CN113379965A

CN113379965A - 一种配货机控制方法

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Publication number: CN113379965A
Application number: CN202110444225.6A
Authority: CN
Inventors: 陆信名; 林德桂; 来建; 胡民秦; 陈长林
Original assignee: Hangzhou Dongcheng Electronic Co ltd
Current assignee: Hangzhou Dongcheng Electronic Co ltd
Priority date: 2021-04-23
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2021-09-10

Abstract

本发明为一种配货机控制方法，属于售货机控制方法领域，针对现有售货机不能兼顾可靠性和成本的问题，采用技术方案如下：一种配货机控制方法，包括：步骤1，获得货道位置信息；步骤2，送货：下达出货命令后，货斗移动到该出货命令对应的货道的端部；货斗上的货道控制板发出调制光信号，当该货道上的货道电路板接收该调制光信号后，该货道对应的控制电机启动，将货品向货斗推送；货斗上的货道控制板停止发出调制光信号，该货道对应的控制电机关闭，进而使货道输送带停止转动；步骤3，出货。本申请通过调制光信号完成货斗的定位，可靠性较高；本发明对加工精度和控制精度要求不高，能很好地兼顾可靠性和成本。

Description

一种配货机控制方法

技术领域

本发明属于配货机控制方法领域，特别涉及一种配货机控制方法。

背景技术

自动售货机可在电商配货中心作为配货设备使用，传统的售货机每个货道均为单独供电，这样线束复杂，成本高，但可靠性较低，适用于无货斗的跌落式出货售货机。现有技术中有一种具有货斗的售货机，其每个货道上装有一个插座，货斗上装有插头，插头与插座匹配时，货道开始通电送货，这样结构对定位要求高，对设备的制备精度要求也高，且这一动作频繁操作，插头的使用寿命较短，可靠性较差。还有售货机采用磁场感应的无线控制方式，即用磁铁或光标作为货斗定位的方法，具体采用的是电磁线圈产生磁场控制相关电路。因为售货机一般要求易于搬动，那么设备就要轻质，故通常都是采用钣金结构制作售货机，但钣金结构的特点就是尺寸精度较低，这种低精度导致货道和货斗间的距离尺寸波动较大，为了在距离波动的最坏情况下也能可靠地进行控制，一方面需要使用较大尺寸的磁铁做定位（确保距离较大时感应侧有足够的磁场强度），另一方面需要产生较大的磁场去驱动感应电路，如此一来，总体的尺寸就比较大，占用的空间大，设备的空间利用率就低。

发明内容

针对现有售货机兼顾可靠性或空间利用率低的问题，本发明提供一种配货机控制方法，能够有效解决上述问题。

本发明采用技术方案如下：一种配货机控制方法，包括：

步骤1，获得货道位置信息：

步骤1.1，控制货斗处于机械原点处；

步骤1.2，控制货斗纵向移动，使货斗上的位置光电传感器扫过货道的底部，获得相邻储货层的纵向位置信息，然后控制货斗回到机械原点处，并将定位目标指向第一个储货层；

步骤1.3，控制货斗移动到第一个储货层的起点位置，然后控制货斗横向移动，使货斗上的位置光电传感器扫过当前储货层的货道底部，以获得位于当前储货层上的每个货道的横向位置信息，然后将定位目标指向下一储货层；

步骤1.4，重复步骤1. 3，直至将所有储货层扫描完毕，获得所有货道的位置信息；

步骤2，驱动：

步骤2.1，货斗移动：下达出货命令后，驱动货斗移动到该出货命令对应的货道处，控制货斗向该货道伸出，此时，货斗上的货道控制板上的调制光发送元件与货道上的货道电路板中的调制光接收元件位置对齐；

步骤2.2，货道转动：控制货斗上的货道控制板发出调制光信号，当该货道上的货道电路板接收该调制光信号后，该货道对应的货道驱动电机启动，以便驱动货道内的货道输送带向前输送待配货品，将货品向货斗输送；

