错的方式，即相邻的两张卡片只重合一部分；相间的两张卡片上下对齐，排列相同，所有卡片以所述相邻、相间卡片的排列方式依次堆叠。 

本发明提供的卡机的储卡方法，将上下顺序相邻的两张卡片相互错开，大大减少了两者的接触面积，即减少了卡片在移动时与其相邻的卡片的摩擦力，交错的卡和卡之间还起到了类似弹匣的作用，使得每次发卡时仅仅发出一张，保证了每次发卡的数量的稳定。这就解决了传统的完全重合堆叠的储卡方法在收发卡机中屡屡出现多出卡以及由此产生的卡卡等问题，彻底杜绝了由此产生的卡遗失等管理问题；同时交错堆叠方式产生的互为弹匣的作用，降低了收发卡机出入卡口的厚度和宽度的精度要求，降低了机械加工难度，从而降低其生产成本。 

本发明的目的之二是提供使用上述储卡方法的进卡机，该进卡机结构简单、保证操作过程中每次只有一张卡进入卡机中，避免出现误操作。 

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现的：一种进卡机，该进卡机包括机壳，其特征在于：该进卡机还包括安装在机壳内的用于双向进卡的卡夹、用于双向收卡的收卡装置和用于双向传卡的传卡装置，机壳内设有机架，所述的传卡装置和收卡装置均安装在机架上，且均位于卡夹上部。 

所述的卡夹包括用于存放卡的盒体、盖于盒体上的卡夹盖和开设在卡夹盖上的一对进卡口，该对进卡口等距内缩设于卡夹盖顶部面板两侧错开相对，进卡口的延伸面均向卡夹盖内部倾斜。 

所述的收卡装置包括电机、曲柄连杆机构、滑块、直线滑轨、压轮和进卡卡钩，其中曲柄连杆机构由铰接的曲柄和连杆组成，曲柄与电机相连，连杆与滑块相连，直线滑轨固定安装在机架上，滑块搭接在直线滑轨上且可在曲柄连杆机构的驱动下沿滑轨直线滑动，所述的压轮安装在机架上，进卡卡钩为一对，分别位于滑块的两侧。 

所述的传卡装置包括摆动机构和牵引机构，所述的摆动机构包括驱动电机、传动带、摆动轴、摆臂和弧形轨道，所述的驱动电机、摆动轴和弧形轨道均安装在卡机的机架上，驱动电机的电机轴和摆动轴之间通过传动带相连，摆臂位于弧形轨道的上部且铰接在摆动轴上，摆臂具有可沿弧形轨道滑动的滑轮；所述的牵引机构包括牵引架、传动电机和用于牵引卡的牵引轮，牵引架与摆动机构的摆臂相连并可在摆臂的带动下绕弧形轨道摆动，传动电机和牵引轮均安装在牵引架上，传动电机与牵引轮相连并带动牵引轮转动。 

本发明可以作以下的改进：所述的牵引架由上架和下架组成，传动电机安装在上架内，所述的牵引轮为四个，均安装在牵引轮的下架上，其中，位于下架下边的一对牵引轮为主动牵引轮，位于下架上边的一对牵引轮为从动牵引轮，两者之间留有用于牵引和传送卡的工作间隙，主动牵引轮和从动牵引轮通过齿轮传动，传动电机通过传动带与两主动牵引轮联结，传动电机的正、反转带动牵引轮转动，从而带动卡向两个方向位移。 

所述的传卡装置还包括定位机构，所述的传卡装置还包括定位机构，所述的定位机构由一对电磁铁和一根铁芯组成，所述的一对电磁铁分别固定在卡机的机架上，所述的一根铁芯安装在摆臂上，所述的铁芯的安装位置和电磁铁的安装位置相适配。 

所述的定位装置包括升降滑块、拉伸弹簧和定滑轮，其中，升降滑块安装在卡夹盒体的内侧壁，且可沿卡夹盒体的内侧壁滑动，升降滑块的上端面与卡相接触，所述的定滑轮固定在盒体内，拉伸弹簧的一端与升降滑块相连，其另一端绕过所述的定滑轮后固定在盒体内。 

本发明的目的之三是提供一种出卡机，该出卡机与上述的进卡机配合使用，其结构简单、保证操作过程中每次卡机只出一张卡，避免出现误操作。 

本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的：一种出卡机，该出卡机包括机壳，其特征在于：该出卡机还包括安装在机壳内的用于双向出卡的卡夹、用于双向发卡的发卡装置和用于双向传卡的传卡装置，机壳内设有机架，所述的传卡装置和发卡装置均安装在机架上，且均位于卡夹上部。 

