CN210616545U - 一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，包括基础组件、X轴移动装置、以及Y轴举升装置三部分。由X轴移动装置和Y轴举升装置协同工作以确定唯一坐标，通过坐标驱动机构承载果蔬商品并运输至取货口，采用机构寻找商品并带回的方式，而非传统的商品下落的方式，避免了传统料道式售货机依靠水果自重下落造成摔伤的现象。通过将坐标驱动机构分解成水平和竖直两个方向的运动，在水平方向由X轴移动装置驱动以确定X坐标，在竖直方向由Y轴举升装置驱动以确定Y坐标，依靠机械动力巡线，能够充分利用高度和宽度两个方向的空间。通过在X轴移动装置内置称重模块，在坐标驱动机构运动的过程中自动完成称重，统筹安排时间。

Description

一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构

技术领域

本实用新型涉及一种坐标驱动机构，具体涉及一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构。

背景技术

自动售货机是能根据投入的钱币自动付货的机器。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。目前国内常见的自动售卖机共分为四种：饮料自动售货机、食品自动售货机、综合自动售货机、化妆品自动售卖机。随着人们对果蔬类产品的追求，用于果蔬自动售卖的机器应运而生。

现有技术中用于果蔬自动售卖的机器通常采用料道式或储物格式，对于料道式自动售卖机，采用料道挤出的方式将果蔬推出并掉落至取货口，这种依靠果蔬自重下落的方式容易对水果造成摔伤；而储物格式解决了这个问题，却带来新的问题，即空间利用率过低，一个格子智能存放一份商品，受限于用户身高，无法充分利用高度空间。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，包括基础组件、X轴移动装置、以及Y轴举升装置三部分。

其中，基础组件，包括由多个铝型材搭建而成的存储框架；

X轴移动装置，包括钣金件支架，固定在所述钣金件支架内、且输出端带主齿轮的第一步进电机，平行设置在所述第一步进电机两侧的X轴滑轨，配合架设在所述X轴滑轨上的滑动板，铰接在所述钣金件支架内部远离第一步进电机一侧的副齿轮，以及套设并啮合在所述主齿轮和副齿轮上的皮带；

Y轴举升装置，包括固定在所述存储框架两侧的Y轴滑轨，固定在所述存储框架上端的双出轴步进电机，通过联轴器与所述双出轴步进电机的两端输出轴连接的转轴，固定在所述转轴一端的主同步轮，铰接在所述存储框架上、且与所述主同步轮位于同一高度的从同步轮，以及绕设在所述主同步轮和从同步轮上的同步带。

在进一步的实施例中，所述X轴移动装置还包括安装在所述滑动板上的辊道组件，所述辊道组件包括安装在所述滑动板一侧的减速电机，活动设置在所述滑动板上的多个转动辊，同轴安装在所述转动辊两端以及减速电机的输出轴一端的链轮，以及啮合绕设在所述链轮上的链条。辊道组件用于将商品滚送至出库道，从而方便用户直接从取货口处取出商品。减速电机自带减速器，使得输出后的动力具有扭矩大、速度缓慢的特点，能够对果蔬进行平稳地传送。

在进一步的实施例中，所述存储框架上、且低于所述主同步轮预定高度的位置处设有涨紧轮，所述涨紧轮位于所述主同步轮和从同步轮之间。涨紧轮用于调节同步带的松紧程度，为同步带保持预定的压紧力，确保其不会在使用过程中出现打滑。

在进一步的实施例中，所述同步带的绕接方式呈M形，所述同步带绕接在所述主同步轮上，经过所述涨紧轮并与之以预定压力咬合，最终绕接在所述从同步轮上。通过上述主同步轮、从同步轮、涨紧轮、以及同步带，将双出轴步进电机的输出动力传至X轴移动装置，并利用配重块为其进行配重，降低双出轴步进电机的的功耗。

