CN109949493A - 基于双面齿同步带推板的出货机构、售货机及出货方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于双面齿同步带推板的出货机构、售货机及出货方法，基于双面齿同步带推板的出货机构包括出货电机(108)、主动带轮(110)、从动带轮(103)、双面齿同步带(107)、滑轨(104)和推板(200)；滑轨横向设置；滑轨的前端与前支架(106)对接，滑轨的后端与后支架(109)对接；主动带轮与从动带轮分别设置在前支架和后支架内；出货电机位于后支架侧部；双面齿同步带安装在主动轮与从动轮之间；主动轮与出货电机的转轴相连；所述的推板固定在双面齿同步带上。该基于双面齿同步带推板的出货机构、售货机及出货方法易于实施，稳定性好。

Description

基于双面齿同步带推板的出货机构、售货机及出货方法

技术领域

本发明涉及一种基于双面齿同步带推板的出货机构、售货机及出货方法。

背景技术

现有自动售货机的出货方式很多，大多数售货机采用弹簧将商品送出货架，极少数特殊功能的储物货道采用同步带、布带等输送带形式出货。采用输送带出货时，由于商品规格不一，必须采用不同的规格的输送带以适应商品，有的出货机构没有出货检测，依靠输送带的传动距离判断商品否离开托盘，其控制就复杂同时判断不可靠；有的在输送带前端有检测开关，商品外观不规则或与输送带接触不可靠时，商品存在打滑或输送带不能带动商品前移，导致出货不可靠。

因此，有必要设计一种基于双面齿同步带推板的出货机构、售货机及出货方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于双面齿同步带推板的出货机构、售货机及出货方法，该基于双面齿同步带推板的出货机构、售货机及出货方法可靠性高，易于实施。

发明的技术解决方案如下：

一种基于双面齿同步带推板的出货机构，包括出货电机(108)、主动带轮 (110)、从动带轮(103)、双面齿同步带(107)、滑轨(104)和推板(200)；

滑轨横向设置，呈水平方向设置，或与水平方向成一定的夹角(20°以内的夹角)；

滑轨的前端与前支架(106)对接，滑轨的后端与后支架(109)对接；主动带轮与从动带轮分别设置在前支架和后支架内；出货电机位于后支架侧部；

双面齿同步带安装在主动轮与从动轮之间，双面齿同步带环绕滑轨设置；

主动轮与出货电机的转轴相连；

所述的推板固定在双面齿同步带上。

前支架内设有出货检测机构。

出货检测机构包括出货检测板(101)和出货检测开关(102)；

出货检测板与前支架铰接，出货检测板的转轴处设有用于复位的扭簧 (100)；

出货检测开关位于出货检测板的下方。

出货检测开关与售货机的MCU相连，出货电机受控于MCU。

前支架的下方设有限位开关(105)；限位开关与推板的下端高度适配。推板的下端前移过程中，会触发限位开关。

限位开关与售货机的MCU相连，或限位开关串接在出货电机的供电电路中。限位开关触发后，出货电机停转。

推板包括插销底板(201)，插销挡片(202)、限位按钮(203)和插销外板 (204)。

一种售货机，售货机上设有至少一个带货道的托盘，所述的货道上装有前述的出货机构。

一种出货方法，采用前述的出货机构出货；

包括以下步骤：

步骤1：推板向外推送商品；

MCU控制出货电机动作，带动推板将商品向货道前方推出；

步骤2：出货检测；

出货机构前端的出货检测机构检测到商品后反馈信号到MCU，完成一次出货。

所述的滑轨为型材滑轨。

同步带推板出货机构包括前后支架，双面齿同步带，主从带轮和推板以及出货开关和限位开关、出货检测板和扭簧。同步带双面齿固定在前后支架上，中部采用型材轨道支撑，轨道上部安装有推板，双面齿同步带一侧的齿负责传动，另一侧的齿负责和推板配合。推板由插销底板，插销挡片，限位按钮和插销外板组成。前支架安装有从动轮，出货检测开关和限位开关以及扭簧，后支架安装有出货电机和主动带轮。

