一种智能化万能自动售卖机和智能化自动售卖系统的制作方法

本发明是一种智能化万能自动售卖机，其适合应用于各大商场、车站、办公楼等公共场合，采用机械手臂出入物品、利用互联网技术实现预定及管理。

背景技术：

中国专利申请cn201610197806公开了一种自动售餐机的组成及功能，并给出了具体实例，该自动售餐机可以实现冷藏、加热、在线支付、人机交互等几个部分。该发明具有如下特点：

-利用微波加热器可以给食物进行加热；

-利用互联网支付技术实现便捷支付，另外除手机支付外有ic卡等硬件支付设备；

-机门上有退币按钮，在退币口上可以实现退币功能；

-具有人机交互系统，通过显示屏和选择按键选取各项功能。

但也有如下主要缺点和不足：

-根据此专利公开的出货方式结构复杂，稳定性差，可适应度低，出货速度低，并未明确具体阐述物体取出方式，不能自动完成补餐功能，对于根据实际需要、增加或减少货架的情况更改难度大。

-随着移动支付的普及，硬件支付设备使用率低，安装此设备增加设备制造成本。

-对于饭盒虽然具有冷藏加热功能，对于餐盒进行管理，可以适当延长保质期，但对于每日的供货量并没有良好估计，从而有可能会导致存放过多或过少的餐盒、造成浪费现象。

-除餐食外的其他物品例如日常百货等，不能进行售卖。

技术实现要素：

随着人们生活节奏的加快，对于在公共场合的快捷饮食、以及对于食物的品质方面要求等都提出了更高的要求，对于日常生活用品的大多仍然需要到实体店购买。考虑到这些情况，本发明设计了一种智能化万能自动售卖机，其解决了现有技术的上述问题，并具有如下优点：

1)根据本发明的售卖机与互联网结合，用户可根据自己需求，提前(如提前一天)进行周边餐饮的选择，在手机app上付款后由餐饮公司将餐食送入根据本发明的售卖机；售卖机自动将食物放入冷藏储位置，并在预定取货提前10分钟进行食物加热，当用户到达售卖机旁时，由机械手将食物从加热储位取出，放置到出货口待用户取用。按照此方案可以满足用户的各种口味及快节奏生活的目的。

根据本发明的一个实施例中，在日用品、食物从补餐口到储位和食物在加热、冷藏等空间上的移动均采用同一个机械手臂完成，此机械手臂对于不同尺寸物品可适应能力高，定位可靠、移动稳定、高速，完全实现自动化工作，仅使用一个机械手即可完成，降低硬件成本。

除食用物品外的其他日常用品也可以使用本设备完成售卖。

根据本发明的一个方面，提供了一种智能化万能自动售卖机，其特征在于包括：

至少一个出货口，均用于出货；

至少一个补餐口，用于把食品和/或饮料放入预设位置；

一个控制部分，其包括：

至少一个触摸屏，用于进行人机交互，

工业用计算机，

运动控制卡，

多个伺服电机，

光电传感器，

装设在所述补餐口的扫码枪，

由所述多个伺服电机驱动的一个机械手，用于运送食物、饮料和/或其他物品，

其中

工业用计算机内部包括gps定位模块，

所述工业用计算机与一个远程服务器进行信息交互，所述远程服务器对所述智能化万能自动售卖机的内部储位进行规划，

当工作人员将食物和/或饮料运送至入餐口时，扫码枪自动扫码，将所得的信息传送至远程服务器端进行储位分配，工业用计算机根据远程服务器发送来的规划好的储位信息，通过运动控制卡，控制所述伺服电机的运动，所述伺服电机带动机械手将食物存入内部储位的规定的区域。

根据本发明的一个进一步的方面，提供了一种智能化自动售卖系统，其特征在于包括：

多个上述的智能化万能自动售卖机，

所述远程服务器，

其中，所述自动售卖系统实现了如下功能：

-使用户能够提前在手机app上预定食品和/或饮料，并且输入包括选定提供食品和/或饮料的售卖机位置以及取餐时间的订餐信息；

-远程服务器确认用户的订餐信息和付款后，将订餐信息以及餐盒二维码发送给餐饮供应商；

-餐饮供应商根据用户的订餐信息进行食品和/或饮料制作，并在餐盒表面粘贴所述二维码，由送餐员将食品和/或饮料送入补餐口，由服务器通过被扫码枪识别的二维码确定相关的食物信息，该食物信息包括是否需要冷藏、是否需要加热；

