一種貨架及全自動售貨機的製作方法

2023-04-27 04:58:26

本發明涉及貨物運輸與貯存領域，特別是涉及貨物的貯存結構和搬運裝置。

背景技術：

隨著全自動售貨機的普及應用，售貨機地理位置分布廣泛的特點會對商品配貨造成較大壓力，隨著業務擴張會對配送理貨成本、物流運輸成本和時間成本提出較高要求。售貨機本身具有一定的商品貯存空間，如何在滿足商品拾取轉移流暢的同時利用有限的貯存空間，以提高空間利用率降低周期配貨的壓力，是亟待解決的現實問題。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明實施例提供了一種貨架及全自動售貨機，用於解決無法充分利用售貨機貯存空間以降低商品配送周期的技術問題。

本發明的貨架，用於組合形成單元貯存空間，並形成單元貯存空間的分段輸送通道。

所述組合的結構包括：

豎直固定框架，用於固定水平固定框架兩端的可調節固定位，與水平固定框架固定為一體；

水平固定框架，用於固定貯存傳輸通道的固定位和端部限位，與貯存傳輸通道固定為一體；

貯存傳輸通道，用於劃分貯存空間，形成承載貯存單元的傳輸通道；

貯存單元，用於在貯存空間中形成商品的有序貯存。

所述水平固定框架形成的支撐平面與水平面成夾角，所述貯存傳輸通道的入貨端高於出貨端。

所述水平固定框架包括平行的前固定梁和後固定梁，前固定梁包括一塊矩形的梁板材，沿梁板材延伸方向設置平行的矩形通槽；梁板材的兩端各固定一塊梁配合板，梁配合板平行，梁配合板上開設配合通孔，梁板材的前端彎折豎直向上延伸形成限位板，或限位板頂部進一步向後彎折形成限位卡槽。

所述貯存傳輸通道包括平行對置的滾動導軌，滾動導軌的外側壁豎直向上延伸，高於傳輸滾輪。

還包括：

水平傳輸通道，用於在水平固定框架之間傳輸貯存單元設置的水平傳送通道。

還包括：

選擇傳輸通道，用於銜接水平傳輸通道末端，調節後續傳輸方向的可轉動傳送通道。

所述水平傳輸通道採用受控傳輸的定嚮導軌，在水平固定框架之間，利用豎直固定框架固定，水平設置，定嚮導軌起於所處的貯存區，終於設有商品出口的設備區。

所述選擇傳輸通道為矩形的滾珠傳送帶，選擇傳輸通道一端固定在一個受控轉軸上，受控轉軸的軸向與水平傳輸通道的傳送方向相同，選擇傳輸通道與水平傳輸通道銜接，選擇傳輸通道上與受控轉軸相對一端設置受控檔杆。

本發明的全自動售貨機，包括上述的貨架。

本發明實施例的貨架和全自動售貨機，可以充分優化有限的貯存空間存儲商品，延長物流補貨周期，提高自動售貨機的商品移動可靠性，降低傳動結構的維護成本。

附圖說明

圖1為本發明自動售貨機一實施例的軸側圖。

圖2為本發明自動售貨機一實施例的自動補貨的部分貯存貨架的軸測圖。

圖3為本發明自動售貨機一實施例的自動補貨的貯存貨架的左視圖。

圖4為本發明自動售貨機一實施例的輸送通道的軸側圖。

圖5為本發明自動售貨機一實施例的輸送通道的右視圖。

圖6為本發明自動售貨機一實施例的運輸裝置的後視圖。

圖7為本發明自動售貨機一實施例的運輸裝置的後視方向的左下部軸側圖。

圖8為本發明自動售貨機一實施例的運輸裝置的後視方向的右下部軸側圖。

圖9為本發明自動售貨機一實施例的運輸裝置的主視方向的頂部軸測圖。

圖10為本發明自動售貨機一實施例的運輸裝置的後視方向的左上部軸側圖。

圖11為本發明自動售貨機一實施例的運輸裝置的後視圖的左上部局部圖。

圖12為本發明自動售貨機一實施例的運輸裝置的後視方向的右上部的主視圖。

圖13為本發明自動售貨機一實施例的運輸裝置的運輸車主視方向的仰視軸測圖。

圖14為本發明自動售貨機一實施例的運輸裝置的運輸車主視方向的俯視軸測圖。

圖15為本發明自動售貨機一實施例的運輸裝置的運輸車的主視圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

