技术领域
[0001] 本
发明涉及智能卡的生产设备，具体涉及一种智能卡写芯片装置的进卡定位机构和进卡定位方法。
背景技术
[0002] 在智能卡的生产过程中，需要向卡片的芯片中写入信息(称为写芯片)。现有的写芯片装置通常采用转盘式结构，转盘的圆周方向上均匀排列有多个写芯片单元，每个写芯片单元中设有卡槽、
读卡器和
探头，写芯片时所述探头上的探针需要与卡片的芯片
接触以便尽进行数据传输；而将卡片输送到卡槽中时，需要先将探头抬起，然后将芯片送入到卡槽的
指定位置，接着松开探头，让探针与芯片接触，进行信息写入。
[0003] 为了确保信息准确写入，所述探针需要精确地与卡片上的芯片对应位置接触，因此卡片在卡槽中的沿着卡的进卡方向的定位显得非常重要(另一个方向的定位通过卡槽及弹性阻尼元件来保证)。
现有技术中通过在卡槽的两侧设置可朝卡片的两定位端面运动的定位机构进行定位，另外通过单独的动
力装置(例如
气缸)对探头进行抬起和放下；写芯片时，需要所述动力装置与定位机构相互配合才能完成写芯片工作，首先是动力装置将探头抬起，然后卡片送入，接着定位机构对卡片进行定位，最后动力装置将探头放下，进而进行写芯片。上述动力装置和定位机构存在速度慢、效率低、结构复杂、需要两个动力源等不足。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能卡写芯片装置的进卡定位机构，该进卡定位机构只需要一个动力，能同时完成探头的抬起、放下以及卡片的精确定位，并且效率高、结构简单。
[0005] 本发明的另一个目的在于提供一种利用上述进卡定位机构实现的智能卡写芯片装置的进卡定位方法。
[0006] 本发明的目的通过以下的技术方案实现：
[0007] 一种智能卡写芯片装置的进卡定位机构，包括
机架以及设置在机架上的探头抬起机构和卡片定位机构，其中：
[0008] 所述探头抬起机构包括抬起架以及驱动抬起架作上下运动的动力机构，其中，所述抬起架上设有用于将探头抬起的抬起臂；
[0009] 所述卡片定位机构包括铰接在机架上并可绕铰接轴上下转动的定位架，该定位架与机架之间设有常态下促使定位架向上转动的弹性元件；所述定位架上设有两个相对设置的定位臂，两个定位臂上分别设有一个定位面，两个定位面相对设置且两者之间的距离等于卡片的待定位方向上的长度；
[0010] 所述抬起架上设有上推动件和下推动件，其中，下推动件设置于定位架的下方，上推动件设置于定位架的上方，且分别位于铰接轴的两侧，其中，上推动件设置于与定位臂对应的一侧，下推动件设置于另一侧；当抬起架位于行程的最低点时，所述上推动件压紧在定位架上，所述下推动件与定位架相分离，且所述定位臂位于卡片输送轨道的下方；当抬起架位于行程中上推动件和下推动件均与定位架接触的位置时，所述两个定位臂的两个定位面与卡片的待定位方向上的两个定位端面相贴合；当抬起架位于行程的最高点时，所述下推动件压紧在定位架上，所述上推动件与定位架相分离，且所述定位臂位于卡片输送轨道的下方。
[0011] 本发明的一个优选方案，其中，所述两个定位臂的定位面的上端设有偏向外侧的倾斜面。其作用在于，在定位面接触卡片的定位端面时，由两个倾斜面对卡片进行引导，使得卡片的定位端面从与倾斜面接触逐渐过渡到与定位面接触，最终实现定位，防止定位前的卡片因位置偏移过大而难以进入到定位面之间的情况出现。
[0012] 本发明的一个优选方案，其中，所述抬起架包括
底板，所述抬起臂包括设在底板上的向上延伸的竖向臂以及设在竖向臂的顶端且沿
