一种货架及全自动售货机的制作方法

本发明涉及货物运输与贮存领域，特别是涉及货物的贮存结构和搬运装置。

背景技术：

随着全自动售货机的普及应用，售货机地理位置分布广泛的特点会对商品配货造成较大压力，随着业务扩张会对配送理货成本、物流运输成本和时间成本提出较高要求。售货机本身具有一定的商品贮存空间，如何在满足商品拾取转移流畅的同时利用有限的贮存空间，以提高空间利用率降低周期配货的压力，是亟待解决的现实问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种货架及全自动售货机，用于解决无法充分利用售货机贮存空间以降低商品配送周期的技术问题。

本发明的货架，用于组合形成单元贮存空间，并形成单元贮存空间的分段输送通道。

所述组合的结构包括：

竖直固定框架，用于固定水平固定框架两端的可调节固定位，与水平固定框架固定为一体；

水平固定框架，用于固定贮存传输通道的固定位和端部限位，与贮存传输通道固定为一体；

贮存传输通道，用于划分贮存空间，形成承载贮存单元的传输通道；

贮存单元，用于在贮存空间中形成商品的有序贮存。

所述水平固定框架形成的支撑平面与水平面成夹角，所述贮存传输通道的入货端高于出货端。

所述水平固定框架包括平行的前固定梁和后固定梁，前固定梁包括一块矩形的梁板材，沿梁板材延伸方向设置平行的矩形通槽；梁板材的两端各固定一块梁配合板，梁配合板平行，梁配合板上开设配合通孔，梁板材的前端弯折竖直向上延伸形成限位板，或限位板顶部进一步向后弯折形成限位卡槽。

所述贮存传输通道包括平行对置的滚动导轨，滚动导轨的外侧壁竖直向上延伸，高于传输滚轮。

还包括：

水平传输通道，用于在水平固定框架之间传输贮存单元设置的水平传送通道。

还包括：

选择传输通道，用于衔接水平传输通道末端，调节后续传输方向的可转动传送通道。

所述水平传输通道采用受控传输的定向导轨，在水平固定框架之间，利用竖直固定框架固定，水平设置，定向导轨起于所处的贮存区，终于设有商品出口的设备区。

所述选择传输通道为矩形的滚珠传送带，选择传输通道一端固定在一个受控转轴上，受控转轴的轴向与水平传输通道的传送方向相同，选择传输通道与水平传输通道衔接，选择传输通道上与受控转轴相对一端设置受控档杆。

本发明的全自动售货机，包括上述的货架。

本发明实施例的货架和全自动售货机，可以充分优化有限的贮存空间存储商品，延长物流补货周期，提高自动售货机的商品移动可靠性，降低传动结构的维护成本。

附图说明

图1为本发明自动售货机一实施例的轴侧图。

图2为本发明自动售货机一实施例的自动补货的部分贮存货架的轴测图。

图3为本发明自动售货机一实施例的自动补货的贮存货架的左视图。

图4为本发明自动售货机一实施例的输送通道的轴侧图。

图5为本发明自动售货机一实施例的输送通道的右视图。

图6为本发明自动售货机一实施例的运输装置的后视图。

图7为本发明自动售货机一实施例的运输装置的后视方向的左下部轴侧图。

图8为本发明自动售货机一实施例的运输装置的后视方向的右下部轴侧图。

图9为本发明自动售货机一实施例的运输装置的主视方向的顶部轴测图。

图10为本发明自动售货机一实施例的运输装置的后视方向的左上部轴侧图。

图11为本发明自动售货机一实施例的运输装置的后视图的左上部局部图。

图12为本发明自动售货机一实施例的运输装置的后视方向的右上部的主视图。

图13为本发明自动售货机一实施例的运输装置的运输车主视方向的仰视轴测图。

图14为本发明自动售货机一实施例的运输装置的运输车主视方向的俯视轴测图。

图15为本发明自动售货机一实施例的运输装置的运输车的主视图。

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，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图纸中的步骤编号仅用于作为该步骤的附图标记，不表示执行顺序。

