一种具有显示功能的自动卡片发放装置 【发明背景】
本发明涉及一种自动卡片发放装置，该装置具有向用户显示卡片和根据用户要求发放卡片的功能，特别是，存储一叠卡片以便用户通过展示窗口观看，并且能够抓住卡片的一面将其取出，而不至于损坏卡片的表面特征。相关技术描述
由于劳动力成本的上升，各种不同的发放设备被用来向用户自动发放物品。例如，当用户将钱币插入后，发放机可以发放电话卡、地铁票、汽车票、预先付费信用卡、娱乐厅游戏卡、新奇人物卡等等。通常，这些卡片都是薄的矩形物体，卡的表面上有写入符号和/或显示符号。这些卡可以由各种材料制成，如树脂材料、纸或者金属以及其它类似的物质，只要制成的卡片能够保留标记，具有一定程度的柔韧性以及尺寸大小适合手握。术语“卡片”常常用来作为普通的描述术语，可以认为，其它可发放的物体也可使用这一术语，只要他们具有让用户喜欢的价值：或者因为卡本身，或者因为卡片可以提供的服务。
序号为10-283525的日本公开专利申请是能够发放货币票据的自动贩卖机的一个例子。
Kadlic的美国专利4377285和Nicoletti的美国专利4750743披露了不同类型的存储发放设备，可用来发放扑克牌。Hennessy的美国专利4654513披露了一种报纸自动贩卖机。
可以理解，目前非常迫切地需要一种用来发放卡片的自动贩卖机，它能够发放不同种类的卡片，并且可以提供不同的供发放地卡片。通常这种设备可以在其外部展示一种样卡或者代表所发放卡的标记。如果该设备所使用的和发放的卡片改变了，样卡或者标记也必须随之改变，以与发放设备现时所发放的卡片的特征一致。因此，希望提供一种经济的、高效的卡片自动发放装置，可以将现时所发放的卡的信息提供给用户，以使用户可以方便地购买或者选择各种卡。发明概述
本发明提供一种自动卡片发放装置，可用来显示和发放卡片。这种自动卡片发放装置可以和其它自动贩卖机集成在一起，或者可以作为一个可修改的模块在自动贩卖机上进行安装，而该自动贩卖机需要具有合适的窗口用于卡片的显示。它有一个存储室，可用来存储许多垂直方向排列的卡片，通过采取这样的存储方式，使得卡片排成一列，而且显示的位置靠在抓取构件上，这样就能够将多张卡片中的一张同时置于显示和抓取的位置上，以便于发放。自动卡片发放装置能够并入一个基于微处理器的控制器，可以接受用户的输入来发放卡片，并控制发放装置。发放装置中有一个电机，用来驱动抓取构件，使其移动并在卡片装载位置抓取卡片表面，然后沿预定运动轨道释放，发放给用户。适当的传感器可以监控发放装置，同时运动轨道上安装有阻止构件，用来将抓取构件和卡片分离开来，使得卡片可以发放给用户。阻止构件最好为透明材料，以方便向用户显示卡片，并进一步包括一种摩擦材料，以确保与抓取构件完全脱离。
控制装置可以监控自动卡片发放装置的工作，而且能够启动后续动作，如果最初的动作没有发放出一张卡的话。控制装置可以进一步显示错误信号，如果卡片发放装置出现误工作。最后，抓取构件可以以机械的方式抓取和释放卡片，以确保设计的经济性。附图简述
结合附图参阅以下的详细说明，可以更加明白本发明的实质，及其目的和优点。附图中，相同的标号在所有图中代表现同的部件，其中：
图1为本发明第一种优选结构右侧透视图；
图2为没有卡片的左侧透视图；
图3为抓取后的右侧视图；
图4为抓取盘的剖面图；
图5为第一实施例的控制电路方框图；
图6为解释第一实施例的工作流程图；
图7为第一实施例的说明性左侧视图；
图8为本发明第二实施例的右侧透视图。优选实施例的详细说明
下面所提供的描述，可以使领域内一般技术人员能够制作和使用本发明，并建立发明者所认为的实施本发明的最佳模式。然而很显然，对那些对领域内的一般技术人员来说，仍然存在各种修改方案，因为这里所定义的是一般原则，提供了关于一种用于从迭叠商品进行发放及显示物品的设备。
