一种具有弹夹货道的售货机的出货装置及可靠出货方法与流程

本发明涉及一种具有弹夹货道的售货机的出货装置及可靠出货方法。

背景技术：

自动售货机运营时，货物(商品)的外型体积重量等各不相同，同一台机器需要有多种出货方式。现有的自动售货机中，各种货道出货有卡塞和出货不到位的情况；弹簧货道在推出较重货物后，弹簧可能回弹，造成货道位置状态检测不正确从而影响下一次出货；同步带货道出货时如果货道中无货物或者状态检测出错，其推板可能卡在货道末端；弹夹货道推出重量较大且光滑的货物时可能出现一次送出多件货物的情况。这些都不利于售货机的正常运营。

有必要设计一种具有弹夹货道的售货机的出货装置及可靠出货方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有弹夹货道的售货机的出货装置及可靠出货方法，该具有弹夹货道的售货机的出货装置及可靠出货方法易于实施，能提高出货机构动作时的可靠性。

发明的技术解决方案如下：

一种具有弹夹货道的售货机的可靠出货方法，所述的自动售货机内的货道为弹夹货道；

弹夹货道的出货装置采用推杆控制铰链式闸门实现出货，推杆由推杆电机驱动，推杆到达最前端时，前闸门封闭，推杆到达最后端时，前闸门打开，后闸门封闭以避免后续的商品送出(即每次只送出一个商品)；推杆电机收到出货指令时，当推杆到达最后端后，mcu控制电机停止动作t3时间，以避免一次出2个或多个商品。t3为0-1.25s，即大于0且小于或等于1.25s，送出的货物重量较大且光滑时，中间停顿时间可为500毫秒。

推杆电机收到的出货指令为带停顿时间的出货指令；停顿时间预先被设定，如基于产品重量设定，或基于产品种类设定。

一种用于具有弹夹货道的售货机的出货装置，采用前述的方法提高出货可靠性；

所述的出货装置对应的货道为弹夹货道。

自动售货机内设有主控mcu，在出货装置内设有从控mcu；主控mcu与从控mcu通信连接；本发明采用rs485接口通讯连接。

从控mcu通过驱动电机控制所述货道的出货动作。

主控mcu连接有键盘(或触摸板)、存储器和液晶显示器。

售货机内还设有弹簧货道；所述的弹簧货道包括弹簧与驱动弹簧旋转的弹簧驱动电机；商品的下端放置在弹簧中，弹簧旋转时，基于螺旋推送原理将商品依次推出。

弹簧驱动电机的转轴上设有传动齿轮；自动售货机内设有检测传动齿轮旋转的齿轮旋转状态检测装置；齿轮旋转状态检测装置与mcu相连；

齿轮旋转状态检测装置检测到齿轮旋转超过预定角度(如旋转一圈或2圈)后，mcu控制弹簧驱动电机延时工作t1时间(t1时间范围为50-150ms，优选100ms)以防止弹簧反弹，避免弹簧反弹造成的信号干扰。

齿轮旋转状态检测装置为码盘或第一光电传感器，如可以是齿轮上设有反射片，反射片与光电开关配合；在本发明中，齿轮上设有弧状腰型孔，齿轮的两侧分别固定有光电开关的发射端和接收端，发射端发出的光线穿过所述的弧状腰型孔能射到接收端，从而检测齿轮的位置。

售货机内还设有同步带货道，在同步带货道上设有第二光电传感器，当mcu检测到第二光电传感器发出的有效电平信号后(本发明中，有效电平信号为高电平信号，简称h信号)，在t2时间内不再检测第二光电传感器的输出信号，避免信号反复时段。

t2时间为0.5-1.5秒。优选1秒。

在同步带货道上设置与mcu相连的推板位置检测模块；推板位置检测模块被触发后，mcu控制同步带货道的驱动电机自动断电，避免了同步带货道的推板的卡塞。

推板位置检测模块为霍尔传感器、光电开关或行程开关，优选行程开关。

或者，在同步带货道上设置行程开关，行程开关触发时，无需通过mcu直接通过继电器控制同步带货道的驱动电机自动断电。

有益效果：

本发明的具有弹夹货道的售货机的出货装置及可靠出货方法，具体的，通过延时、设置停顿时间或增加检测器件(如行程开关)，提高执行机构动作的可靠性，以及避免推板卡塞等，从而能显著提高出货的可靠性，以及保障整个机构运行更为顺畅。

