一种自动计量装置

技术领域

本发明涉及无人售货技术领域，具体涉及一种自动计量装置。

背景技术

自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易，又被称为24小时营业的微型超市。自动售货机在20世纪70年代自日本和欧美发展起来。在日本，70％的罐装饮料是通过自动售货机售出的。全球著名饮料商可口可乐公司在全世界就布有50万台饮料自动售货机。

自动售货机对货物进行计量时，一般是通过人工计算放入货物的数量并登记到系统内，用户在购买相应货物后便根据支付记录扣除相应货物数量，补货员则根据系统的货物剩余数据来确定相应货物的卖出量并决定是否需要补充货物。

然而在实际使用过程中，上锁的自动售货机容易出现卡货的问题，用户在支付完成后，货物没有出来，而系统却已经减去相应货物数量，机器问题无法及时反馈到维修人员处，也会使客户失望，最终导致客户的流失。而对于无人超市，货物均不上锁，客户可以自行取出货物并进行支付，由于无人值守，消费全凭自觉，可能会有部分用户直接撕掉标签，逃避支付，这不仅会导致货物的实际数量小于系统显示的数量，无法及时提醒补货员补货，还会造成巨大的货物损失。

因此，现有的自动售货行业存在一定的问题，货物数量难以精准统计，导致货物流失或补货员补货不及时，同时机器出货故障也无法及时进行反馈，对用户的使用造成极大的不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动计量装置，能对货物的数量进行精准统计，既能提醒补货员及时补货，又能防止货物的流失。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种自动计量装置，包括安装框及设置在安装框内的摆杆，所述摆杆中部开设有一通孔，所述通孔内穿设有一两端与安装框固定连接的芯轴，所述芯轴与货物进出方向垂直，所述通孔两端各设置有一套设在芯轴外的扭转弹簧，所述扭转弹簧一端设置有第一扭臂、另一端设置有第二扭臂，所述第一扭臂与安装框固定连接，所述第二扭臂绕成勾状并环设在摆杆外，两个所述扭转弹簧的第二扭臂的开口方向相对设置；所述安装框垂直于进出货物的方向上设置有第一微动开关，所述摆杆在货物的撞击下能绕芯轴转动并按压第一微动开关。

优选地，所述摆杆包括由上至下依次连接的第一扇形板、椭圆形的连接板及第二扇形板，所述第一扇形板与第二扇形板的外圆弧相对设置，所述第二扭臂环设在连接板外侧。

优选地，所述安装框平行于进出货物的方向上设置有第一电磁铁锁，所述第一电磁铁锁位于芯轴靠近第一微动开关一侧，所述电磁铁锁为推拉电磁铁或自保持电磁铁，所述第一电磁铁锁包括壳体及一端延伸至壳体外的滑杆，所述连接板上设置有与摆杆转动轨迹重合的第一环形槽，所述滑杆端部插入第一环形槽内。

优选地，所述安装框平行于进出货物的方向上设置有第二电磁铁锁，所述第二电磁铁锁位于芯轴远离第一微动开关一侧，所述第二电磁铁锁与第一电磁铁锁结构相同，所述连接板上设置有与摆杆转动轨迹重合的第二环形槽，所述第二电磁铁锁的滑杆插入第二环形槽内。

优选地，所述安装框上开设有用于安装第一电磁铁锁及第二电磁铁锁的安装槽，所述安装槽远离摆杆一端开口设置，另一端封闭设置且其上开设有供滑杆穿过的安装孔，所述第一电磁铁锁及第二电磁铁锁上方安装有一盖板，所述盖板与安装槽的侧壁的顶部通过螺钉连接，所述盖板为检测滑杆位置的检测电路板。

优选地，所述安装框与第一微动开关相对的一侧设置有第二微动开关，所述摆杆根据货物的撞击方向自动选择按压第一微动开关或第二微动开关。

优选地，所述第一扇形板的两个侧面上对称设置有与第一扇形板的外圆弧相平行的第一弧形板及第二弧形板，所述第一弧形板与第二弧形板的端部与第一扇形板的侧面平齐，所述第一微动开关的位置与第一弧形板相对，所述第一弧形板在摆杆的带动下按压第一微动开关，所述第二微动开关的位置与第二弧形板相对，所述第二弧形板在摆杆的带动下按压第二微动开关，所述第一弧形板上方对称开设有沿第一扇形板厚度方向贯穿第一扇形板的平衡孔，所述第一扇形板与连接板相接一端对称设置有垂直于芯轴的平衡槽，所述第二扇形板上设置有与第一弧形板同侧的第一平衡杆，所述第一平衡杆位于第二扇形板远离第一微动开关一侧，所述第二扇形板上设置有与第二弧形板同侧的第二平衡杆，所述第二平衡杆位于第二扇形板靠近第一微动开关一侧，所述第一平衡杆、第二平衡杆、平衡孔及平衡槽的体积之和与第一弧形板及第二弧形板的体积之和相等。

