一种高速定位自动按键方法及装置

技术领域

本发明涉及金融及办公自动化领域，尤其涉及一种高速定位自动按键方法及装置。

背景技术

在企业网银使用过程中，财务人员往往需要登录网银手动下载历史明细和余额信息，用户在使用前，先输入开机密码，之后按确定后出现动态密码，用户将动态密码输入到网页完成登录过程。海外银行提供动态密码器给企业进行日常网银管理动作。银行用的动态密码器是一种安全认证设备，也称为OTP（One-TimePassword）设备或令牌。它是用于增强银行账户和交易的安全性的一种工具。其通常是一个小巧的电子设备，其输入端外观类似于计算器。有些银行也提供手机应用版本的动态密码器，用户可以通过手机生成动态密码，但是最终密码的输入还是需要通过类似计算器的电子设备进行输入。由于银行同时要进行多个账户的操作，为了提高登录效率同时也减少输入的误差，申请人设计了如专利号为：202221933838.2的实用新型《一种基于RPA技术的网银UK自动按键操作装置》。在该已授权专利中，公开了一种基于RPA技术的网银UK自动按键操作装置，包括底盘、滑轨组件、按压组件，滑轨组件安装在底盘上，按压组件安装在滑轨组件上且能够沿滑轨组件进行X/Y轴的移动，所述按压组件包括安装座、驱动电机、按压杆、传动单元，驱动电机固定在安装座上，按压杆沿竖直方向滑动连接在安装座上，所述驱动电机的输出端通过传动单元与按压杆连接，按压杆的下端设有触头，用于点击网银UK设备上的数字按键，底盘上设有用于放置网银UK设备的作业区域，安装座上设有摄像组件，用于拍摄放置在作业区域内的网银UK设备的显示屏内容。该实用新型能够自动对网银UK设备进行按键作业，减少了人工工作量，提高了工作效率以及操作的准确性。

由此可见，现有技术中的机械臂设备，通过双轨定位控制机械臂活动，这样配合视觉识别系统，在无需改变物理结构的前提下就能实现不同尺寸的动态密码器的兼容工作。但是这样的机械臂在使用过程中有一个瓶颈，这是因为在输入每个密码字母的时候，机械臂的导杆需要经历一个抬起-定位-移动-按下的过程。每个按键的动作有最小的操作时间，且这个时间很难缩短。随着银行业务的繁忙，现有技术中的机械臂按键速度已经无法满足用户的需求。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是解决机械臂自动输入密码时耗时依然过高的问题，在保证整个设备的可靠性前提下改变按键的模式，从而满足智能机械手臂在按压过程中以最短路径最快速度完成开机及密码输入动作。

为达到该目的，本发明涉及一种高速定位自动按键装置，用于对不同型号的动态密码器进行按键，包括整体支架，所述整体支架上安装有两条相互垂直的活动轨道，所述活动轨道上安装有按键单元，按键单元可移动到整体支架范围内任一位置；所述按键单元至少包括输入装置、驱动装置以及作业装置，其中：输入装置用于获取对应动态密码器型号尺寸及需要输入的密码信息；驱动装置用于控制作业装置的按压幅度；作业装置用于执行按键；还包括至少一个处理器，所述处理器控制驱动装置在按键过程中确保作业装置持续压触在动态密码器表面并以最短路径依次遍历所需按下的按键。

优选的，所述驱动装置包括步进电机，所述步进电机的转轴上设有摇臂转力组件，所述摇臂转力组件末端设有压迫轮，所述压迫轮压在导杆尾部的接触件上，所述导杆通过轴承安装在支撑板上，接触件和支撑板之间的导杆外侧套接有弹簧，导杆顶部设有半球形的触头。由于动态密码器表面无法保证绝对的平整，因此需要由这样的结构来提供一个稳定、持续且精准的控制力。同时这样的结构提供的优化的施力也能尽可能减少触头受到的摩檫力。

优选的，所述支撑板处于水平位置，支撑板上设有限位杆，限位杆垂直于支撑板，导杆尾部的接触件紧贴于限位杆。通过这样的结构确保导杆及触头活动时不会跑偏。

优选的，所述压迫轮为聚甲醛材质。聚甲醛轮即POM轮具有优异的物理性能：具有高硬度、强度和刚度，使其能够承受较大的载荷和应力，具有较长的使用寿命。并且它还具有较低的摩擦系数，使得它可以在滑动和滚动操作中提供平稳的运行，减少能量损耗和噪音。

