升降机控制方法与流程

本发明涉及售货机升降机技术领域，具体涉及一种升降机控制方法。

背景技术：

由于人工费用不断上升；再加上场地的局限性以及购物的便利性等这些因素的制约，相对超市、百货购物中心等新的流通渠道的产生，无人自动售货机作为一种方便购物的机器应运而生。自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。是一种全新的商业零售形式，又被称为24小时营业的微型超市。

目前，市场上所普遍使用的自动售货机在出售商品时，商品是从货道直接低落到取货斗中，因售货机分很多货道层随着层数的上升，跌落下来的重力也增加，容易将售出的商品摔坏而影响商品销售。升降斗在运行中或取货中无保护机制容易导致机器伤人的影响，另外目前所使用的升降机系统一般采用步进直流电机来驱动取货斗装置，成本较高难以在市场上获得竞争力。

cn201120315860.6公开一种自动售货机出货结构，在箱体内安装有多排货架，在大门底部设置有取货小门，在取货小门处安装有自动锁，步进直流电机通过传动装置驱动箱体内两边的皮带轮，两皮带轮驱动箱体内两边的皮带，两皮带驱动两皮带之间水平安装的升降斗，在升降斗的两侧箱体内侧壁上都设置有导向装置。该装置采用步进直流电机控制，成本较高，在市场上竞争力不够，具有一定的局限性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种升降机控制方法，升降机的控制方法简单，采用直流直流电机、霍尔感应器和主控制器控制升降盒的运转，价格低廉且安全系数增加，解决目前商品直接跌落造成的损害，解决升降盒运作过程电流过载而造成的安全事故问题。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供如下技术方案：一种升降机控制方法，包括以下步骤：

s1升降盒上升：接收升降指令，主控制器控制直流电机运转，带动升降机驱动板上的升降盒向上移动，直流电机运转速度由零缓慢加速至主控制器设置的最大值后恒速运行，通过霍尔传感器检测直流电机运转圈数，主控制器接收霍尔传感器的信号转化为直流电机运转速度；主控制器根据直流电机圈数确定直流电机是否减速或停止运转，当升降盒即将到达某一货道的下部前方的指定位置即直流电机运转圈数即将完成时，主控制器控制直流电机减速并停止运转，等待出货；

s2升降盒下降：出货完成后，主控制器控制直流电机启动运转，带动升降机驱动板上的升降盒向下移动，直流电机运转速度由零缓慢加速至主控制器设置的最大值后恒速运行，通过霍尔传感器检测直流电机运转圈数，主控制器接收霍尔传感器的信号转化为直流电机运转速度；主控制器根据直流电机圈数确定直流电机是否减速或停止运转，当升降盒即将到达售货机底部即直流电机运转圈数即将完成时，主控制器控制直流电机减速并停止运转，限位开关闭合；

s3取货：升降盒到达售货机底部且直流电机停止运转后，主控制器控制防盗隔板进行翻转防盗、取货门的电磁插销锁开启，等待顾客取货；取货完成后，主控制器控制取货门电磁插销锁上锁关闭和防盗隔板翻转返回。

优选地，所述步骤s1中，在收到主控制器的升降指令后，主控制器检测升降盒是否处于起始位置，同时检测升降取货门的电磁插销锁是否处于锁上状态，两者同时满足的条件下，主控制器通过输出脚位输出pwm脉宽，升降机模块收到信号后调制mos管，mos管导通电压输出，则直流电机开启；若两者无法同时满足，则售货机界面显示起始位置错误，同时显示故障。

优选地，所述步骤s1中，判断升降盒是否处于起始位置，通过售货机底部的限位开关是否闭合判断说明升降盒处于起始位置。

优选地，所述步骤s1中，霍尔传感器检测直流电机运转圈数通过如下步骤实现的：通过直流电机底部设定的霍尔传感器检测直流电机转速输出脚的电平，直流电机每转动一圈，霍尔传感器检测到的直流电机转速输出脚的电平就会变化一次，连续的脉冲信号代表直流电机转动的圈数，霍尔传感器将电平信号传输给主板主控制器，主控制器将信号转换为直流电机转速。