-由工业用计算机将食物信息通过网络发送给远程服务器以查询放入储位，由远程服务器将查询到的储位信息发送给工业用计算机；

-由机械手将食品和/或饮料放入冷藏区域和普通区域之一进行储存；

-当需加热冷藏的物品时，在用户预定的取餐时间之前，由机械手将冷藏区域中的食品和/或饮料取出放入加热区域进行加热；

-在用户到达售卖机旁、通过触摸屏输入信息、并确认提取预定的食品和/或饮料之后，远程服务器通过该信息确认订单，之后由机械手把需要加热的食品和/或饮料从加热区域取出运送至出餐口，和/或由机械手把无需加热但需要冷藏的食品和/或饮料从冷藏区域取出运送至出餐口，和/或由机械手把无需冷藏且无需加热的食品和/或饮料从普通区域储位取出运送至出餐口；

-由工业用计算机与远程服务器对以上动作中所有产生的信息进行信息交换和/或通信，由远程服务器统一发送指令控制所述机械手进行各项操作。

附图说明

图1显示了根据本发明的一个实施例的售卖机的外观图。

图2显示了根据本发明的一个实施例的售卖机的预定餐食流程。

图3显示了根据本发明的一个实施例的售卖机的控制部分的框图。

图4显示了根据本发明的一个实施例的售卖机的内部储位布置。

图5显示了根据本发明的一个实施例的售卖机的内部机械手的简图。

图6是根据本发明的一个实施例的机械手取放餐盒示意图。

图7是根据本发明的一个实施例的机械手的水平和竖直运动机构的示意图。

图8是根据本发明的一个实施例的机械手的夹子开合运动机构的示意图。

图9是根据本发明的一个实施例的机械手的夹板前后运动机构及挡板前后运动机构的示意图。

图10是根据本发明的一个实施例的机械手旋转运动机构的示意图。

具体实施方式

本发明设计了一种应用在各大商场、车站、办公楼等公共场合的自动售卖设备，通过自动化技术实现无人售卖餐食与日用品的功能。

如图1所示的，是根据本发明的一个实施例的售卖机的外观图。如图1所示，该售卖机包括两块人机交互使用的触摸屏，两个出货口，一个补餐口。触摸屏用于进行人机交互，两个出货口均用于出货，左侧触摸屏对应左侧出口，右侧触摸屏对应右侧出口。补餐口用于餐饮公司的人员把餐饮品放入预设位置。其他日常用品的货物补充通过打开前面板实现。

图2显示了根据本发明的一个实施例的售卖机预定餐食流程；在该实施例中，对于餐饮部分实行提前预定的售卖方式，包括：

-用户在当天24点前在手机app上预定餐食，并且选定提供餐食的售卖机位置以及取餐时间；

-服务器确认用户预定信息并付款后，将预定信息以及餐盒二维码发送给餐饮公司；

-餐饮公司根据用户预定信息进行餐食制作，并在餐盒表面粘贴二维码，由送餐员将餐食送入补餐口，由服务器诸如通过二维码标识查询到食物信息，其中包括：是否需要冷藏，是否需要加热等；

-当售卖机补餐口扫码枪扫到二维码后，将信息通过网络发送给服务器查询放入储位；由服务器将查询到的储位信息发送给售卖机中的工业用计算机；

-由售卖机机械手将餐食放入冷藏或普通区域储存；

-如需冷藏加热的物品(例如盒饭)，则在用户预定取餐时间的10分钟之前，由机械手将冷藏区域的餐食取出放入加热区进行加热；

-用户到达售卖机旁，通过触摸屏输入信息，确认提取预定的食物，在服务器通过该信息确认订单后，由机械手从加热区将食物取出运送至出餐口；

-无需冷藏后加热食品(例如酸奶)，则在直接得到用户确认后，由机械手从冷藏区域将食物取出运送至出餐口；

-无需冷藏无需加热的食物(例如面包)，则由机械手直接从普通区域储位将食物取出运送至出餐口；

-以上所有信息的交互与传递均与远程服务器通信，由远程服务器统一发送指令控制售卖机内部的机械手进行各项运动；在一个可选实施例中，远程服务器端提供售卖机餐食销量统计、储位空间统计、用户喜好等信息管理等服务。

