CN102236935B - 自动售货机及其出货装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动售货机及其出货装置，该出货装置包括：货道，设置在机架上；拨料机构，包括位于货道的端部的拨料转轴和设置在拨料转轴上的拨料板；送料机构，包括沿货道长度方向可移动的送料车；驱动电机；以及差速补偿机构，其包括转轴、套设在转轴上的与送料车传动连接的转轮、以及设置在转轮和转轴之间的发条，其中，驱动电机与拨料转轴传动连接，同时与差速补偿机构的转轴传动连接。本发明解决了使用一个驱动电机的出货装置因其拨料机构和送料机构运动不同步而造成的物料不能及时准确进入出货位置的问题，提高了出货装置的准确性和可靠性。

Description

自动售货机及其出货装置

技术领域

本发明涉及自动售货机领域，尤其涉及一种出货装置和具有该出货装置的自动售货机。

背景技术

随着自动化程度的提高，自动售货机在公共场所的应用越来越广泛。传统自动售货机的拨料机构和送料机构通常分别由不同的电机驱动，成本较高。

为了降低成本，有些自动售货机采用一个电机分别驱动拨料机构和送料机构，但由于拨料机构与送料机构的运动速度不同，这种解决方案存在货物不能准确被送入出货位置的问题，有可能会造成自动售货机不能自动售货。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有差速补偿机构的出货装置，解决使用一个电机驱动拨料机构和送料机构时，由于速度不同造成的货物不能准确被送入出货位置的问题。

本发明的目的还在于提供一种具有上述出货装置的自动售货机。

为此，本发明一方面提供了一种具有差速补偿机构的出货装置，其包括：货道，设置在机架上；拨料机构，包括位于货道的端部的拨料转轴和设置在拨料转轴上的拨料板；送料机构，包括沿货道长度方向可移动的送料车；驱动电机；以及差速补偿机构，其包括转轴、套设在转轴上的与送料车传动连接的转轮、以及设置在转轮和转轴之间的弹性储能元件，其中，驱动电机与拨料转轴传动连接，同时与差速补偿机构的转轴传动连接。

进一步地，上述差速补偿机构的转轮和转轴之间设有相对转角的限定机构。

进一步地，上述相对转角的限定机构可以是这样的构造，其包括：转盘，与转轴同步转动，其外周上设有驱动块；以及挡块，设置在转轮上，并且位于转盘的驱动块的回转路径上。

进一步地，上述相对转角的限定机构可以是这样的结构，其包括：与转轴同步转动的螺柱；与转轮同步转动并且与螺柱螺纹配合的螺母，其中，螺柱和螺母二者中的一个在转轴的轴向上是可移动的；以及位于螺柱或螺母轴向两侧的挡块。

进一步地，上述差速补偿机构的弹性储能元件为发条。也可以为扭簧等其他的弹性储能元件。

进一步地，上述驱动电机与拨料转轴之间通过齿轮或齿形带传动连接，驱动电机和差速补偿机构的转轴之间通过齿轮或齿形带传动连接。

进一步地，上述送料车和差速补偿机构的转轮之间通过牵引绳传动连接。

进一步地，上述牵引绳的一端以正向缠绕方式固定在差速补偿机构的转轮上，另一端以逆向缠绕方式固定在差速补偿机构的转轮上。

进一步地，上述机架上设有支撑牵引绳的支撑辊。

进一步地，上述送料车与齿形带固定连接，差速补偿机构的转轮上设有与齿形带啮合传动的齿形带轮。

更进一步地，上述机架上设有支撑齿形带的过渡齿轮。

本发明另一方面提供了一种具有上述出货机构的自动售货机。

本发明利用差速补偿机构对送料机构的水平位移进行补偿，当送料机构受力过多时，差速补偿机构储存能量，当送料机构受力不足时，差速补偿机构释放原来储存的能量，从而使送料机构始终能够与拨料机构的运动配合，保持一致，解决了使用一个电机驱动出货装置的拨料机构和送料机构时，因运动不同步造成的物料不能及时准确进入出货位置的问题，提高了出货装置的准确性和可靠性。

除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点，将结合附图作进一步详细的说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：