优选地，所述步骤s1中，主控制器控制直流电机运转速度的具体过程如下：直流电机转速已达到主控制器中设置的最大值，主控制器传输信号给直流电机，直流电机转速保持；同时霍尔传感器检测直流电机运转圈数，并将信号传输给主控制器，主控制器将当前的圈数信号与预存储的圈数信号进行比对，若信号接近，则主控制器将减速信号传输给直流电机，直流电机缓慢减速；当检测的圈数为主控制器预设定的圈数时，主控制器控制直流电机停止运转。

优选地，所述步骤s1中，主控制器控制直流电机的转速上升过程中，在升降机模块通过电阻与直流电机串联，当直流电机工作时直流电机工作电流在电阻两端产生电压，通过电压比较器比较当前电压与过载堵转的参考电压比较，若当前电压与参考电压一致或更高，则电压比较器输出高电平，主控制器接收信号，判定电流过载；若电流过载，通过升降机模块直流电机在工作时输出的脉冲数量监控在单位时间内是否一致检测确定型材直线导轨或皮带是否异常；若型材直线导轨或皮带异常，则主控制器在售货机界面显示故障信号；若主控制器中设置的最大值出现大于或等于直流电机预设的最大值，则判断是否电流过载。

优选地，所述步骤s2中，出货完成后，货道上的货物将会自动填补被取走货物的位置，等待下一次出货。

优选地，所述步骤s2中，出货完成通过光电检测判断升降盒是否存在物品来判断，若存在物品，光电检测输出信号至主控制器，主控制器控制直流电机运转。

优选地，所述步骤s2中，霍尔传感器检测直流电机运转圈数通过如下步骤实现的：通过直流电机底部设定的霍尔传感器检测直流电机转速输出脚的电平，直流电机每转动一圈，霍尔传感器检测到的直流电机转速输出脚的电平就会变化一次，连续的脉冲信号代表直流电机转动的圈数，霍尔传感器将电平信号传输给主板主控制器，主控制器将信号转换为直流电机转速。

优选地，所述步骤s2中，主控制器控制直流电机运转速度的具体过程如下：直流电机转速已达到主控制器中设置的最大值，主控制器传输信号给直流电机，直流电机转速保持；同时霍尔传感器检测直流电机运转圈数，并将信号传输给主控制器，主控制器将当前的圈数信号与预存储的圈数信号进行比对，若信号接近，则主控制器将减速信号传输给直流电机，直流电机缓慢减速；当检测的圈数为主控制器预设定的圈数时，主控制器控制直流电机减速并停止运转。

优选地，所述步骤s2中，主控制器控制直流电机的转速上升过程中，通过电阻与直流电机串联，直流电机工作电流在电阻两端产生电压，通过电压比较器比较当前电压与过载堵转的参考电压比较，若当前电压与参考电压一致或更高，则电压比较器输出高电平，主控制器接收信号，判定电流过载；若电流过载，通过升降机模块直流电机在工作时输出的脉冲数量监控在单位时间内是否一致检测确定型材直线导轨或皮带是否异常；若型材直线导轨或皮带异常，则主控制器在售货机界面显示故障信号；若主控制器中设置的最大值出现大于或等于直流电机预设的最大值，则判断是否电流过载。

优选地，所述步骤s3中，主控制器控制防盗板进行翻转防盗、取货门的电磁插销锁开启，主控制器控制语音播报装置播报语音提醒顾客取货。

优选地，所述步骤s3中，通过光电检测判断升降盒内是否存在物品，若不存在物品，则判断顾客取货完成，主控制器接到信号，主控制器控制取货门电磁插销锁上锁关闭和防盗板翻转返回；若存在物品，则再次语音播报提醒顾客。

