CN108961601B - 一种选物贩卖机的控制匹配方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种选物售卖机的控制匹配方法，包括以下步骤：接收起始确认信号并记录起始行程开关的触点状态；接收抓爪控制信号以控制抓爪的运动状态，并获取当前行程开关的触点状态；根据起始行程开关的触点状态和当前行程开关的触点状态以确定对应电机的极性；控制抓爪至出物口上方并读取各行程开关的状态变化判断出物口的位置；根据监测到处于空闲状态的投币器或出物传感器的电平状态以得到投币器或出物传感器的输出脉冲极性。本发明还提供了一种电子设备和计算机可读存储介质。本发明的选物售卖机的控制匹配方法大大提高了组装人员的工作效率。

Description

一种选物贩卖机的控制匹配方法及装置

技术领域

本发明涉及一种自动控制技术领域，尤其涉及一种选物贩卖机的控制匹配方法及装置。

背景技术

目前，选物贩卖机通常由柜体，天车组件，控制器、显示屏、输入装置、投币器、出物感应器和电源组成，其中天车组件和控制器是选物贩卖机的核心部件。两者主要分别涉及机械和电子两个不同领域，所以一般来说会由不同厂商生产。天车组件上的零部件较多，结构较为复杂，它主要由多个电机，多个行程开关和一个抓爪构成，其中还包含有齿轮、蜗杆滑轮组等传动部件。由于当前行业内未形成严格的产品标准，故此不同厂商生产的天车组件不但在性能上存在很大差异，甚至其中的电机和抓爪的适用电源电压都各有不同，而诸如行程开关之类的小零件的连接方法更是五花八门。为了适应不同种类的天车组件，控制器的生产厂商通常会在产品的软硬件上做出多种设置选项，由组装者或经营者根据所选的不同天车组件的特性自行设定。除天车组件以外，选物贩卖机所必需的投币器和出物感应器常常也由不同的专业厂商生产，也同样存在标准不一，需要按不同情况加以设定的问题。正因为有多个零部件需要设定，而且这些设定往往还是相互关联和软硬件结合的，故此一般的组装者或经营者很难在短时间内摸清其中的诀窍，设定困难已经成为行业的顽疾和使用者的心病。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种选物贩卖机的控制匹配方法。

本发明的目的之二在于提供一种电子设备。

本发明的目的之三在于提供一种计算机可读存储介质。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种选物售卖机的控制匹配方法，包括以下步骤：

起始状态获取步骤：接收起始确认信号并记录起始行程开关的触点状态；

当前状态获取步骤：接收抓爪控制信号以控制抓爪的运动状态，并获取当前行程开关的触点状态；

电机极性确定步骤：根据起始行程开关的触点状态和当前行程开关的触点状态以确定对应电机的极性；

位置获取步骤：控制抓爪至出物口上方并读取各行程开关的状态变化判断出物口的位置；

监测步骤：根据监测到处于空闲状态的投币器或出物传感器的电平状态以得到投币器或出物传感器的输出脉冲极性。

进一步的，电机电压确定步骤：根据检测到各电机的电流大小来确定相应电机的工作电压或者控制各电机以最大转速运转并得到各电机对应单程运动时间，根据单程运动时间以得相应电机的工作电压；