如图1所示，本发明实施例的自动售货机包括由支撑侧壁分割的贮存区001和设备区002，本发明实施例的自动售货机中包括货架100和运输装置200，其中：

货架100，用于组合形成单元贮存空间，并形成单元贮存空间的分段输送通道。

运输装置200，用于形成三个移动自由度的夹持结构从分段输送通道的出货端获取商品，受控衔接分段输送通道和分段转移通道。

本发明实施例的自动售货机利用货架100规划贮存空间和输送通道，将绝大部分空间形成单元贮存空间，并在单元贮存空间和驱动设备之间充分利用有限剩余空间设置分段输送通道，使得输送通道可以利用运输装置200的多自由度完成各通道的衔接，顺序完成商品的贮存、移动、拾取和传输。在满足构建最大物流补货周期的同时，优化了商品的拾取和传输过程。

如图1、图2和图3所示，本发明一实施例的货架100包括：

竖直固定框架110，用于固定水平固定框架两端的可调节固定位，与水平固定框架固定为一体。

水平固定框架120，用于固定贮存传输通道的固定位和端部限位，与贮存传输通道固定为一体。

贮存传输通道130，用于划分贮存空间，形成承载贮存单元的传输通道。

贮存单元140，用于在贮存空间中形成商品的有序贮存。

本发明一实施例中，竖直固定框架110包括左右对称的两部分，以右侧为例，包括前后设置且竖直平行的固定板111，在固定板111内侧自上而下均匀布设调节固定孔112，固定板111外侧固定在自动售货机的支撑侧壁上。

水平固定框架120包括平行的前固定梁和后固定梁，后固定梁121包括一块矩形的梁板材122，梁板材上包括平行设置的矩形通槽123，与梁板材延伸方向(图中为左右方向)一致。梁板材122的两端各固定一块梁配合板124，梁配合板124平行，梁配合板124上开设配合通孔125。前固定梁126的结构与后固定梁121基本相同，差别在于前固定梁126的梁板材122的前端弯折竖直向上延伸形成限位板127。

在另一实施例中，前固定梁126的梁板材122的限位板127的顶部向后固定梁做直角弯折形成前固定梁126的限位卡槽128。

限位板127或限位卡槽128可以保证贮存传输通道130传输末端(图中为前端)的可靠限位。

在另一实施例中，前固定梁和后固定梁的顶部开设卡槽或固定通孔用于贮存传输通道130的稳定固定。

本发明一实施例中，贮存传输通道130包括平行对置的滚动导轨131，滚动导轨的外侧壁(平行滚动导轨的外侧侧壁)竖直向上延伸，高于传输滚轮。

本发明一实施例中，滚动导轨131包括一个(前后放置的)导向支架132，沿导向支架132的轴线方向，在导向支架132顶部平行设置传输滚轮133，传输滚轮133的轴线与导向支架132的轴线垂直，导向支架132的外侧壁竖直向上延伸形成保护侧壁134，高于传输滚轮133。

在本发明的一实施例中，各滚动导轨131上的传输滚轮133位于一个平面。在本发明的另一实施例中，平行对置的滚动导轨131的传输滚轮133形成V型的对称倾斜。

在本发明的一实施例中，导向支架132为一矩形管，矩形管的顶面开设矩形通孔，传输滚轮133的传动轴两端于矩形管的顶面之下的侧壁上，传输滚轮133的传动轴上方的部分滚轮表面露出矩形通孔，导向支架132的外侧壁竖直向上延伸，高于传输滚轮133。

在本发明的一实施例中，通过前固定梁和后固定梁顶部的卡槽或固定通孔，将贮存传输通道130的一端固定在前固定梁126上且顶在前固定梁126的限位板127或限位卡槽128上，另一端固定在后固定梁121，贮存传输通道130与水平固定框架120的延伸方向垂直。限位板127或限位卡槽128遮挡贮存传输通道130前端的传输滚轮133和保护侧壁134。

