一种高速公路自助缴费终端出票机构的制作方法

本实用新型涉及交通设备领域，尤其涉及一种高速公路自助缴费终端出票机构。

背景技术：

随着移动支付技术应用的普及，高速公路出口无人自助缴费已成为未来的发展趋势。无人自助缴费是通过自助回收通行卡后经软件读卡并计算通行费显示收费额，提示司机打开手机支付二维码供设备扫码缴费或手机扫描车道动态二维码进行移动支付的收费方式。该方式能够大大降低收费站管理的人力成本、提高缴费效率，值得大力推广。

然而，在无人自助缴费终端上，如何实现通行费票据打印后自动撕票、自动送票、弃票自动回收的功能成了阻碍推广应用的一大难题。目前自助采用电子票据方式受制于在取卡通行收费模式下没有相关政策和条件还难以推广，许多收费站还采用专人打票的方式进行服务，该方法使得无人自助缴费仅仅是降低了收费员劳动强度，而不能彻底降低人力成本。此外，有些无人自助缴费机采用了司机自助撕票或切刀送纸方式的打印机，然而这两种打印机仍然存在不少缺陷。

高速公路现有票据都是已有半断撕痕的孔带定位连续票据纸，但是如果直接采用抽取的方式仍然难以将票据顺利撕下，所以驾驶员自助撕票，不仅容易将票据撕毁，还非常容易因司机提前撕票而损坏打印头部件。

切刀方式的打印机是在票据打印完毕后利用切刀将票据切断分离，从而令驾驶员顺利取票，但是这种打印机因原有票据上没有精确定位标志，难以保证每次都能切准在票据的分离痕线上，容易产生偏差从而间接造成票据损坏。

此外，票据打印后还需要能实现弃票回收，这也是无人自助缴费机尚需解决的一个技术难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高速公路自助缴费终端出票机构，在高速公路票据打印机打印后能够实现自动撕票，然后自动通过传送带将票据传送至出票口并掉落在取票箱内供驾驶员取票，如果司机没有取票，则装置会自动进行弃票回收。

本实用新型采用的技术方案是：

一种高速公路自助缴费终端出票机构，出票机构包括撕票机构、传送带和弃票回收机构，撕票机构和传送带设于打印机和弃票回收机构之间的，票据由撕票机构撕开并经传送带传送至弃票回收机构，撕票机构包括底盘、夹纸机构和锥齿轮转动机构，夹纸机构包括转轴、箱体以及设于箱体内的上压片和下压片，转轴穿过箱体设置，转轴的两端分别伸出箱体两侧，转轴由第一步进电机驱动控制，转轴位于箱体内处套设有凸轮，下压片固定于箱体内，下压片的安装高度与出票口对齐，传送带设在箱体内，传送带的一端与下压片对接，传送带的另一端对接弃票回收机构，上压片的上表面固定有拉紧弹簧，拉紧弹簧的上端固定于箱体的内壁上方，上压片在拉紧弹簧的作用下紧贴于凸轮的下沿设置，锥齿轮转动机构包括一个异形锥齿轮和一个圆弧锥齿，异形锥齿轮固定于转轴的一端，底盘上竖直设有一立轴，立轴上套设有一套件，转轴的另一端与套件连接，并通过套件套设在立轴上，圆弧锥齿安装固定于底盘上，异形锥齿轮和圆弧锥齿的齿部相互啮合配合，异形锥齿轮上设有一段圆弧齿部，圆弧锥齿为锥齿轮的一段圆弧部分，圆弧锥齿的转动圆心与立轴同轴心。

进一步地，弃票回收机构包括弃票箱，弃票箱的一端竖直设有面板，面板上端对应传送带的出口处一侧设有出票口，面板的另一侧对应出票口的上沿固定有横版，横版的远端转动连接有活动前挡板，面板的另一侧对应出票口的下沿转动设有活动底板，面板的下端设有弃票口，面板的另一侧对应弃票口的下沿固定有固定底板，横版、活动前挡板、固定底板、面板与设于面板另一侧的两块侧板围合构成取票箱，活动前挡板的自由端与固定底板之间留有活动间隙，面板对应活动底板处设有电磁开关，电磁开关带动活动底板开启或遮盖弃票口。

