CN106275447A - 一种用于无人机快递的自动收货装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于无人机快递的自动收货装置及其控制方法。其中用于无人机快递的自动收货装置包括：支架、外箱、货物收纳舱、无人机起降平台、伸缩装置、定位装置和控制器；所述无人机起降平台设置在货物收纳舱顶部，该无人机起降平台上设有与下方的货物收纳舱内部相通的货物入口；所述货物收纳舱通过伸缩装置与所述外箱连接，所述控制器控制该伸缩装置工作；所述外箱与支架连接，所述外箱上设置有开口；所述定位装置用于无人机导航定位。本发明适用于城市高层建筑家庭用户，可以实现点对点直达用户，没有中间环节，效率得到大幅度提升；可以实现全自动化收货，没有人工参与，可24小时运行；安全性高，可以避免货物损伤。

Description

一种用于无人机快递的自动收货装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及无人机快递技术领域，具体涉及一种用于无人机快递的自动收货装置及其控制方法。

背景技术

目前，现有快递业终端配送体系基本全部采用人力配送方式，其最大的不足之处在于：配货效率低、配货成本高和用户接货时间与送货时间不对称问题。因此将来无人机应用在快递终端配送体系是必然的趋势。

目前，在无人机快递领域，大家比较关注的是无人机的性能，而忽视了收货系统的研发。现阶段，通过无人机进行快递，主要有以下几种技术方案来处理收货问题：

1)无人机到达指定地点后，通过空投或绳降的方式，卸下货物，完成交货。这种收货方式的缺点在于，其只适合于有院子的家庭用户，或用于投放紧急救援物资，这种技术方案简单，对投放的精准度要求并不高，但无法适应城市高层建筑家庭用户的快递投放。

2)通过城市中的快递柜进行收货，在快递柜上安装无人机降落平台，无人机卸下货物后，货物通过设定的通道分流到各个柜子中，然后快递柜向用户发送提示短信和验证码，用户凭验证码打开快递柜领取货物。这种收货方式其实只是用无人机取代了快递员的最后一公里配送，需要对快递柜进行大规模改造，成本很高，另外这种方案对提升快递效率作用不大，且不能直达用户。

3)通过中转站接收货物，无人机将货物送到中转站，中转站工作人员收到货物后再将货物送到用户手中，适合于在偏远地区或农村地区的货物配送。这种方案最大的缺点是不能直达用户，仅适合于偏于地区，需要人工参与。

可见，现有的无人机快递的收货方案无法将快递直达城市高层建筑家庭用户。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种用于无人机快递的自动收货装置及其控制方法，以用于将快递直达城市高层建筑家庭用户。

第一方面，本发明提供了一种用于无人机快递的自动收货装置，包括：支架、外箱、货物收纳舱、无人机起降平台、伸缩装置、定位装置和控制器；所述无人机起降平台设置在货物收纳舱顶部，该无人机起降平台上设有与下方的货物收纳舱内部相通的货物入口；所述货物收纳舱通过伸缩装置与所述外箱连接，所述控制器控制该伸缩装置工作，以调节货物收纳舱和无人机起降平台的伸缩位置；所述外箱与支架连接，所述外箱上设置有开口，以作为所述货物收纳舱和所述无人机起降平台推出或收回的通道；所述定位装置用于无人机导航定位。

本发明中，支架安装在阳台上或者窗户内，无人机根据无人机快递的自动收货装置的定位装置提供的位置信息进行导航定位，当无人机即将到达无人机快递的自动收货装置时，控制器会控制伸缩装置将货物收纳舱和无人机起降平台从外箱内推出到阳台外或窗户外，当货物收纳舱和无人机起降平台伸出到规定位置后，无人机降落在无人机起降平台上，并通过无人机起降平台上的货物入口将货物投放至货物收纳舱中，货物投放完成后无人机起飞，此时，控制器又控制伸缩装置将货物收纳舱和无人机起降平台收回至外箱内，用户可以从货物收纳舱中将货物取出，由此完成收货过程。可以看出，本发明提供的一种用于无人机快递的自动收货装置具有如下优点：1)适用于城市高层建筑家庭用户，同时也适用于其他类型用户以及户外使用；2)可以实现点对点直达用户，没有中间环节，效率得到大幅度提升；3)可以实现全自动化收货，没有人工参与，可24小时运行；4)安全性高，可以避免货物损伤。

