专利名称：非接触式薄型ic卡自动读写发售装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用在城市轨道交通中的自动售票系统，尤其涉及一种非接触式薄型IC卡自动读写发售装置。
背景技术：
非接触式薄型IC卡内部埋入的微小集成电路芯片(即IC芯片)和印刷射频天线，能接收、存储、改变、发送一定容量的数码信息。因其具有非接触、高可靠、长寿命，大容量，低成本等一系列特点，将替代正在使用的磁卡、磁票而被广泛应用在除了城市轨道交通之外，还在旅游、体育文艺演出场馆等领域作为各种单向付费工具。
到目前为止，已开发有多种发售卡片的装置，但尚无一种能快速自动将信息写入空白非接触式薄型IC卡并加以自动发行的装置。一般的解决方法是在发售卡片的装置的后面，另外安装一套接送空白卡片装置、停留读写装置、有效卡和无效卡判别分离装置等一系列外设装置形成复杂的发售系统，使得自动售卡装置显得冗长繁杂，因而影响了发卡的可靠性和发卡速度。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，旨在解决目前自动售卡装置显得冗长繁杂，因而影响了发卡的可靠性和发卡速度的缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的一个能承载各种功能机构的活动机架；还包括活动机架下部固定在可使其前后移动、并对其进行维护操作的、装有滚珠导轨的U型支架两侧；一个可更换的预装卡片盒；一个将预装卡片盒中的卡片提升的托卡机构，固定在活动机架的上端，其上部固定连接刮卡机构；一个将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构；一个将卡片信息写入并较验的较验机构；一个将有效卡发出或无效卡回收机构；其中刮卡机构，较验机构以及回收机构有序固定在两块安装夹板之间；该两块安装夹板固定在托卡机构上端的两侧；与现有技术相比，本发明的有益效果是综合解决了非接触式薄型IC卡写入信息并将其有效快速发售的小型合成装置的问题，提高了自动售票机的效率，缩小了自动售票机的体积，降低了自动售票机的成本。
图1是本发明的外型前视透视图；图2是本发明实施例的外型后视透视图；图3是本发明实施例的结构原理侧剖视图；图4(a)、(b)、(c)是三稳态转角电磁铁工作原理图；图5是卡盒装卸的示意图；图6是卡盒就位示意图；图7是刮卡送卡示意图；图8是写卡示意图；图9是暂停、验卡示意图；图10是有效出卡示意图；图11是无效卡回收示意图；图12是取出无效卡示意图；
具体实施例方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述由图1、图2、图3、图4可见一个能承载各种功能机构的活动机架60；还包括活动机架60下部固定在可使其前后移动、并对其进行维护操作的、装有滚珠导轨61的U型支架两侧；一个可更换的预装卡片盒10；一个将预装卡片盒中的卡片提升的托卡机构20，固定在活动机架60的上端，其上部固定连接刮卡机构30；一个将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构30；一个将卡片信息写入并较验的较验机构40；一个将有效卡发出或无效卡回收机构50；其中刮卡机构30，较验机构40以及回收机构50有序固定在两块安装夹板(301、302)之间；该两块安装夹板(301、302)固定在托卡机构20上端的两侧；一个可更换的预装卡片盒10；其后部有一开空成倒T型的槽口11，其底部有二个定位凹槽13；一个将预装卡片盒中的卡片提升的竖长的托卡机构20，固定在活动机架60的上端，其上部固定连接刮卡机构30；两根平行的直线轴承导柱25将中间开有长孔的U型卡盒支架21同时固定于机架60上；在两根平行的直线轴承导柱25上套有能上下够动的托板22和手柄24；托板22穿过支架长孔固定在直线轴承导柱25上，并钩住长弹簧23的一端；长弹簧23的另一端绕过滑轮26固定在支架21的下部；其作用是拉起托板22将最上面的卡片12抵顶住刮卡皮带31以便刮卡；由于长弹簧23的拉力和重叠卡片12自身重量相抵消使其处于相对平衡状态，大大降低了对卡片的磨擦压力，同时用皮带31替代通常采用的刮轮，增大了被刮卡片表面的磨擦系数，保证了仅将若干堆叠的卡片可靠地自最上方的位置一片一片地送出的功能，而且延长卡片的使用寿命；在托卡机构20前下部安装了能自动定位并锁住卡盒10的弹性滚轮27；一个将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