自动售货机升降机系统的驱动系统的制作方法

本实用新型属于自动售货机技术领域，特别是涉及一种自动售货机升降机系统的驱动系统。

背景技术：

自动售货机是一种全新的商业零售形式，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易，自动售货机可售卖的商品非常广泛，零食、饮料、水果蔬菜甚至盒饭等都可以在自动售货机上进行售卖，其被称为24小时营业的微型超市。但目前市场上的很多自动售货机存在如下缺陷：

1、自动售货机一般会有数层货道，最顶部的货道到最底部的取货口位置落差超过1.2米，对于一些特定的不抗摔的商品，如水果、玻璃瓶装的牛奶和饮料以及一些贵重的商品，如果仍采用直接出货的方式，商品从上层货道掉入取货口时，很有可能商品在落下的时候因为落差较大而出现损毁或损坏。导致用户损失和消费者使用体验不佳。

2、升降机系统是一个多设备协调运行的功能模块，包括升降电机带动升降台上下移动，撑杆电机带动防盗板撑起或落下等。如专利号CN201320309302.8公开了一种自动售货机升降机构，安装在自动售货机机柜内，包括设置在机柜上部的驱动单元、由驱动单元控制上下移动的升降台、设置在机柜两侧的输送单元，输送单元和驱动单元联动连接，和升降台固定连接，其特征在于所述升降台上固定设置有横移导轨、横移电机，所述横移电机的输出端与传动齿轮a相连，升降台的另一端固定设置有传动齿轮b,传动齿轮a和传动齿轮b之间设置有传动同步带，所述传动同步带上固定设置有横向带动板，所述横向带动板上固定设置有取货装置。

若升降台或防盗板机械传动部分发生堵塞或被其它物品卡住，电机在运行中的电流将明显变大。若不能及时检测到这种情况，将会导致升降机板，因电流过大而烧毁甚至发生安全事故。所以自动售货机的升降机系统必须要有完善并严谨的保护体系，防止发生安全事故。

3、自动售货机的升降机系统并不是一个必须的配置，针对客户售卖商品的特性来决定自动售货机中是否需要添加升降机系统，所以升降机系统最好是模块化的设计。

技术实现要素：

本实用新型的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种自动售货机升降机系统的驱动系统，本实用新型驱动系统采用模块化设计，可以非常方便地添加到自动售货机控制主板上，有效驱动升降机系统工作同时确保升降机系统在电流过大的情况下触发保护机制，以保护升降机系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种自动售货机升降机系统的驱动系统，包括主控制器、半桥驱动电路、集成电路和保护电路；所述保护电路包括保护电路一和保护电路二，所述保护电路一包括电流检测电路一和电压比较电路一，所述保护电路二包括电流检测电路二和电压比较电路二；所述主控制器通过串行转并行电路分别与所述半桥驱动电路和集成电路电连接；所述电流检测电路一串接在所述半桥驱动电路与升降电机电连接的回路上；所述电流检测电路二串接在所述集成电路与撑杆电机电连接的回路上，所述集成电路与插销锁电连接；所述电流检测电路一与所述电压比较电路一电连接，所述电流检测电路二与所述电压比较电路一电连接，所述电压比较电路一和电压比较电路二通过并行转串行电路与所述主控制器相连接。

进一步地，所述半桥驱动电路为两路半桥驱动电路，以驱动所述升降电机正反转，所述半桥驱动电路采用半桥驱动芯片IR2104S，所述半桥驱动芯片上结合有电流N-MOS管。