具体的：

1.弹簧货道出货时，检测到弹簧已转动一圈完成一次出货时，仍延时100毫秒，这样可防止弹簧回弹

2.弹簧或同步带货道的位置状态检测到变化后，再次检测它的变化须间隔1秒，防止信号振荡

3.同步带货道出货时，其推板到达货道末端后，通过触发行程开关自动断开电源

4.弹夹货道出货时，可设置中间停顿时间及超时时长间。须送出的货物重量较大且光滑时，中间停顿时间可为500毫秒，这样可有效阻止第二件货物意外送出；停顿时间较短时，推力可持续，适应于较轻的货物。出货超时可根据具体使用环境设置，可避免推杆没及时到位时出现一次送出多件货物的情况。

综上所述，本发明能保障系统运行更稳定可靠，适合推广实施。

附图说明

图1为具有弹簧货道的售货机的出货装置的总体结构示意图；

图2为弹簧出货机构示意图(第一光电开关正对弧状腰型孔时的状态图)；

图3为弹簧出货机构示意图(第一光电开关错开弧状腰型孔时的状态图)；

图4为同步带出货机构示意图(推板前端无商品且行程开关被触发时的状态图)；

图5为同步带出货机构示意图(推板前端有商品且行程开关未被触发时的状态图)；

图6为弹夹式(铰链式闸门)出货机构示意图(前闸门关闭时的状态图)；

图7为弹夹式(铰链式闸门)出货机构示意图(前闸门打开时的状态图)；

图8为推杆位于后端(出货)时的结构示意图；

图9为推杆位于前端时的结构示意图。

图10为接货盒安装示意图；

图11为接货盒三维仰视示意图；

图12为接货盒三维侧视示意图；

图13为接货盒底部结构爆炸示意图；

图14为物品检测电路的原理图；

图15为包含人脸识别装置的副门面板部分结构示意图；

图16为售货机内接送饮料瓶的智能接货机构的立体图；

图17为接货盒底座的内部结构示意图；

图18为旋转出货示意图；

图19为保温出货口的结构示意图(第一视角立体图)；

图20为保温出货口的结构的结构示意图(第二视角立体图)；

图21为自动售货机箱体保温出货口出货原理示意图；

图22为自动售货机箱体保温出货口结构示意图(剖视图)；

图23为图22中a部分放大图。

图24为用于售货机的智能制冷系统冷风循环示意图(之一)；

图25为用于售货机的智能制冷系统冷风循环示意图(之二)；

图26为制冷模块结构示意图(含立板)；

图27为制冷模块结构示意图(不含立板)。

标号说明：1-内框、2-外框、3-盖板、4-第一磁铁、5-第二磁铁、6-第三磁铁、7-第四磁铁、8-商品；

21—接货盒，22—箱售货机柜体，23—副柜侧壁，24—售货机主门，25—隔离板，26—电容感应电路板，27—缓冲硅胶垫，28—底板，29—金属感应片。

201-卡扣，202-导向板，203-转轴，204-卡槽，205-挡板，206-弯折板。

31-接货盒底座、33-插板、34-销轴、35-传感器、36-控制电路板。

37-围板，38-阻挡部件，39-凸沿，311-立板，301-箱体，302-饮料瓶。

401-冷风道箱体，402-蒸发器，403-蒸发器风机，404-接水盘，405-压缩机，406-冷凝器风机；407-制冷系统横向压紧座，408-制冷系统横向压紧板，409-冷凝器风机罩，410-冷凝器，411-立板，412-送风机，414-冷风道，415-制冷模块盖板。601-与凸轮配合的扣板，602—副门面板，603电机光电开关。604-同步带，605-推板，606-商品，607—液晶屏，608—虹膜识别装置，609—人脸识别装置，610—指纹识别装置，611—读卡器，705-与电机光电开关配合的挡板。707-行程开关。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：如图1，自动售货机的管理人员根据实际情况通过键盘设置好各货道的类别，对弹夹货道同时设置其中间停顿时间及超时时间。设置数据在液晶显示器上显示并保存至存储器中。需要出货时，主控制cpu(即主控mcu)读取存储器中设置的参数，通过第一rs485接口向自动售货机内的货道驱动设备发送带参数的出货命令。货道驱动设备的从控制cpu(即从控mcu)从第二rs485接口收到出货命令后即驱动电机送出相应货物(即商品)。

