自動售貨機的貨道及出貨方法
2023-05-20 03:07:21
專利名稱：自動售貨機的貨道及出貨方法
技術領域：
本發明涉及一種自動售貨機的貨道及出貨方法，特別涉及一種自動售貨機的傾斜貨道，以及從自動售貨機傾斜貨道取貨到客戶取貨口的設備和方法。
背景技術：
目前的自動售貨機，貨道都是水平放置，貨道上貨物的出貨，多採用螺旋彈簧或推板把貨物向出貨口推移的方式進行。然而，無論是螺旋彈簧或是推板的方式，都存在一個顯著的局限，就是用戶不能隨 意地更改貨物的大小形狀，否則貨物可能不能正確地被移出到出貨口 ；或者說，當用戶需要更改出售的貨物時，需要售貨機廠商配合調整貨道的相關數據。這種局限顯然是用戶不希望看到的，售貨機對貨物的適應性欠佳，必將影響售貨機的銷售。另外，貨道的螺旋彈簧或推板都需要電機驅動，增加了成本，提高了故障率，降低了可維護性。還有，目前從貨道上取貨採用的是如電梯等較為佔用空間的設備，降低了售貨機內部空間的有效利用率。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於，提供一種自動售貨機的貨道及相應的出貨方法，不採用螺旋彈簧或推板或其它輔助設施，而依靠貨物自身所受重力的作用，而將貨物自動移到出貨口，從而儘可能地避免了對貨物大小形狀的局限，並且降低了成本，降低了故障率，增加了可維護性。另外，針對上述貨道還提供了相應的從貨道上取貨到客戶取貨口的取貨臂和託貨爪等設備和方法，提高售貨機內部空間的利用率。為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案為首先提供一種自動售貨機貨道的出貨方法，包括，令貨道朝出貨方向向下傾斜放置，使貨道上的貨物依靠自身所受重力的作用能自動向貨道下端的出貨口滑動。根據上述貨道的出貨方法，提供一種傾斜的貨道，貨道朝出貨口向下傾斜的角度在20度到45度範圍內，貨道底板最下端上折形成擋板。然後，提供一種從自動售貨機貨道上取貨的方法，其特徵在於，利用真空吸嘴吸附貨物的外包裝，然後通過驅動機構驅動真空吸嘴把貨物從貨道上提取出來。然後，再提供一種從自動售貨機貨道上取貨的方法，其特徵在於，利用抓鉤鉤取的方式把外包裝上有鉤取孔的貨物從貨道上鉤取出來。為實現如上述的真空吸嘴和抓鉤的從貨道上取貨的方法，還提供一種從自動售貨機貨道上取貨的取貨臂，該取貨臂的上臂豎直安裝，上臂和下臂通過軸關節相連，且上下臂和軸關節構成與人的上下臂相近的自由度，下臂前端固定有真空吸嘴或抓鉤，一條收縮彈簧的兩端分別連接在上臂和下臂的中段或中段附近的位置，且收縮彈簧的收縮力設計為空載時總能把下臂上拉到需要的屈曲角度，而負載時又能被下臂所提貨物的重力下拉到下臂與上臂成接近或等於180度的豎直狀態。進一步地，提供一種利用上述取貨臂從自動售貨機貨道上取貨的方法，其特徵在於，首先，取貨臂運動到貨道出貨口正前方，並使屈曲到一固定角度的下臂的前端的真空吸嘴或抓鉤朝向貨道出貨口方向，然後，取貨臂朝向貨物運動，直到真空吸嘴接觸並吸附上貨物的包裝外面，或抓鉤鉤入包裝外面的鉤取孔，然後，取貨臂上臂在驅動機構的控制下向外且向上運動，直到貨物被完全拉離貨道，期間取貨臂的下臂在貨物重力的作用下逐漸被下拉到豎直方向，之後，取貨臂在驅動機構控制下帶動貨物向客戶取貨口運動，最終釋放貨物於客戶取貨口。