CN102915597A - 自动售货机的货道及出货方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动售货机的货道及出货方法，包括有：令货道朝出货方向向下倾斜放置，使货道上的货物依靠自身所受重力的作用能自动向货道下端的出货口滑动，然后，利用取货臂或托货爪从货道口提取货物，然后将货物送到用户取货口。本发明的货道及取货方法，能提高自动售货机对货物的适应能力，提高机内空间利用率，从而提高了售货机的实用性。

Description

自动售货机的货道及出货方法

技术领域

本发明涉及一种自动售货机的货道及出货方法，特别涉及一种自动售货机的倾斜货道，以及从自动售货机倾斜货道取货到客户取货口的设备和方法。

背景技术

目前的自动售货机，货道都是水平放置，货道上货物的出货，多采用螺旋弹簧或推板把货物向出货口推移的方式进行。

然而，无论是螺旋弹簧或是推板的方式，都存在一个显著的局限，就是用户不能随意地更改货物的大小形状，否则货物可能不能正确地被移出到出货口；或者说，当用户需要更改出售的货物时，需要售货机厂商配合调整货道的相关数据。这种局限显然是用户不希望看到的，售货机对货物的适应性欠佳，必将影响售货机的销售。

另外，货道的螺旋弹簧或推板都需要电机驱动，增加了成本，提高了故障率，降低了可维护性。

还有，目前从货道上取货采用的是如电梯等较为占用空间的设备，降低了售货机内部空间的有效利用率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种自动售货机的货道及相应的出货方法，不采用螺旋弹簧或推板或其它辅助设施，而依靠货物自身所受重力的作用，而将货物自动移到出货口，从而尽可能地避免了对货物大小形状的局限，并且降低了成本，降低了故障率，增加了可维护性。另外，针对上述货道还提供了相应的从货道上取货到客户取货口的取货臂和托货爪等设备和方法，提高售货机内部空间的利用率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：首先提供一种自动售货机货道的出货方法，包括，令货道朝出货方向向下倾斜放置，使货道上的货物依靠自身所受重力的作用能自动向货道下端的出货口滑动。

根据上述货道的出货方法，提供一种倾斜的货道，货道朝出货口向下倾斜的角度在20度到45度范围内，货道底板最下端上折形成挡板。

然后，提供一种从自动售货机货道上取货的方法，其特征在于，利用真空吸嘴吸附货物的外包装，然后通过驱动机构驱动真空吸嘴把货物从货道上提取出来。

然后，再提供一种从自动售货机货道上取货的方法，其特征在于，利用抓钩钩取的方式把外包装上有钩取孔的货物从货道上钩取出来。

为实现如上述的真空吸嘴和抓钩的从货道上取货的方法，还提供一种从自动售货机货道上取货的取货臂，该取货臂的上臂竖直安装，上臂和下臂通过轴关节相连，且上下臂和轴关节构成与人的上下臂相近的自由度，下臂前端固定有真空吸嘴或抓钩，一条收缩弹簧的两端分别连接在上臂和下臂的中段或中段附近的位置，且收缩弹簧的收缩力设计为空载时总能把下臂上拉到需要的屈曲角度，而负载时又能被下臂所提货物的重力下拉到下臂与上臂成接近或等于180度的竖直状态。

进一步地，提供一种利用上述取货臂从自动售货机货道上取货的方法，其特征在于，首先，取货臂运动到货道出货口正前方，并使屈曲到一固定角度的下臂的前端的真空吸嘴或抓钩朝向货道出货口方向，然后，取货臂朝向货物运动，直到真空吸嘴接触并吸附上货物的包装外面，或抓钩钩入包装外面的钩取孔，然后，取货臂上臂在驱动机构的控制下向外且向上运动，直到货物被完全拉离货道，期间取货臂的下臂在货物重力的作用下逐渐被下拉到竖直方向，之后，取货臂在驱动机构控制下带动货物向客户取货口运动，最终释放货物于客户取货口。