(一)针对弹簧货道

当出货装置为弹簧货道时，电机光电开关与驱动电机的传动齿轮之间的起始位置如图2，此时电机光电开关的发射和接收管之间是通畅的，返回的状态为l，从控制cpu启动相应驱动电机后，电机光电开关与驱动电机的传动齿轮之间的位置发生变化。传动大齿轮转动到图3所示状态时，电机光电开关的发射和接收管之间从通畅变为隔断，返回的状态为l→h，在2毫秒内信号有多次反复，如果立即采样则可能得到不正确的信号，本发明采用的方法是检测到光电开关返回的h信号以后，在1秒内不再检测此光电开关，从而避开信号反复(振荡)时段，恢复检测后位置会处于图3这种稳定状态。当电机光电开关与驱动电机的传动齿轮之间的位置为图3时，光电开关返回的信号为h，此时从控制cpu须不断检测光电开关返回的信号，直到发现信号变为l，此刻弹簧已转一圈，货物已送出，从控制cpu应该立即停止驱动电机工作，以免下一个货物也送出。只是驱动电机停止工作后，如果送出的货物重量大则其弹簧会有反弹，本来电机停止后，电机光电开关与驱动电机的传动齿轮之间的位置为图2，此时光电开关返回的信号是正确的，如果弹簧反弹则位置会变为图3，这时光电开关返回的信号就不正确了。为了解决这个问题，本发明采用的方法是，从控制cpu检测光电开关返回为l时，延时100毫秒之后才停止驱动电机，这样，驱动电机正式停止工作后，电机光电开关返回的信号均为l，是正确的，避免了误检测。

(二)针对同步带货道

当出货装置为同步带货道时，平时电机光电开关的发射和接收管之间是通畅的，返回的状态为l，从控制cpu启动相应驱动电机后，当有货物送出时电机光电开关的发射和接收管之间从通畅变为隔断，返回的状态为l→h。在若干毫秒内信号有多次反复，如果立即采样则可能得到不正确的信号，本发明采用的方法是检测到光电开关返回的h信号以后，在1秒内不再检测此光电开关，从而避开信号反复(抖动)时段。同步带送出最后一件货物时，其位置如图5。如果同步带上已无货，从控制cpu仍收到出货命令，则其位置如图4，此时行程开关被压下，自动切断驱动电机的电源，从而避免了同步带货道的推板的卡塞。

(三)针对弹夹货道(即铰链式闸门货道)

当出货装置为弹夹货道时(其结构请参中国专利cn207233092u)，平时电机光电开关的发射和接收管之间被推杆末端隔断(见图9)，返回的状态为h，弹夹货道中的货物如图6所示，货物被外沿弹夹(即前铰链式闸门)拦住。从控制cpu启动相应驱动电机后，推杆末端退出槽型光电开关(见图8)，弹夹货道中的第一件货物被送出，第二件以后的货物被拦住(图7)，电机光电开关的发射和接收管之间从隔断变为通畅，返回的状态为l，此时如果仍让驱动电机工作，则第二弹夹栏杆很快就变为通道，货物停顿时间较短，当货物重量较大且光滑时，第二件及其后续货物均可能跟着第一件被送出货道。本发明的解决方法是，从控制cpu收到带停顿时间的出货命令，在此位置(此时推杆位于最后端的位置，此时为出货状态；相对的，推杆位于最前端时，为阻挡出货状态)停止电机运转，停顿时间为命令中的参数，可随货物不同而变化，越重的货物停顿时间越久，停顿时间到后再次启动电机，完成一次出货。

