一种自动收发卡的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种自动收发卡机，包括无线充电机构、输送机构、及收发卡机构；无线充电机构的磁场发生器包括卡箱及绕线，卡箱内形成用于容置卡片的容置腔；绕线缠绕于卡箱上，用以产生电磁信号并传递至卡片；输送机构包括卡托及驱动装置，卡托沿卡箱的轴向滑动设置于容置腔中，驱动装置连接至卡托，用于驱动卡托带动卡片沿卡箱的轴向移动；该自动收发卡机内置无线充电机构，使其不但具有传统发卡机具备的基本功能，而且可对卡片进行无线充电，使卡片在发卡前都处于满电量状态，从而延长卡片使用寿命，此举大减少了人员配置和充电设备，大大节省成本、大幅度提高效率；卡箱集卡片周转载体与磁场发生器于一体，结构布局合理，体积小巧。
【专利说明】一种自动收发卡机
【技术领域】
[0001]本实用新型属于智能交通(IntelligentTransportat1n System，简称 ITS)领域，尤其涉及一种自动收发卡机。
【背景技术】
[0002]随着我国高速公路ETC收费的实施，为增强收费系统的可靠性、加快车辆的处理速度、降低投入成本，同时也为了能够更好地防止通行费流失，IC卡等非接触式卡片的收发卡机正广泛应用于高速公路收费系统。传统的收发卡机只完成读写卡和收发卡操作，且卡片需要单独的充电设备进行充电，耗费人员配置和充电设备较高，成本高，且周转效率低。由于在远距离的行车条件下要求卡片自身能提供足够能耗，且卡片处于循环使用状态，若卡片无法及时进行充电，会影响卡片的正常使用及使用寿命。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种自动收发卡机，能够在收发卡时对卡片进行充电，延长卡片使用寿命。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种自动收发卡机，包括无线充电机构、输送机构、及收发卡机构；
[0005]所述无线充电机构包括磁场发生器；所述磁场发生器包括卡箱及绕线，所述卡箱为非金属筒状，其在自身轴向上的第一端开口，所述卡箱内形成用于容置卡片的容置腔；所述绕线缠绕于所述卡箱上，用以产生电磁信号并传递至卡片；
[0006]所述输送机构包括卡托及驱动装置，所述卡托沿所述卡箱的轴向滑动设置于所述容置腔中，所述驱动装置连接至卡托，用于驱动所述卡托带动卡片沿所述卡箱的轴向移动；
[0007]所述收发卡机构设置在所述卡箱的第一端处，用于带动卡片进出所述容置腔。
[0008]其中，所述磁场发生器的外侧设有用于屏蔽电磁的金属屏蔽层。
[0009]其中，所述无线充电机构还包括充电开关，所述充电开关耦接所述磁场发生器，用以控制所述磁场发生器的开关。
[0010]其中，所述驱动装置包括丝杆及电机，所述丝杆的轴向平行于所述卡箱的轴向；所述卡托上设有与所述丝杆的外螺纹相配合的螺纹孔，所述丝杆穿过所述螺纹孔；
[0011]所述电机传动连接于所述丝杆，用于驱动所述丝杆转动以使所述卡托沿所述卡箱的轴向移动。
[0012]其中，所述卡箱具有一与其第一端相对设置的第二端，所述电机设置在所述卡箱的第二端处。
[0013]其中，所述卡箱的箱壁向外侧凸出以在所述卡箱内形成一容置槽，所述容置槽为沿所述卡箱轴向设置的长条形，所述丝杆位于所述容置槽中。
[0014]其中，所述卡箱的外壁设有凹槽，所述凹槽沿所述卡箱的轴向呈螺旋状延伸，所述绕线设置在所述凹槽中。
[0015]其中，所述无线充电机构还包括卡片夹及固定座，所述卡片夹为筒状，所述磁场发生器套设在卡片夹中，所述卡片夹及所述卡箱均竖直设置，所述卡箱的第一端朝上，所述固定座固定连接于所述卡片夹的下端。
[0016]其中，所述无线充电机构还包括电源管理模块及控制电路模块，所述电源管理模块耦接所述控制电路模块，所述控制电路模块耦接所述磁场发生器，所述电源管理模块用于将接入的电源转化为所需电源。
[0017]其中，自动收发卡机还包括人机交互界面，所述人机交互界面耦接于控制电路模块，所述控制电路模块还耦接于所述输送机构及所述收发卡机构，以控制所述输送机构及所述收发卡机构的工作状态。
