CN103400451A - 一种自动售卖机自动上货自动出货的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种自动售卖机自动上货自动出货的系统和方法，物品分层存放，每层多个电机驱动的货道，并安装红外发射接收装置，自动售卖机储货箱舱内有升降接送仓及电动门、红外发射接收装置，自动售卖机上还装有RFID读卡器、条形码阅读器、人机接口触摸屏、生物特征识别设备和网络管理平台。实行全自动上货出货方式，避免设备开门内冷、热能量损失，避免运营人员接触现金，与电子商务网络购物相结合，提高了物流的效率，方便、快捷、保温、节能、技术先进。

Description

一种自动售卖机自动上货自动出货的系统和方法

技术领域

本发明涉及商用机械技术领域，具体涉及一种集电子信息、计算机网络、物联网、自助服务、电子商务、机电技术于一体的自动售卖机自动上货自动出货的系统和方法。

背景技术

  传统自动售卖机都采用人工装货的方式，装货时，装货员用钥匙打开设备大门，把装货托盘抽出来，再把物品一个一个手工摆到相应的货道位置。这种装货方式存在如下缺点：

  1自动售卖机往往具有制冷或者制热的功能，对待售物品进行制冷或制热以保证物品的品质。如饮料需要制冷，盒饭快餐需要保温等等。如把售卖机大门打开，手工装货，会使外界温度侵入，使自动售卖机内温度起伏大，这样既浪费能量，又难以快速达到维持给定温度的目的。

2自动售卖设备，往往同时具有现金收取功能，使装货员打开大门，就能有机会接触到现金，不利于钱、物的分离管理。

3人工装货时，由于疏忽，有可能把物品装错货道，也有可能没有连续摆放，造成可能的售货出错。

4人工上货方式无法实现对存货的计算机信息自动采集与管理。

5随着自助设备智慧化、网络化、以及物联网技术的发展，催生了许多新的商业模式，诞生了一些新的需求，包括下面这些需求:

需求1：自动售卖机归设备提供商或设备服务商或其他第三方所有，设备本身与运营商分离。同一台自动售卖设备，存在多个运营商同时使用，各个运营商之间还有可能是竞争的关系，每个运营商租用售卖机中的部分空间、货道，如果每个运营商都具有该设备的大门钥匙，则因为一个运营商开门装货时可能会影响其他运营商的产品，不便于不同运营商售卖物品的独立管理。

需求2：电子商务、网络购物现今已相当普及。但网购存在最后一站不便利的问题：送货员与购买者需事先约好时间地点交接，而约定常常是提前进行的，如果双方中的任意一方有事变更，总有一方需要被迫等待，或送货失败需重新送货，往往会造成送货员不便利，或购买者不便利，如果能够事先约定在购买者附件给定的某个地方（如小区里的自动售卖机），送货员装到售卖机里，购买者再从售卖机里取货，可有效解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种自动售卖机自动上货自动出货的系统和方法，多个运营商互不干扰，装货人员不接触现金，避免失误，保温节能，信息入网统计与管理。

本发明采用的技术方案是：

一种自动售卖机自动上货自动出货的系统，自动售卖机内物品采用分层存放，每一层有多个货道，每个货道采用皮带式或履带式传动；货道皮带被电机驱动，货道之间有固定隔板，把不同货道物品隔开，每个货道在其最外端和最里端两个地方均装有感知物品的红外发射接收装置；自动售卖机储货箱舱内有一个能够沿水平和垂直（X-Y）两个方向移动的升降接送仓，升降接送仓受自动售卖机的控制系统控制，升降接送仓内有一个电机双向驱动的传送皮带，升降仓的两个侧面装有红外发射接收传感装置，装物仓口或取物仓口也有一个电机双向驱动的传送皮带，装物仓口或取物仓口有一个装货的电动小门，该门由自动售卖机控制系统控制其开启与关闭；装物仓或取物仓有一感知物品的红外发射接收传感装置；装货仓一个侧面有一个通向储货箱的通道，装货仓和储货箱之间，有另一个电动过道门，由控制系统控制。

