CN106667074B - 带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于自动控制技术领域，提供了一种带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜及控制方法，包括鞋柜主体，所述鞋柜主体包括若干个存鞋单元，所述存鞋单元均设有存鞋底板和位于存鞋底板后方的伸缩机构；所述鞋柜主体正面两侧分别设有竖向滑轨；所述滑轨上均安装有自动存取鞋子的机械手；所述鞋柜主体的左侧面和右侧面均安装有人脸识别机；所述鞋柜主体顶面下方设有臭氧发生装置和控制器；所述控制器内设有无线传输模块；所述伸缩机构、滑轨、机械手、人脸识别机和臭氧发生装置分别与控制器电连接。本发明具有自动存取鞋子的功能，还具有除臭、上下班打卡或者记时收费的功能。

Description

带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜及控制方法

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜及控制方法。

背景技术

随着社会的发展，人们对生活的要求越来越高，人们的生活质量也日趋提高，物联网的时代已经来临，各种智能设备已进入到人们生活的方方面面，通过自动控制来管理各种设备，不需要人为的操作控制，给人们的生活带来了翻天覆地的变化，使人们的生活更舒适、更简单和更方便。

现代社会锻炼养生的公共场所会配备专用的鞋柜，无菌厂房会配备专用鞋柜，医院的手术前更换室也会配备专用鞋柜，鞋柜作为各种公共场所的必备用具越来越受到人们的重视。现有技术的鞋柜种类繁多、各式各样，现有的多功能鞋柜具有除臭杀菌、除湿防霉等作用，功能多样又实用。

上述鞋柜虽然功能多样实用，对鞋子的杀菌除臭有一定的作用和效果，但是并不能做到彻底的杀菌除臭，人们从鞋柜取鞋时，不仅会接触鞋里的细菌，还要忍受鞋柜的异味；现代生活需用鞋柜的公共场所很多，例如游泳馆、无菌厂房等，因为公共场所人员众多，鞋子自然也很多，矮小的鞋柜会占用很多空间，高大的鞋柜人们取鞋不方便。

发明内容

针对以上问题的不足，本发明提供了一种带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜及控制方法，适用于游泳馆、无菌厂房等公共场所，能够实现自动存取鞋子的功能，人们不用接近鞋柜就可以换鞋离开，还具有除臭、上下班打卡或者记时收费的功能。

为实现上述目的，本发明带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜，包括鞋柜主体，所述鞋柜主体包括若干个存鞋单元，所述存鞋单元均设有可伸缩存鞋底板，所述可伸缩存鞋底板包括存鞋底板和位于存鞋底板后方的伸缩机构；

所述鞋柜主体正面两侧分别设有竖向滑轨；

所述滑轨上均安装有自动存取鞋子的机械手；

所述鞋柜主体的左侧面和右侧面均安装有人脸识别机；

所述鞋柜主体顶面下方设有臭氧发生装置和控制器；

所述控制器内设有无线传输模块；

所述伸缩机构、滑轨、机械手、人脸识别机和臭氧发生装置分别与控制器电连接。

优选地，所述伸缩机构包括伸缩连杆和电机驱动机构，电机正转时，连杆往中间运动，存鞋底板弹出，电机反转时，连杆往两侧运动，存鞋底板收回；

所述滑轨包括断面呈“凹”字状的竖向滑道、位于滑道凹槽内的竖向丝杆、位于丝杆前方的竖向滑杆和沿滑杆上下滑动且垂直于竖向滑杆的滑块座，所述滑块座沿滑杆长度方向设有螺纹通孔，所述丝杆下端设有连接丝杆的伺服电机，所述丝杆配合在螺纹通孔内使得伺服电机带动丝杆转动时滑块座在滑杆上滑动；

