一种停车缴费用自助取卡装置及系统的制作方法

1.本发明涉及智能交通技术领域，具体是一种停车缴费用自助取卡装置及系统。


背景技术：

2.目前汽车保有量持续增长，预计到2020年汽车保有量将突破2亿辆，汽车出行成了最主要的出行方式。虽然高速公路有etc(电子不停车收费系统)，但对于多数司机来说还是采用传统取卡领卡的方式较多。但正是由于高速公路多采用自助取卡系统，特别是一些地下停车场的取卡器位置设置在坡道，停车取卡极不方面。导致许多经验不足的司机在取卡时往往因车辆与取卡器的距离不够，拿不到卡，部分司机取卡时需解开安全带，可能不经意踩错踏板或松开刹车引发悲剧，轻则伤物，重则伤人。
3.现有的技术在高速公路收费取卡和自助停车场取卡时，经常会遇到由于停车距离不合适导致取卡不便，有些司机需解开安全带，探出半个多身子取卡，特别是身高较矮的司机需下车拿卡，大大降低了行车通行效率，并对安全带来多重隐患，车辆发生损坏时难以赔偿，更有甚者酿成生命惨剧。
4.为此，本发明提供了一种停车缴费用自助取卡装置及系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种停车缴费用自助取卡装置及系统，解决了上述问题。
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种停车缴费用自助取卡装置及系统，包括驱动机构和控制机构，所述驱动机构和控制机构之间电连接设有编电揽；
7.所述驱动机构包括电动滑台、电动推杆、步进电机、电动驱动器、吐卡机、滑轨、npn型光电开关和限位开关，所述步进电机在电动滑台的上端固定设置，所述电动驱动器在电动滑台的后侧壁处固定设置，所述电动滑台处匹配设有连接滑板，所述连接滑板的另一侧侧壁上固定设有驱动箱，所述连接滑板的上壁固定设有多个回复弹簧，多个回复弹簧的上端共同固定设有除杂板，所述除杂板和电动滑台相互贴合，所述吐卡机通过滑轨在驱动箱内滑动设置，所述电动推杆在吐卡机的后侧壁处设置，所述npn型光电开关在驱动箱的前侧壁处设置，所述电动滑台的一侧侧壁处设有照明组件；
8.所述照明组件包括固定设置在电动滑台侧壁上的led灯串和设置在电动滑台一侧的固定筒，所述固定筒内固定设有u型长磁铁，所述固定筒的两侧侧壁上开设有滑槽，所述滑槽内滑动设有导体棒，所述导体棒的两端和led灯串的上下两端均连接设有连接导线，所述电动滑台的侧壁上固定设有绕线圈，所述连接导线的中间部分饶设在绕线圈上，所述连接滑板的侧壁上固定设有固定板，所述固定板和导体棒的两侧之间固定设有连接杆；
9.所述控制机构包括控制箱、继电器、电源开关、急停联锁装置、空气开关、报警装置、坦克链和三菱plc，所述继电器在控制箱的侧壁一侧侧壁处设置，所述继电器的上方设有空气开关，所述空气开关和坦克链相互连接，所述急停联锁装置和报警装置均在控制箱
的前侧壁处固定设置，所述急停联锁装置在报警装置的上方设置，所述电源开关在控制箱内另一侧侧壁处设置，所述三菱plc在控制箱内后侧壁处设置。
10.一种停车缴费用自助取卡系统，应用于如权利要求所述的一种停车缴费用自助取卡装置，包括控制模块、传感器模块、报警模块和驱动模块，所述控制模块、传感器模块和驱动模块之间相互电信连接，所述报警模块和驱动模块电信连接：
11.所述控制模块包括三菱plc；所述传感器模块包括一号传感器、二号传感器、三号传感器和光电传感器，一号传感器用于检测有无车辆进场，二号传感器用于检测取卡器理车辆极限距离，三号传感器用于检测卡是否取走；所述报警模块包括报警装置、急停按钮和急停联锁装置；所述驱动模块包括步进电机、螺杆、限位开关和取卡器，限位开关用于检测取卡器移动的安全距离。
