智能泳裝售貨機的系統(tǒng)設(shè)計

張歆伊，戴亦宗，張友宏

(1.揚州大學(xué)，江蘇 揚州 225001；2.揚州市職業(yè)大學(xué)，江蘇 揚州 225001)

1 引言

泳裝是人們在水中、海灘活動或模特選美時展示形體的專用服裝。泳裝這類商品在全球特別是歐美地區(qū)有著相當(dāng)大的需求，是夏季游泳、沙灘度假的必備品，在流行時尚前沿占據(jù)一席之地。目前，泳裝的銷售主要集中在網(wǎng)購、專營店、商場以及一些微型商戶。網(wǎng)購可供選擇的款式最為豐富，但不能作為應(yīng)急之用。泳裝銷售商在每個高端市場和酒店場所配套設(shè)置泳裝專營店需要花費很大的成本，用大量的人力去銷售和管理也顯得不切實際。因此，用自動售貨機來輔助進行銷售是解決上述問題的有效辦法。

本研究設(shè)計的一種泳裝自動售貨機以代替人力完成泳裝的銷售和管理，結(jié)構(gòu)新穎，運動響應(yīng)快速，運行流暢，提高了理貨速度，實現(xiàn)了庫存數(shù)據(jù)自動管理。

2 系統(tǒng)整體設(shè)計

2.1 基本結(jié)構(gòu)框架

如圖1所示，自動售貨機由售貨機殼體、水平運動機構(gòu)、垂直運動機構(gòu)、掃碼推頂機構(gòu)、倉儲機構(gòu)和電氣控制模塊組成。通過有線網(wǎng)絡(luò)與云端遠程連接并保持在線，通過云端對銷售情況進行管理及調(diào)度。售貨機內(nèi)部有140個倉位，最多可容納140件商品。商品用專用包裝桶包裝，每件商品允許有各自的品類、型號、價格及其他信息。每件商品通過獨立的二維碼進行標(biāo)識并通過設(shè)備內(nèi)部和網(wǎng)絡(luò)后臺通信，實現(xiàn)自動識別。每次上貨后，設(shè)備對倉位進行建倉掃描，掃描后的貨物類型、數(shù)量等信息存儲在本地并上傳到云端。

圖1 泳衣售貨機整體結(jié)構(gòu)

2.2 機械結(jié)構(gòu)

2.2.1 垂直、水平運動結(jié)構(gòu)

垂直、水平運動結(jié)構(gòu)可以推動貨物在內(nèi)部的垂直、水平方向進行移動，可輔助泳裝商品的自動補貨和售出動作。垂直升降結(jié)構(gòu)由機架、伺服電機、主動帶輪、從動帶輪、主動軸、從動軸、同步帶、導(dǎo)軌、滑塊、從動輪安裝底板、從動輪安裝頂板、左背板和右背板構(gòu)成[1]。在伺服電機和同步帶傳動的共同作用下，由伺服電機的轉(zhuǎn)動帶動右同步帶作上下往復(fù)運動，由右同步帶上的同步帶夾緊塊連同右滑塊帶動左滑塊在相應(yīng)的導(dǎo)軌上進行上下滑動，在左右滑塊之間設(shè)置搭載平臺，從而使平臺作垂直方向的運動[2]。

水平運動機構(gòu)，包括機架、伺服電機、主動帶輪、從動帶輪、水平導(dǎo)軌和水平運動模塊底板構(gòu)成，如圖2 所示。在伺服電機和同步帶傳動的共同作用下，由同步帶上的夾塊帶動滑塊在水平導(dǎo)軌上進行往復(fù)移動，從而帶動水平運動模塊底板的移動。

系統(tǒng)的垂直、水平運動結(jié)構(gòu)新穎，運動平穩(wěn)、精確、快速，有效輔助了泳裝商品的自動補貨和售出動作，提高了自動售貨效率。

圖2 運動傳動結(jié)構(gòu)

2.2.2 掃碼推頂機構(gòu)設(shè)計

售貨機取貨用推頂機構(gòu)。可以將泳衣包裝桶平滑順利地從貨倉里推出，如圖3所示。系統(tǒng)由直流電機、同步帶、主動同步帶輪、從動同步帶輪、導(dǎo)軌、滑塊、推桿和限位開關(guān)構(gòu)成[3]。其中，滑塊通過一個連接板與同步帶連接起來，推桿固定安裝在滑塊上。通電時，在直流電機和同步帶輪的作用下帶動同步帶運動，從而帶動推桿沿著導(dǎo)軌作直線往復(fù)運動。可在自動售貨機內(nèi)部完成推頂動作。

掃碼模塊由掃碼器、控制電路和支架構(gòu)成。支架與運動運動平臺固定連接在一起，掃碼器固定設(shè)置在支架上，隨著推頂機構(gòu)做垂直、水平運動，到達某一個倉位，通過掃描該倉位泳衣包裝桶上的二維碼，將貨物信息存儲并上傳到上位機。

圖3 掃碼推頂機構(gòu)

3 系統(tǒng)電路設(shè)計

3.1 電氣電路設(shè)計

系統(tǒng)的電氣電路由220 V電源提供給伺服電機、開關(guān)電源、多媒體顯示器。開關(guān)電源直流電為直流電機、控制器模塊、支付電路模塊提供電源。電路中設(shè)計了電源濾波電路。電源濾波器是一種低通濾波器，它允許直流或50 Hz的工作電流通過，而不允許頻率較高的電磁干擾電流通過。為保證伺服電機運行精度，電源線濾波器能防止電網(wǎng)上的干擾進入設(shè)備對設(shè)備產(chǎn)生不良影響。

3.2 系統(tǒng)電氣控制設(shè)計

系統(tǒng)由支付電路、控制運動電路、上位機，網(wǎng)絡(luò)通信接口組成[4]，如圖4所示。支付電路支持微信、支付寶、IC卡支付模式。模塊通過射頻、接收用戶支付數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)接口傳送給上位機，先解析校驗用戶請求數(shù)據(jù)后，根據(jù)用戶的支付金額等參數(shù)，生成AES加密支付報文，向銀行服務(wù)器發(fā)送支付請求數(shù)據(jù)，此后，模塊將進入等待支付結(jié)果狀態(tài)，服務(wù)器反饋支付成功后，上位機根據(jù)貨物信息，計算出最佳運動軌跡給運動控制器，驅(qū)動伺服電機運行，進而出貨。

圖4 電氣控制電路框架

4 結(jié)語

本研究設(shè)計的泳裝自動售貨機，既可自動完成泳裝自助銷售工作，也具有智能數(shù)據(jù)管理功能，可為商家提供實時數(shù)據(jù)統(tǒng)計，分析不同地區(qū)客戶消費習(xí)慣，為商家精準(zhǔn)管理售貨機提供支持，輔助泳裝商品的補貨、管理工作，提高自動售貨效率。