另外提供一种从自动售货机货道上取货的托货爪，其特征在于，托货爪有两个互相垂直的托货面，其中托货面1由至少两个互相平行伸出的爪指构成，托货面2是一个平面托板。

在前述倾斜货道的基础上，还提供一种自动售货机的货道，其特征在于，货道下端的出货口的底板沿货道方向开有至少两条开槽。

在上述托货爪和倾斜货道开槽的基础上，提供一种从货道上取货的方法，其特征在于，取货时，托货爪首先在驱动机构驱动下运动到所需取货的货道口正对面，且托货爪的爪指所构成的托货面1处于水平状态，并正对出货口，另一托货面2垂直且位于托货面1上方，然后，托货爪面向出货口运动，并使爪指所构成的托货面1刚好插入到出货口底板下方，且爪指正对上方的出货口底板开槽，第三步，托货爪竖直向上运动，爪指恰好能越过出货口底板开槽并接触货物包装底部，继而把货物托起到略高于出货口前端挡板的最高点，第四步，托货爪托着货物退出并离开货道口，第五步，托货爪在驱动机构驱动下托着货物开始翻转一定角度，或一直翻转到货物被完全转移到托货面2上，第六步，托货爪在驱动机构作用下托着货物运行到客户取货口，等待客户取走或直接倾倒货物于客户取货口。

实施本发明，具有如下有益效果：因为货道不再采用如螺旋弹簧或推板等机械移动的方式，也就不再需要相应的货道驱动部件和驱动控制电路，大大降低了成本，尤其是降低了货道相关部件故障的可能，同时也增加了货道对货物的适应性；相应的从货道上取货的取货臂和托货爪及取货方法也大大减小了取货机构对自动售货机内部空间的占用。上述设计提升了自动售货机的实用性，有利于智能社区的完善和发展。

附图说明

图1是三层倾斜放置的货道实例的底板截面示意图；

图2是一个取货臂实例结构示意图；

图3是取货臂朝向货道出货口方向的状态示意图；

图4是取货臂上臂前端的真空吸嘴吸附上货物包装的示意图；

图5是取货臂向外且向上把货物拉离货道的示意图；

图6是取货臂把货物拉离货道后的状态示意图；

图7是一个托货爪实例结构示意图；

图8是一个货道出货口底板开槽的实例示意图；

图9是托货爪运动到货道口正对面的状态示意图；

图10是托货爪爪指刚好插入到出货口底板下方的状态示意图；

图11是托货爪把货物托起到略高于出货口前端挡板的示意图；

图12是托货爪托着货物退出并离开货道口的示意图；

图13是托货爪托着货物翻转一定角度的状态示意图；

图14是托货爪把货物翻转到托货面2后的状态示意图；

图15是托货爪托着货物向下运动一段距离后的状态示意图；

图16是带钩取孔的货物包装示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行说明。

如图1所示，是三层货道的底板截面图，以货道1为例，货道1是向下倾斜的，货道1下部为出货口1c，出货口1c的底板最前端上折形成挡板1a。此处需要说明，实际上每层货道被分隔为若干条货道，每条货道宽度刚适于容纳货物包装宽度，顺着货道方向可以排放若干个货物包装，货道间有隔板，图中未画出。为清晰起见，本文中所有图示均仅画出货道底板。当有货物放进货道，只要把货物包装和货道之间的摩擦系数设计得足够小，货道上的货物依靠自身所受重力的作用就能自动向货道下端的出货口1c滑动，直到被挡板1a挡住。

通过试验可知，这种倾斜货道向下倾斜的角度在20度到45度范围内较为合适，容易获得满意效果。

针对上述倾斜的货道，为了把货物从货道上取离，可利用真空吸嘴吸附货物的外包装，然后把货物从货道上吸取出来的方法来实现。真空吸附是通过真空泵降低真空管内的气压，而利用管外的大气压的作用把货物压紧在真空吸嘴上，从而实现对货物的控制，工业上真空吸附起吊重物多有应用，此处不赘述。

除真空吸附外，还可以利用抓钩钩取的方式把外包装上有钩取孔的货物从货道上钩取出来。这个方式需要货物有统一的包装，并在包装上设计有钩取孔，如图16所示，1为货物包装，2为凸出于包装上的可保持挺立状态的片状材料，3为在片状材料上开出的钩取孔。至于抓钩，人仅用一个食指勾提包装袋的钩取孔的情况就是一个不错的参考，另外，也可以是人用食指和拇指扣进包装袋钩取孔的抓钩方式，抓钩的驱动可以是电磁铁或电机，工业应用上许多机械臂前端的抓钩的设计可以参考，此处不赘述。