圖紙中的步驟編號僅用於作為該步驟的附圖標記，不表示執行順序。

如圖1所示，本發明實施例的自動售貨機包括由支撐側壁分割的貯存區001和設備區002，本發明實施例的自動售貨機中包括貨架100和運輸裝置200，其中：

貨架100，用於組合形成單元貯存空間，並形成單元貯存空間的分段輸送通道。

運輸裝置200，用於形成三個移動自由度的夾持結構從分段輸送通道的出貨端獲取商品，受控銜接分段輸送通道和分段轉移通道。

本發明實施例的自動售貨機利用貨架100規劃貯存空間和輸送通道，將絕大部分空間形成單元貯存空間，並在單元貯存空間和驅動設備之間充分利用有限剩餘空間設置分段輸送通道，使得輸送通道可以利用運輸裝置200的多自由度完成各通道的銜接，順序完成商品的貯存、移動、拾取和傳輸。在滿足構建最大物流補貨周期的同時，優化了商品的拾取和傳輸過程。

如圖1、圖2和圖3所示，本發明一實施例的貨架100包括：

豎直固定框架110，用於固定水平固定框架兩端的可調節固定位，與水平固定框架固定為一體。

水平固定框架120，用於固定貯存傳輸通道的固定位和端部限位，與貯存傳輸通道固定為一體。

貯存傳輸通道130，用於劃分貯存空間，形成承載貯存單元的傳輸通道。

貯存單元140，用於在貯存空間中形成商品的有序貯存。

本發明一實施例中，豎直固定框架110包括左右對稱的兩部分，以右側為例，包括前後設置且豎直平行的固定板111，在固定板111內側自上而下均勻布設調節固定孔112，固定板111外側固定在自動售貨機的支撐側壁上。

水平固定框架120包括平行的前固定梁和後固定梁，後固定梁121包括一塊矩形的梁板材122，梁板材上包括平行設置的矩形通槽123，與梁板材延伸方向(圖中為左右方向)一致。梁板材122的兩端各固定一塊梁配合板124，梁配合板124平行，梁配合板124上開設配合通孔125。前固定梁126的結構與後固定梁121基本相同，差別在於前固定梁126的梁板材122的前端彎折豎直向上延伸形成限位板127。

在另一實施例中，前固定梁126的梁板材122的限位板127的頂部向後固定梁做直角彎折形成前固定梁126的限位卡槽128。

限位板127或限位卡槽128可以保證貯存傳輸通道130傳輸末端(圖中為前端)的可靠限位。

在另一實施例中，前固定梁和後固定梁的頂部開設卡槽或固定通孔用於貯存傳輸通道130的穩定固定。

本發明一實施例中，貯存傳輸通道130包括平行對置的滾動導軌131，滾動導軌的外側壁(平行滾動導軌的外側側壁)豎直向上延伸，高於傳輸滾輪。

本發明一實施例中，滾動導軌131包括一個(前後放置的)導向支架132，沿導向支架132的軸線方向，在導向支架132頂部平行設置傳輸滾輪133，傳輸滾輪133的軸線與導向支架132的軸線垂直，導向支架132的外側壁豎直向上延伸形成保護側壁134，高於傳輸滾輪133。

在本發明的一實施例中，各滾動導軌131上的傳輸滾輪133位於一個平面。在本發明的另一實施例中，平行對置的滾動導軌131的傳輸滾輪133形成V型的對稱傾斜。

在本發明的一實施例中，導向支架132為一矩形管，矩形管的頂面開設矩形通孔，傳輸滾輪133的傳動軸兩端於矩形管的頂面之下的側壁上，傳輸滾輪133的傳動軸上方的部分滾輪表面露出矩形通孔，導向支架132的外側壁豎直向上延伸，高於傳輸滾輪133。

在本發明的一實施例中，通過前固定梁和後固定梁頂部的卡槽或固定通孔，將貯存傳輸通道130的一端固定在前固定梁126上且頂在前固定梁126的限位板127或限位卡槽128上，另一端固定在後固定梁121，貯存傳輸通道130與水平固定框架120的延伸方向垂直。限位板127或限位卡槽128遮擋貯存傳輸通道130前端的傳輸滾輪133和保護側壁134。