优选地，在步骤s1和步骤s2中，通过升降盒顶部和底部的限位开关闭合来判断，若升降盒出现越界或故障，主控制器启动安全保护程序，立即关闭直流电机，同时报错或报警。

优选地，在步骤s1和步骤s2中，霍尔感应器将检测的圈数信号直接连接到升降机驱动板，升降机驱动板再将信号传输给主控制器。

另一方面，本发明提供还一种用于实现本发明所述升降机控制方法的自动售货机升降系统，所述自动售货机升降系统设置在自动售货机内，所述自动售货机升降系统包括主动轮转轴、从动轮转轴和型材直线导轨，所述主动轮转轴设置在型材直线导轨的下端，所述从动轮转轴设置在型材直线导轨的上端；所述主动轮转轴两端均设置有同步装置；所述同步装置包括直流电机、直流电机安装板、同步主动轮、皮带、同步从动轮、同步从动轮固定板、同步从动轮支撑板、滑块和滑块固定板；所述直流电机安装在直流电机安装板上，所述直流电机与同步主动轮连接，所述同步主动轮通过皮带与同步从动轮连接，所述同步从动轮安装在从动轮转轴的两端，所述从动轮转轴安装在同步从动轮固定板上，所述同步从动轮固定板设置在同步从动轮支撑板上，所述滑块通过滑块固定板与皮带刚性连接；所述皮带与升降盒通过升降盒连接板刚性连接，所述升降盒包括底板、围板、端件、光电发射板和光电接收板，所述端件包括左端件和右端件，所述底板和围板通过左端件和右端件进行固定形成盒体，所述光电发射板和光电接收板分别设置在升降盒内侧两端，所述直流电机、光电发射板和光电接收板均与主控制器连接。

进一步地，所述皮带上设置有配重块。

进一步地，所述直流电机底部安装有霍尔感应器，所述霍尔感应器通过升降系统驱动板与主控制器连接。

进一步地，所述主动轮转轴通过法兰轴承固定在升降固定板上，所述法兰轴承起调节转动偏载和调节主动轮转轴的同轴度误差的作用。

进一步地，所述同步主动轮上方设置有压紧轮；所述压紧轮可有效防止皮带与同步从动轮之间发生跳齿的不稳定传动现象。

进一步地，所述自动售货机升降系统还包括升降取货门，所述升降取货门通过取货门固定板固定在自动售货机取货口，所述升降取货门与取货口之间设置取货口密封条，所述升降取货门开口处设置接近检测开关，所述升降取货门下部设置有电磁插销锁；所述电磁插销锁一侧设置接近检测开关；所述电磁插销锁、接近检测开关均与主控制器连接。

进一步地，所述自动售货机升降系统还包括升降防盗装置，所述升降防盗装置包括防盗板固定座件、撑杆电机、防盗板、撑杆电机转轴，所述防盗板固定座件包括左侧防盗板固定座件和右侧防盗板固定座件，所述防盗板通过防盗板固定座件安装在自动售货机箱体内货架的底端且位于升降取货门上方；所述撑杆电机通过撑杆电机转轴连接防盗板和防盗板固定座件，所述撑杆电机与主控制器连接。

进一步地，所述自动售货机升降系统底部设置有微动开关，所述微动开关与主控制器连接。

进一步地，所述升降盒的底部和顶部设置限位开关，所述限位开关与主控制器连接。

本发明的有益效果：

本发明提供一种升降机控制方法

该方法通过霍尔传感器检测直流电机的转动输出脚的电平，主控制器接收电平信号检测直流电机的运转速度，从而达到有效检测和控制直流电机的运转速度，控制直流电机的开启和停止；

通过限位开关的闭合检测升降盒是否达到升降机的顶部和底部，有效防止直流电机运转过度，解决升降盒越界损伤升降机结构的问题；

通过对取货门及防盗隔板的控制，实现防盗；

通过霍尔传感器的检测信号，主控制器控制直流电机运转从而实现控制升降盒的上下运动，避免了商品直接跌落而造成对商品影响的情况，霍尔传感器检测升降盒在上升或下降时脉冲输出是否异常来判断是否有阻挡和过冲的危险防止升降过程中意外伤人情况的出现。