另外提供一種從自動售貨機貨道上取貨的託貨爪，其特徵在於，託貨爪有兩個互相垂直的託貨面，其中託貨面I由至少兩個互相平行伸出的爪指構成，託貨面2是一個平面託板。在前述傾斜貨道的基礎上，還提供一種自動售貨機的貨道，其特徵在於，貨道下端的出貨口的底板沿貨道方向開有至少兩條開槽。
在上述託貨爪和傾斜貨道開槽的基礎上，提供一種從貨道上取貨的方法，其特徵在於，取貨時，託貨爪首先在驅動機構驅動下運動到所需取貨的貨道口正對面，且託貨爪的爪指所構成的託貨面I處於水平狀態，並正對出貨口，另一託貨面2垂直且位於託貨面I上方，然後，託貨爪面向出貨口運動，並使爪指所構成的託貨面I剛好插入到出貨口底板下方，且爪指正對上方的出貨口底板開槽，第三步，託貨爪豎直向上運動，爪指恰好能越過出貨口底板開槽並接觸貨物包裝底部，繼而把貨物託起到略高於出貨口前端擋板的最高點，第四步，託貨爪託著貨物退出並離開貨道口，第五步，託貨爪在驅動機構驅動下託著貨物開始翻轉一定角度，或一直翻轉到貨物被完全轉移到託貨面2上，第六步，託貨爪在驅動機構作用下託著貨物運行到客戶取貨口，等待客戶取走或直接傾倒貨物於客戶取貨口。實施本發明，具有如下有益效果因為貨道不再採用如螺旋彈簧或推板等機械移動的方式，也就不再需要相應的貨道驅動部件和驅動控制電路，大大降低了成本，尤其是降低了貨道相關部件故障的可能，同時也增加了貨道對貨物的適應性；相應的從貨道上取貨的取貨臂和託貨爪及取貨方法也大大減小了取貨機構對自動售貨機內部空間的佔用。上述設計提升了自動售貨機的實用性，有利於智能社區的完善和發展。
圖I是三層傾斜放置的貨道實例的底板截面示意圖；圖2是一個取貨臂實例結構示意圖；圖3是取貨臂朝向貨道出貨口方向的狀態示意圖；圖4是取貨臂上臂前端的真空吸嘴吸附上貨物包裝的示意圖；圖5是取貨臂向外且向上把貨物拉離貨道的示意圖；圖6是取貨臂把貨物拉離貨道後的狀態示意圖；圖7是一個託貨爪實例結構示意圖；圖8是一個貨道出貨口底板開槽的實例示意圖；圖9是託貨爪運動到貨道口正對面的狀態示意圖；圖10是託貨爪爪指剛好插入到出貨口底板下方的狀態示意圖11是託貨爪把貨物託起到略高於出貨口前端擋板的示意圖；圖12是託貨爪託著貨物退出並離開貨道口的示意圖；圖13是託貨爪託著貨物翻轉一定角度的狀態示意圖；圖14是託貨爪把貨物翻轉到託貨面2後的狀態示意圖；圖15是託貨爪託著貨物向下運動一段距離後的狀態示意圖；圖16是帶鉤取孔的貨物包裝示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的技術方案進行說明。