在本發明的一實施例中，貯存單元140為向上敞口的矩形箱體141，矩形箱體敞口部的內徑略大於矩形箱體底部的外徑，使得兩個矩形箱體可以利用敞口部和底部進行層疊。

在本發明的一實施例中，水平固定框架120的前固定梁和後固定梁形成支撐平面，支撐其上固定的若干貯存傳輸通道130。利用豎直固定框架110的調節固定孔112與水平固定框架120的配合通孔125調節固定位置，可以形成水平固定框架120支撐平面與水平面的傾斜夾角，形成水平固定框架120入貨端(圖中的後端)高於出貨端(圖中的前端)。利用限位板127或限位卡槽128阻擋在滾動導軌131的前端，使得放置於滾動導軌131的傳輸滾輪133上的矩形箱體141獲得一個重力分量，自動向限位板127或限位卡槽128集中，使得水平固定框架120入貨端自動形成直觀的空餘部分，避免因人工碼放的誤差浪費存儲空間。

在本發明的一實施例中，利用水平固定框架120可以形成自下而上的若干支撐面，每個支撐面的傾斜夾角可以不同，以適應不同質量和類型的商品。

如圖1、圖4和圖5所示，本發明一實施例的貨架100還包括：

水平傳輸通道150，用於在水平固定框架之間傳輸貯存單元設置的水平傳送通道。

選擇傳輸通道160，用於銜接水平傳輸通道末端，調節後續傳輸方向的可轉動傳送通道。

在本發明的一實施例中，選擇傳輸通道160一端固定在一個受控轉軸上，受控轉軸的軸向與水平傳輸通道150的傳送方向相同，選擇傳輸通道與水平傳輸通道150銜接，選擇傳輸通道上與受控轉軸相對一端設置向上的受控檔杆。

在本發明的一實施例中，水平傳輸通道150採用受控傳輸的定嚮導軌151(附圖4中局部示出末端)，在水平固定框架120之間，利用豎直固定框架110固定，水平設置，定嚮導軌151起於貯存區左端(即豎直固定框架110的左端)，貫通貯存區和設備區間的側壁通孔，終於設備區的左端(即豎直固定框架110的右端)。

在本發明的一實施例中，選擇傳輸通道160為矩形的(萬向)滾珠傳送帶161，滾珠傳送帶161設置在定嚮導軌151的傳輸末端(圖中為右端)，與定嚮導軌151的傳動面平齊。滾珠傳送帶161頂部限行方向的邊緣(圖中為右端和後端)設置限位擋板162，在滾珠傳送帶161的底部後端固定一個受控傳動杆163，受控傳動杆163的軸線方向與定嚮導軌151的傳送方向相同，受控傳動杆163的兩端轉動固定在設備區間的側壁上，在滾珠傳送帶161的與定嚮導軌151相對一側，受控傳動杆163的端部固定一個與受控傳動杆163垂直的受控連接板164。還包括一個設置在滾珠傳送帶161的與定嚮導軌151相對一側的受控氣缸165，受控氣缸165的缸體底部轉動固定在設備區間側壁的基座上，控制氣缸165的活塞杆頂部與受控連接板164的頂端鉸接(圖4和圖5中鉸接處保持分離狀態)。在滾珠傳送帶161的輸出端底部(圖中為前端)間隔設置兩個豎直的受控活塞166，受控活塞166排氣充分時貫穿滾珠傳送帶161的活塞杆頂部與滾珠傳送帶161的傳送面平齊。

實際應用中，貯存單元140通過定嚮導軌151傳送至末端時會受慣性影響轉移至滾珠傳送帶161上。受控活塞166吸氣活塞杆升起，保證貯存單元140不會由滾珠傳送帶161的輸出端滑出。控制氣缸165的活塞杆根據需要調整伸縮長度，帶動受控連接板164，使受控傳動杆163帶動滾珠傳送帶161轉動。當轉動到位滾珠傳送帶161與指定商品出口的輸出導軌可靠銜接時，受控活塞166排氣活塞杆保持固定，貯存單元140沿指定輸出導軌傳輸。

