互联网型具有二维码识别功能的全自动甜筒冰淇淋售卖机的制作方法

本实用新型属于自动化设备和互联网领域，尤其涉及一种互联网型具有二维码识别功能的全自动甜筒冰淇淋售卖机。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：

吃冰淇淋不仅是夏天人们选择消暑的喜爱方式，同时冰淇淋由于其美妙的口味也是许多人在任何季节都喜欢吃的一种食物。由于传统的人工售卖方式地点固定的缺点造成了购买困难的问题，因此，冰淇淋自动售卖机器的出现很好的解决了这一问题，使喜爱冰淇淋的人们可以随时随地可以购买。

但是目前市面上的冰淇淋自动售卖机存在许多不足，限制了其推广和冰淇淋的销量。目前除了在商店卖现成的冰淇淋外，还缺乏能自动制作及售卖甜筒冰淇淋的设备，大部分冰淇淋自动售卖机仍然是以售卖已制作好的现成冰淇淋，冰淇淋经过长时间储存会影响其口味，这就需要人工频繁的更换新鲜的冰淇淋，大大提高了经济成本和人力成本；

虽然目前有能全自动制作和销售冰淇淋的设备，但是只能用一次性纸杯制作冰淇淋，口味单一，而且无法稳定的用甜筒制作和销售冰淇淋，速度很慢，效率较低。其次是支付方式，目前许多冰淇淋自动售卖机任然只能使用真实货币进行购买，而且对货币的面额或是形式都有要求，这也很大程度上限制了人们的购买，随着移动支付的普及，一些冰淇淋自动收售卖机可以采用支付宝、微信等许多支付方式，但是其购买模式仍然机械化，人们需要就地扫描二维码支付，人们在扫描二维码码付款之后就要马上取走自己的冰淇淋，无法做到付款后随时随地领取商品，无法更加便捷人们的生活。

综上所述，现有技术存在的问题是：

目前市面上的冰淇淋自动售卖机存在缺乏能自动制作及售卖甜筒冰淇淋的设备，不能解决冰淇淋经过长时间储存会影响其口味问题；现有技术经济成本和人力成本高；

现有技术只能用一次性纸杯制作冰淇淋，口味单一，而且无法稳定的用甜筒制作和销售冰淇淋，速度很慢，效率较低；

不能引入多种支付方式与互联网销售模式相结合，并通过机器上的二维码识别功能，解决冰淇淋自动售卖机支付方式单一，购买模式机械化的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种互联网型具有二维码识别功能的全自动甜筒冰淇淋售卖机。本实用新型解决了在全自动制作甜筒冰淇淋过程中口味单一、运行不稳定、效率低的问题以及支付方式单一、销售模式机械化的问题。本实用新型采用自由度圆柱坐标系机械臂的设计，同时完成了自动取筒和制作冰淇淋以及冰淇淋的输出，三项工作，通过对机械臂精度的控制，大大节省了成本，同时提高了速度，而解决上述问题的核心在于高速高精度机械臂的设计。

本实用新型是这样实现的，一种互联网型具有二维码识别功能的全自动甜筒冰淇淋售卖机，包括：

冰淇淋奶浆机(1)、型材框架(9)、四自由度圆柱坐标系机械臂(10)、转筒(11)、出口转盘(4)、显示屏(3)及摄像头(15)；

型材框架(9)位于冰淇淋奶浆机(1)的前方，型材框架被钣金外壳包裹。四自由度圆柱坐标系机械臂(10)位于型材框架(9)内，转筒(11)位于机械臂的右侧，并固定在型材框架上，出口转盘(4)位于机械臂左侧，固定于型材框架(11)上，显示屏(3)和摄像头(15)固定于前面板；

四自由度圆柱坐标系机械臂(10)由推杆电机(7)作为Z轴，完成上下运动，由步进电机(18)和丝杆(11)以及滑块配合完成Y轴水平伸缩运动；由伺服电机(20)和涡轮减速器(19)配合完成X轴水平旋转运动；由一个直流电机驱动的机械夹完成夹取运动；