优选地，所述第一扇形板顶部两侧各设置有一加长板，所述加长板与第一平衡杆相垂直。

优选地，所述第一扇形板顶部开设有一凹槽，所述凹槽内固定设置有一强磁铁。

优选地，所述安装框设置为长方形。

本发明的有益效果集中体现在：

1、结构小巧，布置灵活，可以适应多种自动售货场景的使用；

2、可以对货物的取出数量进行精确计量，既能避免自动售货机用户付钱未出货，损害用户的利益的情况的发生，也能避免无人售货超市货物流失的尴尬；

3、装在进货处，也能对补货的数量进行精确统计，避免人工计数出现误差；

4、采用商品检测组件对商品的数量和品种进行识别，可以精确识别消费者购买的商品，实时远程监控货物数量，及时补货。

5、能对货架上剩余的相应货物数量进行实时监控，并反馈至系统，从而通知补货员及时补货，避免出现断销的现象，同时也方便对各种货物的销售情况进行统计，便于对进货数量进行实时调整；

6、摆杆在货物的撞击下摆动后能在扭转弹簧的作用下迅速回位，反应较为迅速，能适应连续进出货物的需要。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明正面结构示意图；

图3为图2的B－B截面示意图；

图4为摆杆结构示意图；

图5为本发明侧面结构示意图；

图6为本发明俯视图；

图7为本发明仰视图；

附图标记：1-安装框，2-摆杆，201-第一扇形板，202-连接板，203-第二扇形板，204-第一弧形板，205-第二弧形板，206-第一平衡杆，207-第二平衡杆，208-平衡孔，209-平衡槽，210-第一环形槽，301-第一微动开关，302-第二微动开关，4-通孔，5-盖板，6-芯轴，7-扭转弹簧，701-第二扭臂，801-第一电磁铁锁，802-第二电磁铁锁，803-滑杆，804-安装孔，805-安装槽，9-凹槽，10-强磁铁。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施例，都属于本发明所保护的范围。

如图1-7所示一种自动计量装置，主要用于无人售货机的货物进出计量，且针对的是瓶体、书本或其他硬质货物，其包括安装框1及设置在安装框1内的摆杆2，安装框1可以为长方形、圆形或菱形等任意几何形状，而由于进出货物的通道一般为长方形，因此本实施选择将安装框1设置为长方形，以方便将其安装在进出货物通道的上方，安装时可以在安装框1上预留螺孔，并在货架上开设与之相对应的螺孔，利用螺钉将安装框1安装在货架上；且摆杆2中部开设有一通孔4，通孔4内穿设有一两端与安装框1固定连接的芯轴6，芯轴6与货物进出方向垂直，且摆杆2可绕着芯轴6进行左右摆动，通孔4两端各设置有一套设在芯轴6外的扭转弹簧7，扭转弹簧7一端设置有第一扭臂、另一端设置有第二扭臂701，第一扭臂位于远离摆杆2一端，且第一扭臂与安装框1固定连接，第二扭臂701位于靠近摆杆2一端，且第二扭臂701绕成勾状并环设在摆杆2外，两个扭转弹簧7的第二扭臂701的开口方向相对设置，即在不受外力时，摆杆2位于两个第二扭臂701中间，且在第二扭臂701的限制下不会自己发生摆动，而在受到货物撞击时，摆杆2发生晃动，一旦货物通过，摆杆2立即在扭转弹簧7的作用下回到直立状态；安装框1垂直于进出货物的方向上设置有第一微动开关301，摆杆2在货物的撞击下能绕芯轴6转动并按压第一微动开关301，摆杆2中部与芯轴6转动连接，摆杆2下部用于与货物接触，摆杆2上部用于对第一微动开关301进行按压，在货物通过时，摆杆2下端延伸至货物通道内对货物造成阻挡，货物移动就会推动摆杆2进行转动，使得摆杆2倾斜，随着摆杆2的倾斜，摆杆2上部与第一微动开关301的动作簧片接触，按压第一微动开关301，使第一微动开关301进行计数，如果是出货，则货物减少一个，如果是补货，则货物增加一个，其中自动售货机都有一套控制系统，微动开关连入控制系统中，直接将微动开关检测的数量反馈到控制系统，由控制系统传送到云端，使补货员能对货物的数量进行实时监控，同时在自动售货机卡货时，即用户付钱而未出货物时，可以在控制系统中进行设置，例如在付钱30s或1min后，第一微动开关未受到按压，则自动退钱取消交易，避免损害用户的利益。其中第一微动开关301为现有商品，可以直接从市面上进行采购，在安装框1上开设槽孔，通过螺钉将微动开关安装在槽孔内即可，微动开关一般将开关主体设置在壳体内，并在壳体外部设置有一动作簧片及定触点，通过按压动作簧片使动作簧片末端的动触点与定触点接触来完成动作，而外力卸去后，动作簧片产生方向作用，瞬间返回原位使动触点与定触点分离，在本发明中微动开关安装时，使动作簧片的朝向与摆杆2的按压方向相适配即可。