进一步地，上述的真空吸嘴或抓钩，可以安装在一种取货臂下臂的前端。取货臂的设计可以参考人的上臂和下臂的结构，如图2所示，取货臂的上臂2a和下臂2b通过轴关节2d相连，且上下臂和轴关节构成与人的上下臂相近的自由度，即上下臂可以伸直，也可以屈曲到某一个合适的角度，比如图中所示的角度，这在设计上也不难实现，真空吸嘴2e则安装在下臂2b的前端，真空管路则可布置在上、下臂内部或外部，图中未画出真空管路；同理，抓钩也可以安装在2e的位置，抓钩的驱动如电磁铁或电机及相关组件可安装在下臂内部；另外，一条收缩弹簧2c的两端分别连接在上臂2a和下臂2b的中段或中段附近的位置，使取货臂在不提货时的自然状态下处于屈曲状态。当取货臂上臂2a竖直安装且轴关节2d位于下方，则只要下臂2b的质量和收缩弹簧2c的收缩力设计合适，就可以使取货臂下臂2b在不取货时被收缩弹簧上拉而屈曲到需要的角度，而在提取货物时容易被货物自身的重力下拉到向下伸直(被货物拉到伸直的状态请参考图6中的取货臂2的情况)。伸直的好处是，大大减小取货臂和货物在提取过程中在横向上占用的空间，也就是说售货机内供取货臂行走的空间的宽度只需要略大于货物在相应方向上的宽度就可以了，从而可使自动售货机内更多的空间用于货道的布置。

以下以安装在取货臂2前端的2e是真空吸嘴为例，对取货臂从货道出货口取货然后把货物运送到客户取货口的过程结合附图进行说明：

如图3所示，首先，取货臂2在驱动机构驱动下运动到货道1出货口1c的正前方，并使固定于取货臂下臂前端的真空吸嘴2e朝向货道出货口1c方向并基本垂直于货物包装3朝外的表面，图中4为售货机内壁。

如图4所示，取货时，首先，取货臂2朝向位于货道1出货口的货物3运动，直到真空吸嘴2e接触并吸附上货物3的包装外面；

然后，如图5所示，取货臂上臂2a在驱动机构(取货臂的驱动机构不在本文的描述范围内，所以图中未画出)的控制下向外且向上运动，略呈45度斜向上的运动轨迹，货道1上的货物3会被相应地拉出，同时排在货物3后的货物5在自身重力的作用下会下滑填补原来属于货物3的位置，需要注意的是，取货臂上臂2a向外运动的幅度以到达货道1最前端和售货机内壁4之间的空间的中间位置为宜，到达该位置后则转为竖直向上运动，直到货物3被完全拉离货道1；

之后，如图6所示，货物3在真空吸嘴2e的吸附下随着取货臂2的动作被完全拉离货道1，取货臂2的下臂2b在货物3自身重力的作用下被下拉到竖直向下方向，使取货臂2的上臂2a和下臂2b以及货物3基本在同一直线上，使在横向上占用空间达到最小；

最后，取货臂在驱动机构控制下，带动货物通过在货道和货道前的售货机内壁之间的空间内的横向和竖直方向上的位置调整，最终运动到客户取货口，并释放货物于客户取货口(客户取货口是购货客户从自动售货机取走所购货物的窗口)。

另外，为了把货物从货道上取离，还可以使用托货爪。一个托货爪的实例如图7所示，托货爪有两个互相垂直的托货面1和2，其中托货面1由至少两个互相平行伸出的爪指3构成，托货面2是一个平面托板，两个托货面可以绕转轴4翻转，使货物的重量可以完全落在其中的一个托货面上，或同时落在两个托货面上。

为了使托货爪能顺利把货物从货道上取离，在前述倾斜货道的设计基础上，货道下端的出货口的底板沿货道方向需要开有至少两条与上述托货爪爪指配套的开槽，如图8所示的一个实例，货道底板20的出货口端开有槽口21，所开槽口要与上述托货爪的爪指配套，确保爪指能顺利穿越槽口，22为货道20的出货口的挡板。

下面结合附图说明一个托货爪从开有槽口的倾斜货道上取货并送到客户取货口的过程：

第一步，如图9所示，托货爪首先在驱动机构驱动下运动到所需取货的货道20的货道口正对面，且托货爪的爪指3所构成的托货面1处于水平状态，并正对出货口的货物5，另一托货面2垂直且位于托货面1的上方，图中6为货道前方的售货机内壁；