在本發明一實施例中，可以省略選擇傳輸通道160，定嚮導軌起於豎直固定框架所處的貯存區，終於設有商品出口的設備區，與商品出口連接。

如圖6所示，在本發明一實施例中，運輸裝置200包括垂直移動模塊220、水平移動模塊240和夾持模塊260，其中：

垂直移動模塊220，用於通過齒條傳動帶動水平移動模塊沿豎直導軌做垂直運動。

水平移動模塊240，用於通過齒條傳動帶動夾持模塊沿一個水平導軌做左右運動。

夾持模塊260，用於夾持貯存單元並在分段轉移通道間沿另一個水平導軌做前後運動。

本實施例的運輸裝置可以針對貯存貨架上的貯存單元提供快速準確的移動手段，與貯存貨架上的轉移通道相銜接，形成可優化的準確移動路徑，減小對自動售貨機中商品移動空間的需求。

如圖6、圖7、圖8、圖10和圖12所示，在本發明的一實施例中，垂直移動模塊220包括對稱設置的豎嚮導軌221、豎向齒條皮帶222、上定位齒輪223、下定位齒輪224和豎向卡接模塊225，還包括豎向步進電機226，對稱的豎嚮導軌221的導軌副保持同高度相對，在豎嚮導軌221端部一側，轉動固定上定位齒輪223，在豎嚮導軌221底部同側，固定下定位齒輪224，下定位齒輪224固定在豎向步進電機226的輸出軸上，豎向齒條皮帶222環套在上定位齒輪223和下定位齒輪224上，齒間嚙合，保持張力，豎向卡接模塊225分別連接相鄰的豎向齒條皮帶222和導軌副。

進一步具體描述，豎直導軌221的背部豎直固定在貨架100出貨端(圖中為前端)的貯存區側壁上，對稱的豎嚮導軌221的導軌副保持同高度；在豎嚮導軌221頂部且靠近貨架100一側，設置上定位齒輪223，上定位齒輪223轉動固定在貯存區側壁上，在豎嚮導軌221底部且靠近貨架100一側，設置下定位齒輪224，下定位齒輪224固定在豎向步進電機226的輸出軸上隨輸出軸同部轉動，對稱的上定位齒輪223共軸線，對稱的下定位齒輪224與豎向步進電機226的輸出軸共軸線，上定位齒輪223和下定位齒輪224的軸線共平面。

豎向齒條皮帶222呈環形，內側有齒，環套在上定位齒輪223和下定位齒輪224上，齒間嚙合，保持張力。豎向齒條皮帶222呈與豎嚮導軌221平行的條狀；豎向步進電機226設置在設備區底部，輸出軸穿過側壁伸入貯存區；在貯存區底部的兩個下定位齒輪224間固定兩個軸承座，分別靠近輸出軸的兩端，軸承座中的軸承內圈固定在輸出軸上。

豎向卡接模塊225包括豎向卡接框架231、支撐凸臺232和豎向夾具233，豎向卡接框架231的第一端面固定在豎嚮導軌221的導軌副上，隨導軌副上下移動，豎向卡接框架231的第二端面固定支撐凸臺232，支撐凸臺232的頂部固定支撐水平移動模塊240，豎向卡接框架231的第三端面固定豎向夾具233的末端，豎向夾具233的夾持端固定夾持在豎向齒條皮帶222上，豎向卡接框架231的第一端面與第二端面平行，第三端面與第二端面平行垂直。

卡接框架231、支撐凸臺232和豎向夾具233可以採用本技術領域其他慣用的結構形式，形成符合上述組合位置關係的豎向卡接模塊225。

實際應用中，垂直移動模塊220的對稱豎嚮導軌221上在同一高度的導軌副上固定的豎向卡接模塊225。利用支撐凸臺232的頂部固定支撐水平移動模塊240的兩端。通過豎向卡接模塊225的豎向夾具233保持導軌副靜止不動，通過豎向步進電機226輸出軸的受控轉動利用下定位齒輪224帶動豎向齒條皮帶222精確轉動，進而帶動水平的兩個豎向卡接模塊225穩定步進，實現在豎直方向的可靠運動。

如圖6、圖9、圖10、圖11和圖12所示，在本發明一實施例中，水平移動模塊240包括橫梁241、橫嚮導軌242、橫向齒條皮帶243、橫向步進電機244和橫向傳動齒輪247，還包括對稱設置的橫向定位齒輪245，橫嚮導軌242固定在橫梁241頂部保持相同延伸方向，在橫嚮導軌242一個側壁上，橫向定位齒輪245轉動固定在橫嚮導軌242水平兩端，在所述側壁的中部固定橫向步進電機244，橫向步進電機244的輸出軸上固定橫向傳動齒輪247，橫向齒條皮帶243環套在橫向定位齒輪245和橫向傳動齒輪247上，各齒輪與橫向齒條皮帶243齒間嚙合，保持張力。