推板由插销底板，插销挡片，限位按钮和插销外板组成。

按下插销挡片，插销挡片可以插入双面齿同步带的齿形中，通过按压限位按钮，插销挡片可以复位。

按压插销挡片可以使推板和同步带配合，实现同步移动。按压限位按钮，推板和同步带脱离配合，推板可以在型材滑轨上单独前后移动。

前支架内部设置有出货检测开关和复位开关，当推板带动商品前移时，商品首先接触安装在前支架的出货检测板，出货检测板在商品前移时向下转动，到达一定角度后，出货检测板与出货检测开关接触，反馈信号给控制系统，同时商品继续前移，当商品脱离出货检测板后，出货检测板在扭簧作用下复位，出货检测开关返回信息，出货电机停止动作，完成一次出货过程。

当型材轨道上部没有商品时，消费者在误操作情况下，推板可以继续前移，当移动至前支架后端时，推板下端与限位开关接触，出货电机断电。

出货检测方式是依靠商品重力接触出货检测板，出货检测板触发出货检测开关，商品掉落后，出货检测板在扭簧作用下复位，出货检测开关反馈信号给控制系统完成出货检测这一过程。

另外，售货机还设有食物加热装置；

食物加热装置包括取货仓、加热炉和导货通道；

导货通道用于将食物导入取货仓中，导货通道的一端与取货仓的一个侧板开口对接；

取货仓用于容纳食物；

加热炉用于将取货仓中的食物进行加热。

导货通道为倾斜式导货通道；倾斜式导货通道的下端与取货仓的入口(即所述的侧板开口)对接。

导货通道上设有多个滚轮。优选的，多个滚轮呈多行多列布置，便于食物顺畅进入取货仓。

取货仓与导货通道的对接处设有电控闸门机构。

电控闸门机构包括提升电机、连杆、闸门、横向轨道和提升轨道；

横向轨道与闸门固定连接形成一个整体设置在2条平行的提升轨道内并能沿提升轨道升降滑动；

提升电机固定在机器内部的静止部件上，提升电机的转轴通过连杆与横向轨道相连。

提升电机转动时，能带动横向轨道升降，进而带动闸门升降，从而控制闸门的开闭，控制食物(饭盒)进入取货仓。

加热炉位于取货仓的顶部。

加热炉为微波炉(即电磁炉)或光波炉。

取货仓内设有检测是否有食物进入或存在的传感器，具体的传感器为光幕传感器(光幕传感器优选设置在取货仓入口处)，光电传感器，重量传感器，或电容传感器等等。

自动售货机包括接货装置和食物加热装置；所述的食物加热装置为前述的食物加热装置；

接货装置用于将货架上的食物取至导货通道。

所述的取货装置为升降系统云台(A)。

加热，闸门开闭等均受控于售货机的MCU，且传感器与MCU相连。

本发明的技术路线说明：结合升降系统，采用倾斜布置的导货通道，将盒饭送入取货仓，在取货仓内部加热。取货仓进口机构由取货仓，闸门体，提升电机，连杆，入口光幕传感器和提升轨道及横向轨道组成；其中，提升轨道铆接在取货仓入口两侧，闸门体安装在提升轨道内，提升电机通过电机安装板固定在取货仓上沿，连杆一端插入提升电机，另外一端置于闸门体的横向轨道内。

取货仓仓门机构由取货仓，前仓门，提手，出口光幕传感器，电磁铁组成；其中前仓门可以在取货仓凸出部分上下移动，取货仓凸出部分为U型结构，前仓门为反U结构；出口光幕传感器对称安装在取货仓凸出部分两侧；电磁铁安装在取货仓上沿。

光波炉由环形光波管，光波管支架，防护罩，散热风扇，循环风机，炉座，电机和控制电路组成。其中，电机固定在炉座上，电机轴上依此安装有散热风机，反射罩，循环风机，环形光波管通过光波管支架固定在隔热板上，控制电路安装在电机一侧。

闸门的开启通过接货盒到达出货位置确定，闸门的关闭通过入口光幕传感器检测完成。

取货仓入口闸门为电机驱动，出口前仓门为半自动开启方式，加热完成后，电磁铁解锁，消费者需要上移前仓门，取走盒饭。取走盒饭后，前仓门依靠重力复位，出口光幕传感器检测前仓门复位后，电磁铁复位，锁定前仓门，其中前仓门为透明。

