CN106991765A - 一种机器人携带式智能派件箱 - Google Patents

Abstract

一种机器人携带式智能派件箱，其安装于机器人的底板上，包括箱体，所述箱体由若干层存放物件的储物间组成，每层储物间内设有物件推送系统和监控物件安全性的状态监测设备，每层储物间上均铰接有上闭下开的自动开关箱门，所述自动开关箱门与箱体之间通过电磁锁来锁合，且所述自动开关箱门与带动其开闭的物件推送系统连接；所述箱体外设有控制打开电磁锁的提取码输入界面，所述提取码界面、电磁锁、物件推送系统、状态监测设备均与机器人的控制设备连接，所述机器人的控制设备与监控物件安全性和位置导航的管理中心通信连接。本发明大大提升物流派件的效率，降低物流的成本，促进物流和互联网经济的发展。

Description

一种机器人携带式智能派件箱

技术领域

本发明属于机器人技术领域，涉及一种机器人携带式智能派件箱。

背景技术

互联网经济的发展，使线上购物的消费方式迅速发展，伴随而来是物流行业的迅速扩张。现有物流行业主要依靠人工派件，在无人的情况下，派件人员把物件放在某个指定的地方，比如现在小区里非常流行的速易递快递柜和丰巢快递柜或者物业办公区，再通知取件人自己过来取件，或者亲自送过去。整个过程耗时间，效率低，工作量大，增加物流的成本。同时现有快递员的送货箱上均未有上锁功能，当其派件上楼时，送货箱内的物品很容易被盗，快递员需自己承担丢件的风险。

现有一种智能快件收纳箱，如专利号201410813713所公开的，包括箱体、手动锁、智能锁、RFID射频器、无线传输控制模块、控制器，所述箱体为立方体结构，一面开有门，在门的内部一侧有凸台，凸台右侧箱体上安有智能锁；所述手动锁安装在门上一侧；所述智能锁还包括电机、卡条，与无线传输控制模块相连；所述RFID射频器安装在箱体内部一侧，与无线传输控制模块连为整体；所述控制器安装在箱体内部。该智能快件收纳箱设置在门口，结合智能家居来实现自动收快件，解决了家里无人收快件的问题，虽然快件是可以送上门的，无需取件人到指定地点取件，但是需要每家每户都安装一个智能快件收纳箱，一来存在成本高的问题，二来非常占楼道空间。

现有一种快件智能派收系统，如专利号201610298319所公开的，包括快件派收设备，所述快件派收设备包括箱体以及设置在所述箱体内的驱动装置、传动装置、回转装置和控制单元；所述回转装置包括回转部件和传感器，所述箱体包括水平固定的回转平台，所述回转部件可转动地设置在所述回转平台上，所述传感器固设在所述回转平台上，所述回转部件上设有容纳快件的空间；所述驱动装置通过所述传动装置驱动所述回转部件转动；所述传感器与所述控制单元电连接，所述传动装置与所述控制单元电连接；所述传感器将所述回转部件的位置信息传送到所述控制单元，所述控制单元根据所述位置信息，控制所述传动装置，使所述回转部件转动到特定位置。该快件智能派收系统，能够使快递员方便分类整理和存放快件，智能存件和取件，且能实现安全防盗、自动拨号的功能，大大简化快递员的派件的繁琐流程。但是没有解决物流环节中“最后一公里”的问题。

发明内容

本发明提出了一种机器人携带式智能派件箱，可以协助机器人携带物件，保障物件在传输过程中的安全，实现自动输出物件等功能。

本发明采用的技术方案是：

一种机器人携带式智能派件箱，其安装于机器人的底板上，其特征在于：包括箱体，所述箱体由若干层存放物件的储物间组成，每层储物间内设有物件推送系统和监控物件安全性的状态监测设备，每层储物间上均铰接有上闭下开的自动开关箱门，所述自动开关箱门与箱体之间通过电磁锁来锁合，且所述自动开关箱门与带动其开闭的物件推送系统连接；所述箱体外设有控制打开电磁锁的提取码输入界面，所述提取码界面、电磁锁、物件推送系统、状态监测设备均与机器人的控制设备连接，所述机器人的控制设备与监控物件安全性和位置导航的管理中心通信连接；