其中摆杆2可以设置为长方形、椭圆形等任意形状，而为了使摆杆2能更好的与商品接触并移动，本实施例对摆杆2进行了优化设计，使摆杆2包括由上至下依次连接的第一扇形板201、椭圆形的连接板202及第二扇形板203，第一扇形板201与第二扇形板203的外圆弧相对设置，且第一扇形板201及第二扇形板203的外圆弧两端均延伸至连接板202的外侧，第一扇形板201与第二扇形板203的形状相同，即摆杆2沿连接板202的中线对称，且摆杆2两头大，连接板202的中部稍次，在第一扇形板201、第二扇形板203与连接板202接触处最小，同时第二扭臂701环设在连接板202外侧，即两个第二扭臂701之间的距离大于连接板202中部的宽度，摆杆2转动时，连接板202可以在第二扭臂701之间摆动，在摆动到一定位置时受到第二扭臂701的限制，转动受阻，此时第一扇形板201与开关刚好接触。第二扇形板203的设置使得货物移动至第二扇形板203处时，更容易推动第二扇形板203移动，即更容易带动摆杆2转动，同时摆杆2的整体形状使得摆杆2不受外力时，更为容易回到原位与第一微动开关301脱离以待下一次货物通过。而为了使摆杆2更为容易与第一微动开关301脱离保持直立，可在第一扇形板201顶部开设一凹槽9，并在该凹槽9内设置一钕铁硼强磁铁10，该强磁铁10可以利用胶水粘在凹槽9内，其顶部与凹槽9顶部齐平，在使用时，在计量装置上安装一铁质机壳，或使其与货物通道上方的铁质货架贴近，利用强磁铁10及扭力弹簧同时作用加速摆杆2回中与第一微动开关301分离。

而在一些环境中，进出货物的都在货架的同一侧，此时就需要计量装置既能计算出货数量又能计算进货数量，因此，可在安装框1与第一微动开关301相对的一侧设置第二微动开关302，第一微动开关301与第二微动开关302结构相同，摆杆2根据货物的撞击方向自动选择按压第一微动开关301或第二微动开关302。此时，货物进出方向不同，带动摆杆2转动的方向也不同，可以对第一微动开关301、第二微动开关302自行进行定义，如将第一微动开关301定义为补货开关，将第二微动开关302定义为出货开关，则在货物补入时，摆杆2被货物带动摆动，第一扇形板201按压第一微动开关301进行计数，而出货时，货物带动摆杆2反向转动，第一扇形板201按压第二微动开关302进行计数，从而能很好地对进货及出货数量进行统计。

