CN106097577A - 一种自动售货机整机装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动售货机整机装置，包括整机外框、围绕在所述整机外框设置的围板、设置在所述整机外框顶部的取物装置；所述取物装置包括X轴电机、Y轴电机、Z轴电机、传动装置、两根X轴导轨、两根Y轴导轨、滑块、支架以及中间固定板、真空泵、Z轴可伸缩套管、吸盘。本发明提供的自动售货机整机装置，具有诸多方面的技术优势。

Description

一种自动售货机整机装置

技术领域

本发明涉及自动售货机技术领域，尤其涉及一种自动售货机整机装置。

背景技术

众所周知，自动售货机(Vending Machine，VEM)是能根据投入的钱币自动付货的机器。很显然，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。能分为三种：饮料自动售货机、食品自动售货机、综合自动售货机；

在传统的自动售货机的结构中，传统的自动售货机的结构通常是采用螺旋弹簧旋转推出货物的出货方式。

传统自动售货机要求货物放置于弹簧节距间，这样自动售货机的缺陷是货道(弹簧)中的商品存放的数量相当少，并且商品的尺寸不能太大，商品的形状也要适于货道。且传统的自动售货机也容易出现机械故障，可靠性变的较差。因此，传统的自动售货机，其整体都存在较为明显的技术缺陷。

综上所述，如何克服现有技术中传统自动售货机的上述技术缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供的自动售货机整机装置，用以解决上述技术缺陷。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种自动售货机整机装置，包括整机外框、围绕在所述整机外框设置的围板、设置在所述整机外框顶部的取物装置；

所述取物装置包括X轴电机、Y轴电机、Z轴电机、传动装置、两根X轴导轨、两根Y轴导轨、滑块、支架以及中间固定板、真空泵、Z轴可伸缩套管、吸盘；

两根所述Y轴导轨平行于水平面且沿Y轴方向固定在所述整机外框的两端上；每根所述Y轴导轨上均滑动配合有所述滑块；所述支架与两个所述滑块固定连接，且所述支架上还固定连接有所述X轴电机以及所述中间固定板、所述真空泵、所述Z轴电机、Z轴可伸缩套管以及吸盘；所述Y轴电机固定连接在整机外框的一侧边上；

两根所述X轴导轨平行于水平面且沿X轴方向固定在所述支架的两端上；所述中间固定板均与两根所述X轴导轨滑动配合；

所述中间固定板在竖直方向自上而下依次固定连接有真空泵、Z轴电机、Z轴可伸缩套管以及吸盘；

所述Y轴电机用于通过一组传动装置驱动所述支架在所述Y轴导轨上直线移动；所述X轴电机用于通过另一组传动装置驱动所述中间固定板在所述X轴导轨上直线移动；所述Z轴电机用于直接驱动所述Z轴可伸缩套管以及吸盘沿竖直的Z轴方向上直线移动。

需要说明的是，所述三轴运动控制器分别与X轴电机、Y轴电机和Z轴电机对应的步进电机驱动器电连接；所述三轴运动控制器，用于控制三个步进电机驱动器的方向和脉冲量；所述步进电机驱动器，用于通过改变方向和脉冲量，控制步进电机的方向和转动速度，进而实现控制所述吸盘在三维方向的位移量；所述Y轴电机用于通过一组皮带轮装置驱动所述支架在所述Y轴导轨上直线移动；所述X轴电机通过另一组皮带轮装置用于驱动所述中间固定板在所述X轴导轨上直线移动；所述Z轴电机用于直接驱动所述Z轴可伸缩套管以及吸盘沿Z轴方向上直线移动。

优选的，作为一种可实施方案；所述传动装置具体为皮带轮传动装置。需要说明的是，所述皮带轮传动装置具体包括皮带轮和皮带。

优选的，作为一种可实施方案；所述传动装置具体为丝杠传动装置。

优选的，作为一种可实施方案；所述传动装置具体为齿条传动装置。

优选的，作为一种可实施方案；所述真空泵与所述吸盘之间设置有真空软管；所述真空泵用于对所述吸盘进行抽气动作。

优选的，作为一种可实施方案；所述吸盘为圆形吸盘。

优选的，作为一种可实施方案；所述整机外框的侧板处还铰接有整机正门；所述整机正门上设置有显示面板装置、插卡装置、投币装置以及出货口装置。

优选的，作为一种可实施方案；所述出货口装置具体包括挡板和出货槽；所述挡板设置在所述出货槽的正面，且所述挡板与所述出货槽转动铰接；

所述整机正门的表面设置有出货口，所述出货口与所述出货槽位置相对应。

优选的，作为一种可实施方案；所述整机外框内部还设置有加热器以及电源装置；所述加热器与所述电源装置电连接；所述加热器用于对盛放在自动售货机整机装置内的待售物品进行加热操作。

