一种多功能IC卡管理设备的制作方法

本实用新型涉及一种IC卡管理设备，具体是指一种多功能IC卡管理设备。

背景技术：

随着科技的高速发展，高速公路、小区的车辆通行管理，大量使用IC卡设备，所使用的IC卡厚度跨度大，从0.9mm～6mm不等。

现有的IC卡设备一般包括机箱、发卡机构、导卡机构、卡片上顶机构、卡盒和控制机构，发卡机构、导卡机构、卡片上顶机构、卡盒和控制机构均安装在机箱内，控制机构用于控制发卡机构、导卡机构和卡片上顶机构动作，发卡机构和卡片上顶机构分别位于导卡机构的两侧，导卡机构具有导卡轮、导卡通道和通道传感器，通道传感器安装在导卡通道上，用于感测进入导卡机构的卡片，导卡机构通过导卡轮将发卡机构发出的IC卡经导卡通道后导入卡片上顶机构，卡盒位于卡片上顶机构的正上方，卡片上顶机构将卡片顶入卡盒，卡盒用于接收并存储卡片上顶机构顶入的IC卡。

现有的IC卡设备只具有发卡、储卡功能，并不能对正常卡、异常卡进行分拣，也不能对正常卡进行计数，从而大大影响IC卡设备使用的自动化和方便性，存在不足之处。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种多功能IC卡管理设备，该设备能够实现卡片好坏的识别判断、分拣、计数和存储等多种功能。

本实用新型的上述目的通过如下技术方案实现：一种多功能IC卡管理设备，其特征在于：所述设备包括机箱、发卡机构、导卡机构、卡片上顶机构、卡盒、控制机构、读卡器和计卡器，控制机构用于控制发卡机构、导卡机构和卡片上顶机构动作，发卡机构和卡片上顶机构分别位于导卡机构的两侧，导卡机构具有导卡轮、导卡通道和通道传感器，通道传感器安装在导卡通道上，用于感测进入导卡机构的卡片，导卡机构通过导卡轮将发卡机构发出的IC卡经导卡通道后导入卡片上顶机构，卡盒位于卡片上顶机构的正上方，卡盒用于接收并存储卡片上顶机构顶入的IC卡，所述的读卡器安装在所述的导卡通道上，读卡器与控制机构相连，读卡器能够读取IC卡数据，判断卡片的好坏，所述卡片上顶机构用于将进入的好卡顶入卡盒内、将坏卡直接引出设备外，实现卡片的分拣，所述的计卡器位于卡盒内，用于计算进入卡盒的卡数。

本实用新型中，所述的卡片上顶机构包括安装板、摇臂电机、凸轮、导轨、顶板支撑板、卡片顶板、滚动轮、滚轮电机、电磁铁和计卡传感器，所述的安装板安装在机箱内，安装板包括水平设置的水平板面以及竖向设置的竖直板面，所述的摇臂电机和导轨均安装在所述水平板面上，凸轮与摇臂电机相连，由摇臂电机驱动凸轮运动，所述的导轨竖向设置，所述顶板支撑板也竖向设置，顶板支撑板包括支撑板板体以及竖向凸出设置且与支撑板板体固定相连接的支撑板滑块，所述支撑板板体的底部与凸轮相接触，支撑板滑块嵌入式插装在导轨内，顶板支撑板能够随凸轮的运动通过支撑板滑块沿导轨的导向上下移动，所述的卡片顶板水平设置，卡片顶板位于卡盒内，卡片顶板与支撑板板体的顶部固定相连接，卡片顶板在顶板支撑板驱动下能够随顶板支撑板在竖向同步上下移动，卡片顶板位于最低点的高度为正常状态高度，位于最高点的高度为顶入状态高度，卡片顶板的正常状态高度与导卡机构的卡片出口相适配，从而能够接收来自导卡机构的卡片，所述的卡片顶板为开有镂空孔的平板，所述的滚动轮、电磁铁均安装在竖直板面上，滚动轮由滚轮电机驱动，滚动轮中的部分轮体在卡片顶板处于正常状态高度时能够从卡片顶板的镂空孔伸出，与输送到卡片顶板上的IC卡相接触，所述的电磁铁竖向设置，电磁铁伸出时的高度高于卡片顶板的正常状态高度，电磁铁缩回时的高度低于卡片顶板的正常状态高度，所述的计卡传感器安装在卡盒的进口处，该计卡传感器即为所述的计卡器，所述的摇臂电机、电磁铁、计卡传感器分别与所述的控制机构相连，由控制机构控制动作。