进一步地，活动前挡板由透明材料成型。

进一步地，活动底板具有下凹的曲面并形成票据承托台，增加与票据接触面积。固定底板具有导向弃票口的导向面。

进一步地，凸轮上具有压紧票据的压紧区以及对应的松开票据的松开区，凸轮的压紧区与异形锥齿轮的齿部对应设置，凸轮的压紧区与异形锥齿轮的齿部随转轴一同转动，当凸轮的压紧区压紧票据时，异形锥齿轮的齿部与底盘上的圆弧锥齿相啮合。

进一步地，凸轮的压紧区和松开区之间设有过渡区，凸轮的松开区平滑过渡至压紧区。

进一步地，圆弧锥齿的圆弧角度不小于5.4°。

进一步地，传送带由一主动轴带动转动，主动轴至少一端伸出箱体一侧，主动轴伸出箱体的至少一端上设有传动齿轮，传送带由第二步进电机驱动转动，第二步进电机通过传动齿轮驱动传送带。

进一步地，传送带的两侧边设有凸起，形成一条直线的传送路径，从而避免票据在传送过程中因卡住而偏离出票口。

进一步地，传送带的凸起边缘呈锯齿状，为避免传送带凸起边缘太高无法通过传送轴。

本实用新型采用以上技术方案，票据在打印过程中会被顺势送入撕票机构，打印完毕后票据的前半部分会停在送纸机构的传送带上，后半部分由下压片托住。此时，第一步进电机开始带动凸轮转动，使得凸轮和异形锥齿轮沿着同一方向同步转动。凸轮转动过程中，逐渐带动上压片下降，当凸轮转动角度β后，上压片开始与下压片一同夹紧票据，随后转动的一段行程内，票据会保持被夹紧状态。与此同时，异形锥齿轮在转动角度β前，不与底盘圆弧齿啮合，也就是机构不发生转动。当异形锥齿轮在转动角度β后，即票据夹紧后，异形锥齿轮与底盘圆弧齿开始啮合，使得撕票机构和送票机构一同围绕立轴中心O点转动角度α，被夹住的票据也会随之转动角度α，从而就会沿着分离痕线撕下票据。随后，第一步进电机反转，异形锥齿轮继续与底盘圆弧齿啮合，使得撕票机构和送票机构围绕中心O点反转角度α，令二者回归原位。接着，随着凸轮的继续反转，上压片在两根弹簧的作用下逐渐上升并最终回归原位，从而达到松开票据的目的。用一个电磁开关来控制曲面底板的升降，取票状态时，电磁开关通电将曲面底板往上顶住用来托住票据，弃票回收状态时，电磁开关断电令曲面底板下落，从而票据自动掉落弃票箱中进行回收。

本实用新型具有如下优点：1.票据打印完毕后撕票机构能够自动将票据撕下且不损坏票据，这样既不需要收费站设专人撕票，也避免了切纸方法可能引起的票据损坏，还保障了打印机头不会因驾驶员撕纸而损坏.2.票据在传送过程中，受传送带两侧凸起部分作用，能够使得票据沿着指定路线传送至出票口，避免了票据在传送过程中偏离路线。3.票据掉落取票箱后，如果驾驶员没有取票，则自动回收弃票，避免了弃票堆积在取票箱中，同时也有利于收费员回收弃票。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明；