优选的，作为一种可实施方案；所述整机外框内部还设置有制冷器以及电源装置；所述制冷器与所述电源装置电连接；所述制冷器用于对盛放在自动售货机整机装置内的待售物品进行制冷操作。

需要说明的是，由自动售货机内售出的商品被放置于出货口装置内，所述出货口装置放在自动售货机内下部，然后由操作者从出货口处伸手去取出货槽的商品。同时，上述过程中，主要由取物装置用以横向或纵向移动吸取物品，最终放置到出货口装置的出货槽内。

优选的，作为一种可实施方案；所述X轴电机、Y轴电机、Z轴电机为步进电机。

与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

本发明提供的一种自动售货机整机装置，分析上述产品的主要构造可知：该自动售货机整机装置主要由整机外框、围绕在整机外框设置的围板、设置在整机外框顶部的取物装置等结构组成；其中，所述取物装置包括X轴电机、Y轴电机、Z轴电机、传动装置、两根X轴导轨(或称X轴滑杆)、两根Y轴导轨(或称Y轴滑杆)、滑块、支架以及中间固定板、Z轴可伸缩套管、真空泵、吸盘；

其中，上述自动售货机整机装置不仅涉及了整机外框、围板、取物装置等主要的结构构造；更是设计了全新的取物装置，该取物装置由三个方向的驱动电机(即X轴电机、Y轴电机、Z轴电机)传动装置、导轨、滑块、支架以及中间固定板、Z轴方向的伸缩装置(即Z轴可伸缩套管、真空泵、吸盘)等结构部分组成；

在具体驱动结构中，Y轴电机通过一组皮带轮装置驱动所述支架在所述Y轴导轨上直线移动；X轴电机通过另一组皮带轮装置驱动所述中间固定板在所述X轴导轨上直线移动；Z轴电机则直接驱动Z轴方向的伸缩装置(即Z轴可伸缩套管、真空泵、吸盘)沿Z轴方向上直线移动。

很显然，本发明实施例提供的自动售货机出货原理和传统的自动售货机完全不同，采用直接三维方向驱动结合吸盘取物出货方式，其克服了传统自动售货机商品摆放的不紧凑，存货量少等缺陷。本发明实施例提供的自动售货机，其还具有硬性连接结构强度高，安全可靠、取物成功率高以及占用空间小、吸力大等诸多技术优势。

综上，本发明提供的自动售货机整机装置，其必将带来良好的市场前景和经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的自动售货机整机装置的立体结构示意图；

图2是图1中本发明实施例提供的自动售货机整机装置的局部放大结构示意图；

图3是本发明实施例提供的自动售货机整机装置中的真空泵、吸盘以及真空软管的装配结构示意图；

附图标记说明：

整机外框1；取物装置2；X轴电机3；Y轴电机4；Z轴电机5；传动装置6；X轴导轨7；Y轴导轨8；滑块9；支架10；中间固定板11；Z轴可伸缩套管12；真空泵13；吸盘14；真空软管15；整机正门16；显示面板装置17；出货口装置18。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

参见图1(另参见图2)，本发明实施例提供的一种自动售货机整机装置，包括整机外框1、围绕在所述整机外框1设置的围板(图中未示出)、设置在所述整机外框1顶部的取物装置2；

所述取物装置2包括X轴电机3、Y轴电机4、Z轴电机5、传动装置6、两根X轴导轨7(或称X轴滑杆)、两根Y轴导轨8(或称Y轴滑杆)、滑块9、支架10以及中间固定板11、Z轴可伸缩套管12、真空泵13、吸盘14；

两根所述Y轴导轨8平行于水平面且沿Y轴方向固定在所述整机外框1的两端上；每根所述Y轴导轨8上均滑动配合有所述滑块9；所述支架10与两个所述滑块9固定连接，且所述支架10上还固定连接有所述X轴电机3以及所述中间固定板11、所述Z轴电机5、Z轴可伸缩套管12、真空泵13(另参见图3)以及吸盘14；所述Y轴电机4固定连接在整机外框的一侧边上；