所述机械手包括安装于滑块座上的机械底座、与机械底座转动连接的第一机械臂、与第一机械臂转动连接的第二机械臂和与第二机械臂转动连接的机械抓手；所述机械底座内设有底座驱动机构，驱动底座在水平方向上旋转，所述第一机械臂内设有第一机械臂驱动机构，驱动第一机械臂在竖直方向上转动，所述第二机械臂内设有第二机械臂驱动机构，驱动第二机械臂在竖直方向上转动，所述机械爪手内设有机械抓手驱动机构，驱动机械抓手在竖直方向上转动和抓手手指的张合。

优选地，所述存鞋单元设有与存鞋单元上方可转动连接的单元盒盖，所述存鞋底板上设有若干个镂空的圆孔。

优选地，所述鞋柜主体前方的地面上设有换鞋板，所述换鞋板与鞋柜主体可拆卸连接。

优选地，所述存鞋单元分为左存鞋单元和右存鞋单元，左侧机器手负责抓取智能鞋柜左存鞋单元的鞋子，右侧机械手负责抓取智能鞋柜右存鞋单元的鞋子。

优选地，所述人脸识别机的显示屏还用于显示智能鞋柜里所剩拖鞋的数量。

优选地，所述无线传输模块用于与计算机进行通信，计算机将通过人脸识别机采集的相关信息，记录每个人进出的时间，用于上下班打卡或者用于记时收费。

带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜的控制方法如下：

步骤1：人脸识别机录入进入人员的个人脸部信息；

步骤2：智能鞋柜查询存有拖鞋的存鞋单元，随机弹出存有拖鞋的存鞋底板，拖鞋也随之弹出；

步骤3：机械手抓取拖鞋并将其放置在智能鞋柜前的地面上，以便进入人员换鞋；

步骤4：机械手抓取进入人员脱在换鞋板上的鞋子并将其放置到步骤2中弹出的存鞋底板上；

步骤5：智能鞋柜将鞋子随同存鞋底板一起收回到存鞋单元；

步骤6：人脸识别机录入出去人员的个人脸部信息；

步骤7：智能鞋柜查询出去人员在进入时所存鞋子的存鞋单元，并弹出该存鞋单元的存鞋底板，鞋子也随之弹出；

步骤8：机械手抓取弹出的鞋子并将其放置在智能鞋柜前的地面上；

步骤9：机械手抓取出去人员脱在换鞋板上的拖鞋并将其放置到步骤7中弹出的存鞋底板上；

步骤10：智能鞋柜将拖鞋随同存鞋底板一起收回到存鞋单元。

机械手抓取弹出的存鞋底板上的鞋子并将其放置在智能鞋柜前的地面上的具体步骤：

步骤a1：机械手未使用时处于收回状态，滑块座位于滑轨下端，机械手以平行于竖向滑轨的方式依附在滑轨上；

步骤a2：存鞋底板和鞋子弹出时，机械手随着滑块座沿着滑杆向上滑动至弹出的存鞋底板所在水平面位置；

步骤a3：机械底座在水平方向旋转，第一机械臂、第二机械臂和机械抓手在竖直方向转动，使机器抓手位于弹出的鞋子的正上方并且机械抓手张开；

步骤a4：机械抓手抓取鞋子，机械底座向外旋转；

步骤a5：避开弹出的存鞋底板，机械底座停止旋转，机械手随着滑块座沿着滑杆向下滑动；

步骤a6：鞋子接触地面后，机械手停止滑动，机械抓手张开将鞋子放在地面上，机械手的第一、第二机械臂转动，机械抓手的位置升高，机械底座向内旋转，留出空间方便人们穿鞋。