进一步地，所述电压确定步骤具体包括以下子步骤：

施加第一预设电压至各电机处，并且得到各电机的当前电流；

根据第一预设电压以及当前电流以得到各电机的电阻阻值；

判断各电机的电阻阻值是否小于第一预设值，如果是，则设定相应电机的工作电压为第一工作电压，如果否，则设定相应电机的工作电压为第二工作电压或者

施加第一预设电压至各电机处，并使电机以所能达到的最大转速工作；

检测各行程开关的触点状态变化，直至其中一触点状态发生变化；

以相反极性驱动电机转动同时开始计时，直至另一行程开关的触点状态发生变化时停止计时；

判断各电机的在完成上述过程中对应的单程运动时间否小于第二预设值，如果是，则确定相应电机的工作电压为第一工作电压，如果否，则确定相应电机的工作电压为第二工作电压。

进一步地，所述第一预设值的大小为10，所述第二预设值为2，所述第一工作电压为24V，所述第二工作电压为48V。

进一步地，所述行程开关包括升降行程开关、左右行程开关和前后行程开关；所述当前状态获取步骤具体包括以下子步骤：

接收抓爪控制信号以控制抓爪下降和上升，并得到升降行程开关的触点状态；

接收抓爪控制信号以控制抓爪向前、向后、向左和向右运动，并得到前后行程开关和左右行程开关的触点状态。

进一步地，在监测步骤之后还包括抓爪电压确定步骤：

控制抓爪以第二预设电压工作，并控制抓爪驱动脉冲占空比以预设速率进行减小；

当检测到出物感应器的输出脉冲时，则获取当前抓爪驱动脉冲的占空比值；

判断当前抓爪驱动脉冲的占空比值是否小于第三预设值，如果是，则以第二预设电压作为抓爪驱动电压，如果否，则以第三预设电压作为抓爪驱动电压。

进一步地，所述第三预设值为60％，所述第二预设电压为24V，所述第三预设电压为48V。

进一步地，所述抓爪前后移动单程的时间和左右移动单程的时间均为2.3秒。

进一步地，所述抓爪升降单程的时间为2.3秒。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本发明目的之一所述的选物贩卖机的控制匹配方法。

本发明的目的之三采用如下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任意一项所述的方法。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的选物贩卖机的控制匹配方法，其自动为天车组件中各个电机和抓爪选择合适的工作电压，自动判断电机的正反极性，自动适应各个行程开关的连接方式，还能自动调整天车平台在各个方向上的移动速度至合适范围，自动调整抓爪升降运动的速度至合适范围，自动控制游戏中不同阶段所需要的抓爪抓力以及自动确定出物口的位置，更能自动适应不同投币器和出物感应器的脉冲电平，大大提高了组装人员的工作效率。

附图说明

图1为本发明的选物贩卖机的控制匹配方法的流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一：

选物贩卖机中天车组件的主要作用都是为了将其中装有抓爪的天车平台水平移动到柜子中待抓取的目标物品的正上方，然后用吊索或者连杆将抓爪垂直放下至目标物体上，再合上抓爪抓住物品，随后送至出物口。天车组件由多个零部件组成，直接受控制器操控的电气类元件包括至少3个电机，也即天车平台前后驱动电机、平台左右驱动电机和抓爪升降驱动电机，多个行程开关，也即天车平台前后运动到位行程开关、平台左右运动到位行程开关，抓爪上升和下降到位行程开关，以及一个用于抓取物品的抓爪。这些部件都与控制器电性连接，控制器可以驱动其中的电机和抓爪运动以及检测行程开关触点的开合状态。投币器的主要作用是接收客户投入的代币，如果代币是真币则以电信号方式告知控制器准许客户开始选物。出物感应器用于为客户成功抓取的物品计数，这个数值将用于控制贩卖机的出奖率。

在启动本匹配功能之前，天车平台上的电气类元件需要和控制器的对应接口妥善连接，但连接的对应关系并不需要特别严格。连接电机时，只要求电机的两条连线插入控制器上对应电机的两针端口即可，不需要指定连接极性。连接行程开关时，只要求将每个行程开关的一个有效触点组接在控制器上的任何一个行程开关的两针端口即可，不同位置的行程开关和控制器上的端口无指定对应关系，连接行程开关时既可使用开关上的NC触点组也可使用NO触点组。这种宽松的连接对应方式为机器组装和接线带来了极大的便利。

将天车组件，控制器、显示屏、输入装置、投币器、出物感应器和电源装入柜体并接好连接线后，再让贩卖机上电，就可使用控制器内置的自适应学习程序对天车组件进行自适应学习。自适应学习的大部分过程由控制器自行完成，少部分需要操作者手工配合，所有需人工配合的过程均在液晶屏上有清晰提示。学习过程中操作者需要用到输入控制装置中的摇杆以及下爪键和设置键两个按键。