步骤3，停止：当货品进入货斗时，触发位于货斗的入货口一侧的光电对射传感器，使得光电对射传感器感应信号发生改变，控制货斗上的货道控制板停止发出调制光信号，该货道对应的货道驱动电机关闭，进而使货道输送带停止转动，控制货斗回退；

步骤4，出货：控制货斗移动到指定位置，在货斗出货口处获得需要的货品。

本申请通过调制光信号驱动货道，由于调制光信号等效为交流信号，自然光和室内光等效为直流信号，则货道电路板具有较好抗干扰效果，可靠性较高；货道电路板的尺寸可以做到很小，成本也不高，易于实施；此外，本发明对加工精度和控制精度要求不高，能够将成本控制在合理范围内，因此采用这种控制方式可靠性较高，能很好地兼顾可靠性和成本。

进一步地，同一储货层上相邻的两货道通过隔板隔开，防止货品在相邻货道之间移动；每个储货层上设有货道电源线，每个货道匹配一组彼此相连的货道驱动电机和货道电路板，每个货道的货道电路板分别连接在货道电源线上。只要在主控***一侧改变货道电源线上的电压，就能够改变货道驱动电机的转速，进而改变货道输送带的速度，实现不同大小和重量的货品有不同的速度，针对小件商品，输送其的输送带的速度必须比大件商品慢很多，以免出现输送带开动一次送出多件商品的问题，提高货道对大小不同、重量不同商品的适应能力，保证可靠性。这一分布式布线方式与传统的单独供电方式相比，不仅线束简单明了，而且控制方式可靠，便于维护。

进一步地，所述方法还包括步骤2.3，分离货品：控制货斗内传送带速度大于货道输送带的速度，利用速度差使待配货品与货道输送带上未分配的货品分离，以免带出多个货品。

进一步地，为方便执行步骤2.1和步骤3，所述货斗采用的结构为：所述货斗包括底板和两侧板，所述两侧板相对且间隔设置形成所述入货口和所述出货口，所述底板上设有齿条，底板上固定沿入货口和出货口方向设置的第一导轨；两侧板的底部通过支撑板相连，所述支撑板通过滑块与所述第一导轨相连，所述支撑板与一横移电机相连，所述横移电机输出轴上设有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述齿条啮合，控制横移电机开启，以使两侧板在所述横移电机驱动下沿入货口和出货口的方向相对所述底板伸出或回退。

进一步地，所述入货口外侧设有传送装置，用于承接货道输送的货品，便于货品顺利进入货斗中，所述货道控制板设置在所述传送装置上，执行步骤2.1时，所述传送装置位于所述待配货品的下方，防止货品从货斗与货道之间的间隙处掉落。

进一步地，所述传送装置包括横置在两侧板之间的转动辊和围住所述转动辊的遮挡板，所述转动辊位于所述入货口下部的外侧，通过一驱动装置产生向出货口方向的转动；所述货道控制板设置在所述遮挡板上，所述遮挡板具有一开有通孔的斜面，所述转动辊的轮廓面能够通过所述通孔伸出，以便接触货品，使得货品在转动作用下进入货斗中，有效防止货品卡在入货口处。传送装置位于入货口外侧，能够接住货品防止货品掉落至配货机中，转动辊轮廓面能够从遮挡板的通孔处伸出与货品接触，且转动辊在转动过程中产生推力同时还兼具振动效果，能够保证货品传送到货斗中，有效降低送货失败的概率。

进一步地，所述传送带被所述驱动装置驱动，所述传送带与所述底板呈夹角设置，以防止货品在货斗移动时来回滚动。所述传送带与所述底板的夹角取值为（0，5°]。

进一步地，所述驱动装置包括设置在传送带下方的驱动电机、套置在驱动电机输出轴上的主动齿轮、套置在所述传送带转动轴上的第一齿轮组以及与转动辊连动的第二齿轮组，所述第一齿轮组配合于主动齿轮与第二齿轮组之间。这一设置中，可以通过改变齿轮组中齿轮的大小和齿数来调整转动辊和传送带转动的速度。