进一步地，所述集成电路采用集成电路L298N，所述集成电路L298N内集成有两路全桥驱动电路，两路全桥驱动电路分别驱动所述撑杆电机和插销锁。

进一步地，所述电流检测电路一包括采样电阻一和电容一，所述采样电阻一串接在所述半桥驱动电路与所述升降电机电连接的回路上，所述采样电阻一两端并联所述电容一。

进一步地，所述电压比较电路一采用运算放大器芯片LM358。

进一步地，所述电流检测电路二包括采样电阻二和电容二，所述采样电阻二串接在所述全桥驱动电路与所述撑杆电机电连接的回路上，所述采样电阻二两端并联所述电容二。

进一步地，所述电压比较电路二采用运算放大器芯片LM358。

进一步地，所述主控制器采用STM32F4系列芯片。

进一步地，所述串行转并行电路采用SN74HC595D芯片，所述并行转串行电路采用74HC165芯片。

进一步地，所述主控制器通过所述并行转串行电路分别与设置在自动售货机底部和顶部的两微动开关以及安装在取货门处的接近开关电连接。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的驱动系统采用模块化设计，可以非常方便地添加到自动售货机控制主板上，通过保护电路实时监测升降机系统中升降电机和撑杆电机的电流值，以保护升降机系统在电流过大时，及时停止升降机系统，以防止意外事故的发生，安全系数高，本实用新型实现了自动售货机升降机系统的控制和保护功能，大大提高了自动售货机的适用范围，使其可以售卖易碎、不耐摔以及其它贵重的物品。

2、本实用新型驱动升降电机的半桥驱动电路拥有极强地带负载能力，以确保升降电机能带动升降台顺畅地上下运行。

3、本实用新型的集成电路分别驱动撑杆电机的正反转以及驱动插销锁的伸出和收回，其电路集成度高，可极大地减少电路板面积，并且采用5V即可驱动。

4、本实用新型的主控制器采用STM32F4系列芯片，144个引脚，3.3V供电，为了节约主控制器的通用输入输出端口资源，且增加主控制器的通用输出端口的驱动能力，其在主控制器的输出端接串行转并行电路，即在主控制器的输出端加入一八位串行输入并行输出芯片SN74HC595D，芯片采用5V供电，该芯片只需三个主控制器的输出引脚即可输出八路控制信号，分别控制半桥驱动电路和集成电路L298N，不但节省了主控制器的输出端口资源，也增加了主控制器的驱动能力。

5、本实用新型输入主控制器的信号有接近开关、微动开关、电压比较电路一和电压比较电路二中的输出信号，为了节省主控制器的通用输入端口资源，在主控制器的输入端接并行转串行电路，即主控制器的输入端加入八位并行输入串行输出芯片74HC165。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的框架示意图。

上述附图标记：

1主控制器，2串行转并行电路，3半桥驱动电路，4集成电路，5保护电路，6并行转串行电路。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型进一步说明，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例

如图1所示，本实用新型提供的一种自动售货机升降机系统的驱动系统，包括主控制器1、半桥驱动电路3、集成电路4和保护电路5；所述保护电路5包括保护电路一和保护电路二，所述保护电路一包括电流检测电路一和电压比较电路一，所述保护电路二包括电流检测电路二和电压比较电路二；所述主控制器1通过串行转并行电路2分别与所述半桥驱动电路3和集成电路4电连接；所述电流检测电路一串接在所述半桥驱动电路3与升降电机电连接的回路上；所述电流检测电路二串接在所述集成电路4与撑杆电机电连接的回路上，所述集成电路4与插销锁电连接；所述电流检测电路一与所述电压比较电路一电连接，所述电流检测电路二与所述电压比较电路一电连接，所述电压比较电路一和电压比较电路二通过并行转串行电路6与所述主控制器1相连接。

本实用新型的所述半桥驱动电路3为两路半桥驱动电路，以驱动所述升降电机正反转，所述半桥驱动电路3采用半桥驱动芯片IR2104S，所述半桥驱动芯片上结合有电流N-MOS管，使得两路半桥驱动电路3拥有极强地带负载能力，以确保升降电机能带动升降台顺畅地上下运行。

本实用新型的所述电流检测电路一包括采样电阻一和电容一，所述采样电阻一串接在所述半桥驱动电路3与所述升降电机电连接的回路上，所述采样电阻一两端并联所述电容一。优选地，采样电阻一采用高精度碳膜电阻，其并联在采样电阻一两端的电容一，能确保升降电机在运行时采样电阻一两端的电压平稳变动不发生瞬间跳变。当升降电机平稳运行时，电流通过采样电阻一，采样电阻一端会有一个电压，并且升降台上货物重量的大小不同，升降电机需要输出的功率会有变化，升降电机功率的变化会导致通过采样电阻一的电流变化，电流变化会导致采样电阻一端电压的变化。其中采样电阻一端接入电压比较电路一中，电压比较电路一采用专业的运算放大器芯片LM358，通过比较采样电阻一端的电压与基准电压之间的大小关系，运算放大器芯片LM358即可判断升降电机的电流是否超过了限定值，若超过了限定值，则运算放大器芯片LM358将输出一个信号到自动售货机的主控制器，认为此时升降机系统发生了异常情况，此时自动售货机将停止升降电机运行，以停止升降机系统的运行。