本实用新型中，所述凸轮两端装有滚动轴承，保证顶卡时凸轮与顶板支撑板的摩擦力小，提高了卡片上顶机构顶卡的可靠性和卡片上顶机构的使用寿命。

本实用新型中，所述镂空孔为四个结构相同的长方形孔。

本实用新型中的卡片上顶机构的工作过程如下：

卡片未进入卡片顶板时，卡片顶板处于初始的正常状态高度，此时电磁铁处于缩回状态。

当读卡器识别到IC卡为好卡时，将识别信息传输给控制机构，控制机构控制卡片上顶机构动作。IC卡在滚动轮带动下进入卡片顶板，由卡片顶板承托，此时电磁铁伸出处于伸展状态，阻挡IC卡以防止卡片被引出设备，与此同时摇臂电机通过凸轮和顶板支撑板带动卡片顶板沿导轨导向向上移动，卡片顶板由初始的正常状态高度上升到顶入状态高度，将卡片顶入卡盒内存储，同时计卡传感器计算进入卡盒的卡数，该好卡顶入卡盒后，摇臂电机再通过凸轮和顶板支撑板带动卡片顶板沿导轨导向向下移动，卡片顶板由顶入状态高度再回复到初始的正常状态高度。

当读卡器识别到IC卡为坏卡时，IC卡在滚动轮带动下进入卡片顶板，由卡片顶板承托，此时电磁铁回缩处于缩回状态，卡片顶板处于正常状态高度，卡片直接被滚动轮引出设备。

卡片上顶机构完成顶卡或将卡片引导出设备后，发卡机构进行下一次发卡，设备往复循环，自动对IC卡进行好卡、坏卡分离，将好卡存入卡盒内，将坏卡引出设备，实现卡片的自动识别判断、计数和存储。

本实用新型中，所述卡盒还设置有保证只能进卡不能出卡的单向限卡机构，所述的单向限卡机构包括挡块和扭簧，所述挡块通过铰接轴铰接在卡盒的外壁面，所述扭簧固定安装在卡盒的外壁面，扭簧的伸出端与挡块远离铰接轴的一端相连接，所述挡块为上大下小具有向下倾斜坡面的锁舌，卡盒壁面开设有通孔，位于倾斜坡面上部的坡面尖端穿过通孔后伸入卡盒内，所述挡块能够在外力作用下绕铰接轴转动，并且在外力消失后在扭簧作用下回复，所述挡块与卡片上顶机构的卡片顶板相邻，当卡片顶板向上顶卡时，挡块会在卡片上顶力的作用下绕铰接轴转动，使得卡片能够进入卡盒内，当卡片高度超过挡块的倾斜坡面且卡片顶板向下复位后，挡块在扭簧的弹簧力的作用下绕铰接轴再次回转到初始状态，此时倾斜坡面阻挡进入卡盒内的卡片向下掉出。

本实用新型中，所述的挡块为四个，四个挡块位于同一水平位置，分别位于四边形的四个角上，所述卡盒壁面开设的通孔也为四个，通孔的开设位置分别与挡块的倾斜坡面的位置相对应。

本实用新型中的单向限卡机构的工作过程如下：

卡片未从卡片顶板顶入卡盒时，单向限卡机构处于初始挡卡状态，此时倾斜坡面的坡面尖端穿过通孔后伸入卡盒内，防止卡盒内的卡片向下掉出。扭簧也处于自由状态，将挡块向卡盒内扣紧。

