一种快速稳定的成叠硬质卡片分离装置

刘军华，刘谋山

（广州广电运通金融电子股份有限公司，广东 广州 510663)

一种快速稳定的成叠硬质卡片分离装置

刘军华，刘谋山

（广州广电运通金融电子股份有限公司，广东 广州 510663)

针对现有硬质卡片发售设备上卡片分离装置不稳定及发卡时间长的情况，设计出一种快速稳定的成叠卡片单张分离装置；该装置由送出机构、拾取机构以及两个硬质卡片收纳箱组成。其中，拾取机构包括一整叠卡片刮取模块和一单张分离模块，刮取模块将从收纳箱一次刮取多张硬质卡片送至分离模块，分离模块对缓存的卡片进行单张分离，然后通过送出机构送至出票口。该装置稳定可靠，并能极大缩短发卡时间，提高发卡效果。

硬质卡片；刮取模块；分离模块；单张分离

0 引言

随着我国城市化进程的加快，城市交通压力越来越大，很多收费的交通场所如地铁、高速收费站等处人（车）流密集，多通过发IC票片（下简称硬质卡片）来提高人（车）流的流速。由于每天都需要大量卡片的发售，为了节省人力资源，提高交易效率，这些地方通常都会安装无人值守的自动硬质卡片分发设备。这种自动硬质卡片分发设备不但要有可靠的稳定性，而且要求发卡速度快，以便人（车）快速流动，避免造成拥堵。

1 背景介绍

根据AFC行业相关机构对目前市面在用设备的抽查统计得知，自动发卡设备平均报错率约1/8000，也就是说，平均每处理8000张卡片就要出现一次故障[1]。这样的故障率对于客流量巨大的地铁站来说，设备频繁故障造成的购票旅客滞留将会影响旅客的进站效率，给地铁站疏导工作带来很大的压力。所以，要保证公共场所的人（车）流顺畅，就必须提高自动发卡设备的稳定性，降低其故障率，同时还需缩短发卡时间，提高工作效率。

现有的硬质卡片分发设备通常设有两个卡片收纳箱以及每个收纳箱都配置有一个对应的传送通道。硬质卡片从收纳箱到出票兜主要依次经过三个阶段：拾卡阶段、送卡阶段以及读写阶段。随着横向排列的收纳箱数目增加，送卡距离将明显增长，在同等情况下，硬质卡片分发设备的发卡时间将延长。而拾卡阶段的成功率将直接影响设备的故障率。

为了缩短发卡时间、提高拾卡的成功率，本文介绍了一种快速稳定的成叠硬质卡片单张分离装置。

2 分卡装置的技术特点

2.1 分卡装置的结构原理

本文介绍一种快速稳定的成叠硬质卡片单张分离装置，其包括：读写送出机构，用于将单张分离传送的硬质卡片进行读写后并送出给使用者；拾取机构，用于将整叠硬质卡片进行逐张分离并传输至读写送出机构；两个收纳箱，用于存放整叠的待分发硬质卡片。收纳箱内设有一卡片托块，该卡片托块由控制机构带动推送硬质卡片进入拾取机构的拾卡准备位置。拾取机构包括一整叠卡片刮取模块和一单张分离模块，刮取模块将从收纳箱一次刮取多张硬质卡片送至分离模块，分离模块对缓存的卡片进行单张分离。分卡装置的结构原理如图1所示。

图1 分卡装置结构原理图Fig.1 Structural theory of disengage mechanism

2.2 刮取模块的结构原理

目前刮刀形式的分卡机构（每次刮起一张卡片），外界温度、粉尘等对其影响不大，但对刮刀零件的制作精度及装配工艺要求很高，否则处理厚度小于0.3mm的卡片时容易脱钩或刮空而影响发卡效果，增大发卡故障。

刮取模块刮刀底面与卡片顶面的距离为4～5mm，根据卡片厚度的不一致，每次可以刮取多张卡片，从原理上避免了脱钩及刮空的情况。并且，由于刮刀底面与卡片顶面有一定的预留，使得刮刀的制作精度及装配工艺要求也不高。

刮取模块除了刮刀之外还包括：一安装架，一由收纳箱向读写送出机构方向延伸的导向杆，一为刮刀提供动力输送的同步带，安装架对应收纳箱开口处设有入卡口，该入卡口形成刮卡平台，与该刮卡平台相距一定距离设有刮卡底板；一与收纳箱对应的浮动通道，通过上层程序的调用，浮动通道会与对应的收纳箱口选择性地形成卡片输送通道的切换，在安装架上安装有三个检测刮刀位置的传感器。刮卡模块的结构原理如图2所示。