进一步地，所述出货口处设有一升降门，当所述传送带移动时，所述升降门遮挡在所述传送带的上表面，以防止货品掉落；所述升降门的两端分别通过连接座套置在竖置的第二导轨上，所述连接座固定连接在一皮带上，所述皮带被一正反转电机驱动，当正反转电机正反转时，所述升降门升降。

进一步地，所述位置光电传感器设有两个，分别位于货斗一侧的上部和下部，工作端均朝向货道，执行步骤1.2和步骤1.3时，位于上部的货道通过位于货斗上部的位置光电传感器扫描，位于下部的货道通过位于货斗下部的位置光电传感器扫描，与只使用一个位置光电传感器相比，上下设置的两个光电传感器能够减少载货装置高度方向的空置空间，提高载货装置空间利用率；所述光电对射传感器具有多组，相对地设置在所述侧板的内侧。

本发明具有的有益效果：本申请的货斗能够沿入货口和出货口方向伸出或回退，既不影响货斗的移动也能有效防止货品从货斗和载货装置之间的缝隙掉落，能够售卖多种形状的货品，普适性较好；此外，本申请采用分布式货道驱动方案，线束设计简单明了，既保证可靠性，又便于维护。

附图说明

图1为配货机的主视图；

图2为配货机的侧视图；

图3为货斗的结构示意图；

图4为货斗内部结构示意图；

图5为出货口结构示意图；

图6为驱动装置结构示意图；

图7为底板结构示意图；

图8为遮挡板与转动辊装配结构示意图；

图9为转动辊结构示意图；

图10为货斗与货道配合出货时结构示意图；

图11为货道供电结构示意图；

图12为实施例采用的调制信号发送电路；

图13为实施例采用的调制信号接收电路；

图中：1-货道；11-货道电路板；12-隔板；13-货道电源线；14-层板；15-货道驱动电机；16-货道控制器；17-货道输送带；2-货斗；21-位置光电传感器；22-货道控制板；23-升降门；24-传送带；25-光电对射传感器；26-底板；261-齿条；262-第一导轨；27-侧板；271-支撑板；272-滑块；273-横移电机；274-驱动齿轮；3-传送装置；31-转动辊；32-遮挡板；321-斜面；4-驱动装置；41-驱动电机；42-主动齿轮；43-第一齿轮组；44-第二齿轮组；5-连接座；6-第二导轨；7-皮带；8-正反转电机；A-入货口；B-出货口。

具体实施方式

下面结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本实施例中配货机控制方法，如图1至图11所示，包括：

步骤1，获得货道1位置信息：

步骤1.1，控制货斗2处于机械原点处；

步骤1.2，控制货斗2纵向移动，使货斗2上的位置光电传感器21扫过货道1的底部，获得相邻储货层的纵向位置信息，然后控制货斗2回到机械原点处，并将定位目标指向第一个储货层；

步骤1.3，控制货斗2移动到第一个储货层的起点位置，然后控制货斗2横向移动，使货斗2上的位置光电传感器21扫过当前储货层的货道1底部，以获得位于当前储货层上的每个货道1的横向位置信息，然后将定位目标指向下一储货层；

步骤1.4，重复步骤1. 3，直至将所有储货层扫描完毕，获得所有货道1的位置信息；

步骤2，驱动：

步骤2.1，货斗2移动：下达出货命令后，驱动货斗2移动到该出货命令对应的货道1处，控制货斗2向该货道1伸出，此时，货斗2上的货道控制板22上的调制光发送元件与货道1上的货道电路板11中的调制光接收元件位置对齐；

步骤2.2，货道1转动：控制货斗2上的货道控制板22发出调制光信号，当该货道1上的货道电路板11接收该调制光信号后，该货道1对应的货道驱动电机15启动，以便驱动货道1内的货道输送带17向前输送待配货品，将货品向货斗2输送；

步骤2.3，分离货品：控制货斗2内传送带24速度大于货道输送带17的速度，利用速度差使待配货品与货道输送带17上未分配的货品分离，以免带出多个货品；

步骤3，停止：当货品进入货斗2时，触发位于货斗2的入货口A一侧的光电对射传感器25，使得光电对射传感器25感应信号发生改变，控制货斗2上的货道控制板22停止发出调制光信号，该货道1对应的货道驱动电机15关闭，进而使货道输送带17停止转动，控制货斗2回退；

