路径识别卡及路径识别卡的超声波焊接设备的制作方法

本实用新型涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种路径识别卡及路径识别卡的超声波焊接设备。

背景技术：

近年来，随着我国高速公路建设的快速发展，高速公路网的不断延伸和收费区域的不断扩大，车辆在高速公路收费站的入口和出口之间可能存在多种行车路径，为了能够精确计算车辆通行的费用，高速公路多路径拆分识别就成为了一个必然的发展趋势，路径识别卡应运而生。具体地，为了确定出车辆在高速公路上的行驶里程，当车辆驶入高速公路时，在高速公路入口处，司机会获取到一张携带有高速公路的入口信息、该车辆的驶入时间、该车辆的车型等的卡，该卡即为路径识别卡。在车辆行驶过程中，路径识别卡会接收路侧单元发射的路径信息并保存。当车辆行驶到高速公路出口时，司机将路径识别卡返回至收费人员，通过读取路径识别卡内存储的入口、路径、车型等信息，根据收费标准收取车辆通行费。

现有技术的路径识别卡主要包括：外壳以及位于外壳内腔中的电池、电路板等。其中，路径识别卡的尺寸是高速公路管理部门统一规定的，其总厚度不能大于5mm，且外壳要达到防水防尘要求，由于电池的厚度为标准厚度，一般为3.6mm左右，导致路径识别卡的外壳厚度无法加厚。

由于现有技术的路径识别卡的外壳厚度较薄，路径识别卡在日常使用中，即，日常存储中，比如若车内温度过高，导致路径识别卡的外壳发生外壳外凸鼓包的情况，并且由于外壳薄，鼓包变化不可逆。若外壳鼓包变形则会导致无法从路径识别卡存储设备中取出路径识别卡，进而导致高速收费站堵车以及引发车祸等事故的发生。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本实用新型提供一种路径识别卡及路径识别卡的超声波焊接设备，不仅能够满足防水防尘要求，且在日常使用时外壳不会发生外凸鼓包现象。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种路径识别卡，包括外壳以及设置在所述外壳的内腔中的电路板和电池，所述电路板与所述电池电连接，所述外壳包括下壳以及焊接在所述下壳上方的上壳，所述上壳和所述下壳共同围成可容置所述电路板以及所述电池的密封腔体，所述上壳与所述下壳在焊接时所处的环境的压强小于所述路径识别卡的存储环境的压强。

本实用新型的路径识别卡，通过将上壳和下壳焊接在一起，使上壳和下壳共同围成可容置电路板以及电池的密封腔体，使得路径识别卡可满足防水防尘要求，同时，使得上壳和下壳在焊接时所处的环境压强小于路径识别卡的存储环境的压强，也就是说，将上壳和下壳放置在压强小于外界压强的环境下进行焊接，这样焊接好之后的外壳内腔的压强则小于外界压强，即，小于路径识别卡的日常存储(使用)环境的大气压强，由于压力＝压强*面积，在外壳受力面积不变的情况下，当路径识别卡放在日常存储环境中时，由于外壳内部的压强小于该存储环境的大气压强，从而使得外壳在日常使用时不会发生外凸鼓包的现象。

在本实用新型的一实施例中，所述外壳的内腔为负压腔。

在本实用新型的一实施例中，所述外壳的内腔为真空腔。

通过将上壳和下壳放置在负压或者真空环境中进行焊接，使得焊接好后的外壳的内腔压强小于外界压强，进一步保证了外壳在日常存储时不会发生外凸鼓包的现象。

在本实用新型的一实施例中，所述上壳和所述下壳通过超声波焊接的方式连接。

通过超声波焊接实现上壳与下壳之间的连接，进一步提高了路径识别卡的防水防尘效果。

在本实用新型的一实施例中，所述上壳的侧壁的底面和所述下壳的侧壁的顶面为相互平行的两个平面，所述上壳的侧壁的底面与所述下壳的侧壁的顶面焊接。

通过将上壳的焊接面和下壳的焊接面设置为平面，这样焊接时更加方便，且提高了焊接效果，进一步保证了上壳和下壳之间的密封性。

在本实用新型的一实施例中，所述电池与所述电路板同层设置。

通过将电池与电路板同层设置，降低了路径识别卡的整体厚度，减小了路径识别卡的占用空间，方便路径识别卡的运输和存储。

第二方面，本实用新型提供一种如上所述的路径识别卡的超声波焊接设备，包括：下焊接头以及密封设置在所述下焊接头上方的上焊接头，所述上焊接头和所述下焊接头共同围成可容置所述路径识别卡的空腔，且所述上焊接头或所述下焊接头上开设有抽气孔，以使所述空腔中的压强小于所述路径识别卡的存储环境的压强。