当卡片顶板向上顶卡时，挡块会在卡片上顶力的作用下绕铰接轴转动，挡块的坡面尖端向远离卡盒内腔的方向转动，挡块处于放卡状态，使得卡片能够进入卡盒内，在此过程中扭簧被推动储存弹簧力。

当卡片高度超过挡块的倾斜坡面后，卡片顶板向下复位后，挡块在扭簧的弹簧力的作用下绕铰接轴再次回转到初始状态，挡块的坡面尖端向靠近卡盒内腔的方向转动，挡块再次回复到挡卡状态，此时倾斜坡面阻挡进入卡盒内的卡片向下掉出。

这样就实现了卡盒从卡片顶板处只能进卡不能出卡，保证每次顶卡后，卡片顶板上没有卡片，可以再次将将另一张好卡引导到卡片顶板上。

本实用新型中，所述的卡盒在存储卡片较宽的一侧开口，方便取卡。

本实用新型中的好卡就是指正常卡，坏卡就是指异常卡。

本实用新型中的读卡器、通道传感器、计卡传感器等均可以直接从市场上购买，读卡器所具有的读取IC卡数据、判断卡片好坏的功能也是现有读卡器本身所具有的功能，通道传感器的卡片感测功能以及计卡传感器的卡片感测和计数功能都是现有传感器本身所具有的功能。

与现有技术相比，本实用新型的IC卡管理设备能够实现IC卡信息的读写、核验、正常卡、异常卡自动分拣，实现卡片好坏的自动识别判断、计数和存储多种功能，并且能够适应各种高低温、多尘等恶劣环境。其点卡原理为拟人型摩擦发卡与升起顶卡动作相结合，数卡最大速度能达到4000张/小时，对各类变形卡都有一定的适应性和兼容性。

附图说明

下面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为本实用新型IC卡管理设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型IC卡管理设备去除部分外壳后的整体结构示意图；

图3为本实用新型IC卡管理设备中的局部结构示意图，显示卡片上顶机构中各部件的位置关系和连接关系；

图4为本实用新型IC卡管理设备中的卡片上顶机构的平面结构示意图，此时卡片顶板处于正常状态高度，卡片未被顶入；

图5为本实用新型IC卡管理设备中的卡片上顶机构的平面结构示意图，此时卡片顶板处于顶入状态高度，卡片被顶入；

图6为本实用新型IC卡管理设备去除部分外壳后的后视图；

图7为本实用新型IC卡管理设备去除整体机壳后的主视图，此时发卡机构将卡片发出，卡片刚进入导卡机构；

图8为本实用新型IC卡管理设备去除整体机壳后的主视图，此时卡片完全进入导卡机构，读卡器能够读取IC卡数据，判断卡片的好坏；

图9为本实用新型IC卡管理设备去除整体机壳后的主视图，此时读卡器检测到卡片为好卡，电磁铁的顶杆处于向上弹起的状态，滚轮电机驱动卡片上顶机构处的滚动轮继续引导卡片，卡片运动到卡片上顶机构的正上方时被电磁铁的顶杆挡住而停止在顶卡机构的正上方；

图10为本实用新型IC卡管理设备去除整体机壳后的主视图，此时读卡器检测到卡片为坏卡，电磁铁的顶杆处于向下吸合的状态，滚轮电机驱动卡片上顶机构处的滚动轮继续引导卡片从卡盒的出卡口直接将卡片送出设备；

