多货道单电机控制的智能售货机设计

荣健博　赵玉凤　李辰皓　王宇轩

摘 要：随着社会的发展和科技的进步，智能化设备在各个领域得到了广泛的应用，其中智能售货机作为一种便捷高效的自动销售设备，在零售行业中扮演着越来越重要的角色。本文提出了一种基于多货道单电机控制的智能售货机设计方案，通过对售货机的结构、控制系统以及功能实现进行深入研究和分析，旨在提高售货机的性能、效率和用户体验。

关键词：智能售货机；多货道；单电机控制；设计方案

随着生活水平的提高和消费习惯的变化，人们对购物体验的要求也越来越高，传统的手动购物方式已经无法满足现代人的需求。智能售货机因其便捷、快速、安全等优点受到了广泛的欢迎，已经成为了商场、办公楼、校园等公共场所不可或缺的设备之一[1-2]。然而，目前市场上的大多数售货机仍存在一些问题，如货道之间的空间浪费、电机数量多、成本高等，为了解决这些问题，本文提出了一种新型的多货道单电机控制的智能售货机设计方案[3]。

一、售货机的设计及工作原理

（一）售货机的设计

本文设计的智能售货机采用了多货道设计，每个货道可以放置不同种类的商品，以满足用户不同的购物需求。智能售货机外形结构如图1所示，为了节省空间，减少成本，通过联动的方式来进行控制。售货机的整体结构包括外壳、存货丝、存货架、触摸屏等部件，外壳选择金属或玻璃材质，表面光滑坚固，具有防水、防尘、防撞击等功能，保证售货机的稳定性和耐用性。机器正面配有透明玻璃门，方便顾客观察商品展示，侧面和顶部则设有简洁的按钮和显示屏，方便操作和显示商品信息。玻璃门右侧设有屏幕和识别镜头，用于选择和支付。整体设计符合现代消费者对于便捷、美观的需求。为了减小了占用空间，降低了生产成本。售货机采用一个出货电机，实现每个货道的出货任务，出货部件的结构如图2所示。

（二）售货机的工作原理

出货部件的结构包括Z轴丝杠模组、X轴丝杠模组、移动板、固定板、出货电机及移动电机，Z轴丝杠模组竖直安装于后盖板的内壁上，X轴丝杠模组水平安装于Z轴丝杠模组的丝杠滑块上，移动板平行安装于X轴丝杠模组的丝杠滑块上。通过Z轴丝杠模组及X轴丝杠模组联动将摩擦环转移至选定货物的正后方，再通过移动电机带动螺纹杆旋转，并将摩擦环紧密套住到其正前方的摩擦块上，借助彼此之间的摩擦力实现有效连接，再通过出货电机经从动轴带动存货丝旋转，進而实现对存货丝上的货物的取出，货物则在重力作用下落在取货口处[4]。

二、控制系统设计

货道电机通过单片机控制，实现对货道内商品的出售。单片机通过接收来自货物传感器的信号，判断货道内是否有商品，并根据用户的操作指令控制电机的转动，将所选商品送至取货口[4]。支付系统采用了多种支付方式，包括现金支付、刷卡支付、二维码支付等，提供了更加便捷的购物体验。

三、功能实现

除了基本的商品销售功能外，本文设计的智能售货机还具有以下特色功能：自动补货功能：通过与供货商的系统对接，实现对售货机内商品库存的实时监控，当某个商品库存不足时，自动发送补货请求，保证售货机的供货充足[5]。

远程监控功能：售货机与云端服务器连接，管理员可以通过手机App或电脑远程监控售货机的运行状态、销售情况等信息，及时处理异常情况。

数据统计分析功能：售货机可以记录每天的销售数据，包括商品销售量、销售额、最受欢迎的商品等信息，为商家提供决策参考。

四、总结与展望

本文提出了一种基于多货道单电机控制的智能售货机设计方案，通过对售货机的结构、控制系统以及功能实现进行了详细的设计和分析，该方案不仅可以有效解决传统售货机存在的问题，还具有较高的实用性和可操作性。然而，由于篇幅所限，本文未对具体的硬件电路设计和软件程序编写进行深入探讨，未来可以进一步完善和优化设计方案，提高售货机的性能和用户体验。

参考文献：

[1]王瑞珑.自动售货机的发展现状及趋势研究[J].现代职业教育，2021（36）：224-225.

[2]刘湘.自动售货机智能控制系统研究与设计[J].中国新技术新产品，2021（15）：63-65.DOI：10.13612/j.cnki.cntp.2021.15.021.

[3]毛宇晨，黎俊.货架管理模型的选品与布局启示——以自动售货机为例[J].科技促进发展，2021，17（12）：2138-2147.

[4]冯高明，邱文仙，金明磊.售货机升降系统S型速度控制策略研究[J/OL].电子科技：1-9[2024-02-21].DOI：10.16180/j.cnki.issn1007-7820.2024.05.008.

[5]冯万城，潘优勇，王天宇，苏嘉成，赵星寒，李琛，王希贵.人机交互式无人售货机补货出货装置机构设计[J].科技创新与生产力，2022（12）：57-60.

通讯作者：赵玉凤，女，讲师，研究方向：机械设计、材料表面改性。

基金项目：项目名称：多货道单电机控制的智能售货机设计，项目编号：XDC2023081