图1为一种高速公路自助缴费终端出票机构的整机示意图；

图2为一种高速公路自助缴费终端出票机构的弃票回收机构的结构示意图；

图3为一种高速公路自助缴费终端出票机构的撕票机构的无箱体结构示意图；

图4为一种高速公路自助缴费终端出票机构的撕票机构的结构示意图；

图5为一种高速公路自助缴费终端出票机构的撕票机构的凸轮结构示意图；

图6为一种高速公路自助缴费终端出票机构的撕票机构的锥齿轮转动机构示意图；

图7为一种高速公路自助缴费终端出票机构的撕票机构的撕票示意图；

图8为一种高速公路自助缴费终端出票机构的取票示意图；

图9为一种高速公路自助缴费终端出票机构的弃票示意图。

具体实施方式

如图1-7之一所示，本实用新型公开了一种高速公路自助缴费终端出票机构，自助缴费终端包括撕票机构1、传送带10和弃票回收机构20，撕票机构1和传送带10设于打印机和弃票回收机构20之间的，票据由撕票机构1撕开并经传送带10传送至弃票回收机构20，撕票机构1包括底盘2、夹纸机构和锥齿轮转动机构，夹纸机构包括转轴3、箱体4以及设于箱体4内的上压片5和下压片6，转轴3穿过箱体4设置，转轴3的两端分别伸出箱体4两侧，转轴3由第一步进电机驱动控制，转轴3位于箱体4内处套设有凸轮7，下压片6固定于箱体4内，下压片6的安装高度与出票口对齐，传送带10设在箱体4内，传送带10的一端与下压片6对接，传送带10的另一端对接弃票回收机构，上压片5的上表面固定有拉紧弹簧8，拉紧弹簧8的上端固定于箱体4的内壁上方，上压片5在拉紧弹簧8的作用下紧贴于凸轮7的下沿设置，锥齿轮转动机构包括一个异形锥齿轮9和一个圆弧锥齿11，异形锥齿轮9固定于转轴3的一端，底盘2上竖直设有一立轴12，立轴12上套设有一套件13，转轴3的另一端与套件13连接，并通过套件13套设在立轴12上，圆弧锥齿11安装固定于底盘2上，异形锥齿轮9和圆弧锥齿11的齿部相互啮合配合，异形锥齿轮9上设有一段圆弧齿部91，圆弧锥齿11为锥齿轮的一段圆弧部分，圆弧锥齿11的转动圆心与立轴12同轴心。

弃票回收机构20包括弃票箱21，弃票箱21的一端竖直设有面板22，面板22上端对应传送带10的出口处一侧设有出票口23，面板22的另一侧对应出票口23的上沿固定有横版24，横版24的远端转动连接有活动前挡板25，面板22的另一侧对应出票口23的下沿转动设有活动底板26，面板22的下端设有弃票口27，面板22的另一侧对应弃票口27的下沿固定有固定底板28，横版24、活动前挡板25、固定底板28、面板22与设有面板22另一侧的两块侧板30围合构成取票箱，活动前挡板25的自由端与固定底板28之间留有活动间隙，面板22对应活动底板26处设有电磁开关29，电磁开关29带动活动底板26开启或遮盖弃票口。

进一步地，活动前挡板25由透明材料成型。

进一步地，活动底板26具有下凹的曲面并形成票据承托台，增加与票据接触面积。固定底板28具有导向弃票口的导向面。

进一步地，弃票箱21设于面板22的一侧，便于收费员回收弃票。

进一步地，凸轮7上具有压紧票据的压紧区71以及对应的松开票据的松开区72，凸轮7的压紧区71与异形锥齿轮9的齿部对应设置，凸轮7的压紧区71与异形锥齿轮9的齿部随转轴3一同转动，当凸轮7的压紧区71压紧票据时，异形锥齿轮9的齿部与底盘2上的圆弧锥齿11相啮合。

进一步地，凸轮7的压紧区71和松开区72之间设有过渡区73，凸轮7的松开区72平滑过渡至压紧区71。

进一步地，如图5所示，本终端的撕票原理，两张票据的连接处有分离痕线，圆弧锥齿11的圆心为O点，夹紧票据并通过电机齿轮带动圆弧锥齿11转动，被撕票据以分离痕线同一直线上的O点为中心转动角度θ，从而就可以沿着分离痕线从边缘顺势撕下票据。

如图5所示，可得以下算式：

其中W为票据的宽度，R为票据近端转动半径，θ为最小转动角度，h1为票据近端撕纸前后最小间距，h2票据远端撕纸前后最小间距；

以票据宽w＝85mm的票据为例，经试验测得最小h1、h2为：h1＝4mm、h2＝12mm。由以上算式可得转动半径R、最小转动角度θ为：R＝42.5mm、θ≈5.4°。由于票据是通过齿轮带动其转动的，且票据转动角度应不小于最小转动角度θ，所以圆弧锥齿11实际转动角度α≥θ≈5.4°。