图1是根据本发明具有差速补偿机构的出货装置第一轴测图；

图2是根据本发明具有差速补偿机构的出货装置的第二轴测图；

图3是根据本发明具有差速补偿机构的出货装置的剖面图；

图4是根据本发明差速补偿机构的第一种结构的截面示意图；

图5是图4所示差速补偿机构的轴向剖面图；

图6示出了差速补偿机构与送料机构之间进行传动连接的一种实施方式；

图7a示出了根据本发明具有差速补偿机构的出货装置的拨料机构处于初始未拨料的状态；

图7b示出了根据本发明具有差速补偿机构的出货装置的拨料机构处于开始拨料的状态；

图7c示出了根据本发明具有差速补偿机构的出货装置的拨料机构处于拨料过程中的状态；

图7d示出了根据本发明具有差速补偿机构的出货装置的拨料机构处于将物品拨出货道的状态；

图8a是根据本发明的差速补偿机构的第二种结构的截面示意图，其中，该差速补偿机构的发条处于未上紧状态；

图8b示出了图8a所示的差速补偿机构的发条处于上紧状态；

图8c示出了图8a所示的差速补偿机构的发条所存储的势能处于即将释放的状态；

图8d示出了图8a所示的差速补偿机构的发条处于释放到位状态；

图9a是根据本发明的差速补偿机构的第三种结构示意图，其中示出了差速补偿机构的螺柱与其一侧的挡块相接触；

图9b示出了图9a所示的差速补偿机构的螺柱与其另一侧的挡块相接触；

图9c示出了图9b所示差速补偿机构的A-A截面示意图；以及

图10是根据本发明具有差速补偿机构的出货装置中差速补偿机构与送料机构进行传动连接的另一种实施方式。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是根据本发明具有差速补偿机构的出货装置第一轴测图，图2是根据本发明具有差速补偿机构的出货装置的第二轴测图，图3是根据本发明具有差速补偿机构的出货装置的剖面图。

结合参照图1至图3，出货装置包括用于排放物品W(在图3中示出)的货道1；用于逐件发放物品的拨料机构2；用于将货道1内的物品W推出货道1的送料机构3，用于驱动拨料机构2及送料机构3的驱动机构4；用于储存能量、对送料机构3位移进行补偿的差速补偿机构5；连接送料机构3与差速补偿机构5的牵引绳6。

货道1的左侧壁11、右侧壁12和底板13组成一容纳空间，其宽度与物品长度相当，物品横向沿货道1长度方向排列放置在底板13上。在底板13上，沿底板长度方向设置导向槽14，送料机构3沿导向槽14将物品推向出口。

拨料机构2位于货道1出口，包括拨料转轴21和固定排列在拨料转轴21外周的至少三组拨料板22，相邻两组拨料板形成用于支撑物品的直角或120度夹角的中转架，适用于圆形、方形、三角形等各种形状物品的发放。

送料机构3位于货道1的下方，包括导轨31和送料车32。

导轨31沿导向槽14的方向固定安装在底板13的下方，长度大于或等于导向槽14的长度。导轨31包括左支板311、右支板312和导轨底板313，用于容纳送料车32。

送料车32位于导轨31的导轨底板313上，可沿导轨底板313上来回移动。送料车32包括车架321、至少一根固定轴322、以及滚轮323，其中，车架321的上部为经由导向槽14伸入货道1内的推板321a，车架321的下部侧板321b与固定轴322固定连接，在每根固定轴322的两端，可转动地连接有滚轮323，当货道内容纳物品时，车架321位于货道1中最后一个物品的后方，通过滚轮323带动车架321在导轨31内沿导向槽14移动。

需要说明的是安装在固定轴322两端的滚轮323可以为普通的轴状结构，也可以为轴承，本实施例选用轴承，使送料车32的滚动更加流畅。

驱动机构4设置在送料机构3的机架上，包括电机41、过渡齿轮组42、第一齿轮43、以及第二齿轮44。电机41通过过渡齿轮组42与第一齿轮43啮合传动。由于第一齿轮42与拨料转轴21轴端固定连接，而拨料板22固定设置在拨料转轴21上，因此当电机41通过第一齿轮43驱动拨料转轴21转动时，拨料板22随拨料转轴21同步旋转；同时电机41通过与转轴51固定连接的第二齿轮44驱动差速补偿机构5的转轴51转动。

图4是根据本发明差速补偿机构的第一种结构的截面示意图，图5是根据本发明差速补偿机构的轴向剖面图。

结合参照图4和图5，差速补偿机构5连接驱动机构4与送料车32。差速补偿机构5包括转轴51、转轮52、以及发条53。

其中，转轴51可转动地安装在出货装置的机架上；转轴51贯穿转轮52的中心孔522；发条53缠绕在转轴51上，位于转轴51与转轮52之间，其一端与转轴51固定连接，另一端与转轮52固定连接。