本实用新型的所述集成电路4采用集成电路L298N，所述集成电路L298N内集成有两路全桥驱动电路，两路全桥驱动电路分别驱动所述撑杆电机和插销锁。全桥驱动电路驱动撑杆电机正反转，以带动防盗板的打开和关闭。插销锁是一种类似于继电器的装置，全桥驱动电路给正向短时间通电时，插销杆将伸出，全桥驱动电路给反向短时间通电时，插销杆将收回。插销锁的主要作用是控制取货门能否被推开进行取货，当没有人在进行购物或者正在购物时，插销锁伸出将取货门锁住，使其不能被推开，确保升降机在运行时的安全。当升降机已经将消费者购买的商品输送到取货口时，插销锁将收回，此时可以用手推开取货门将货物取出。升降机的货物升降台上安装有光电检测装置，当检测到货物被取走后，并且接近开关检测到取货门已经关闭到位了，插销锁将会再次把取货门锁住。

本实用新型的集成电路L298N，其电路集成度高，可极大地减少电路板面积，并且采用5V即可驱动。

由于撑杆电机是带动一块金属的防盗板的打开和关闭时，有可能发生有货物或者异物卡在防盗板上，导致撑杆电机在运行时电流变大，如果被卡地很牢固可能会导致撑杆电机将防盗板撑的变形甚至将防盗板损坏。为了防止此类事故发生，通过保护电路二中的电流检测电路二以实时监测撑杆电机的电流值，电流检测电路二包括采样电阻二和电容二，采样电阻二串接在全桥驱动电路与撑杆电机电连接的回路上，采样电阻二两端并联电容二，其并联在采样电阻二两端的电容二，能确保撑杆电机在运行时采样电阻二两端的电压平稳变动不发生瞬间跳变。其中采样电阻二端接入电压比较电路二中，电压比较电路二采用专业的运算放大器芯片LM358，通过比较采样电阻二端的电压与基准电压之间的大小关系，运算放大器芯片LM358即可判断撑杆电机的电流是否有明显变大情况，则运算放大器芯片LM358将输出一个信号到自动售货机的主控制器，以停止撑杆电机，确保安全。

本实用新型的主控制器1采用STM32F4系列芯片，144个引脚，3.3V供电，为了节约主控制器1的通用输入输出端口资源，且增加主控制器1的通用输出端口的驱动能力，其在主控制器1的输出端接串行转并行电路，即在主控制器1的输出端加入一8位串行输入并行输出芯片SN74HC595D，芯片采用5V供电，该芯片只需三个主控制器1的输出引脚即可输出八路控制信号，分别控制半桥驱动电路3和集成电路L298N，不但节省了主控制器1的输出端口资源，也增加了主控制器1的驱动能力。

本实用新型的所述主控制器1通过所述并行转串行电路6分别与设置在自动售货机底部和顶部的两微动开关以及安装在取货门处的接近开关电连接。当升降电机带动升降台运行到自动售货机底部或顶部，而触碰到微动开关时，微动开关发送开关信号给主控制器1，主控制器1随即发送信号以使升降电机停止运行，保护升降机系统不受损坏。接近开关用于检测取货门是否已关闭到位，当取货门关闭到位时，接近开关发送开关信号给主控制器1，主控制器1随即发送信号以使插销锁伸出，插销锁伸出将取货门锁住，使其不能被推开，确保升降机在运行时的安全。

本实用新型输入主控制器1的信号有接近开关、微动开关、电压比较电路一和电压比较电路二中的输出信号，为了节省主控制器1的通用输入端口资源，在主控制器1的输入端接并行转串行电路6，即主控制器1的输入端加入8位并行输入串行输出芯片74HC165。

本实用新型的驱动系统采用模块化设计，可以非常方便地添加到自动售货机控制主板上，通过保护电路实时监测升降机系统中升降电机和撑杆电机的电流值，以保护升降机系统在电流过大时，及时停止升降机系统，以防止意外事故的发生，安全系数高，本实用新型实现了自动售货机升降机系统的控制和保护功能，大大提高了自动售货机的适用范围，使其可以售卖易碎、不耐摔以及其它贵重的物品。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。