本发明通过采用霍尔感应器检测直流电机的运转圈数，主控制器控制直流电机的启动和停止，相比现有升降机采用步进直流电机，成本下降；

通过霍尔感应器对线圈的检测，主控制器内部设置的直流电机旋转圈数，控制升降盒从零至恒定速度再降至零的运行，控制升降盒的运动和启动，保证安全。

本发明提供的升降机控制方法，有效解决目前直流电机运转产生电流过载的检测问题，提升升降机在升降过程中的安全系数，具有重要的意义。

附图说明

图1本发明的优选实施例的自动售货机结构示意图；

图2本发明的优选实施例的自动售货机升降系统结构示意图；

图3本发明的优选实施例的图2中a处放大图；

图4本发明的优选实施例的升降盒组装图；

图5本发明的优选实施例的升降防盗装置结构示意图；

图6本发明的优选实施例的取货状态结构示意图；

图7本发明的优选实施例的升降上升状态结构示意图；

图8本发明的优选实施例的同步装置的部分结构示意图；

图9本发明的优选实施例的图8中ii处放大图。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明不受下述实施例的限定。

实施例1

如图1～9所示，一种用于实现本发明所述升降机控制方法的自动售货机升降系统，所述自动售货机升降系统设置在自动售货机内，具体如图2～3所示，所述自动售货机升降系统包括主动轮转轴11、从动轮转轴和型材直线导轨12，所述主动轮转轴11设置在型材直线导轨12的下端，所述从动轮转轴设置在型材直线导轨12的上端；所述主动轮转轴11两端均设置有同步装置；所述同步装置包括直流电机1、直流电机安装板2、同步主动轮3、皮带4、同步从动轮5、同步从动轮固定板6、同步从动轮支撑板7、滑块18和滑块固定板19；所述直流电机1安装在直流电机安装板2上，所述直流电机1与同步主动轮3连接，所述同步主动轮3通过皮带4与同步从动轮5连接，所述同步从动轮5安装在从动轮转轴的两端，所述从动轮转轴安装在同步从动轮固定板6上，所述同步从动轮固定板6设置在同步从动轮支撑板7上，所述滑块18通过滑块固定板19与皮带4刚性连接；所述皮带4与升降盒8通过升降盒连接板81刚性连接，如图4所示，所述升降盒8包括底板82、围板83、端件84、光电发射板85和光电接收板，所述端件84包括左端件和右端件，所述底板82和围板83通过左端件和右端件进行固定形成盒体，所述光电发射板85和光电接收板分别设置在升降盒8内侧两端，所述直流电机1、光电发射板85和光电接收板均与主控制器连接。在提供的升降系统中，主动轮转轴11作为两端同步装置的中间轴，通过直流电机1带动主动轮转轴11转动，带动同步主动轮3转动，从而带动皮带4转动同时，同步从动轮5转动，升降盒8被带动一起运动，两个同步装置与升降盒部件一起形成一个整体升降系统，本过程采用同步装置，速度相对于现有的升降系统快，而且，通过滑块在型材直线导轨内平稳滑动，摩擦系数极低，且不要加任何润滑剂，能起到了很好的导向作用。通过本系统的上下往复运动，承接自动售货机的货物上下运动。通过光电发射板85发射红外线，光电接收板接收红外线确定升降盒8内无物品，若存在物品，则光电接收板没有接收到红外线，实现确定升降盒8内有物品。