所述物件推送系统包括固定在箱体后方的电机，所述电机的输出轴上连接有丝杆，丝杆嵌装在储物间的底板上，所述丝杆上螺纹连接有由其驱动推送物件的螺母推进器，所述螺母推进器通过钢丝绳与自动开关箱门连接。本发明通过与机器人结合，由机器人带着物件代替人工派件，很好的解决物流环节中“最后一公里”的问题，大大提升物流派件的效率，降低物流的成本，促进物流和互联网经济的发展。同时内设物件的状态监测设备，保障物件的安全性和完整性，同时控制设备与管理中心进行实时信息互通，进行相应的导航、安全监测和突发事件警报等功能。物件能够自动推出，方便收件人提取。自动开关箱门能与电磁锁、物件推送系统配合自行开闭，自动化程度高。

进一步，所述钢丝绳的一端固定在螺母推进器的一角上，其另一端穿过设置在储物间的侧面顶部的钢丝绳固定架与自动开关箱门连接，储物间内的物件不会影响钢丝绳带动自动开关箱门开闭。

进一步，所述螺母推进架包括一长条推进架，所述长条推进架上设有与丝杆配合移动的螺母，所述长条推进架的宽度略小于储物间的宽度，其中间是一栅栏结构。

进一步，所述电机是一转速可调的直线步进电机，其通过固定架安装于箱体上，可以根据实际需要的转速调节螺母推进架前进的速度。

进一步，所述自动开关箱门通过若干个带弹簧的合页铰接在储物间的底板上，在电磁锁开启后，自动开关箱门在合页的弹力和钢丝绳的牵引力作用下缓慢放下打开。

进一步，所述状态监测设备是一激光传感器，所述激光传感器的发射器和接收器对称安装于储物间的两侧，且靠近自动开关箱门设置。

进一步，所述提取码输入界面上设有按键阵列和显示屏，让收件人有最直观的取件过程，增加人机交互时的服务性。

进一步，所述箱体是由亚格力板定制而成，轻巧牢固，保证了里面物件的安全。

进一步，所述储物间的底板是以镂空的结构，以减轻箱体的重量。

进一步，所述智能派件箱的派件步骤如下：

(1)携带智能派件箱的机器人根据收件人信息来到指定的地点，收件人会接收到含提取码的短信；

(2)收件人在提取码界面输入提取码，控制设备判断提取码的正确性，当提取码输入错误时，提醒收件人重输提取码，当提取码输错3次时需重新获取提取码；当提取码输入正确时，则进入步骤(3)；

(3)所述控制设备开启相应储物间的电磁锁，该储物间的自动开关箱门打开，此时物件推送系统启动推送物件并带动自动开关箱门缓慢下降打开，同时状态监测设备监测物件的状态，如若物件没取出，则提醒收件人提取物件，如若物件取出，则物件推送系统恢复并带动自动开关箱门关上，电磁锁自动上锁。

本发明的有益效果如下：

1.改变储物箱存放的方案，把智能派件箱用机器人携带到指定的房间门外，减少人工的参与，提高智能化水平。智能派件箱可以实现自主化派件，代替市场上固定的储物箱，真正解决物流行业的“最后一公里”的问题，使室内智能生态系统进一步向前迈进一步。

2.智能派件箱内有状态监测设备，实时监测物件的状况，保障物件的安全性和完整性。并且智能派件箱与室内监控系统、远程控制平台进行实时信息互通，进行相应的导航、安全监测和突发事件警报等功能。

3.智能派件箱能够自动推出物件，避免物件太靠近箱体内部，不容易被抽出。箱门打开，物件推出，箱门关闭整个过程自动完成，自动化程度高。

4.人机交互界面简洁，考虑人为输入时错误的原因，给予多次输入的机会和语音提醒等功能。当箱门打开后，如果收件人长时间没有取件，也会有语音提醒。提取码输入界面人性化服务更加丰富，配合着语音提醒功能，可以实现与人信息互通时完成任务的准确性。

5.整个箱体小巧，牢固，控制简单，自动化水平高。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

图2是本发明自动开关箱门打开后内部结构俯视图。

图3是本发明自动开关箱门打开后内部结构侧视图。

图4是本发明螺母推进器的结构示意图。

图5是本发明的使用流程图。

图6是本发明的控制系统图。

图7是本发明的提取码界面示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

参见图1，一种机器人携带式智能派件箱，其安装于机器人的底板上，包括箱体5，所述箱体5是由亚格力板定制而成，轻巧牢固，保证了里面物件的安全。所述箱体5由6层存放物件的储物间组成，上面5层是用来进行物件的存放和自动推出，最下面一层与派件机器人底板固定，并留有空间放置机器人的控制设备。所述储物间的底板是以镂空的结构，以减轻箱体的重量。需要说明的是这里的层数是可调的，但要考虑派件的数量、机器人运动的方便以及箱体的成本的问题。