如圖I所示，是三層貨道的底板截面圖，以貨道I為例，貨道I是向下傾斜的，貨道I下部為出貨口 lc，出貨口 Ic的底板最前端上折形成擋板la。此處需要說明，實際上每層貨道被分隔為若干條貨道，每條貨道寬度剛適於容納貨物包裝寬度，順著貨道方向可以排放若干個貨物包裝，貨道間有隔板，圖中未畫出。為清晰起見，本文中所有圖示均僅畫出貨道底板。當有貨物放進貨道，只要把貨物包裝和貨道之間的摩擦係數設計得足夠小，貨道上的貨物依靠自身所受重力的作用就能自動向貨道下端的出貨口 Ic滑動，直到被擋板Ia擋住。通過試驗可知，這種傾斜貨道向下傾斜的角度在20度到45度範圍內較為合適，容易獲得滿意效果。針對上述傾斜的貨道，為了把貨物從貨道上取離，可利用真空吸嘴吸附貨物的外包裝，然後把貨物從貨道上吸取出來的方法來實現。真空吸附是通過真空泵降低真空管內的氣壓，而利用管外的大氣壓的作用把貨物壓緊在真空吸嘴上，從而實現對貨物的控制，工業上真空吸附起吊重物多有應用，此處不贅述。除真空吸附外，還可以利用抓鉤鉤取的方式把外包裝上有鉤取孔的貨物從貨道上鉤取出來。這個方式需要貨物有統一的包裝，並在包裝上設計有鉤取孔，如圖16所示，I為貨物包裝，2為凸出於包裝上的可保持挺立狀態的片狀材料，3為在片狀材料上開出的鉤取孔。至於抓鉤，人僅用一個食指勾提包裝袋的鉤取孔的情況就是一個不錯的參考，另外，也可以是人用食指和拇指扣進包裝袋鉤取孔的抓鉤方式，抓鉤的驅動可以是電磁鐵或電機，工業應用上許多機械臂前端的抓鉤的設計可以參考，此處不贅述。進一步地，上述的真空吸嘴或抓鉤，可以安裝在一種取貨臂下臂的前端。取貨臂的設計可以參考人的上臂和下臂的結構，如圖2所示，取貨臂的上臂2a和下臂2b通過軸關節2d相連，且上下臂和軸關節構成與人的上下臂相近的自由度，即上下臂可以伸直，也可以屈曲到某一個合適的角度，比如圖中所示的角度，這在設計上也不難實現，真空吸嘴2e則安裝在下臂2b的前端，真空管路則可布置在上、下臂內部或外部，圖中未畫出真空管路；同理，抓鉤也可以安裝在2e的位置，抓鉤的驅動如電磁鐵或電機及相關組件可安裝在下臂內部；另外，一條收縮彈簧2c的兩端分別連接在上臂2a和下臂2b的中段或中段附近的位置，使取貨臂在不提貨時的自然狀態下處於屈曲狀態。當取貨臂上臂2a豎直安裝且軸關節2d位於下方，則只要下臂2b的質量和收縮彈簧2c的收縮力設計合適，就可以使取貨臂下臂2b在不取貨時被收縮彈簧上拉而屈曲到需要的角度，而在提取貨物時容易被貨物自身的重力下拉到向下伸直(被貨物拉到伸直的狀態請參考圖6中的取貨臂2的情況)。伸直的好處是，大大減小取貨臂和貨物在提取過程中在橫向上佔用的空間，也就是說售貨機內供取貨臂行走的空間的寬度只需要略大於貨物在相應方向上的寬度就可以了，從而可使自動售貨機內更多的空間用於貨道的布置。以下以安裝在取貨臂2前端的2e是真空吸嘴為例，對取貨臂從貨道出貨口取貨然後把貨物運送到客戶取貨口的過程結合附圖進行說明如圖3所示，首先，取貨臂2在驅動機構驅動下運動到貨道I出貨口 Ic的正前方，並使固定於取貨臂下臂前端的真空吸嘴2e朝向貨道出貨口 Ic方向並基本垂直於貨物包裝3朝外的表面，圖中4為售貨機內壁。