第二步，如图10所示，托货爪10面向货道20的出货口运动，并使爪指3刚好插入到货道20的出货口处的货物5所在位置的正下方，且爪指3正对上方的出货口底板开槽；

第三步，如图11所示，托货爪10竖直向上运动，爪指3恰好能越过货道20的出货口底板开槽并接触货物5底部，继而把货物5托起到略高于货道20的出货口前端挡板22的最高点；

第四步，如图12所示，托货爪10托着货物5退出并离开货道20的出货口；

第五步，托货爪10在驱动机构作用下托着原在货道20出货口上的货物5翻转一定角度，如图13所示，此时货物的重量同时落在两个托货面1和2上，并且在横向上占用的空间也不大，适于开始向上或向下运动，或向纸里或纸外方向运动，从而将货物5送到客户取货口；托货爪10也可以继续翻转，直到货物5由托货面1被转移到托货面2上，且托货面2呈水平状态，如图14所示，是托货爪翻转到托货面2呈水平后的状态，此时托货面1基本不受力了；

第六步，如图15所示，托货爪10在驱动机构驱动下托着货物5离开货道20，运行向客户取货口，等待客户取走或直接倾倒货物5于客户取货口，客户取货口前述图中均未画出。

Claims (9)

1.一种自动售货机货道的出货方法，其特征在于，

货道朝出货口方向向下倾斜放置，货道上的货物依靠自身所受重力的作用自动向货道下端的出货口滑动。

2.基于权利要求1的一种自动售货机的倾斜货道，其特征在于，货道向下倾斜的角度在20度到45度范围内，货道底板最下端上折形成挡板。

3.一种从自动售货机货道上取货的方法，其特征在于，利用真空吸嘴吸附货物的外包装，然后把货物从货道上吸取出来。

4.一种从自动售货机货道上取货的方法，其特征在于，利用抓钩钩取的方式把外包装上有钩取孔的货物从货道上钩取出来。

5.一种从自动售货机货道上取货的取货臂，其特征在于，取货臂的上臂竖直安装，上臂和下臂通过轴关节相连，且上下臂和轴关节构成与人的上下臂相近的自由度，下臂前端固定有真空吸嘴或抓钩，一条收缩弹簧的两端分别连接在上臂和下臂的中段或中段附近的位置，且收缩弹簧的收缩力设计为空载时总能把下臂上拉到需要的屈曲角度，而负载时又能被下臂所提货物的重力下拉到下臂与上臂成接近或等于180度的竖直状态。

6.基于权利要求5的一种从自动售货机货道上取货的方法，其特征在于，首先，取货臂运动到货道出货口正前方，并使屈曲到一固定角度的下臂的前端的真空吸嘴或抓钩朝向货道出货口方向，然后，取货臂朝向货物运动，直到真空吸嘴接触并吸附上货物的包装外面，或抓钩钩入包装外面的钩取孔，然后，取货臂上臂在驱动机构的控制下向外且向上运动，直到货物被完全拉离货道，期间取货臂的下臂在货物重力的作用下逐渐被下拉到竖直方向，之后，取货臂在驱动机构控制下带动货物向客户取货口运动，最终释放货物于客户取货口。

7.一种从自动售货机货道上取货的托货爪，其特征在于，托货爪有两个互相垂直的托货面，其中托货面1由至少两个互相平行伸出的爪指构成，托货面2是一个平面托板。

8.根据权利要求2的一种自动售货机的货道，其特征在于，货道下端的出货口的底板沿货道方向开有至少两条开槽。

9.基于权利要求7和8的一种从货道上取货的方法，其特征在于，取货时，托货爪首先在驱动机构驱动下运动到所需取货的货道出货口正对面，且托货爪的爪指所构成的托货面1处于水平状态，并正对出货口，另一托货面2垂直且位于托货面1上方，然后，托货爪面向出货口运动，并使爪指所构成的托货面1刚好插入到出货口底板下方，且爪指正对上方的出货口底板开槽，第三步，托货爪竖直向上运动，爪指恰好能越过出货口底板开槽并接触货物包装底部，继而把货物托起到略高于出货口前端挡板的最高点，第四步，托货爪托着货物退出并离开货道口，第五步，托货爪在驱动机构驱动下托着货物开始翻转一定角度，或一直翻转到货物被完全转移到托货面2上，第六步，托货爪在驱动机构作用下托着货物运行到客户取货口，等待客户取走或直接倾倒货物于客户取货口。

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