优选地，在转轮52的轴向两端还安装有开口挡圈54，用于限制转轮52沿转轴51的轴向移动，同时，限制发条53从转轴52内脱离出来。更优选地，转轮52的两侧设有挡板521。

图6是差速补偿机构与送料机构之间进行传动连接的一种实施方式。本实施例中差速补偿机构5通过牵引绳6与送料车32连接，如图6所示，在底板11下方并且在差速补偿机构5前后两侧设置有支撑件7，其包括第一支撑辊71和第二支撑辊72。

牵引绳6的一端与差速补偿机构5的转轮52的轴向一端固定，并以第一方向(如顺时针或逆时针)缠绕在转轮52外周后，分别绕过第一支撑辊71和第二支撑辊72，然后以与第一方向的相反方向缠绕并固定在转轮52轴向的另一端上。

同时，位于第一支撑辊71和第二支撑辊72之间的牵引绳6与送料车32固定连接。这样，由于牵引绳6的两端以不同方向缠绕在转轮52上，无论转轮52顺时针或逆时针转动，由第一支撑辊71和第二支撑辊72支撑的牵引绳始终能够保持张紧状态，并随转轮52的不同方向的转动，牵引绳的相应端缠绕在转轮52外周上，从而带动固定在牵引绳6上的送料车32沿送料及送料相反方向移动。

需要说明的是，支撑件7的设置数量与送料车32的行程有关。本实施例中，送料车32需要在差速补偿机构5两侧运动，因此，支撑件7包括分别位于差速补偿机构5两侧的第一支撑辊71和第二支撑辊72。当送料车32的移动行程只在差速补偿机构5的一侧时，只需在差速补偿机构5的一侧设置一个支撑辊就能通过牵引绳6的回卷缠绕带动送料车32来回移动。

图7a至图7d示出了根据本发明的具有差速补偿机构的出货装置的拨料机构的拨料过程。下面结合拨料过程说明本发明提供的差速补偿机构工作过程。

如图7a所示，当拨料机构2处于初始位置时，物品紧贴拨料板22，此时差速补偿机构5的发条53内圈处于放松状态，外圈抱紧转轮52的中心孔内壁。

如图7b所示，随着电机41驱动拨料机构2转动，拨料板22旋转接触到位于出口的物品，在此过程中，电机41一方面通过第一齿轮43驱动拨料机构2的拨料板22旋转，另一方面通过第二齿轮44驱动差速补偿机构5的转轴51旋转，当拨料板22旋转接触到物品时，由于位于货道1上的物品在水平方向上没有移动，送料车32无法水平移动，因此缠绕牵引绳6的转轮52不能转动，而转轴51此时一直转动，因此发条53被收紧缠绕在转轴51上，处于抱紧状态。

如图7c所示，随着电机41继续驱动拨料机构2转动，拨料板22将物品翻起，同时电机41通过驱动转轴51转动，处于抱紧状态的发条53带动转轮52随转轴51转动而旋转，将牵引绳6缠绕在转轮52上，又通过牵引绳6的移动，带动送料车32移动，将后面的物品推向出口。

如图7d所示，当拨料板22受电机41驱动到达竖直位置时，将物品推出货道1，电机41停止转动，而此时后面的物品距离拨料板22还有一定距离，由于电机4已经停止转动，因此差速补偿机构5中的转轴51不动，原来抱紧的发条53放松，放松过程中的发条外圈带动转轮52继续旋转，将牵引绳6继续缠绕，从而带动送料车32继续推动后面的物品向前移动，直至碰到拨料板22时停止。

按照以上过程送料车32将货道1中的物品依次推出货道1后，系统控制电机41反转，驱动拨料组件2反向空转，同时，电机41驱动转轴51反向转动，发条53放松，其外圈抱紧转轮52的中心孔内壁，带动转轮52反向转动，将牵引绳6反向缠绕到转轮52上，从而带动送料车32退回到初始位置。

这样，当送料车32遇到阻力不能移动时，与其固定连接的牵引绳6不能移动，因此转轮52也不能转动，而此时如果转轴51一直转动，发条53就被缠绕抱紧在转轴51上，储存能量；当推料车32可以移动，而转轴51又停止转动时，抱紧的发条53放松，其外圈抱紧在转轮52的中心孔内壁上，释放能量，带动转轮52继续转动，将牵引绳6缠绕在转轮52上，从而带动送料车32继续推动物品。