水平延伸的水平臂，其中，所述竖向臂设置于卡片输送轨道的外侧，所述水平臂从卡片输送轨道的上方跨过并延伸至探头处。该优选方案的好处在于，竖向臂和水平臂的设置位置不影响卡片的输送，不管是探头抬起前或者抬起时，卡片均可在卡片输送轨道中输送，两者互不干涉。
[0013] 优选地，所述水平臂的侧面上设有水平延伸的台阶，该台阶构成抬起探头时与探头接触的工作部，该台阶位于探头中被抬起时的接触部位的下方。这样可以将体积较大的水平臂设置在转盘的外侧，使两者互不干涉，只需设置体积较小的台阶延伸至探头中被抬起时的接触部位的下方即可获得抬起探头的工作部，使得结构更加紧凑。
[0014] 优选地，所述抬起臂为两个，设置在底板的两侧。其目的在于：部分智能卡上设有两个芯片，写芯片时需要两个读卡器向两个芯片写入信息，两个读卡器分别设置在转盘的两侧，因此采用两个抬起臂可以同时将两个读卡器的探头抬起。
[0015] 进一步地，所述抬起臂与底板之间采用可装拆的结构连接，例如螺钉连接，这样可根据所生产的卡片的类型不同而确定装上一个或者两个抬起臂，提高使用的灵活性。
[0016] 本发明的一个优选方案，其中，所述动力机构为伸缩缸，例如气缸或油缸，所述抬起架固定连接在伸缩缸的
活塞杆上。通过伸缩缸直接带动抬起架上下活动，结构简单，便于安装。此外，也可采用其他可以推动抬起架上下运动的动力机构，例如，由
电机和偏心轮机构构成的动力机构、由电机和
曲柄滑机构构成的动力机构等。
[0017] 本发明的一个优选方案，其中，所述定位架包括两个转动臂，该两个转动臂的一端均与机架铰接，另一端连接有
横杆，所述两个定位臂设置在横杆的两端；所述上推动件和下推动件均为两个，其中，两个下推动件设置于两个转动臂的下方，两个上推动件设置于两个转动臂的上方。
[0018] 上述定位架结构简单，并且与机架有两个铰接点，转动稳定；通过设置两个上推动件和下推动件，使得定位架的受力均衡。
[0019] 本发明的一个优选方案，其中，所述弹性元件为螺旋
压缩弹簧；所述转动臂铰接在机架的铰接座上，该铰接座上以及转动臂的底面上设有弹簧定位孔，所述螺旋
压缩弹簧的一端伸入到铰接座的弹簧定位孔内，另一端伸入到转动臂的弹簧定位孔内。该优选方案具有结构简单、便于安装等优点。
[0020] 本发明的一个优选方案，其中，所述上推动件和下推动件均为滚轮；所述底板上在与上推动件对应处设有两个向下延伸的上连接座，所述上推动件的两端连接在该上连接座上；所述底板上在与下推动件对应处设有两个向下延伸的下连接座，所述下推动件的两端连接在该下连接座上。采用滚
轮作为推动件，可以减少摩擦；通过设置上连接座和下连接座，不但便于滚轮的安装，而且还便于将滚轮设置在设定的位置。
[0021] 一种利用上述进卡定位机构实现的智能卡写芯片装置的进卡定位方法，初始状态下：所述抬起架位于行程的最低点，所述上推动件压紧在定位架上，使得定位臂位于卡片输送轨道的下方，此时所述下推动件与定位架相分离，所述抬起臂位于探头在被抬起时的接触部位的下方；假设转盘上的写芯片单元均为未送入卡片的空单元，其中一个写芯片单元中的卡槽与卡片输送轨道中的进出卡工位对齐，等待卡片送入；
[0022] 该进卡定位方法包括以下步骤：
[0023] (1)动力机构推动抬起架向上运动，使得所述上推动件释放定位架，在弹性元件的作用下，定位架向上转动并始终抵紧在上推动件上，使得两个定位臂逐渐向定位部位靠近，所述下推动件与定位架之间的距离逐缩小最终相接触；
