劉軍華，劉謀山

（廣州廣電運(yùn)通金融電子股份有限公司，廣東 廣州 510663)

一種快速穩(wěn)定的成疊硬質(zhì)卡片分離裝置

劉軍華，劉謀山

（廣州廣電運(yùn)通金融電子股份有限公司，廣東 廣州 510663)

針對(duì)現(xiàn)有硬質(zhì)卡片發(fā)售設(shè)備上卡片分離裝置不穩(wěn)定及發(fā)卡時(shí)間長(zhǎng)的情況，設(shè)計(jì)出一種快速穩(wěn)定的成疊卡片單張分離裝置；該裝置由送出機(jī)構(gòu)、拾取機(jī)構(gòu)以及兩個(gè)硬質(zhì)卡片收納箱組成。其中，拾取機(jī)構(gòu)包括一整疊卡片刮取模塊和一單張分離模塊，刮取模塊將從收納箱一次刮取多張硬質(zhì)卡片送至分離模塊，分離模塊對(duì)緩存的卡片進(jìn)行單張分離，然后通過送出機(jī)構(gòu)送至出票口。該裝置穩(wěn)定可靠，并能極大縮短發(fā)卡時(shí)間，提高發(fā)卡效果。

硬質(zhì)卡片；刮取模塊；分離模塊；單張分離

0 引言

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，城市交通壓力越來越大，很多收費(fèi)的交通場(chǎng)所如地鐵、高速收費(fèi)站等處人（車）流密集，多通過發(fā)IC票片（下簡(jiǎn)稱硬質(zhì)卡片）來提高人（車）流的流速。由于每天都需要大量卡片的發(fā)售，為了節(jié)省人力資源，提高交易效率，這些地方通常都會(huì)安裝無人值守的自動(dòng)硬質(zhì)卡片分發(fā)設(shè)備。這種自動(dòng)硬質(zhì)卡片分發(fā)設(shè)備不但要有可靠的穩(wěn)定性，而且要求發(fā)卡速度快，以便人（車）快速流動(dòng)，避免造成擁堵。

1 背景介紹

根據(jù)AFC行業(yè)相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)目前市面在用設(shè)備的抽查統(tǒng)計(jì)得知，自動(dòng)發(fā)卡設(shè)備平均報(bào)錯(cuò)率約1/8000，也就是說，平均每處理8000張卡片就要出現(xiàn)一次故障[1]。這樣的故障率對(duì)于客流量巨大的地鐵站來說，設(shè)備頻繁故障造成的購(gòu)票旅客滯留將會(huì)影響旅客的進(jìn)站效率，給地鐵站疏導(dǎo)工作帶來很大的壓力。所以，要保證公共場(chǎng)所的人（車）流順暢，就必須提高自動(dòng)發(fā)卡設(shè)備的穩(wěn)定性，降低其故障率，同時(shí)還需縮短發(fā)卡時(shí)間，提高工作效率。

現(xiàn)有的硬質(zhì)卡片分發(fā)設(shè)備通常設(shè)有兩個(gè)卡片收納箱以及每個(gè)收納箱都配置有一個(gè)對(duì)應(yīng)的傳送通道。硬質(zhì)卡片從收納箱到出票兜主要依次經(jīng)過三個(gè)階段：拾卡階段、送卡階段以及讀寫階段。隨著橫向排列的收納箱數(shù)目增加，送卡距離將明顯增長(zhǎng)，在同等情況下，硬質(zhì)卡片分發(fā)設(shè)備的發(fā)卡時(shí)間將延長(zhǎng)。而拾卡階段的成功率將直接影響設(shè)備的故障率。

為了縮短發(fā)卡時(shí)間、提高拾卡的成功率，本文介紹了一種快速穩(wěn)定的成疊硬質(zhì)卡片單張分離裝置。

2 分卡裝置的技術(shù)特點(diǎn)

2.1 分卡裝置的結(jié)構(gòu)原理

本文介紹一種快速穩(wěn)定的成疊硬質(zhì)卡片單張分離裝置，其包括：讀寫送出機(jī)構(gòu)，用于將單張分離傳送的硬質(zhì)卡片進(jìn)行讀寫后并送出給使用者；拾取機(jī)構(gòu)，用于將整疊硬質(zhì)卡片進(jìn)行逐張分離并傳輸至讀寫送出機(jī)構(gòu)；兩個(gè)收納箱，用于存放整疊的待分發(fā)硬質(zhì)卡片。收納箱內(nèi)設(shè)有一卡片托塊，該卡片托塊由控制機(jī)構(gòu)帶動(dòng)推送硬質(zhì)卡片進(jìn)入拾取機(jī)構(gòu)的拾卡準(zhǔn)備位置。拾取機(jī)構(gòu)包括一整疊卡片刮取模塊和一單張分離模塊，刮取模塊將從收納箱一次刮取多張硬質(zhì)卡片送至分離模塊，分離模塊對(duì)緩存的卡片進(jìn)行單張分離。分卡裝置的結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