本发明中术语“卡片”用来描述被本发明发放的商品的叠放阵列，因此术语“卡片”不限于此处所公开的优选实施例，而是用来作为一种方便的方式描述一系列物品中的一种，这些物品可以被按次序显示和发放，例如以一种经济的方式从自动贩卖机中发放。
参考图1，多张卡片c排列在卡片夹中，以便展示给用户观看，并能随之被发放设备d发放。正如可以从图中看到的一样，卡片夹h有一个底板1b和两个竖直侧板1L和1r，底板1b相对水平面倾斜一个角度，以方便竖直叠放的卡片列在重力的作用下向下滑动。卡片夹h为沟槽形状，具有从底板1b上竖直伸出的第一侧面板1L和第二侧面板1r。基框2向下伸向一对侧面法兰，所述的法兰可以安装在自动贩卖机内。
卡片夹或者存储室的出口端具有在1bt处略微向上倾斜的基板，以方便支撑竖直对齐的卡片阵列中最下面的卡片。
侧面板1L和1r的低端可能具有接合或夹持构件或部件2L和2r，它们向内伸入存储槽内以方便特定卡片c的竖直堆放的列。第一或顶部卡片通过与部件2L和2r的接合被止动或夹持，同时保持其它卡片在顶部卡片后排列在卡片存储区3内，与水平面垂直放置。低端支撑面1bt和侧面接合构件2L和2r的放置确定了装卡或夹持位置f。这些特征确定了夹持构件e可以包括一个由杆件6和中心辊7组成的排列装置4。
杆件6可能具有一个缩小的或者较小的、能够插入垂直的长孔5L和5r的端部。辊7固定在杆件6的中部，可由橡胶制成。辊7在抓取位置f处位于起始顶部卡片c的上方。辊7的表面可能与卡片c的上边缘接触，把卡片c对齐在装卡位置。
因为卡片以竖直排列的方式存储，其重量由底板1b承受，在顶部卡片后排列的多张卡片的累计重量或压力相对较小，因而可以防止对卡片造成破坏。
参考图3，显示了具有一个窗口u的自动贩卖机v的基底示意图。窗口u使得用户能看到一张竖直放置的卡片c，这样卡片c的设计和内容就可以被从自动贩卖机的外面看到。阻止构件19位于侧面板1L和1r的外伸法兰上，阻止构件具有条和棒状外形，位置在底板1b的端部1bt之前。阻止构件19和端部1bt之间的距离小于卡片c的高度。正如可以看到的一样，阻止构件19在一个竖直面内横贯整个视觉空间，该竖直面与竖直卡片阵列c所在的竖直面之间有一个偏差。因此，希望阻止构件19由透明材料制成，这样它就不会阻挡用户的视线。为进一步方便重力输送卡片c，在卡片存储区3的底板1b上放置有重量构件12用来提供推动卡片阵列向下移动到装卡位置的推力。因此，重物12将在重力的作用下，沿底板1b向下滑动，底板1b的倾斜角度应该允许重物12的运动。
发放设备或装置d包括一对L形状的臂杆12L和12r，其固定方式允许绕转动轴11f转动。支撑杆13分别固定在第一杠杆12L和第二杠杆12r的端部上。在支撑杆13上安装的是抓取构件或圆盘14，该圆盘固定在支撑杆13的中间位置上。从图4种可以看到圆盘14的剖面视图。抓取盘14具有一个包括锥体状端部14t的圆柱体14b，端部14t支撑着一个环状扩展盘14s。圆盘14s和端部14t结合起来确定了一个空间区域14c。圆盘14s可能以光滑柔韧并能经受和卡片件的反复接触的材料制成。这样一种材料可为柔性聚亚胺酯。支撑杆通过一个圆柱体14b上的安装孔或钻孔14h。螺栓14n用来将圆柱体14b固定在支撑杆13上。
如所示，例如，在图3中抓取构件14可能在抓取位置f和待发放位置w之间的预定路径上转动，抓取位置f允许抓圆盘14将卡片c粘附起来，而待发放位置w在片c前的水平面上。该备用位置w可以通过按顺时针方向转动轴11f到达。在这个位置时，抓取构件14位于端部1bt之下，并且从位于装卡或抓取位置f的卡片c上移开。当抓取构件14在待发放位置w和抓取位置f之间移动时，抓取构件将位于端部1bt和阻止杆件19之间。