两根所述X轴导轨7平行于水平面且沿X轴方向固定在所述支架10的两端上；所述中间固定板11均与两根所述X轴导轨7滑动配合；

所述中间固定板11在竖直方向自上而下依次固定连接有真空泵13、所述Z轴电机5、Z轴可伸缩套管12以及吸盘14；

同时，所述Y轴电机4用于通过一组传动装置6驱动所述支架10在所述Y轴导轨8上直线移动(分析上述机械联动关系可知，支架10在Y轴导轨8上直线运动时，必然会协同带动支架10上的所有结构装置一起平移，即带动X轴电机3、中间固定板11一起平移；由于中间固定板11的移动即可带动其上连接的真空泵13、Z轴电机5、Z轴可伸缩套管12以及吸盘14一起平移；至此过程完成了吸盘的Y轴方向平移)；所述X轴电机3用于通过另一组传动装置6驱动所述中间固定板11在所述X轴导轨7上直线移动(分析上述机械联动关系可知，中间固定板11在X轴电机的作用下可沿X轴方向平移，进而可带动中间固定板11上的结构装置一起平移；即可带动其上连接的真空泵13、Z轴电机5、Z轴可伸缩套管12以及吸盘14一起平移；至此过程完成了吸盘的X轴方向平移)；所述Z轴电机5用于直接驱动所述Z轴可伸缩套管12以及吸盘14沿竖直的Z轴方向上直线移动(该Z轴电机5可以直接通过Z轴可伸缩套管带动吸盘一起在Z轴方向上平移)。

需要说明的是，本发明实施例涉及的自动售货机整机装置其控制部分可以是PLC控制系统也可以是单片机的芯片电路控制系统；例如选择使用PLC控制系统时可以配合三轴运动控制器一起达到控制的目的。上述三轴运动控制器分别与X轴电机、Y轴电机和Z轴电机对应的步进电机驱动器电连接；所述三轴运动控制器，用于控制三个步进电机驱动器的方向和脉冲量；所述步进电机驱动器，用于通过改变方向和脉冲量，控制步进电机的方向和转动速度，进而实现控制所述吸盘在三维方向的位移量；所述Y轴电机用于通过一组皮带轮装置驱动所述支架在所述Y轴导轨上直线移动；所述X轴电机通过另一组皮带轮装置用于驱动所述中间固定板在所述X轴导轨上直线移动；所述Z轴电机用于直接驱动所述Z轴可伸缩套管以及吸盘沿Z轴方向上直线移动。

需要说明的是：三轴运动控制器适用于上述三种步进电机的控制应用；可控制轴数包括：三轴(X轴、Y轴、Z轴)，且每轴两个硬件限位点；包含直线插补、自动完成任意两轴直线，最终实现吸盘在空间上三维方向的位移变化。

在本发明实施例的具体结构中，X、Y、Z轴三个方向即空间三维坐标系的三个方向；即空间直角坐标系，过空间定点O作三条互相垂直的数轴，它们都以O为原点，具有相同的单位长度。这三条数轴分别称为x轴(横轴)、y轴(纵轴)、z轴(竖轴)，统称为坐标轴。

下面对本发明实施例提供的自动售货机整机装置的具体结构以及具体技术效果做一下详细说明：

优选的，作为一种可实施方案；所述传动装置6具体为皮带轮传动装置(图1中示意的结构)。

优选的，作为一种可实施方案；所述传动装置6具体为丝杠传动装置(图中未示出)。

优选的，作为一种可实施方案；所述传动装置6具体为齿条传动装置(即由齿轮齿条运动副构成的传动装置，图中未示出)。

需要说明的是，很显然，在自动售货机整机装置的具体结构中，取物装置是拾取物品的主要装置，取物装置拾取到物品后，具体由三个轴向的电机驱动，并通过传动装置实现对拾取物品的移动；在本发明实施例中，上述传动装置就可以有很多中结构形式；例如：其传动装置可以为皮带轮传动装置或是丝杠传动装置或齿条传动装置。但是，很显然附图1中示意了皮带、皮带轮组合的传动装置；

在具体结构中，所述皮带轮传动装置具体包括皮带轮和皮带。举例说明：以Y轴电机为例，由Y轴电机驱动皮带轮传动装置，通过皮带轮传动装置的拉拽作用，带动支架以及支架上的其他结构(即支架上的X轴电机以及中间固定板和中间固定板底部连接的Z轴电机、Z轴可伸缩套管、真空泵以及吸盘等)实现在Y轴方向上的平移，在此过程中，由皮带轮传动装置直接拉拽支架以及支架上随动的结构，并通过滑块在Y轴导轨滑动实现Y轴方向平移。

