Máy bán hàng tự động dựa vào động cơ điện để phân phối sản phẩm, chấp nhận thanh toán và thực hiện các hoạt động cơ khí khác. Thiết kế động cơ đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo độ tin cậy, hiệu quả và vận hành êm ái.
|
tham số |
Yêu cầu |
Loại động cơ được đề xuất |
|
mô-men xoắn |
0,5–5 N·m (phụ thuộc vào sản phẩm) |
Động cơ bánh răng DC / Bước |
|
Tốc độ |
10–100 vòng/phút |
Động cơ DC hướng |
|
Độ chính xác của vị trí |
± 0,1° (đối với phân phối xoắn ốc) |
Bước/Servo |
|
Chu kỳ nhiệm vụ |
Không liên tục (5–20 giây/lần phẫu thuật) |
Tất cả (có bảo vệ quá tải) |
|
Tiếng ồn |
|
BLDC / Bước |
Động cơ: Bước lưỡng cực (1,8°/bước)
Hộp số: 20:1 hộp số hành tinh
Kiểm soát: Trình điều khiển vi bước (256 microstep/bước)
Cảm biến: Điểm dừng quang học dành cho dẫn đường
Động cơ: Động cơ bánh răng DC chải (12V, tỷ lệ 50:1)
Phản hồi: Bộ mã hóa cầu phương (20 PPR)
Mạch truyền động: Cầu H + điều khiển xung điện
Sử dụng động cơ servo hoặc động cơ bước để nâng và thả sản phẩm.
Ví dụ: Máy bán hàng tự động công suất cao.
Sử dụng động cơ servo để lựa chọn sản phẩm chính xác.
Ví dụ: Máy bán hàng tự động tiên tiến với nhiều loại sản phẩm.
Điện áp: 12V/24V DC (có pin)
Đỉnh hiện tại:
• Động cơ bước: dòng giữ 1,5× khi tăng tốc
• Động cơ DC: Bảo vệ dòng điện ngừng hoạt động 3× (cầu chì PTC)
Tính năng tiết kiệm năng lượng:
• Stepper: Tự động giảm dòng điện ở trạng thái giữ
• BLDC: Điều khiển vectơ không cảm biến cho hiệu suất không tải
Vật liệu bánh răng:
• Nhựa (POM): Độ ồn thấp, tiết kiệm chi phí
• Kim loại (Đồng thau/Thép): Dành cho các ứng dụng có mô-men xoắn cao (>3 N·m)
Lựa chọn vòng bi:
• Vòng bi được bảo vệ (IP54) cho môi trường bụi bặm
Khớp nối trục:
• Khớp nối dạng nhện linh hoạt để hấp thụ độ lệch
Quản lý nhiệt:
• Vỏ động cơ: Vây nhôm làm mát đối lưu
[MCU (CÁNH TAY Cortex-M4)]
│
├── CAN Bus → Trình điều khiển động cơ (Stepper/BLDC)
│ ├── Cảm biến dòng điện (ACS712)
│ └── Giám sát nhiệt độ (NTC)
│
└── GPIO → Trình điều khiển động cơ DC (DRV8876)
└── Phản hồi của bộ mã hóa (LS7366R)
|
Chế độ lỗi |
Giải pháp thiết kế |
|
Phát hiện gian hàng |
Giám sát EMF ngược trong BLDC |
|
Mặc bánh răng |
Bánh răng nylon chứa đầy thủy tinh + bình chứa dầu bôi trơn |
|
Độ lệch điện áp |
Bộ đệm siêu tụ điện (5–10 giây) |
|
Chất gây ô nhiễm xâm nhập |
Vỏ động cơ kín IP65 |
An toàn: UL 1004-1 (Tiêu chuẩn động cơ)
EMC: FCC Phần 15/EN 55032 (Khả năng chống ồn)
Năng lượng: DOE Cấp VI (đối với các thiết bị dùng nguồn AC)
1. Kiểm tra mô-men xoắn: Sử dụng tế bào mô-men xoắn để đo mô-men xoắn khởi động khi tải sản phẩm tối đa.
2. Xác thực vòng đời: Thử nghiệm cấp tốc (chu kỳ 50 nghìn) với buồng môi trường (-10°C đến 50°C).
3. Bố cục PCB:
• Tách dấu vết công suất động cơ khỏi tín hiệu điều khiển
• Nối đất hình sao cho IC điều khiển
Việc chọn động cơ phù hợp cho máy bán hàng tự động phụ thuộc vào các yếu tố như mô-men xoắn, hiệu suất, độ chính xác điều khiển và độ bền. Động cơ bước là lý tưởng cho việc phân phối chính xác, Động cơ bánh răng DC cho chuyển động chung và động cơ servo cho tự động hóa tiên tiến. Lựa chọn và bảo trì động cơ phù hợp đảm bảo vận hành trơn tru và tuổi thọ máy dài hơn.
