多貨道單電機控制的智能售貨機設計

榮健博　趙玉鳳　李辰皓　王宇軒

摘 要：隨著社會的發展和科技的進步，智能化設備在各個領域得到了廣泛的應用，其中智能售貨機作為一種便捷高效的自動銷售設備，在零售行業中扮演著越來越重要的角色。本文提出了一種基于多貨道單電機控制的智能售貨機設計方案，通過對售貨機的結構、控制系統以及功能實現進行深入研究和分析，旨在提高售貨機的性能、效率和用戶體驗。

關鍵詞：智能售貨機；多貨道；單電機控制；設計方案

隨著生活水平的提高和消費習慣的變化，人們對購物體驗的要求也越來越高，傳統的手動購物方式已經無法滿足現代人的需求。智能售貨機因其便捷、快速、安全等優點受到了廣泛的歡迎，已經成為了商場、辦公樓、校園等公共場所不可或缺的設備之一[1-2]。然而，目前市場上的大多數售貨機仍存在一些問題，如貨道之間的空間浪費、電機數量多、成本高等，為了解決這些問題，本文提出了一種新型的多貨道單電機控制的智能售貨機設計方案[3]。

一、售貨機的設計及工作原理

（一）售貨機的設計

本文設計的智能售貨機采用了多貨道設計，每個貨道可以放置不同種類的商品，以滿足用戶不同的購物需求。智能售貨機外形結構如圖1所示，為了節省空間，減少成本，通過聯動的方式來進行控制。售貨機的整體結構包括外殼、存貨絲、存貨架、觸摸屏等部件，外殼選擇金屬或玻璃材質，表面光滑堅固，具有防水、防塵、防撞擊等功能，保證售貨機的穩定性和耐用性。機器正面配有透明玻璃門，方便顧客觀察商品展示，側面和頂部則設有簡潔的按鈕和顯示屏，方便操作和顯示商品信息。玻璃門右側設有屏幕和識別鏡頭，用于選擇和支付。整體設計符合現代消費者對于便捷、美觀的需求。為了減小了占用空間，降低了生產成本。售貨機采用一個出貨電機，實現每個貨道的出貨任務，出貨部件的結構如圖2所示。

（二）售貨機的工作原理

出貨部件的結構包括Z軸絲杠模組、X軸絲杠模組、移動板、固定板、出貨電機及移動電機，Z軸絲杠模組豎直安裝于后蓋板的內壁上，X軸絲杠模組水平安裝于Z軸絲杠模組的絲杠滑塊上，移動板平行安裝于X軸絲杠模組的絲杠滑塊上。通過Z軸絲杠模組及X軸絲杠模組聯動將摩擦環轉移至選定貨物的正后方，再通過移動電機帶動螺紋桿旋轉，并將摩擦環緊密套住到其正前方的摩擦塊上，借助彼此之間的摩擦力實現有效連接，再通過出貨電機經從動軸帶動存貨絲旋轉，進而實現對存貨絲上的貨物的取出，貨物則在重力作用下落在取貨口處[4]。

二、控制系統設計

貨道電機通過單片機控制，實現對貨道內商品的出售。單片機通過接收來自貨物傳感器的信號，判斷貨道內是否有商品，并根據用戶的操作指令控制電機的轉動，將所選商品送至取貨口[4]。支付系統采用了多種支付方式，包括現金支付、刷卡支付、二維碼支付等，提供了更加便捷的購物體驗。

三、功能實現

除了基本的商品銷售功能外，本文設計的智能售貨機還具有以下特色功能：自動補貨功能：通過與供貨商的系統對接，實現對售貨機內商品庫存的實時監控，當某個商品庫存不足時，自動發送補貨請求，保證售貨機的供貨充足[5]。

遠程監控功能：售貨機與云端服務器連接，管理員可以通過手機App或電腦遠程監控售貨機的運行狀態、銷售情況等信息，及時處理異常情況。

數據統計分析功能：售貨機可以記錄每天的銷售數據，包括商品銷售量、銷售額、最受歡迎的商品等信息，為商家提供決策參考。

四、總結與展望

本文提出了一種基于多貨道單電機控制的智能售貨機設計方案，通過對售貨機的結構、控制系統以及功能實現進行了詳細的設計和分析，該方案不僅可以有效解決傳統售貨機存在的問題，還具有較高的實用性和可操作性。然而，由于篇幅所限，本文未對具體的硬件電路設計和軟件程序編寫進行深入探討，未來可以進一步完善和優化設計方案，提高售貨機的性能和用戶體驗。

參考文獻：

[1]王瑞瓏.自動售貨機的發展現狀及趨勢研究[J].現代職業教育，2021（36）：224-225.

[2]劉湘.自動售貨機智能控制系統研究與設計[J].中國新技術新產品，2021（15）：63-65.DOI：10.13612/j.cnki.cntp.2021.15.021.

[3]毛宇晨，黎俊.貨架管理模型的選品與布局啟示——以自動售貨機為例[J].科技促進發展，2021，17（12）：2138-2147.

[4]馮高明，邱文仙，金明磊.售貨機升降系統S型速度控制策略研究[J/OL].電子科技：1-9[2024-02-21].DOI：10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.008.

[5]馮萬城，潘優勇，王天宇，蘇嘉成，趙星寒，李琛，王希貴.人機交互式無人售貨機補貨出貨裝置機構設計[J].科技創新與生產力，2022（12）：57-60.

通訊作者：趙玉鳳，女，講師，研究方向：機械設計、材料表面改性。

基金項目：項目名稱：多貨道單電機控制的智能售貨機設計，項目編號：XDC2023081