优选的，所述触头卡接于导杆末端，触头为聚四氟乙烯材质。聚四氟乙烯是一种具有良好滑动性和低摩擦系数的聚合物材料。用其制作触头是因为它能够提供光滑的滑动体验，减少触头在动态密码器的表面上的阻力和摩擦。但是即便如此，由于触头的使用率很高，触头需要每天进行检查，如果其表面出现肉眼可见的不平整的结构则需要更换该触头。

优选的，导杆顶部设有电容笔触头。现在有部分动态密码器也采用了触摸屏作为输入部。此时用电容笔触头进行滑动操作要优于普通的触头。

优选的，所述输入装置为第一摄像装置或指定数据端口，所述数据端口带有加密装置。初始的输入信息是由第一摄像装置进行读取，或者直接由数据端口获取信息。由于该信息为高度机密信息，数据端口带有加密狗或其它加密装置进行加密处理。

优选的，所述整体支架底部设有第二摄像装置，所述第二摄像装置上设有水平尺。第二摄像装置用于拍摄动态密码器的外部结构状态以及水平状态。

优选的，还包括存储设备，用于存储一个或多个按键策略程序，以及程序执行时产生的数据。所述数据包括图像数据和信息反馈数据，这些数据是后期设备优化的基础，使用者通过这些采集的数据不断提高设备的使用性能。

本发明还包括一种高速定位自动按键方法，应用于所述的装置，用于对动态密码器进行按键，包括所述步骤：输入装置获取对应动态密码器型号尺寸及需要输入的密码信息，作业装置移动到需要输入的初始位置做好输入准备；处理器根据需要输入的密码信息设计作业装置移动的最短路径；作业装置的触头根据处理器的指示在动态密码器表面通过滑动的形式完成密码输入。

优选的，设计作业装置移动的最短路径的具体方法为：将每个按键视为一个圆形，判断该圆形中按压有效区域，在按压有效区域中寻找和下一个需要按下的按键的按压有效区域最接近的一个接触点，根据实际密码依次且不后退地遍历对应按键。

优选的，当需要连续输入相同数字时，在该数字对应按键上经历多个按压有效区域的接触点，且最后一个数字对应的接触点和下一个需要按下的按键的按压有效区域最接近。大部分的动态密码器的按键在持续按压时会出现连点现象，这样只要保持在需要输入相同数字的按键上保持活动一段时间，足矣确保所需数量的数字出现后再离开该按键即可完成相同数字的连续输入。

优选的，所述作业装置的触头在按键过程中保持和动态密码器表面的接触，动态密码器的壳体和按键之间存在一个坡度，当触头从壳体压入到按键上时沿着该坡度进行且无需抬起触头，按键在触头作用力下向下发生形变，触头位置随之下降，当触头位置和壳体处于同一水平面上时触头和按键脱离接触。这样的按键进入和离开的模式是最理想的。在一些情况下，例如需要连续输入相同数字，或者动态密码器按键表面有污损等情况下可能无法实现理想的按键动作。但是在处理器控制的驱动装置作用下，依然能确保按键工作顺利完成。

优选的，在作业前通过第一摄像装置和第二摄像装置判断对应动态密码器的型号、尺寸、按键状态以及是否稳定处于水平状态，在非水平状态下无法启动按键作业。

本发明主要应用在网银的动态密码器的自动按键工作中。与现有技术所述的按键作业相比，现有技术通常是通过抬起-定位-移动-按下的动作来进行按键。其按下的动作产生的力直接作用在动态密码器按键位置上。长时间多次按压后非常容易损坏设备。而本发明在首次按下后通过滑动的方式进行按键作业，减少按键触头抬高高度，缩小停顿时间，减少了对按键的直接对冲力，有效延长了动态密码器按键的使用寿命。再通过最短路径计算，确保滑动按键的过程中无需走回头路，减少智能机械手臂单次运行的工作时间，延长智能机械手臂的使用时间。本发明应用在动态密码器专有领域，使用场景对于设备的精准性有较高的要求。本发明旨在通过最高效的算法实现设备使用的最高利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本发明一种高速定位自动按键方法及装置的流程示意图。

图2为本发明一种高速定位自动按键方法及装置的整体结构示意图。

图3为本发明一种高速定位自动按键方法及装置的按键单元结构示意图。

图4为本发明一种高速定位自动按键方法及装置的动态密码器表面按键位置示意图。

图5为本发明一种高速定位自动按键方法及装置的动态密码器表面按键按压有效区域位置示意图。

具体实施方式

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。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。

本发明通常结合在银行的RPA控制系统中使用。RPA控制系统是一款控制软件；系统主要提供的功能包括：动态密码器2基础信息配置：如开机密码设置、密码器过期日、设备类型。还包括任务配置：设置系统任务配置，定时定点启动相关任务，并且配置按键单元的控制：通过处理器发出的指令，将系统中的参数配置转换成相关指令发送到按键单元，调度驱动装置6控制导杆71实现双轨移动定位的触点滑动按压动作。