图11为本实用新型IC卡管理设备去除整体机壳后的主视图，此时卡片尚未进入卡盒内；

图12为图11的A—A剖视图；

图13为图12的I部放大图，显示卡片进入卡盒的过程之一，此时卡片尚未触碰到挡块，未进入卡盒内；

图14为图13中显示卡片进入卡盒的过程之二的示意图，此时卡片触碰到挡块，挡块绕铰接轴转动；

图15为图13中显示卡片进入卡盒的过程之三的示意图，此时卡片进入卡盒内，倾斜坡面通过坡面尖端阻挡进入卡盒内的卡片向下掉出；

图16为本实用新型IC卡管理设备的单向限卡机构中挡块和扭簧的连接结构示意图。

附图标记说明

1、发卡机构；2、机箱；3、卡盒；31、通孔；4、导卡轮；

5、导卡通道；6、通道传感器；7、读卡器；8、安装板；

81、水平板面；82、竖直板面；9、摇臂电机；10、凸轮；

11、导轨；12、顶板支撑板；121、支撑板板体；122、支撑板滑块；

13、卡片顶板；131、镂空孔；14、滚动轮；15、电磁铁；

16、计卡传感器；17、挡块；171、倾斜坡面；171a、坡面尖端；

18、扭簧；19、导卡轮电机；20、滚轮电机；100、IC卡。

具体实施方式

如图1至图16所示的多功能IC卡管理设备，包括机箱2、发卡机构1、导卡机构、卡片上顶机构、卡盒3、控制机构、读卡器7和计卡器。

控制机构用于控制发卡机构1、导卡机构和卡片上顶机构动作，发卡机构1和卡片上顶机构分别位于导卡机构的两侧，导卡机构具有导卡轮4、导卡通道5和通道传感器6，通道传感器6安装在导卡通道5上，用于感测进入导卡机构的卡片，通道传感器6有两个，分别安装在导卡通道5的进卡处和出卡处，安装在进卡处的为进卡通道传感器，安装在出卡处的为出卡通道传感器，导卡机构通过导卡轮4将发卡机构1发出的IC卡100经导卡通道5后导入卡片上顶机构，卡盒3位于卡片上顶机构的正上方，卡盒3用于接收并存储卡片上顶机构顶入的IC卡100，读卡器7安装在导卡通道5上，读卡器7与控制机构相连，读卡器7能够读取IC卡100数据，判断卡片的好坏，实现卡片好坏的自动识别功能，卡片上顶机构用于将进入的好卡顶入卡盒3内、将坏卡直接引出设备外，对识别后的卡片进行自动分拣，计卡器位于卡盒3内，用于计算进入卡盒3的卡数。该IC卡管理设备能够实现卡片好坏的自动识别判断、自动分拣、自动计数和自动存储等诸多功能。

本实施例中导卡机构的导卡轮4为上下两组相同的轮，下面一组导卡轮4用轴承固定，上面一组导卡轮4可以在竖直方向上运动，并由两个扭簧同时将上面一组导卡轮的左右两端向下压紧，从而能够保证导卡轮4与卡片紧密贴合，具有较大的摩擦力，卡片不打滑，导卡稳定。导卡轮4与导卡轮电机19的输出轴相连，由导卡轮电机19驱动。

本实施例中的卡片上顶机构包括安装板8、摇臂电机9、凸轮10、导轨11、顶板支撑板12、卡片顶板13、滚动轮14、滚轮电机20、电磁铁15和计卡传感器16，安装板8安装在机箱2内，安装板8包括水平设置的水平板面81以及竖向设置的竖直板面82，摇臂电机9和导轨11均安装在水平板面81上，凸轮10与摇臂电机9相连，由摇臂电机9驱动凸轮10运动，导轨11竖向设置，顶板支撑板12也竖向设置，顶板支撑板12包括支撑板板体121以及竖向凸出设置且与支撑板板体121固定相连接的支撑板滑块122，支撑板板体121的底部与凸轮10相接触，支撑板滑块122嵌入式插装在导轨11内，顶板支撑板12能够随凸轮10的运动通过支撑板滑块122沿导轨11的导向上下移动，卡片顶板13水平设置，卡片顶板13位于卡盒3内，卡片顶板13与支撑板板体121的顶部固定相连接，卡片顶板13在顶板支撑板12驱动下能够随顶板支撑板12在竖向同步上下移动，卡片顶板13位于最低点的高度为正常状态高度，位于最高点的高度为顶入状态高度，卡片顶板13的正常状态高度与导卡机构的卡片出口相适配，从而能够接收来自导卡机构的卡片，卡片顶板13为开有镂空孔131的平板，镂空孔131为四个结构相同的长方形孔，滚动轮14、电磁铁15均安装在竖直板面82上，滚动轮14与滚轮电机20的输出轴相连，由滚轮电机20驱动，滚动轮14为高度相同的一组轮子，滚动轮14中的部分轮体在卡片顶板13处于正常状态高度时能够从卡片顶板13的镂空孔131伸出，与输送到卡片顶板13上的IC卡100相接触，电磁铁15竖向设置，电磁铁15伸出时的高度高于卡片顶板13的正常状态高度，电磁铁15缩回时的高度低于卡片顶板13的正常状态高度，计卡传感器16安装在卡盒3的进口处，该计卡传感器16即为计卡器，摇臂电机9、电磁铁15、计卡传感器16分别与控制机构相连，由控制机构控制动作。