如圖4所示，取貨時，首先，取貨臂2朝向位於貨道I出貨口的貨物3運動，直到真空吸嘴2e接觸並吸附上貨物3的包裝外面；然後，如圖5所示，取貨臂上臂2a在驅動機構(取貨臂的驅動機構不在本文的描 述範圍內，所以圖中未畫出)的控制下向外且向上運動，略呈45度斜向上的運動軌跡，貨道I上的貨物3會被相應地拉出，同時排在貨物3後的貨物5在自身重力的作用下會下滑填補原來屬於貨物3的位置，需要注意的是，取貨臂上臂2a向外運動的幅度以到達貨道I最前端和售貨機內壁4之間的空間的中間位置為宜，到達該位置後則轉為豎直向上運動，直到貨物3被完全拉離貨道I ;之後，如圖6所示，貨物3在真空吸嘴2e的吸附下隨著取貨臂2的動作被完全拉離貨道1，取貨臂2的下臂2b在貨物3自身重力的作用下被下拉到豎直向下方向，使取貨臂2的上臂2a和下臂2b以及貨物3基本在同一直線上，使在橫向上佔用空間達到最小；最後，取貨臂在驅動機構控制下，帶動貨物通過在貨道和貨道前的售貨機內壁之間的空間內的橫向和豎直方向上的位置調整，最終運動到客戶取貨口，並釋放貨物於客戶取貨口(客戶取貨口是購貨客戶從自動售貨機取走所購貨物的窗口)。另外，為了把貨物從貨道上取離，還可以使用託貨爪。一個託貨爪的實例如圖7所示，託貨爪有兩個互相垂直的託貨面I和2，其中託貨面I由至少兩個互相平行伸出的爪指3構成，託貨面2是一個平面託板，兩個託貨面可以繞轉軸4翻轉，使貨物的重量可以完全落在其中的一個託貨面上，或同時落在兩個託貨面上。為了使託貨爪能順利把貨物從貨道上取離，在前述傾斜貨道的設計基礎上，貨道下端的出貨口的底板沿貨道方向需要開有至少兩條與上述託貨爪爪指配套的開槽，如圖8所示的一個實例，貨道底板20的出貨口端開有槽口 21，所開槽口要與上述託貨爪的爪指配套，確保爪指能順利穿越槽口，22為貨道20的出貨口的擋板。下面結合
一個託貨爪從開有槽口的傾斜貨道上取貨並送到客戶取貨口的過程第一步，如圖9所示，託貨爪首先在驅動機構驅動下運動到所需取貨的貨道20的貨道口正對面，且託貨爪的爪指3所構成的託貨面I處於水平狀態，並正對出貨口的貨物5，另一託貨面2垂直且位於託貨面I的上方，圖中6為貨道前方的售貨機內壁；第二步，如圖10所示，託貨爪10面向貨道20的出貨口運動，並使爪指3剛好插入到貨道20的出貨口處的貨物5所在位置的正下方，且爪指3正對上方的出貨口底板開槽；第三步，如圖11所示，託貨爪10豎直向上運動，爪指3恰好能越過貨道20的出貨口底板開槽並接觸貨物5底部，繼而把貨物5託起到略高於貨道20的出貨口前端擋板22的最聞點；第四步，如圖12所示，託貨爪10託著貨物5退出並離開貨道20的出貨口 ；第五步，託貨爪10在驅動機構作用下託著原在貨道20出貨口上的貨物5翻轉一定角度，如圖13所示，此時貨物的重量同時落在兩個託貨面I和2上，並且在橫向上佔用的空間也不大，適於開始向上或向下運動，或向紙裡或紙外方向運動，從而將貨物5送到客戶取貨口 ；託貨爪10也可以繼續翻轉，直到貨物5由託貨面I被轉移到託貨面2上，且託貨面2呈水平狀態，如圖14所示，是託貨爪翻轉到託貨面2呈水平後的狀態，此時託貨面I基本不受力了 ；第六步，如圖15所示，託貨爪10在驅動機構驅動下託著貨物5離開貨道20，運行 向客戶取貨口，等待客戶取走或直接傾倒貨物5於客戶取貨口，客戶取貨口前述圖中均未畫出。
權利要求
1.一種自動售貨機貨道的出貨方法，其特徵在於， 貨道朝出貨口方向向下傾斜放置，貨道上的貨物依靠自身所受重力的作用自動向貨道下端的出貨口滑動。