步骤4，出货：控制货斗2移动到指定位置，在货斗2出货口B处获得需要的货品。

如图12所示，调制信号发送电路：控制***产生1KHz的方波信号加载到Q3的基极，经Q3放大后通过D4转换成光信号输出，R9为限流电阻。

如图13所示，调制信号接收电路：S1为光信号接收管，Q1为射极跟随器，对S1接收的调制光信号进行电流放大；IC1是电压比较器，R4、R5、R6为分压电阻，分别为IC1的正向输入端和电容C3设定工作电压，C4为滤波电容，抗干扰；在未接收到调制信号时，IC1输出高电平，Q2处于关断状态，控制电机MT（相当于货道驱动电机15）断电；D1、D2、C1、C2组成泵浦电路，在Q1输出的调制信号的控制下，通过C1将电荷泵入C2，在数十个信号周期后，C2二端的电压，即电压比较器IC1反向输入端的电压高于正向输入端以后，IC1输出低电平，Q2导通，电机MT通电旋转；光调制信号消失后，R3为C2提供放电回路，C2二端电压随之降低，IC1再次输出高电平，Q2被关断，电机MT失电停转；D3为防反接二极管。

本申请通过调制光信号驱动货道1，由于调制光信号等效为交流信号，自然光和室内光等效为直流信号，则货道电路板11具有较好抗干扰效果，可靠性较高；货道电路板11的尺寸可以做到很小，成本也不高，易于实施；此外，本发明对加工精度和控制精度要求不高，能够将成本控制在合理范围内，因此采用这种控制方式可靠性较高，能很好地兼顾可靠性和成本。

每个储货层通过层板14隔开，同一储货层上相邻的两货道1通过隔板12隔开，防止货品在相邻货道1之间移动；每个储货层上设有货道电源线13，每个货道1匹配一组彼此相连的货道驱动电机15和货道电路板11，每个货道1的货道电路板11分别连接在货道电源线13上。只要在主控***一侧改变货道电源线13上的电压，就能够改变货道驱动电机15的转速，进而改变货道输送带17的速度，实现不同大小和重量的货品有不同的速度，针对小件商品，输送其的输送带的速度必须比大件商品慢很多，以免出现输送带开动一次送出多件商品的问题，提高货道1对大小不同、重量不同商品的适应能力，保证可靠性。这一分布式布线方式不仅线束简单明了，而且控制方式可靠，便于维护。

货道电路板11设置在货道控制器16内。

为方便执行步骤2.1和步骤3，所述货斗2采用的结构为：所述货斗2包括底板26和两侧板27，所述两侧板27相对且间隔设置形成所述入货口A和所述出货口B，所述底板26上设有齿条261，底板26上固定沿入货口A和出货口B方向设置的第一导轨262；两侧板27的底部通过支撑板271相连，所述支撑板271通过滑块272与所述第一导轨262相连，所述支撑板271与一横移电机273相连，所述横移电机273输出轴上设有驱动齿轮274，所述驱动齿轮274与所述齿条261啮合，控制横移电机273开启，以使两侧板27在所述横移电机273驱动下沿入货口A和出货口B的方向相对所述底板26伸出或回退。

所述入货口A外侧设有传送装置3，用于承接货道1输送的货品，便于货品顺利进入货斗2中，所述货道控制板22设置在所述传送装置3上，执行步骤2.1时，所述传送装置3位于所述待配货品的下方，防止货品从货斗2与货道1之间的间隙处掉落。