构30包括能探测卡盒内卡面位置是否正常和卡片是否用尽的卡片限位传感器S1；还包括刮卡皮带31，刮卡电机32，阻止两张卡片同时刮出的阻卡挡轮33，所述的阻卡挡轮33与刮卡皮带31之间有约一张半卡片厚度的间隙；其作用是刮出卡盒内最上面的一张卡片12，并且由反向旋转的阻卡挡轮33抵挡下面跟随而出的卡片；所述的刮卡皮带31装有防止卡片在两组不同直线速度的皮带之间切换时产生迟阻现象的“超越离合式轴承”(图中未视)；所述的刮卡机构30还包括送卡皮带34，送卡电机35；所述的刮卡电机32通过刮卡皮带31以较慢的直线速度，将空白卡片12刮出后由传感器S2控制立即停止转动；这时的空白卡片12继续由所述的送卡电机35通过送卡皮带34以较快的直线速度送入读写较验信息的机构40；并由传感器S3控制停止转动；采用两组电机两种速度驱动两种皮带能有效克服卡片的重叠拥塞现象，增加了刮送卡片的可靠性；一个将卡片信息写入并较验的较验机构40，包括一套能发射和接收射频信号的天线41；其发射接收信息的范围被设定在约两张卡片的长度范围内，当卡片12进入送卡皮带范围时，即可接收天线发射的信息，这样，较之常规的停卡后再读写的方法可以大大节省写卡时间，有利快速发卡；卡片12在运送和停留阶段就被写入并较验了信息，此时，停留在翻板52的卡片12将根据射频天线41的控制命令出卡或回收；一个将有效卡发出或无效卡回收机构50，包括三稳态转角电磁铁51，所述的三稳态转角电磁铁51的转轴联住一块可向两侧各旋转50度的非金属材料制造的翻板52；所述的三稳态转角电磁铁转轴的一端套住转向摆臂53，所述的转向摆臂53上端用一条彈簧54钩住；所述的非金属材料制造的翻板52在射频天线41的下部，两者之间有40毫米的空间；卡片12在此暂留便于写读信息；并控制翻板52的翻动而将卡片12发出或回收。
转角电磁铁51外部是环状但中间开空绕着电磁线圈512的磁轭511，并在中心穿过一根嵌有永磁铁的转轴513；阻挡块531，532分别放置在摆臂53左右约50度处；彈簧54拉住摆臂53使其保持在中心线处；其工作原理是电磁铁线圈通电产生明的电磁场与永磁场相互作用，使转角电磁铁轴芯产生旋转位移，转角电磁铁轴芯513的正、反向旋转位移由正、反向脉冲电源驱动；而阻挡块531，532分别放置在摆臂53左右约50度处，以防止摆臂转入死角；彈簧54拉住摆臂53使其保持在中心线处，这样，转角电磁铁轴芯513向任何方向产生旋转位移后，在彈簧54的复位作用下，将恢复至中心线位置，形成相对的三稳态状。
下面参照图5，图6，图7，图8，图9，图10，图11，图12对本发明的工作过程作进一步阐述图5，图6中所示，装有适量空白卡片12的卡盒10，至下而上装入支架21，卡盒10下部凹陷处13被强制推入锁定滚轮27而固定；将手柄24上的锁扣机构释放(图中未视)，此时，长弹簧23拉起托板22将卡盒10内堆叠的卡片顶向上部，使得最上面一张卡片12抵贴住刮卡皮带31，同时触动卡片限位传感器S1，等待发卡指令；根据图7所示，当有发卡指令时，同时启动刮卡电机32，送卡电机35，射频天线41；转速较慢的刮卡电机32，通过传动皮带同时驱动刮卡皮带31和阻卡挡轮33，刮出卡盒内最上面的一张卡片12，并且由反向旋转的阻卡挡轮33抵挡下面跟随而出的卡片；当最上面的卡片12刮出并通过光电传感器S2时，控制刮卡电机32停止转动，防止下面的卡片跟随而出；转速较快的送卡电机35，带动送卡皮带34，将已刮出的卡片12快速接送至写读天线41处；根据图8所示，卡片12通过光电传感器S3，命令控制送卡电机35停止转动；而在刮卡皮带31的轮轴内，装有“超越离合式轴承”(图中未视)防止卡片在两组不同直线速度的皮带之间切换时产生迟阻现象。
根据图9，图10所示，当卡片到达有效卡发出或无效卡回收的机构50处时，写读天线41已经较验完了卡片内的信息；当卡片内信息有效时，控制指令驱动转角电磁铁51带动翻板52向出卡口方向旋转，送出载着有效信息的卡片；根据图11、图12所示，当卡片内信息无效时，控制指令驱动转角电磁铁51带动翻板52向回收室F方向旋转，回收无效信息的卡片；当无效卡堆叠到设定量时，可及时排空。
权利要求
1.一种非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于一个能承载各种功能机构的活动机架(60)；一个可更换的预装卡片盒(10)；一个将预装卡片盒中的卡片提升的托卡机构(20)，固定在活动机架(60)的上端，其上部固定连接刮卡机构(30)；一个将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构(30)；一个将卡片信息写入并较验的较验机构(40)；一个将有效卡发出或无效卡回收机构(50)；其中刮卡机构(30)，较验机构(40)以及回收机构(50)有序固定在两块安装夹板(301、302)之间；该两块安装夹板(301、302)固定在托卡机构20上端的两侧。