[0018]本实施使用新型提供的自动收发卡机，内置无线充电机构，使其不但具有传统发卡机具备的基本功能，而且可对卡片进行无线充电，使卡片在发卡前都处于满电量状态，从而延长卡片使用寿命，此举大减少了人员配置和充电设备，大大节省成本、大幅度提高效率；卡箱集卡片周转载体与磁场发生器于一体，结构布局合理，体积小巧。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本实用新型优选实施方式提供的自动收发卡机的示意图；
[0021]图2是图1的自动收发卡机中收发卡机构与无线充电机构的示意图；
[0022]图3是图2的无线充电机构的分解示意图；
[0023]图4是图2的无线充电机构中磁场发生器的示意图；
[0024]图5是图1中自动收发卡机的电连接示意图；
[0025]图6是图1中自动收发卡机的电磁转换器的示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0027]请一并参阅图1至图6，本实用新型实施方式提供的一种自动收发卡机，包括无线充电机构1、输送机构2、及收发卡机构3。无线充电机构I用于将电能转化为磁能，并传递至卡片，从而为卡片进行充电。输送机构2用于输送卡片，收发卡机构3用于将卡片发放至用户及收取用户的卡片。卡片可以为各类存储有信息的卡片，例如有源IC卡、高速公路通行卡等。
[0028]如图5、6所示，无线充电机构I包括磁场发生器11。如图3、4所示，磁场发生器11包括卡箱111及绕线112，卡箱111为非金属筒状，卡箱111内形成用于容置卡片的容置腔110。卡箱111在自身轴向上的第一端开口，绕线112缠绕于卡箱111上，用以产生电磁信号并传递至卡片。
[0029]卡箱111为非金属筒状，利用卡箱111在自身轴向上的长度，即可以在卡箱111的容纳腔内容纳多个卡片，又可以使得磁场发生器11产生的磁场在磁场发生器11内的部分为近似直线，使磁场近似垂直于卡片，形成隧道式充电结构，有效提高充电效率。
[0030]卡箱111的外壁设有凹槽，凹槽沿卡箱111的轴向呈螺旋状延伸，绕线112设置在凹槽中，以便于绕线112的设置，保证绕线112定位牢固而不会偏移。作为优选，螺旋状的凹槽中，相邻两槽之间的间距为5mm。绕线112可以为多股，优选为2-3股直径为0.8mm的金属线。
[0031]进一步，如图2、图3所示，无线充电机构I还包括卡片夹16及固定座17。卡片夹16为筒状，磁场发生器11套设在卡片夹16中。卡片夹16与卡箱111均竖直设置。卡箱111具有一与其第一端相对设置的第二端，卡箱111的第一端朝上、第二端朝下。固定座17固定连接于卡片夹16的下端，以便于固定磁场发生器11，并使得卡箱111固定在竖直状态，以便于使用。
[0032]磁场发生器11的外侧设有用于屏蔽电磁的金属屏蔽层，以避免电磁泄漏，减少对人体和环境的影响。金属屏蔽层可以设置在卡片夹16的内侧或外侧，亦可将卡片夹16整体作为金属屏蔽层。
[0033]如图3所示，输送机构2包括卡托21及驱动装置22，卡托21沿卡箱111的轴向滑动设置于容置腔110中，驱动装置22连接至卡托21，用于驱动卡托21及卡片沿卡箱111的轴向移动。本实施例中，驱动装置22包括丝杆221及电机222，丝杆221的轴向平行于卡箱111的轴向；卡托21上设有与丝杆221的外螺纹相配合的螺纹孔，丝杆221穿过螺纹孔。卡箱111的第一端处设有轴承座113，丝杆221的端部转动连接于轴承座113，以保证丝杆221转动的稳定性。电机222传动连接于丝杆221，以驱动丝杆221绕自身轴向转动。通过卡托21与丝杆221之间的螺纹配合，当电机222驱动丝杆221转动时，可以带动卡托21沿卡箱111的轴向移动，以便接受卡片或将卡片输送至收发卡机构3处，结构简单，占用容置腔的空间较小。
[0034]作为优选，电机222为步进电机222。电机222与丝杆221之间可以设置带传动机构、齿轮传动机构等传动机构，以便于电机222在自动收发卡机中的安装布局。电机222与丝杆221之间还可以设置减速装置，以保证丝杆221转动的稳定性。本实施例中，电机222设置在卡箱111的第二端处，以避免电机222与收发卡机构3之间产生干涉，从而不会对卡片进出卡箱111造成影响。本实施例中由于卡箱111竖直设置，电机222可位于卡箱111的下端处，即电机222设置在整个自动收发卡机的下部，可保证整个自动收发卡的稳定性，使其不易倾斜。电机222可与卡箱111固定连接，亦可与卡片夹16或固定座17固定连接。此处，作为另外的实施方式，驱动装置22还可以为伸缩杆、气缸、传送带等其他可以带动卡托21进行移动的装置。