人机交互组件，用于二维码识别后进行移动支付和刷校园卡支付；

智能APP组件，用于进行移动支付功能、设备管理以及店铺管理。

四自由度圆柱坐标系机械臂(10)由推杆电机(7)作为Z轴，完成上下运动，由步进电机(18)和丝杆(11)以及滑块配合完成Y轴水平伸缩运动；由伺服电机(20)和涡轮减速器(19)配合完成X轴水平旋转运动；由一个直流电机驱动的机械夹完成夹取运动。

进一步，转筒(11)的边缘分布有圆筒(2)，所述圆筒(2)的底部固定有塑料卡扣(5)；

出口转桶(4)上有圆锥形状的凹槽托盘(22)，所述凹槽托盘(22)内部设有激光对射传感器；

所述型材框架(9)和冰淇淋奶浆机(1)通过合页连接，打开闭合，以及拆卸；

摄像头(15)位于机器的正面，用于进行扫描二维码；

四自由度圆柱坐标系机械臂(10)的底部固定有带有齿轮的光电旋转编码器(24)以及滑动的齿条(23)；所述齿条(23)和上下运动的Z轴固定。

进一步，人机交互组件包括：工控机、控制器、触摸显示屏、步进电机驱动器、直流电机和接近开关组件；

工控机、控制器、步进电机驱动器均位于型材框架的底部，并固定在型材框架上；

控制器设置有输入点、输出点；

控制器的输入点，包括启动开关输入点、升降轴输入点、直线轴各位置点、取货限位10个接近开关并均与工控机通过导线连接；

控制器的输出点，包括升降轴与直线轴步进电机的脉冲方向输出点、步进电机的启动输入点、正反转输入点、取杯旋转电机输入点、冰淇淋出料电机输入点、传输旋转电机启停信号输入点并工控机通过导线连接。

智能APP组件包括移动支付功能组件、设备管理功能组件；其中移动支付功能组件负责客户的支付状态以及订单的管理，设备管理组件负责设备状态的管理和记录。

作为一个优选项，所述机械臂采用推杆电机做Z轴，用于上升下降运动，采用伺服步进电机配合涡轮减速箱作为X轴，用于旋转运动，采用步进电机配合丝杆滑块做Y轴，用于水平伸缩运动。

进一步，所述机械夹采用直流电机配合丝杆螺母做夹取运动；

所述冰淇淋奶浆机的奶浆出口下面固定有两对激光对射传感器，与控制系统配合用于测定冰淇淋奶浆的流速，控制出料量；

所述转盘下面装有带抱闸器的步进电机，驱动和锁定转盘；

出口转盘带有一个圆锥形的凹槽托盘，用于乘放尖底的锥形甜筒冰淇淋；

位于所述甜筒转盘上面盛放不同种类甜筒的圆筒交错排列；

冰淇淋奶浆机采用三个奶浆出口的冰淇淋机，用于三种口味奶浆的输出。

综上所述，本实用新型的优点及积极效果为：

本实用新型冰淇淋售卖机通过合理的设计，尤其是四自由度机械臂和放置甜筒的转盘间的配合，可实现多种甜筒冰淇淋的稳定全自动制作和销售，并且提高其制作速度。其次将支付反馈变为二维码，通过增加摄像头组件使得机器可以主动扫码，客户的支付和购买将变得更加便捷。此外，此机器采用型材框架和冰淇淋奶浆机的可拆卸化拼接，使得机器的构造简单。因此，此冰淇淋自动售卖机，功能强大，制作成本低，有利于技术的推广。网上监控、销售、管理，很大程度上节约了人力成本和经济成本。

使用此机械臂设计的机器，实测的制作一个冰淇淋的速度在15秒以内，而市面上的全自动冰淇淋销售机的平均出杯时间在30秒以上。此全自动冰淇淋机的实测使用机械臂自动取杯的失败率低于十万分之一，低于市面上的一次性杯的自动取杯失败率。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的互联网型具有二维码识别功能的全自动甜筒冰淇淋售卖机示意图。