[0024] (2)当抬起架向上运动至上推动件和下推动件均与定位架接触的位置时，所述两个定位臂到达定位部位；抬起架继续向上运动至行程的最高点，该过程中，抬起臂将探头抬起，同时下推动件向上推动抬起架使其向下转动、上推动件与定位架逐渐分离，最终定位臂位于卡片输送轨道的下方；
[0025] (3)卡片
输送机构将待写芯片的卡片送入到位于进出卡工位的写芯片单元中的卡槽中，接着抬起架在动力机构的作用下向下运动，该过程中，所述探头被逐渐放下，所述下推动件释放定位架，在弹性元件的作用下，定位架向上转动并始终抵紧在下推动件上，使得两个定位臂逐渐向待定位的卡片的两个定位端面靠近，所述上推动件与抬起架之间的距离逐渐缩小最终相接触；
[0026] (4)当抬起架向下运动至上推动件和下推动件均与定位架接触的位置时，所述两个定位臂的两个定位面与待定位的卡片的两个定位端面贴合，并且所述探头上的探针在两个定位臂的两个定位面与待定位的卡片的两个定位端面贴合之后压紧在卡片的芯片上；
[0027] (5)抬起架继续向下运动至行程的最低点，该过程中，所述上推动件推动定位架向下转动，所述下推动件与定位架逐渐分离，两个定位臂逐渐离开卡片并最终位于卡片输送轨道的下方，所述抬起臂离开探头，卡片定位完毕，恢复初始状态；
[0028] (6)转盘转动一步，将下一个写芯片单元中的卡槽带动至与卡片输送轨道中的进出卡工位对齐的位置，等待卡片送入；
[0029] (7)接着不断重复步骤(1)～步骤(6)的动作，依次向转盘的各个写芯片单元中送入卡片并定位；
[0030] 并且，当写完芯片的写芯片单元又转动至卡片输送轨道中的进出卡工位时，在步骤(2)中，当抬起架向上运动至上推动件和下推动件均与定位架接触的位置时，所述两个定位臂的两个定位面与写完芯片的卡片的定位端面贴合；在步骤(3)中，当卡片输送机构将待写芯片的卡片送入到位于进出卡工位的写芯片单元中的卡槽中时，同时将该卡槽中已完成写芯片的卡片推出；如此，实现连续工作。
[0031] 本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
[0032] 1、只需由一个动力机构带动，便可驱动探头抬起机构和卡片定位机构对探头进行抬起，并对卡片进行定位，节省动力源，简化结构。
[0033] 2、只需动力机构输出一次上下的来回运动，便可以实现探头的抬起、放下以及卡片的定位，使得进卡的速度可以大大提高，极大地提高了生产效率。
[0034] (3)通过巧妙设置抬起架和定位架的结构，并合理设计两者的位置关系，使得抬起架在向上运动抬起探头并在向下运动放下探头至探针接触芯片之前，也同时完成了卡片的自动定位，各个动作之间连贯、精确、可靠且高效；并且还与卡片输送机构相配合，当需要进出卡片时，确保两个定位臂位于卡片输送轨道的下方，从而不会阻碍卡片的正常输送；通过将抬起机构、定位机构、卡片输送机构以及转盘的运动协调起来，最终实现高效的写芯片加工。
附图说明
[0035] 图1为本发明的智能卡写芯片装置的进卡定位机构的一个具体实施方式应用到转盘式写芯片装置中的结构示意图。
[0036] 图2～图5为本发明的智能卡写芯片装置的进卡定位机构的一个具体实施方式的结构示意图，其中，图2为主视图，图3为左视图，图4为右视图，图5为立体图。
[0037] 图6和图7为图2～图5所示结构的爆炸图。
[0038] 图8为图2～图5所示结构中探头抬起机构和卡片定位机构的爆炸图。
[0039] 图9～图13为图2～图5所示实施方式的工作过程简图，其中，图9为初始状态图，图10为抬起架向上运动至上推动件和下推动件均与定位架接触的位置时的示意图，图11为抬起架向上运动至行程的最高点时的示意图，图12为抬起架向下运动至上推动件和下推动件均与定位架接触的位置时的示意图，图13为抬起架继续向下运动至行程的最低点时的示意图。