在进一步的实施例中，所述同步带的一侧与所述X轴移动装置通过L形支板固定连接，所述同步带的另一侧固定有配重块，所述L形支板与所述Y轴滑轨之间通过滚珠滑块实现滑动配合。L形支板用于连接X轴移动装置和Y轴滑轨，为所述X轴移动装置与Y轴滑轨之间提供滑动配合，滚珠滑块利用在滑块与滑轨之间设置多列滚珠，依靠滚珠的滚动摩擦降低X轴移动装置与Y轴滑轨之间的摩擦力，使得X轴移动装置竖直方向滑动更顺滑。

在进一步的实施例中，所述X轴移动装置内置有称重模块，所述称重模块包括称重传感器、负荷传递装置、以及安装连接件。所述称重传感器的选型为STC-100，该型号的称重传感器的最大量程为100KG，称重传感器用于将质量信号转变为可测量的电信号并输出。所述安装连接件包括下底座、固定安装在所述下底座上的支柱，以及设置在所述支柱上、且可沿所述支柱做预定量程范围内升降的上底座；所述负荷传递装置包括安装在所述称重传感器上的下接触块，安装在所述上底座一侧的上接触块，以及设置在所述上接触块和下接触块之间的接触球；所述上接触块和下接触块设有与所述接触球匹配的弧形。该称重模块通过梁式设计，依靠负荷传递装置将商品的质量均匀地传递给称重传感器。

在进一步的实施例中，所述涨紧轮通过调节板安装在所述存储框架上，所述调节板上设有条形孔。调节板用于对涨紧轮的安装位置进行调节，以调节同步带与主同步轮和从同步轮之间的压紧力。

有益效果：本实用新型涉及一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，由X轴移动装置和Y轴举升装置协同工作以确定唯一坐标，通过坐标驱动机构承载果蔬商品并运输至取货口，采用机构寻找商品并带回的方式，而非传统的商品下落的方式，避免了传统料道式售货机依靠水果自重下落造成摔伤的现象。通过将坐标驱动机构分解成水平和竖直两个方向的运动，在水平方向由X轴移动装置驱动以确定X坐标，在竖直方向由Y轴举升装置驱动以确定Y坐标，依靠机械动力巡线，能够充分利用高度和宽度两个方向的空间。通过在X轴移动装置内置称重模块，在坐标驱动机构运动的过程中自动完成称重，统筹安排时间。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构立体图。

图2为本实用新型中Y轴举升装置的结构示意图。

图3为本实用新型中X轴移动装置的第一视角立体图。

图4为本实用新型中X轴移动装置的第二视角立体图。

图5为本实用新型中称重模块的结构示意图。

图中各附图标记为：存储框架2、X轴移动装置41、钣金件支架411、第一步进电机412、X轴滑轨413、滑动板414、副齿轮415、主齿轮416、皮带417、转动辊418、下底座419、支柱4110、接触球4111、上底座4112、称重传感器4113、上接触块4114、下接触块4115、Y轴举升装置42、Y轴滑轨421、双出轴步进电机422、转轴423、主同步轮424、从同步轮425、涨紧轮426、同步带427、L形支板428、配重块429、滚珠滑块4210、轴承座4211。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。