图2是本实用新型实施例提供的互联网型具有二维码识别功能的全自动甜筒冰淇淋售卖机前视图。

图3是本实用新型实施例提供的互联网型具有二维码识别功能的全自动甜筒冰淇淋售卖机俯视图。

图4是本实用新型实施例提供的互联网型具有二维码识别功能的全自动甜筒冰淇淋售卖机四轴机械臂局部图。

图中：1、冰淇淋奶浆机；2、圆筒；3、显示屏；4、出口转盘；5、塑料卡扣；6、纸托容器；7、直流推杆电机；8、机械夹；9、型材框架；10、圆柱坐标系机械臂；11、转筒；13、步进电机；14、直流电机；15、摄像头；16、T型支撑板；17、丝杆；18、步进电机；19、涡轮减速器；20、伺服电机；21、机械夹；22、甜筒托；23、齿条；24、增量式光电旋转编码器。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

目前市面上的冰淇淋自动售卖机存在缺乏能自动制作及售卖甜筒冰淇淋的设备，不能解决冰淇淋经过长时间储存会影响其口味问题；现有技术经济成本和人力成本高；

现有技术只能用一次性纸杯制作冰淇淋，口味单一，而且无法稳定的用甜筒制作和销售冰淇淋，速度很慢，效率较低；

不能引入多种支付方式与互联网销售模式相结合，并通过机器上的二维码识别功能，解决冰淇淋自动售卖机支付方式单一，购买模式机械化的问题。

本实用新型实施例提供的互联网型具有二维码识别功能的全自动甜筒冰淇淋售卖机，包含三个组件：硬件组件、人机交互界面组件和智能APP组件。硬件组件包括冰淇淋奶浆机，以及位于其前面的型材框架，所述型材框架和冰淇淋奶浆机之间通过合页连接，可以打开和闭合，所属型材框架上固定有机械臂，所述机械臂右侧固定有放置冰淇淋甜筒的甜筒转盘，所属甜筒转盘上面固定有8列圆筒，用于放置冰淇淋，所述圆筒底部有塑料卡簧，用于卡住冰淇淋甜筒，当所述机械臂夹住一个甜筒往下拉拽时，即可取下一个甜筒，所述机械臂左侧固定有出口转盘，所述出口转盘上方固定有显示屏和摄像头。人际交互界面组件包含控制系统硬件和控制系统软件设计。控制系统硬件包含工控机、控制器、触摸显示屏、步进电机驱动器、直流电机和接近开关等组件组成。控制系统软件包括上位机程序、控制器程序、人机交互界面设计。上位机程序主要由主购买界面、移动支付、数据链接类等部分组成。支付方式包括移动支付和刷校园卡支付。机器上具有二维码识别功能的摄像头，客户在选择相应口味冰淇淋支付后获得一个二维码，通过机器扫描即可获得所选商品。智能APP组件包含三项功能，分别为移动支付功能、设备管理功能以及店铺管理功能。移动支付业务是由移动运营商、移动应用服务提供商和金融机构共同推出的构建在移动运营支撑系统上的一个移动数据增值业务应用。客户选择冰淇淋的口味类型，生成相应的价格，客户选择支付方式，付款后生成可保存的二维码，可在此机器上扫码获取商品。管理设备包括手机操作设备。通过设备管理了解设备故障和耗材情况：甜筒、冰淇淋料，决定是否添加，同时销售人员更关心经济利益，可根据各类冰淇淋日销售量、总金额等生成报表，供销售人员浏览。

作为一个优选项，在满足所实现功能的前提下，选择控制方案遵循“稳定、便捷”的原则。

作为一个优选项，所述机械臂采用四自由度圆柱坐标系机械臂。

作为一个优选项，所述机械臂采用推杆电机做Z轴，用于上升下降运动，采用伺服步进电机配合涡轮减速箱作为X轴，用于旋转运动，采用步进电机配合丝杆滑块做Y轴，用于水平伸缩运动。