本实施例的每层储物间内设有物件推送系统和监控物件安全性的状态监测设备，每层储物间上均铰接有上闭下开的自动开关箱门10，所述自动开关箱门10与箱体5之间通过电磁锁11来锁合，且所述自动开关箱门10与带动其开闭的物件推送系统连接。其中所述物件推送系统包括固定在箱体5后方的电机2，所述电机2的输出轴上连接有丝杆3，丝杆3嵌装在储物间的底板上，所述丝杆3上螺纹连接有由其驱动推送物件的螺母推进器4，所述螺母推进器4通过钢丝绳13与自动开关箱门10连接。

本实施例所述钢丝绳13的一端固定在螺母推进器4的一角上，其另一端穿过设置在储物间的侧面顶部的钢丝绳固定架7与自动开关箱门10上的连接件9连接，储物间内的物件不会影响钢丝绳带动自动开关箱门开闭。

本实施例所述螺母推进架4包括一长条推进架，所述长条推进架上设有与丝杆配合移动的螺母，所述长条推进架的宽度略小于储物间的宽度，其中间是一栅栏结构，是为了减轻重量和更好的推出物件，见图4所示。

本实施例所述电机2是一转速可调的直线步进电机，其通过固定架1安装于箱体5上，可以根据实际需要的转速调节螺母推进架前进的速度。

本实施例所述自动开关箱门10通过若干个带弹簧的合页8铰接在储物间的底板上，在电磁锁11开启后，自动开关箱门10在合页8的弹力和钢丝绳13的牵引力作用下缓慢放下打开。

本实施例所述状态监测设备是一激光传感器，所述激光传感器的发射器6和接收器12对称安装于储物间的两侧，且靠近自动开关箱门10设置。

本实施例所述箱体5外设有控制打开电磁锁11的提取码输入界面14，所述提取码输入界面上设有按键阵列和显示屏，如图7所示，通过按键阵列输入提取码，有三次输入机会，当输入正确，会显示物件的层数，并且实时显示物件的状态，是“存入”“取出”,以及箱体的状态“打开”“关闭”。可以让取件人有最直观的取件过程，增加人机交互时的服务性。

本实施例所述提取码界面14、电磁锁11、物件推送系统的电机2、状态监测设备的发射端6和接收端12均与机器人的控制设备连接，所述机器人的控制设备与监控物件安全性和位置导航的管理中心交互通信连接，管理中心包括室内监测系统与远程控制平台。控制设备主要是提取码界面14的输入和校核、与室内监控系统和远程控制平台的交互通信、物件的安全监测。控制设备是以STM32作为总控，见图6，实现对电机2、提取码界面14、激光传感器的发射端6和接收端12、与室内监测系统和远程控制平台通信这些功能的控制。主控制器STM32负责判断按键信号是非输入，判断提取码是非正确，如果正确，将找到其对应的箱门信号，将使电磁锁得电解锁，控制步进单机启动推出物件。主控制器通过激光传感器实时监测箱内物件的状态。并且通过外设的通信芯片实现与室内监测系统与远程控制平台的交互通信，实现对派件箱安全状态的监测与位置的导航，在一些突发事件发生时，可以发出警报。

参照图5，本实施例所述智能派件箱的派件步骤如下：

(1)携带智能派件箱的机器人根据收件人信息来到指定的地点，收件人会接收到含提取码的短信；

(2)收件人在提取码界面输入提取码，控制设备判断提取码的正确性，当提取码输入错误时，提醒收件人重输提取码，当提取码输错3次时需重新获取提取码；当提取码输入正确时，则进入步骤(3)；

(3)所述控制设备开启相应储物间的电磁锁，该储物间的自动开关箱门打开，此时物件推送系统启动推送物件并带动自动开关箱门缓慢下降打开，同时状态监测设备监测物件的状态，如若物件没取出，则提醒收件人提取物件，如若物件取出，则物件推送系统恢复并带动自动开关箱门关上，电磁锁自动上锁。

