CN107146338A - 物品自助存取设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种物品自助存取设备，其包括：存储体，其内具有多个储物位，且所述存储体具有一存入口；取物器，其设置在存储体内，包括具有空间三维自由度的拉伸杆和位于拉伸杆末端的物品连接器；数据处理器，其包括：储物位记录模块，其用于记录多个储物位中各储物位的位置参数和多个储物位的占空状态参数；控制模块，其根据占空状态参数和各储物位的位置参数确定待存取物品应存入的实存储物位；且根据位置参数控制拉伸杆先移动至存入口，取物器执行取物操作，再移动至实存储物位，执行释放操作。本发明提供的物品自助存取设备简化了用户的存储和提取操作，大大减少了占用空间，此外，由于物品被放置在设备内部，也大大提升了存放物品的安全。

Description

物品自助存取设备

技术领域

本发明属于物品自助存取领域，尤其涉及到一种物品自助存取设备。

背景技术

现有的物品自助存取设备如智能快递柜和超市的储物柜，需要用户自身将物品放入打开的柜子，然后关上柜门才算完成存储物品的操作，提取之前存储物品时，同样需要用户自身从打开的柜子里将物品提出，然后关上柜门，才算完成。此类操作繁琐复杂，给很多用户带来不便。

发明内容

本发明基于物联网设计了一种物品自助存取设备，存储物品时，用户只需要将物品放入储物口，设备会自动将该物品运送至设备内部的目标储位完成存储；提取物品时，用户只需要通过交互单元告知设备需要提取的物品，则设备会自动将物品从内部储位中运送到取物口，用户直接取走即可完成整个物品提取操作。本发明提供的物品自助存取设备简化了用户的存储和提取操作，大大减少了占用空间，此外，由于物品被放置在设备内部，也大大提升了存放物品的安全。

为解决上述问题，本发明提供一种物品自助存取设备，其包括：

存储体，其内具有多个储物位，且所述存储体具有一存入口；

取物器，其设置在所述存储体内并与数据处理器电连接，包括具有空间三维自由度的拉伸杆和位于拉伸杆末端的物品连接器；

所述数据处理器，其包括：

储物位记录模块，其用于记录所述多个储物位中各储物位的位置参数和所述多个储物位的占空状态参数；

控制模块，其根据所述占空状态参数和各储物位的位置参数确定待存取物品应存入的实存储物位；且根据所述位置参数控制所述拉伸杆先移动至所述存入口，取物器执行取物操作，然后再移动至所述实存储物位，取物器执行释放操作。

优选的是，所述的物品自助存取设备中，

所述待存入物品被设置有识别标识，且所述储物位记录模块还用于将待存入物品的识别标识与真存储物位的位置参数绑定，形成物品的位置信息；

且所述控制模块根据所述物品的位置信息，控制所述拉伸杆先移动至所述实存储物位，取物器执行取物操作，然后再移动至所述存入口，取物器执行释放操作。

优选的是，所述的物品自助存取设备中，所述存储体内设置有一密封柜体，所述密封柜体内设置有所述储物位，所述密封柜体具有一开口，所述开口与所述存入口平齐，且所述开口上设置有一第一常闭阀门，所述传动装置设置在所述密封柜体与所述存入口之间，所述取物器设置在所述密封柜体内，所述存入口和所述开口上均设置有压力传感器，所述压力传感器、所述第一常闭阀与所述控制模块电连接。

优选的是，所述的物品自助存取设备，还包括：

所述存入口设置有第二常闭阀门，所述第二常闭阀门与所述控制模块电连接并用于在存取物品时开启；

存入口还设有物品传感器，其与所述控制模块电连接并感测所述存入口是否放入物品或者物品是否取走，所述物品传感器包括：压力传感器，红外传感器，光电传感器，或超声波传感器。

优选的是，所述的物品自助存取设备中，所述物品连接器为抓取装置，或吸铁石，或风力吸取器；

其中所述抓取装置为电动夹爪；

或所述抓取装置为机械装置，且所述储物位设置有抽屉，机械装置与所述抽屉上预设结构吻合，在存储或提取物品时，取物器抓取放置有物品的抽屉在存入口和储物位之间运动来完成物品的存储或提取；

所述拉伸杆为步进电机或者伺服电机驱动皮带或丝杠构成的XYZ三轴直线传动模组，其中z轴竖直设置；

或者所述取物器为具有至少一个关节的全自动机器人手臂。

优选的是，所述的物品自助存取设备中，

所述储物位记录模块还记录有多个储物位中各个储物位的性能参数；

所述待存入物品被设置有性质标签；

控制模块中预先存储有匹配规则，并根据所述性质标签为所述待存入物品制定相匹配的应存入的实存储物位。

优选的是，所述的物品自助存取设备中，所述数据处理器设置在存储体上，且包括人机交互界面，或设置在远程服务器上，通过网络与存储体上的下位控制机连接。

优选的是，所述的物品自助存取设备中，在所述存入口和所述多个储物位附近的一预定位置之间设置有传送机构，所述传送机构用于移动所述待存入物品，取物器在存入时移动至所述预定位置执行取物操作并在取出时移动至所述预定位置执行释放操作，所述传送机构为：单条皮带输送线、链板线或者辊筒输送线；或者所述传送装置为采用皮带输送线、链板线或者辊筒输送线形成两条或者两条以上输送线的同步输送机构，任两条输送线中间留有空隙。