進一步具體描述，還包括對稱設置的橫向傳動輪246，橫梁241為矩形管材，橫梁241的兩端固定在水平對稱的豎向卡接模塊225上，即橫梁241的兩端底部分別固定在對稱的兩個豎向卡接模塊225的支撐凸臺232的頂部。

在橫梁241頂部固定同軸向的橫嚮導軌242，在橫梁241延伸方向的一個側壁(圖中為後側壁)的兩端轉動固定軸線水平平行的橫向定位齒輪245，在相同的側壁中部固定向下延展板248，在向下延展板248上轉動固定軸線水平平行的橫向傳動輪246，在橫向傳動輪246下方與橫向傳動輪246等距位置設置橫向傳動齒輪247，橫向定位齒輪245、橫向傳動輪246和橫向傳動齒輪247的傳動方向於同一平面；橫向傳動齒輪247固定在橫向步進電機244的輸出軸上，隨輸出軸同部轉動，橫向步進電機244固定在向下延展板246上。

橫向齒條皮帶243的外側抵接橫向傳動輪246的傳動面，保持張力。

實際應用中，水平移動模塊240的導軌副與夾持模塊260固定，並通過與夾持模塊260固定的橫向夾具連接橫向齒條皮帶243。橫向步進電機244輸出軸的受控轉動利用橫向傳動齒輪247帶動橫向齒條皮帶243精確轉動，進而帶動導軌副穩定步進，實現在水平方向的可靠運動。

如圖6、圖11、圖13、圖14和圖15所示，本發明一實施例中，夾持模塊260包括夾持基座261、夾持步進電機262和夾持框架263，其中：

夾持基座261，用於在底部固定相應的導軌的導軌副保持穩定，固定連接相應齒條皮帶的夾具隨相應齒條皮帶移動，在頂部形成與步進電機輸出軸同方向的導軌支撐運動的夾持框架。

夾持步進電機262，用於沿輸出軸方向受控移動與輸出軸的步進傳動結構適配連接的夾持框架。

夾持框架263，用於夾持貯存單元140，隨步進傳動結構移動。

在本發明的一實施例中，夾持基座261為矩形平板，在夾持基座261的底部中部，沿滑動方向間隔固定兩個水平移動模塊240的導軌副271與水平移動模塊240滑動連接，並固定橫向夾具272與水平移動模塊240傳動連接。具體連接為在導軌副與水平移動模塊240的橫向齒條皮帶243的對應側固定橫向夾具272的固定端，橫向夾具272的夾持端固定夾持在橫向齒條皮帶243上。

夾持步進電機262固定在夾持基座261的頂部邊緣中部，夾持步進電機262的輸出軸與夾持基座261的滑動方向垂直，與夾持基座261平行，輸出軸共軸線固定步進傳動結構的轉動部件(如絲槓)，步進傳動結構的隨動部件(如絲槓副)轉動連接夾持框架263；在輸出軸兩側，在夾持基座261的頂部對稱固定與輸出軸同方向的支撐導軌273，支撐導軌273的導軌副頂部固定連接夾持框架263的底部。

夾持框架263包括矩形的夾持底板264和對稱設置的夾持板265，夾持板265與夾持步進電機262的輸出軸同方向，垂直固定在夾持底板264的頂部短邊上，夾持板265間的夾持底板頂部設置兩端連接夾持板265的凸起筋板；夾持板265靠近夾持步進電機262機殼一端與夾持底板264平齊，夾持板265的相對一端向夾持底板264後方延伸的同時，夾持板265的底端逐漸向頂端靠近，夾持板265頂端向內側直角彎折形成較寬的夾持板頂部；夾持底板264底部中心設置固定板266，固定板266上固定與輸出軸共軸線的轉動傳動部件(如軸承)，轉動傳動部件與輸出軸連接的步進傳動結構的隨動部件(如絲槓副)適配連接。

實際應用中，夾持基座261通過橫向夾具272跟隨橫向齒條皮帶243移動帶動夾持模塊260水平移動。夾持基座261上的夾持步進電機262通過連接的絲槓副和適配連接的轉動傳動部件帶動夾持框架263沿夾持步進電機262的輸出軸線方向移動(貯存區的前後方向)。

三個移動自由度以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本發明的保護範圍之內。