自助販賣終端取物口改良設計實踐

周子龍　李為慶　徐鳳芹

摘要：為了提高自助販賣終端的易用性，文章針對現階段市場自助販賣機的取物口進行人機工程設計分析，對其位置、結構及操作方式等方面存在的問題做了改進，采取機械托運裝置托運貨物的方式，并將取物口位置和結構進行改進，從而提高自助終端取物操作的便利性。

關鍵詞：自助終端;“U”型貨柜;人機工程;機械臂托運;取物口位置

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2019）08-0151-02

自動售貨機是無人自動售貨，集光、機、電一體化的商業自動化設備。自動售貨機不受場地限制，方便快捷，目前很多城市的公共場所都放置有自動售貨機。自助售貨終端相對超市、百貨購物中心等流通渠道，人工費用、場地的局限性以及購物的便利性等因素的制約都有很大程度地緩解，這些采用現代電子技術、控制器（PLC）、自動控制技術和通訊技術等自動服務設施，因其實用、方便的特性越來越受消費者和社會的認可和歡迎。

近幾年，自動售貨機在外觀造型、內部空間布局及付費方式等方面有了很大地進步，但在取物箱設計上還有很大的優化空間，現階段市場上的自助售貨終端取物口主要是位于機器底部，通過向上翻轉來取出物品，一是造成取物不方便，需要彎腰拿出物品;二是物品出貨時容易造成損害，沒有達到現在對商品質量越來越高的設計要求。

1自助販賣終端設計分析

1.1現有自助販賣終端結構分析

現階段自助販賣機終端結構包括箱體外觀、商品樣品展示、商品儲存部分以及商品驅動機構等主要部分。

箱體正面分為商品展示窗、價格標簽、付款方式及金額顯示等部分，是完成商品價格介紹、付款信息、取物等整個過程的部分。機器下部為退幣口和顧客取貨口。自動售貨機箱體必須堅固防盜、高雅美觀、防雨通風等。

商品樣品展示部分相當于商店櫥窗或者柜臺，向顧客呈現完整的商品信息。由透明有機玻璃、樣品展示架、價格標簽、選購按鈕和照明燈等組成。

商品貯存部分有可垂直排放各種同類產品的格架，商品貯存在格架上。

商品驅動機構的驅動技術根據售出商品類型的不同可分成三種。第一種為圓柱型商品如易拉罐、酒瓶等的電磁閥帶動翻板的驅動方式;第二種為六方體型商品如香煙、紙盒包裝品等的微電機帶動連桿平推的驅動方式;第三種為對薄形片狀商品如磁卡、票券等的微電機帶動捻拉機構的驅動方式。

1.2現有自助販賣終端取物口存在的問題

目前，市場上的自助售賣終端為了追求儲物空間的最大化，必須控制其余部件所占的體積，傳統取物箱結構由于防盜方式所限，高度較高并會占用自助售貨機內部過多空間。這種使位于取物箱后部的防盜板向上翻轉來封閉取物箱上部開口的方式，雖然簡單可靠，但必須留出取物門與防盜板翻轉所需的高度空間，并不能滿足自助售貨終端的設計要求。所以，要優化取物口的設計必須要優化終端內部結構，使其達到易用性需要。

2自助販賣機取物口的設計方法

在產品開發的階段可運用人機工程學的設計方法進行設計。人機工程學是研究人在工作環境中的解剖學、生理學、心理學等諸方面因素，研究人——機器——環境系統中的交互作用著各個組成部分（效率、安全、健康、舒適等）在工作條件下、在家庭中、在閑暇時間內如何達到最優化的一門學科。該設計方法容易操作實現，通過查詢相關數據并計算得出適合人行為操作的方案。自助販賣機取物口的改良設計要求該設計與人體的尺寸、形狀及用力是否配合;是否順手和方便使用;是否能避免使用者操作時受到意外的傷害和錯用時產生的危險。通過人機工程學設計方法確定自助販賣機取物口改良的方向和數據，它能確定取物口的大小尺寸，取物口的位置。

3自助販賣終端取物口改良設計的流程

3.1設計思考

產品設計應從人、機、環境整個系統進行分析思考，人——機——環境系統是指共處于同一時間和空間的，人與它們所處的周圍環境所構成的系統。具體到自助販賣機取物口的設計中可進行以下思考：

