CN106428263B - 一种全自动快递派送小车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动快递派送小车，包括车体及设于车体上的存放机构、机械手机构、摄像头机构、履带液压杆机构和基座，所述基座位于存放机构的前端，所述机械手机构设于基座上；所述摄像头机构设于存放机构的外侧，所述履带液压杆机构设于车体的下方且与车体的底部连接；所述车体下还设有麦克纳姆轮；所述存放机构内设有控制器及与所述控制器连接的通讯模块、存储模块，所述存放机构外侧还设有输入模块，输入模块与控制器连接。本发明能够适应多种地形，可以实现自主上楼梯，过台阶等障碍的功能，基本上可以完成所有复杂环境的运送；同时可实现抓取、投送快递及识别用户身份功能，减轻了快递员的工作强度，提高了快递公司的派件效率。

Description

一种全自动快递派送小车

技术领域

本发明涉及快递派送技术领域，具体涉及一种全自动快递派送小车。

背景技术

现如今，随着网购的快速发展，快递员派件工作量日益繁重；网购的迅速发展。快递公司的派件效率，成为物流核心竞争力之一；互联网+背景下，派件信息网络化，为自动派件提供了网络平台；现有图像识别技术和空间定位技术的成熟，为自动派件提供了中心控制基础；现有市场，缺少自我识别、装载、穿越楼梯的专用快递小车。

发明内容

本发明的目的是实现快递派送的自动化，减轻快递员的工作强度，提高快递公司的派件效率。

本发明提供的技术方案是：

一种全自动快递派送小车，包括车体，还包括设于车体上的存放机构、机械手机构、摄像头机构、履带液压杆机构和基座，所述基座位于所述存放机构的前端，所述机械手机构活动地设于所述基座上；所述摄像头机构设于所述存放机构的外侧，所述履带液压杆机构设于所述车体的下方且与所述车体的底部连接；所述车体的下方还设有麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮与所述车体的两侧远离所述存放机构的一端连接；

所述存放机构内设有控制器及分别与所述控制器连接的通讯模块、存储模块，所述存放机构外侧还设有输入模块，所述输入模块与所述控制器连接。

进一步地，所述存放机构包括厢体、设于所述厢体上并与所述厢体通过销钉铰接的车盖和电动推杆，所述厢体设于所述车体上，所述车盖的内表面上设有连接基座，所述电动推杆的一端与所述厢体连接，所述电动推杆的另一端通过螺柱与所述连接基座连接，所述电动推杆内还设有第一感应器。

进一步地，所述厢体上还设有天线，用于实现信号的实时接收与传输。

进一步地，所述机械手机构包括第一机械臂、第二机械臂、底座旋转涡轮箱和丝杆驱动装置，所述丝杆驱动装置装设在所述基座上并与所述底座旋转涡轮箱连接，以驱动所述机械手机构在所述基座上运动；所述底座旋转涡轮箱上设有旋转台，所述底座旋转涡轮箱的侧面装有驱动所述旋转台转动的底盘旋动电机；所述第一机械臂的一端与所述旋转台连接，所述第一机械臂的另一端和第二机械臂转动连接，所述第一机械臂上设有连杆，所述连杆的两端设有减速电机；所述第二机械臂远离所述第一机械臂的一端设有真空发生器，所述真空发生器连接有双层真空吸盘，所述双层真空吸盘内设有扫描器和第二感应器，所述扫描器与所述存储模块连接，所述第二感应器与所述第一感应器相互感应。

进一步地，所述摄像头机构包括圆环双目式摄像头、固定底座和设于所述固定底座上的电动机；所述固定底座固定于所述存放机构的厢体外侧，所述圆环双目式摄像头与所述电动机连接。

进一步地，所述摄像头机构为2个，分别设于所述存放机构中的两相对的外侧面上。

进一步地，所述履带液压杆机构包括液压缸、两组滚轮组件、履带、支重轮组件、张紧缸和履带架；所述液压缸装设在履带架上，所述液压缸内的第一活塞杆与所述车体的底部连接；所述两组滚轮分别转动地装设于所述履带架的相对两侧；所述履带活动地套设于所述两组滚轮组件上；所述支重轮组件包括固定架及三个支重轮，所述固定架装设于所述履带架上并位于所述两组滚轮组件之间，所述三个支重轮间隔且转动地装设于所述固定架上；所述张紧缸的一端与所述履带架连接，另一端与所述滚轮其中一组滚轮组件的轮轴连接。

进一步地，所述张紧缸包括导向座、缸体和活动地设于缸体内的第二活塞杆，所述导向座一端与所述其中一组滚轮组件的轮轴连接，所述导向座的另一端与所述第二活塞杆连接，所述第二活塞杆外套设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端固定于所述导向座上，所述缸体上还连接有张紧杆，所述张紧杆连接于所述履带架。

