自动售货机的主要系统装置设计(2)

　　蓄电池的输出电压要和压缩机的工作电压相匹配，蓄电池容量应保证系统在完全没有太阳能输入时，满足自动售货机维持储物室内低温。所选蓄电池容量不必过大，否则蓄电池经常处于亏电状态，将影响蓄电池寿命，造成不必要的浪费。蓄电池容量的计算公式为
　　

　　其中： CB为蓄电池容量； N 为最长连续阴雨天数； KB为安全系数； UB为蓄电池工作电压。

　　控制器是太阳能光伏发电系统中的关键部件，选择性能良好的控制器对蓄电池的充、放电条件加以限制，防止蓄电池的过充电及深度放电，延长蓄电池的使用寿命。本系统的太阳能光伏组件及蓄电池的相关参数如表 1 ~ 表 3 所示。

　　蓄冷部件也是本系统的一个重要装置。根据蓄冷材料的特点，当选定合适的相变温度后，蓄冷材料相变融解过程中可维持储物室内温度不变，在自然对流条件下，储物室内温度由箱内热平衡确定。设计蓄冷部件为带有蒸发盘管的冷藏板，板内填充相变蓄冷材料。

　　满足冷量需求的冷藏板厚度越大，表面积越小蓄冷材料融化越慢，保持冷却能力的时间越长。冷藏板所需面积计算公式为
　　

　　其中： Q0为储藏室总热负荷； K 为冷藏板与储物室之间的传热系数； t1为储物室温度； t2为蓄冷材料温度。

　　2. 2 传送装置设计

　　自动售货机传送装置必须可靠、稳定、执行效率高，满足货物的准确送出[8].所设计的自动售货机主要销售经"中央厨房"包装的鲜切果蔬、熟食等，货物形状为盒装长方体，具有一定的硬度，因此选用螺旋体出货机构。

　　螺旋体传送装置主要由驱动电机、出货弹簧、弹簧支架以及隔板等构成，如图 2 所示。机构主要根据所售商品进行出货弹簧材料、钢丝直径、螺旋体直径及螺距的设计选择，选取标准为 GB1358-78.螺旋体对弹簧的外形和尺寸要求较高，在执行出货动作时弹簧不能有明显的形变，否则会影响传动装置的可靠性。使用冷卷法对螺旋弹簧进行加工，并在加工成型后，进行一次强压处理，从而提高螺旋体的稳定性。当客户购买商品时，控制系统驱动出货的驱动电机，带动弹簧支架内的减速器使出货弹簧沿轴线旋转一周，出货弹簧上的货物向前移动一个螺距，货物落入取物口内，完成货物传送。

　　2. 3 控制系统的设计

　　控制系统是售货机是否稳定可靠的关键，负责对周围温度、光线等环境参数的监测，并对自动售货机的制冷系统、货物传送装置、支付系统等进行控制[9-11].

　　PLC 系统稳定性高，抗干扰性强，使用 PLC 设计制作自动售货机控制系统，使系统能实现进程控制、信息储存、支付处理等功能。西门子公司的 S7-200 系列PLC,可提供 4 种不同的基本单元和 6 种型号的扩展单元，能够满足设计所需。控制系统工作流程图如图3 所示。

　　3 结语

　　鲜切果蔬自动售货机是与"中央厨房"衔接，销售鲜切果蔬、熟食品等农副产品的自动售货机，能够满足自动售货机货物保温保鲜的要求，为上班族提供一种方便、快捷、安全的购物方式，使人们可以在家门口购买到新鲜、卫生的农副产品。

　　鲜切果蔬自动售货机利用可再生能源---太阳能，减少了电能的消耗； 设计的蓄冷部件，能使自动售货机储物间内温度稳定，保温时间更长，减少制冷压缩机频繁启动，延长了机器寿命。鲜切果蔬自动售货机的开发设计，满足人们快节奏的生活需要，符合现代社会节能环保的发展理念。

　　参考文献：
　　[1] SAKAI H,NAKAJIMA H,HIGASHIHARA M,et al. Development ofa fuzzy sales forecasting system for vending machines[J]. Computersand Industrial Engineering,1999,36（2） : 427 - 449.
　　[2] 余世明，晁岳磊，缪仁将。 自动售货机研究现状及展望[J]. 中国工程科学，2008（7） :51 -56.