进一步地，传送带10由一主动轴14带动转动，主动轴14至少一端伸出箱体4一侧，主动轴14伸出箱体4的至少一端上设有传动齿轮，传送带10由第二步进电机驱动转动，第二步进电机通过传动齿轮驱动传送带10。

进一步地，传送带10的两侧边设有凸起15，形成一条直线的传送路径，从而避免票据在传送过程中因卡住而偏离出票口。

进一步地，传送带10的凸起15边缘呈锯齿状，为避免传送带10凸起15边缘太高无法通过传送轴。

本实用新型采用以上技术方案，票据在打印过程中会被顺势送入撕票机构1，打印完毕后票据的前半部分会停在送纸机构的传送带10上，后半部分由下压片6托住。此时，第一步进电机开始带动凸轮7转动，使得凸轮7和异形锥齿轮9沿着同一方向同步转动。凸轮7转动过程中，逐渐带动上压片5下降，当凸轮7转动角度β后，上压片5开始与下压片6一同夹紧票据，随后转动的一段行程内，票据会保持被夹紧状态。与此同时，异形锥齿轮9在转动角度β前，不与底盘2圆弧齿啮合，也就是机构不发生转动。当异形锥齿轮9在转动角度β后，即票据夹紧后，异形锥齿轮9与底盘2圆弧齿开始啮合，使得撕票机构1和送票机构一同围绕立轴12中心O点转动角度α，被夹住的票据也会随之转动角度α，从而就会沿着分离痕线撕下票据。随后，第一步进电机反转，异形锥齿轮9继续与底盘2圆弧齿啮合，使得撕票机构1和送票机构围绕中心O点反转角度α，令二者回归原位。接着，随着凸轮7的继续反转，上压片5在两根弹簧的作用下逐渐上升并最终回归原位，从而达到松开票据的目的。

本实用新型的弃票机构将没有取走的票据进行自动回收，包括取票和弃票回收两种状态。如图8所示，当传送带将票据传送至出票口后，票据会掉落在取票箱中，取票箱的活动前挡板的材料是亚克力透明板，方便司机观察票据位置。取票箱的内设有的活动底板具有一个弯曲面，其制作材料是铁，由于票据是柔性的，所以票据掉落在该曲面上也会呈弯曲状态，曲面底活动板不仅能增加与票据的接触面积，也有利于驾驶员及时发现出票。取票箱的活动前挡板通过铰链与两块侧板30连接，使得前挡板可前后活动，方便驾驶员推开挡板取票。取票箱和弃票箱之间设有弃票口，且弃票口由曲面活动底板隔开，该曲面活动底板也是通过铰链与两侧板10连接，可以上下活动。曲面底板的下方装有一个电磁开关，在正常情况下电磁开关通电，其推力销弹出将曲面活动底板往上顶住，使其能够作为取票箱底板托住票据，并遮盖住弃票通道。如图9所示，当驾驶员没有取票时，该电磁开关断电，从而推力销回收使得曲面活动底板下落，这样票据也就随之掉落到下方经由弃票口进入弃票箱中，票据掉落后电磁开关再次通电，将曲面活动底板顶回原状。

本实用新型具有如下优点：1.票据打印完毕后撕票机构能够自动将票据撕下且不损坏票据，这样既不需要收费站设专人撕票，也避免了驾驶员撕毁票据，还保障了打印机头不会因撕纸而损坏；2.票据在传送过程中，受传送带两侧凸起部分作用，能够使得票据沿着指定路线传送至出票口，避免了票据在传送过程中偏离路线；3.票据掉落取票箱后，如果驾驶员没有取票，则自动回收弃票，避免了弃票堆积在取票箱中，同时也有利于收费员回收弃票。本实用新型完成票据打印后的自动撕票、送票、弃票回收三个步骤，使得票据打印能够在自助缴费模式下顺利完成整个流程，真正实现无人化。