如图1至图5所示，本实用新型公开了一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，下面简称该机构。该机构运用于物联网果蔬智能售卖机器人上，由X轴移动装置41和Y轴举升装置42协同工作以确定唯一坐标，通过坐标驱动机构承载果蔬商品并运输至取货口。具体的，本实用新型建立在以下系统上：包括箱体框架、存储框架2、出库框架、坐标驱动机构、X轴移动装置41、钣金件支架411、第一步进电机412、X轴滑轨413、滑动板414、副齿轮415、主齿轮416、皮带417、转动辊418、下底座419、支柱4110、接触球4111、上底座4112、称重传感器4113、上接触块4114、下接触块4115、Y轴举升装置42、Y轴滑轨421、双出轴步进电机422、转轴423、主同步轮424、从同步轮425、涨紧轮426、同步带427、L形支板428、配重块429、滚珠滑块4210、货道机构、传送履带、温度控制组件、湿度控制组件、管道、人机交互屏幕。所述存储框架2与出库框架由隔板将所述箱体框架分隔而成，所述坐标驱动机构设置在所述箱体框架内，所述坐标驱动机构可在预定平面内确定坐标，所述货道机构呈多行多列排布在所述存储框架2内，所述温度控制组件和湿度控制组件设置在所述仓储系统内，所述人机交互屏幕贴合设置在所述箱体框架的外部一侧，中控台设置在所述箱体框架内，所述中控台与所述人机交互屏幕之间建立通讯连接，所述箱体框架内还安装有工业路由器，所述工业路由器链接到外部网络，所述箱体框架、存储框架2、出库框架、坐标驱动机构、货道机构构成本实用新型的仓储系统，所述温度控制组件和湿度控制组件构成本实用新型的锁鲜系统，所述人机交互屏幕构成本实用新型的交互系统，所述中控台与工业路由器构成本实用新型的通讯系统。所述X轴移动装置41实现对坐标驱动机构水平方向滑动，Y轴举升装置42实现对坐标驱动机构进行竖直方向升降动作，所述X轴移动装置41内置有称重模块。所述钣金件支架411为所述X轴移动装置41的整体支架，所述第一步进电机412的选型为57HS06，该57HS06第一步进电机412固定在所述钣金件支架411内，且该步进电机的输出端带有主齿轮416，所述X轴滑轨413固定在所述钣金件支架411的内壁两侧，所述X轴滑轨413平行位于所述第一步进电机412的两侧，所述滑动板414架设在所述X轴滑轨413上，可沿所述X轴滑轨413滑动，所述副齿轮415铰接在所述钣金件支架411内部远离所述第一步进电机412的一侧，皮带417套设并啮合在所述主齿轮416和副齿轮415上，所述皮带417的上端面与所述滑动板414的下端面固定连接，所述滑动板414上设有多个转动辊418，所述转动辊418之间通过链轮与链条传动。所述Y轴滑轨421固定在所述存储框架2的两侧，所述双出轴步进电机422固定在所述存储框架2上端，所述转轴423通过联轴器与所述双出轴步进电机422两端的输出轴连接，所述主同步轮424固定在所述转轴423的一端，所述从同步轮425铰接在所述存储框架2上，所述从同步轮425与所述主同步轮424位于同一高度，所述涨紧轮426铰接在所述存储框架2上，所述涨紧轮426低于所述主同步轮424预定高度，所述同步带427绕设在所述主同步轮424、从同步轮425、以及涨紧轮426上，所述L形支板428固定在所述X轴移动装置41的两侧，所述L形支板428与所述同步带427的一侧固定连接，所述配重块429固定在所述同步带427的另一侧，所述L形支板428与所述Y轴滑轨421之间通过滚珠滑块4210实现滑动配合。所述货道机构包括至少一组履带轮，以及啮合套设在所述履带轮上的传送履带，所述履带轮通过减速电机连接传动。所述出库框架内设有与所述货道机构结构相同、且传送履带相互垂直的出库道。所述温度控制组件包括压缩机、出风口、回风口，所述湿度控制组件包括超声波水雾生成器，所述超声波水雾生成器通过管道将水雾输送至每一行的货道机构上。