本实用新型的路径识别卡的超声波焊接设备，在使用时，将未焊接的路径识别卡放置在上焊接头和下焊接头围成的密闭空腔中，通过抽气孔对空腔中的压强进行调节，使空腔中的压强小于路径识别卡的存储环境的压强，然后对上壳和下壳进行焊接，即，使得上壳和下壳在焊接时所处的环境压强小于路径识别卡的存储环境的压强，这样焊接好之后的外壳内腔的压强则小于外界压强，即，小于路径识别卡的日常存储(使用)环境的大气压强，由于压力＝压强*面积，在外壳受力面积不变的情况下，当路径识别卡放在日常存储环境中时，由于外壳内部的压强小于该存储环境的大气压强，从而使得外壳在日常使用时不会发生外凸鼓包的现象。

在本实用新型的一实施例中，所述空腔形成为负压腔或者真空腔。

在本实用新型的一实施例中，所述上焊接头和所述下焊接头之间通过密封件密封连接。

在本实用新型的一实施例中，所述密封件为密封硅胶件或者密封橡胶件。

本实用新型的构造以及它的其他目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的路径识别卡的立体结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的路径识别卡的侧面剖视图；

图3为本实用新型一实施例提供的路径识别卡的超声波焊接设备的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的路径识别卡的超声波焊接设备中放置有路径识别卡时的整体结构剖视图。

附图标记说明：

1—外壳；

11—上壳；

12—下壳；

110、120—主体面；

111、121—侧壁；

2—电路板；

3—电池；

41—上焊接头；

42—下焊接头；

43—密封件；

44—空腔；

40—抽气孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型创造的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。

在本实用新型创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

为了确定出车辆在高速公路上的行驶里程，当车辆驶入高速公路时，在高速公路入口处，司机会获取到一张携带有高速公路的入口信息、该车辆的驶入时间、该车辆的车型的卡，该卡即为路径识别卡。在车辆行驶过程中，路径识别卡会接收路侧单元发射的路径信息并保存。当车辆行驶到高速公路出口时，驾驶员将路径识别卡返回至收费人员，通过读取路径识别卡内存储的入口、路径、车型等信息，根据收费标准收取车辆通行费。

现有技术的路径识别卡主要包括：外壳以及位于外壳内的电池、电路板等。路径识别卡是高速公路管理部门统一规定尺寸，其总厚度不能大于5mm，且要达到防水防尘要求，由于电池的厚度为标准厚度，一般为3.6mm左右，导致路径识别卡的外壳厚度无法加厚。

由于现有技术的路径识别卡的外壳厚度较薄，路径识别卡在日常使用中，即，日常存储过程中，若车内温度过高，导致路径识别卡的外壳发生外壳外凸鼓包的情况，并且由于外壳薄，鼓包变化不可逆。若外壳鼓包变形则会导致无法从路径识别卡存储设备中取出路径识别卡，进而导致高速收费站堵车以及引发车祸等事故的发生。

基于此，本实用新型提供一种路径识别卡，本实用新型的路径识别卡不仅能够满足防水防尘要求，且在日常使用时外壳不会发生凸起鼓包现象。

下面通过具体的实施例对本实用新型的路径识别卡进行详细说明。

实施例一

图1为本实用新型一实施例提供的路径识别卡的立体结构示意图。图2为本实用新型一实施例提供的路径识别卡的侧面剖视图。参照图1至图2所示，本实施例提供一种路径识别卡。

该路径识别卡具体包括：外壳1、电路板2和电池3，电路板2和电池3设置在外壳1的内腔中，电路板2和电池3电连接。通过电池3为路径识别卡中的电子元件供电。

其中，电路板2具体可以是印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)。

外壳1具体包括：下壳12以及焊接在下壳12上方的上壳11，上壳11和下壳12共同围成可容置电路板2以及电池3的密封腔体。也就是说，上壳11和下壳12通过焊接的方式连接，从而使外壳1的内腔形成为密封腔体。