人：基于用戶行為習慣的產品設計方法的正確使用，針對不同人群的需求，提高人與產品的互動性，為企業塑造出更具競爭力和前瞻力的產品。

機：針對機器本身，其一，考慮用戶在各種情況下能夠輕松取到貨品;其二，在同樣體積下能夠儲存更多貨品，盡量避免造成售空的情況發生;其三，販賣機采取人性化的設計更能方便用戶操作。

環境：日常生活環境及自助終端擺放位置等。

得出方案：將自助販賣機內部貨品傳輸裝置加以改造，增加機械手臂（機構簡圖如圖1所示）、販賣機貨柜儲物箱采用“U”字型（“U”型貨柜簡易圖如圖2所示）以及紅外線自動感應門（結構如圖3所示）。在下單后出貨指令生成，中央主板控制機械手臂在“U”型貨柜箱內進行選取貨物，隨后通過紅外線感應裝置，感應成功后感應門隨之打開，機械手臂伸出托盤至出口，方便用戶提取貨品。

取物口高度設計：取物口高度選擇人體第五十百分位的數據，這樣能適應大多數人的操作。根據我國成人年身高主要尺寸得：男生平均身高為167.8cm，女生平均身高為157.0cm，設身高為H，人抬手得高度為0.766H，男生抬手高度為0.766H×167.8cm=128.5848cm，女生抬手高度為0.766H×157.0cm=120.262cm。選擇中間值，所以取物口的高度應為124.3984cm。

取物口大?。喝∥锟诖笮「鶕袌霾秃写笮Q定，應選取第五百分數，現有市場餐盒數據：圓柱形：120mm×46mm，120mm×65mm，140mm×70mm，140mm×95mm;方形：157mm×120mm×50mm，177mm×128mm×57mm，根據第五百分數，取物口大小應為178mm×124mm×96mm。

3.2方案確定及深化

自助販賣終端取物口高度確定為124.40cm，取物口大小確定為178mm×124mm×96mm且此改良產品具有新型“U”型貨柜，能夠更有效化利用有限空間，從而儲存更多商品。而且貨柜中間的空間方便機械手臂活動，不會產生碰撞發生故障。機械手臂在靜止時處于收縮狀態，位于販賣機貨柜下方，采取鋁合金輕型鋼材料，使機械手臂更加輕便，方便日常工作而且不易損壞和保養維修。在用戶下單并由中央主板發出指令后，位于機械手臂內的鏈條帶動齒輪使手臂伸長，露出托盤與夾手，通過機械手臂與柜體連接的滑塊帶動手臂移動，到達用戶所選取的商品面前，由商品背后的推板將商品推到手臂的托盤上并且被夾手輕夾固定，再由滑塊帶動機械手臂移至柜體右側，中央主板根據手臂的不同伸長量發出不同的指令，使托盤準確到達紅外線掃描口，紅外線掃描成功后，會將商品信息實時同步到數據庫并在自動販賣機屏幕顯示器上提示“出貨成功，祝您用餐愉快”，接著感應門在收到指令后自動打開并伸出托板，機械手臂托盤伸出，夾手張開，由托盤后的小推塊將商品推至出口托板上。在托板后半部分貼有減速帶，防止商品滑出托板造成損失。在出貨后，機械手臂接著移動使托盤退出托板到達待命位置，等待下一步指令，同時感應門上紅外線感應商品是否被用戶取走，感應到取走后托板收回，感應門關閉，至此商品出貨成功，用戶可以進行下—件商品的選擇與購買。

3.3設計方案優勢分析

常規自助販賣機出口設于機體下方，目的是為了能夠存儲更多商品，達到更多的利潤，但是位于下方的出口需要用戶進行彎腰來取商品，給行為不方便的人帶來不適。

此改良方案采用新型“U”型結構柜體，變線為面，取物口位于掃碼處下方，高度和大小采用人機工程數據，這樣既可以有效地利用空間，儲存更多商品，也符合人機工程學要求。

4結語

自助販賣機的存在是為了更方便地為消費者提供服務，在設計中如何滿足消費者的需求，是自動販賣機經營的核心。自助終端的發展趨勢是功能愈加完善、種類豐富、消費體驗性良好。通過文章的初步研究，將自助販賣機的取物口從向上翻轉取物改良成由機械臂機構將物品自動遞給消費者，并采用自動感應開門的方式，使購物、取物的易用性增強，提高了人們的購買效率。