优选地，所述定位装置包括GPS模块，所述GPS模块用于向无人机提供无人机起降平台的数字化地址，所述数字化地址包括经度、纬度和高度三个位置信息。采用GPS模块为无人机提供包含经度、纬度和高度三个数值的数字化地址，可以精确地为无人机导航。

优选地，所述定位装置还包括电子罗盘，所述电子罗盘用于向无人机提供无人机起降平台的方向，以指导无人机在降落时的机头方向。通过增设电子罗盘可以引导无人机精准的降落在无人机起降平台上。

优选地，所述无人机起降平台上设置有无人机锁定装置；所述控制器与所述无人机锁定装置连接，用于控制该无人机锁定装置将无人机锁定在无人机起降平台上或者解锁释放无人机。

在无人机降落在无人机起降平台上之后，无人机锁定装置会锁定无人机，以防止风等外界因素对无人机造成干扰，提高了收货过程的可靠性；在无人机完成投放货物之后，无人机锁定装置会解锁释放无人机，以让无人机起飞。

优选地，所述货物收纳舱顶部设置有与无人机起降平台的货物入口位置相对应的顶舱门，且所述货物收纳舱的侧面设置有侧舱门；在与所述侧舱门对应的外箱侧面上设置有箱门；所述控制器与所述顶舱门连接，用于控制所述顶舱门的开启和关闭。

在无人机降落在无人机起降平台上之后，控制器控制顶舱门开启，此时无人机可将货物通过顶舱门投放在货物收纳舱中，货物投放完成后，控制器控制顶舱门关闭；待收货完成后，用户可以先打开外箱的箱门，再打开货物收纳舱的侧舱门取出货物。采用这种封闭结构的货物收纳舱，不但可以提高货物收纳舱的安全性，还可以保护货物。

优选地，所述伸缩装置为由电机驱动的平行四边形铰接伸缩机构。

平行四边形铰接伸缩机构主要利用平行四边形具有结构不稳定、容易伸缩和易变等特点，该型伸缩机构在直线方向能伸长或缩短，且设计和制造成本较低，因此，采用电机驱动平行四边形铰接伸缩机构，在满足货物收纳舱和无人机起降平台的推出和收回的需求的基础上，还可以节省成本。

优选地，所述支架为伸缩式支架。

采用可伸缩式支架，可以根据需要调整货物收纳舱和无人机起降平台的高度。

优选地，所述无人机锁定装置为由所述控制器控制工作的吸盘电磁铁。

吸盘电磁铁可布置在无人机起降平台的四周，其吸力均匀且定位可靠，适合用于吸附无人机的起落架，在无人机降落在无人机起降平台上之后，控制器会控制吸盘电磁铁吸附锁定无人机，防止风等外界因素对无人机造成干扰。

第二方面，本发明还提供了一种用于无人机快递的自动收货装置的控制方法，包括如下步骤：准备步骤，控制器在收到无人机即将降落的信息后，控制伸缩装置将货物收纳舱和无人机起降平台向外推出到指定位置；收货步骤，待无人机降落在无人机起降平台之后，控制器控制无人机锁定装置锁定住无人机，在无人机将货物投放至货物收纳舱内之后，控制无人机锁定装置解锁释放无人机；完成步骤，待无人机起飞后，控制器控制伸缩装置将货物收纳舱和无人机起降平台收回。

通过准备步骤、收货步骤和完成步骤，可以保证无人机在向货物收纳舱内投放货物的过程中不会受风等外界因素的干扰，使货物投放过程更安全和稳定，待收货完成后，用户可以从货物收纳舱内取出货物。

优选地，所述收货步骤中，在控制无人机锁定装置锁定无人机后，控制器控制货物收纳舱的顶舱门开启，接收无人机的货物，且在货物接收完成后，控制货物收纳舱顶舱门关闭，然后控制无人机锁定装置解锁释放无人机。

通过控制顶舱门的开启和关闭，可以使货物的投放和存储更加安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明所述的一种用于无人机快递的自动收货装置的结构示意图；