所述的卡夹包括用于存放卡的盒体、盖于盒体上的卡夹盖和开设在卡夹盖上的一对出卡口，该对出卡口设于卡夹盖左右两侧错开相对。 

出卡机的卡夹、传卡装置、卡的定位装置均与进卡机的卡夹、传卡装置、卡的定位装置相同。 

所述的发卡装置包括电机、曲柄连杆机构、滑块、直线滑轨和发卡卡钩，其中曲柄连杆机构由铰接的曲柄和连杆组成，曲柄与电机相连，连杆与滑块相连，直线滑轨固定安装在机架上，滑块搭接在直线滑轨上且可在曲柄连杆机构的驱动下沿滑轨直线滑动，所述的发卡卡钩为块状结构，其安装在滑块下部。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。 

图1是卡机的储卡方法实施例之一的示意图； 

图2是本发明进卡机的外部结构示意图； 

图3是本发明进卡机的卡夹的立体结构示意图； 

图4是本发明进卡机的卡夹的卡夹盖的立体结构示意图； 

图5是本发明进卡机的卡夹的卡夹盖的另一角度的立体结构示意图； 

图6是本发明进卡机的卡夹的卡夹盖的俯视图； 

图7是图6的A-A面剖视图； 

图8是进卡机的卡夹内部结构示意图； 

图9是进卡机除去机壳的内部结构示意图，显示传卡装置的安装位置关系； 

图10是进卡机除去机壳的内部结构示意图，此时牵引机构转过180度的角度； 

图11是本发明进卡机的传卡装置的整体结构示意图； 

图12是本发明进卡机的传卡装置又一角度的整体结构示意图； 

图13是本发明进卡机的传卡装置又一角度的整体结构示意图； 

图14是本发明进卡机进卡示意图，此时卡刚刚由牵引机构进给给进卡卡钩； 

图15是本发明进卡机进卡示意图，此时卡部分进入到卡夹的卡夹盖内； 

图16是本发明进卡机进卡示意图，此时卡基本完全进入到卡夹的卡夹盖内； 

图17是本发明进卡机进卡示意图，此时卡完全进入到卡夹的卡夹盖内； 

图18是本发明出卡机的外部结构示意图； 

图19是出卡机除去机壳的内部结构示意图，显示传卡装置的安装位置关系； 

图20是出卡机除去机壳的内部结构示意图，此时牵引机构转过180度角； 

图21是本发明出卡机的传卡装置的整体结构示意图； 

图22是本发明出卡机的传卡装置又一角度的整体结构示意图； 

图23是本发明出卡机的传卡装置又一角度的整体结构示意图； 

图24是本发明出卡机进卡示意图，此时卡刚刚由发卡卡钩向牵引机构推进； 

图25是本发明出卡机进卡示意图，此时卡被部分推出卡夹的卡夹盖外； 

图26是本发明出卡机进卡示意图，此时卡基本完全被推出卡夹的卡夹盖外，并与牵引机构接触； 

图27是本发明出卡机进卡示意图，此时卡完全由牵引机构导出； 

图28是本发明卡机的储卡方法实施例之二的示意图； 

图29是本发明卡机的储卡方法实施例之三的示意图。 

附图标记说明 

1、进卡口  2、进卡口  3、出卡口  4、出卡口  5、顶部面板 

6、滑槽  7、滑槽  8、进卡引导槽  9、进卡引导板 

10、进卡引导板  11、压轮孔  12、升降滑块  13、拉伸弹簧 

14、定滑轮  15、电机  16、滑块  17、直线滑轨  18、压轮 

19、进卡卡钩  20、曲柄  21、连杆  22、驱动电机  23、传动带 

24、摆动轴 25、摆臂  26、弧形轨道  27、机架  28、滑轮 

29、上架  30、下架  31、主动牵引轮  32、从动牵引轮  33、齿轮 

34、传动电机  35、传动带  36、电磁铁  37、铁芯 

38、电机  39、曲柄  40、连杆  41、滑块  42、直线滑轨 

43、发卡卡钩 

具体实施方式

如图1所示的卡机的储卡方法是本发明的实施例之一，本实施例中，上下顺序相邻的两张卡片排列成长、宽度方向交错叠加，两张卡片成0°且两卡片的宽度方向边缘对齐。实现该排列方式的方法是将上下顺序相邻的两张卡片排列成长、宽度方向交错叠加，两张卡片成0°，所有卡片之间按上述相邻和相间的排列方式依次堆叠，相互叠夹。 