与凸轮配合的扣板用于在凸轮的配合下驱动推杆，从而控制铰链式闸门的开闭。

从控制cpu再次启动电机后，须检测电机光电开关603的状态，当电机光电开关的发射和接收管之间被推杆末端(即与电机光电开关配合的挡板602)隔断(见图9)，返回状态h，则关断电机完成一次出货。从再次启动至关断电机之间，如果检测的信号因某种原因没及时变化，则由于弹夹货道出货速度快可能会送出多件货物。本发明解决的方法是，从控制cpu收到带超时时间的出货命令，如果再次启动电机的时间达到此时间仍未到图9位置，也停止电机运转，这样保证不送出额外的货物。

如图10-15所示，所述的售货机的接货盒包括物品检测电路，设置于接货盒底部的金属感应片29(又称钣金片)作为物品检测电路的电容传感器，物品检测电路输出的电平信号用于表征接货盒中是否存在物品。所述的物品检测电路采用用于信号处理的芯片u1，芯片u1的型号为at42qt1011；芯片u1的3脚通过电阻r3接所述的金属感应片；芯片u1的3脚与4脚之间跨接有电容c3；芯片u1的5脚和2脚分别接直流电压端vcc和地；芯片u1的1脚通过上拉电阻r1接直流电压端vcc，芯片u1的1脚为芯片的信号输出端。物品检测电路还包括npn型的三极管q1；三极管q1的b极通过电阻r2接芯片u1的1脚；三极管q1的e极接地，三极管q1的c极通过电感l2接mcu的信号输入端口，mcu的信号输入端口还通过上拉电阻接直流电压端vcc(图中未示出)。物品检测电路用于输出脉冲信号或电平信号到mcu。各元件参数：l2＝10uh，r1＝10kohm，r2＝10kohm，r3＝10kohm，c1＝100uf，为钽电容，c2＝100nf，c3＝6.8nf。

金属感应片上覆盖有缓冲硅胶垫。接货盒底部设有隔离板25，金属感应片固定在所述的隔离板上，物品检测电路设置在电容感应电路板26(即pcb板)上，金属感应片与电容感应电路板相连。隔离板采用pc材质，具有隔离的作用，即将金属感应片与金属的机柜以及pcb板隔离，隔离板的另一个作用是固定金属感应片。所述的基于电容检测的自动售货机的接货盒，金属感应片通过螺钉或通过法兰螺母-螺栓机构固定在所述的隔离板上。

如图16-18，接货盒采用开合式结构，接货盒由升降驱动机构驱动，接货盒包括固定的底板和能活动的围板，围板的上端与底板边缘向上延伸的侧壁铰接，围板的上端还设有横向的边沿，自动售货机内还固定有与所述边沿适配的钩板。接货盒下降的过程中，钩板勾住围边的边沿，使得围板旋转，从而带动底板上的饮料瓶能脱离底板输出；围板为c形或o形。

自动售货机的机柜内还设有与所述接货盒向适配的保温门。

围板上设有插板，用于适配不同高度的饮料瓶。

一种接货方法，采用前述的基于电容检测的自动售货机的接货盒，利用饮料瓶是否存在引起底板中金属感应片的电容变化的原理，实现底板上是否存在饮料瓶的检测；采用物品检测电路将电容的变化量转换成电平信号或脉冲信号并输出到mcu。

接货盒采用开合式结构，在升降驱动机构以及钩板的配合下，能实现接货盒的自动旋转以输出物品。

接货盒21底部安装电容检测装置。商品传送至接货盒21，触发检测装置，检测信号反馈机器终端。所述接货盒21安装于副柜侧壁23。接货盒的底板28开有缺口，接货盒底部装有隔离板25，覆盖底部缺口，隔离板25上装有金属感应片29，通过法兰螺母与隔离板(pc板)连接，接货盒底板28装有电容感应电路板26，电容感应电路板26导线与金属感应片连接29，金属感应片29上覆盖有缓冲硅胶垫27，缓冲硅胶垫27与接货盒底板28、隔离板25固定连接。