图2 刮取模块的结构原理图Fig.2 Structural theory of scraper module

2.3 分离模块的结构原理

分离模块设于刮取模块的输送通道送出端，用于接纳刮刀推送的整叠硬质卡片，该分离模块不仅具有缓存卡片的作用而且具有对硬质卡片进行单张分离的功能。

分离模块主要包括：支撑框架，位于支撑框架内的弹性支撑块，摩卡轮，限位块，挡板、限位轮，限位轴及检测传感器。该弹性支撑块由一支撑块和支撑块下设的压缩弹簧组成，该压缩弹簧为支撑块以及支撑块之上的硬质卡片提供正压力使顶部的硬质卡片上表面紧贴摩卡轮，为摩卡轮分离卡片提供几乎恒定的正压力。

该分离模块限位轮的端面与挡板之间形成一定分卡间隙，通常分卡间隙设计为卡片厚度的1.5～1.8倍为宜，间隙过大，可能会有多张卡片同时挤压到间隙内，容易造成卡片堵塞；另外，由于摩卡轮与卡片产生相互摩擦造成磨损会引起摩卡轮摩擦面与卡片表面贴合面的变化；所以，若分卡间隙过窄就可能无法保证设备在长时间工作后卡片依然能从分卡间隙顺利通过[2]。卡片检测传感器，用于检测该分离模块中是否有硬质卡片。分离模块的结构原理如图3所示。

图3 分离模块的结构原理图Fig.3 Structural theory of disengage module

3 拾取机构的工作流程

结合图1～图3，对拾取机构的工作流程说明如下：在该装置初始时，卡片检测传感器35检测分离模块2中是否有卡片存在，如果有则可以根据使用者的操作进行逐张分离出卡，如果没有卡片存在，刮取模块3将从收纳箱5中刮取一叠卡片送进分离模块。具体为，根据上次程序的控制，刮刀将从A收纳箱或者B收纳箱刮取卡片，若需要从B收纳箱刮取卡片，则刮刀首先由刮刀位置传感器22运动到刮刀位置传感器23，然后卡片托块6将卡片4送至拾卡准备阶段（卡片触碰到卡片位置传感器24），刮刀7将沿着导向杆12通过输送通道刮取多张硬质卡片推送至分离模块2。

当需要对外发卡时，分离模块2对缓存的卡片进行逐张分离操作，具体为摩卡轮34在动力控制下转动，整叠硬质卡片4最上的一张卡片在摩卡轮34的摩擦力作用下向前滑动，由于而挡板31与限位轮32形成分卡间隙大于单张卡片厚度而小于两张卡片厚度，使得整叠卡片4只有最顶部一张卡片可以顺利通过分卡间隙进入读写送出机构1，而其余的卡片都被挡板31挡住，绝不会出现两张卡片同时进入读写送出机构1；当缓存的最后一张卡片被分离出去， 此时， 卡片检测传感器35由遮挡变为无遮挡状态时，将再次启动刮取模块3进行刮取整叠硬质卡片实现缓存的过程。拾取机构的工作流程如图4所示。

图4 拾取机构的工作流程图Fig.4 Procedure of collecting mechanism

4 结束语

在收纳箱与读写送出机构之间设置刮卡模块及分离模块，该刮取模块一次可以从收纳箱刮取多张卡片送至分离模块，然后分离模块进行单张分离送至读写送出机构。这样每次购票卡片直接由分离模块送至读写送出机构，然后到出票兜位置，可以有效缩短卡片分发设备的发卡时间并保证发卡时间的一致。

上述卡片分离机构能够快速、稳定地对整叠卡片进行单张分离，可适用于不同卡片厚度及不同行业要求，能广泛运用于各类硬质卡片发售设备。其结构简单，对比现有的同类型机构，稳定性大大提高，且成本较低，有很好的市场前景。

[1]张剑.一种可靠的成叠卡片单张分离机构[J].机电产品开发与创新，2012，5.

[2]李亦文.产品设计原理[M].北京：化学工业出版社，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

刘军华（1985-)，男，江西人，硕士研究生，机械工程师。主要从事机电一体化产品研究与开发，已发表论文两篇；刘谋山（1983-），男，黑龙江人，大学本科，机械工程师。主要从事机电一体化产品研究与开发。