物品智能分发控制装置及方法与流程

本发明属于智能分发技术领域，具体涉及一种物品智能分发控制装置及方法，适用于学校分发钥匙、卡片，药房分发药品，维修店分发小零件等场所。

背景技术：

人们在生活中经常面临这样的一种情况：当需要某件物品时，而它就在一大堆各种类型的物品里面，只能一件件地从物品堆里把它找出来。在寻找的过程中就浪费了很多宝贵的时间。例如学校需要把学生卡、宿舍钥匙等小件物品发放到新生手中，又例如药房需要发放对应名称的药物，再例如维修店需要分发小零件。这些均会消耗较多的时间和精力，效率较低。

现有技术中用于分发物品的分发装置不少，如超市的自动售货机，银行的自动出卡机，停车场的出卡机等。但是这些分发机都属于有序分发，即只能按设置的顺序发放相应的同类物品，并不能无序分发所需的不同类型的物品，因此不适用于担任分发不同类型物品的工作。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种物品智能分发控制装置，同时相应提供一种物品智能分发控制方法，可以无序分发任意指定的物品，实现准确、快速分发。

为了实现以上目的，本发明提出的一种物品智能分发控制装置，包括串口屏模块、微处理器、底座机构，以及安装在底座上的转动机构、升降机构、伸缩机构；

底座机构包括支脚以及安装在支脚上的底板；

转动机构包括第一步进电机、第一齿轮、第二齿轮、转盘和光轴；第一步进电机的输出轴与第一齿轮传动连接，第一齿轮与第二齿轮啮合；转盘通过顶丝与第二齿轮固定连接，并分别位于所述底板的上下方；光轴垂直固定在所述转盘上面；

升降机构包括第二步进电机、联轴器、升降丝杆；第二步进电机安装在所述转盘上，升降丝杆垂直位于所述转盘上方，其底部通过联轴器与第二步进电机传动连接；

伸缩机构包括贯穿电机、直线法兰轴承、法兰螺母、托盘和推头；直线法兰轴承套在所述光轴上，托盘固定在直线法兰轴承上；法兰螺母的周边与托盘固定，其内孔与所述升降丝杆螺纹套接；贯穿电机和推头固定在托盘上，且贯穿电机的输出轴与推头传动连接；

第一步进电机、第二步进电机以及贯穿电机分别与所述微处理器通信连接；所述微处理器通过USART串口与所述串口屏模块通信连接。

本发明的进一步优选方案中，所述转动机构还包括固定板以及固定丝杆；所述固定丝杆垂直固定在转盘上面，所述固定板安装在固定丝杆以及光轴、升降丝杆的顶部，以使所固定丝杆以及光轴、升降丝杆顶部保持稳定。

本发明的进一步优选方案中，还包括复位机构，复位机构包括与所述串口屏模块通信连接的第一触碰开关和第二触碰开关；第一触碰开关安装于托盘的初始角度位置，用于限定托盘转动角度；第二触碰开关安装于光轴下方，且位于托盘的初始高度位置，用于限定托盘下降高度。

本发明的进一步优选方案中，所述转动机构还包括止推轴承，套在转盘中，位于转盘和所述底板的接触位置处。

本发明的进一步优选方案中，所述伸缩机构还包括固定套筒；贯穿电机的输出轴为丝杆，固定套筒固定在贯穿电机上，推头的一端套在固定套筒上，另一端与贯穿电机的输出轴传动连接。

本发明的进一步优选方案中，还包括物品栏，底座机构还包括安装在所述支脚且位于所述底板上方的顶板；所述物品栏固定在所述顶板的上面且位于顶板上面的固定丝杆、光轴、升降丝杆及伸缩机构的周边。