如图,17，售货机的面板上设有人脸识别装置，所述的的身份识别装置为读卡器611、指纹识别装置610、虹膜识别装置608、人脸识别装置609中的至少一种。

如图26-27，接货盒所在的售货机具有制冷系统。一种用于售货机的智能制冷系统，包括mcu、温度传感器、制冷模块和送风机412；温度传感器与mcu相连；送风机均受控于mcu；售货机中设有多层货架；温度传感器为多个；每一层货架(本实例中为3层)上均设有至少一个所述的温度传感器，用于检测每层货架的实时温度；风机为多个；每一层货架的侧部均设有至少一个所述的风机；售货机内设有竖向的冷风道，冷风道连接制冷模块的出风口；所述的送风机将冷风道内的冷量送入每层货架中。回风利用售货机机柜内现有的空间实现必要时，售货机内还设有回风道；回风道用于将每层货架的出风回收进入制冷模块的回风口。必要时，各层货架隔离和密封。制冷模块受控于mcu，mcu用于控制制冷模块的冷量输出量和输出强度。mcu能控制每一个送风机的开启和关闭，以及控制风机的转速。

如图24-27，售货机的机柜内设有一块立板411，立板与机柜的侧板之间形成所述的冷风道；多个送风机均安装在立板上；立板的下方具有用于连通冷风道与制冷模块出风口的开口，或者立板的下方不通过窗口而直接与制冷模块出风口对接。制冷模块采用整体式制冷模块。整体式制冷模块包括冷风道箱体401、制冷模块底座、蒸发器402、蒸发器风机403、冷凝器410、冷凝器风机406、压缩机405和接水盘404。蒸发器和蒸发器风机固定在冷风道箱体内的制冷模块底座上；接水盘、压缩机、冷凝器风机、冷凝器风机罩409和冷凝器均固定在制冷模块底座上；接水盘放置在压缩机下方，冷凝器风机放置在压缩机正前方。

制冷系统横向压紧座407固定在制冷模块底座上；制冷模块横向压紧板408卡在制冷系统横向压紧座和制冷模块底座之间的卡槽里；制冷系统横向压紧座上设有用于顶推制冷模块横向压紧板的螺钉，通过螺钉的顶推作用使得制冷模块与售货机的箱体压紧和密封。

一种用于售货机的智能制冷方法，采用前述的用于售货机的智能制冷系统；

mcu能基于设置在货架各层的温度传感器分别控制货架每一层的温度；即mcu通过对送风机的控制实现每一层货架的温度控制。即控制在温度稳定在预设范围，更进一步，控制所有层的温度稳定在预设范围内。售货机与远程监控中心通信连接，能通过远程监控中心实现对售货机机柜内温度的远程控制。

另外，这种售货机还设有智能接货机构以及出货机构，详细说明如下：

如图16-23，接货盒与接货机构对接，一种售货机内接送饮料瓶的智能接货机构,包括升降驱动机构和与升降驱动机构连接的接货盒21，在接货盒的内壁设有插板33；接货盒的底部设有用于检测物品的传感器35。插板用于防止较高的饮料瓶脱离接货盒。接货盒采用组合式结构，接货盒包括接货盒底座31和围板37；接货盒底座固定在升降驱动机构上，接货盒底座上或升降驱动机构上设有一块立板311，围板的上端与立板的上端铰接；插板设置在围板上；接货盒底座31包括底板、金属金属感应片、电容感应电路板、缓冲硅胶垫和隔离板。有横向的凸沿39，售货机内固定有与所述凸沿适配的阻挡部件38；当升降驱动机构带动接货盒下降的过程中，阻挡部件勾住所述凸沿，使得围板向外侧旋转，且围板的下端与接货盒底座分离，在围板内的饮料瓶脱离底板且在重力的作用下脱离接货盒，实现饮料瓶的出货。围板的四周为封闭式，或开口式，实例中为开口式，开口式的好处在于节省材料。阻挡部件为(1)钩体或(2)横向或斜向上突出的板状部件(可称为钩板)。所述的传感器为光电传感器、压力传感器或电容式传感器。插板为插入式板状部件。不必要使用时，可以抽出。需要使用时，插入插板。