上述技术方案中，所述的装物仓或取物仓里侧装有一在自动售卖机控制下工作的RFID读卡器，感知贴有RFID标签的物品的信息；装物仓或取物仓顶部装有条形码阅读器；自动售卖机配有装货时或买货时用于进行人机接口的触摸屏幕，自动售卖机还装有生物特征识别设备，如指纹扫描仪；该生物特征识别设备由自动售卖机控制系统控制，自动售卖机通过泛在网络之一与互联网络相连，所述的泛在网络包括GPRS、2G, 3G, wifi,以太网等；互联网络上有一个自动售卖机网络管理平台，包括相应的web服务器和数据服务器，自动售卖机网络管理平台和签约的实体网络购物电子商务平台、特定行业应用平台具有应用接口；自动售卖机网络管理平台通过网络实现对多台分布在各处的自动售卖机进行管理。

上述技术方案中，所述的自动售卖机网络管理平台通过网络实现对多台分布在各处的自动售卖机进行管理；自动售卖机网络管理平台由服务提供商管理，每台自动售卖机有唯一的编号和摆放的地理位置特征信息；服务提供商根据签约，分配指定的某台自动售卖机中某些指定的货道给某个运营商供其运营；每一个运营商从服务提供商处得到一个用户名和密码，并得到服务提供商提供的相关在线管理服务；每一个运营商通过基于WEB应用的网络配置指定某个装货员负责哪些自动售卖机的哪些货道的装货任务，分配其次级账号和密码，该配置信息保存在网络管理平台中，同时通过网络实时下载到相应的自动售卖机中；各运营商同时负责采集相应装货员的生物特征信息，该信息同时被记录在网络管理平台并实时下载到相应的自动售卖机中。

一种自动售卖机自动上货自动出货的方法，具体步骤为：

1 ）装货仓红外传感网感知到物品被放入取货仓，并感知装货员手已离开装货仓；

2 ）装货仓门自动闭合，舱门闭合系统采用常见的遇到一定阻力后自动开启再延时闭合的防夹闭合系统；

3） 控制系统启动条码扫描仪或RFID读卡器工作，识别该物品种类与合法性；

4）如是本批次指定的合法产品，则系统根据预先配置的存放空间要求，确定存放的目标位置；

5） 控制系统控制过道门打开；

6 ）控制系统控制升降接送仓移动至与装货仓相接位置；

7 ）控制系统启动装货仓驱动电机反向转动，使装货仓皮带朝着储货仓中的升降接送仓的方向转动，控制系统同时启动升降接送仓内的驱动电机反转，使得装货仓的皮带运动方向与升降接送仓的皮带传动方向一致，进而使得物品从装货仓被完全传送到升降接送仓中，升降接送仓和装货仓内的红外发送接收感知组件配合该部分工作，作为确认物品完全离开装货仓、完全进入升降接送仓的判据；

8）物品完全进入升降接送仓后，装货仓电机停止转动，过道门关闭，升降接送仓内皮带驱动电机停止转动；

9 ）升降接送仓被控制移动到需要装货的特定托盘特定货道处，并使升降接送仓传动皮带与特定货道传动皮带对齐；

10） 升降接送仓驱动皮带正转，货道电机驱动皮带反转，使两个皮带处于同一传动方向，升降接送仓红外传感组件感知物品离开升降接送仓后，升降接送仓皮带电机停止转动；货道传送皮带继续反转，当该货道外端红外传感组件感知到物品已全部送至该货道传送带后，方停止转动；如果该货道外端感知组件感知物品已被移进该货道传送带时，该货道里端红外传感组件也同时感知到有物品存在，说明该货道刚好装满，控制系统自动更换另外一个事先分配的货道继续装货；

11） 装完一个物品之后，自动售卖机会显示相关信息，并提示装货员继续装下一个货；

12） 购买者或授权使用者从自动售卖机取物时，自动售卖机的工作流程正好相反，即购买者通过触摸屏人机接口认证后，控制系统依次启动货道传送带正转，使物品向外传动，送到升降接送仓，升降接送仓再将物品转运到取物仓，取货仓门自动开启，用户取货；