另外，还可以通过丝杠传动装置实现；同样以Y轴电机为例，由Y轴电机驱动丝杠传动装置，通过丝杠传动装置与支架之间形成的螺纹螺杆旋转副的连接，即可带动支架以及支架上的其他结构(即支架上的X轴电机以及中间固定板和中间固定板底部连接的Z轴电机、Z轴可伸缩套管、真空泵以及吸盘等)实现在Y轴方向上的平移，在此过程中，由皮带轮传动装置直接拉拽支架以及支架上随动的结构，并通过滑块在Y轴导轨滑动实现Y轴方向平移。

很显然，上述由皮带轮传动装置或丝杠传动装置或齿条传动装置构成的所述传动装置，其传动方式更加可靠而且传动更加平稳，传动行程更加准确，这样可以最大程度的提升自动售货机的取物准确性和稳定性，保证自动售货机的使用性能。

优选的，作为一种可实施方案；参见图3，所述真空泵13与所述吸盘14之间设置有真空软管15；所述真空泵用于对所述吸盘进行抽气动作。

需要说明的是，在本发明实施例的具体结构中，上述真空泵也可以更换到其他位置处，其非重要的结构改进；例如真空泵也可以直接取物装置的上方等；对此本发明实施例不再一一赘述

参见图3可知，上述真空软管可以使用直管状的真空软管，也可以使用螺旋状的真空软管；很显然，上述螺旋状的真空软管更有利于协同伸缩套管一起上下伸缩(即真空软管螺旋盘在伸缩套管外层可以随着伸缩套管一起伸缩)。同时其螺旋状的真空软管其可以更好的节省软管的占用空间。

同时，采用真空泵直接安装在中间固定板上结合伸缩套管实现竖直方向的上下运动，避免了过长真空软管在滑轮装置上驱动带动的结构设计；这样可以最大限度的减少自动售货机内使用空间的浪费，减少真空泵与吸盘之间真空软管管路长度，进而避免真空软管管路过长，真空吸力不够容易漏气、气阻的问题。

与此同时，其吸盘在竖直方向运动的伸缩套管硬连接，靠伸缩套管本身的重量确保吸盘向下运动，吸盘刚和商品接触并没吸牢商品时，由于是硬性连接，吸盘不会倒下，从而仍能保证吸盘和商品很好接触，真空泵继续工作，使吸盘吸牢商品。同时，真空软管被设计安装在上述伸缩套管的外层，可随同伸缩套管一起实现伸缩。

优选的，作为一种可实施方案；所述吸盘14为圆形吸盘。

需要说明的是，上述吸盘优选使用圆形形状的吸盘，这样可以便于对物品(即商品)实施有效的负压吸引，保证吸物(即商品)更加牢固可靠。

优选的，作为一种可实施方案；所述整机外框1的侧板处还铰接有整机正门16；所述整机正门16上设置有显示面板装置17、插卡装置(未示出)、投币装置(未示出)以及出货口装置18。

需要说明的是，很显然，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。自动售货机为商业零售提供了便利；因此要想实现本发明实施例提供的自动售货机整机装置的使用性能，该自动售货机整机装置还具有实现商品展示面板、投币、刷卡、取货等等其他功能的结构装置；例如：显示面板装置(主要用于物品展示)、插卡装置(主要起到刷卡插卡消费作用的装置)、投币装置(主要起到投币消费作用的装置)以及出货口装置(即主要起到出货作用)。

在具体结构中，所述出货口装置18具体包括挡板和出货槽；所述挡板设置在所述出货槽的正面，且所述挡板与所述出货槽转动铰接。

优选的，作为一种可实施方案；所述整机正门16的表面设置有出货口，所述出货口与所述出货槽位置相对应。

需要说明的是，由自动售货机内售出的商品被放置于出货口装置内，所述出货口装置放在自动售货机内下部，然后由操作者从出货口处伸手去取出货槽的商品。同时，上述过程中，主要由取物装置用以横向或纵向移动吸取物品，最终放置到出货口装置的出货槽内。

优选的，作为一种可实施方案；所述整机外框内部还设置有加热器以及电源装置(未示出)；所述加热器与所述电源装置电连接；所述加热器用于对盛放在自动售货机整机装置内的待售物品进行加热操作。

优选的，作为一种可实施方案；所述整机外框内部还设置有制冷器以及电源装置(未示出)；所述制冷器与所述电源装置电连接；所述制冷器用于对盛放在自动售货机整机装置内的待售物品进行制冷操作。

需要说明的是，本发明实施例提供的自动售货机整机装置主要针对实现两大类商品的自动售货，即加热商品或是冷冻商品(同时包括常温商品)；为了实现上述自动售货机的使用功能，该自动售货机整机装置可以设计有具有加热器功能的结构形式(该种类型的自动售货机主要针对饭盒、热饮料等)，也可以设计具有制冷器功能的结构形式(该种类型的自动售货机主要冰激凌和冷饮等)；同时关闭其加热器或是制冷器便可以实现常温商品的售卖。