[0035]卡箱111的箱壁向外侧凸出以在卡箱111内形成一容置槽120，容置槽120为沿卡箱111轴向设置的长条形，丝杆221位于容置槽120中，通过容置槽120形成用于容置丝杆221的专用空间，以避免丝杆221转动对卡箱111内的卡片移动造成干涉。可以理解的是，容置槽120可以为容置腔110的一部分，即在容置腔110中形成一专门用于设置丝杆221的空间，以利于丝杆221的转动。如图4所示，容置槽120的横截面可以为梯形或V形，以便于加工制备。
[0036]收发卡机构3设置在卡箱111的第一端处，用于带动卡片进出容置腔110。自动收发卡机还包括卷卡机构4，收发卡机构3位于卷卡机构4与卡箱111之间，卷卡机构4用于卡片的中继传送及对卡片的信息进行读写。
[0037]如图5所示，本实施例中，无线充电机构I还包括电源管理模块12及控制电路模块13，电源管理模块12耦接控制电路模块13，控制电路模块13耦接磁场发生器11。电源管理模块12用于电源转换，其可以将220V的市电转化为自动收发卡机所需电源。控制电路模块13用于控制磁场发生器11的工作状态。磁场发生器11经控制电路模块13从电源管理模块12获得电能，将电能转化为磁能并传递至卡片。卡片放置在容置腔110中，使其最大程度的接受电磁转换器10产生的强磁场。
[0038]进一步，无线充电机构I还包括卡片数量检测模块(图中未示出)，用于检测容置腔110中卡片的数量。卡片数量检测模块可以通过检测卡托位置，并通过卡托离卡箱111的第一端的距离计算出卡片的数量，亦可通过收发卡机构3收发卡片的数量获得容置腔110中卡片的数量，还可以通过输送机构2运行状况计算出卡片的数量。控制电路模块耦接卡片数量检测模块，以获取卡片数量信息，并动态调整磁场发生器11的频率和内部磁场强度，从而使多张卡片整体处于最佳工作状态，达到良好的充电效果。
[0039]调节充电频率和功率的具体方式为，无线充电机构I可根据容置腔110中卡片数量的多少动态调节充电频率，卡片越少充电频率越低，卡片越多充电频率越高，数量与频率之间对应关系可根据实验获得。工作过程中，控制电路根据卡箱111反馈回的卡片数量信息动态查询数量-频率之间对应关系，从而完成对充电频率的动态设置。采用固定频率充电，通过计算检测功放的前后功率与后向功率二者之间的差值，并利用预设的差值与增益之间对应关系寻找最佳匹配增益，通过控制电路模块13调节电源管理模块12向电磁转换器10发送的输出功率。
[0040]如图6所示，无线充电机构进一步包括功率放大器14及滤波匹配电路15，功率放大器14耦接控制电路模块13，功率放大器14用于产生高功率电磁能。功率放大器14是电能转化为磁场的必经阶段，可根据磁场运行状态动态调整功率放大器14的工作状态。滤波匹配电路15耦接在功率放大器14与磁场发生器11之间。滤波匹配电路15用于将功率放大器14电路中无用成分滤除，并作为功率放大器和磁场发生器11的阻抗转换、匹配电路，以提高能量传递效率。磁场发生器11将输入的电磁能转化为强磁场输出，产生的强磁场与卡片内部线圈互感，卡片从磁场发生器11输出的强磁场获取能量，从而实现对卡片的充电。
[0041]无线充电机构还包括充电开关(图中未示出)，充电开关耦接磁场发生器，用以控制磁场发生器的开关。利用该充电开关可以控制是否进行充电，在不需要对卡片充电时，可通过充电开关断开卡箱111内充电设备即可单做发卡机使用，在需要充电时亦可作为充电-发卡机使用其完整功能。
[0042]本实施例中，如图1、5所示，自动收发卡机还包括人机交互界面5，人机交互界面5耦接于控制电路模块13，控制电路模块13还耦接于输送机构2及收发卡机构3，以控制输送机构2及收发卡机构3的工作状态，实现对自动收发卡机各元件工作状态的控制。本实施例中，人机交互界面5为面板，包含开关、待机状态指示灯、充电状态指示灯、充电完成指示灯、自检故障指示灯、蜂鸣器。为使用户更简单的使用，当用户打开开关时，无线充电机构I自动进入自检状态，自检失败故障灯提示。开启充电电源按钮，启动充电状态时，充电状态指示灯闪烁提示正在充电。充电完成后，充电完成指示灯常亮提示充电完成。中途人工停止充电时和充电完成卡片取走后，待机状态指示灯提示。在完成充电后，发卡机自动进入待发卡状态，如有车主按键取卡，即可完成出卡操作。如用户只使用收发卡功能时只需打开电源开关即可进入发卡状态。蜂鸣器在所有指示灯提示的同时长响一声表示提示。此处，作为另外的实施方式，人机交互界面5还可以为触控显示屏等。