两张卡片排列成宽度方向交错叠加，即两张卡片成0°的夹角。相邻的两张卡片只重合一部分，大大减少了两者接触的面积；相间隔的两张的卡片上下对齐，排列相同。 

实现如图1所示的储卡方法的进卡机如图2至图17所示，该进卡机包括机壳、安装在机壳内的用于双向进卡的卡夹、用于双向收卡的收卡装置、用于双向传卡的传卡装置、用于卡的定位装置和用于读写卡信息的读写器，机壳内设有机架，传卡装置和收卡装置均安装在机架上，且均位于卡夹上部，卡夹包括用于存放卡的盒体、盖于盒体上的卡夹盖和开设在卡夹盖上的卡口，卡的定位装置安装在卡夹的盒体内。 

如图3至图7所示，卡夹的盒体和卡夹盖均可用塑料制成，卡口成对分两侧设于卡夹盖上，成对的卡口宽度相等、位于同一平面且错开相对，成对卡口相对的部分超过卡口宽度的三分之一，该成对的卡口为一对出卡口3、4和一对进卡口1、2；其中一对进卡口1、2等距内缩设于卡夹盖顶部面板5两侧错开相对，进卡口1、2的延伸面均向卡夹盖内部倾斜，进卡口与顶部面板5端边之间设有进卡引导板9、10，进卡引导板9、10上设有进卡引导槽8，位于两个进卡口1、2相对部分的顶部面板5上开有用于设置发卡机构的滑槽6；一对出卡口3、4设于卡夹盖左右两侧错开相对，每个出卡口3、4的上框边位于进卡引导板9、10内表面上，位于两个出卡口3、4相对部分的进卡引导板9、10上开有用于设置拨卡机构的滑槽7；发卡机构的滑槽6和拨卡机构的滑槽7上下重合；上述其中一侧出卡口的中心线与对侧的进卡口中心线相重合。 

卡夹的顶部面板5开有一对用于安装进卡压轮的压轮孔11，一对压轮孔11以发卡机构的滑槽6为中心对称分布。 

如图8所示，卡夹内部安装的用于卡的定位装置包括升降滑块12、拉伸弹簧13和定滑轮14，其中，升降滑块12安装在卡夹盒体的内侧壁，且可沿卡夹盒体的内侧壁滑动，升降滑块12的上端面与卡相接触，定滑轮14固定在盒体内，拉伸弹簧13的一端与升降滑块12相连，其另一端绕过定滑轮14后固定在盒体内。 

如图11、图13所示，收卡装置包括电机15、曲柄连杆机构、滑块16、直线滑轨17、压轮18和进卡卡钩19，其中曲柄连杆机构由铰接的曲柄20和连杆21组成，曲柄20与电机15相连，连杆21与滑块16相连，直线滑轨17固定安装在机架27上，滑块16搭接在直线滑轨17上且可在曲柄连杆机构的驱动下沿滑轨直线滑动，压轮18安装在机架27上，进卡卡钩19为一对，分别位于滑块16的两侧。 

如图9至图13所示，传卡装置具有摆动机构、牵引机构和用于牵引机构定位的定位机构，摆动机构包括驱动电机22、传动带23、摆动轴24、摆臂25和半圆形的弧形轨道26，驱动电机22、摆动轴24和弧形轨道26均安装在卡机的机架27上，驱动电机22的电机轴和摆动轴24之间通过传动带23相连，摆臂25位于弧形轨道26的上部且铰接在摆动轴24上，摆臂25具有可沿弧形轨道26滑动的一对滑轮28，该对滑轮28对称分布在弧形轨道26的两侧。 

牵引机构包括牵引架、传动电机34和用于牵引卡的四个牵引轮，牵引架由上 架29和下架30组成，牵引架的上架29与摆动机构的摆臂25相连，在摆臂25的带动下，整个牵引架绕弧形轨道26摆动，传动电机34安装在上架29内，四个牵引轮均为橡胶牵引轮，均安装在牵引架的下架30上，其中，位于下架30下边的一对牵引轮为主动牵引轮31，位于下架30上边的一对牵引轮为从动牵引轮32，主动牵引轮31位于从动牵引轮32的下部，两者之间留有用于牵引和传送卡的工作间隙，从动牵引轮32和主动牵引轮31通过齿轮33传动，两者反向转动，传动电机34和两主动牵引轮31之间通过传动带35传动，在传动带35带动下主动牵引轮31和从动牵引轮32同时转动，该传动电机34通过传动带35与两主动牵引轮联结，传动电机的正、反转带动牵引轮转动，从而带动卡向两个方向位移，以实现卡的双向移动。 