[0040] 图14为本发明的智能卡写芯片装置的进卡定位机构的另一个具体实施方式的立体结构示意图。
具体实施方式
[0041] 下面结合
实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0042] 实施例1
[0043] 参见图1～图7，本发明的进卡定位机构应用于转盘式写芯片装置中，转盘9的圆周方向上均匀排列有多个写芯片单元8，每个写芯片单元8中设有卡槽81、读卡器6和探头61，所述探头61上设有探针62，探头61上连接有导向座63，该导向座63内设有导向杆66，通过推动导向座63上下运动实现探头61的抬起和放下；所述探头61上还设有
复位弹簧64，该复位弹簧64的一端作用在探头61上，另一端作用在固定
块65上，复位弹簧64对探头61产生常态下促使探针62压紧在卡片1上的弹力。本发明的进卡定位机构要完成的任务就是在进卡之前通过将导向座63连同探头61向上抬起，待卡片1进入并对卡片1进行定位后，将导向座63连同探头61释放，由复位弹簧64推动探头61向下复位；所述导向座63的底面构成探头61在被抬起时的接触部位。本实施例中，待写芯片的卡片1上有两个芯片，因此每个写芯片单元8中包括两个读卡器6，分别设置在转盘9的厚度方向的两侧。
转盘9中位于最下方的写芯片单元8与卡片输送轨道3中的进出卡工位对齐，卡片输送机构在该工位处与写芯片单元8进行卡片交换，亦即将写完芯片的卡片1移出，同时将待写芯片的卡片1送入。在所述卡槽81中，卡片1送入后，沿着卡片输送方向的卡片1的两个端面为定位端面，卡片的另外两个端面则由卡槽81进行定位，具体由弹性阻尼元件压紧在卡槽边上，所述弹性阻尼元件包括弹簧83和压紧头82。本发明的卡片定位机构5设置于所述进出卡工位的下方。
[0044] 参见图1～图8，本发明的智能卡写芯片装置的进卡定位机构包括机架2以及设置在机架2上的探头抬起机构和卡片定位机构5。所述探头抬起机构包括抬起架4以及驱动抬起架4作上下运动的动力机构，其中，所述抬起架4上设有用于将探头61抬起的抬起臂42。所述卡片定位机构5包括铰接在机架2上并可绕铰接轴54上下转动的定位架51，该定位架51与机架2之间设有常态下促使定位架51向上转动的弹性元件；所述定位架51上设有两个相对设置的定位臂52，两个定位臂52上分别设有一个定位面521，两个定位面521相对设置且两者之间的距离等于卡片1的待定位方向上的长度。所述抬起架4上设有上推动件43和下推动件44，其中，下推动件44设置于定位架51的下方，上推动件43设置于定位架51的上方，且分别位于铰接轴54的两侧，其中，上推动件43设置于与定位臂52对应的一侧，下推动件44设置于另一侧。当抬起架4位于行程的最低点时，所述上推动件43压紧在定位架51上，所述下推动件44与定位架51相分离，且所述定位臂52位于卡片输送轨道3的下方；当抬起架4位于行程中上推动件43和下推动件44均与定位架51接触的位置时，所述两个定位臂52的两个定位面521与卡片1的待定位方向上的两个定位端面相贴合；当抬起架4位于行程的最高点时，所述下推动件44压紧在定位架51上，所述上推动件
43与定位架51相分离，且所述定位臂52位于卡片输送轨道3的下方。