其中，上壳11与下壳12在焊接时所处的环境的压强小于路径识别卡的存储环境的压强。需要说明的是，此处路径识别卡的存储环境即为制作好之后的路径识别卡的日常使用环境，存储环境的压强即为日常使用环境的大气压强。而上壳11与下壳12在焊接时并非在路径识别卡的日常使用环境中焊接。

具体制作时，将电路板2和电池3放入下壳12上，然后将上壳11和下壳12放置在压强小于外界压强的环境下进行焊接，此处的外界压强即为路径识别卡的日常使用环境的压强，比如，将上壳11和下壳12放置在特定的焊接箱中焊接，焊接箱内的压强小于焊接箱外部的压强，这样焊接好之后的外壳1内腔的压强则小于外界压强，即，小于路径识别卡的日常存储环境的压强，即，小于路径识别卡的日常使用环境的压强。

焊接好之后，将外壳1从焊接环境中，比如焊接箱中取出即可。由于压力＝压强*面积，在外壳1受力面积不变的情况下，当路径识别卡放在日常存储环境中时，由于外壳1内部的压强小于该日常存储环境的压强，从而使得外壳1在日常使用时不会发生外凸鼓包的现象。

需要说明的是，焊接时的具体压强数值可根据实际情况进行设定，只要使得焊接上壳和下壳时焊接环境的压强小于路径识别卡的日常存储环境的压强即可。

具体实现时，该路径识别卡还包括通信模块，通信模块具体可设置在电路板2上，用于接收路侧单元(Road Side Unit，简称RSU)发送的道路消息，还用于与读卡器进行数据传递。

其中，路侧单元设置在高速公路路侧，在高速公路上每间隔一段时间设置一个路侧单元，用于与路径识别卡进行通信，以使路径识别卡记录车辆的行驶路径。

在不需要与路侧单元或者读卡器进行通信时，路径识别卡可处于休眠状态，只有通信模块能够接收到路侧单元发送的微波信号，当通信模块接收到路侧单元发送的微波信号后，路径识别卡被唤醒，以与路侧单元之间进行通信。

具体地，路侧单元会不断的向外发射微波信号，当车辆行驶至某个路侧单元发射出的微波信号的覆盖范围内时，携带在该车辆上的路径识别卡的通信模块会接收该路侧单元发送的微波信号，进而唤醒该路径识别卡。

在一种可行的实现方式中，可以是，在路径识别卡被唤醒后，路径识别卡通过通信模块接收路侧单元发送的道路信息，并在接收到路侧单元发送的道路信息后，向路侧单元发送回复信息，以通知路侧单元已经接收到其发送的道路信息。

在另一种可行的实现方式中，可以是，在路径识别卡被唤醒后，通信模块开始接收路侧单元发送的广播数据，并且在接收路侧单元发送的广播数据后，向路侧单元发送回复信息，当路侧单元接收到通信模块发送的回复信息后，将道路信息发送给通信模块。

其中，路侧单元发送给通信单元的道路信息可以是该路侧单元所在的高速公路的具体位置信息，还可以是该路侧单元的标识，比如路侧单元的编码。

通信模块除了接收路侧单元发送的道路信息外，还需要与读卡器进行数据传递，具体地，通信模块与读卡器之间的数据传递可包括两方面：一方面，通过读卡器将车辆驶入高速公路时的入口信息写入路径识别卡。另一方面，通过读卡器读取路径识别卡内的道路信息及该车辆的入口信息。

其中，上述入口信息可以是车辆驶入高速公路时的收费站的名称。当读卡器读取路径识别卡内的道路信息及车辆的入口信息后，可以将该信息上传给终端设备，以使终端设备根据该车辆的入口信息、行驶的道路信息以及当前出口，按照收费标准收取过路费。