图3显示了包括根据本发明的一个实施例的智能化万能自动售卖机的自动售卖系统的控制部分的框图。在该实施例中的售卖机控制部分包括：人机交互触摸屏、工业用计算机、运动控制卡、伺服电机、光电传感器、扫码枪。工业用计算机内部嵌入有gps定位模块，补餐口位置装设所述扫码枪。其中，一个远程服务器执行处理用户预定信息、通知餐饮公司送餐、规划售卖机内储位等功能。当工作人员将食物和/或饮料运送至入餐口时，扫码枪自动扫码，将所得的信息传送至远程服务器端进行储位分配，远程服务器将规划好的储位信息发送给工业用计算机，工业用计算机通过运动控制卡控制伺服电机运动，伺服电机带动机械手臂将食物存入规定的区域。(图3中，需把“伺服电机1”改为“第一伺服电机”，以此类推)

图4显示了根据本发明的一个实施例的售卖机内部储位布置。如图4所示，该实施例的售卖机内部储位包括三个部分：加热区、冷藏区、普通商品区。加热区域由电磁加热补充热量，冷凝区域由冷凝管道制冷；这三个区域均各自独立分开。

图5显示了根据本发明的一个实施例的售卖机的机械手的简图。在该实施例中，机械手包括：水平移动轴，用于使机械手左右移动；旋转轴，用于带动除水平轴之外的机械本体部分进行旋转运动(此句似不通)；竖直轴，用于手部运动轴的升降；前后轴，用于带动手部运动轴的前后运动；手部运动轴，用于夹持抓取物品。(图5中的文字需要按照本段中的名称进行修改，以统一名称。)

如图6所示的，是根据本发明的一个实施例的机械手取放餐盒示意图。取放餐盒使用右侧夹板201和左侧夹板202及挡板203组成；右侧夹板201和左侧夹板202用于夹持餐盒的左右两侧，挡板203用来固定餐盒前端，防止餐盒在运动中掉落。

如图7所示的，是根据本发明的一个实施例的机械手的水平和竖直运动机构，其包括竖直轴302与水平轴301，它们共同协作以保证机械手107进行竖直与水平方向的运动。机械手107的水平运动的实现方式为：水平运动电机308的输出被传给水平运动减速机310，水平运动减速机310的输出轴(未显示)通过第一水平运动同步带312带动水平运动同步轴314，实现上方的水平运动导轨部分与下方的水平运动导轨部分的同步运动；上方的水平运动导轨部分包括上方的水平导轨316、上方的水平运动滑块318、上方同步带320；下方的水平运动导轨部分包括下方的水平导轨322、下方的水平运动滑块324、下方同步带326。

机械手107的竖直运动机构包括由竖直运动电机328带动竖直运动减速机330，竖直运动减速机330带动竖直运动同步带332，竖直运动同步带332带动竖直运动压板334，竖直运动压板334与机械手107连接，从而实现后者的竖直运动。

如图7所示的根据本发明的上述方案具有传动稳定，控制进度高，受力效果好，使用寿命长的优点。

如图8所示的，是根据本发明的一个实施例的机械手的夹子开合运动机构。由夹子运动电机401带动第一夹子同步带403，第一夹子同步带403驱动正反向丝杆405，即丝杆405的螺纹反向，可以同时驱动左侧夹板202与右侧夹板201，实现右侧夹板201和左侧夹板202的同时打开或闭合的功能；丝杆405驱动丝杆螺母411，丝杆螺母411与滑块413连接，滑块413在滑块导轨415上运动，滑块导轨415与夹子固定板417固连，从而实现右侧夹板201和左侧夹板202开合的运动。夹子固定板417左右两侧具有固定板滑块419，固定板滑块419在固定板导轨423上滑动，以实现固定板滑块419和夹子固定板417的前后运动。

如图9所示的，是根据本发明的一个实施例的机械手的右侧夹板201和左侧夹板202的夹板前后运动机构及挡板203的挡板前后运动机构。其中，夹子前后运动电机501驱动夹子同步带503，夹子同步带503带动夹子固定板417，通过左右两侧的传动模块实现右侧夹板201和左侧夹板202的前后运动；挡板运动电机505驱动挡板同步带507，挡板同步带507上具有挡板运动连接板509；挡板运动连接板509上方设置挡板203；挡板203两侧分别设有圆导轨511与圆滑块513和515，用于完成挡板203的前后运动。