2.根据权利要求1所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于活动机架(60)下部固定在可使其前后移动、并对其进行维护操作的、装有滚珠导轨(61)的U型支架两侧。
3.根据权利要求1所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的可更换的预装卡片盒(10)的后部有一开空成倒T型的槽口(11)，其底部有二个定位凹槽(13)。
4.根据权利要求2所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的可更换的预装卡片盒(10)的后部有一开空成倒T型的槽口(11)，其底部有二个定位凹槽(13)。
5.根据权利要求1所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将预装卡片盒中的卡片提升的竖长的托卡机构(20)固定在活动机架(60)的上端，其上部固定连接刮卡机构(30)；两根平行的直线轴承导柱(25)将中间开有长孔的U型卡盒支架(21)同时固定于机架(60)上；在两根平行的直线轴承导柱(25)上套有能上下够动的托板(22)和手柄(24)；托板(22)穿过支架长孔固定在直线轴承导柱(25)上，并钩住长弹簧(23)的一端；长弹簧(23)的另一端绕过滑轮(26)固定在支架(21)的下部；在托卡机构(20)前下部安装了能自动定位并锁住卡盒(10)的弹性滚轮(27)。
6.根据权利要求2所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将预装卡片盒中的卡片提升的竖长的托卡机构(20)固定在活动机架(60)的上端，其上部固定连接刮卡机构(30)；两根平行的直线轴承导柱(25)将中间开有长孔的U型卡盒支架(21)同时固定于机架(60)上；在两根平行的直线轴承导柱(25)上套有能上下够动的托板(22)和手柄(24)；托板(22)穿过支架长孔固定在直线轴承导柱(25)上，并钩住长弹簧(23)的一端；长弹簧(23)的另一端绕过滑轮(26)固定在支架(21)的下部；在托卡机构(20)前下部安装了能自动定位并锁住卡盒(10)的弹性滚轮(27)。
7.根据权利要求3所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将预装卡片盒中的卡片提升的竖长的托卡机构(20)固定在活动机架(60)的上端，其上部固定连接刮卡机构(30)；两根平行的直线轴承导柱(25)将中间开有长孔的U型卡盒支架(21)同时固定于机架(60)上；在两根平行的直线轴承导柱(25)上套有能上下够动的托板(22)和手柄(24)；托板(22)穿过支架长孔固定在直线轴承导柱(25)上，并钩住长弹簧(23)的一端；长弹簧(23)的另一端绕过滑轮(26)固定在支架(21)的下部；在托卡机构(20)前下部安装了能自动定位并锁住卡盒(10)的弹性滚轮(27)。
8.根据权利要求4所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将预装卡片盒中的卡片提升的竖长的托卡机构(20)固定在活动机架(60)的上端，其上部固定连接刮卡机构(30)；两根平行的直线轴承导柱(25)将中间开有长孔的U型卡盒支架(21)同时固定于机架(60)上；在两根平行的直线轴承导柱(25)上套有能上下够动的托板(22)和手柄(24)；托板(22)穿过支架长孔固定在直线轴承导柱(25)上，并钩住长弹簧(23)的一端；长弹簧(23)的另一端绕过滑轮(26)固定在支架(21)的下部；在托卡机构(20)前下部安装了能自动定位并锁住卡盒(10)的弹性滚轮(27)。