取货仓底部安装有陶瓷材质的底板，有助于加热盒饭，同时不能传导热量。

微波系统有散热风机和循环风机，散热风机有利于光波炉电子控制部分不超温，循环风机有利于取货仓内部温度均匀。

食物加热装置及自动售货机，采用微波或光波加热技术，将商品(盒饭) 在取货仓内加热，具有加热速度快，加热时间短等优势，适合自动售货机即买即走的需要；光波炉(或微波炉)处安装有散热风扇和循环风扇，散热风扇有助于光波炉(或微波炉)正常工作，循环风扇有助于取货仓内部温度均匀加热盒饭；同时取货仓商品入口光幕设计，能够可靠检测商品是否进入取货仓，防止商品破损挤压。取货仓入口自动门设计和出口半自动门设计，有效解决了取货仓的防盗问题，同时出口的红外检测光幕，能够有效保护消费者，防止前仓门误动作，夹伤商品或消费者，安全性大大提高。

有益效果：

本发明的基于双面齿同步带推板的出货机构、售货机及出货方法，利用双面齿同步带和推板，组成传动推货装置，通过设置前端出货检测开关，解决出货可靠性问题。设置的推板，能够很方便的设置推板在型材轨道的位置。前支架内部设置有限位开关，能够保护该货道的相关部件在误操作下不损坏。设置在前支架的出货检测板略低于型材轨道，能够保证商品易于和出货检测板接触，同时不会卡货，提高了出货的可靠性。

附图说明

图1：出货机构结构示意图；

图2：推板和同步带以及型材滑轨相对关系图；

图3：出货原理图；

图4为应用场景图；

图5为本发明取货仓与升降系统位置关系示意图；

图6为取货仓整体结构示意图；

图7为取货仓入口结构示意图；

图8为取货仓出口结构示意图；

图9为取货仓前仓门与取货仓凸起部分结构示意图；

图10为光波炉结构示意图；

图11售货机控制系统加热原理图。

标号说明：100—扭簧；101—出货检测板：102—出货检测开关；103—从动带轮；104—滑轨；105—限位开关；106—前支架；107—双面齿同步带；108—出货电机；109—后支架；110—主动带轮；

200—推板；201—插销底板；202—插销挡片；203—限位按钮；204—插销外板。300—商品；

A-升降系统云台；B-盒饭；C-接货盒；

6100-导货通道；

6200-闸门机构；6201-提升轨道；6202-光幕传感器；6203-连杆；6204-提升电机；6205-电机支架；6206-闸门；6207-横向轨道；

6300-加热炉；301-炉座；302-光波炉控制电路；303-电机；304-散热风机； 305-反射罩；306-光波管；307-光波管支架；308-防护网；309-循环风机；310- 陶瓷底板；400-取货仓；401-左光幕传感器；401A-右光幕传感器；

402-前仓门；403-电磁铁；404-提手。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：如图1～4，利用双面齿同步带传动，将同步带双面齿固定在前后支架上，中部采用型材轨道支撑，轨道上部安装有推板，双面齿同步带一侧的齿负责传动，另一侧的齿负责和推板配合。推板由插销底板，插销挡片，限位按钮和插销外板组成。前支架安装有从动轮，出货检测开关和限位开关以及扭簧，后支架安装有出货电机和主动带轮。在同步带传动时，按下推板的插销挡片，插销挡片插入同步带的齿形中，使推板和同步带一起运动，推板推动商品前移实现推动目的。

工作原理：在前支架内部设置有出货检测开关和复位开关，当推板带动商品前移时，商品首先接触安装在前支架的出货检测板，出货检测板在商品前移时向下转动，到达一定角度后，出货检测板与出货检测开关接触，反馈信号给控制系统，同时商品继续前移，当商品脱离出货检测板后，出货检测板在扭簧作用下复位，出货检测开关返回信息，出货电机停止动作，完成一次出货过程。当型材轨道上没有商品时，推板前移与限位开关接触，出货电机断电，实现保护功能，防止出货电机一直转动，损伤同步带和推板等其它部件。

本发明采用的技术方案是：利用推板与双面齿同步带配合实现同步移动，将推板当作推板使用，同时在推板底部设计有与限位开关接触的结构，实现推动商品的目的前提下又具有限位功能。前支架内部设置有出货检测开关，同时设置有限位开关，两组开关的设置防止了电信号的误动作，同时能够准确判断商品是否出货。当补货没有全部补满货道时，通过调节推板的插销挡片与同步带齿的配合齿，可以方便的移动推板在型材轨道的位置，方便操作结构简单。