13） 上述上货、取货的各种信息都被保存在控制系统中，并通过网络传送至管理平台，支持相关的各种数据分析、决策、管理和应用。

优点效果：

1）本发明为多个运营商互不干涉地共同运营同一台自动售卖机提供了技术手段和解决方案。基于该发明，可以产生许多新的商业模式。

2）本发明采用全自动装货方式，避免了需要开门装货可能产生的装货出错、避免了因开门导致的自动售卖机内（制冷、制热）能量损失，同时有效避免了运营人员接触设备内现金的可能。

3)本发明实行全数字装货，信息被实时采集、储存、并上传到网络管理平台，为相关行业进行信息处理、决策、分析提供了手段。

4)本发明与现今的电子商务网络购物相结合，可有效解决物流最后一站对送货员和收货员不方便的难题，提高了物流的效率。

附图说明

图1：整机外观各区域布置图；

图2：托盘安装示意图；

图3：接货局部放大图；

图4：过道门装配示意图；

图5：软件系统结构图。

附图标注说明：

1—摄像头，2—多媒体触摸屏，3—游戏按钮，4—按键和指纹识读仪，5—装货与取货门，6—退币盒，7—展示门，8—物品，9—物品输送装置，10—托盘货空检测传感器，11—托盘，12—输送带驱动装置，13—过道门，  14—升降接货仓，15—接货平台，16—过道门驱动装置，17—过道门，18—上限位传感器，19—下限位传感器，20—取货仓，21—装饰板，22—导向组合，23—装货取货仓货空红外检测传感器，24—装货取货仓取货仓传送机构，25—光电检测传感器。

具体实施方式

1：参见图1—图5，本发明提供了一种自动售卖机自动上货自动出货的系统和方法。

2：自动售卖机物品采用分层存放，每一层有多个货道，每个货道采用皮带式或履带式传动。

3：货道皮带被电机驱动，出货时可正向传动，装货时可反向传动；货道之间有固定隔板，用于把不同货道物品隔开；每个货道在其最外端和最里端两个地方均装有红外发射接收装置，用于感知物品的存在和通过。

4：自动售卖机储货箱舱内有一个可升降的接送仓，该升降接送仓能够沿水平和垂直（X-Y）两个方向移动，它的作用是把物品从储存货道接送到取物仓口，或者把物品从装物仓口送到相应储存货道；取物仓口和装物仓口可以是同一个物理仓口，合二为一。该升降接送仓受自动售卖机的控制系统控制。

5：升降接送仓内本身有一个电机驱动的传送皮带，其传输方向是双向的；升降仓的两个侧面装有红外发射接收传感装置，可以感知物品的存在和通过。

6：装物仓口或取物仓口也有一个电机驱动的传送皮带，其传输方向也是双向的。

7：装物仓口或取物仓口有一个电动小门，装货员可通过该门装货；该门可由自动售卖机控制系统控制其开启与关闭。

8：装物仓或取物仓有一红外发射接收传感装置，可感知物品的存在和通过。

9：装物仓或取物仓里侧装有一RFID读卡器，该RFID读卡器在自动售卖机的控制下工作，可以感知贴有RFID标签的物品的信息。

10：装物仓或取物仓顶部装有条形码阅读器，可以感知顶部贴有条形码物品的信息；装货仓一个侧面有一个通道，该通道通向储货箱，用于装货仓和储物箱内的升降接送仓之间进行物品传送；装货仓和储货箱（或物品储存柜，即装货托盘所在的空间）之间，有另一个过道门，该过道门一方面起到物理上是储存物品与外界完全隔离的作用，同时也用于密封和保温；过道门是电动的，受控制系统控制，平时处于闭合状态，只有需要传送物品时才打开。

11：自动售卖机配有一触摸屏幕，装货时或买货时用于进行人机接口，包括身份认证等等。

12：自动售卖机装有一生物特征识别设备，如指纹扫描仪。该设备由自动售卖机的控制系统控制。

13：自动售卖机通过泛在网络（GPRS、2G, 3G, wifi,以太网等）之一与互联网络相连。

14：互联网络上有一个自动售卖机网络管理平台，包括相应的web服务器和数据服务器。

15：自动售卖机网络管理平台和其他签约的实体网络购物电子商务平台、其他特定行业应用平台具有应用接口。

16：自动售卖机网络管理平台通过网络实现对多台分布在各处的自动售卖机进行管理；自动售卖机网络管理平台由服务提供商管理；每台自动售卖机有唯一的编号和摆放的地理位置特征信息。