参考图3，驱动装置21可为电动机，用于通过一个齿轮传动机构转动轴11f。齿轮传动机构包括安装在连接电机轴22上的小齿轮23，它内接齿轮25，齿轮25又转动与安装在轴11f上的齿轮27啮合的小齿轮26。小齿轮23固定在电机的输出轴22上，其间有一个减速器，安装在基底2的内侧。齿轮25和26固定在轴24上，可以转动。轴24也安装在基底2上，可以转动。
参考图1和图5，监测抓取构件14的位置监测装置30包括固定在底板2上的具有L构形的安装支架31。待发放位置监测传感器32和抓取位置监测传感器33也固定在底板2上。这些传感器可以是例如接近传感器、光电传感器或者其它传统传感器，用来监测轴11f的位置。在图1所示的优选结构中，伸展构件34固定在第二杠杆12r的端部，可以在传感器位置32和33之间的沟槽内移动。如图1所示，如果第一杠杆12L和第二杠杆12r被逆时针方向移动，待发放传感器32转到待发放位置w。当两杠杆按顺时针方向移动到抓取位置，传感器33转换到抓取位置f，以便抓取构件14可以和卡片c进行抓取接触。
在端板1bt下安装的是卡片导向构件40，它能够形成一个矩形外形而且能够固定在底板2上。卡片引导件40位于阻止构件19之下，能够接受从抓取构件14上释放的卡片c，以便在重力的作用下使卡片滑向自动贩卖机的开口。图1中显示的卡片传感器41可以被固定在卡片引导件40的基座上，用来测量通过卡片引导件40传送的卡片c。这个传感器41可能是光电传感器。
参考图5中的电路示意图，控制装置50可能包括包含微处理器51、随机存取存储器52和只读存储器53的微处理装置。这个控制设备可以接受从待发放位置传感器32、抓取位置传感器33和卡片传感器41传来的信号，还可以接受用户通过入口输入的发放信号pg。电机21和视像显示器54，例如，在自动贩卖机的外部显示器，可以被控制设备50控制。视像显示器54可以提供机器状态、偶尔的错误信号以及进一步向用户提供工作信息。
参考图6和图7，可以说明第一实施例的工作过程。在待发放的情形下，卡片c位于存储区3底板1bt上的装卡位置。在这个位置，下端多数卡片竖直排列在抓取位置f上，与分别由左右接触构件形成的抓取构件接触。辊7与卡片上边缘接触。正如可以从图3中看到的一样，用户可以通过自动贩卖机上适当的展示窗口观看卡片的表面。想要得到卡片的用户可以启动自动贩卖机，设备将随后产生发放信号pg，信号传递到微处理器51。例如，用户可能通过在自动贩卖机中放入硬币而购买了一张电话卡，贩卖机随后产生发放信号pg。微处理器51然后启动控制程序以对发放信号做出发应，如图6所示。
判断步骤s1指出弹出一张卡的发放信号是否已被接收。如果已被接收，步骤2开始起动电机21，因而第一臂杆12L和第二臂杆12r将以适当地降低的速度按逆时针方向转动，正如图7中显示的弧线轨迹一样。抓取构件14将向上移动接触到位于抓取位置的卡片c的表面。抓取位置传感器33检测到工作件34的进入，在步骤s3中提供一个信号指出抓取圆盘的工作位置。步骤s4中的控制信号指出电机21已经停转。卡片c表面的中心通过空间14c的真空压缩附着于其上，这样确保它可以随抓取构件14安全移动。控制程序使电机21按预定的时间保持在停止位置上，如图5中步骤s5所示，然后在步骤s6中使电机反转，这样发放装置中的第一杠杆12L和第二杠杆12r分别按逆时针方向转动，如图7所示。当第一杠杆12L和第二杠杆12r移动到水平位置后，待发放位置传感器32检测到工作件34并输出一个适当的信号，如步骤s7所示。然后电机在步骤s8中停止。在这个运动过程中，卡片c的中心弯成曲线状或弧状，以允许卡片c的左右两端从夹持构件2r和2L中释放。由于发生弯曲，卡片的宽度变小了，卡片c就能够通过第一阻止件2L和第二阻止件2r并得到释放。随后卡片阵列中的卡片c将在重物12的重力作用下向下滑动，重新在装卡位置与第一阻止件2L和第二阻止件2r接触。