本发明中，所述基座优选为螺杆座。

本发明的优点：本发明快递小车能够适应多种地形，可以实现自主上楼梯，过台阶等障碍的功能，基本上可以完成所有复杂环境的运送；同时可实现快递抓取、投送功能及识别用户身份功能，从整体上减轻了快递员的工作强度，提高了快递公司的派件效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中摄像头机构的示意图；

图3为本发明中机械手机构的示意图；

图4为本发明中存放机构的示意图；

图5为本发明中履带液压杆机构的示意图；

图6为本发明中麦克纳姆轮的示意图；

图7为本发明快递小车爬楼梯示意图。

图中：100.机械手机构；200.摄像头机构；300.存放机构；400.履带液压杆机构；500.麦克纳姆轮；

1.第一连接件；2.第一机械臂；2-1.连杆；3.减速电机；4.旋转台；5.底盘旋动电机；6.底座旋转涡轮箱；7.基座；8.步进电机；9.螺杆；10.双层真空吸盘；11.真空发生器；12.第二机械臂；13.套筒；14.第一活塞杆；15.液压缸；16.履带；17.滚轮组件；18.电机；19.支重轮组件；20.张紧缸；20-1.导向座；20-2.第二活塞杆；20-3.缓冲弹簧；20-4.缸体；20-5.张紧杆；21.履带架；22.轮盘；23.无刷电动机；24.电机轴；25.滚子；26.麦轮固定盘；27.车盖；28.连接基座；29.电动推杆；30.天线；31.厢体；32.圆环双目式摄像头；33.电动机；34.固定底座。

具体实施方式

以下以具体实施例结合附图对本发明作进一步地描述，参见图1-7：

一种全自动快递派送小车，包括车体及设于车体上的存放机构300、机械手机构100、摄像头机构200和履带液压杆机构400；所述存放机构300的前端上设有基座7，所述机械手机构100活动地设于所述基座7上；所述摄像头机构200设于所述存放机构300的外侧，所述履带液压杆机构400设于所述车体的下方且与所述车体的底部连接；所述车体下还设有麦克纳姆轮500，所述麦克纳姆轮500与所述车体的两侧远离所述存放机构300一端连接。

所述存放机构300包括厢体31、设于所述厢体31上并与厢体31通过销钉铰接的车盖27和电动推杆29，所述厢体31设于所述车体上，车盖27的内表面上设有连接基座28，所述电动推杆29的一端与厢体31连接，另一端通过螺柱与连接基座28连接。电动推杆29用于将车盖27打开或关闭，以放置取出厢体31内的快件。所述厢体31内设有控制器及分别与所述控制器连接的通讯模块、存储模块，所述厢体31外侧还设有输入模块，所述输入模块与控制器连接。所述电动推杆29内还设有第一感应器。

进一步地，所述厢体31上还设有天线30，天线30与厢体31通过螺纹连接，天线30用于实现视频信号的实时接收与传输。

所述机械手机构100设于所述基座7上，所述基座7上设有螺杆9，基座7上安装有驱动所述螺杆9转动的步进电机7-1。所述机械手机构100包括第一机械臂2、第二机械臂12、底座旋转涡轮箱6和丝杆驱动装置，所述丝杆驱动装置装设在所述基座7上并与所述底座旋转涡轮箱6连接，以驱动所述机械手机构100在所述基座7上运动，具体为：所述底座旋转涡轮箱6底部设有与所述螺杆9螺合的丝杆螺母。步进电机7-1驱动螺杆9转动时，丝杆螺母带动底座旋转涡轮箱6沿螺杆9运动，进而带动机械手机构沿沿螺杆9运动。所述底座旋转涡轮箱6上设有旋转台4，所述底座旋转涡轮箱6的侧面装有驱动旋转台4转动的底盘旋动电机；所述第一机械臂2的一端与所述底座旋转涡轮箱6通过旋转台4连接，通过旋转台4的转动带动第一机械臂2转动。所述第一机械臂2的另一端和第二机械臂12通过第一连接件1转动连接，所述第一机械臂2上设有连杆2-1，所述连杆2-1的两端设有减速电机3，用于降低第一机械臂2的转动速度及提高输出转矩；第二机械臂12的一端设有套筒13，另一端设有真空发生器11，所述真空发生器11连接有双层真空吸盘10，双层真空吸盘10用于将快件吸附起来放入存放机构300中的厢体31中。其中，双层真空吸盘10内设有小型的扫描器和第二感应器，所述扫描器与所述存储模块连接，扫描器可快速读取快递信息，包括收件人的地址和电话，并存入存储模块中。所述第二感应器与所述电动推杆29内的第一感应器相互感应。

