[发明专利]一种收/发卡机及推卡方法

说明书

技术领域

本发明涉及公路收费使用的收/发卡机，特别是收/发卡机中推卡机内的均衡力机构。

背景技术

公路收费系统用的收/发卡机，有储卡箱，储卡箱向发卡机的拨卡、送卡机构供卡，有采用弹性动力的托卡机构，托卡机构在储卡箱中上/下移动，在收卡机，托卡机构把卡推向储卡箱底部；在发卡机，托卡机构把卡片推送到拨卡机构一侧，拨卡机构可将卡片逐一拨出。

早期的推卡机构是在储卡箱的托板下装有丝杆，由步进电机带动丝杆转动，推动托板和托板上放置的卡片向拨卡机构方向移动，从而达到收、发卡效果。步进电机钢性地保持一定值运动，储卡箱内的卡片无论是多还是少，步进电机都能控制卡片在定值的距离中移动，所以储卡箱内装有的卡片可以很多，也可以很少。此结构在试验室作长期连续发卡试验效果是很好的。但在实际使用中，因高速公路收费流通的卡片使用后，会因使用中沾有汗水或在车内被阳光暴晒略膨胀变厚，甚至弯翘变形；尤其在高速公路联网收费中，各高速公路的管理公司各自发行的卡片厚度不一致。在这样复杂和恶劣的使用环境下，步进电机的钢性定值运动就无法适应高速公路上使用的各种状态的卡片，从而发生很多出卡故障。而一旦发生出卡故障，需人工排除，就意味着收费站堵塞。高速公路是不接受收费站堵塞的，所以很早，步进电机带动丝杆转动推动卡片的设备已被淘汰。

为降低出卡故障率，现有技术的推卡机构摒弃了步进电机带动丝杆转动推卡的结构，采用弹簧单向弹力推卡结构代替步进电机带动丝杆转动结构，其弹簧一端安装在设备最底部，另一端与托卡板相连，托卡板承载着卡片在储卡箱内上下移动。以弹性力驱动卡片，其对卡片厚度误差的适应性强，既简化了原有的丝杆结构又提高了对卡片厚度变化的适应能力。

但单向弹性力推动卡片，因弹簧特征，又限制了卡片多与小的距离，即储卡箱内装卡片的数量，先要满足当储卡箱内只剩下一张卡片时，弹簧不因承载力大量减小、增强弹力而把卡片憋死，拨卡机构的电机能够力把最后一张卡拨出这条件下而设计储卡箱内的储卡量，目前，经验得出当弹簧的弹力能适应一张卡片时，储卡箱内储最多储存500张0.8厘厚的IC卡。

第200910046924.4号中国专利申请中，给出了一种“带推卡机构的收发卡机”。其在发卡机的机箱内装有螺杆20驱动螺纹块21直线移动，浮动托板通过弹簧压在承载托板上，承载托板与螺纹块固接。该机构发明的目的是希望通过电机带动丝杆驱动推卡结合弹簧容差性强的优点，达到钢性推动卡片移动，最后依靠弹性适应各种卡，将卡片推到准确位置的效果。但上述专利由于其机构的承载托板与螺纹块是固定连接、且弹簧是支撑在承载托板上，即弹簧是跟着托板移动的。托板越上升，托板与上限位之间的空间越小，因此弹簧的长度只能选择小于托板上升到最高点、托板与上限位之间的空间距离。也就是说，在同一储卡箱空间下，上述专利机构的弹簧，一定远比单用弹簧机构的弹簧长度要短得多。而根据弹力特性，同一规格的弹簧，弹簧越短，其适应力度的变化就越差。所以上述专利的推卡机构，其储卡量比单用弹簧机构的更小。另，根据弹力的分析，当弹簧在固定空间上发辉其弹力，其弹力是F＝F_弹-G_卡(F_弹为弹簧的弹力，G_卡为储卡机构内所有卡的重力)。而当弹簧不是在固定空间上发辉其弹力，在发卡过程中，由于F_弹和G_卡的变化量不同，其弹力就不是F＝F_弹-G_卡，还增加距离因素，从而造成了F为一及其不稳定的值，更易导致卡片稍多，弹簧承载力不够托不起卡，卡片小，弹簧因其力大增把被卡死而发不出卡的故障。

综上，无论是采用单弹簧向单一方向施力推卡机构，或是上述专利所述的机构，都无法使储卡箱能提高储卡量。

但在高速公路上，尤其是车流量大的车道，收/发卡量大，为减小工作量，应尽可能减少更换储卡箱次数，即要求储卡箱的储卡量大，储量越大卡箱越长，尤其高速公路收费已开始使用更先进的路径识别卡，卡片厚度约5mm，所需更长的储卡箱，大储量卡箱的弹簧需承托更重的卡片，上述二种推卡机构，都无法满足大容量卡箱要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种收/发卡机，利用本发明的均衡力机构，产生K力，使托卡弹力F_弹无论承载重或轻、弹簧行程大或小，K值都保持在定值范围内，从而达到增大了储卡箱的容卡量，拨卡机构也能保证顺畅、轻松、可靠地收入或拨出每张卡片。