2.基於權利要求I的一種自動售貨機的傾斜貨道，其特徵在於，貨道向下傾斜的角度在20度到45度範圍內，貨道底板最下端上折形成擋板。
3.一種從自動售貨機貨道上取貨的方法，其特徵在於，利用真空吸嘴吸附貨物的外包裝，然後把貨物從貨道上吸取出來。
4.一種從自動售貨機貨道上取貨的方法，其特徵在於，利用抓鉤鉤取的方式把外包裝上有鉤取孔的貨物從貨道上鉤取出來。
5.一種從自動售貨機貨道上取貨的取貨臂，其特徵在於，取貨臂的上臂豎直安裝，上臂和下臂通過軸關節相連，且上下臂和軸關節構成與人的上下臂相近的自由度，下臂前端固定有真空吸嘴或抓鉤，一條收縮彈簧的兩端分別連接在上臂和下臂的中段或中段附近的位置，且收縮彈簧的收縮力設計為空載時總能把下臂上拉到需要的屈曲角度，而負載時又能被下臂所提貨物的重力下拉到下臂與上臂成接近或等於180度的豎直狀態。
6.基於權利要求5的一種從自動售貨機貨道上取貨的方法，其特徵在於，首先，取貨臂運動到貨道出貨口正前方，並使屈曲到一固定角度的下臂的前端的真空吸嘴或抓鉤朝向貨道出貨口方向，然後，取貨臂朝向貨物運動，直到真空吸嘴接觸並吸附上貨物的包裝外面，或抓鉤鉤入包裝外面的鉤取孔，然後，取貨臂上臂在驅動機構的控制下向外且向上運動，直到貨物被完全拉離貨道，期間取貨臂的下臂在貨物重力的作用下逐漸被下拉到豎直方向，之後，取貨臂在驅動機構控制下帶動貨物向客戶取貨口運動，最終釋放貨物於客戶取貨口。
7.一種從自動售貨機貨道上取貨的託貨爪，其特徵在於，託貨爪有兩個互相垂直的託貨面，其中託貨面I由至少兩個互相平行伸出的爪指構成，託貨面2是一個平面託板。
8.根據權利要求2的一種自動售貨機的貨道，其特徵在於，貨道下端的出貨口的底板沿貨道方向開有至少兩條開槽。
9.基於權利要求7和8的一種從貨道上取貨的方法，其特徵在於，取貨時，託貨爪首先在驅動機構驅動下運動到所需取貨的貨道出貨口正對面，且託貨爪的爪指所構成的託貨面I處於水平狀態，並正對出貨口，另一託貨面2垂直且位於託貨面I上方，然後，託貨爪面向出貨口運動，並使爪指所構成的託貨面I剛好插入到出貨口底板下方，且爪指正對上方的出貨口底板開槽，第三步，託貨爪豎直向上運動，爪指恰好能越過出貨口底板開槽並接觸貨物包裝底部，繼而把貨物託起到略高於出貨口前端擋板的最高點，第四步，託貨爪託著貨物退出並離開貨道口，第五步，託貨爪在驅動機構驅動下託著貨物開始翻轉一定角度，或一直翻轉到貨物被完全轉移到託貨面2上，第六步，託貨爪在驅動機構作用下託著貨物運行到客戶取貨口，等待客戶取走或直接傾倒貨物於客戶取貨口。
全文摘要
本發明公開一種自動售貨機的貨道及出貨方法，包括有令貨道朝出貨方向向下傾斜放置，使貨道上的貨物依靠自身所受重力的作用能自動向貨道下端的出貨口滑動，然後，利用取貨臂或託貨爪從貨道口提取貨物，然後將貨物送到用戶取貨口。本發明的貨道及取貨方法，能提高自動售貨機對貨物的適應能力，提高機內空間利用率，從而提高了售貨機的實用性。
文檔編號G07F11/00GK102915597SQ20111022693
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月2日 優先權日2011年8月2日
發明者黃荻潔 申請人:黃荻潔