12.优选的，所述三菱plc和步进电机电信连接，用于三菱plc通过输出脉冲控制步进电机的旋转，所述步进电机和螺杆相互连接，所述取卡器在螺杆的侧壁处设置，用于通过步进电机带动螺纹转动来实现取卡器的上下移动。
13.优选的，所述光电传感器和取卡器电信连接，所述三号传感器在取卡器内设置，用于检测到光电传感器在预设距离内有遮挡物时取卡器停止移动，用于当卡被取走后，取卡信号传输至三菱plc，三菱plc再输出命令，取卡器返回初始点。
14.优选的，所述急停按钮和取卡器电信连接，用于司机需要帮助时，可以按下急停按钮，取卡器停止移动并将信号传递至三菱plc处。
15.有益效果
16.本发明提供了一种停车缴费用自助取卡装置及系统。与现有技术相比具备以下有益效果：
17.(1)、该停车缴费用自助取卡装置及系统，通过各传感器来接收和检测车辆位置信号，并把信号传递给三菱plc，三菱plc处理信号并通过接触器控制步进电机正反转及停止，最终通过齿轮齿条传动控制取卡器的前后往复移动。整个系统可以方便、快捷地处理车辆信号，使驾驶者特别是毫无取卡停车经验的司机，轻松取卡。
18.(2)、该停车缴费用自助取卡装置及系统，当设备发生故障时或驾驶者无法正常使用时立即联锁跳停设备，并把故障信号传递给监控室，及时进行检修。整套系统运行过程中数据实时传递给监控室，最大程度上减少因取卡不便而造成的伤亡，降低经济损失，同时提高了高速公路及停车场自动取卡的安全性和通行效率。
19.(3)、该停车缴费用自助取卡装置及系统，在自动取卡运行的过程中，检测车辆距离、取卡器往复移动等等都是靠电机运行基础上进行的一连串的过程，电机系统工作效率的提高是整个运行过程的关键因素，同时设备的远程监控也对自动控制系统的设计提出了更高的要求，传统方法不能得到满意的测控效果。因此在控制系统中选择比较有优势的plc(可编程序控制器)控制系统，整个控制过程具有正常运行及各种参数的监测、报警信号的发出、装置的调节、控制及设备危险时的保护功能。
附图说明
20.图1是本发明提出的一种停车缴费用自助取卡装置的正面立体结构示意图；
21.图2是本发明提出的一种停车缴费用自助取卡装置的侧面立体结构示意图；
22.图3是本发明提出的一种停车缴费用自助取卡装置的内部元器件立体结构示意图；
23.图4是本发明提出的一种停车缴费用自助取卡装置中电动滑台处的立体结构示意图；
24.图5是图4中a处的结构示意图；
25.图6是本发明提出的一种停车缴费用自助取卡系统的系统工作流程图；
26.图7是本发明提出的一种停车缴费用自助取卡系统的第一系统线路图；
27.图8是本发明提出的一种停车缴费用自助取卡系统的系统工作原理图；
28.图9是本发明提出的一种停车缴费用自助取卡系统的系统示意图；
29.图10是本发明提出的一种停车缴费用自助取卡系统实际使用工作流程图；
30.图11是本发明提出的一种停车缴费用自助取卡系统的第二系统线路图；
31.图12是本发明提出的一种停车缴费用自助取卡系统中光电开关内部线路图；
32.图13是本发明提出的一种停车缴费用自助取卡系统中npn光电开关与plc连接线路图。
33.图中1、电动滑台；2、电动推杆；3、步进电机；4、电动驱动器；5、吐卡机；6、滑轨；7、npn型光电开关；8、继电器；9、电源开关；10、急停联锁装置；11、空气开关；12、报警装置；13、限位开关；14、坦克链；15、三菱plc；16、编电缆；17、连接滑板；18、除杂板；19、回复弹簧；20、固定筒；21、u型长磁铁；22、滑槽；23、led灯串；24、导体棒；25、连接导线；26、绕线圈；27、固定板；28、连接杆。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例一：