如图10所示的，是根据本发明的一个实施例的机械手旋转运动机构。由转动轴电机601驱动转动轴减速机603，减速机603的输出轴与机械手107的本体相连，减速机603通过连接螺栓605与竖直轴302固定连接，从而实现机械手的旋转运动。

根据本发明的上述实施例的技术方案具有结构紧凑、占用空间面积小，传动合理，部件容易采购等优点。

根据本发明的一个方面，提供了一种智能化万能自动售卖机，包括：

至少一个出货口，均用于出货；

至少一个补餐口，用于把食品和/或饮料放入预设位置；

一个控制部分，其包括：

至少一个触摸屏，用于进行人机交互，

工业用计算机，

运动控制卡，

多个伺服电机，

光电传感器，

装设在所述补餐口的扫码枪，

由所述多个伺服电机驱动的一个机械手，用于运送食物、饮料和/或其他物品，

其中

工业用计算机内部包括gps定位模块，

所述工业用计算机与一个远程服务器进行信息交互，所述远程服务器对所述智能化万能自动售卖机的内部储位进行规划，

当工作人员将食物和/或饮料运送至入餐口时，扫码枪自动扫码，将所得的信息传送至远程服务器端进行储位分配，工业用计算机根据远程服务器发送来的规划好的储位信息，通过运动控制卡，控制所述伺服电机的运动，所述伺服电机带动机械手将食物存入内部储位的规定的区域。

根据本发明的一个进一步的方面，上述至少一个出货口、至少一个补餐口、至少一个触摸屏配套设置，每套各包括一个出货口、一个补餐口、一个触摸屏，

所述远程服务器除对售卖机内储位进行规划之外，还执行处理用户预定信息、通知餐饮公司送餐的功能。

根据本发明的一个进一步的方面，上述智能化万能自动售卖机进一步包括一个前面板，所述其他物品通过打开前面板而被送入智能化万能自动售卖机；

所述内部储位包括加热区、冷藏区、普通商品区，

其中：

加热区域由电磁加热补充热量，

冷凝区域由冷凝管道制冷，

加热区、冷藏区、普通商品区均各自独立并相互分开。

根据本发明的一个进一步的方面，上述的智能化万能自动售卖机进一步包括：

机械手水平运动机构，用于实现机械手沿着水平方向的运动；

机械手竖直运动机构，用于实现机械手沿着竖直方向的运动；

机械手旋转运动机构，用于实现机械手的旋转运动；

机械手夹子开合运动机构，用于实现机械手的夹持和/或放开动作。

根据本发明的一个进一步的方面，上述机械手水平运动机构包括：

竖直轴(302)与水平轴(301)；

水平运动电机(308)；

水平运动减速机(310)，其接收水平运动电机(308)的输出；

水平运动同步轴(314)，

上方的水平运动导轨部分，其包括上方的水平导轨(316)、上方的水平运动滑块(318)、上方同步带(320)；

下方的水平运动导轨部分，其包括下方的水平导轨(322)、下方的水平运动滑块(324)、下方同步带(326)，

其中：

水平运动减速机(310)的输出轴通过一个第一水平运动同步带(312)带动水平运动同步轴(314)，从而实现上方的水平运动导轨部分与下方的水平运动导轨部分的同步运动。

根据本发明的一个进一步的方面，上述机械手竖直运动机构包括：

竖直运动电机(328)；

由竖直运动电机(328)带动的竖直运动减速机(330)；

由竖直运动减速机(330)带动的竖直运动同步带(332)；

由竖直运动同步带(332)带动的竖直运动压板(334)，

其中，竖直运动压板(334)与机械手(107)连接，从而实现后者的竖直运动。

根据本发明的一个进一步的方面，上述机械手夹子开合运动机构包括：

第一夹板(201)和第二夹板(202)，用于夹持在餐盒的左右两侧；

挡板(203)，用于抵住餐盒的前端，防止餐盒在运动中掉落；

夹子运动电机(401)；

被夹子运动电机(401)带动的第一夹子同步带(403)，

被第一夹子同步带(403)驱动的正反向丝杆(405)，即正反向丝杆(405)的螺纹反向，从而同时驱动左侧夹板(202)与右侧夹板(201)以实现右侧夹板(201)和左侧夹板(202)的打开和/或闭合；