本系统具体的工作过程如下：用户在人机交互屏幕上选取需要的果蔬品种，点按触摸屏上相应的图片，此时屏幕上显示出所选商品的单价。用户确认单价后，点击继续购买进入下一步，或点击退出取消购买。用户点击下一步后，中控台发送驱动指令给坐标驱动机构，坐标驱动机构受控启动，根据商品的位置从中控台获取X，Y坐标值。坐标驱动机构根据接受到的坐标信号运动至对应位置处，具体的，X轴移动装置41首先水平移动至X轴坐标的对应位置，就位后，Y轴举升装置42竖直移动至Y轴坐标的对应位置。对于X轴移动装置41的移动过程，具体如下：第一步进电机412启动，带动安装在其输出轴一端的主齿轮416转动，主齿轮416的动力通过皮带417传至副齿轮415，此时皮带417运动，由于皮带417的上端面与滑动板414的下端面固定连接，故皮带417运动时带动滑动板414做直线运动，通过上述机械结构便成功地带动滑动板414沿X轴运动。由第一步进电机412驱动主齿轮416转动，利用皮带417传动，将电机的转动转变为皮带417的运动，最终带动固定在皮带417一侧的滑动板414沿X轴滑轨413滑动，相比于直线气缸，这种运动方式速度可控、运动柔和，在启动与停止时不会有顿挫感，且步进电机利用脉冲信号工作，运动长度精准。对于Y轴举升装置42的移动过程，具体如下：双出轴步进电机422输出动力至两端的输出轴，输出轴带动与之同轴安装的转轴423转动，转轴423将动力传至与之同轴安装的主同步轮424，主同步轮424将动力通过同步带427传至从同步轮425，由于同步带427的一侧固定安装有配重块429，另一侧通过L形支板428与所述X轴移动装置41连接，当配重块429下降时，X轴移动装置41便上升，当配重块429上升时，X轴移动装置41便下降。该过程中涉及到的双出轴步进电机422我们的选型为57HS22。Y轴举升装置42用于驱动X轴移动装置41做竖直方向的升降运动，主同步轮424、从同步轮425、涨紧轮426、同步带427共同形成滑轮组，并由配重块429配合，使得双出轴步进电机422能够在较小的扭矩下实现足够使得X轴移动装置41举升的动力，涨紧轮426为可调节设置，能够根据实际情况调节对同步带427的涨紧程度。鉴于转轴423较长，为保持其转动的稳定性、避免其转动偏轴，本实用新型在双出轴步进电机422的每一侧至少安装两个轴承座4211，转轴423穿过并过盈配合在所述轴承座4211内。当坐标驱动机构正确移动至对应坐标后，反馈当前位置信息至中控台，中控台接收信息后驱动货道机构启动。减速电机启动后带动传送履带工作，由传送履带将商品传送至坐标驱动机构上。减速电机自带减速器，使得输出后的动力具有扭矩大、速度缓慢的特点，能够对果蔬进行平稳地传送，履带轮的两端同轴安装有链轮，所有的链轮通过链条连接，减速电机的输出端直接作用于链轮上，并依靠链条将动力同步作用在每个履带轮上。位于坐标驱动机构上的称重模块感知商品重量，由中控台根据单价计算出商品的价格。用户在下单时可选择所需份数，中控台记录该份数，当传送履带将商品传送至坐标驱动机构上时，由称重模块感知重量变化，当称重模块感知到重量变化时，减速电机暂停工作，由内置的计数器计数一次，若用户的购买量为多份，则减速电机继续启动，称重模块继续称重，称重模块每感受到一次重量的跃迁变化，则判断为份数加一，直至达到用户所选份数。由于果蔬落入称重模块上是存在瞬时的重量变化、而不是线性增长的，故可通过感知其重量变化判断果蔬的份数。所述称重模块包括称重传感器4113、负荷传递装置、以及安装连接件。所述称重传感器4113的选型为STC-100，该型号的称重传感器4113的最大量程为100KG，称重传感器4113用于将质量信号转变为可测量的电信号并输出。所述安装连接件包括下底座419、固定安装在所述下底座419上的支柱4110，以及设置在所述支柱4110上、且可沿所述支柱4110做预定量程范围内升降的上底座4112；所述负荷传递装置包括安装在所述称重传感器4113上的下接触块4115，安装在所述上底座4112一侧的上接触块4114，以及设置在所述上接触块4114和下接触块4115之间的接触球4111；所述上接触块4114和下接触块4115设有与所述接触球4111匹配的弧形。该称重模块通过梁式设计，依靠负荷传递装置将商品的质量均匀地传递给称重传感器4113。用户可选主流的移动支付方式，包括但不限于扫码支付、NFC近场通讯支付、刷脸支付，支付完毕后，由工业路由器将付款记录与商品详情通过无线联网的方式发送至远程服务器，远程服务器核实付款与商品信息后反馈至中控台，由中控台发送驱动指令。坐标驱动机构启动，根据预设的坐标值返回至初始位置，在该初始位置下，坐标驱动机构与出库道位于同一高度。位于坐标驱动机构的滑动板414上的转动辊418转动，将商品运送至出库道。最后，用户从取货口处推开挡板，将商品取出。值得一提的是，本实用新型内置温度控制组件和湿度控制组件，所述温度控制组件包括压缩机、出风口、回风口，所述湿度控制组件包括超声波水雾生成器，所述超声波水雾生成器通过管道将水雾输送至每一行的货道机构上。温度控制组件用于控制仓储系统的环境温度，使其保持在4℃至8℃，为果蔬保鲜；湿度控制组件利用超声波水雾生成器振荡水分子，使得水箱中的水形成细密的雾气，并最终从管道上的若干小孔喷出，为系统内的果蔬补充水分，防止果蔬发蔫。至此，一个完整的果蔬自助式取货过程结束。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (8)

