一种用于高速公路通行收费的智能收卡机的制作方法

本技术涉及智能交通的，具体涉及一种用于高速公路通行收费的智能收卡机。

背景技术：

1、随着高速公路里程的不断增长，收费站数量也在不断递增，截止2022年底全国收费站已超万座，收费车道数量达8万多条。收费站作为高速公路重要起止点，承担着多项业务职能如通行、收费、管控等，是高速场景面向社会车辆提供服务的最典型窗口。

2、面向车主提供与传统收费同等甚至更高服务水平的前提下，以最经济实惠的方式建设一个与收费年限生命周期相一致的收费站，并且在满足日常业务开展的同时便于运维，经得起使用，这正是当下高速公路运营单位所关注的重点之一。

3、结合建站所需完成的常规工作，所谓经济型收费站建设，应从征地用地开始，至主体施工、机电部署等一系列的实施，在用地、房建、机电、系统等方面均应考虑其经济性。在收费用地上，目前已经有多个省份试点窄岛化设计，将收费岛的宽度从传统的2.2米收窄至0.4-1.8米不等；甚至也有像广州机场高速和郑州机场高速般，将两条etc专用车道中间的收费岛直接拆除，形成一条“两同向道且无岛隔离”的模式。无论哪种形态，无疑都可以给收费站带来两个方面的好处，一是在同样的用地条件下，增加车道数量，从而增加收费站的整体通行效率；二是增加通行车道的宽度，有助提升过车体验，例如将3.2米车道拓宽至3.5米，特别是对超宽车道的拓宽，但是这势必要缩减相关设备的占地空间，如发卡设备，而现有发卡设备的智能化程度非常高，所使用的部件多为精密部件，生产运维成本高，同时占地面积也比较大，很难符合轻量化收费站建设的需求。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种用于高速公路通行收费的智能收卡机，以图像导引为主，标识导引为辅，限定驾驶员停靠位置，再以直线模组、水平连杆、滚轮+齿轮式的收卡机构代替机械臂完成卡片输送，尽量减少装置的运转空间，减少占地面积，同时大大降低装置的制造成本和运维成本，满足收费站轻量化建设的需求。

2、本实用新型可通过以下技术方案实现：

3、一种用于高速公路通行收费的智能收卡机，包括机壳，在所述机壳上设置有收卡口、图像采集模块和垂向输送机构，所述图像采集模块用于采集车窗的图像信息，所述垂向输送机构与收卡机构，用于带动收卡机构在收卡口和车窗高度位置上下来回运动，所述收卡机构采用滚轮传送和齿轮驱动式结构，用于将通行卡从进卡口传送至出卡口，实现收卡操作，

4、还包括辅助引导件，所述辅助引导件用于指示车窗停靠相对收卡机构的左右、前后位置。

5、进一步，所述垂向输送机构包括竖直设置在机壳上的直线模组，所述直线模组的滑块通过水平连杆与收卡机构连接，用于带动水平连杆连同收卡机构上下来回运动。

6、进一步，所述辅助引导件包括前后指示件和左右指示件，所述前后指示件设置在水平连杆与收卡机构连接的端部表面，所述左右指示件设置为设置在机壳旁边的道路上的限行通道。

7、进一步，所述收卡机构包括上下紧贴并行设置的两排滚轮，其一端为进卡口，与喂卡机构相连，另一端为出卡口，所述喂卡机构用于读取通行卡信息并将通行卡水平推进进卡口；

8、两排所述滚轮分别为主动滚轮排和从动滚轮排，它们均包括多个滚轮，且上下一一对应设置，所述主动滚轮排与驱动机构相连，所述从动滚轮排与弹性压紧机构相连，所述驱动机构采用齿轮传送结构，用于带动主动滚轮排同向转动，并通过摩擦力带动从动滚轮排同向转动，以带动两排滚轮之间的通行卡从进卡口向出卡口运动，所述弹性压紧机构用于实现从动滚轮排向主动滚轮排的弹性压紧，从而实现不同厚度通行卡的收卡操作。

9、进一步，两排所述滚轮设置在平行的两个固定板的之间，在每个固定板上对应各个从动滚轮的中心轴位置均开设有导向槽，每个所述从动滚轮的中心轴的两端均穿过导向槽与各自对应的弹性压紧机构相连。

10、进一步，所述弹性压紧机构包括与从动滚轮一一对应设置的多个扭簧，每个所述扭簧的一个引脚固定在固定板上，另一个引脚卡在对应从动滚轮的中心轴的凹口上，促使从动滚轮向主动滚轮弹性压紧。