优选的，作为一种可实施方案；所述X轴电机、Y轴电机、Z轴电机为步进电机。

需要说明的是，在具体结构中，Z轴电机实际上是竖直方向(即三维坐标系的Z轴方向)的驱动电机；所以上述竖直方向的驱动电机在本发明实施例中简称Z轴电机。X轴电机实际上是水平面横向方向(即三维坐标系的X轴方向)的驱动电机；所以上述水平面横向方向的驱动电机在本发明实施例中简称X轴电机。Y轴电机实际上是水平面竖向方向(即三维坐标系的Y轴方向)的驱动电机；所以上述水平面竖向方向的驱动电机在本发明实施例中简称Y轴电机。

综上所述，本发明实施例提供的自动售货机整机装置，其克服了传统自动售货机驱动装置商品摆放的不紧凑，存货量少以及结构过于复杂以及驱动不稳定等技术缺陷；本发明实施例提供的自动售货机，其还具有硬性连接结构强度高，安全可靠、取物成功率高以及占用空间小、吸力大等诸多技术优势。

综上，本发明实施例提供的自动售货机整机装置，具体诸多方面的技术优势，因此其必将带来良好的市场前景和经济效益。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种自动售货机整机装置，其特征在于，包括整机外框、围绕在所述整机外框设置的围板、设置在所述整机外框顶部的取物装置；

所述取物装置包括X轴电机、Y轴电机、Z轴电机、传动装置、两根X轴导轨、两根Y轴导轨、滑块、支架以及中间固定板、真空泵、Z轴可伸缩套管、吸盘；

两根所述Y轴导轨平行于水平面且沿Y轴方向固定在所述整机外框的两端上；每根所述Y轴导轨上均滑动配合有所述滑块；所述支架与两个所述滑块固定连接，且所述支架上还固定连接有所述X轴电机以及所述中间固定板、所述真空泵、所述Z轴电机、Z轴可伸缩套管以及吸盘；所述Y轴电机固定连接在整机外框的一侧边上；

两根所述X轴导轨平行于水平面且沿X轴方向固定在所述支架的两端上；所述中间固定板均与两根所述X轴导轨滑动配合；

所述中间固定板在竖直方向自上而下依次固定连接有真空泵、Z轴电机、Z轴可伸缩套管以及吸盘；

所述Y轴电机用于通过一组传动装置驱动所述支架在所述Y轴导轨上直线移动；所述X轴电机用于通过另一组传动装置驱动所述中间固定板在所述X轴导轨上直线移动；所述Z轴电机用于直接驱动所述Z轴可伸缩套管以及吸盘沿竖直的Z轴方向上直线移动。

2.如权利要求1所述的自动售货机整机装置，其特征在于，

所述传动装置具体为皮带轮传动装置。

3.如权利要求1所述的自动售货机整机装置，其特征在于，

所述传动装置具体为丝杠传动装置。

4.如权利要求1所述的自动售货机整机装置，其特征在于，

所述传动装置具体为齿条传动装置。

5.如权利要求1所述的自动售货机整机装置，其特征在于，

所述真空泵与所述吸盘之间设置有真空软管；所述真空泵用于对所述吸盘进行抽气动作。

6.如权利要求5所述的自动售货机整机装置，其特征在于，

所述吸盘为圆形吸盘。

7.如权利要求1所述的自动售货机整机装置，其特征在于，

所述整机外框的侧板处还铰接有整机正门；所述整机正门上设置有显示面板装置、插卡装置、投币装置以及出货口装置。

8.如权利要求7所述的自动售货机整机装置，其特征在于，

所述出货口装置具体包括挡板和出货槽；所述挡板设置在所述出货槽的正面，且所述挡板与所述出货槽转动铰接；

所述整机正门的表面设置有出货口，所述出货口与所述出货槽位置相对应。

9.如权利要求1所述的自动售货机整机装置，其特征在于，

所述整机外框内部还设置有加热器以及电源装置；所述加热器与所述电源装置电连接；所述加热器用于对盛放在自动售货机整机装置内的待售物品进行加热操作。

10.如权利要求1所述的自动售货机整机装置，其特征在于，

所述整机外框内部还设置有制冷器以及电源装置；所述制冷器与所述电源装置电连接；所述制冷器用于对盛放在自动售货机整机装置内的待售物品进行制冷操作。