机械手抓取地面上的鞋子并将其放置到弹出的存鞋底板上的具体步骤：

步骤b1：机械底座向外旋转，第一机械臂、第二机械臂和机械抓手在竖直方向转动，使机器抓手位于所脱鞋子正上方；

步骤b2：机械抓手抓取所脱鞋子后，机械臂随着滑块座沿着滑杆向上滑动，使鞋子位于弹出的存鞋底板所在水平面之上；

步骤b3：机械底座向内旋转，第一机械臂、第二机械臂和机械抓手在竖直方向转动，使所脱鞋子位于弹出的存鞋底板正上方；

步骤b4：机械抓手松开，将所脱鞋子放在存鞋底板上，机械手回到初始时的收回状态。

由上述方案可知，本发明带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜及控制方法，通过机械手将鞋子放在地面上供人们换鞋，通过机械手将人们所换鞋子放回鞋柜，实现了自动存取的功能，解决了公共场所高大鞋柜人们存取鞋不方便的问题，不用接近鞋柜就可以换鞋离开；通过臭氧除臭装置实现了给鞋柜内部除臭的功能；通过进出时人脸识别录入个人信息，实现上下班打卡或者记时收费的功能。本发明的多功能性为人们的生活带来了舒适和便利。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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为机械手收回状态下本实施例的结构图；

图2为本实施例中可伸缩存鞋底板结构图；

图3为机械手展开状态下本实施例的结构图；

图4为本实施例中滑轨的结构图；

图5为本实施例中机械手的结构图。

附图标记：

1-鞋柜主体、2-可伸缩存鞋底板、21-存鞋底板、22-伸缩连杆、23-电机驱动机构、3-机械手、31-机械底座、32-第一机械臂、33-第二机械臂、34-机械抓手、4-滑轨、41-丝杆、42-滑块座、43-滑杆、44-电机、5-人脸识别机、6-换鞋板

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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产品，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例：

如图1～图5所示，本发明提供了一种带机械手3和人脸识别的公用智能鞋柜，包括鞋柜主体1，所述鞋柜主体1包括若干个存鞋单元，所述存鞋单元均设有可伸缩存鞋底板212，所述可伸缩存鞋底板212包括存鞋底板21和位于存鞋底板21后方的伸缩机构；所述鞋柜主体1正面两侧分别设有竖向滑轨4；所述滑轨4上均安装有自动存取鞋子的机械手3；所述鞋柜主体1的左侧面和右侧面均安装有人脸识别机5；所述鞋柜主体1顶面下方设有臭氧发生装置和控制器；所述控制器内设有无线传输模块；所述伸缩机构、滑轨4、机械手3、人脸识别机5和臭氧发生装置分别与控制器电连接。

本实施例可以用于各种公共场所，例如游泳馆、无菌厂房等，通过伸缩机构将鞋从存鞋单元弹出或者收回到存鞋单元，通过机械手3将鞋子放在地面上供人们换鞋，通过机械手3将人们所换鞋子放回鞋柜，实现了自动存取的功能，人们不用接近鞋柜去取鞋或者存鞋，就不会接触鞋里的细菌，无需忍受鞋柜的异味；通过臭氧除臭装置实现了给鞋柜内部除臭的功能；通过进出时人脸识别录入个人信息，通过无线传输模块将信息发送给计算机，实现了上下班打卡或者记时收费的功能。

本实施例中的智能鞋柜，突破了现有鞋柜的局限，高度可高可低，高大的智能鞋柜为公共场所节省了空间，通过智能鞋柜的自动存取功能解决了人们存取鞋不方便的问题。

如图2所示，所述伸缩机构包括伸缩连杆22和电机44驱动机构23，电机44正转时，连杆往中间运动，存鞋底板21弹出，电机44反转时，连杆往两侧运动，存鞋底板21收回；

如图4所示，所述滑轨4包括断面呈“凹”字状的竖向滑道、位于滑道凹槽内的竖向丝杆41、位于丝杆41前方的竖向滑杆43和沿滑杆43上下滑动且垂直于竖向滑杆43的滑块座42，所述滑块座42沿滑杆43长度方向设有螺纹通孔，所述丝杆41下端设有连接丝杆41的伺服电机44，所述丝杆41配合在螺纹通孔内使得伺服电机44带动丝杆41转动时滑块座42在滑杆43上滑动；