这里对动态密码器2的工作原理进行一个解释，动态密码器2基于时间同步算法生成一次性密码。用户在进行网上银行或其他金融交易时，需要输入动态密码器2显示的当前有效密码才能完成认证。现在是银行需要对大量账号进行操作时，通过设备能高速且无误地输入该一次性密码。

如图2、图3所示，为了实现所述的效果，本发明涉及一种高速定位自动按键装置，用于对不同型号的动态密码器2进行按键，包括整体支架1，所述整体支架1上安装有两条相互垂直的活动轨道4，即所述的双轨。所述活动轨道4上安装有按键单元，这两条相互垂直的轨道确保按键单元可移动到整体支架1范围内任一位置。所述按键单元至少包括输入装置5、驱动装置6以及作业装置7。还包括至少一个处理器，所述处理器控制驱动装置6在按键过程中确保作业装置7压触在动态密码器2表面并以最短路径依次遍历所需按下的按键。

根据初始信息来源的不同，输入装置5为第一摄像装置或指定数据端口，所述数据端口带有加密装置。如果初始的输入信息是显示在其它设备上的时候，此时由第一摄像装置进行图形的读取和识别，将识别的密码发送给处理器，由处理器来生成触头76滑动的路径。该密码也可以直接由数据端口获取，由于该信息为高度机密信息，数据端口带有加密狗或其它加密装置进行加密处理。除此以外，第一摄像装置还用于获取对应动态密码器2型号尺寸。这样才能根据动态密码器2型号尺寸设计更为精准的按键路径，减少触头76在作业过程中的摩擦。

所述驱动装置6包括步进电机61，所述步进电机61的转轴上设有摇臂转力组件62，所述摇臂转力组件62末端设有压迫轮63，所述压迫轮63压在导杆71尾部的接触件74上。所述压迫轮63为聚甲醛材质。聚甲醛轮即POM轮具有优异的物理性能：具有高硬度、强度和刚度，使其能够承受较大的载荷和应力，具有较长的使用寿命。并且它还具有较低的摩擦系数，使得它可以在滑动和滚动操作中提供平稳的运行，减少能量损耗和噪音。所述导杆71通过轴承72安装在支撑板73上，接触件74和支撑板73之间的导杆71外侧套接有弹簧75，导杆71顶部设有半球形的触头76。由于动态密码器2表面无法保证绝对的平整，因此需要由这样的结构来提供一个稳定、持续且精准的控制力。同时这样的结构提供的优化的施力也能尽可能减少触头76受到的摩檫力。

支撑板73是实际安装在双导轨上并调整导杆71下方触头76坐标位置的装置。所述支撑板73处于水平位置，支撑板73上设有限位杆77，限位杆77垂直于支撑板73，导杆71尾部的接触件74紧贴于限位杆77。通过这样的结构确保导杆71及触头76竖直运行，在实行按下作业时不会跑偏。

作业装置7通常指的是导杆71以及卡接于导杆71末端的触头76，触头76为聚四氟乙烯材质。聚四氟乙烯是一种具有良好滑动性和低摩擦系数的聚合物材料。用其制作触头76是因为它能够提供光滑的滑动体验，减少触头76在动态密码器2的表面上的阻力和摩擦。但是即便如此，由于触头76的使用率很高，触头76需要每天进行检查，如果其表面出现肉眼可见的不平整的结构则需要更换该触头76。

对于服务于触摸屏的动态密码器2时导杆71顶部设有电容笔触头76。现在有部分动态密码器2也采用了触摸屏作为输入部。此时用电容笔触头76进行滑动操作要优于普通的触头76。

此外，所述整体支架1底部设有第二摄像装置3，所述第二摄像装置3上设有水平尺。第二摄像装置3用于拍摄动态密码器2的外部结构状态以及水平状态。例如某个动态密码器2背面贴了装饰贴纸，此时该动态密码器2就比通型号的动态密码器2高0.7-1毫米。这个高度差有可能会影响触头76的使用效果。而第二摄像装置3获取到这个高度差信息后即可由处理器调整驱动装置6所施加的压力，使得触头76在最佳工作状况下进行作业。并且在作业前通过第一摄像装置和第二摄像装置3判断对应动态密码器2的型号、尺寸、按键状态以及是否稳定处于水平状态，在非水平状态下无法启动按键作业。