当进入卡片顶板13的IC卡100为好卡时，电磁铁15伸出处于伸展状态，防止卡片被引出设备，此时卡片顶板13在摇臂电机9驱动下向上移动，卡片顶板13由正常状态高度上升到顶入状态高度，将卡片顶入卡盒3内存储，计卡传感器16计算进入卡盒3的卡数；当进入卡片顶板13的IC卡100为坏卡时，电磁铁15回缩处于缩回状态，卡片顶板13处于正常状态高度，卡片直接被滚动轮14引出设备，卡片上顶机构完成顶卡或将卡片引导出设备后，发卡机构1进行下一次发卡，往复循环实现该IC卡管理设备中卡片的自动识别判断、计数和存储功能。

本实施例中，凸轮10两端装有滚动轴承，保证顶卡时凸轮10与顶板支撑板12的摩擦力小，提高了卡片上顶机构顶卡的可靠性和卡片上顶机构的使用寿命。

本实施例中的卡片上顶机构的工作过程如下：

如图7所示，此时发卡机构将卡片发出，卡片刚进入导卡机构。

如图8所示，卡片完全进入导卡机构，读卡器7能够读取IC卡数据，判断卡片的好坏，此时卡片未进入卡片顶板13时，卡片顶板13处于初始的正常状态高度，此时电磁铁15处于缩回状态。

如图9所示，此时读卡器7检测到卡片为好卡，电磁铁15的顶杆处于向上弹起的状态，滚轮电机20驱动卡片上顶机构处的滚动轮14继续引导卡片，卡片运动到卡片上顶机构的正上方时被电磁铁15的顶杆挡住而停止在顶卡机构的正上方，此过程中各部件的动作如下：

当读卡器7识别到IC卡100为好卡时，将识别信息传输给控制机构，控制机构控制卡片上顶机构动作。IC卡100在滚动轮14带动下进入卡片顶板13，由卡片顶板13承托，此时电磁铁15伸出处于伸展状态，阻挡IC卡100以防止卡片被引出设备，与此同时摇臂电机9通过凸轮10和顶板支撑板12带动卡片顶板13沿导轨11导向向上移动，卡片顶板13由初始的正常状态高度上升到顶入状态高度，将卡片顶入卡盒3内存储，同时计卡传感器16计算进入卡盒3的卡数，该好卡顶入卡盒3后，摇臂电机9再通过凸轮10和顶板支撑板12带动卡片顶板13沿导轨11导向向下移动，卡片顶板13由顶入状态高度再回复到初始的正常状态高度。

如图10所示，此时读卡器7检测到卡片为坏卡，电磁铁15的顶杆处于向下吸合的状态，滚轮电机20驱动卡片上顶机构处的滚动轮14继续引导卡片从卡盒的出卡口直接将卡片送出设备，此过程中各部件的动作如下：