所述传送装置3包括横置在两侧板27之间的转动辊31和围住所述转动辊31的遮挡板32，所述转动辊31位于所述入货口A下部的外侧，通过驱动装置4产生向出货口B方向的转动；所述货道控制板22设置在所述遮挡板32上，所述遮挡板32具有开有通孔的斜面321，所述转动辊31的轮廓面能够通过所述通孔伸出，以便接触货品，使得货品在转动作用下进入货斗2中，有效防止货品卡在入货口A处。传送装置3位于入货口A外侧，能够接住货品防止货品掉落至配货机中，转动辊31轮廓面能够从遮挡板32的通孔处伸出与货品接触，且转动辊31在转动过程中产生推力同时还兼具振动效果，能够保证货品传送到货斗2中，有效降低送货失败的概率。

本实施例中转动辊31选择分段式的四角辊，相应地，遮挡板32上通孔的数量与四角辊的分段数量相适应。

所述传送带24被所述驱动装置4驱动，所述传送带24与所述底板26呈夹角设置，以防止货品在货斗2移动时来回滚动。所述传送带24与所述底板26的夹角取值为（0，5°]。

所述驱动装置4包括设置在传送带24下方的驱动电机41、套置在驱动电机41输出轴上的主动齿轮42、套置在所述传送带24转动轴上的第一齿轮组43以及与转动辊31连动的第二齿轮组44，所述第一齿轮组43配合于主动齿轮42与第二齿轮组44之间。这一设置中，可以通过改变齿轮组中齿轮的大小和齿数来调整转动辊31和传送带24转动的速度。

所述出货口B处设有一升降门23，当所述传送带24移动时，所述升降门23遮挡在所述传送带24的上表面，以防止货品掉落；所述升降门23的两端分别通过连接座5套置在竖置的第二导轨6上，所述连接座5固定连接在一皮带7上，所述皮带7被一正反转电机8驱动，当正反转电机8正反转时，所述升降门23升降。

所述位置光电传感器21设有两个，分别位于货斗2一侧的上部和下部，工作端均朝向货道1，执行步骤1.2和步骤1.3时，位于上部的货道1通过位于货斗2上部的位置光电传感器21扫描，位于下部的货道1通过位于货斗2下部的位置光电传感器21扫描，与只使用一个位置光电传感器21相比，上下设置的两个光电传感器能够减少载货装置高度方向的空置空间，提高载货装置空间利用率；所述光电对射传感器25具有多组，相对地设置在所述侧板27的内侧。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求的范围中。

Claims

1.一种配货机控制方法，其特征在于，包括：

步骤1，获得货道(1)位置信息：

步骤1.1，控制货斗(2)处于机械原点处；

步骤1.2，控制货斗(2)纵向移动，使货斗(2)上的位置光电传感器(21)扫过货道的底部，获得相邻储货层的纵向位置信息，然后控制货斗(2)回到机械原点处，并将定位目标指向第一个储货层；

步骤1.3，控制货斗(2)移动到第一个储货层的起点位置，然后控制货斗(2)横向移动，使货斗(2)上的位置光电传感器(21)扫过当前储货层的货道(1)底部，以获得位于当前储货层上的每个货道(1)的横向位置信息，然后将定位目标指向下一储货层；

步骤1.4，重复步骤1.3，直至将所有储货层扫描完毕，获得所有货道(1)的位置信息；

步骤2，驱动：

步骤2.1，货斗移动：下达出货命令后，驱动货斗(2)移动到该出货命令对应的货道处，控制货斗(2)向该货道伸出，此时，货斗(2)上的货道控制板(22)上的调制光发送元件与货道上的货道电路板(11)中的调制光接收元件位置对齐；

步骤2.2，货道转动：控制货斗(2)上的货道控制板(22)发出调制光信号，当该货道上的货道电路板(22)接收该调制光信号后，该货道对应的货道驱动电机(15)启动，以便驱动货道内的货道输送带(17)向前输送待配货品，将货品向货斗输送；

步骤3，停止：当货品进入货斗(2)时，触发位于货斗的入货口一侧的光电对射传感器(25)，使得光电对射传感器(25)感应信号发生改变，控制货斗(2)上的货道控制板(22)停止发出调制光信号，该货道对应的货道驱动电机(15)关闭，进而使货道输送带(17)停止转动，控制货斗(2)回退；