9.根据权利要求1所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构(30)包括能探测卡盒内卡面位置是否正常和卡片是否用尽的卡片限位传感器(S1)；还包括刮卡皮带(31)，刮卡电机(32)，阻止两张卡片同时刮出的阻卡挡轮(33)，所述的阻卡挡轮(33)与刮卡皮带(31)之间有约一张半卡片厚度的间隙；所述的刮卡皮带(31)装有防止卡片在两组不同直线速度的皮带之间切换时产生迟阻现象的“超越离合式轴承”；所述的刮卡机构(30)还包括送卡皮带(34)，送卡电机(35)；所述的刮卡电机(32)通过刮卡皮带(31)以较慢的直线速度，将空白卡片(12)刮出后由传感器(S2)控制立即停止转动；这时的空白卡片(12)继续由所述的送卡电机(35)通过送卡皮带(34)以较快的直线速度送入读写较验信息的机构(40)；并由传感器(S3)控制停止转动。
10.根据权利要求2所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构(30)包括能探测卡盒内卡面位置是否正常和卡片是否用尽的卡片限位传感器(S1)；还包括刮卡皮带(31)，刮卡电机(32)，阻止两张卡片同时刮出的阻卡挡轮(33)，所述的阻卡挡轮(33)与刮卡皮带(31)之间有约一张半卡片厚度的间隙；所述的刮卡皮带(31)装有防止卡片在两组不同直线速度的皮带之间切换时产生迟阻现象的“超越离合式轴承”；所述的刮卡机构(30)还包括送卡皮带(34)，送卡电机(35)；所述的刮卡电机(32)通过刮卡皮带(31)以较慢的直线速度，将空白卡片(12)刮出后由传感器(S2)控制立即停止转动；这时的空白卡片(12)继续由所述的送卡电机(35)通过送卡皮带(34)以较快的直线速度送入读写较验信息的机构(40)；并由传感器(S3)控制停止转动。
11.根据权利要求3所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构(30)包括能探测卡盒内卡面位置是否正常和卡片是否用尽的卡片限位传感器(S1)；还包括刮卡皮带(31)，刮卡电机(32)，阻止两张卡片同时刮出的阻卡挡轮(33)，所述的阻卡挡轮(33)与刮卡皮带(31)之间有约一张半卡片厚度的间隙；所述的刮卡皮带(31)装有防止卡片在两组不同直线速度的皮带之间切换时产生迟阻现象的“超越离合式轴承”；所述的刮卡机构(30)还包括送卡皮带(34)，送卡电机(35)；所述的刮卡电机(32)通过刮卡皮带(31)以较慢的直线速度，将空白卡片(12)刮出后由传感器(S2)控制立即停止转动；这时的空白卡片(12)继续由所述的送卡电机(35)通过送卡皮带(34)以较快的直线速度送入读写较验信息的机构(40)；并由传感器(S3)控制停止转动。
12.根据权利要求4所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构(30)包括能探测卡盒内卡面位置是否正常和卡片是否用尽的卡片限位传感器(S1)；还包括刮卡皮带(31)，刮卡电机(32)，阻止两张卡片同时刮出的阻卡挡轮(33)，所述的阻卡挡轮(33)与刮卡皮带(31)之间有约一张半卡片厚度的间隙；所述的刮卡皮带(31)装有防止卡片在两组不同直线速度的皮带之间切换时产生迟阻现象的“超越离合式轴承”；所述的刮卡机构(30)还包括送卡皮带(34)，送卡电机(35)；所述的刮卡电机(32)通过刮卡皮带(31)以较慢的直线速度，将空白卡片(12)刮出后由传感器(S2)控制立即停止转动；这时的空白卡片(12)继续由所述的送卡电机(35)通过送卡皮带(34)以较快的直线速度送入读写较验信息的机构(40)；并由传感器(S3)控制停止转动。
13.根据权利要求5所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构(30)包括能探测卡盒内卡面位置是否正常和卡片是否用尽的卡片限位传感器(S1)；还包括刮卡皮带(31)，刮卡电机(32)，阻止两张卡片同时刮出的阻卡挡轮(33)，所述的阻卡挡轮(33)与刮卡皮带(31)之间有约一张半卡片厚度的间隙；所述的刮卡皮带(31)装有防止卡片在两组不同直线速度的皮带之间切换时产生迟阻现象的“超越离合式轴承”；所述的刮卡机构(30)还包括送卡皮带(34)，送卡电机(35)；所述的刮卡电机(32)通过刮卡皮带(31)以较慢的直线速度，将空白卡片(12)刮出后由传感器(S2)控制立即停止转动；这时的空白卡片(12)继续由所述的送卡电机(35)通过送卡皮带(34)以较快的直线速度送入读写较验信息的机构(40)；并由传感器(S3)控制停止转动。