当读卡器7识别到IC卡100为坏卡时，IC卡100在滚动轮14带动下进入卡片顶板13，由卡片顶板13承托，此时电磁铁15回缩处于缩回状态，卡片顶板13处于正常状态高度，卡片直接被滚动轮14引出设备。

卡片上顶机构完成顶卡或将卡片引导出设备后，发卡机构1进行下一次发卡，设备往复循环，自动对IC卡100进行好卡、坏卡分离，将好卡存入卡盒3内，将坏卡引出设备，实现卡片的自动识别判断、计数和存储。

本实施例中，卡片上顶机构的顶板支撑板12通过滑块导轨的连接方式，减小了顶板支撑板12上下往复运动时的摩擦力，提高了卡片上顶机构顶卡的可靠性。卡片上顶机构通过电磁铁15顶杆限位卡片，保证卡片上顶机构向上顶卡前，IC卡100位于卡片顶板13的正上方，保证了卡片上顶机构顶卡时卡片能准确的进入到卡盒3中。

本实施例中，卡盒3还设置有保证只能进卡不能出卡的单向限卡机构，单向限卡机构包括挡块17和扭簧18，挡块17通过铰接轴铰接在卡盒3的外壁面，挡块17的铰接轴通过安装座安装在卡盒3的外壁面，扭簧18固定安装在卡盒3的外壁面，扭簧18的伸出端与挡块17远离铰接轴的一端相连接，挡块17为上大下小具有向下倾斜坡面171的锁舌，卡盒3壁面开设有通孔31，位于倾斜坡面171上部的坡面尖端171a穿过通孔31后伸入卡盒3内，挡块17能够在外力作用下绕铰接轴转动，并且在外力消失后在扭簧18作用下回复，挡块17与卡片上顶机构的卡片顶板13相邻，当卡片顶板13向上顶卡时，挡块17会在卡片上顶力的作用下绕铰接轴转动，使得卡片能够进入卡盒3内，当卡片高度超过挡块17的倾斜坡面171且卡片顶板13向下复位后，挡块17在扭簧18的弹簧力的作用下绕铰接轴再次回转到初始状态，此时倾斜坡面171通过坡面尖端171a阻挡进入卡盒3内的卡片向下掉出。

本实施例中的挡块17为四个，四个挡块17位于同一水平位置，分别位于四边形的四个角上，卡盒3壁面开设的通孔31也为四个，通孔31的开设位置分别与挡块17的倾斜坡面171的位置相对应。

本实施例中的单向限卡机构的工作过程如下：

如图13所示，卡片未从卡片顶板13顶入卡盒3时，单向限卡机构处于初始挡卡状态，此时倾斜坡面171的坡面尖端171a穿过通孔31后伸入卡盒3内，防止卡盒3内的卡片向下掉出。扭簧18也处于自由状态，将挡块17向卡盒3内扣紧。

如图14所示，当卡片顶板13向上顶卡时，挡块17会在卡片上顶力的作用下绕铰接轴转动，挡块17的坡面尖端171a向远离卡盒3内腔的方向转动，挡块17处于放卡状态，使得卡片能够进入卡盒3内，在此过程中扭簧18被推动储存弹簧力。

如图15所示，当卡片高度超过挡块17的倾斜坡面171后，卡片顶板13向下复位后，挡块17在扭簧18的弹簧力的作用下绕铰接轴再次回转到初始状态，挡块17的坡面尖端171a向靠近卡盒3内腔的方向转动，挡块17再次回复到挡卡状态，此时倾斜坡面171阻挡进入卡盒3内的卡片向下掉出。

这样就实现了卡盒3从卡片顶板13处只能进卡不能出卡，保证每次顶卡后，卡片顶板13上没有卡片，可以再次将将另一张好卡引导到卡片顶板13上。

本实施例中，卡盒3在存储卡片较宽的一侧开口，方便取卡。

本实施例的IC卡管理设备能够实现卡片好坏的自动识别判断、分拣、计数和存储功能，适宜于广泛应用。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。