附着在抓取构件14上的卡片将与端部1bt接触，并与阻止构件19接触。抓取构件14将松开，其结果是卡片c被释放并在反作用力的作用下被弹起来，同时将被从端部1bt释放，这样它就将落入卡片引导件40中并被导向出口位置，发放给用户。如果在某些情况下所取卡片的下端被从端部1bt释放，并与卡片引导件40的上端接触，卡片c将被卡片引导件40的上端和阻止器19阻止，而且抓取圆盘14将被很容易地从卡片上移开，这样卡片就能够被释放并被导向物品出口。
当卡片c落入卡片引导件40中时，卡片传感器41可以检测到卡片c的通过，并且能够输出一个检测信号pf。再次参考图6，如果卡片的发放在步骤s9中被检测到，发放过程就结束了。然而，如果信号pf在步骤s9中没有得到确认，控制程序进入步骤s10以确定输出信号pf是否出现了两次。如果输出信号pf只出现了一次，控制程序将退回到步骤s2，重新开始移动卡片c的尝试过程。当信号pf被接收了两次，那么如步骤s11所示，将提供一个输出信号以输出异常信号，此时系统停止运行。异常信号可以被显示出来，例如，在诸如液晶显示器之类的视像显示器54上显示。
本发明可以在本专利公开的精神和范围内做一些修改。例如，卡片夹h的底板1b可以位于水平位置而不是倾斜一个角度，因而重物12将被弹簧偏压板代替用来压紧处于竖直装卡位置的卡片阵列。作为一个附加的修改，抓取构件14可能含有一个辅助吸盘用来帮助吸紧卡片c的表面。
也可能包含一个第一导向板gL，位于第一侧面板1L和卡片引导件40之间的区域内；和一个第二导向板gr，位于第二侧面板1r之间的区域内，以提供卡片引导件，如图1中的点划线所示。所以，如果卡片c碰巧弹回并滑出，卡片c将被第一导向板gL和第二导向板gr引导进入卡片引导件40。
参考图8，显示本发明的另一种优选结构。基本上，第二实施例的构造与第一实施例相同，这里仅对有别于第一实施例的组件进行说明。
阻止件19可能会被管道100覆盖，以提供一个具有较大摩擦力的部件。管道100可以由例如硅树脂材料制成，这种材料高度透明，因而购买者或者用户仍然可以通过自动贩卖机的显示窗口看到卡片c。另一种办法是管道100可以用聚亚胺酯或者MBR制成，这些材料的透明度不是很高。
较大摩擦力部分管道可以通过直接在阻止件19的表面上增加树脂类粉末来达到，进一步，阻止件19可以在其表面上压制预定的不平坦结构或者摩擦表面。
在对第二实施例的工作中，当第一杠杆12L和第二杠杆12r按逆时针方向转动到水平位置，它执行和第一中优选结构步骤7中相同的功能。当抓取构件14在装卡位置与卡片接触时，电机21反向转动，从卡片阵列中抽取出来的卡片c的下边缘受到端部1bt的阻挡，其上边缘受到阻止件19的阻挡。在这种情况下，卡片c由端部1bt夹持并和阻止件19上的管道100的摩擦表面接触。当抓取构件14进一步回收，卡片c的上端部分已经与高摩擦力部分接触，因此将停止相对管道100滑动。除此之外，卡片c不能弯曲，这样由于端部1bt处和阻止件19处的夹持力将大于抓取构件14施加的抓取力，抓取构件14将与卡片c脱离。因此，卡片c将落入卡片引导件40中而被导向物品出口。
那些领域内一般技术人员会理解，对于刚才所述的优选实施例来说，可以进行各种修正和改变，而不偏离本发明的精神和范围。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，可能以与这里所描述的结构不相同的形式实施本发明。