被正反向丝杆(405)驱动的丝杆螺母(411)；

与丝杆螺母(411)连接的滑块(413)，滑块(413)与左侧夹板(202)和右侧夹板(201)连接；

滑块导轨(415)，其中滑块(413)在滑块导轨(415)上运动，从而实现右侧夹板(201)和左侧夹板(202)的打开和/或闭合的运动。

根据本发明的一个进一步的方面，上述的自动售卖机进一步包括：

与滑块导轨(415)固连的夹子固定板(417)，

位于夹子固定板(417)左右两侧的夹子固定板滑块(419)，；

固定板导轨(423)，其中

夹子固定板滑块(419)在固定板导轨(423)上滑动，以实现夹子固定板滑块(419)和夹子固定板(417)的前后运动。

根据本发明的一个进一步的方面，上述的自动售卖机进一步包括：

夹子前后运动电机(501)；

被夹子前后运动电机(501)驱动的夹子同步带(503)，用于带动夹子固定板(417)，从而实现右侧夹板(201)和左侧夹板(202)的前后运动；

挡板运动电机(505)；

被挡板运动电机(505)驱动的挡板同步带(507)，

设置在挡板同步带(507)上的挡板运动连接板(509)，其中挡板(203)被设置在挡板运动连接板(509)上；

分别设置在挡板(203)两侧的圆导轨(511)和分别设置在挡板(203)两侧的圆滑块(513和515)，用于完成挡板(203)的前后运动。

根据本发明的一个进一步的方面，上述的自动售卖机进一步包括：

可以打开的前柜门(108)，用来维修和维护操作。

根据本发明的一个进一步的方面，上述的机械手旋转运动机构包括：

转动轴电机(601)；

由转动轴电机(601)驱动的转动轴减速机(603)，

其中：

转动轴减速机(603)的输出轴与机械手(107)的本体相连，

转动轴减速机(603)通过连接螺栓(605)与竖直轴(302)固定连接，从而实现机械手的旋转运动。

根据本发明的又一个方面，提供了一种自动售卖系统，其包括：

至少一个上述的智能化万能自动售卖机，

上述远程服务器，

其中，所述自动售卖系统实现了如下功能：

-使用户能够提前在手机app上预定食品和/或饮料，并且输入包括选定提供食品和/或饮料的售卖机位置以及取餐时间的订餐信息；

-远程服务器确认用户的订餐信息和付款后，将订餐信息以及餐盒二维码发送给餐饮供应商；

-餐饮供应商根据用户的订餐信息进行食品和/或饮料制作，并在餐盒表面粘贴所述二维码，由送餐员将食品和/或饮料送入补餐口，由服务器通过被扫码枪识别的二维码确定相关的食物信息，该食物信息包括是否需要冷藏、是否需要加热；

-由工业用计算机将食物信息通过网络发送给远程服务器以查询放入储位，由远程服务器将查询到的储位信息发送给工业用计算机；

-由机械手将食品和/或饮料放入冷藏区域和普通区域之一进行储存；

-当需加热冷藏的物品时，在用户预定的取餐时间之前，由机械手将冷藏区域中的食品和/或饮料取出放入加热区域进行加热；

-在用户到达售卖机旁、通过触摸屏输入信息、并确认提取预定的食品和/或饮料之后，远程服务器通过该信息确认订单，之后由机械手把需要加热的食品和/或饮料从加热区域取出运送至出餐口，和/或由机械手把无需加热但需要冷藏的食品和/或饮料从冷藏区域取出运送至出餐口，和/或由机械手把无需冷藏且无需加热的食品和/或饮料从普通区域储位取出运送至出餐口；

-以上动作中所有产生的信息均由工业用计算机与远程服务器进行信息交换和/或通信，由远程服务器统一发送指令控制所述机械手进行各项操作。

根据本发明的智能化万能自动售卖机实现了自动化的、可远程集中操控的餐食预订解决方案和自动售卖机和自动售卖系统。

与现有的售卖机相比，根据本发明的智能化万能自动售卖机的优点包括：

可自动上货、存货、取货、发货；

可适合不同形状、不同规格的商品售卖；

采用机械手取放，提高了稳定性与取餐速度。