[0045] 参见图1～图8，所述抬起架4包括底板41，所述抬起臂42包括设在底板41上的向上延伸的竖向臂421以及设在竖向臂421的顶端且沿水平延伸的水平臂422，其中，所述竖向臂421设置于卡片输送轨道3的外侧，所述水平臂422从卡片输送轨道3的上方跨过并延伸至探头61处。竖向臂421和水平臂422的设置位置不影响卡片1的输送，不管是探头61抬起前或者抬起时，卡片1均可在卡片输送轨道3中输送，两者互不干涉。所述抬起臂42为两个，相对地设置在底板41的两侧，这样可以同时将两个读卡器6的探头61抬起。所述抬起臂42与底板41之间通过螺钉连接，这样可根据所生产的卡片1的类型不同而确定装上一个或者两个抬起臂42，提高使用的灵活性。为了便于调节抬起臂42和底板41之间的距离，抬起臂42与底板41之间的连接孔采用长圆孔，这样可以在调节好两者的距离后再通过螺钉
锁紧。所述两个水平臂422的内侧面上设有向对方水平延伸的台阶423，该台阶
423构成抬起探头61时与探头61接触的工作部，亦即工作时与导向座63的底面向接触；该台阶423位于探头61中被抬起时的接触部位的下方，即位于导向座63的底面的下方。通过设置所述台阶423，可以将体积较大的水平臂422设置在转盘9的外侧，使两者互不干涉，只需设置体积较小的台阶423延伸至探头61中被抬起时的接触部位的下方即可获得抬起探头61的工作部，使得结构更加紧凑。
[0046] 参见图1～图8，所述定位架51包括两个转动臂，该两个转动臂的一端均与机架2铰接，另一端连接有横杆53，所述两个定位臂52设置在横杆53的两端。机架2上设有与所述转动臂铰接的铰接座21，铰接轴54的两端连接在铰接座21上，转动臂通过螺钉连接在铰接轴54上，形成铰接结构。所述转动臂的铰接端具有延伸段，所述下推动件44作用在该延伸段上。所述上推动件43和下推动件44均为两个，其中，两个下推动件44设置于两个转动臂的所述延伸段的下方，两个上推动件43设置于两个转动臂的上方。所述两个定位臂52的定位面521的上端设有偏向外侧的倾斜面522，其作用在于，在定位面521接触卡片1的定位端面时，由两个倾斜面522对卡片1进行引导，使得卡片1的定位端面从与倾斜面522接触逐渐过渡到与定位面521接触，最终实现定位，防止定位前的卡片1因位置偏移过大而难以进入到定位面521之间的情况出现。
[0047] 参见图1～图8，所述上推动件43和下推动件44均为滚轮；所述底板41上在与上推动件43对应处设有两个向下延伸的上连接座46，所述上推动件43的两端连接在该上连接座46上；所述底板41上在与下推动件44对应处设有两个向下延伸的下连接座45，所述下推动件44的两端连接在该下连接座45上。采用滚轮作为推动件，可以减少摩擦；通过设置上连接座46和下连接座45，不但便于滚轮的安装，而且还便于将滚轮设置在设定的位置。
[0048] 参见图1～图9，所述弹性元件为螺旋压缩弹簧10，所述铰接座21上以及转动臂的底面上设有弹簧定位孔，所述螺旋压缩弹簧10的一端伸入到铰接座21的弹簧定位孔内，另一端伸入到转动臂的弹簧定位孔内。
[0049] 参见图1～图8，所述动力机构为伸缩缸，具体为气缸7，所述抬起架4固定连接在气缸7的
活塞杆上；气缸7的缸体固定在机架2上。通过气缸7直接带动抬起架4上下活动，结构简单，便于安装和控制。
[0050] 上述进卡定位机构的工作原理详见下面对进卡定位方法的描述。
