智能泳装售货机的系统设计

张歆伊，戴亦宗，张友宏

(1.扬州大学，江苏 扬州 225001；2.扬州市职业大学，江苏 扬州 225001)

1 引言

泳装是人们在水中、海滩活动或模特选美时展示形体的专用服装。泳装这类商品在全球特别是欧美地区有着相当大的需求，是夏季游泳、沙滩度假的必备品，在流行时尚前沿占据一席之地。目前，泳装的销售主要集中在网购、专营店、商场以及一些微型商户。网购可供选择的款式最为丰富，但不能作为应急之用。泳装销售商在每个高端市场和酒店场所配套设置泳装专营店需要花费很大的成本，用大量的人力去销售和管理也显得不切实际。因此，用自动售货机来辅助进行销售是解决上述问题的有效办法。

本研究设计的一种泳装自动售货机以代替人力完成泳装的销售和管理，结构新颖，运动响应快速，运行流畅，提高了理货速度，实现了库存数据自动管理。

2 系统整体设计

2.1 基本结构框架

如图1所示，自动售货机由售货机壳体、水平运动机构、垂直运动机构、扫码推顶机构、仓储机构和电气控制模块组成。通过有线网络与云端远程连接并保持在线，通过云端对销售情况进行管理及调度。售货机内部有140个仓位，最多可容纳140件商品。商品用专用包装桶包装，每件商品允许有各自的品类、型号、价格及其他信息。每件商品通过独立的二维码进行标识并通过设备内部和网络后台通信，实现自动识别。每次上货后，设备对仓位进行建仓扫描，扫描后的货物类型、数量等信息存储在本地并上传到云端。

图1 泳衣售货机整体结构

2.2 机械结构

2.2.1 垂直、水平运动结构

垂直、水平运动结构可以推动货物在内部的垂直、水平方向进行移动，可辅助泳装商品的自动补货和售出动作。垂直升降结构由机架、伺服电机、主动带轮、从动带轮、主动轴、从动轴、同步带、导轨、滑块、从动轮安装底板、从动轮安装顶板、左背板和右背板构成[1]。在伺服电机和同步带传动的共同作用下，由伺服电机的转动带动右同步带作上下往复运动，由右同步带上的同步带夹紧块连同右滑块带动左滑块在相应的导轨上进行上下滑动，在左右滑块之间设置搭载平台，从而使平台作垂直方向的运动[2]。

水平运动机构，包括机架、伺服电机、主动带轮、从动带轮、水平导轨和水平运动模块底板构成，如图2 所示。在伺服电机和同步带传动的共同作用下，由同步带上的夹块带动滑块在水平导轨上进行往复移动，从而带动水平运动模块底板的移动。

系统的垂直、水平运动结构新颖，运动平稳、精确、快速，有效辅助了泳装商品的自动补货和售出动作，提高了自动售货效率。

图2 运动传动结构

2.2.2 扫码推顶机构设计

售货机取货用推顶机构。可以将泳衣包装桶平滑顺利地从货仓里推出，如图3所示。系统由直流电机、同步带、主动同步带轮、从动同步带轮、导轨、滑块、推杆和限位开关构成[3]。其中，滑块通过一个连接板与同步带连接起来，推杆固定安装在滑块上。通电时，在直流电机和同步带轮的作用下带动同步带运动，从而带动推杆沿着导轨作直线往复运动。可在自动售货机内部完成推顶动作。

扫码模块由扫码器、控制电路和支架构成。支架与运动运动平台固定连接在一起，扫码器固定设置在支架上，随着推顶机构做垂直、水平运动，到达某一个仓位，通过扫描该仓位泳衣包装桶上的二维码，将货物信息存储并上传到上位机。

图3 扫码推顶机构

3 系统电路设计

3.1 电气电路设计

系统的电气电路由220 V电源提供给伺服电机、开关电源、多媒体显示器。开关电源直流电为直流电机、控制器模块、支付电路模块提供电源。电路中设计了电源滤波电路。电源滤波器是一种低通滤波器，它允许直流或50 Hz的工作电流通过，而不允许频率较高的电磁干扰电流通过。为保证伺服电机运行精度，电源线滤波器能防止电网上的干扰进入设备对设备产生不良影响。

3.2 系统电气控制设计

系统由支付电路、控制运动电路、上位机，网络通信接口组成[4]，如图4所示。支付电路支持微信、支付宝、IC卡支付模式。模块通过射频、接收用户支付数据，通过网络接口传送给上位机，先解析校验用户请求数据后，根据用户的支付金额等参数，生成AES加密支付报文，向银行服务器发送支付请求数据，此后，模块将进入等待支付结果状态，服务器反馈支付成功后，上位机根据货物信息，计算出最佳运动轨迹给运动控制器，驱动伺服电机运行，进而出货。

图4 电气控制电路框架

4 结语

本研究设计的泳装自动售货机，既可自动完成泳装自助销售工作，也具有智能数据管理功能，可为商家提供实时数据统计，分析不同地区客户消费习惯，为商家精准管理售货机提供支持，辅助泳装商品的补货、管理工作，提高自动售货效率。