所述皮带4上设置有配重块41；配了配重块41的升降系统，升降盒8在向上运动接送货物时，运动更加平稳，直流电机1的输出功率明显变小，对直流电机1的要求也小了。

所述直流电机1底部设置霍尔感应器，所述霍尔感应器通过升降系统驱动板与主控制器连接。

所述主动轮转轴11通过法兰轴承固定在升降固定板上，所述法兰轴承起调节转动偏载和调节主动轮转轴11的同轴度误差的作用。

如图9所示，所述同步主动轮3上方设置有压紧轮20；所述压紧轮20可有效防止皮带4与同步从动轮5之间发生跳齿的不稳定传动现象。

所述自动售货机升降系统还包括升降取货门13，所述升降取货门13通过取货门固定板14固定在自动售货机取货口，所述升降取货门13与取货口之间设置取货口密封条15，所述升降取货门13下部设置有电磁插销锁17；所述电磁插销锁17一侧设置接近检测开关16，所述电磁插销锁17、接近检测开关16均与主控制器连接。所述取货口密封条15用于保温隔热。

如图5所示，进一步地，所述自动售货机升降系统还包括升降防盗装置9，所述升降防盗装置9包括防盗板固定座件91、撑杆电机92、防盗板94、撑杆电机转轴93，所述防盗板固定座件91包括左侧防盗板固定座件和右侧防盗板固定座件，所述防盗板94通过防盗板固定座件91安装自动售货机箱体内货架的底端的升降后挡板的上方；所述撑杆电机92通过撑杆电机转轴93连接防盗板94和防盗板固定座件91，所述撑杆电机92与主控制器连接。

进一步地，所述自动售货机升降系统底部设置有微动开关，所述微动开关与主控制器连接。

进一步地，所述升降盒8的底部和顶部设置限位开关，所述限位开关与主控制器连接。配置限位开关，使得升降台定位精准，避免过冲情况出现，检测运行的位置。

本发明提供一种升降机控制方法，具体流程为：当售货机处于售货状态时，主控制器控制升降机中的升降盒和防盗板处于起始位置，取货门的电磁插销锁处于锁上状态；

售货机接到售货机显示屏传输的购买指示，待用户支付完成后，等待出货过程中，主控制器检测升降盒8是否处于起始位置(通过售货机底部的限位开关是否闭合判断说明升降盒8处于起始位置)，同时检测升降取货门13的电磁插销锁17是否处于锁上状态，两者同时满足的条件下，主控制器通过输出脚位输出pwm脉宽，升降机模块收到信号后调制mos管，mos管导通电压输出，则升降机直流电机1开启；若两者无法同时满足，则售货机界面显示起始位置错误，同时显示故障；

直流电机1运转速度由零缓慢加速至主控制器中设置的最大值(主控制器中设置的最大值小于直流电机1预设的最大值)，通过直流电机1底部设定的霍尔传感器检测直流电机1转速输出脚的电平(直流电机1每转动一圈，霍尔传感器检测到的直流电机1转速输出脚的电平就会变化一次，连续的脉冲信号代表直流电机1转动的圈数)，霍尔传感器将电平信号直接连接到升降机驱动板，升降机驱动板再将信号传输给主板主控制器，主控制器将信号转换为直流电机1转速，若直流电机1转速已达到主控制器中设置的最大值，传输信号给直流电机1，直流电机1转速保持；通过霍尔传感器检测直流电机1运转圈数，主控制器接收霍尔传感器的信号转化为直流电机1运转速度；主控制器根据直流电机圈数确定直流电机1是否减速或停止运转，当升降盒8即将到达某一货道的下部前方的指定位置即主控制器将当前的圈数信号与预存储的圈数信号进行比对，若信号接近，则主控制器将减速信号传输给直流电机1，直流电机缓慢减速；当检测的圈数为主控制器预设定的圈数时，主控制器控制直流电机停止运转，等待出货；在直流电机1的转速上升过程中，在升降机模块通过电阻与直流电机串联，当直流电机工作时直流电机工作电流在电阻两端产生电压，通过电压比较器比较当前电压与过载堵转的参考电压比较，若当前电压与参考电压一致或更高，则电压比较器输出高电平，主控制器接收信号，判定电流过载；若电流过载，通过升降机模块直流电机在工作时输出的脉冲数量监控在单位时间内是否一致检测确定型材直线导轨12或皮带4是否异常；若型材直线导轨12或皮带4异常，则主控制器在售货机界面显示故障信号；若主控制器中设置的最大值出现大于或等于直流电机预设的最大值，则判断是否电流过载；直流电机1启动从慢到快可以有效防止启动直流电机电流过大对直流电机1造成的损伤；