17：服务提供商根据签约，可以分配指定的某台自动售卖机中某些指定的货道给某个运营商供其运营。

18：每一个运营商可以从服务提供商处得到一个用户名和密码，并得到服务提供商的提供的相关在线管理服务。

19：每一个运营商可以通过基于WEB应用的网络配置指定某个装货员负责哪些自动售卖机的哪些货道的装货任务，分配其次级账号和密码；该配置信息保存在网络管理平台中，同时通过网络实时下载到相应的自动售卖机中。

20：各运营商同时负责采集相应装货员的生物特征信息（如指纹信息），该信息同时被记录在网络管理平台并实时下载到相应的自动售卖机中。

实施例1：设一台自动售卖机如自动售餐机，摆放于一个写字楼中，该设备有三个运营商共同租用，每个运行商租用10个货道，每个运营商有三种快餐需要装货。设各运营商快餐采用预定的方式，因此每一种快餐的预订数量已知。因此，各运营商可根据各货道容量通过网络管理平台预先动态分配给定自动售卖机哪些货道对应于哪种快餐，以及数量。每种快餐顶部有条码标志。

1 设某个运营商的指定装货员来到该台自动售卖机装货，装货员先通过点击该自动售卖机上的触摸屏相关按钮，自动售卖机控制系统首先要求装货员输入工号和密码，以核对该装货员的合法性。

2：控制系统进一步提示该装货员进行指纹身份验证，同时使能指纹识别仪工作，扫描操作员的指纹，并和预存的指纹进行核对。

3：验证通过后，触摸屏会显示该公司所拥有的或可用的托盘数和货道，以及每个货道的存货信息，对于本例的盒饭销售模式，一般不允许货道有存货。

4：自动售卖机装货仓门自动打开，系统提示用户放入一个物品，对按条码识读的物品，或按RFID识读的物品，均提示按指定要求方位放置。

5：用户放入一个物品后，取货舱门自动关闭，系统启动扫描识读仪或RFID读卡器工作，物品被识别后，控制系统会自动把识别的物品传送到预先配置好的指定托盘的指定货道，如餐品1放到A托盘的1号货道，同时，自动售卖机显示屏上该货道物品信息自动动态增加，用图示出，由于采用计算机自动识读，避免了装货员手工装错货的可能性。

6：物品在装货仓后的具体工作流程如下：

    1）装货仓红外传感网感知到物品被放入取货仓，并感知装货员手已离开装货仓，可同时配备语音提示装货员手部离开。

  2）装货仓门自动闭合，为避免可能卡手导致伤害，舱门闭合系统可采用常见的遇到一定阻力后自动开启再延时闭合的功能，这一点如同日常电梯的防夹功能一样。

 3）控制系统启动条码扫描仪或RFID读卡器工作，识别该物品种类与合法性。

    4）如是本批次指定的合法产品，则系统根据预先配置的存放空间要求，确定存放的目标位置。

5）控制系统控制过道门打开。

6）控制系统控制升降接送仓移动至与装货仓相接位置。

7）控制系统启动装货仓驱动电机反向转动，使装货仓皮带朝着储货仓中的升降接送仓的方向转动，控制系统同时启动升降接送仓内的驱动电机反转，使得装货仓的皮带运动方向与升降接送仓的皮带传动方向一致，进而使得物品从装货仓被完全传送到升降接送仓中，升降接送仓和装货仓内的红外发送接收感知组件配合该部分工作，作为确认物品完全离开装货仓、完全进入升降接送仓的判据。