作为一个优选项，所述机械夹采用直流电机配合丝杆螺母做夹取运动。

作为一个优选项，所述冰淇淋奶浆机的奶浆出口下面固定有两对激光对射传感器，与控制系统配合用于测定冰淇淋奶浆的流速，进而控制其出料量。

作为一个优选项，所述转盘下面装有带抱闸器的步进电机，可以驱动和锁定转盘。

作为一个优选项，所述出口转盘带有一个圆锥形的凹槽托盘，用于乘放尖底的锥形甜筒冰淇淋。

作为一个优选项，机器制作一个冰淇淋的时间在15秒到20秒。

作为一个优选项，位于所述甜筒转盘上面盛放不同种类甜筒的圆筒交错排列，有助于更快速的将客户所选的甜筒旋转到机械臂正前方。

作为一个优选项，所述冰淇淋奶浆机采用三个奶浆出口的冰淇淋机，可以实现三种口味奶浆的输出。

作为一个优选项，选用单片机作为控制器，由于单片机有开发成本低，可扩展性强，抗干扰能力强，便于实现多轴同步控制等特点。

作为一个优选项，选用研华公司的工控机和9.7英寸红外触摸显示屏，考虑到通讯接口类型、输入输出点数量、成本、性能等因素。

作为一个优选项，上位机程序采用C语言winform形式可视化编写。

作为一个优选项，购买窗体采用加载子窗体更换购买菜单，所选商品置于购物车，若购买界面30秒无人操作将返回主界面，购物车清空。

作为一个优选项，移动支付方式包括银行卡、支付宝、微信支付。

作为一个优选项，支付过后所获得的二维码可长期保存，通过扫描，可在同类冰淇淋自动售卖机随时随地获取所选取的商品。

作为一个优选项，选择接入无线运营商第三方支付系统：银行卡、支付宝、微信支付。

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1-图4、本实用新型实施例提供的互联网型具有二维码识别功能的全自动甜筒冰淇淋售卖机，包括冰淇淋奶浆机1，以及位于其前面的型材框架9。冰淇淋奶浆机1和型材框架9之间通过合页连接，可以打开和闭合。所述型材框架9上有圆筒2，用于放置各式冰淇淋甜筒，所述圆筒2的下面有塑料卡扣5，用于卡住冰淇淋甜筒，当机械臂夹住甜筒往下拉拽时，即可取下一个甜筒。所述圆筒2位于转筒11的边缘，共八列，可以放置不同种类甜筒。所述转筒11底部连有步进电机13，作为一个优选项，所述步进电机13选择带抱闸器的步进电机，可以急停。在所述型材框架9的左侧有出口转盘4，所述出口转盘4其底部有直流电机14，可以带动出口转盘4旋转，可将冰淇淋转出。在所述出口转盘的上方有显示屏3，用于客户现场点单，和摄像头15，用于扫描客户手机上的二维码。所述高速高精度的圆柱坐标系机械臂10由4部分组成，分别是推杆电机7，用于完成上下运动(以下统称为Z运动)；伺服电机20和涡轮减速器19配合完成水平旋转运动(以下统称为X轴运动)；步进电机18和丝杆17以及滑块配合完成水平伸缩运动(以下统称为Y周运动)；机械夹21完成冰淇淋甜筒的夹取运动。

本实用新型实施例提供的互联网型具有二维码识别功能的全自动甜筒冰淇淋售卖机还包括：纸托容器6，位于型材框架上，与前板面固定；直流推杆电机7，位于型材框架底部，并于型材框架固定；圆柱坐标系机械臂10；转筒11，位于型材框架右侧并与型材框架固定；T型支撑板16，位于机械臂10上并与光轴固定；齿条23，位于机械臂上并于Z轴固定；增量式光电旋转编码器24，位于推杆电机上并与其固定。

下面结合工作原理对本实用新型作进一步描述。

实际制作冰淇淋的工作流程：

首先客户在手机微信端选择冰淇淋，在支付后客户会获得一个二维码，客户在机器的屏幕上面点击扫码，并拿着二维码在机器的摄像头前扫描，扫描成功后便会启动冰淇淋的制作：

首先，转筒11旋转，使得客户选择的冰淇淋甜筒转到机械臂的正前方，其次，机械臂的Y轴运动到冰淇淋甜筒的下方，机械夹夹住冰淇淋甜筒。然后Z轴向下运动，取下一个冰淇淋甜筒。其次X轴旋转，使得冰淇淋甜筒运动到冰淇淋机奶浆的出口下方，机械臂夹着甜筒做螺旋下降运动，制作完一个冰淇淋然后机械臂三轴联动，运动到出口转盘4，将甜筒冰淇淋放在出口转盘4的一个圆锥形的凹槽托盘里，然后转盘4将冰淇淋转出。在客户取走冰淇淋后，位于出口转盘4里面的光电传感器检测到冰淇淋被取走，转盘自动转回，机械臂复位，完成一次甜筒冰淇淋的制作。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。