圖1 分卡裝置結(jié)構(gòu)原理圖Fig.1 Structural theory of disengage mechanism

2.2 刮取模塊的結(jié)構(gòu)原理

目前刮刀形式的分卡機(jī)構(gòu)（每次刮起一張卡片），外界溫度、粉塵等對(duì)其影響不大，但對(duì)刮刀零件的制作精度及裝配工藝要求很高，否則處理厚度小于0.3mm的卡片時(shí)容易脫鉤或刮空而影響發(fā)卡效果，增大發(fā)卡故障。

刮取模塊刮刀底面與卡片頂面的距離為4～5mm，根據(jù)卡片厚度的不一致，每次可以刮取多張卡片，從原理上避免了脫鉤及刮空的情況。并且，由于刮刀底面與卡片頂面有一定的預(yù)留，使得刮刀的制作精度及裝配工藝要求也不高。

刮取模塊除了刮刀之外還包括：一安裝架，一由收納箱向讀寫送出機(jī)構(gòu)方向延伸的導(dǎo)向桿，一為刮刀提供動(dòng)力輸送的同步帶，安裝架對(duì)應(yīng)收納箱開口處設(shè)有入卡口，該入卡口形成刮卡平臺(tái)，與該刮卡平臺(tái)相距一定距離設(shè)有刮卡底板；一與收納箱對(duì)應(yīng)的浮動(dòng)通道，通過上層程序的調(diào)用，浮動(dòng)通道會(huì)與對(duì)應(yīng)的收納箱口選擇性地形成卡片輸送通道的切換，在安裝架上安裝有三個(gè)檢測(cè)刮刀位置的傳感器。刮卡模塊的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。

圖2 刮取模塊的結(jié)構(gòu)原理圖Fig.2 Structural theory of scraper module

2.3 分離模塊的結(jié)構(gòu)原理

分離模塊設(shè)于刮取模塊的輸送通道送出端，用于接納刮刀推送的整疊硬質(zhì)卡片，該分離模塊不僅具有緩存卡片的作用而且具有對(duì)硬質(zhì)卡片進(jìn)行單張分離的功能。

分離模塊主要包括：支撐框架，位于支撐框架內(nèi)的彈性支撐塊，摩卡輪，限位塊，擋板、限位輪，限位軸及檢測(cè)傳感器。該彈性支撐塊由一支撐塊和支撐塊下設(shè)的壓縮彈簧組成，該壓縮彈簧為支撐塊以及支撐塊之上的硬質(zhì)卡片提供正壓力使頂部的硬質(zhì)卡片上表面緊貼摩卡輪，為摩卡輪分離卡片提供幾乎恒定的正壓力。

該分離模塊限位輪的端面與擋板之間形成一定分卡間隙，通常分卡間隙設(shè)計(jì)為卡片厚度的1.5～1.8倍為宜，間隙過大，可能會(huì)有多張卡片同時(shí)擠壓到間隙內(nèi)，容易造成卡片堵塞；另外，由于摩卡輪與卡片產(chǎn)生相互摩擦造成磨損會(huì)引起摩卡輪摩擦面與卡片表面貼合面的變化；所以，若分卡間隙過窄就可能無法保證設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間工作后卡片依然能從分卡間隙順利通過[2]。卡片檢測(cè)傳感器，用于檢測(cè)該分離模塊中是否有硬質(zhì)卡片。分離模塊的結(jié)構(gòu)原理如圖3所示。