8）物品完全进入升降接送仓后，装货仓电机停止转动，过道门关闭，升降接送仓内皮带驱动电机停止转动。

9）升降接送仓被控制移动到需要装货的特定托盘特定货道处，并使升降接送仓传动皮带与特定货道传动皮带对齐。

10）升降接送仓驱动皮带正转，货道电机驱动皮带反转，使两个皮带处于同一传动方向，升降接送仓红外传感组件感知物品离开升降接送仓后，升降接送仓皮带电机停止转动。货道传送皮带继续反转，当该货道外端红外传感组件感知到物品已全部已送至该货道传送带后，方停止转动。如果该货道外端感知组件感知物品已被移进该货道传送带时，该货道里端红外传感组件也同时感知到有物品存在，说明该货道刚好装满。控制系统自动更换另外一个事先分配的货道继续装货。

11）装完一个物品之后，自动售卖机会显示相关信息，并提示装货员继续装下一个货，即系统重复步骤4,5,6的工作。

12）购买者或授权使用者从自动售卖机取物时，自动售卖机的工作流程正好相反，即购买者通过触摸屏人机接口认证后，控制系统依次启动特定货道传送带正转，使物品向外传动，以送到升降接送仓，升降接送仓再将物品转运到取物仓，取货仓门自动开启，用户取货。

13）上述上货、取货的各种信息都被保存在控制系统中，并通过网络传送至管理平台，支持相关的各种数据分析、决策、管理和应用。

    实施例2：设有用户通过网络购买一个物品，用户在该电商网站选择送货取货方式，如选择通过附近的自动售卖机上取货，则系统会提供购买者附近可用的自动售卖机供用户选择。用户选择在特定设备上取货。

则物品到达最后一站时，递送人员只需按照实例1中的各个步骤将物品存于自动售卖机中。同时，电商的网络系统可通过手机、或通过邮件发给购买者一个取物编号，物品到达制定自动售卖机后，购买者又会收到相关到货信息，购买者在指定时间内根据取物编号通过与触摸屏交互进行认证，即可取物。

7：本发明所包含的自动上货的方法，当装货仓没有条码扫描或RFID识读设备时，也可以采用装货员通过利用触摸屏、键盘等人机交互设备和自动售卖机进行互动上货，如装货员选定特定的货道、特定的数量之后，再由自动售卖机依次对该货道按指定要求装货。

8：本发明所述的取货方法，可以通过由消费者在自动售卖机触摸屏上输入取货编码的方式取货，相关取货编码信息事先已由网络管理平台发送给消费者，并同时通过泛在网络下载到指定的自动售卖机之中。

本发明的突出优点和显著效果：

本发明基于智慧售货设备、泛在网络、物联网以及电子商务的有机融合，自动售卖机能够按照指定的要求，识别待装入物品，并将该物品从售货设备的特定初始位置（物品出入口）自动运送到售货设备内指定的储放位置，购买者或取物者能根据某种规则取物。

本发明解决了下述问题：

1：多个运营商同时在一台自助贩卖机上实施运营，互不干扰。

2：售卖设备装货人员不接触现金。

3：避免人工上货可能产生的失误。

4：不开门可上货，保温、节能，并节省摆放自动售卖机占用的物理空间。

5：物品上货信息自动入网统计与管理。

6：网络购物等电子商务解决最后一站送货与收货的便利。

Claims (4)

1.一种自动售卖机自动上货自动出货的系统，其特征在于：自动售卖机内物品采用分层存放，每一层有多个货道，每个货道采用皮带式或履带式传动；货道皮带被电机驱动，货道之间有固定隔板，把不同货道物品隔开，每个货道在其最外端和最里端两个地方均装有感知物品的红外发射接收装置；自动售卖机储货箱舱内有一个能够沿水平和垂直（X-Y）两个方向移动的升降接送仓，升降接送仓受自动售卖机的控制系统控制，升降接送仓内有一个电机双向驱动的传送皮带，升降仓的两个侧面装有红外发射接收传感装置，装物仓口或取物仓口也有一个电机双向驱动的传送皮带，装物仓口或取物仓口有一个装货的电动小门，该门由自动售卖机控制系统控制其开启与关闭；装物仓或取物仓有一感知物品的红外发射接收传感装置；装货仓一个侧面有一个通向储货箱的通道，装货仓和储货箱之间，有另一个电动过道门，由控制系统控制。