如图1所示，本实施例提供了一种选物贩卖机的控制匹配方法，包括以下步骤：

S0：根据检测各电机以最大转速工作时所带动的天车平台或抓爪单程运动所需要的时间来确定相应电机的工作电压；步骤S0具体包括以下子步骤：

控制器分别以任意极性施加第一预设电压至各电机处，并使电机以所能达到的最大转速工作；

控制器检测各行程开关的触点状态变化，直至其中之一的触点状态发生变化，然后以相反极性驱动电机转动同时开始计时，直至另一行程开关的触点状态发生变化时停止计时。

判断各电机的在完成上述过程中需要的时间是否小于第一预设值，如果是，则确定相应电机的工作电压为第一工作电压，如果否，则确定相应电机的工作电压为第二工作电压。所述第一预设值的大小为2秒，所述第一工作电压为24V，所述第二工作电压为48V。这一步骤主要是为了获取到对应电机合适的工作电压，因为天车组件内装有至少3个电机，适用的工作电压有24V和48V两种。控制器需要判断出各电机合适的工作电压，本步骤由控制器自动完成。上述方式只是其中的一种方式，还有一种方式根据测量各电机直流电阻方式确定各电机的工作电压，此方式具体包括以下子步骤：

分别给各电机施加一个直流电压U，同时测量此时通过电机的电流I；将所述施加的电压U除以测得的通过电机的电流I即可得到电机的直流电阻R；判断电阻R值是否小于第二预设值，如果是，则确定相应电机的工作电压为第一工作电压，如果否，则确定相应电机的工作电压为第二工作电压。所述第二预设值为10欧姆。

S1：当抓爪升降至半空，天车平台移动至柜子中部时行程开关的触点状态作为初始触点状态；这一步主要是为了获取到各个行程开关未被压住时的初始触点状态，初始触点状态将作为一个基准状态，为后续的步骤中触点状态的变化提供比对基础；在此步骤中，操作者需要按显示屏上的提示进行操作几次摇杆。操作摇杆时，天车平台或者平台上的抓爪会随之运动。首先，控制器通过液晶屏提示操作者用摇杆操控天车平台移动到柜子中央，其目的是确保前、后、左、右到位行程开关均不被压住，此后，液晶屏会提示操作者用摇杆控制抓爪升降至半空，其目的是在于保证抓爪升降到位行程开关不被压住，这些步骤完成后控制器将会记录下所有行程开关当前的触点状态作为行程开关的初始触点状态；

S2：根据抓爪上升到顶和下降到柜底以及天车平台移动到柜内四个角时行程开关的触点状态和行程开关的初始触点状态判断并获得各个行程开关的分布位置和所使用的触点组；所述行程开关包括抓爪升降到位行程开关、天车平台前后移动到位行程开关和天车平台左右移动到位行程开关；步骤S3具体包括以下子步骤：

首先液晶屏会提示操作者用摇杆控制抓爪下降到柜底，直到其中一个行程开关的触点状态发生改变，并记录下此时的行程开关的触点状态；

然后控制器自动驱动抓爪升降驱动电机反向运动，直到另外一个行程开关的触点状态发生改变，并记录下此时的行程开关的触点状态；

接着液晶屏会提示操作者用摇杆控制天车平台前往柜内的四个角，每移动到一个角时需要操作者按下爪键确认，控制器记录下天车平台处于柜内四个角时其它行程开关的触点状态。

通过分析对比上述各阶段状态下行程开关的触点状态和行程开关的初始触点状态就可判断出各个行程开关的分布位置以及所使用的触点组。

在实际应用中，有些天车组件并没有配备齐全所有的行程开关，在上述操作过程中如果控制器上某些行程开关端口的电平始终没有变化，控制器将判断此处的行程开关缺失，如果缺失的并非出物口所在柜角的关键性行程开关，控制器将作出包容性处理。并在实际使用时以运动时间而非行程开关状态变化来确定天车平台的移动到位。

S3：根据S2步骤中天车平台和抓爪的运动方向变化时电机的转动方向变化规律即可判断对应电机的极性；本步骤可由控制器自动完成。

S4：控制天车平台至出物口上方并读取各行程开关的状态变化判断出物口的位置；选物贩卖机的出物口是由柜体的设计决定，通常设在柜体四个角中的一个，不同柜体的出物口位置各有不同。出物口位置是控制器必须知晓的参数，它是开始抓物时天车平台运动的起始点，也是抓物结束后松爪投物的出口。在这个步骤中，控制器会在液晶屏上提示操作者用摇杆将天车平台移动到出物口上方，然后按下爪键确定，之后控制器通过读取各个行程开关的状态判断出出物口的具体位置。