14.根据权利要求6所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构(30)包括能探测卡盒内卡面位置是否正常和卡片是否用尽的卡片限位传感器(S1)；还包括刮卡皮带(31)，刮卡电机(32)，阻止两张卡片同时刮出的阻卡挡轮(33)，所述的阻卡挡轮(33)与刮卡皮带(31)之间有约一张半卡片厚度的间隙；所述的刮卡皮带(31)装有防止卡片在两组不同直线速度的皮带之间切换时产生迟阻现象的“超越离合式轴承”；所述的刮卡机构(30)还包括送卡皮带(34)，送卡电机(35)；所述的刮卡电机(32)通过刮卡皮带(31)以较慢的直线速度，将空白卡片(12)刮出后由传感器(S2)控制立即停止转动；这时的空白卡片(12)继续由所述的送卡电机(35)通过送卡皮带(34)以较快的直线速度送入读写较验信息的机构(40)；并由传感器(S3)控制停止转动。
15.根据权利要求7所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构(30)包括能探测卡盒内卡面位置是否正常和卡片是否用尽的卡片限位传感器(S1)；还包括刮卡皮带(31)，刮卡电机(32)，阻止两张卡片同时刮出的阻卡挡轮(33)，所述的阻卡挡轮(33)与刮卡皮带(31)之间有约一张半卡片厚度的间隙；所述的刮卡皮带(31)装有防止卡片在两组不同直线速度的皮带之间切换时产生迟阻现象的“超越离合式轴承”；所述的刮卡机构(30)还包括送卡皮带(34)，送卡电机(35)；所述的刮卡电机(32)通过刮卡皮带(31)以较慢的直线速度，将空白卡片(12)刮出后由传感器(S2)控制立即停止转动；这时的空白卡片(12)继续由所述的送卡电机(35)通过送卡皮带(34)以较快的直线速度送入读写较验信息的机构(40)；并由传感器(S3)控制停止转动。
16.根据权利要求8所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构(30)包括能探测卡盒内卡面位置是否正常和卡片是否用尽的卡片限位传感器(S1)；还包括刮卡皮带(31)，刮卡电机(32)，阻止两张卡片同时刮出的阻卡挡轮(33)，所述的阻卡挡轮(33)与刮卡皮带(31)之间有约一张半卡片厚度的间隙；所述的刮卡皮带(31)装有防止卡片在两组不同直线速度的皮带之间切换时产生迟阻现象的“超越离合式轴承”；所述的刮卡机构(30)还包括送卡皮带(34)，送卡电机(35)；所述的刮卡电机(32)通过刮卡皮带(31)以较慢的直线速度，将空白卡片(12)刮出后由传感器(S2)控制立即停止转动；这时的空白卡片(12)继续由所述的送卡电机(35)通过送卡皮带(34)以较快的直线速度送入读写较验信息的机构(40)；并由传感器(S3)控制停止转动。
17.根据权利要求1至16中任一权利要求所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的将卡片信息写入并较验的较验机构(40)，包括一套能发射和接收射频信号的天线(41)；所述的将有效卡发出或无效卡回收机构(50)，包括三稳态转角电磁铁(51)，所述的三稳态转角电磁铁(51)的转轴联住一块可向两侧各旋转(50)度的非金属材料制造的翻板(52)；所述的三稳态转角电磁铁转轴的一端套住转向摆臂(53)，所述的转向摆臂(53)上端用一条弹簧(54)钩住；所述的非金属材料制造的翻板(52)在射频天线(41)的下部，两者之间有40毫米的空间。
18.根据权利要求17所述的非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，其特征在于所述的转角电磁铁(51)外部是环状但中间开空绕着电磁线圈(512)的磁轭(511)，并在中心穿过一根嵌有永磁铁的转轴(513)；阻挡块(531，532)分别放置在摆臂(53)左右约50度处；弹簧(54)拉住摆臂(53)使其保持在中心线处。
全文摘要
本发明涉及一种非接触式薄型IC卡自动读写发售装置，包括一个能承载各种功能机构的活动机架(60)；一个可更换的预装卡片盒(10)；一个将预装卡片盒中的卡片提升的托卡机构(20)，固定在活动机架(60)的上端，其上部固定连接刮卡机构(30)；一个将卡片一张一张依次刮出卡盒的刮卡机构(30)；一个将卡片信息写入并较验的较验机构(40)；一个将有效卡发出或无效卡回收机构(50)；本发明的有益效果是综合解决了非接触式薄型IC卡写入信息并将其有效快速发售的小型合成装置的问题，提高了自动售票机的效率，缩小了自动售票机的体积，降低了自动售票机的成本。
文档编号G06K1/00GK1661626SQ20041001651
公开日2005年8月31日 申请日期2004年2月25日 优先权日2004年2月25日
发明者王融立 申请人:上海华虹计通智能卡系统有限公司