而在对进出货数量均进行计量时，为了防止货物过高带动摆杆2旋转过多位置，第二扇形板203对开关进行误触，使得计数不准确的情况的发生，可以在第一扇形板201的两个侧面上对称设置与第一扇形板201的外圆弧相平行的第一弧形板204及第二弧形板205，第一弧形板204与第二弧形板205的端部与第一扇形板201的侧面平齐，即二者具有相同的圆心角，第一微动开关301的位置与第一弧形板204相对，第一弧形板204在摆杆2的带动下按压第一微动开关301，第二微动开关302的位置与第二弧形板205相对，第二弧形板205在摆杆2的带动下按压第二微动开关302，即第一微动开关301与第二微动开关302不在同一直线上，而是分设于摆杆2的两侧，二者之间的垂直距离大于摆杆2的厚度，且第一微动开关301与第一弧形板204位于摆杆2的同侧，而第二微动开关302与第二弧形板205位于摆杆2的另一侧，第一弧形板204上方对称开设有沿第一扇形板201厚度方向贯穿第一扇形板201的平衡孔208，第一扇形板201与连接板202相接一端对称设置有垂直于芯轴6的平衡槽209，第二扇形板203上设置有与第一弧形板204同侧的第一平衡杆206，第一平衡杆206位于第二扇形板203远离第一微动开关301一侧，第二扇形板203上设置有与第二弧形板205同侧的第二平衡杆207，第二平衡杆207位于第二扇形板203靠近第一微动开关301一侧，第一平衡杆206、第二平衡杆207、平衡孔208及平衡槽209的体积之和与第一弧形板204及第二弧形板205的体积之和相等，使得摆杆2上下左右的重量平衡，即摆杆2更容易回中，不会自动发生倾斜。且在使用过程中，若货物撞击摆杆2使第一弧形板204按压第一微动开关301，而货物高度较高，使得摆杆2转动较多位置，第二平衡杆207与第二微动开关302下端接触，对第二微动开关302进行挤压，此时是第一弧形板204先接触第一微动开关301，而后随着摆杆2的转动第二平衡杆207再接触第二微动开关302，二者之间存在按动的时间差，而时间差不长，便可根据开关被触发的先后顺序来识别是放入货物还是取出货物，从而精确检测到货物的放入或取出数量，对于第二微动开关302也是同样的道理，就不再进行赘述。同时，在货物通过安装有计量装置的货道时，为了防止摆杆转动时，多个货物同时从摆杆下方离开，可以在第一扇形板201顶部两侧各设置一加长板，该加长板与第一平衡杆垂直，以饮料瓶为例，在第二扇形板203受货物撞击带动第一扇形板201转动时，加长板能伸入货道内对货道内的饮料瓶进行阻挡，即仅允许撞击第二扇形板203的饮料瓶通过，而位于其后方的饮料瓶都被挡住，不仅能对货物进行更为精准的计数，也能防止有人偷取货物，即若没有加长板，可能有人拉动摆杆使得摆杆持续按住第一微动开关或第二微动开关，只计数一次，但是其能持续从货道内取走货物，因此，加长板还能起到降低货物丢失的风险的作用。其中，也可以对第一平衡杆206、第二平衡杆207、平衡孔208及平衡槽209的尺寸进行调整，使得第一平衡杆206、第二平衡杆207、平衡孔208及平衡槽209的体积之和与第一弧形板204、加长板及第二弧形板205的体积之和相等

有时需要对货物的进出进行限制，例如在出货端，禁止将货物放入，则需要对货物进行锁止，使得货物只能单向取出，以只设置有第一微动开关301进行单向计量为例，此时在安装框1平行于进出货物的方向上设置第一电磁铁锁801，第一电磁铁锁801位于芯轴6靠近第一微动开关301一侧，第一电磁铁锁801为推拉电磁铁或自保持电磁铁，第一电磁铁锁包括壳体及一端延伸至壳体外的滑杆803，连接板202上设置有与摆杆2转动轨迹重合的第一环形槽210，滑杆803端部插入第一环形槽210内，滑杆803位于第一环形槽210上端时，摆杆2转动至水平位置，第一扇形板201挤压第一微动开关301，而第二扇形板203不会伸出安装框1底部，即此时为允许通过的货物的最高高度，而摆杆2位于第一环形槽210下端时，摆杆2刚好保持直立或者略微倾斜，使得摆杆2只能朝着一个方向转动，即只能出货，而货物无法通过该处进入到该存货通道内，实现该货道的单向锁止。而若需要对通道进行完全封闭，即同时禁止进货或出货时，可以在芯轴6远离第一微动开关301一侧设置第二电磁铁锁802，并在连接板202上设置与之相对应的第二环形槽，第二环形槽与第一环形槽210对称设置，既可设置在连接板202的同一侧，也可设置在连接板202的不同侧，且第一环形槽210与第二环形槽的下端位于同一水平线上，上端位于同一水平线上，当摆杆处于直立状态时，两个滑杆803分别位于第一环形槽210、第二环形槽的下端，即当第一电磁铁锁801与第二电磁铁锁802设置在安装框1的同一个侧壁上时，将第一环形槽210与第二环形槽设置在连接板202的同一个侧面上，而当第一电磁铁锁801与第二电磁铁锁802设置于安装框1相对的两个侧壁上时，则第一环形槽210与第二环形槽设置在连接板202的两个相对的侧面上，本实施例中选择将其设置在不同面，此时可以使第一环形槽210及第二环形槽的上端延伸至第一扇形板201的顶部或者使其绕过顶部延伸至另一侧，使得第一环形槽210与第二环形槽的制作更为方便。要进行双向锁止时，第一电磁铁锁801的滑杆803插入第一环形槽210的同时，第二电磁铁锁802的滑杆803也插入第二环形槽内，从而对该货道进行完全封闭。而当同时设置有第一微动开关301与第二微动开关302时，可以利用第一电磁铁锁801对第二微动开关302的触动进行锁止，即第一扇形板201无法转动至第二微动开关302进行按压，货物也无法从该方向上通过，而第二电磁铁锁802则对第一微动开关301的触动进行锁止，来禁止货物从该方向上通过。