36.请参阅图1-13，一种停车缴费用自助取卡装置及系统，包括驱动机构和控制机构，驱动机构和控制机构之间电连接设有编电揽16；
37.驱动机构包括电动滑台1、电动推杆2、步进电机3、电动驱动器4、吐卡机5、滑轨6、npn型光电开关7和限位开关13，步进电机3在电动滑台1的上端固定设置，电动滑台1处匹配设有连接滑板17，连接滑板17的另一侧侧壁上固定设有驱动箱，连接滑板17的上壁固定设有多个回复弹簧19，多个回复弹簧19的上端共同固定设有除杂板18，除杂板18和电动滑台1相互贴合，吐卡机5通过滑轨6在驱动箱内滑动设置，电动推杆2在吐卡机5的后侧壁处设置，npn型光电开关7在驱动箱7的前侧壁处设置，电动滑台1的一侧侧壁处设有照明组件，通过除杂板18和回复弹簧19的相互配合，使得当连接滑板17每次上升时，可以通过除杂板18预先将粘附在电动滑台1上的杂物进行扫除，防止干涸泥块等杂物阻挡连接滑板17的移动，通过回复弹簧19的设置，同样减轻了对步进电机3的运转压力，使得除杂板18在刮除泥块等杂物时不会对步进电机3造成过大的功率压力；
38.照明组件包括固定设置在电动滑台1侧壁上的led灯串23和设置在电动滑台1一侧
的固定筒20，固定筒20内固定设有u型长磁铁21，固定筒20的两侧侧壁上开设有滑槽22，滑槽22内滑动设有导体棒24，导体棒24的两端和led灯串23的上下两端均连接设有连接导线25，电动滑台1的侧壁上固定设有绕线圈26，连接导线25的中间部分饶设在绕线圈26上，连接滑板17的侧壁上固定设有固定板27，固定板27和导体棒24的两侧之间固定设有连接杆28，使得连接滑板17在竖直方向上来回移动时，可以带动导体棒24在u型长磁铁21处做切割磁感线运动，从而使得导体棒24内产生电流，通过连接导线25将电流传输到led灯串23处，从而使得led灯串23发亮，在夜晚时可以对吐卡机5以及其他结构进行照明作用，同时通过led灯串23里面设有电容，电容有电的时候储存电量，关电后放电，电容就为led灯串23供电，因为电量比较小，所以还会微亮，因此实现当吐卡机5移动来方便司机取放卡的同时，led灯串23能够持续对装置进行照明，便于司机进行取放卡的过程；
39.控制机构包括控制箱、继电器8、电源开关9、急停联锁装置10、空气开关11、报警装置12、坦克链14和三菱plc15，继电器8在控制箱的侧壁一侧侧壁处设置，继电器8的上方设有空气开关11，空气开关11和坦克链14相互连接，急停联锁装置10和报警装置12均在控制箱的前侧壁处固定设置，急停联锁装置10在报警装置12的上方设置，电源开关9在控制箱内另一侧侧壁处设置，三菱plc15在控制箱内后侧壁处设置，本发明应用范围广，高速公路、停车场、小区等都可以采用；
40.电动推杆2为带编码器的12v电动推杆，步进电机3的型号为57步进电机，吐卡机5的型号为tcd-720，npn型光电开关7的型号为e3f-ds30c4，电源开关9的输入电压为220v，输出电压为24v，急停联锁装置10为蘑菇头状并通过转动复位，空气开关11为两相空气开关，报警装置12采用闪烁和声音两种报警形式，三菱plc15的型号为fx2n。
41.在自动取卡运行的过程中，检测车辆距离、取卡器往复移动等等都是靠电机运行基础上进行的一连串的过程，电机系统工作效率的提高是整个运行过程的关键因素，同时设备的远程监控也对自动控制系统的设计提出了更高的要求，传统方法不能得到满意的测控效果。因此在控制系统中选择比较有优势的plc(可编程序控制器)控制系统，整个控制过程具有正常运行及各种参数的监测、报警信号的发出、装置的调节、控制及设备危险时的保护功能。
42.实施例二：