2.根据权利要求1所述的自动售卖机自动上货自动出货的系统，其特征在于：所述的装物仓或取物仓里侧装有一在自动售卖机控制下工作的RFID读卡器；装物仓或取物仓顶部装有条形码阅读器；自动售卖机配有装货时或买货时用于进行人机接口的触摸屏幕，自动售卖机还装有生物特征识别设备，该生物特征识别设备由自动售卖机控制系统控制，自动售卖机通过泛在网络之一与互联网络相连；互联网络上有一个自动售卖机网络管理平台，包括相应的web服务器和数据服务器，自动售卖机网络管理平台和签约的实体网络购物电子商务平台、特定行业应用平台具有应用接口；自动售卖机网络管理平台通过网络实现对多台分布在各处的自动售卖机进行管理。

3.根据权利要求1所述的自动售卖机自动上货自动出货的系统，其特征在于：自动售卖机网络管理平台由服务提供商管理，每台自动售卖机有唯一的编号和摆放的地理位置特征信息；服务提供商根据签约，分配指定的某台自动售卖机中某些指定的货道给某个运营商供其运营；每一个运营商从服务提供商处得到一个用户名和密码，并得到服务提供商提供的相关在线管理服务；每一个运营商通过基于WEB应用的网络配置指定某个装货员负责哪些自动售卖机的哪些货道的装货任务，分配其次级账号和密码，该配置信息保存在网络管理平台中，同时通过网络实时下载到相应的自动售卖机中；各运营商同时负责采集相应装货员的生物特征信息，该信息同时被记录在网络管理平台并实时下载到相应的自动售卖机中。

4.一种自动售卖机自动上货自动出货的方法，具体步骤为：

1 ）装货仓红外传感网感知到物品被放入取货仓，并感知装货员手已离开装货仓；

2 ）装货仓门自动闭合，舱门闭合系统采用常见的遇到一定阻力后自动开启再延时闭合的防夹闭合系统；

3） 控制系统启动条码扫描仪或RFID读卡器工作，识别该物品种类与合法性；

4）如是本批次指定的合法产品，则系统根据预先配置的存放空间要求，确定存放的目标位置；

5） 控制系统控制过道门打开；

6 ）控制系统控制升降接送仓移动至与装货仓相接位置；

7 ）控制系统启动装货仓驱动电机反向转动，使装货仓皮带朝着储货仓中的升降接送仓的方向转动，控制系统同时启动升降接送仓内的驱动电机反转，使得装货仓的皮带运动方向与升降接送仓的皮带传动方向一致，进而使得物品从装货仓被完全传送到升降接送仓中，升降接送仓和装货仓内的红外发送接收感知组件配合该部分工作，作为确认物品完全离开装货仓、完全进入升降接送仓的判据；

8）物品完全进入升降接送仓后，装货仓电机停止转动，过道门关闭，升降接送仓内皮带驱动电机停止转动；

9 ）升降接送仓被控制移动到需要装货的特定托盘特定货道处，并使升降接送仓传动皮带与特定货道传动皮带对齐；

10） 升降接送仓驱动皮带正转，货道电机驱动皮带反转，使两个皮带处于同一传动方向，升降接送仓红外传感组件感知物品离开升降接送仓后，升降接送仓皮带电机停止转动；货道传送皮带继续反转，当该货道外端红外传感组件感知到物品已全部送至该货道传送带后，方停止转动；如果该货道外端感知组件感知物品已被移进该货道传送带时，该货道里端红外传感组件也同时感知到有物品存在，说明该货道刚好装满，控制系统自动更换另外一个事先分配的货道继续装货；

11） 装完一个物品之后，自动售卖机会显示相关信息，并提示装货员继续装下一个货；

12） 购买者或授权使用者从自动售卖机取物时，自动售卖机的工作流程正好相反，即购买者通过触摸屏人机接口认证后，控制系统依次启动货道传送带正转，使物品向外传动，送到升降接送仓，升降接送仓再将物品转运到取物仓，取货仓门自动开启，用户取货；

13） 上述上货、取货的各种信息都被保存在控制系统中，并通过网络传送至管理平台，支持相关的各种数据分析、决策、管理和应用。

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