11、进一步，每个导向槽均采用矩形结构，其长度方向朝向对应的主动滚轮设置，每个所述扭簧均固定在相邻的两个中心轴之间。

12、进一步，所述驱动机构包括设置在主动滚轮排一侧的从动齿轮排和驱动齿轮排，所述从动齿轮排中的从动齿轮与主动滚轮排中的主动滚轮一一对应同轴连接，

13、所述从动齿轮排中每相邻的两个从动齿轮均与驱动齿轮排中对应的一个驱动齿轮同时啮合，并且其中一个驱动齿轮的中心轴与电动机的输出轴同轴连接，记为主动齿轮，其余驱动齿轮记为辅助齿轮，

14、所述电动机用于带动与之相连的主动齿轮转动，再带动与主动齿轮相连两个从动齿轮同向转动，进而带动与之相连的辅助齿轮、从动齿轮依次转动，从而带动主动滚轮排同向转动。

15、进一步，在所述出卡口位置设置有第一检测模块，所述第一检测模块用于检测是否有通行卡进入出卡口，以生成电动机的延时停止信号。

16、进一步，所述第一检测模块采用光电式传感器。

17、进一步，所述喂卡机构包括承载台，在所述承载台的顶面设置有u形限位件，两者滑动连接，所述u形限位件的开口朝向进卡口设置，其与承载台共同构成通行壳的放置区域，在所述承载台的内部对应放置区域设置有读卡器，

18、所述u形限位件的开口端与螺杆电机连接，其开口端的两侧设置有第二检测模块，所述第二检测模块用于检测是否通行卡放入，产生读卡器启动信号、螺杆电机延时启动信号以及电动机启动信号；

19、所述螺杆电机用于带动u形限位件沿承载台往复运动，从而将放置其内的通行卡推入进卡口并回复原位。

20、进一步，所述螺杆电机设置在承载台靠近进卡口的一端，所述u形限位件设置在承载台远离进卡口的一端，其与承载台之间通过多条平行设置的导轨连接，

21、进一步，所述u形限位件朝向承载台的一面上设置有与通行卡配合的凹口，背向承载台的一面设置有用于通行卡放置的导向斜坡，

22、在u形限位件的开口端的两个侧壁的中央位置均设置有向外延伸的弧形开口，其上设置有容纳第二检测模块的卡槽。

23、本实用新型有益的技术效果在于：

24、1、采用图像采集模块获取车窗的图像信息，经过图像处理获取车窗的高度信息，利用辅助引导件指示车窗停靠的前后、左右位置，以指引车辆停靠到合适位置，从而无需使用机械臂等高精度器件来弥补车辆停靠的位置缺陷，此时借助简单的垂向输送机构带动收卡机构上下运动，就可以将驾驶员放入收卡机构的通行卡从进卡口输送至出卡口，方便驾驶员拿卡，无需人工收卡，降低了运维成本和人力成本，更加满足收费站轻量化建设的需求，同时也可以适应偏远地区的实际使用环境。

25、2、借助弹性压紧机构，能够自适应调节从动滚轮和主动滚轮之间的弹性压紧力，确保从动滚轮始终压向对应的主动滚轮，以使两者之间的紧密接触，同时又可以实现对不同厚度的通行卡的弹性调节，弥补原始制造或者长期使用造成的卡片厚度、变形等缺陷，在一定程度上延长卡片的使用寿命，降低发卡机的故障率，确保发卡机的正常工作，提高收费路段的通行效率，提升了客户体验感。

26、3、滚轮+齿轮式的卡片输送机构可以极大地降低装置的复杂度和运维成本，提升实用性和整个装置的使用寿命，同时上下设置的滚轮传输结构和齿轮驱动结构，可以尽可能地节省空间，减少整个装置的体积，提升便携性。

27、4、弹性压紧机构、滚轮传送结构和齿轮驱动结构均是独立模块，可以依据通行卡的尺寸或者收费站的实际要求，实时扩充或者缩减，适应性强。

28、5、采样轨道式的喂卡机构实现通行卡的推进，结构相对简单，实用性强，同时在喂卡机构内部还设置有读卡器，读取通行卡内部的数据，为后续收费提高数据，也可以判定放入的通行卡是否正常，为后续通行卡最终的流向提供判定依据，即若正常，则输送进入正常卡的收卡口，否则进入废卡的收卡口，提升整个收卡机的智能化水平。