具体实施过程：接收出货命令，出货电机108启动，带动主动带轮110转动，双齿同步带107开始传动，推板的插销挡片与双面同步带107配合，带动推板200前移，前移过程推动商品300沿型材轨道104前移。当商品300到达前支架106时，商品300首先接触出货检测板101，出货检测板在商品重力作用下转动，当转动一定角都后出货检测板接触出货检测开关102，触发一个信号给控制系统，此时商品继续前移，当商品通过出货检测板101掉落后，出货检测板在扭簧100作用下恢复至起始位，再次触发信号反馈给控制系统，出货电机108停止工作，完成一次出货过程。

特别的，当型材轨道104上部没有商品300时，消费者在误操作情况下，推板200可以继续前移，当移动至前支架后端时，推板200下端与限位开关105 接触，实现出货电机108断电，可以保护该货道同步带107和推板200等相关部件。

本发明利用双面齿同步带传动，结合弹簧和出货检测开关。在同步带传动时，按下推板的插销挡片，插销挡片插入同步带的齿形中，使推板和同步带一起运动，推板推动商品前移实现推动目的。在前支架内部设置有出货检测开关，当推板带动商品前移时，商品首先接触安装在前支架的出货检测板，出货检测板在商品前移时向下转动，到达一定角度后，出货检测板与出货检测开关接触，反馈信号给控制系统，同时商品继续前移，当商品脱离出货检测板后，出货检测板在扭簧作用下复位，出货检测开关返回信息，出货电机停止动作，完成一次出货过程。当型材轨道上没有商品时，推板前移与限位开关接触，出货电机断电，实现保护功能，防止出货电机一直转动，损伤同步带和推板等其它部件。

另外，在冷藏的自动售货机上增加一种快速加热的光波设备，当顾客选择购买冷链的盒饭时，自动售货机控制系统发送指令给出货控制系统，出货机构将盒饭送至取货仓；当选择购买要加热的盒饭时，自动售货机控制系统发送出货指令，出货机构将盒饭接到出货平台，出货平台运送商品，当商品送至取货仓后，取货仓入口的的光幕传感器检测到有盒饭，开始对盒饭进行光波或微波加热，到达设定时间后，取餐提示灯闪烁，提示顾客取走盒饭。

结合升降系统，采用倾斜布置的导货通道，升降机构接到盒饭后，当接货盒到达出货口位置时，取货仓入口闸门打开，接货盒将盒饭送出，经导货通道将盒饭送至取货仓，入口光幕传感器检测到盒饭完全在取货仓内时，光波炉(或微波炉)开始工作。盒饭加热完成后，取货仓上部的电磁铁动作，同时取货指示灯闪烁。此时顾客通过取货仓门上的把手向上移动前仓门，取走盒饭。当出口光幕传感器检测取货仓内没有盒饭，且前仓门处于关闭状态，电磁铁复位，锁定前仓门。此时完成一次出货过程。

进一步的，取货仓进口机构由取货仓，闸门体，提升电机，连杆，进口光幕传感器和提升轨道及横向轨道组成；其中，提升轨道铆接在取货仓入口两侧，闸门体安装在提升轨道内，提升电机通过电机安装板固定在取货仓上沿，连杆一端插入提升电机，另外一端置于闸门体的横向轨道内。

进一步的，取货仓仓门机构由取货仓，前仓门，红外感应光幕，电磁铁和提手组成；其中提手安装在前仓门上，前仓门可以在取货仓凸出部分上下移动，取货仓凸出部分为U型结构，前仓门为反U结构；红外感应膜对称安装在取货仓凸出部分两侧；电磁铁安装在取货仓上沿。

进一步的，光波炉由环形光波管，光波管支架，防护罩，散热风扇，循环风机，炉座，电机和控制电路和陶瓷底板组成。其中，电机固定在炉座上，电机轴上依此安装有散热风机，反射罩，循环风机，环形光波管通过光波管支架固定在反射罩上，控制电路安装在电机一侧，陶瓷底板安装在取货仓底部。