如图5所示，所述机械手3包括安装于滑块座42上的机械底座31、与机械底座31转动连接的第一机械臂32、与第一机械臂32转动连接的第二机械臂33和与第二机械臂33转动连接的机械抓手34；所述机械底座31内设有底座驱动机构，驱动底座在水平方向上旋转，所述第一机械臂32内设有第一机械臂驱动机构，驱动第一机械臂32在竖直方向上转动，所述第二机械臂33内设有第二机械臂驱动机构，驱动第二机械臂33在竖直方向上转动，所述机械爪手34内设有机械抓手驱动机构，驱动机械抓手34在竖直方向上转动和抓手手指的张合。

所述存鞋单元设有与存鞋单元上方可转动连接的单元盒盖，所述存鞋底板21上设有若干个镂空的圆孔。单元盒盖采用塑料材料制成，为了方便存鞋单元里的鞋子弹出或者收回，因而单元盒盖可转动的连接在存鞋单元上方；为了方便臭氧发生装置所产生的臭氧对鞋柜进行除臭，因而存鞋底板21上设有若干个镂空的圆孔。

所述鞋柜主体1前方的地面上设有换鞋板6，所述换鞋板6与鞋柜主体1可拆卸连接。所述换鞋板6包括进入换鞋板6和出去换鞋板6，主要用于限定人们进入或者出去时换下的鞋子在地面上的位置，方便机械手3的准确抓取。

所述存鞋单元分为左存鞋单元和右存鞋单元，左侧机器手负责抓取智能鞋柜左存鞋单元的鞋子，右侧机械手3负责抓取智能鞋柜右存鞋单元的鞋子。本实施例设有左右两个机械手3是为了操作更方便，若用一个机械手3，则机械手3的体积过大，工作起来就会占用比较大的空间。

带机械手3和人脸识别的公用智能鞋柜的控制方法如下：

步骤1：人脸识别机5录入进入人员的个人脸部信息；

步骤2：智能鞋柜查询存有拖鞋的存鞋单元，随机弹出存有拖鞋的存鞋底板21，拖鞋也随之弹出；

步骤3：机械手3抓取拖鞋并将其放置在智能鞋柜前的地面上，以便进入人员换鞋；

步骤4：机械手3抓取进入人员脱在换鞋板6上的鞋子并将其放置到步骤2中弹出的存鞋底板21上；

步骤5：智能鞋柜将鞋子随同存鞋底板21一起收回到存鞋单元；

步骤6：人脸识别机5录入出去人员的个人脸部信息；

步骤7：智能鞋柜查询出去人员在进入时所存鞋子的存鞋单元，并弹出该存鞋单元的存鞋底板21，鞋子也随之弹出；

步骤8：机械手3抓取弹出的鞋子并将其放置在智能鞋柜前的地面上；

步骤9：机械手3抓取出去人员脱在换鞋板6上的拖鞋并将其放置到步骤7中弹出的存鞋底板21上；

步骤10：智能鞋柜将拖鞋随同存鞋底板21一起收回到存鞋单元。

机械手3抓取弹出的存鞋底板21上的鞋子并将其放置在智能鞋柜前的地面上的具体步骤：

步骤a1：机械手3未使用时处于收回状态，滑块座42位于滑轨4下端，机械手3以平行于竖向滑轨4的方式依附在滑轨4上；

步骤a2：存鞋底板21和鞋子弹出时，机械手3随着滑块座42沿着滑杆43向上滑动至弹出的存鞋底板21所在水平面位置；

步骤a3：机械底座31在水平方向旋转，第一机械臂32、第二机械臂33和机械抓手34在竖直方向转动，使机器抓手位于弹出的鞋子的正上方并且机械抓手34张开；

步骤a4：机械抓手34抓取鞋子，机械底座31向外旋转；

步骤a5：避开弹出的存鞋底板21，机械底座31停止旋转，机械手3随着滑块座42沿着滑杆43向下滑动；

步骤a6：鞋子接触地面后，机械手3停止滑动，机械抓手34张开将鞋子放在地面上，机械手3的第一、第二机械臂33转动，机械抓手34的位置升高，机械底座31向内旋转，留出空间方便人们穿鞋。

