張航偉， 劉曉紅， 文懷興

(陜西科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

0 引言

隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，自動(dòng)化商業(yè)機(jī)械有了越來越廣泛的應(yīng)用，自動(dòng)售貨機(jī)作為自動(dòng)化商業(yè)機(jī)械的代表被廣泛應(yīng)用于公共場所自動(dòng)售貨，給人們的生活帶來了極大的方便.為了解決大學(xué)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(duì)浪費(fèi)時(shí)間及人工打飯不衛(wèi)生的現(xiàn)象，作者進(jìn)行了自動(dòng)米飯售賣機(jī)的研發(fā).自動(dòng)米飯售賣機(jī)的方便性及靈敏性適應(yīng)了社會(huì)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(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)省去了大量的勞動(dòng)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?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚氖圬浄绞?

圖1 自動(dòng)米飯售賣機(jī)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(jī)2;6-絲杠1;7-拖臺(tái);8-氣缸1;9-切刀;10-電機(jī)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(jī)1;17-錐齒輪

1 自動(dòng)米飯售賣機(jī)的整體設(shè)計(jì)

1.1 整機(jī)的原理方案圖

本臺(tái)自動(dòng)米飯售賣機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電機(jī)、鏈輪、同步齒形帶、絲杠、氣缸、齒輪、切刀、飯盤、聯(lián)軸器等機(jī)構(gòu)組成，主要包括儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)，切刀在步進(jìn)電機(jī)和絲杠的共同作用下達(dá)到定位點(diǎn).

整機(jī)工作原理過程：飯盤事先安放在帶附件的鏈條上，當(dāng)電機(jī)1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)將飯盤放到同步帶上，同時(shí)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(shí)現(xiàn)同步傳動(dòng)，直至把飯盤送上拖臺(tái)為止，電機(jī)1停止運(yùn)動(dòng).當(dāng)有人刷卡(打米飯)時(shí)，電機(jī)3正轉(zhuǎn)之后停止，然后汽缸1運(yùn)動(dòng)完成對(duì)米飯的切割，電機(jī)3反轉(zhuǎn)把米飯送出.當(dāng)?shù)谝涣忻罪埵弁旰螅姍C(jī)2開始運(yùn)動(dòng),T時(shí)間后停止.如此往復(fù)直至整盤米飯售完，汽缸2運(yùn)動(dòng)把空盤拉到帶2上，由于兩帶輪軸由齒輪連接，所以能實(shí)現(xiàn)同步反向運(yùn)動(dòng)，飯盤由帶2送出.電機(jī)2反轉(zhuǎn)回到初始位置，開始下一輪的循環(huán).

1.2 主要裝置的設(shè)計(jì)

1.2.1 儲(chǔ)飯裝置

圖2 儲(chǔ)送飯裝置結(jié)構(gòu)示意圖 圖3 飯盤傳送機(jī)構(gòu)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(dòng)米飯售賣機(jī)工作流程圖

如圖2所示，該機(jī)構(gòu)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(shí)現(xiàn)同步傳動(dòng).鏈輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)將其上存儲(chǔ)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(tái)上，進(jìn)而完成下一步動(dòng)作.鏈的附件上能儲(chǔ)存多盤米飯，可減少人工操作，并且為其它售飯機(jī)的開發(fā)設(shè)計(jì)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(dòng)來控制飯盤的定位，利用電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輪，然后通過同步帶使位于同步帶上的飯盤在Y向移動(dòng)，從而達(dá)到預(yù)定地點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，只需要一個(gè)電機(jī)就可以帶動(dòng)該傳送機(jī)構(gòu)，而且通過加一支撐輪和采用限位裝置就可使飯盤到達(dá)定位點(diǎn).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(jī)完成對(duì)切刀切飯方向的控制，在直線電機(jī)和齒輪軸的共同配合下，切刀主體會(huì)在Z方向按照控制系統(tǒng)的要求上下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)米飯的切割，進(jìn)而將米飯推出至顧客的飯盒中.

2 自動(dòng)米飯售賣機(jī)工作流程圖

售賣機(jī)在開機(jī)后，首先進(jìn)行初始化，使得飯盤處于第一次切割位置，等待顧客請(qǐng)求.若存在用戶需求，則先進(jìn)行切割量計(jì)算然后再驅(qū)動(dòng)切刀裝置開始上下切割米飯，到達(dá)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(shí)控制系統(tǒng)記錄本次切割點(diǎn)且切刀裝置復(fù)位，等待下次出售.

3 結(jié)束語

自動(dòng)售貨機(jī)是一種無人自動(dòng)售貨的自動(dòng)化機(jī)器，它是商業(yè)自動(dòng)化的常用設(shè)備，不受時(shí)間、地點(diǎn)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(shè)計(jì)的自動(dòng)米飯售賣機(jī)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(xué)食堂打飯排隊(duì)浪費(fèi)時(shí)間等問題，并降低了經(jīng)營成本，同時(shí)它也是我國機(jī)械電子行業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志，對(duì)提高人們的生活質(zhì)量有著積極的意義.

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