这样，使用一个电机驱动，通过差速补偿机构5使送料机构3始终能够与拨料机构2的运动同步，从而保证了物料能够及时准确地进入拨料位置，提高了出货装置的准确性和可靠性。

图8a至图8d示出了根据本发明的差速补偿机构的第二种结构的截面示意图。该差速补偿机构的转轴51和转轮52之间设有相对转角的限定机构，该相对转角的限定机构包括：与转轴51同步转动的并且其外周上设有驱动块551的转盘55和设置在转轮52上并且位于转盘55的驱动块551的回转路径上的挡块523，转轴51和转轮52之间可以相对转动一个小于360°的相对转角，在相对转动的过程中，发条53被上紧或释放，之后，驱动块551和挡块523相接触，转轴和转轮52之间驱动配合。

下面结合拨料过程介绍相对转角的限定机构工作原理。

图8a所示的差速补偿机构处于放松状态，此时，拨料机构处于初始位置，物品紧贴拨料板22，该状态与图7a所示的拨料机构所处的状态相对应。

图8b的差速补偿机构的发条处于抱紧状态，此时，转轴开始转动，而转轮因货道1上的物品在水平方向上没有移动，而不能转动，如此，转轴带动发条转动而上紧发条，该状态与图7b所示的拨料机构所处的状态相对应。

当差速补偿机构的转轴继续转动，其转轴的转盘上的驱动块与转轮的挡块相接合，转轴带动转轮旋转，同时发条储存了弹性势能，此时差速补偿机构所处的状态与图7c所示的状态相对应。

图8c的差速补偿机构处于即将释放的状态，图8d的差速补偿机构处于释放到位状态。图8c和图8d所处的状态与图7d所处的状态相对应，即转轴停止转动，而转轮在发条储存的弹性势能的作用下继续转动，将物品向前推送，直到拨料机构处于图7a所示的状态。

本实施例中驱动块551和挡块523的使用，使得差速补偿机构5的发条仅储存或释放弹性势能，能够分担发条53受力，极大地提高了发条53的使用寿命，因此能够提高差速补偿机构5的可靠性。

图9a至图9c示出了根据本发明的差速补偿机构的第三种结构示意图。该差速补偿机构的转轴51和转轮52之间同样设有相对转角的限定机构，该相对转角的限定机构包括：可轴向移动地套设在转轴51上的螺柱56；在转轮52上与螺柱56螺纹配合的内螺孔524；以及在螺柱56的两侧的转轴51上的挡块511、512。

优选地，转轴51上设有轴向延伸的导向键513，螺柱56可轴向移动地套设在转轴51上，并且同步转动。转轴51和转轮52的轴向相对位置固定。当转轴51转动时，带动螺柱56转动，螺柱56因与转轮52的内螺孔524螺纹配合而轴向移动，当遇到挡块511或挡块512时停止移动，之后，转轴51和转轮52则停止相对转动而同步转动。

当转轮52转动时，通过螺纹配合，带动螺柱56相对于转轴51轴向移动，其中，挡块511、512之间的轴向距离限定转轴51与转轮52之间的相对转角的大小，该相对转角的大小不局限于360°，其相对转角可以根据设计需要通过调整挡块511、512之间的轴向距离来实现，应用更加灵活。

根据相对运动的原理，当转轴51和螺柱56固定在一起而不能相对轴向移动时，内螺孔524可由螺母构成而相对于转轮52轴向移动，即只要螺母和螺柱二者中的一个可以相对于转轴和转轮轴向移动即可。

可以理解，当转轴51与螺柱56相对固定时可一体成型，该螺柱则为转轴51的外螺纹，当转轮52与螺母相对固定时可一体成型，该螺母则为内螺纹。

在相对转角的限定机构的其他实施例中，在转轴51外周可设置键槽和键，其中，键槽长度根据送料车推动单个物品移动的距离设定，宽度与键相适配，使键可以在键槽内沿转轴轴向运动。相应地，将转轮52内部设置有与键配合的螺旋槽。转轴51转动带动键同步转动，键在转轮内部沿螺旋槽运动至键槽一端后(此端为顺时针或逆时针旋转时键沿转轴51轴向运动的终止位置)带动转轮52同步转动。

如此，在相对转动的过程中，发条被上紧或释放，之后，键与螺旋槽配合，在键槽内往复移动，使转轴和转轮之间驱动配合。其工作原理与上述实施例相同，此处不再赘述。

图10是根据本发明具有差速补偿机构的出货装置中差速补偿机构与送料机构进行传动连接的另一种实施方式。本实施例与上述实施例不同之处在于，本实施例中差速机构5与送料车32通过齿型带传动连接。