定位机构由一对电磁铁36和一根铁芯37组成，一对电磁铁36分别固定在卡机的机架27左右两侧，一根铁芯37安装在摆臂25上，铁芯37的安装位置和电磁铁36的安装位置相适配，当摆臂25摆到左右两端的极限位置时，通过铁芯37与电磁铁36的相互作用实现牵引架的定位。 

如图14至图17所示，当进卡时，卡在牵引机构的带动下从两个交错的进卡口交替进入到卡夹内，并且在进卡卡钩19和压轮18作用下在卡夹的盒体内由上至下逐一呈交错状排列，即上下顺序相邻的两张卡片排列成长、宽度方向交错叠加，两张卡片成0°，所有卡片之间按上述相邻和相间的排列方式依次堆叠，相互叠夹；出卡时，交错叠放的卡也是从两个交错的出卡口交替出来，保证每次进/出卡操作只允许一张卡的进/出。 

如图18至图27所示的出卡机，该出卡机和上述的进卡机配套使用，适用于如图1所述的排列方式的卡的进出，并且共同完成卡的读写过程，该出卡机包括机壳、安装在机壳内的用于双向出卡的卡夹、用于双向发卡的发卡装置、用于双向传卡的传卡装置、用于卡的定位装置和用于读写卡信息的读写器，机壳内设有机架，传卡装置和发卡装置均安装在机架上，且均位于卡夹上部，卡夹包括用于存放卡的盒体、盖于盒体上的卡夹盖和开设在卡夹盖上的卡口，卡的定位装置安装在卡夹的盒体内。 

该出卡机的卡夹、传卡装置、卡的定位装置均与进卡机的卡夹、传卡装置、卡的定位装置相同，在此不在重复叙述，两者不同的是，出卡机的发卡装置包括 电机38、曲柄连杆机构、滑块41、直线滑轨42和发卡卡钩43，其中曲柄连杆机构由铰接的曲柄39和连杆40组成，曲柄39与电机38相连，连杆40与滑块41相连，直线滑轨42固定安装在机架27上，滑块41搭接在直线滑轨42上且可在曲柄连杆机构的驱动下沿滑轨直线滑动，发卡卡钩43为块状结构，其安装在滑块41的下部。 

如图24至图27所示，当出卡时，发卡卡钩将上下顺序相邻的、排列成长、宽度方向交错叠加的卡交替从两个交错的出卡口推出卡夹外，保证每次出卡操作只允许出一张卡。 

如图28所示的卡机的储卡方法是本发明的实施例之二，其与实施例之一不同的是：上下顺序相邻的两张卡片排列成长度方向交错叠加，即两张卡片成0°的夹角且两卡片的长度方向边缘对齐。使用该储卡方法的进卡机、出卡机和本发明的进卡机、出卡机的进、出卡原理相同，只需改变卡夹的进、出口方向，使其与所叠放的卡相适配即可。 

如图29所示的卡机的储卡方法是本发明的实施例之三，其与实施例之一不同的是：上下顺序相邻的两张卡片排列成宽度方向交错叠加，即两张卡片成0°的夹角且两卡片的宽度方向边缘对齐。同理，本发明的进卡机、出卡机只需在卡夹上做相应的变换，即可实现本实施例所述的储卡方法。 

卡的排列方式也可以采用如下方式：所述相邻的两张卡片的交错排列方式具体是不对称交错叠加；或者所述相邻的两张卡片的交错排列方式具体是对称交错叠加；或者所述相邻的两张卡片的交错排列方式具体是“心”字形交错叠加；或者所述相邻的两张卡片的交错排列方式具体是“T”字形交错叠加等等，其原理和上述三个实施例均相同，而使用这些储卡方法的卡机原理均相同，不同的是只需改变卡夹的进、出口方向，使其与所叠放的卡相适配即可。 

Claims (11)

1.一种进卡机，包括机壳，安装在机壳内的用于双向进卡的卡夹、用于双向收卡的收卡装置和用于双向传卡的传卡装置，所述的卡夹包括用于存放卡的盒体，其特征在于：所述盒体的内腔中所存储卡片的排列结构为：相邻的两张卡片排列成相互交错，即相邻的两张卡片只重合一部分；相间的两张卡片上下对齐，排列相同，所有卡片以所述相邻、相间卡片的排列结构依次堆叠；所述盒体的内腔形状与堆叠的卡片所形成的轮廓形状相适配。