[0043]自动收发卡机还包括机箱6，无线充电机构1、输送机构2、及收发卡机构3均设置在机箱6中，以实现对自动收发卡机内部元件的保护。人机交互界面5设置在机箱的外侧面。
[0044]本实施例提供的自动收发卡机，发卡时，电机222正向旋转，丝杆221带动卡托21向上运动，卡片升起至卡箱111顶部，位于顶部的卡片就会触动卡箱111内传感器，传感器将此信息传送至控制模块，控制模块控制电机222停止转动。卡片通过滑道经收发卡机构传递传送至卷卡机构进行写入信息，信息成功写入后，卡片即可取出发放。
[0045]本实施例提供的自动收发卡机，将无线充电机构I植入发卡机，使其不但具有传统发卡机具备的基本功能，而且可对卡片进行无线充电，使卡片在发卡前都处于满电量状态，从而延长卡片使用寿命，此举大减少了人员配置和充电设备，大大节省成本、大幅度提高效率；卡箱111集卡片周转载体与磁场发生器11于一体，结构布局合理，体积小巧。
[0046]以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种自动收发卡机，其特征在于，包括无线充电机构、输送机构、及收发卡机构； 所述无线充电机构包括磁场发生器；所述磁场发生器包括卡箱及绕线，所述卡箱为非金属筒状，其在自身轴向上的第一端开口，所述卡箱内形成用于容置卡片的容置腔；所述绕线缠绕于所述卡箱上，用以产生电磁信号并传递至卡片； 所述输送机构包括卡托及驱动装置，所述卡托沿所述卡箱的轴向滑动设置于所述容置腔中，所述驱动装置连接至卡托，用于驱动所述卡托带动卡片沿所述卡箱的轴向移动； 所述收发卡机构设置在所述卡箱的第一端处，用于带动卡片进出所述容置腔。
2.根据权利要求1所述的自动收发卡机，其特征在于，所述磁场发生器的外侧设有用于屏蔽电磁的金属屏蔽层。
3.根据权利要求1所述的自动收发卡机，其特征在于，所述无线充电机构还包括充电开关，所述充电开关耦接所述磁场发生器，用以控制所述磁场发生器的开关。
4.根据权利要求1-3任一项所述的自动收发卡机，其特征在于，所述驱动装置包括丝杆及电机，所述丝杆的轴向平行于所述卡箱的轴向；所述卡托上设有与所述丝杆的外螺纹相配合的螺纹孔，所述丝杆穿过所述螺纹孔； 所述电机传动连接于所述丝杆，用于驱动所述丝杆转动以使所述卡托沿所述卡箱的轴向移动。
5.根据权利要求4所述的自动收发卡机，其特征在于，所述卡箱具有一与其第一端相对设置的第二端，所述电机设置在所述卡箱的第二端处。
6.根据权利要求4所述的自动收发卡机，其特征在于，所述卡箱的箱壁向外侧凸出以在所述卡箱内形成一容置槽，所述容置槽为沿所述卡箱轴向设置的长条形，所述丝杆位于所述容置槽中。
7.如权利要求1-3任一项所述的自动收发卡机，其特征在于，所述卡箱的外壁设有凹槽，所述凹槽沿所述卡箱的轴向呈螺旋状延伸，所述绕线设置在所述凹槽中。
8.根据权利要求1-3任一项所述的自动收发卡机，其特征在于，所述无线充电机构还包括卡片夹及固定座，所述卡片夹为筒状，所述磁场发生器套设在卡片夹中，所述卡片夹及所述卡箱均竖直设置，所述卡箱的第一端朝上，所述固定座固定连接于所述卡片夹的下端。
9.根据权利要求1-3任一项所述的自动收发卡机，其特征在于，所述无线充电机构还包括电源管理模块及控制电路模块，所述电源管理模块耦接所述控制电路模块，所述控制电路模块耦接所述磁场发生器，所述电源管理模块用于将接入的电源转化为所需电源。
10.根据权利要求9所述的自动收发卡机，其特征在于，自动收发卡机还包括人机交互界面，所述人机交互界面耦接于控制电路模块，所述控制电路模块还耦接于所述输送机构及所述收发卡机构，以控制所述输送机构及所述收发卡机构的工作状态。
【文档编号】G06K13/08GK204203992SQ201420660650
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】晁战飞, 徐勇, 钟勇, 麦锡埠 申请人:深圳市金溢科技股份有限公司