S5：根据监测到处于空闲状态的投币器或出物感应器的电平状态以得到投币器或出物感应器的输出脉冲极性；投币器和出物感应器使用电脉冲信号与控制器通信。所使用的脉冲极性可能为正脉冲或负脉冲。使用正脉冲的投币器或者出物感应器的空闲时电平必定为低，而使用负脉冲的则必定为高。所以控制器可以通过测量投币器或出物感应器空闲时的输出电平高低来判断此设备的脉冲极性。本步骤可由控制器自动完成。

S6：控制抓爪以第二预设电压工作，并控制抓爪驱动脉冲的占空比以预设速率进行减小；当检测到出物感应器的输出脉冲时，则记录当前抓爪驱动脉冲的占空比值；判断此值是否小于第三预设值，如果是，则将第二预设电压作为抓爪工作电压，如果否，则将第三预设电压作为抓爪工作电压。所述第三预设值为60％，所述第二预设电压为24V，所述第三预设电压为48V。

抓爪的可用工作电压有24V和48V两种。抓爪的工作电压越高时抓力会越大，但是发热也会越严重，因此需要根据物品重量和抓爪在不同电压下的实际输出抓力来选择合适的工作电压。在此步骤中，控制器会先将抓爪工作电压设为24V，接着控制器将驱动抓爪用的驱动脉冲占空比调至100％，此时抓爪将闭合并输出最大抓力，然后控制器会通过液晶屏提示操作者将待贩卖的物品塞入抓爪中，之后控制器会逐步下调驱动用的驱动脉冲的占空比，让抓爪的输出抓力下降。直到爪内物品滑落并被出物感应器感知时，控制器停止改变驱动脉冲占空比并记录下当时使用的占空比数值，如果此值低于60％，则表明此抓爪在此电压下仍可输出足够强的抓力，此时应将工作电压选为24V以减少抓爪发热。否则，此后控制器会将抓爪工作驱动电压设为48V，然后重复一次以上步骤。除了判断抓爪的适用工作电压外，物品滑落时驱动脉冲的占空比值将被确定为抓爪刚刚能抓住物品的控制脉冲占空比临界值，此值将作为控制器调整售卖过程中各阶段抓力的依据。

S7：根据天车平台移动和抓爪升降单程运动所需要的时间确定合适的天车平台移动速度和抓爪的升降速度。天车平台的水平移动速度和抓爪的升降速度对客户的使用体验有非常大的影响，如果平台移动得过快，客户就很难将抓爪准确停在目标物品的上方，如果移动速度过慢则会消耗客户的耐性。类似地，如果抓爪升降太快，爪上的物品就容易掉落，如果太慢难免客户等得心急。经验表明，当平台前后移动和左右移动单程为2.3秒时，既便于操作又不显得速度过慢，抓爪升降单程为2.3秒时也较为合适。由于控制器已经在之前的步骤中判断出了所有行程开关松开和被压下时的触点状态，所以此时只要一边以不同速度驱动天车平台移动和抓爪升降，一边测量不同方向上的单程运动的耗时，即可在短时间内找到合适的平台水平移动速度和抓爪升降速度。本步骤可由控制器自动完成。

本实施例的方法大大降低了选物贩卖机组装后的设置难度，将各种繁复的选项设定和参数尝试过程简化为几个简单直观的摇杆按键操作，同时彻底避免了因设置不当而造成的机器工作异常或者客户体验差等恶果。它不但能自动为天车组件中各个电机和抓爪选择合适的的供电电源电压，自动判断电机的正反极性，自动适应各个行程开关的连接方式，还能自动调整天车平台和抓爪在各个方向上的运行速度至合适范围，自动控制贩卖过程中不同阶段所需要的抓爪抓力以及自动确定出物口的位置，更能自动适应不同投币器和出物感应器的脉冲电平。使得组装者或经营者仅需要按液晶屏上的提示操作几次摇杆或按键后就能完成所有的设定工作，无需花费大量时间和精力研究各零部件的性能以及探索各种软硬件设定方法。

