自動米飯售賣機的設計與實現(xiàn)

張航偉， 劉曉紅， 文懷興

(陜西科技大學機電工程學院， 陜西 西安 710021)

0 引言

隨著科技的發(fā)展和社會的進步，自動化商業(yè)機械有了越來越廣泛的應用，自動售貨機作為自動化商業(yè)機械的代表被廣泛應用于公共場所自動售貨，給人們的生活帶來了極大的方便.為了解決大學食堂及大型工廠、大規(guī)模企事業(yè)單位由于人多打飯排隊浪費時間及人工打飯不衛(wèi)生的現(xiàn)象，作者進行了自動米飯售賣機的研發(fā).自動米飯售賣機的方便性及靈敏性適應了社會生活的快節(jié)奏、高效率，也保證了人們的飲食衛(wèi)生條件.同時，自動售貨機省去了大量的勞動力，從而節(jié)約了大筆資金，降低了經(jīng)營成本，將逐漸成為人們日常生活中不可缺少的售貨方式.

圖1 自動米飯售賣機原理方案圖 1-鏈輪;2-同步齒形帶1;3-飯盤;4-聯(lián)軸器;5-電機2;6-絲杠1;7-拖臺;8-氣缸1;9-切刀;10-電機3;11-絲杠2;12-氣缸2;13-同步齒形帶2;14-飯盤;15-齒輪;16-電機1;17-錐齒輪

1 自動米飯售賣機的整體設計

1.1 整機的原理方案圖

本臺自動米飯售賣機的執(zhí)行機構由電機、鏈輪、同步齒形帶、絲杠、氣缸、齒輪、切刀、飯盤、聯(lián)軸器等機構組成，主要包括儲飯裝置、米飯傳送裝置、米飯切割裝置，在它們的共同作用下，完成從米飯的切割到出售全過程，其中飯盤的傳送是靠同步帶來實現(xiàn)，切刀在步進電機和絲杠的共同作用下達到定位點.

整機工作原理過程：飯盤事先安放在帶附件的鏈條上，當電機1轉動時，鏈輪轉動將飯盤放到同步帶上，同時由于鏈輪軸與同步齒形帶軸由錐齒輪連接，使得同步齒形帶實現(xiàn)同步傳動，直至把飯盤送上拖臺為止，電機1停止運動.當有人刷卡(打米飯)時，電機3正轉之后停止，然后汽缸1運動完成對米飯的切割，電機3反轉把米飯送出.當?shù)谝涣忻罪埵弁旰?，電機2開始運動,T時間后停止.如此往復直至整盤米飯售完，汽缸2運動把空盤拉到帶2上，由于兩帶輪軸由齒輪連接，所以能實現(xiàn)同步反向運動，飯盤由帶2送出.電機2反轉回到初始位置，開始下一輪的循環(huán).

1.2 主要裝置的設計

1.2.1 儲飯裝置

圖2 儲送飯裝置結構示意圖 圖3 飯盤傳送機構示意圖

圖4 飯盤形式示意圖 圖5 米飯切割裝置工作示意圖

圖6 自動米飯售賣機工作流程圖

如圖2所示，該機構包括鏈輪、帶附件的鏈及同步齒形帶，其中帶輪與鏈輪通過錐齒輪相連實現(xiàn)同步傳動.鏈輪順時針轉動將其上存儲的米飯盤依次放在同步齒形帶上，由同步齒形帶將飯盤送到托臺上，進而完成下一步動作.鏈的附件上能儲存多盤米飯，可減少人工操作，并且為其它售飯機的開發(fā)設計提供了方便.

1.2.2 米飯傳送裝置

米飯傳送裝置(見圖3)采用同步帶傳動來控制飯盤的定位，利用電機帶動主動輪，然后通過同步帶使位于同步帶上的飯盤在Y向移動，從而達到預定地點，其結構簡單，造價低廉，只需要一個電機就可以帶動該傳送機構，而且通過加一支撐輪和采用限位裝置就可使飯盤到達定位點.盛有米飯的飯盤如圖4所示，是帶插板的特種飯盤，該飯盤中的插板可將米飯分欄，這樣正好可以解決米飯有粘性不易分離的問題.

1.2.3 米飯切割裝置

米飯切割裝置如圖5所示，采用直線電機完成對切刀切飯方向的控制，在直線電機和齒輪軸的共同配合下，切刀主體會在Z方向按照控制系統(tǒng)的要求上下運動實現(xiàn)對米飯的切割，進而將米飯推出至顧客的飯盒中.

2 自動米飯售賣機工作流程圖

售賣機在開機后，首先進行初始化，使得飯盤處于第一次切割位置，等待顧客請求.若存在用戶需求，則先進行切割量計算然后再驅動切刀裝置開始上下切割米飯，到達指定位置后，檢測飯盒是否到位，若飯盒到位則將米飯輸出到飯盒中，由用戶自行取走，同時控制系統(tǒng)記錄本次切割點且切刀裝置復位，等待下次出售.

3 結束語

自動售貨機是一種無人自動售貨的自動化機器，它是商業(yè)自動化的常用設備，不受時間、地點的限制，能節(jié)省人力、方便交易、取代部分人為的操作，從而節(jié)省大量的人力資源.本文設計的自動米飯售賣機除了能保障米飯的清潔衛(wèi)生外，還解決了大工廠、企業(yè)及大學食堂打飯排隊浪費時間等問題，并降低了經(jīng)營成本，同時它也是我國機械電子行業(yè)發(fā)展水平的標志，對提高人們的生活質量有著積極的意義.

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