[0051] 参见图9～图13，本发明的利用上述进卡定位机构实现的智能卡写芯片装置的进卡定位方法，初始状态下：所述抬起架4位于行程的最低点，所述上推动件43压紧在定位架51上，使得定位臂52位于卡片输送轨道3的下方，此时所述下推动件44与定位架51相分离，所述抬起臂42位于探头61在被抬起时的接触部位的下方，即位于导向座63的下方；假设转盘9上的写芯片单元8均未送入卡片1的为空单元，位于最下方的一个写芯片单元8中的卡槽81与卡片输送轨道3中的进出卡工位对齐，等待卡片送入(参见图9)；具体地，该进卡定位方法包括以下步骤：
[0052] (1)动力机构推动抬起架4向上运动，使得所述上推动件43释放定位架51，在弹性元件的作用下，定位架51向上转动并始终抵紧在上推动件43上(参见图10)，使得两个定位臂52逐渐向定位部位靠近，所述下推动件44与定位架51之间的距离逐缩小最终相接触；
[0053] (2)当抬起架4向上运动至上推动件43和下推动件44均与定位架51接触的位置时(参见图10)，所述两个定位臂52到达定位部位；抬起架4继续向上运动至行程的最高点(参见图11)，该过程中，抬起臂42将探头61抬起，同时下推动件44向上推动抬起架4使其向下转动、上推动件43与定位架51逐渐分离，最终定位臂52位于卡片输送轨道3的下方；
[0054] (3)卡片输送机构将待写芯片的卡片1送入到位于进出卡工位的写芯片单元8中的卡槽81中(参见图11)，接着抬起架4在动力机构的作用下向下运动，该过程中，所述探头61被逐渐放下，所述下推动件44释放定位架51，在弹性元件的作用下，定位架51向上转动并始终抵紧在下推动件44上，使得两个定位臂52逐渐向待定位的卡片1的两个定位端面靠近，所述上推动件43与抬起架4之间的距离逐渐缩小最终相接触(参见图12)；
[0055] (4)当抬起架4向下运动至上推动件43和下推动件44均与定位架51接触的位置时(参见图12)，所述两个定位臂52的两个定位面521与待定位的卡片1的两个定位端面贴合，并且所述探头61上的探针62在两个定位臂52的两个定位面521与待定位的卡片1的两个定位端面贴合之后压紧在卡片1的芯片上；
[0056] (5)抬起架4继续向下运动至行程的最低点(参见图13)，该过程中，所述上推动件43推动定位架51向下转动，所述下推动件44与定位架51逐渐分离，两个定位臂52逐渐离开卡片1并最终位于卡片输送轨道3的下方，所述抬起臂42离开探头61，卡片1定位完毕，恢复初始状态；
[0057] (6)转盘9转动一步，将下一个写芯片单元8中的卡槽81带动至与卡片输送轨道3中的进出卡工位对齐的位置，等待卡片1送入；
[0058] (7)接着不断重复步骤(1)～步骤(6)的动作，依次向转盘9的各个写芯片单元8中送入卡片1并定位；
[0059] 并且，当写完芯片的写芯片单元8又转动至卡片输送轨道3中的进出卡工位时，在步骤(2)中，当抬起架4向上运动至上推动件43和下推动件44均与定位架51接触的位置时，所述两个定位臂52的两个定位面521与写完芯片的卡片1的定位端面贴合；在步骤(3)中，当卡片输送机构将待写芯片的卡片1送入到位于进出卡工位的写芯片单元8中的卡槽81中时，同时将该卡槽81中已完成写芯片的卡片1推出；如此，实现连续工作。
[0060] 实施例2
[0061] 参见图14，本实施例与实施例1的不同之处在不，本实施例中，待写芯片的卡片1上只有一个芯片，因此转盘9的写芯片单元8中只设置一个读卡器6。相应地，所述抬起机构中的抬起臂42为一个。
[0062] 本实施例上述以外的其他实施方式与实施例1相同。
[0063] 上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