2.根据权利要求1所述的进卡机，其特征在于：所述盒体上设有卡夹盖，在卡夹盖上开设一对进卡口，该对进卡口等距内缩设于卡夹盖顶部面板两侧错开相对，进卡口的延伸面均向卡夹盖内部倾斜。

3.根据权利要求1所述的进卡机，其特征在于：其特征在于：所述机壳内设有机架，所述的传卡装置和收卡装置均安装在机架上，且均位于卡夹上部。

4.根据权利要求1所述的进卡机，其特征在于：所述的收卡装置包括电机、曲柄连杆机构、滑块、直线滑轨、压轮和进卡卡钩，其中曲柄连杆机构由铰接的曲柄和连杆组成，曲柄与电机相连，连杆与滑块相连，直线滑轨固定安装在机架上，滑块搭接在直线滑轨上且可在曲柄连杆机构的驱动下沿滑轨直线滑动，所述的压轮安装在机架上，进卡卡钩为一对，分别位于滑块的两侧。

5.根据权利要求1所述的进卡机，其特征在于：所述的传卡装置包括摆动机构和牵引机构，所述的摆动机构包括驱动电机、传动带、摆动轴、摆臂和弧形轨道，所述的驱动电机、摆动轴和弧形轨道均安装在卡机的机架上，驱动电机的电机轴和摆动轴之间通过传动带相连，摆臂位于弧形轨道的上部且铰接在摆动轴上，摆臂具有可沿弧形轨道滑动的滑轮；所述的牵引机构包括牵引架、传动电机和用于牵引卡的牵引轮，牵引架由上架和下架组成，牵引架的上架与摆动机构的摆臂相连，在摆臂的带动下，整个牵引架绕弧形轨道摆动，传动电机和牵引轮均安装在牵引架上，传动电机与牵引轮相连并带动牵引轮转动。

6.根据权利要求5所述的进卡机，其特征在于：所述传动电机安装在上架内，所述的牵引轮为四个，均安装在牵引轮的下架上，其中，位于下架下边的一对牵引轮为主动牵引轮，位于下架上边的一对牵引轮为从动牵引轮，两者之间留有用于牵引和传送卡的工作间隙，主动牵引轮和从动牵引轮通过齿轮传动，传动电机通过传动带与两主动牵引轮连接，传动电机的正、反转带动牵引轮转动，从而带动卡向两个方向位移。

7.根据权利要求5所述的进卡机，其特征在于：所述的传卡装置还包括定位机构，所述的定位机构由一对电磁铁和一根铁芯组成，所述的一对电磁铁分别固定在卡机的机架上，所述的一根铁芯安装在摆臂上，所述的铁芯的安装位置和电磁铁的安装位置相适配。

8.与权利要求1所述的进卡机配套使用的出卡机，包括机壳，安装在机壳内的用于双向出卡的卡夹、用于双向发卡的发卡装置和用于双向传卡的传卡装置，所述的卡夹包括用于存放卡的盒体，其特征在于：所述盒体的内腔中所存储卡片的排列结构为：相邻的两张卡片排列成相互交错，即相邻的两张卡片只重合一部分；相间的两张卡片上下对齐，排列相同，所有卡片以所述相邻、相间卡片的排列结构依次堆叠；所述盒体的内腔形状与堆叠的卡片所形成的轮廓形状相适配。

9.根据权利要求8所述的出卡机，其特征在于：所述盒体上设有卡夹盖，在卡夹盖上开设一对出卡口，该对出卡口设于卡夹盖左右两侧错开相对。

10.根据权利要求8所述的出卡机，其特征在于：所述机壳内设有机架，所述的传卡装置和发卡装置均安装在机架上，且均位于卡夹上部。

11.根据权利要求8所述的出卡机，其特征在于：所述的发卡装置包括电机、曲柄连杆机构、滑块、直线滑轨和发卡卡钩，其中曲柄连杆机构由铰接的曲柄和连杆组成，曲柄与电机相连，连杆与滑块相连，直线滑轨固定安装在机架上，滑块搭接在直线滑轨上且可在曲柄连杆机构的驱动下沿滑轨直线滑动，所述的发卡卡钩为块状结构，其安装在滑块下部。

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