图2为本发明所述的一种用于无人机快递的自动收货装置的控制方法的步骤流程图。

附图标记：

1-支架；2-外箱；3-货物收纳舱；4-无人机起降平台；5-平行四边形铰接伸缩机构；

21-箱门；31-顶舱门；32-侧舱门；41-吸盘电磁铁。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

第一方面，如图1所示，本发明一实施例提供的一种用于无人机快递的自动收货装置包括支架1、外箱2、货物收纳舱3和控制器。支架1用于支撑外箱2，且支架1可以伸缩以调整外箱的高度，所述支架1安装在阳台上或窗户内；所述外箱2和货物收纳舱3之间设有电机驱动的平行四边形铰接伸缩机构5，所述货物收纳舱3上设有无人机起降平台4，上述外箱2的右侧设置有开口，供货物收纳舱3和无人机起降平台4通过，当无人机即将到达无人机快递的自动收货装置时，控制器会控制平行四边形铰接伸缩机构5将货物收纳舱3和无人机起降平台4推出到阳台外或窗户外，当货物收纳舱3和无人机起降平台4伸出到规定位置后，无人机降落在无人机起降平台4上。

上述无人机起降平台4上设有与下方的货物收纳舱内部相通的货物入口，且上述货物收纳舱3顶部设置有顶舱门31，该顶舱门31的开启和关闭由控制器控制，同时，该货物收纳舱3的左侧设置有侧舱门32，与之相对应的，所述外箱2的左侧设置有箱门21。在无人机降落在无人机起降平台4上之后，控制器控制顶舱门31开启，此时无人机可将货物通过顶舱门31投放在货物收纳舱3中，货物投放完成后，控制器会控制顶舱门31关闭，之后控制器会控制平行四边形铰接伸缩机构5将货物收纳舱3和无人机起降平台4收回至外箱内。待收货完成后，用户可以先打开外箱的箱门21，再打开货物收纳舱3的侧舱门32，从货物收纳舱3中取出货物。

上述无人机起降平台4上设置有吸盘电磁铁41，该吸盘电磁铁41布置在无人机起降平台4的四周，由控制器控制。在无人机降落在无人机起降平台4上之后，控制器会控制吸盘电磁铁41锁定无人机，以防止风等外界因素对无人机造成干扰，待无人机将货物投放至货物收纳舱3中后，控制器会控制吸盘电磁铁41解锁释放无人机，以让无人机起飞。

此外，本实施例提供的一种用于无人机快递的自动收货装置还包括GPS模块和电子罗盘，其中GPS模块用于向无人机提供无人机起降平台4的数字化地址，所述数字化地址包括经度、纬度和高度三个位置信息，可以精确地为无人机导航；电子罗盘用于向无人机提供无人机起降平台的方向，以指导无人机在降落时的机头方向。

需要说明的是，上述支架1与外箱2可以是一体化结构，也可以是固定连接或者可拆卸连接；同样地，上述无人机起降平台4与货物收纳舱3可以是一体化结构，也可以是固定连接或者可拆卸连接；而且，上述GPS模块也可以替换为其它定位装置，只要可以为无人机提供无人机起降平台4的数字化地址即可；此外，上述平行四边形铰接伸缩机构5可以替换为其它具有直线伸缩功能的伸缩装置，并且，所述平行四边形铰接伸缩机构5还可以由液压、气压或其它驱动机构驱动；最后，上述吸盘电磁铁41也可以替换为其它具有吸附定位功能的锁定装置。

还需要说明的是，安装时，上述支架1可以立在地面上也可以吊在天花板上，只需保证安装完成时无人机起降平台4在货物收纳舱3上方即可。

可以看出，本实施例提供的一种用于无人机快递的自动收货装置具有如下优点：1)适用于城市高层建筑家庭用户，同时也适用于其他类型用户以及户外使用；2)可以实现点对点直达用户，没有中间环节，效率得到大幅度提升；3)可以实现全自动化收货，没有人工参与，可24小时运行；4)安全性高，可以避免货物损伤。