在本发明的一实施例中，贮存单元140为向上敞口的矩形箱体141，矩形箱体敞口部的内径略大于矩形箱体底部的外径，使得两个矩形箱体可以利用敞口部和底部进行层叠。

在本发明的一实施例中，水平固定框架120的前固定梁和后固定梁形成支撑平面，支撑其上固定的若干贮存传输通道130。利用竖直固定框架110的调节固定孔112与水平固定框架120的配合通孔125调节固定位置，可以形成水平固定框架120支撑平面与水平面的倾斜夹角，形成水平固定框架120入货端(图中的后端)高于出货端(图中的前端)。利用限位板127或限位卡槽128阻挡在滚动导轨131的前端，使得放置于滚动导轨131的传输滚轮133上的矩形箱体141获得一个重力分量，自动向限位板127或限位卡槽128集中，使得水平固定框架120入货端自动形成直观的空余部分，避免因人工码放的误差浪费存储空间。

在本发明的一实施例中，利用水平固定框架120可以形成自下而上的若干支撑面，每个支撑面的倾斜夹角可以不同，以适应不同质量和类型的商品。

如图1、图4和图5所示，本发明一实施例的货架100还包括：

水平传输通道150，用于在水平固定框架之间传输贮存单元设置的水平传送通道。

选择传输通道160，用于衔接水平传输通道末端，调节后续传输方向的可转动传送通道。

在本发明的一实施例中，选择传输通道160一端固定在一个受控转轴上，受控转轴的轴向与水平传输通道150的传送方向相同，选择传输通道与水平传输通道150衔接，选择传输通道上与受控转轴相对一端设置向上的受控档杆。

在本发明的一实施例中，水平传输通道150采用受控传输的定向导轨151(附图4中局部示出末端)，在水平固定框架120之间，利用竖直固定框架110固定，水平设置，定向导轨151起于贮存区左端(即竖直固定框架110的左端)，贯通贮存区和设备区间的侧壁通孔，终于设备区的左端(即竖直固定框架110的右端)。

在本发明的一实施例中，选择传输通道160为矩形的(万向)滚珠传送带161，滚珠传送带161设置在定向导轨151的传输末端(图中为右端)，与定向导轨151的传动面平齐。滚珠传送带161顶部限行方向的边缘(图中为右端和后端)设置限位挡板162，在滚珠传送带161的底部后端固定一个受控传动杆163，受控传动杆163的轴线方向与定向导轨151的传送方向相同，受控传动杆163的两端转动固定在设备区间的侧壁上，在滚珠传送带161的与定向导轨151相对一侧，受控传动杆163的端部固定一个与受控传动杆163垂直的受控连接板164。还包括一个设置在滚珠传送带161的与定向导轨151相对一侧的受控气缸165，受控气缸165的缸体底部转动固定在设备区间侧壁的基座上，控制气缸165的活塞杆顶部与受控连接板164的顶端铰接(图4和图5中铰接处保持分离状态)。在滚珠传送带161的输出端底部(图中为前端)间隔设置两个竖直的受控活塞166，受控活塞166排气充分时贯穿滚珠传送带161的活塞杆顶部与滚珠传送带161的传送面平齐。

实际应用中，贮存单元140通过定向导轨151传送至末端时会受惯性影响转移至滚珠传送带161上。受控活塞166吸气活塞杆升起，保证贮存单元140不会由滚珠传送带161的输出端滑出。控制气缸165的活塞杆根据需要调整伸缩长度，带动受控连接板164，使受控传动杆163带动滚珠传送带161转动。当转动到位滚珠传送带161与指定商品出口的输出导轨可靠衔接时，受控活塞166排气活塞杆保持固定，贮存单元140沿指定输出导轨传输。