43.请参阅图1-13，一种停车缴费用自助取卡系统，应用于如权利要求1的一种停车缴费用自助取卡装置，包括控制模块、传感器模块、报警模块和驱动模块，控制模块、传感器模块和驱动模块之间相互电信连接，报警模块和驱动模块电信连接：
44.控制模块包括三菱plc15；传感器模块包括一号传感器、二号传感器、三号传感器和光电传感器，一号传感器用于检测有无车辆进场，二号传感器用于检测取卡器理车辆极限距离，三号传感器用于检测卡是否取走；报警模块包括报警装置12、急停按钮和急停联锁装置10；驱动模块包括步进电机3、螺杆、限位开关13和取卡器，限位开关13用于检测取卡器移动的安全距离，本系统采用三菱plc15(可编程控制器)控制，系统稳定可靠，故障率低；
45.三菱plc15和步进电机3电信连接，用于三菱plc15通过输出脉冲控制步进电机3的旋转，步进电机3和螺杆相互连接，取卡器在螺杆的侧壁处设置，用于通过步进电机3带动螺纹转动来实现取卡器的上下移动，通过各传感器来接收和检测车辆位置信号，并把信号传递给三菱plc15，三菱plc15处理信号并通过接触器控制步进电机3正反转及停止，最终通过
齿轮齿条传动控制取卡器的前后往复移动。整个系统可以方便、快捷地处理车辆信号，使驾驶者特别是毫无取卡停车经验的司机，轻松取卡；
46.光电传感器和取卡器电信连接，三号传感器在取卡器内设置，用于检测到光电传感器在预设距离内有遮挡物时取卡器停止移动，用于当卡被取走后，取卡信号传输至三菱plc15，三菱plc15再输出命令，取卡器返回初始点；
47.急停按钮和取卡器电信连接，用于司机需要帮助时，可以按下急停按钮，取卡器停止移动并将信号传递至三菱plc15处，当设备发生故障时或驾驶者无法正常使用时立即联锁跳停设备，并把故障信号传递给监控室，及时进行检修。整套系统运行过程中数据实时传递给监控室，最大程度上减少因取卡不便而造成的伤亡，降低经济损失，同时提高了高速公路及停车场自动取卡的安全性和通行效率，本发明大大减轻了新手停车取卡的难度，进一步避免了意外事故的发生。
48.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
49.车辆驶入触发npn型光电开关7动作，当检测到车辆时，一号传感器信号传输至三菱plc15，三菱plc15通过输出脉冲控制步进电机3的旋转，接着步进电机3旋转通过螺杆传动来实现取卡器的上下移动，当检测到车窗或者光电传感器在预设距离内有遮挡物时取卡器停止移动，方便司机取卡，当卡被取走后，三号传感器将取卡信号传输至三菱plc15，三菱plc15再输出命令，取卡器返回初始点。
50.当司机遇到取卡故障或者需要救援时，可以选择急停按钮，取卡器停止移动并将信号传至控制室。同时为避免重复取卡，在三号传感器的作用下，司机取完卡如不离开取卡区域，取卡器不会吐出第二张卡又或者吐出卡后规定时间内未被取走，取卡器会自动回收卡并回到初始点。
51.司机取卡完成后，为避免司机开车离开导致车尾取卡器碰擦，取卡完成后，触发npn型光电开关7动作，信号传递给三菱plc15，三菱plc15控制继电器8动作，电机实现反转，通过齿轮齿条传动带动取卡器后移。在司机车辆驶离之前，取卡器就已经后移。
52.本发明是基于plc控制技术完成的一套智能检测和控制系统。系统利用多个光电传感器，分别检测不同状态，并把信号传给plc并处理，同时把各个信号传递给监控室监测，最终来实现取卡机检测、移动、停止、取卡、移动等过程，减轻司机停车难度，提高通行效率。
53.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
54.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。