本发明中，利用丝杆驱动机构带动旋转涡轮箱6沿螺杆9滑动，即可实现机械手机构100沿螺杆9来回移动，以能够更好地吸附快件，让机械手机构100的运动更加灵活。

所述摄像头机构200包括圆环双目式摄像头32、固定底座34和设于所述固定底座34上的电动机33；所述固定底座34与存放机构300的厢体31外侧通过螺钉连接，用于固定所述电动机33，所述圆环双目式摄像头32与所述电动机33连接。所述摄像头机构200用于观察行进过程中的路况。

进一步地，所述摄像头机构200为2个，分别设于存放机构300的厢体31相对的两个外侧面上。

进一步地，所述履带液压杆机构400包括液压缸15、履带16、两组滚轮组件17、三个支重轮组件19、张紧缸20和履带架21；所述液压缸15装设在履带架21上，所述液压缸15内的第一活塞杆14与车体的底部连接，用于通过第一活塞杆14调节车身的高度。所述两组滚轮组件17转动地装设于所述履带架21的相对两侧，所述履带16活动地套设于所述两组滚轮组件上17并与所述两组滚轮组件上17配合。所述支重轮组件19包括固定架及三个支重轮，所述固定架装设于所述履带架21上并位于所述两组滚轮组件17之间，所述三个支重轮间隔且转动地装设于所述固定架上，其中一个支重轮19的周壁与所述履带16的上半部分滑动相抵，另两个支重轮与所述履带16的下半部分滑动相抵，以支撑所述履带16。所述两组滚轮组件17中分为驱动轮和从动轮，所述驱动轮内设有电机18，通过电机18实现驱动轮的转动。所述张紧缸20一端与履带架21连接，另一端与从动轮的轮轴连接，以调节从动轮和驱动轮的距离，进而调节履带16的张紧程度，从而使履带正常往前运动。

进一步地，所述张紧缸20包括导向座20-1、缸体20-4和活动地设于缸体20-4内的第二活塞杆20-2，所述导向座20-1一端与所述其中一组滚轮组件17的轮轴连接，另一端与所述第二活塞杆20-2连接，所述第二活塞杆20-2外套设有缓冲弹簧20-3，所述缓冲弹簧20-3的一端固定于导向座20-1上，所述缸体20-4上还连接有张紧杆20-5，所述张紧杆20-5通过螺栓螺帽连接于所述履带架21。

所述麦克纳姆轮500包括轮盘22、无刷电动机23、电机轴24、滚子25以及麦轮固定盘26五部分；其中滚子25通过轴与轮盘22连接，无刷电动机23通过电机轴24与轮盘22连接，麦轮固定盘26通过螺栓螺帽固定在轮盘22上；无刷电动机23驱动电机轴24旋转，从而带动轮盘22转动，转动时由于每个滚子25均可实现360全方位转动，故可实现带动整个麦克纳姆轮完成周转，电机轴24与车体连接，带动小车前进或后退。

本发明的工作原理是：

首先通过快递员远程控制机械手机构100，利用机械手机构100中的双层真空吸盘10将需要派送的快件存放至存放机构300中的厢体31内，由于机械手机构100可沿螺杆9来回移动，可通过调节移动的距离来适应不同快件的吸附，更好地夹存快件。利用双层真空吸盘10内的小型扫描器快速扫描读取快递信息，读取包括收件人的地址和电话，并存储于存储模块中。吸附快件时，双层真空吸盘10上的第一感应器与存放机构300里的第二感应器相互感应，通过感应器控制存放机构300上的电动推杆29将车盖27打开，然后机械手机构100将快件吸附至厢体31中，装件完毕后，机械手机构100收回，通过感应器感应，控制电动推杆29将车盖27通过关闭。

当快件存放完毕后，小车驶离快件中心，此时通过麦克纳姆轮500完成移动任务，通过轮盘22上的滚子25相互配合滚动，驱动小车往前运动；小车利用了最新的无人驾驶技术，利用小车车载传感器来感知小车周围环境，并根据感知所获得的道路、车辆位置和障碍物信息，控制车辆的转向和速度，从而使车辆能够安全、可靠地到达目的地；通过前后4个麦克纳姆轮的组合运动，使小车更灵活方便的实现转弯功能，无刷电动机23为麦克纳姆轮500提供充足的动力，从而可确保快件的运送效率。在行进过程中，圆环双目式摄像头32可360度旋转，以避免监控死角，并且实时观察到路面上的情况，以应对相应的情况，并通过箱体上的天线30实现视频信号的实时接收与传输，快递员可在电脑里查看小车行进的情况。