上述的读卡器设置在高速公路入口处和出口处，可以是由工作人员将路径识别卡贴在读卡器上，以实现读卡器与路径识别卡的通信模块之间的数据传递。

其中，通信模块与路侧单元、读卡器之间的通信具体在控制器的控制下执行，控制器与通信模块电连接，控制器可设置在电路板2上。

为了实现通信模块分别与路侧单元及读卡器之间的通信，示例性的，通信模块具体可包括第一通信模组和第二通信模组，第一通信模组用于接收路侧单元发送的道路消息，第二通信模组用于与读卡器进行数据传递。

其中，第一通信模组可包括第一天线和专用短程通信部件，第二通信模组可包括第二天线和近场通信部件。为了减小路径识别卡的厚度，第一天线和第二天线具体可以为印刷天线。专用短程通信部件、近场通信部件分别与控制器电连接，在控制器的控制下，实现第一通信模组与路侧单元之间的通信，以及实现第二通信模组与读卡器之间的通信。

本实施例提供的路径识别卡，通过将上壳11和下壳12焊接在一起，使上壳11和下壳12共同围成可容置电路板2以及电池3的密封腔体，使得路径识别卡可满足防水防尘要求，同时，使得上壳11和下壳12在焊接时所处的环境压强小于路径识别卡的存储环境的压强，也就是说，将上壳11和下壳12放置在压强小于外界压强的环境下进行焊接，这样焊接好之后的外壳1内腔的压强则小于外界大气压强，即，小于路径识别卡的日常存储(使用)环境的大气压强，由于压力＝压强*面积，在外壳1受力面积不变的情况下，当路径识别卡放在日常存储环境中时，由于外壳1内部的压强小于该存储环境的压强，从而使得外壳1在日常使用时不会发生外凸鼓包的现象。

具体实现时，外壳1具体可以由非金属材质制成，比如：聚碳酸酯PC、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile Butadiene Styrene，简称ABS)、聚丙烯(Polypropylene，简称PP)等材料的一种或者多种的组合。比如，本实施例的外壳1的材质具体为聚碳酸酯PC和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS的组合。既能够保证路径识别卡的自身强度，使其不易变形，且可避免外壳1对路径识别卡与路侧单元或者读卡器之间的信号传输造成干扰。需要说明的是，本实用新型对外壳1的材质不作具体限定。

其中，外壳1的内腔具体可形成为负压腔。也就是说，将上壳11和下壳12放置在负压环境下进行焊接，焊接好之后将外壳1从负压环境中取出即可，从而使得焊接好之后的外壳1的内腔压强小于外界压强，即，外壳1内腔压强小于路径识别卡的日常存储环境的压强，进一步保证了外壳1在日常存储时不会发生外凸鼓包的现象。此外，外壳1的内腔也可以为真空腔，同样可达到上述技术效果。

在本实施例中，上壳11和下壳12具体通过超声波焊接的方式连接，这样进一步提高了路径识别卡的防水防尘效果。当然，上壳11和下壳12也可以通过其他方式连接，只要能够满足防水防尘效果即可。

具体地，外壳1具有相对设置的两个主体面(即路径识别卡的尺寸较大的两个面)，两个主体面之间围设有侧壁。

其中，上壳11具有主体面110和由主体面110的四周向下延伸的侧壁111，下壳12具有主体面120和由主体面120的四周向上延伸的侧壁121，上壳11的侧壁111和下壳12的侧壁121共同形成外壳1的侧壁。上壳11的主体面110形成为外壳1的其中一个主体面，下壳12的主体面120形成为外壳1的另一个主体面。本实施例的路径识别卡大致呈长方体形状。

在本实施例中，上壳11的侧壁111的底面和下壳12的侧壁121的顶面为相互平行的两个平面，上壳11的侧壁111的底面与下壳12的侧壁121的顶面焊接。

通过将上壳11的焊接面和下壳12的焊接面设置为平面，这样焊接时更加方便，且提高了焊接效果，进一步保证了上壳11和下壳12之间的密封性。需要说明的是，此处的平面为上壳11和下壳12在未焊接之前的状态。