工作原理：

升降结构接货盒接到货后，当接货盒到达出货口位置时，售货机控制系统发送指令给取货仓提升电机，提升电机通过连杆驱动带动闸门上移，此时取货仓入口一侧闸门体上移，当完全打开后，接货盒送出商品(盒饭)，商品经倾斜布置的导货通道滑入取货仓，当入口光幕传感器检测商品完全进入后，提升电机继续动作，连杆驱动闸门下移，关闭取货仓入口。闸门完全关闭后光波炉工作，开始加热商品；光波管通电发热，通过反射罩将光波反射到商品，同时循环风扇工作，使取货仓内温度均匀的加热商品。散热风扇将多余的热量通过炉座上的散热孔排到货仓外部，保护电路板和光波炉电机正常工作温度。当到达加热温度后，取货仓上沿的电磁铁动作，取货指示灯闪烁，向上移动前仓门，可以取走商品。当商品被取走后，前仓门在重力作用下复位，当红外光幕检测前仓门完全复位后，电磁铁动作，重新锁定前仓门。

参见图5-7，入口闸门工作工程，售货机控制系统发送指令给提升电机，提升电机通过连杆运动，连杆另外一端插入在横向轨道内，当提升电机驱动6203 连杆转动时，连杆一端在横向轨道内滑动，由于横向轨道和闸门固定链接，206 闸门在提升轨道内只可以上下运动，通过提升电机上安装的控制光耦，可实现提升电机间歇运动，从而实现闸门上移和下移的动作。

光波加热过程：当盒饭需要加热时，光幕传感器检测到盒饭完全进入取货仓后，光波管通电发热，同时电机运转散热风机和循环风机背对背安装，中间由反射罩隔离，光波管通过光波管支架安装在反射罩上，反射罩和炉座粘接，弧形设置的反射罩可以尽量将热量反射到盒饭上，同时循环风机的作用，能够有助于取货仓内部温度均匀加热盒饭。取货仓底部安装的陶瓷底板，可以减少热量损失，可以快捷加热盒饭的同时还有防止烫伤顾客的作用。

取餐过程，当加热完成后，电磁铁工作，接触前仓门关闭状态，售货机控制系统发出灯光提示和语音提示，此时可以提升提手拖动前仓门上移，顾客可以取走盒饭。当盒饭被取走后，前仓门在重力作用下下移，光幕传感器检测到前仓门完全复位后，电磁铁工作，再次锁定前仓门。

盒饭加热完成后，售货机控制系统发送指令，取货仓取货指示灯闪烁，同时语音提示“请取餐”。

所述的食物为盒饭，食物或称为商品，商品置于售货机内的托盘中。

Claims (9)

1.一种基于双面齿同步带推板的出货机构，其特征在于，包括出货电机(108)、主动带轮(110)、从动带轮(103)、双面齿同步带(107)、滑轨(104)和推板(200)；

滑轨横向设置；

滑轨的前端与前支架(106)对接，滑轨的后端与后支架(109)对接；主动带轮与从动带轮分别设置在前支架和后支架内；出货电机位于后支架侧部；

双面齿同步带安装在主动轮与从动轮之间，双面齿同步带环绕滑轨设置；

主动轮与出货电机的转轴相连；

所述的推板固定在双面齿同步带上。

2.根据权利要求1所述的基于双面齿同步带推板的出货机构，其特征在于，前支架内设有出货检测机构。

3.根据权利要求2所述的基于双面齿同步带推板的出货机构，其特征在于，出货检测机构包括出货检测板(101)和出货检测开关(102)；

出货检测板与前支架铰接，出货检测板的转轴处设有用于复位的扭簧(100)；

出货检测开关位于出货检测板的下方。

4.根据权利要求1所述的基于双面齿同步带推板的出货机构，其特征在于，前支架的下方设有限位开关(105)；限位开关与推板的下端高度适配。

5.根据权利要求1所述的基于双面齿同步带推板的出货机构，其特征在于，限位开关与售货机的MCU相连，或限位开关串接在出货电机的供电电路中。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于双面齿同步带推板的出货机构，其特征在于，推板包括插销底板(201)，插销挡片(202)、限位按钮(203)和插销外板(204)。

7.一种售货机，其特征在于，售货机上设有至少一个带货道的托盘，所述的货道上装有如权利要求1-6任一项所述的出货机构。

8.一种出货方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的出货机构出货。

9.根据权利要求8所述的出货方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：推板向外推送商品；

MCU控制出货电机动作，带动推板将商品向货道前方推出；

步骤2：出货检测；

出货机构前端的出货检测机构检测到商品后反馈信号到MCU，完成一次出货。