圖3 分離模塊的結(jié)構(gòu)原理圖Fig.3 Structural theory of disengage module

3 拾取機(jī)構(gòu)的工作流程

結(jié)合圖1～圖3，對(duì)拾取機(jī)構(gòu)的工作流程說明如下：在該裝置初始時(shí)，卡片檢測(cè)傳感器35檢測(cè)分離模塊2中是否有卡片存在，如果有則可以根據(jù)使用者的操作進(jìn)行逐張分離出卡，如果沒有卡片存在，刮取模塊3將從收納箱5中刮取一疊卡片送進(jìn)分離模塊。具體為，根據(jù)上次程序的控制，刮刀將從A收納箱或者B收納箱刮取卡片，若需要從B收納箱刮取卡片，則刮刀首先由刮刀位置傳感器22運(yùn)動(dòng)到刮刀位置傳感器23，然后卡片托塊6將卡片4送至拾卡準(zhǔn)備階段（卡片觸碰到卡片位置傳感器24），刮刀7將沿著導(dǎo)向桿12通過輸送通道刮取多張硬質(zhì)卡片推送至分離模塊2。

當(dāng)需要對(duì)外發(fā)卡時(shí)，分離模塊2對(duì)緩存的卡片進(jìn)行逐張分離操作，具體為摩卡輪34在動(dòng)力控制下轉(zhuǎn)動(dòng)，整疊硬質(zhì)卡片4最上的一張卡片在摩卡輪34的摩擦力作用下向前滑動(dòng)，由于而擋板31與限位輪32形成分卡間隙大于單張卡片厚度而小于兩張卡片厚度，使得整疊卡片4只有最頂部一張卡片可以順利通過分卡間隙進(jìn)入讀寫送出機(jī)構(gòu)1，而其余的卡片都被擋板31擋住，絕不會(huì)出現(xiàn)兩張卡片同時(shí)進(jìn)入讀寫送出機(jī)構(gòu)1；當(dāng)緩存的最后一張卡片被分離出去， 此時(shí)， 卡片檢測(cè)傳感器35由遮擋變?yōu)闊o遮擋狀態(tài)時(shí)，將再次啟動(dòng)刮取模塊3進(jìn)行刮取整疊硬質(zhì)卡片實(shí)現(xiàn)緩存的過程。拾取機(jī)構(gòu)的工作流程如圖4所示。

圖4 拾取機(jī)構(gòu)的工作流程圖Fig.4 Procedure of collecting mechanism

4 結(jié)束語(yǔ)

在收納箱與讀寫送出機(jī)構(gòu)之間設(shè)置刮卡模塊及分離模塊，該刮取模塊一次可以從收納箱刮取多張卡片送至分離模塊，然后分離模塊進(jìn)行單張分離送至讀寫送出機(jī)構(gòu)。這樣每次購(gòu)票卡片直接由分離模塊送至讀寫送出機(jī)構(gòu)，然后到出票兜位置，可以有效縮短卡片分發(fā)設(shè)備的發(fā)卡時(shí)間并保證發(fā)卡時(shí)間的一致。

上述卡片分離機(jī)構(gòu)能夠快速、穩(wěn)定地對(duì)整疊卡片進(jìn)行單張分離，可適用于不同卡片厚度及不同行業(yè)要求，能廣泛運(yùn)用于各類硬質(zhì)卡片發(fā)售設(shè)備。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)比現(xiàn)有的同類型機(jī)構(gòu)，穩(wěn)定性大大提高，且成本較低，有很好的市場(chǎng)前景。

[1]張劍.一種可靠的成疊卡片單張分離機(jī)構(gòu)[J].機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2012，5.

[2]李亦文.產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

A Kind of Rapid and Inerrable Single Disengage Mechanism for Stacked Cards

LIU Jun-Hua，LIU Mou-Shan
（GRG Banking Equipment Co.,Ltd.,Guangzhou Guangdong 510006,China）

For the reason of cards disengage mechanism in many ticket issuer machines instability and slow,design a inerrable and rapid disengage mechanism;this kind of device is composed of sending、collecting mechanism and two storage boxes.Among,collecting mechanism includes scraper module and disengage module,scraper module is used for collecting many rigid cards from storage box to disengage module, this collecting cards is single disengaged by disengage module and transporting to ticket pocket.The device is stable and reliable,and can greatly shorten the issuing time,improve the effect of sending card.

rigid card；scraper module；disengage module；single disengage

TH-39

：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2014.03.028

1002－6673（2014）03－070－03

2014－04－15

劉軍華（1985-)，男，江西人，碩士研究生，機(jī)械工程師。主要從事機(jī)電一體化產(chǎn)品研究與開發(fā)，已發(fā)表論文兩篇；劉謀山（1983-），男，黑龍江人，大學(xué)本科，機(jī)械工程師。主要從事機(jī)電一體化產(chǎn)品研究與開發(fā)。