机械手3抓取地面上的鞋子并将其放置到弹出的存鞋底板21上的具体步骤：

步骤b1：机械底座31向外旋转，第一机械臂32、第二机械臂33和机械抓手34在竖直方向转动，使机器抓手位于所脱鞋子正上方；

步骤b2：机械抓手34抓取所脱鞋子后，机械臂随着滑块座42沿着滑杆43向上滑动，使鞋子位于弹出的存鞋底板21所在水平面之上；

步骤b3：机械底座31向内旋转，第一机械臂32、第二机械臂33和机械抓手34在竖直方向转动，使所脱鞋子位于弹出的存鞋底板21正上方；

步骤b4：机械抓手34松开，将所脱鞋子放在存鞋底板21上，机械手3回到初始时的收回状态。

所述人脸识别机5的显示屏还用于显示智能鞋柜里所剩拖鞋的数量。当该智能鞋柜的拖鞋被换取完后，则显示屏所显示的拖鞋数量为零，便于提醒人们到别的智能鞋柜换取拖鞋。

所述无线传输模块用于与计算机进行通信，计算机将通过人脸识别机5采集的相关信息，记录每个人进出的时间，用于上下班打卡或者用于记时收费。计算机可设置臭氧发生装置的工作时间。本实施例应用于公共场所，如用于无菌厂房，则可以通过人脸识别机5记录员工进出的时间，以实现上下班打卡；如用于游泳馆，则可以通过人脸识别机5记录顾客进出的时间，以实现记时付费。

最后应说明的是：以上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 (6)

1.带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜，包括鞋柜主体，其特征在于：

所述鞋柜主体包括若干个存鞋单元，所述存鞋单元均设有可伸缩存鞋底板，所述可伸缩存鞋底板包括存鞋底板和位于存鞋底板后方的伸缩机构；

所述鞋柜主体正面两侧分别设有竖向滑轨；

所述滑轨上均安装有自动存取鞋子的机械手；

所述鞋柜主体的左侧面和右侧面均安装有人脸识别机；

所述鞋柜主体顶面下方设有臭氧发生装置和控制器；

所述控制器内设有无线传输模块；

所述伸缩机构、滑轨、机械手、人脸识别机和臭氧发生装置分别与控制器电连接；

所述伸缩机构包括伸缩连杆和电机驱动机构，电机正转时，连杆往中间运动，存鞋底板弹出，电机反转时，连杆往两侧运动，存鞋底板收回；

所述滑轨包括断面呈“凹”字状的竖向滑道、位于滑道凹槽内的竖向丝杆、位于丝杆前方的竖向滑杆和沿滑杆上下滑动且垂直于竖向滑杆的滑块座，所述滑块座沿滑杆长度方向设有螺纹通孔，所述丝杆下端设有连接丝杆的伺服电机，所述丝杆配合在螺纹通孔内使得伺服电机带动丝杆转动时滑块座在滑杆上滑动；

所述机械手包括安装于滑块座上的机械底座、与机械底座转动连接的第一机械臂、与第一机械臂转动连接的第二机械臂和与第二机械臂转动连接的机械抓手；所述机械底座内设有底座驱动机构，驱动底座在水平方向上旋转，所述第一机械臂内设有第一机械臂驱动机构，驱动第一机械臂在竖直方向上转动，所述第二机械臂内设有第二机械臂驱动机构，驱动第二机械臂在竖直方向上转动，所述机械抓手内设有机械抓手驱动机构，驱动机械抓手在竖直方向上转动和抓手手指的张合；