步骤4，出货：控制货斗(2)移动到指定位置，在货斗(2)出货口(B)处获得需要的货品。

2.根据权利要求1所述的配货机控制方法，其特征在于，同一储货层上相邻的两货道(1)通过隔板(12)隔开；每个储货层上设有货道电源线(13)，每个货道(1)匹配一组彼此相连的货道驱动电机(23)和货道电路板(11)，每个货道电路板(11)分别连接在货道电源线(13)上。

3.根据权利要求1所述的配货机控制方法，其特征在于，所述方法还包括步骤2.3，分离货品：控制货斗内传送带(24)速度大于货道输送带(17)的速度，利用速度差使待配货品与货道输送带(17)上未分配的货品分离。

4.根据权利要求3所述的配货机控制方法，其特征在于，所述货斗(2)包括底板(26)和两侧板(27)，所述两侧板(27)相对且间隔设置形成所述入货口(A)和所述出货口(B)，所述底板(26)上设有齿条(261)，底板(26)上固定沿入货口(A)和出货口(B)方向设置的第一导轨(262)；两侧板(27)的底部通过支撑板(271)相连，所述支撑板(271)通过滑块(272)与所述第一导轨(262)相连，所述支撑板(271)与一横移电机(273)相连，所述横移电机(273)输出轴上设有驱动齿轮(274)，所述驱动齿轮(274)与所述齿条(261)啮合，控制横移电机(273)开启，以使两侧板(27)在所述横移电机(273)驱动下沿入货口(A)和出货口(B)的方向相对所述底板(26)伸出或回退，从而实现货斗(2)的入货口(A)一侧向货道(1)伸出或回退。

5.根据权利要求4所述的配货机控制方法，其特征在于，所述入货口(A)外侧设有传送装置(3)，所述货道控制板(22)设置在所述传送装置(3)上，执行步骤2.1时，所述传送装置(3)位于所述待配货品的下方。

6.根据权利要求5所述的配货机控制方法，其特征在于，所述传送装置(3)包括横置在两侧板(27)之间的转动辊(31)和围住所述转动辊(31)的遮挡板(32)，所述转动辊(31)位于所述入货口(A)下部的外侧，通过一驱动装置(4)产生向出货口(B)方向的转动；所述货道控制板(22)设置在所述遮挡板(32)上，所述遮挡板(32)具有一开有通孔的斜面(321)，所述转动辊(31)的轮廓面能够通过所述通孔伸出，使得货品在转动作用下进入货斗(2)中。

7.根据权利要求6所述的配货机控制方法，其特征在于，所述传送带(17)被所述驱动装置(4)驱动，所述传送带(17)与所述底板(26)呈夹角设置。

8.根据权利要求7所述的配货机控制方法，其特征在于，所述驱动装置(4)包括设置在传送带(17)下方的驱动电机(41)、套置在驱动电机(41)输出轴上的主动齿轮(42)、套置在所述传送带(17)转动轴上的第一齿轮组(43)以及与转动辊(31)连动的第二齿轮组(44)，所述第一齿轮组(43)配合于主动齿轮(42)与第二齿轮组(44)之间。

9.根据权利要求5所述的配货机控制方法，其特征在于，所述出货口(B)处设有一升降门(23)，当所述传送带(17)移动时，所述升降门(23)遮挡在所述传送带(17)的上表面，以防止货品掉落；所述升降门(23)的两端分别通过连接座(5)套置在竖置的第二导轨(6)上，所述连接座(5)固定连接在一皮带(7)上，所述皮带(7)被一正反转电机(8)驱动，当正反转电机(8)正反转时，所述升降门(23)升降。

10.根据权利要求4或5所述的配货机控制方法，其特征在于，所述位置光电传感器设有两个，分别位于货斗(2)一侧的上部和下部，工作端均朝向货道，执行步骤1.2和1.3时，位于上部的货道通过位于货斗(2)上部的位置光电传感器扫描，位于下部的货道通过位于货斗下部的位置光电传感器扫描；所述光电对射传感器(25)具有多组，相对地设置在所述侧板(27)的内侧。