本发明的进一步优选方案中，所述串口屏模块为USART HMI智能串口屏，所述微处理器为Atmega16处理器。

本发明的进一步优选方案中，所述第一步进电机、第二步进电机以及贯穿电机均为四相步进电机，力矩为1.2N的,采用TB6560驱动模块驱动。

本发明相应提出的一种物品智能分发控制方法，基于上述的物品智能分发控制装置，包括以下步骤：

串口屏模块对用户身份进行识别，将与用户身份关联的物品编码通过USART串口传输方式发送给微处理器，微处理器根据物品编码确定物品位置，并依次执行以下控制：控制第一步进电机工作使所述推头转动到物品位置对应的角度；控制第二步进电机工作使所述推头升降到物品位置对应的高度；控制贯穿电机工作使所述推头伸缩对应的长度以将物品推出。

本发明的进一步优选方案中，具体包括以下步骤：

A1、微处理器和串口屏模块分别初始化；

A2、串口屏模块接收用户输入的账号和密码；

A3、串口屏模块将账号和密码与保存在EEPROM的账户和密码进行核对，判断输入的账户密码是否正确，若是则识别出用户身份，并进行下一步骤，若否则返回上一步骤；

A4、串口屏模块根据用户身份将关联的物品编码通过USART串口传输方式发送给微处理器；

A5、微处理器根据接收到的物品编码分析出物品位置；

A6、微处理器控制第一步进电机工作使推头转动到物品位置对应的角度；

A7、微处理器控制第二步进电机工作使推头升降到物品位置对应的高度；

A8、控制贯穿电机工作使所述推头伸缩对应的长度以将物品推出；

A9、一次物品分发结束。

有益效果；本发明面对种类繁多的物品时，能够快速、准确地分发所需的物品，大大减少了面对众多物品时逐个寻找所浪费的时间；可以无序分发所需的不同类型的物品，因此适用于担任分发不同类型物品的工作。

附图说明

图1是实施例提出的一种物品智能分发控制装置的主体结构的立体示意图。

图2是与图1对应的平面结构示意图。

图3是实施例提出的一种物品智能分发控制装置的整体结构的立体示意图。

图4是实施例提出的一种物品智能分发控制装置的功能电路连接框图。

图中：11－支脚，12－底板，13－顶板，14－固定支杆；

21－第一步进电机，22－第一齿轮，23－第二齿轮，24－转盘，25－光轴，26－固定板，27－固定丝杆，28－止推轴承；

31－第二步进电机，32－联轴器，33－升降丝杆；

41－贯穿电机，42－直线法兰轴承，43－法兰螺母，44－托盘，45－推头，46－固定套筒；

51－第一触碰开关，52－第二触碰开关；

60－物品栏。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本发明进行进一步描述。

实施例一

请参阅图1至图4，本实施例提出的一种物品智能分发控制装置，包括串口屏模块、微处理器、底座机构，以及安装在底座上的转动机构、升降机构、伸缩机构。其中：

底座机构包括支脚11以及安装在支脚11上的底板12；在具体使用时为省去其他辅助装置，底座机构还包括安装在支脚11且位于底板12上方的顶板13，该顶板13可用于固定物品栏60，如图3所示，物品栏60具有多个载物槽，可用于放置相同类型或不同类型的物品。

转动机构包括第一步进电机21、第一齿轮22、第二齿轮23、转盘24和光轴25；第一步进电机21的输出轴与第一齿轮22传动连接，第一齿轮22与第二齿轮23啮合；转盘24通过顶丝与第二齿轮23固定连接，并分别位于所述底板12的上下方；光轴25垂直固定在所述转盘24上面。第一步进电机21开启时会依次传动第一齿轮22、第二齿轮23、转盘24和光轴25。

升降机构包括第二步进电机31、联轴器32、升降丝杆33；第二步进电机31安装在所述转盘24上，升降丝杆33垂直位于所述转盘24上方，其底部通过联轴器32与第二步进电机31传动连接。第二步进电机31开启时会带动升降丝杆33转动。