结合参照图1、图2和图10，自动售货机的出货装置包括货道1、拨料机构2、送料机构3、驱动机构4、差速补偿机构5、连接送料车32与差速补偿机构5的齿形带6′。

差速补偿机构5包括转轴51、齿形带轮57和发条53。其中，转轴51穿过齿形带轮57的中心孔522；发条53缠绕在转轴51上，位于转轴51与齿形带轮57之间，其一端与转轴51固定连接，另一端与齿形带轮57固定连接。

本实施例中差速补偿机构5通过齿形带6′与送料车32连接，如图10所示，在差速补偿机构5的两端分别设置有过渡齿轮7′，齿形带6′与差速补偿机构5的齿形带轮57啮合传动，并分别与两个过渡齿轮7′啮合传动。送料车32固定设置在齿形带6′上，可随齿形带6′一起移动。

当送料车32遇到阻力不能移动时，与其固定连接的齿形带6′不能移动，因此与齿形带6′啮合的齿形带轮57也不能转动，而此时转轴51一直转动，一端与其固定连接的发条53被缠绕抱紧在转轴51上，储存能量；当推料车32可以移动，而转轴51又停止转动时，抱紧的发条53放松，释放能量，其外圈抱紧在齿形带轮57的中心孔内壁上，带动齿形带轮57继续转动，从而使与齿形带轮57啮合传动的齿形带6′带动送料车32移动推料。

通过以上描述可以看出，本发明利用差速补偿机构对送料机构的水平位移进行补偿，当送料机构受力过多时，差速补偿机构储存能量，当送料机构受力不足时，差速补偿机构释放原来储存的能量，从而使送料机构始终能够与拨料机构的运动配合，保持一致，解决了使用一个电机驱动出货装置的拨料机构和送料机构时因运动不同步造成的物料不能及时准确进入出货位置的问题，提高了出货装置的准确性和可靠性。

以上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。

Claims (12)

1.一种出货装置，包括：

货道，设置在机架上；

拨料机构，包括位于货道的端部的拨料转轴和设置在所述拨料转轴上的拨料板；

送料机构，包括在货道长度方向可移动的送料车；

驱动电机，其特征在于，还包括：

差速补偿机构，包括转轴、套设在所述转轴上的与所述送料车传动连接的转轮、以及设置在所述转轮和转轴之间的弹性储能元件，

其中，所述驱动电机与所述拨料转轴传动连接，同时与所述差速补偿机构的转轴传动连接。

2.根据权利要求1所述的出货装置，其特征在于，所述差速补偿机构的转轮和转轴之间设有相对转角的限定机构。

3.根据权利要求2所述的出货装置，其特征在于，所述相对转角的限定机构包括：

转盘，与所述转轴同步转动，其外周上设有驱动块；以及

挡块，设置在所述转轮上，并且位于所述转盘的驱动块的回转路径上。

4.根据权利要求2所述的出货装置，其特征在于，所述相对转角的限定机构包括：

与所述转轴同步转动的螺柱；

与所述转轮同步转动并且与所述螺柱螺纹配合的螺母，其中，所述螺柱和所述螺母二者中的一个在所述转轴的轴向上是可移动的；以及

位于所述螺柱或螺母轴向两侧的挡块。

5.根据权利要求1所述的出货装置，其特征在于，所述差速补偿机构的弹性储能元件为发条或扭簧。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的出货装置，其特征在于，所述驱动电机与所述拨料转轴之间通过齿轮或齿形带传动连接，所述驱动电机和所述差速补偿机构的转轴之间通过齿轮或齿形带传动连接。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的出货装置，其特征在于，所述送料车和差速补偿机构的转轮之间通过牵引绳传动连接。

8.根据权利要求7所述的出货装置，其特征在于，所述牵引绳的一端以正向缠绕方式固定在所述差速补偿机构的转轮上，另一端以逆向缠绕方式固定在所述差速补偿机构的转轮上。

9.根据权利要求8所述的出货装置，其特征在于，所述机架上设有支撑所述牵引绳的支撑辊。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的出货装置，其特征在于，所述送料车与齿形带固定连接，所述差速补偿机构的转轮上设有与所述齿形带啮合传动的齿形带轮。

11.根据权利要求10所述的出货装置，其特征在于，所述机架上设有支撑所述齿形带的过渡齿轮。

12.一种自动售货机，其特征在于，包括根据权利要求1至11中任一项所述的出货装置。

Images