具体实现时，电池3可与电路板2同层设置，这样可降低路径识别卡的整体厚度，减小了路径识别卡的占用空间，方便路径识别卡的运输和存储。参照图2所示，在本实施例中，电池3具体位于电路板2的在沿路径识别卡的长度方向上的一侧。在另一种可行的实现方式中，电路板2上具有镂空区域，电池3具体可设置在该镂空区域内，以使电池3与电路板2同层设置。其中，镂空区域的形状可以与电池3一致，比如，电池3为方形，则镂空区域为方形。电池3为圆形，则镂空区域为圆形，需要说明的是，镂空区域与电池3的具体形状并不限于此。为了便于安装，镂空区域的大小可稍大于电池3。

电池3可采用可充电电池，这样使得路径识别卡的使用更加方便，可延长路径识别卡的使用寿命，在该情况下，本实施例的路径识别卡还包括无线充电电路，以实现对电池的充电。该无线充电电路用于与外部的无线充电器协调工作，给充电电池充电。

具体地，无线充电电路包括线圈以及与线圈相匹配的充电电路，充电电路具体可集成在电路板2上。当路径识别卡处于无线充电器的工作区域内时，上述线圈将无线充电器发射的电磁场能量转化为交流电，该充电电路用于将线圈转化成的交流电转化成直流电，并进行稳压处理，得到额定电压的直流电流，以给充电电池充电。

在本实施例中，电池3为可充电钮扣电池，当然，在其他实现方式中，电池3也可以是软包电池。

实施例二

图3为本实用新型一实施例提供的路径识别卡的超声波焊接设备的结构示意图；图4为本实用新型一实施例提供的路径识别卡的超声波焊接设备中放置有路径识别卡时的整体结构剖视图。参照图3和图4所示，本实施例提供一种路径识别卡的超声波焊接设备。本实施例的超声波焊接设备具体用于制作实施例一提供的路径识别卡。

本实施例的路径识别卡的超声波焊接设备，包括：下焊接头42以及密封设置在下焊接头42上方的上焊接头41，上焊接头41和下焊接头42共同围成可容置路径识别卡的空腔44，且上焊接头41或下焊接头42上开设有抽气孔40，以使空腔44中的压强小于路径识别卡的存储环境的压强。

具体实现时，可使该空腔44形成为负压腔，当然，也可以使该空腔44形成为真空腔。

其中，上焊接头41和下焊接头42之间通过密封件43密封连接。比如，密封件43设置在上焊接头41的底部边缘。当上焊接头41和下焊接头42接触时，两者之间即可形成可容置路径识别卡的密闭空腔。在本实施例中，密封件43具体可以是密封硅胶件。当然，在其他实现方式中，密封件43也可以是密封橡胶件或者其他能够进行密封的部件。

具体地，可以使下焊接头42和操作台面相对固定，在使用时，可先将放置有电路板和电池等的未焊接的外壳1放入下焊接头42上，然后向下移动上焊接头41，以使上焊接头41和下焊接头42共同围成密闭空间，然后通过抽气孔40抽气，让上焊接头41和下焊接头42围成的空腔形成为负压腔或者真空腔，然后对上壳11和下壳12进行焊接，此时外壳1内部的气压为零或者小于正常大气压。在本实施例中，可将抽气孔40具体开设在下焊接头42上。当然，在其他实现方式中，也可以开设在上焊接头41上。

具体焊接时，可使上焊接头41振动，从而将上壳11和下壳12焊接在一起。可以理解的是，当上焊接头41振动时，上焊接头41不会脱离下焊接头42，因此，在焊接过程中，空腔44内的压强一直保持小于路径识别卡的存储环境的压强。

本实施例提供的路径识别卡的超声波焊接设备，在使用时，将未焊接的路径识别卡放置在上焊接头41和下焊接头42围成的空腔44中，然后通过抽气孔40对空腔44中的压强进行调节，使空腔44中的压强小于路径识别卡的存储环境的压强，即，使得上壳11和下壳12在焊接时所处的环境压强小于路径识别卡的存储环境的压强，这样焊接好之后的外壳1内腔的压强则小于外界压强，即，小于路径识别卡的日常存储(使用)环境的大气压强，由于压力＝压强*面积，在外壳受力面积不变的情况下，当路径识别卡放在日常存储环境中时，由于外壳内部的压强小于该存储环境的大气压强，从而使得外壳在日常使用时不会发生外凸鼓包的现象。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。