伸缩机构包括贯穿电机41、直线法兰轴承42、法兰螺母43、托盘44和推头45；直线法兰轴承42套在所述光轴25上，托盘44固定在直线法兰轴承42上；法兰螺母43的周边通过螺丝与托盘44固定，其内孔与所述升降丝杆33螺纹套接；贯穿电机41和推头45固定在托盘44上，且贯穿电机41的输出轴与推头45传动连接。由于托盘44被光轴25用直线法兰轴承42固定，而法兰螺母43受托盘44固定，因此贯穿电机41开启后法兰螺母43将沿升降丝杆33做升降运动，同时直线法兰轴承42和托盘44也将一同升降。托盘44通过直线法兰轴承42套在光轴25上可减少摩擦力。

本实施例中，串口屏模块为USART HMI智能串口屏，微处理器为Atmega16处理器。如图4所示，第一步进电机21、第二步进电机31以及贯穿电机41分别与微处理器通信连接；微处理器通过USART串口与所述串口屏模块通信连接。第一步进电机21、第二步进电机31以及贯穿电机41均为四相步进电机，力矩为1.2N的,采用TB6560驱动模块驱动。

在本实施例的进一步优化设计中，所述转动机构还包括固定板26以及固定丝杆27，固定丝杆27可设置2根；所述固定丝杆27垂直固定在转盘24上面，所述固定板26安装在固定丝杆27以及光轴25、升降丝杆33的顶部，以使所固定丝杆27以及光轴25、升降丝杆33顶部保持稳定，整体更平衡，不易倾倒。

在本实施例的进一步优化设计中，还包括复位机构，复位机构包括第一触碰开关51和第二触碰开关52；第一触碰开关51安装于托盘44的初始角度位置(具体可安装在固定于顶板13上的一固定支杆14上)，与第一步进电机21电连接，用于限定托盘44转动角度；第二触碰开关52安装于光轴25下方，且位于托盘44的初始高度位置，与第二步进电机31电连接，用于限定托盘44下降高度。因此，托盘44转动过程触碰到第一触碰开关51时，则控制第一步进电机21关闭(停止转动)，托盘44下降过程触碰到第二触碰开关52时，则控制第二步进电机22关闭。

在本实施例的进一步优化设计中，所述转动机构还包括止推轴承28，套在转盘24中，位于转盘24和所述底板12的接触位置处，以减少摩擦力。

在本实施例的进一步优化设计中，所述伸缩机构还包括固定套筒46；贯穿电机41的输出轴为丝杆，固定套筒46固定在贯穿电机41上，推头45的一端套在固定套筒46上，另一端与贯穿电机41的输出轴传动连接。由于推头45受固定套筒46所限制，不会随贯穿电机41的输出轴转动方向转动，而会沿贯穿电机41的输出轴长度方向做伸缩运动。

本实施例中，物品栏60位于顶板13上面的固定丝杆27、光轴25、升降丝杆33及伸缩机构的周边。

实施例二

实施例二相应提出的一种物品智能分发控制方法，基于实施例一的物品智能分发控制装置，因此同样可参阅图1至图3，主要包括：

串口屏模块对用户身份进行识别，将与用户身份关联的物品编码通过USART串口传输方式发送给微处理器，微处理器根据物品编码确定物品位置，并依次执行以下控制：控制第一步进电机工作使所述推头转动到物品位置对应的角度；控制第二步进电机工作使所述推头升降到物品位置对应的高度；控制贯穿电机工作使所述推头伸缩对应的长度以将物品推出。

实施例二的具体步骤如下：

S100、微处理器和串口屏模块分别初始化；

S200、串口屏模块接收用户输入的账号和密码；

S300、串口屏模块将账号和密码与保存在EEPROM的账户和密码进行核对，判断输入的账户密码是否正确，若是则识别出用户身份，并进行下一步骤，若否则返回上一步骤；

S400、串口屏模块根据用户身份将关联的物品编码通过USART串口传输方式发送给微处理器；

S500、微处理器根据接收到的物品编码分析出物品位置；

S600、微处理器控制第一步进电机工作使推头转动到物品位置对应的角度；

S700、微处理器控制第二步进电机工作使推头升降到物品位置对应的高度；

S800、控制贯穿电机工作使所述推头伸缩对应的长度以将物品推出；

S900、一次物品分发结束。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。