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，江蘇 揚州 225001；2.揚州市職業(yè)大學，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識并通過設(shè)備內(nèi)部和網(wǎng)絡后臺通信，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的導軌上進行上下滑動，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軌上進行往復移動，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)?？梢詫⒂疽掳b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軌作直線往復運動?？稍谧詣邮圬洐C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)客戶消費習慣，為商家精準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。