完成出货后，货道上的货物将会自动填补被取走货物的位置，等待下一次出货，主控制器接收到出货完成和升降盒8中存在物品的信号，主控制器将运转加速信号传输给直流电机1，直流电机开始运转，带动升降盒8下降，直流电机速度由零慢速加至主控制器中设置的最大值(主控制器中设置的最大值小于直流电机预设的最大值)，通过直流电机底部设定的霍尔传感器检测直流电机转速输出脚的电平，霍尔传感器将电平信号直接连接到升降机驱动板，升降机驱动板再将信号传输给主板主控制器，主控制器将信号转换为直流电机转速，若直流电机转速已达到主控制器中设置的最大值，传输信号给直流电机，直流电机1转速保持；通过霍尔传感器检测直流电机运转圈数，主控制器接收霍尔传感器的信号转化为直流电机运转速度；主控制器根据直流电机圈数确定直流电机是否减速或停止运转，主控制器将当前的圈数信号与预存储的圈数信号进行比对，若信号接近，则升降盒即将到达售货机底部时，主控制器控制直流电机减速，当检测的圈数为主控制器预设定的圈数时，主控制器控制直流电机停止运转，限位开关闭合；在直流电机的转速上升过程中，通过电阻与直流电机串联，直流电机工作电流在电阻两端产生电压，通过电压比较器比较当前电压与过载堵转的参考电压比较，若当前电压与参考电压一致或更高，则电压比较器输出高电平，主控制器接收信号，判定电流过载；若电流过载，通过升降机模块直流电机在工作时输出的脉冲数量监控在单位时间内是否一致检测确定型材直线导轨12或皮带4是否异常；若型材直线导轨12或皮带4异常，则主控制器在售货机界面显示故障信号；若主控制器中设置的最大值出现大于或等于直流电机预设的最大值，则判断是否电流过载；

升降盒8达到底部后，主控制器控制防盗板94进行翻转防盗、取货门的电磁插销锁17开启，主控制器控制语音播报系统播报语音提醒顾客取货；

通过光电检测判断升降盒8内是否存在物品，若不存在物品，则判断顾客取货完成，主控制器接到信号，主控制器控制取货门电磁插销锁17上锁关闭和防盗板94翻转返回；若存在物品，则再次语音播报提醒顾客。

本发明提供的一种升降机控制方法，该通过霍尔传感器检测直流电机的转动输出脚的电平，主控制器接收信号检测直流电机的运转速度，从而达到有效检测和控制直流电机的运转速度，控制直流电机的开启和停止；通过限位开关的闭合检测升降盒是否达到升降机的顶部和底部，有效防止直流电机运转过度，解决升降盒越界损伤升降机结构的问题；通过对取货门及防盗隔板的控制，实现防盗；通过霍尔传感器的检测信号，主控制器控制直流电机运转从而实现控制升降盒的上下运动，避免了商品直接跌落而造成对商品影响的情况，霍尔传感器检测升降盒在上升或下降时脉冲输出是否异常来判断是否有阻挡和过冲的危险防止升降过程中意外伤人情况的出现。

本发明通过采用霍尔感应器检测直流电机的运转圈数，主控制器控制直流电机的启动和停止，相比现有升降机采用步进直流电机，成本下降；通过霍尔感应器对线圈的检测，主控制器内部设置的直流电机旋转圈数，控制升降盒从零至恒定速度再降至零的运行，控制升降盒的运动和启动，保证安全。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。