当小车在行进过程中，遇到麦克纳姆轮500无法跨越的障碍时，小车上的履带液压杆机构400可协助完成跨越障碍物，利用第一活塞杆14将履带液压杆机构400顶下，同时使车体升高，通过第一活塞杆14来调节车体升高的高度，来适应不同坡度的台阶或者楼梯，同时保持存放机构300水平，以防止小车侧翻；履带16的质量分布均匀，重心在几何对称中心，在由水平状态变为爬坡状态时，由于车体抬升，相对应的使整个机器人的重心前移并超过翻越支点，使履带16能在各阶楼梯上平稳行进，同时配合第一活塞杆14，让整个车身在爬行楼梯过程中保持水平，避免重力不平衡而导致机器人倾倒。当车体重心超过台阶最上方时，通过第一活塞杆14控制车身缓慢下降直至麦克纳姆轮500与地面接触，从而完成跨越障碍的过程。

完成爬行后，继续进行快件派送任务。小车按收件人地址到达指定位置后，控制器通过通讯模块自动给收件人发送信息，通知收件人领取快件。取件人来到小车处后，在小车的输入模块输入姓名和电话，若收件人所输入的姓名和电话与小车内保存的寄件人填写的姓名和电话相匹配，则完成对取件人的身份进行确认，身份确认后，程序控制车盖自动打开，取件人将快件取走，小车派送完成，自动返回物流中心。

Claims (6)

1.一种全自动快递派送小车，包括车体，其特征在于，还包括设于车体上的存放机构、机械手机构、摄像头机构、履带液压杆机构和基座，所述基座位于所述存放机构的前端，所述机械手机构活动地设于所述基座上；所述摄像头机构设于所述存放机构的外侧，所述履带液压杆机构设于所述车体的下方且与所述车体的底部连接；所述车体的下方还设有麦克纳姆轮，所述麦克纳姆轮与所述车体的两侧远离所述存放机构的一端连接；

所述存放机构内设有控制器及分别与所述控制器连接的通讯模块、存储模块，所述存放机构外侧还设有输入模块，所述输入模块与所述控制器连接；

所述存放机构包括厢体、设于所述厢体上并与所述厢体通过销钉铰接的车盖和电动推杆，所述厢体设于所述车体上，所述车盖的内表面上设有连接基座，所述电动推杆的一端与所述厢体连接，所述电动推杆的另一端通过螺柱与所述连接基座连接，所述电动推杆内还设有第一感应器；

所述机械手机构包括第一机械臂、第二机械臂、底座旋转涡轮箱和丝杆驱动装置，所述丝杆驱动装置装设在所述基座上并与所述底座旋转涡轮箱连接，以驱动所述机械手机构在所述基座上运动；所述底座旋转涡轮箱上设有旋转台，所述底座旋转涡轮箱的侧面装有驱动所述旋转台转动的底盘旋动电机；所述第一机械臂的一端与所述旋转台连接，所述第一机械臂的另一端和第二机械臂转动连接，所述第一机械臂上设有连杆，所述连杆的两端设有减速电机；所述第二机械臂远离所述第一机械臂的一端设有真空发生器，所述真空发生器连接有双层真空吸盘，所述双层真空吸盘内设有扫描器和第二感应器，所述扫描器与所述存储模块连接，所述第二感应器与所述第一感应器相互感应。

2.根据权利要求1所述的全自动快递派送小车，其特征在于，所述厢体上还设有天线，用于实现信号的实时接收与传输。

3.根据权利要求1所述的全自动快递派送小车，其特征在于，所述摄像头机构包括圆环双目式摄像头、固定底座和设于所述固定底座上的电动机；所述固定底座固定于所述存放机构的厢体外侧，所述圆环双目式摄像头与所述电动机连接。

4.根据权利要求1或3所述的全自动快递派送小车，其特征在于，所述摄像头机构为2个，分别设于所述存放机构中的两相对的外侧面上。

5.根据权利要求1所述的全自动快递派送小车，其特征在于，所述履带液压杆机构包括液压缸、两组滚轮组件、履带、支重轮组件、张紧缸和履带架；所述液压缸装设在履带架上，所述液压缸内的第一活塞杆与所述车体的底部连接；所述两组滚轮组件分别转动地装设于所述履带架的相对两侧；所述履带活动地套设于所述两组滚轮组件上；所述支重轮组件包括固定架及三个支重轮，所述固定架装设于所述履带架上并位于所述两组滚轮组件之间，所述三个支重轮间隔且转动地装设于所述固定架上；所述张紧缸的一端与所述履带架连接，另一端与其中一组滚轮组件的轮轴连接。

6.根据权利要求5所述的全自动快递派送小车，其特征在于，所述张紧缸包括导向座、缸体和活动地设于缸体内的第二活塞杆，所述导向座一端与所述其中一组滚轮组件的轮轴连接，所述导向座的另一端与所述第二活塞杆连接，所述第二活塞杆外套设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端固定于所述导向座上，所述缸体上还连接有张紧杆，所述张紧杆连接于所述履带架。