还包括存储设备，用于存储一个或多个按键策略程序，以及程序执行时产生的数据。所述数据包括图像数据和信息反馈数据，这些数据是后期设备优化的基础，使用者通过这些采集的数据不断提高设备的使用性能。

如图1所示，本发明还包括一种高速定位自动按键方法，应用于所述的装置，用于对动态密码器2进行按键，包括所述步骤：输入装置5获取对应动态密码器2型号尺寸及需要输入的密码信息，作业装置7移动到需要输入的初始位置做好输入准备；处理器根据需要输入的密码信息设计作业装置7移动的最短路径；作业装置7的触头76根据处理器的指示在动态密码器2表面通过滑动的形式完成密码输入。如图4所示，设计作业装置7移动的最短路径的具体方法为：将每个按键视为一个圆形，判断该圆形中按压有效区域，在按压有效区域中寻找和下一个需要按下的按键的按压有效区域最接近的一个接触点，根据实际密码依次且不后退地遍历对应按键。

在一些特殊情况下，例如当需要连续输入相同数字时，在该数字对应按键上经历多个按压有效区域的接触点，且最后一个数字对应的接触点和下一个需要按下的按键的按压有效区域最接近。大部分的动态密码器2的按键在持续按压时会出现连点现象，这样只要保持在需要输入相同数字的按键上保持活动一段时间，足矣确保所需数量的数字出现后再离开该按键即可完成相同数字的连续输入。

以下以具体实施例来说明本发明的具体情况：

实施例1：本发明常规使用方法：将动态密码器2放置到本发明的整体支架1中。如果是动态密码器2可以任意摆放。但是如果放入多个动态密码器2则需要尽量将多个动态密码器2同向整齐排列。单个第一摄像装置和第二摄像装置3采集到动态密码器2状况并且确认设备处于水平状态下，则开始进行操作。

在本实施例中输入装置5为第一摄像装置，第一摄像装置拍摄到显示器上显示开机密码是“487489”。将该数据发送回处理器，处理器开始设置作业装置7移动的最短路径。设计作业装置7移动的最短路径的具体方法为：将每个按键视为一个圆形，判断该圆形中按压有效区域。如图中所示，每个按键无需按压在中心部分，只需按压在其边缘的按压有效区域同样能成功输入数字。在整个动态密码器2中，其开始位置是统一的，即F1按键位置。在处理器设置作业装置7移动的最短路径时，支撑板73沿着双轨道先定位到F1按键位置。如图5所示，此时F1按键上也具有8个点位：{A、B、C、D、E、F、G、H}。该8个点在图中是呈一个圆形排列。实际这是理想状况。这里8个点所在的圆形就是按压有效区域的边缘。如果触头76按在更靠按键边缘的位置时有可能会产生无效的输入。按接在该区域的几个点上则可以保证该次按压动作必然有效。

当然，很多情况下按压有效区域边缘未必为圆形，也可能是椭圆形或者多段曲线的拼接。但是无论是什么形状的按压有效区域，处理器根据下一个按键的位置来判断实际按压的点位。本实施例中按下F1后需要接着按下“4”这个按键。可以看到虽然点位C是距离按键“4”距离最近的一个点，但是如果选择了按键F1上的点位C,接下来就很难避开按键“7”。所以在本实施例中按键F1上最佳的切入点实际为点位B或点位D。而具体选择哪个点位要根据接下来的后续按键位置决定。在本实施例中按键“4”后需要按下按键“8”。因此选择从按键F1的点位B出发，切着按键“7”的边缘（实际并未按压到按键“7”）后以弧线切入按键“4”的点位G是最佳选择。因为按照这样的路径轨迹，在进入按键“4”的有效按压区域后可以顺势进入到按键“8”中。而如果在按键F1中选择了点位D出发，则进入按键“4”的有效按压区域后需要回退。这里需要注意的是由于本发明的双导轨上的支撑板73也是由电机驱动的，因此回退时要考虑齿隙误差，不仅使得滑动按键的流程产生的迟滞，影响了按键速度，而且还会出现较大的误差。本实施例中选择的路径则不会出现回退的动作，使得路径连贯，是最优解。同理，由于按键“8”后需要进入按键“7”，因此路径选择在经过了按键“4”的点位G后以曲线的形式进入按键“8”的点位A。以此类推，后续的路径是按键“7”的点位D，按键“4”的点位F，按键“8”的点位D以及按键“9”的点位A。密码输入完毕，作业装置7抬起。