实施例二：

实施例二公开了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器以及程序，其中处理器和存储器均可采用一个或多个，程序被存储在存储器中，并且被配置成由处理器执行，处理器执行该程序时，实现实施例一的选物贩卖机的控制匹配方法。该电子设备可以是手机、电脑、平板电脑、单板机系统或者单片机系统等等一系列的电子设备。

实施例三：

实施例三公开了一种可读的计算机存储介质，该存储介质用于存储程序，并且该程序被处理器执行时，实现实施例一的选物贩卖机的控制匹配方法。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的方法中的相关操作。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化、替换以及步骤次序的调整均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种选物售卖机的控制匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

起始状态获取步骤：接收起始确认信号并记录起始行程开关的触点状态；

当前状态获取步骤：接收抓爪控制信号以控制抓爪的运动状态，并获取当前行程开关的触点状态；

电机极性确定步骤：根据起始行程开关的触点状态和当前行程开关的触点状态以确定对应电机的极性；

位置获取步骤：控制抓爪至出物口上方并读取各行程开关的状态变化判断出物口的位置；

监测步骤：根据监测到处于空闲状态的投币器或出物传感器的电平状态以得到投币器或出物传感器的输出脉冲极性；

在起始状态获取步骤之前还包括电机电压确定步骤：根据检测到各电机的电流大小来确定相应电机的工作电压，或者控制各电机以最大转速运转并得到各电机对应单程运动时间，根据单程运动时间以得相应电机的工作电压；

所述电机电压确定步骤具体包括以下子步骤：

施加第一预设电压至各电机处，并且得到各电机的当前电流；

根据第一预设电压以及当前电流以得到各电机的电阻阻值；

判断各电机的电阻阻值是否小于第一预设值，如果是，则设定相应电机的工作电压为第一工作电压，如果否，则设定相应电机的工作电压为第二工作电压，或者

施加第一预设电压至各电机处，并使电机以所能达到的最大转速工作；

检测各行程开关的触点状态变化，直至其中一触点状态发生变化；

以相反极性驱动电机转动同时开始计时，直至另一行程开关的触点状态发生变化时停止计时；

判断各电机在完成上述过程中对应的单程运动时间是否小于第二预设值，如果是，则确定相应电机的工作电压为第一工作电压，如果否，则确定相应电机的工作电压为第二工作电压。

2.如权利要求1所述的选物售卖机的控制匹配方法，其特征在于，所述第一预设值的大小为10，所述第二预设值为2，所述第一工作电压为24V，所述第二工作电压为48V。

3.如权利要求2所述的选物售卖机的控制匹配方法，其特征在于，所述各行程开关包括升降行程开关、左右行程开关和前后行程开关；所述当前状态获取步骤具体包括以下子步骤：

接收抓爪控制信号以控制抓爪下降和上升，并得到升降行程开关的触点状态；

接收抓爪控制信号以控制抓爪向前、向后、向左和向右运动，并得到前后行程开关和左右行程开关的触点状态。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的选物售卖机的控制匹配方法，其特征在于，在监测步骤之后还包括抓爪电压确定步骤：

控制抓爪以第二预设电压工作，并控制抓爪驱动脉冲占空比以预设速率进行减小；

当检测到出物感应器的输出脉冲时，则获取当前抓爪驱动脉冲的占空比值；

判断当前抓爪驱动脉冲的占空比值是否小于第三预设值，如果是，则以第二预设电压作为抓爪驱动电压，如果否，则以第三预设电压作为抓爪驱动电压。

5.如权利要求4所述的选物售卖机的控制匹配方法，其特征在于，所述第三预设值为60％，所述第二预设电压为24V，所述第三预设电压为48V。

6.如权利要求1-3中任意一项所述的选物售卖机的控制匹配方法，其特征在于，所述抓爪前后移动单程的时间和左右移动单程的时间均为2.3秒，所述抓爪升降单程的时间为2.3秒。

7.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-6中任意一项所述的选物售卖机的控制匹配方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的选物售卖机的控制匹配方法。

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