本发明具体工作时，当机器人载着智能派件箱到达指定位置后，提醒收件人输入提取码，当提取码输入错误后，可以清除，在三次机会内输入正确，就可以打开相应电磁锁11。当电磁锁11打开时，电机2就正向启动，带动上方的螺母推进架4向前运动，螺母推进架4推动着相应储物间内的物件向前移动。自动开关箱门10在合页8的弹簧的弹力和钢丝绳13的牵引力作用下缓慢的放下箱门，当物件被推出1/3时，自动开关箱门10也已经在水平位置，如图2、图3所示，这时方便物件的提取。激光传感器在整个过程实时监测物件，当物件被取走后，电机2会反向启动，螺母推进架4直线后退，自动开关箱门10也会在钢丝绳13的牵引下缓慢上升，直到垂直关闭状态，电磁锁11关闭。为了防止收件人在输入提取码后没有取件，机器人一直在等待，无法进行下一个任务情况的出现，设立了语音提醒的模块，提醒收件人在两分钟内取走物件。当自动开关箱门10重新锁上后，机器人会感应到，启动去下一个地点派送。整个过程中控制系统实现多个任务依次进行，每个过程的等待时间都是严格控制好，保证自动开关箱门的协调性。

本发明通过与机器人结合，由机器人带着物件代替人工派件，很好的解决物流环节中“最后一公里”的问题，大大提升物流派件的效率，降低物流的成本，促进物流和互联网经济的发展。同时内设物件的状态监测设备，保障物件的安全性和完整性，同时控制设备与管理中心进行实时信息互通，进行相应的导航、安全监测和突发事件警报等功能。物件能够自动推出，方便收件人提取。自动开关箱门能与电磁锁、物件推送系统配合自行开闭，自动化程度高。

Claims (10)

1.一种机器人携带式智能派件箱，其安装于机器人的底板上，其特征在于：包括箱体，所述箱体由若干层存放物件的储物间组成，每层储物间内设有物件推送系统和监控物件安全性的状态监测设备，每层储物间上均铰接有上闭下开的自动开关箱门，所述自动开关箱门与箱体之间通过电磁锁来锁合，且所述自动开关箱门与带动其开闭的物件推送系统连接；所述箱体外设有控制打开电磁锁的提取码输入界面，所述提取码界面、电磁锁、物件推送系统、状态监测设备均与机器人的控制设备连接，所述机器人的控制设备与监控物件安全性和位置导航的管理中心通信连接；

所述物件推送系统包括固定在箱体后方的电机，所述电机的输出轴上连接有丝杆，丝杆嵌装在储物间的底板上，所述丝杆上螺纹连接有由其驱动推送物件的螺母推进器，所述螺母推进器通过钢丝绳与自动开关箱门连接。

2.根据权利要求1所述的一种机器人携带式智能派件箱，其特征在于：所述钢丝绳的一端固定在螺母推进器的一角上，其另一端穿过设置在储物间的侧面顶部的钢丝绳固定架与自动开关箱门连接。

3.根据权利要求1所述的一种机器人携带式智能派件箱，其特征在于：所述螺母推进架包括一长条推进架，所述长条推进架上设有与丝杆配合移动的螺母，所述长条推进架的宽度略小于储物间的宽度，其中间是一栅栏结构。

4.根据权利要求1所述的一种机器人携带式智能派件箱，其特征在于：所述电机是一转速可调的直线步进电机，其通过固定架安装于箱体上。

5.根据权利要求1所述的一种机器人携带式智能派件箱，其特征在于：所述自动开关箱门通过若干个带弹簧的合页铰接在储物间的底板上。

6.根据权利要求1所述的一种机器人携带式智能派件箱，其特征在于：所述状态监测设备是一激光传感器，所述激光传感器的发射器和接收器对称安装于储物间的两侧，且靠近自动开关箱门设置。

7.根据权利要求1～6之一所述的一种机器人携带式智能派件箱，其特征在于：所述提取码输入界面上设有按键阵列和显示屏。

8.根据权利要求7所述的一种机器人携带式智能派件箱，其特征在于：所述箱体是由亚格力板定制而成。

9.根据权利要求8所述的一种机器人携带式智能派件箱，其特征在于：所述储物间的底板是以镂空的结构。

10.根据权利要求1所述的一种机器人携带式智能派件箱，其特征在于：所述智能派件箱的派件步骤如下：

(1)携带智能派件箱的机器人根据收件人信息来到指定的地点，收件人会接收到含提取码的短信；

(2)收件人在提取码界面输入提取码，控制设备判断提取码的正确性，当提取码输入错误时，提醒收件人重输提取码，当提取码输错3次时需重新获取提取码；当提取码输入正确时，则进入步骤(3)；

(3)所述控制设备开启相应储物间的电磁锁，该储物间的自动开关箱门打开，此时物件推送系统启动推送物件并带动自动开关箱门缓慢下降打开，同时状态监测设备监测物件的状态，如若物件没取出，则提醒收件人提取物件，如若物件取出，则物件推送系统恢复并带动自动开关箱门关上，电磁锁自动上锁。