整个过程中驱动装置6中的步进电机61，通过摇臂转力组件62调整摇臂转力组件62末端的压迫轮63，所述压迫轮63压在导杆71尾部的接触件74上根据不同位置调整导杆71的受力。在触头76位于动态密码器2的壳体位置时，导杆71上的受力较小，尽量减少触头76和壳体表面的摩擦。而当触头76位于对应按键上按压有效区域时，压迫轮63施加确保完成按压工作的力，避免无效按压的出现。在整个按键作业的过程中，触头76抬升的高度保持低于不受力状态下单个按键的最高高度，通过降低按键触头76抬升、下降的过程时间，保证在最短的时间内完成按键动作。这个过程中主要节约了抬起触头76以及提升了移动速度。现有技术中，触头76在按下每个按键后都需要完全抬起。整个抬起和压下的时间至少需要0.3秒。而本实施例中触头76抬起高度与按键最高高度持平，这样只需要0.05秒。同时优化了路径，对下个按钮按压的时间控制还能额外节约0.15秒。通过精确计算在执行连续按压按钮时每个步骤的执行时间分布：

首次放下触头76以及最终提起触头76动作共需0.3秒时间；

经过每个按键位置按压微动作控制在0.1秒以内；

3）移动时间根据按键距离控制在0.1-0.2秒，按照平均值0.15秒计算；

4）按压当前按钮控制在0.1秒以内。

以本实施例中总6位密码外加启动按键共7个按键计算，共除了首次按下和最终提起合计0.3秒外，后续共6段按压，6段移动，合计0.3+1.5+0.6，共计2.4秒。而如果采用现有技术中的未优化过的双导轨按压机械臂，这个过程至少7次按压提起的作业合计2.1秒，以及6段移动以及定位合计2.4秒，共计4.5秒时间。

很显然，和现有技术相比，单个动态密码器2的密码输入能节省2.1秒计。单个银行网点一天要处理1000-2000个账号，这样就能节省35-70分钟的时间。更为重要的是，银行中很多交易都有窗口期，一旦错过窗口期，交易会未成功。而通过本发明可以在窗口期内促成更多交易，实现更高的经济价值。而且和现有技术中相比，现有技术中采用机械臂按键后动态密码器2中通常按键的使用寿命仅有12000次。而采用本发明所述的滑动按键的方式，单个按键的使用寿命可以确保在30000次以上。

在本实施例中最优的工作状态是：所述作业装置7的触头76在按键过程中保持和动态密码器2表面的接触，动态密码器2的壳体和按键之间存在一个坡度，当触头76从壳体压入到按键上时沿着该坡度进行且无需抬起触头76，按键在触头76作用力下向下发生形变，触头76位置随之下降，当触头76位置和壳体处于同一水平面上时触头76和按键脱离接触。这样的按键进入和离开的模式是最理想的，且可以进一步缩短操作时间。

实施例2：当出现需要连续按键的情况：

和实施例1相同状况，但是将需要输入的密码改为487789，此时按键“8”进入按键“7”后需要连续按下“7”。我们利用了按键长时间按压后会连续输出的特点来实现。观察按键“7”后的去向，在本实施例中只需保证按压按键“7”达到一定时间，使得产生第二个7后，且在产生第三个7之前离开按键“7”进入按键“8”即可实现。实际操作过程中，为了在按键“7”的按压有效区域中保持足够时间，需要从按键F1的点位D出发，进入按键“4”的点位F，然后进入按键“7”的点位C，以一个弧形转向按键“7”的点位E。由于按键结构都是中间位置高于边缘位置，所以在按键“7”中触头76的运动会受到一个阻力，保证其在按键“7”中保留足以输出两个数字7的时间。由按键“7”的点位E出来很方便进入按键“8”的点位A。这样也实现了连续输入相同数字的最优解。由此可见路径选择和实际输入密码内容相关，而并非固定的唯一选择。

这样的实施例是类似连续按键中较难处理的状况，但是通过本实施例中的解决方案，在没有损失按键速度的情况下，顺利完成了按压的工作。但是在在本实施例中无法实现理想的按键动作。其余类似动态密码器2按键表面有污损等情况下也同样无法实现理想的按键动作。但是即便如此实现本实施例中实现6位密码输入也保证在3秒以内。

实施例3：当动态密码器2采用的是触摸屏时：

此时需要将触头76更换为电容笔触头76。且此时无需考虑按压有效区域的问题，整个路径尽量沿着各个按键的切线位置行进即可。但是在本实施例中需要考虑到第一摄像装置所拍摄到的按键位置和实际有效的按键位置有偏差的问题。尽可能在使用前先进行测试，从而提高产品的可靠性。

在此需要说明，虽然图中对于按压有效区域上的接触点进行了例如字母“A、B、C”的标注，但是这些标注仅仅是为了用于解释本发明中的路径寻找方式。而不是实际意义上存在的标注点。

虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。