在本发明一实施例中，可以省略选择传输通道160，定向导轨起于竖直固定框架所处的贮存区，终于设有商品出口的设备区，与商品出口连接。

如图6所示，在本发明一实施例中，运输装置200包括垂直移动模块220、水平移动模块240和夹持模块260，其中：

垂直移动模块220，用于通过齿条传动带动水平移动模块沿竖直导轨做垂直运动。

水平移动模块240，用于通过齿条传动带动夹持模块沿一个水平导轨做左右运动。

夹持模块260，用于夹持贮存单元并在分段转移通道间沿另一个水平导轨做前后运动。

本实施例的运输装置可以针对贮存货架上的贮存单元提供快速准确的移动手段，与贮存货架上的转移通道相衔接，形成可优化的准确移动路径，减小对自动售货机中商品移动空间的需求。

如图6、图7、图8、图10和图12所示，在本发明的一实施例中，垂直移动模块220包括对称设置的竖向导轨221、竖向齿条皮带222、上定位齿轮223、下定位齿轮224和竖向卡接模块225，还包括竖向步进电机226，对称的竖向导轨221的导轨副保持同高度相对，在竖向导轨221端部一侧，转动固定上定位齿轮223，在竖向导轨221底部同侧，固定下定位齿轮224，下定位齿轮224固定在竖向步进电机226的输出轴上，竖向齿条皮带222环套在上定位齿轮223和下定位齿轮224上，齿间啮合，保持张力，竖向卡接模块225分别连接相邻的竖向齿条皮带222和导轨副。

进一步具体描述，竖直导轨221的背部竖直固定在货架100出货端(图中为前端)的贮存区侧壁上，对称的竖向导轨221的导轨副保持同高度；在竖向导轨221顶部且靠近货架100一侧，设置上定位齿轮223，上定位齿轮223转动固定在贮存区侧壁上，在竖向导轨221底部且靠近货架100一侧，设置下定位齿轮224，下定位齿轮224固定在竖向步进电机226的输出轴上随输出轴同部转动，对称的上定位齿轮223共轴线，对称的下定位齿轮224与竖向步进电机226的输出轴共轴线，上定位齿轮223和下定位齿轮224的轴线共平面。

竖向齿条皮带222呈环形，内侧有齿，环套在上定位齿轮223和下定位齿轮224上，齿间啮合，保持张力。竖向齿条皮带222呈与竖向导轨221平行的条状；竖向步进电机226设置在设备区底部，输出轴穿过侧壁伸入贮存区；在贮存区底部的两个下定位齿轮224间固定两个轴承座，分别靠近输出轴的两端，轴承座中的轴承内圈固定在输出轴上。

竖向卡接模块225包括竖向卡接框架231、支撑凸台232和竖向夹具233，竖向卡接框架231的第一端面固定在竖向导轨221的导轨副上，随导轨副上下移动，竖向卡接框架231的第二端面固定支撑凸台232，支撑凸台232的顶部固定支撑水平移动模块240，竖向卡接框架231的第三端面固定竖向夹具233的末端，竖向夹具233的夹持端固定夹持在竖向齿条皮带222上，竖向卡接框架231的第一端面与第二端面平行，第三端面与第二端面平行垂直。

卡接框架231、支撑凸台232和竖向夹具233可以采用本技术领域其他惯用的结构形式，形成符合上述组合位置关系的竖向卡接模块225。

实际应用中，垂直移动模块220的对称竖向导轨221上在同一高度的导轨副上固定的竖向卡接模块225。利用支撑凸台232的顶部固定支撑水平移动模块240的两端。通过竖向卡接模块225的竖向夹具233保持导轨副静止不动，通过竖向步进电机226输出轴的受控转动利用下定位齿轮224带动竖向齿条皮带222精确转动，进而带动水平的两个竖向卡接模块225稳定步进，实现在竖直方向的可靠运动。

如图6、图9、图10、图11和图12所示，在本发明一实施例中，水平移动模块240包括横梁241、横向导轨242、横向齿条皮带243、横向步进电机244和横向传动齿轮247，还包括对称设置的横向定位齿轮245，横向导轨242固定在横梁241顶部保持相同延伸方向，在横向导轨242一个侧壁上，横向定位齿轮245转动固定在横向导轨242水平两端，在所述侧壁的中部固定横向步进电机244，横向步进电机244的输出轴上固定横向传动齿轮247，横向齿条皮带243环套在横向定位齿轮245和横向传动齿轮247上，各齿轮与横向齿条皮带243齿间啮合，保持张力。