围板处设有用于调节插板横向位置的横向调节机构。用于驱动插板朝内或朝外平移，朝外平移时，使得接货盒内的有效空间减小，这样适合容纳较小直径的饮料瓶，使得饮料瓶不容易在接货盒内横向移动，保持其姿态稳定。反之，若插板朝内平移，则有效空间更大，适合容纳较大直径的饮料瓶。插板处还设有插板升降驱动机构，高度较大的饮料瓶时，插板伸长，否则插板缩短。围板与立板通过销轴34相连。升降驱动机构受控于mcu。饮料瓶的出口处设有自复位保温门。采用升降驱动机构驱动接货盒升降运动；在接货盒下降的过程中，使用自动出货机构实现接货盒的自动出货；采用前述的智能接货机构实现饮料瓶的接送。

升降驱动机构受控于mcu。接货盒底座上方的立板通过销轴与围板的上端相连接，围板可以围绕销轴旋转；当客户选择商品并付款后，通过升降驱动机构运动使接货盒机构运动至对应货道的出口处；托盘货道执行出货命令打开出货，商品从滑落进入接货盒内。接货盒商品出货原理说明：当装有商品的接货盒通过升降驱动机构运行至出货口时；接货盒向下运行，接货盒左侧与箱体出货口左框上的钩板相碰撞(勾连)，使接货盒受到向上的阻挡力，进而推动接货盒沿着右上方的销轴旋转。当旋转到一定角度，接货盒侧壁将商品向左推出并从出货口进入取货仓，客户可从取货仓中的取货口取出购买的商品。之后，在升降驱动机构的带动下，接货盒向上运动而回复到初始位置。

如图19-23所示的保温出货口的结构，该保温出货口的结构包括框体和盖板3，盖板3的上端与框体的上端铰接；盖板的下端设有第一磁吸部件，框体的下端设有第二磁吸部件；第一磁吸部件与第二磁吸部件组成能相互吸合的磁吸对；所述的磁吸对为磁铁-磁铁对，或者，所述的磁吸对为磁铁-铁片对；所述的磁吸对可为1-4对，可根据需要选择对数；实施例中的磁吸对为2对，包括第一磁铁4、第二磁铁5、第三磁铁6和第四磁铁7；所述第一磁铁4和第二磁铁5镶嵌在框体底部的两角处，组成第二磁吸部件；所述第三磁铁6和第四磁铁7镶嵌在盖板内侧的底部两角处，组成第一磁吸部件；所述第一磁铁4与第三磁铁6组成第一对磁吸对，所述第二磁铁5与第四磁铁7组成第二磁吸对；框体通过卡扣安装在箱体上，框体包括内框1和外框2；内框2通过卡扣与外框3连接；所述框体的内侧设有垫圈；所述盖板3下端的两角为圆角；所述盖板3通过轴-轴承机构与框体铰接。工作原理如图21所示，商品8出货时，接货盒21出货时，接货盒21旋转并将盖板撞开，使商品8出货。当接货盒向上运动复位后，盖板3在自身重力和磁铁吸引下，迅速关闭密封，使自动售货机的箱体密封保温。关于盖板与框体的铰接，详细说明如下：如图22-23，内框1与外框2通过卡扣201连接；卡扣为4个，左右两侧各2个；内框的顶部内侧具有一块横向向外的弯折板206，弯折板与内框顶部的内壁形成一条卡槽，卡槽用于容纳盖板上端的转轴203，相应的，外框的顶部设有一个向下的挡板，卡扣扣合后，挡板恰好封住所述的凹槽的开口，形成一个槽孔，防止转轴从凹槽滑出。采用这种结构，内框与外框卡接，易于实施，且连接紧密，而且卡接同时，通过弯折板与挡板的配合形成一个用于容纳转轴的空间(即卡槽)。卡扣连接机构与槽孔-转轴机构合理配合，结构巧妙。另外，外框和内端的下端设有斜向的导向板202，用于引导饮料瓶向框体的外侧运动。外框的顶部的后侧设有钩板。