第二方面，本发明还提供了一种用于无人机快递的自动收货装置的控制方法的实施例。如图2所示，本实施例提供的一种用于无人机快递的自动收货装置的控制方法包括如下步骤：

步骤S1，控制器在收到无人机即将降落的信息后，控制伸缩装置将货物收纳舱和无人机起降平台向外推出到指定位置；

步骤S2，待无人机降落在无人机起降平台之后，控制器控制无人机锁定装置锁定住无人机；

步骤S3，控制器控制货物收纳舱的顶舱门开启；

步骤S4，在无人机将货物投放至货物收纳舱内之后，控制器控制货物收纳舱顶舱门关闭；

步骤S5，控制器控制无人机锁定装置解锁释放无人机；

步骤S6，待无人机起飞后，控制器控制伸缩装置将货物收纳舱和无人机起降平台收回。

通过以上步骤，可以保证无人机在向货物收纳舱内投放货物的过程中不会受风等外界因素的干扰，使货物投放过程更安全和稳定，且可以使货物的存储更加安全，待收货完成后，用户可以从货物收纳舱内取出货物。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种用于无人机快递的自动收货装置，其特征在于，包括：

支架、外箱、货物收纳舱、无人机起降平台、伸缩装置、定位装置和控制器；

所述无人机起降平台设置在货物收纳舱顶部，该无人机起降平台上设有与下方的货物收纳舱内部相通的货物入口；

所述货物收纳舱通过伸缩装置与所述外箱连接，所述控制器控制该伸缩装置工作，以调节货物收纳舱和无人机起降平台的伸缩位置；

所述外箱与支架连接，所述外箱上设置有开口，以作为所述货物收纳舱和所述无人机起降平台推出或收回的通道；

所述定位装置用于无人机导航定位。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人机快递的自动收货装置，其特征在于：

所述定位装置包括GPS模块，所述GPS模块用于向无人机提供无人机起降平台的数字化地址，所述数字化地址包括经度、纬度和高度三个位置信息。

3.根据权利要求2所述的一种用于无人机快递的自动收货装置，其特征在于：

所述定位装置还包括电子罗盘，所述电子罗盘用于向无人机提供无人机起降平台的方向，以指导无人机在降落时的机头方向。

4.根据权利要求1所述的一种用于无人机快递的自动收货装置，其特征在于：

所述无人机起降平台上设置有无人机锁定装置；

所述控制器与所述无人机锁定装置连接，用于控制该无人机锁定装置将无人机锁定在无人机起降平台上或者解锁释放无人机。

5.根据权利要求1所述的一种用于无人机快递的自动收货装置，其特征在于：

所述货物收纳舱顶部设置有与无人机起降平台的货物入口位置相对应的顶舱门，且所述货物收纳舱的侧面设置有侧舱门；在与所述侧舱门对应的外箱侧面上设置有箱门；

所述控制器与所述顶舱门连接，用于控制所述顶舱门的开启和关闭。

6.根据权利要求1所述的一种用于无人机快递的自动收货装置，其特征在于：

所述伸缩装置为由电机驱动的平行四边形铰接伸缩机构。

7.根据权利要求1所述的一种用于无人机快递的自动收货装置，其特征在于：

所述支架为伸缩式支架。

8.根据权利要求4所述的一种用于无人机快递的自动收货装置，其特征在于：

所述无人机锁定装置为由所述控制器控制工作的吸盘电磁铁。

9.一种用于如权利要求1至8任意一项所述的无人机快递的自动收货装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

准备步骤，控制器在收到无人机即将降落的信息后，控制伸缩装置将货物收纳舱和无人机起降平台向外推出到指定位置；

收货步骤，待无人机降落在无人机起降平台之后，控制器控制无人机锁定装置锁定住无人机，在无人机将货物投放至货物收纳舱内之后，控制无人机锁定装置解锁释放无人机；

完成步骤，待无人机起飞后，控制器控制伸缩装置将货物收纳舱和无人机起降平台收回。

10.根据权利要求9所述的一种用于无人机快递的自动收货装置的控制方法，其特征在于：

所述收货步骤中，在控制无人机锁定装置锁定无人机后，控制器控制货物收纳舱的顶舱门开启，接收无人机的货物，且在货物接收完成后，控制货物收纳舱顶舱门关闭，然后控制无人机锁定装置解锁释放无人机。