其中推拉电磁铁为现有商品，可以在市面上进行购买，现以一种推拉电磁铁为例来说明其工作原理，推拉电磁铁一般包括一壳体，壳体内设置有线圈，线圈内部设置有一通道，通道一端安装有定铁芯，定铁芯位于通道远离摆杆2一端，定铁芯可以与壳体固定连接，而滑杆803为一动铁芯，其可在该通道内滑动，且其一端延伸至外壳外，可以在定铁芯与滑杆803之间设置一复位弹簧，也可滑杆803延伸至壳体外一侧设置一挡圈，在挡圈与壳体之间设置复位弹簧，当线圈不通电时，滑杆803在复位弹簧的作用下伸出，即在本发明中，此时滑杆803插入第一环形槽210或第二环形槽内，而当线圈通电时，定铁芯与滑杆803之间产生吸力，使得滑杆803回缩，离开第一环形槽210或第二环形槽。自保持电磁铁也为现有装置，可以在市面上进行购买，其具有多种结构，这里以一种单向自保持电磁铁结构为例来说明自保持电磁铁原理，单向自保持电磁铁一般包括一壳体，壳体内设置有1个线圈，且线圈内部同样设置有一通道，通道内部设置有强磁铁，滑杆803为一动铁芯，其可在通道内滑动，且滑杆803延伸至壳体外一侧设置有一挡圈，挡圈与壳体之间设置有复位弹簧，对于线圈的设置，如果使线圈的红线接正极、黑线接负极，线圈通电时，滑杆803被吸入，即滑杆离开第一环形槽210或第二环形槽，断电后，由于强磁铁的存在，使得滑杆803依旧保持被吸入的状态，如果需要使滑杆803伸出，则对线圈施加一个反向的电压或电流，相当于红线连接了负极，黑线连接了正极，此时强磁铁的磁力被抵消或者减弱，使得滑杆803在复位弹簧帮助下顺利伸出插入第一环形槽210或第二环形槽内，实现滑杆803的锁止作用。而实施例中选用的是自保持电磁铁，其无需持续供电，滑杆803需要伸出或回缩时，只需要短暂选对线圈通电即可，用在自动售货机中更为省电，且相对于推拉式电磁铁而言也更为耐用。

而计量装置安装在货架上后，对于电磁铁锁的运行状态观测较为麻烦，因此本发明选择为推拉电磁铁或自保持电磁铁设置一检测电路板，该检测电路板与控制系统连接，用于检测滑杆803是处于伸出还是缩回状态，并将结果反馈到控制系统，方便工作人员对其进行操控，而检测电路板是现有装置，可以直接在市面上进行采购，在此不再进行赘述。检测电路板的具体安装如下：在安装框1上开设用于安装第一电磁铁锁801及第二电磁铁锁802的安装槽805，安装槽805远离摆杆2一端开口设置，另一端封闭设置且其上开设有供滑杆803穿过的安装孔804，检测电路板作为盖板5安装在第一电磁铁锁801及第二电磁铁锁802上方，且检测电路板与安装槽805的侧壁的顶部通过螺钉连接。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。