所述鞋柜主体前方的地面上设有换鞋板，所述换鞋板与鞋柜主体可拆卸连接；

所述无线传输模块用于与计算机进行通信，计算机将通过人脸识别机采集的相关信息，记录每个人进出的时间，用于上下班打卡或者用于记时收费；

带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜的控制方法包括以下步骤：

步骤1：人脸识别机录入进入人员的个人脸部信息；

步骤2：智能鞋柜查询存有拖鞋的存鞋单元，随机弹出存有拖鞋的存鞋底板，拖鞋也随之弹出；

步骤3：机械手抓取拖鞋并将其放置在智能鞋柜前的地面上，以便进入人员换鞋；

步骤4：机械手抓取进入人员脱在换鞋板上的鞋子并将其放置到步骤2中弹出的存鞋底板上；

步骤5：智能鞋柜将鞋子随同存鞋底板一起收回到存鞋单元；

步骤6：人脸识别机录入出去人员的个人脸部信息；

步骤7：智能鞋柜查询出去人员在进入时所存鞋子的存鞋单元，并弹出该存鞋单元的存鞋底板，鞋子也随之弹出；

步骤8：机械手抓取弹出的鞋子并将其放置在智能鞋柜前的地面上；

步骤9：机械手抓取出去人员脱在换鞋板上的拖鞋并将其放置到步骤7中弹出的存鞋底板上；

步骤10：智能鞋柜将拖鞋随同存鞋底板一起收回到存鞋单元。

2.根据权利要求1所述的带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜，其特征在于：所述存鞋单元设有与存鞋单元上方可转动连接的单元盒盖，所述存鞋底板上设有若干个镂空的圆孔。

3.根据权利要求1所述的带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜，其特征在于：所述存鞋单元分为左存鞋单元和右存鞋单元，左侧机器手负责抓取智能鞋柜左存鞋单元的鞋子，右侧机械手负责抓取智能鞋柜右存鞋单元的鞋子。

4.根据权利要求1所述的带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜，其特征在于：所述人脸识别机的显示屏还用于显示智能鞋柜里所剩拖鞋的数量。

5.根据权利要求1所述的带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜的控制方法，其特征在于：机械手抓取弹出的存鞋底板上的鞋子并将其放置在智能鞋柜前的地面上的具体步骤：

步骤a1：机械手未使用时处于收回状态，滑块座位于滑轨下端，机械手以平行于竖向滑轨的方式依附在滑轨上；

步骤a2：存鞋底板和鞋子弹出时，机械手随着滑块座沿着滑杆向上滑动至弹出的存鞋底板所在水平面位置；

步骤a3：机械底座在水平方向旋转，第一机械臂、第二机械臂和机械抓手在竖直方向转动，使机器抓手位于弹出的鞋子的正上方并且机械抓手张开；

步骤a4：机械抓手抓取鞋子，机械底座向外旋转；

步骤a5：避开弹出的存鞋底板，机械底座停止旋转，机械手随着滑块座沿着滑杆向下滑动；

步骤a6：鞋子接触地面后，机械手停止滑动，机械抓手张开将鞋子放在地面上，机械手的第一、第二机械臂转动，机械抓手的位置升高，机械底座向内旋转，留出空间方便人们穿鞋。

6.根据权利要求5所述的带机械手和人脸识别的公用智能鞋柜的控制方法，其特征在于：机械手抓取地面上的鞋子并将其放置到弹出的存鞋底板上的具体步骤：

步骤b1：机械底座向外旋转，第一机械臂、第二机械臂和机械抓手在竖直方向转动，使机器抓手位于所脱鞋子正上方；

步骤b2：机械抓手抓取所脱鞋子后，机械臂随着滑块座沿着滑杆向上滑动，使鞋子位于弹出的存鞋底板所在水平面之上；

步骤b3：机械底座向内旋转，第一机械臂、第二机械臂和机械抓手在竖直方向转动，使所脱鞋子位于弹出的存鞋底板正上方；

步骤b4：机械抓手松开，将所脱鞋子放在存鞋底板上，机械手回到初始时的收回状态。