进一步具体描述，还包括对称设置的横向传动轮246，横梁241为矩形管材，横梁241的两端固定在水平对称的竖向卡接模块225上，即横梁241的两端底部分别固定在对称的两个竖向卡接模块225的支撑凸台232的顶部。

在横梁241顶部固定同轴向的横向导轨242，在横梁241延伸方向的一个侧壁(图中为后侧壁)的两端转动固定轴线水平平行的横向定位齿轮245，在相同的侧壁中部固定向下延展板248，在向下延展板248上转动固定轴线水平平行的横向传动轮246，在横向传动轮246下方与横向传动轮246等距位置设置横向传动齿轮247，横向定位齿轮245、横向传动轮246和横向传动齿轮247的传动方向于同一平面；横向传动齿轮247固定在横向步进电机244的输出轴上，随输出轴同部转动，横向步进电机244固定在向下延展板246上。

横向齿条皮带243的外侧抵接横向传动轮246的传动面，保持张力。

实际应用中，水平移动模块240的导轨副与夹持模块260固定，并通过与夹持模块260固定的横向夹具连接横向齿条皮带243。横向步进电机244输出轴的受控转动利用横向传动齿轮247带动横向齿条皮带243精确转动，进而带动导轨副稳定步进，实现在水平方向的可靠运动。

如图6、图11、图13、图14和图15所示，本发明一实施例中，夹持模块260包括夹持基座261、夹持步进电机262和夹持框架263，其中：

夹持基座261，用于在底部固定相应的导轨的导轨副保持稳定，固定连接相应齿条皮带的夹具随相应齿条皮带移动，在顶部形成与步进电机输出轴同方向的导轨支撑运动的夹持框架。

夹持步进电机262，用于沿输出轴方向受控移动与输出轴的步进传动结构适配连接的夹持框架。

夹持框架263，用于夹持贮存单元140，随步进传动结构移动。

在本发明的一实施例中，夹持基座261为矩形平板，在夹持基座261的底部中部，沿滑动方向间隔固定两个水平移动模块240的导轨副271与水平移动模块240滑动连接，并固定横向夹具272与水平移动模块240传动连接。具体连接为在导轨副与水平移动模块240的横向齿条皮带243的对应侧固定横向夹具272的固定端，横向夹具272的夹持端固定夹持在横向齿条皮带243上。

夹持步进电机262固定在夹持基座261的顶部边缘中部，夹持步进电机262的输出轴与夹持基座261的滑动方向垂直，与夹持基座261平行，输出轴共轴线固定步进传动结构的转动部件(如丝杠)，步进传动结构的随动部件(如丝杠副)转动连接夹持框架263；在输出轴两侧，在夹持基座261的顶部对称固定与输出轴同方向的支撑导轨273，支撑导轨273的导轨副顶部固定连接夹持框架263的底部。

夹持框架263包括矩形的夹持底板264和对称设置的夹持板265，夹持板265与夹持步进电机262的输出轴同方向，垂直固定在夹持底板264的顶部短边上，夹持板265间的夹持底板顶部设置两端连接夹持板265的凸起筋板；夹持板265靠近夹持步进电机262机壳一端与夹持底板264平齐，夹持板265的相对一端向夹持底板264后方延伸的同时，夹持板265的底端逐渐向顶端靠近，夹持板265顶端向内侧直角弯折形成较宽的夹持板顶部；夹持底板264底部中心设置固定板266，固定板266上固定与输出轴共轴线的转动传动部件(如轴承)，转动传动部件与输出轴连接的步进传动结构的随动部件(如丝杠副)适配连接。

实际应用中，夹持基座261通过横向夹具272跟随横向齿条皮带243移动带动夹持模块260水平移动。夹持基座261上的夹持步进电机262通过连接的丝杠副和适配连接的转动传动部件带动夹持框架263沿夹持步进电机262的输出轴线方向移动(贮存区的前后方向)。

三个移动自由度以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。