1.一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，其特征是包括：

基础组件，包括由多个铝型材搭建而成的存储框架；

X轴移动装置，包括钣金件支架，固定在所述钣金件支架内、且输出端带主齿轮的第一步进电机，平行设置在所述第一步进电机两侧的X轴滑轨，配合架设在所述X轴滑轨上的滑动板，铰接在所述钣金件支架内部远离第一步进电机一侧的副齿轮，以及套设并啮合在所述主齿轮和副齿轮上的皮带；

Y轴举升装置，包括固定在所述存储框架两侧的Y轴滑轨，固定在所述存储框架上端的双出轴步进电机，通过联轴器与所述双出轴步进电机的两端输出轴连接的转轴，固定在所述转轴一端的主同步轮，铰接在所述存储框架上、且与所述主同步轮位于同一高度的从同步轮，以及绕设在所述主同步轮和从同步轮上的同步带。

2.根据权利要求1所述的一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，其特征在于：所述X轴移动装置还包括安装在所述滑动板上的辊道组件，所述辊道组件包括安装在所述滑动板一侧的减速电机，活动设置在所述滑动板上的多个转动辊，同轴安装在所述转动辊两端以及减速电机的输出轴一端的链轮，以及啮合绕设在所述链轮上的链条。

3.根据权利要求1所述的一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，其特征在于：所述存储框架上、且低于所述主同步轮预定高度的位置处设有涨紧轮，所述涨紧轮位于所述主同步轮和从同步轮之间。

4.根据权利要求3所述的一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，其特征在于：所述同步带的绕接方式呈M形，所述同步带绕接在所述主同步轮上，经过所述涨紧轮并与之以预定压力咬合，最终绕接在所述从同步轮上。

5.根据权利要求1所述的一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，其特征在于：所述同步带的一侧与所述X轴移动装置通过L形支板固定连接，所述同步带的另一侧固定有配重块，所述L形支板与所述Y轴滑轨之间通过滚珠滑块实现滑动配合。

6.根据权利要求1所述的一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，其特征在于：所述X轴移动装置内置有称重模块。

7.根据权利要求6所述的一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，其特征在于：所述称重模块包括称重传感器、负荷传递装置、以及安装连接件；所述安装连接件包括下底座、固定安装在所述下底座上的支柱，以及设置在所述支柱上、且可沿所述支柱做预定量程范围内升降的上底座；所述负荷传递装置包括安装在所述称重传感器上的下接触块，安装在所述上底座一侧的上接触块，以及设置在所述上接触块和下接触块之间的接触球；所述上接触块和下接触块设有与所述接触球匹配的弧形。

8.根据权利要求3所述的一种物联网果蔬智能售卖机器人用坐标驱动机构，其特征在于：所述涨紧轮通过调节板安装在所述存储框架上，所述调节板上设有条形孔。

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