优选的是，所述的物品自助存取设备中，

所述多个储物位构成的储物架围绕成一凸多边形，且所述取物器设置在所述凸多边形的中心位置，且所述Z轴可旋转。

优选的是，所述的物品自助存取设备中，

所述存储体上还具有一取物口，所述取物口设置在一倾斜向下的滑道的末端，所述取物器取物时释放的位置位于所述滑道的头端上方；

所述存储体和所述密封柜体上均设置有一带有锁的门，所述锁为机械锁、机械密码锁、IC卡识别锁、数字密码锁、指纹识别密码锁、红膜识别密码锁中的一种；

所述存储体上还设置有打印机用于根据人机交互界面接收的待存入物品的存取信息打印存取凭条和标签，所述存储体上还设置有报警器和贴签装置，所述贴签装置用于将所述标签粘贴在待存取物品的表面或者其包装袋上。

本发明基于物联网设计了一种物品自助存取设备，存储物品时，用户只需要将物品放入设备的储物口，设备会基于传感器监测结果启动双线皮带传动机构，自动将该物品运送至储物柜开口处，然后开口处阀门开启，储物柜内部的三轴直线运动模组带动电动夹爪运动至开口处，夹爪夹住物品，然后三轴直线运动模组将该物品运动到设备控制单元分配的目标储位处，夹爪夹住物品伸进储位内部，松开夹爪，物品即完成存储操作；提取物品时，用户只需要通过交互单元告知设备需要提取的物品，则储物柜开口处的阀门开启，内部三轴直线运动模组带动夹爪运动到目标储位处，夹住目标物品，运动到储物柜的开口处，夹爪夹住物品伸出开口，在取物口上方松开，物品则沿着取物口的滑坡滑出，用户直接从取物口拿走物品即可。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明提供的物品自助存取设备的一个实施例的外部结构图；

图2为本发明提供的物品自助存取设备的一个实施例的内部结构图。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1、图2所示，本发明提供一种物品自助存取设备，其包括：

存储体1，其内具有多个储物位5，且所述存储体1具有一存入口；

取物器6，其设置在所述存储体1内并与数据处理器电连接，包括具有空间三维自由度的拉伸杆和位于拉伸杆末端的物品连接器；

所述数据处理器，其包括：

储物位记录模块，其用于记录所述多个储物位中各储物位的位置参数和所述多个储物位的占空状态参数；

控制模块，其根据所述占空状态参数和各储物位的位置参数确定待存取物品应存入的实存储物位；且根据所述位置参数控制所述拉伸杆先移动至所述存入口，取物器执行取物操作，然后再移动至所述实存储物位，取物器执行释放操作。

所述的物品自助存取设备中，

所述待存入物品被设置有识别标识，且所述储物位记录模块还用于将待存入物品的识别标识与真存储物位的位置参数绑定，形成物品的位置信息；

且所述控制模块根据所述物品的位置信息，控制所述拉伸杆先移动至所述实存储物位，取物器执行取物操作，然后再移动至所述存入口，取物器执行释放操作。

所述的物品自助存取设备中，所述存储体1内设置有一密封柜体，所述密封柜体具有一开口，所述开口与所述存入口1平齐，且所述开口上设置有一第二常闭阀门，所述传动装置设置在所述密封柜体与所述存入口2之间，所述取物器设置在所述密封柜体内，所述存入口2和所述开口上均设置有压力传感器，所述压力传感器、所述第二常闭阀均与所述控制模块电连接，密封柜体内置有垂直的一排或两排货架，货架上分隔有多个储物位，各储物位空间可同等规格大小，也可根据需要，设计为两种或两种以上规格。

所述的物品自助存取设备，还包括：

所述存入口设置有第二常闭阀门，所述第二常闭阀门与所述控制模块电连接并用于在存取物品时开启；

存入口还设有物品传感器，其感测所述搁置台上是否设置有物品，所述物品传感器包括：压力传感器，红外传感器，光电传感器，或超声波传感器。

所述的物品自助存取设备中，所述物品连接器为抓取装置，或吸铁石，或风力吸取器；

其中所述抓取装置为电动夹爪；

或所述抓取装置为机械装置，且所述储物位设置有抽屉，机械装置与所述抽屉上预设结构吻合，在存储或提取物品时，取物器抓取放置有物品的抽屉在存入口和储物位之间运动来完成物品的存储或提取；

所述拉伸杆为步进电机或者伺服电机驱动皮带或丝杠构成的XYZ三轴直线传动模组，其中Z轴竖直设置；

所述拉伸杆的输出端安装有电动夹爪或插入块，所述插入块的形状与所述储物位上安装的抽屉上设置的插入部相匹配；每一个储物位都有一个空的抽屉，每个抽屉有个凸起的边沿，然后三轴直线模组上不安装电动夹爪，而是安装一个和抽屉凸起契合的机械结构，这个机械结构插入凸起，就托起了整个抽屉，用户来存物品的时候，就先控制三轴模组带动抽屉，运动到存物口，也不需要皮带，用户把物品放进抽屉，系统再控制三轴模组带动这个抽屉回到指定的储物位；

或者所述取物器6为具有至少一个关节的全自动机器人手臂。

所述的物品自助存取设备中，

所述储物位记录模块还记录有多个储物位中各个储物位的性能参数；

所述待存入物品被设置有性质标签；

控制模块中预先存储有匹配规则，并根据所述性质标签为所述待存入物品制定相匹配的应存入的实存储物位，比如易碎的待存入物品须放置于内部设置有软垫的储物位内。

所述的物品自助存取设备中，所述数据处理器设置在存储体1上，且包括人机交互界面3，或设置在远程服务器上，通过网络与存储体1上的下位控制机连接，人机交互界面3可以使用显示屏加按键的组合方案，也可以使用触摸屏替代，触摸屏可采用红外、电容、电阻或者声波触摸屏中任一种；数据处理器可以使用计算机，工控机或者平板计算机，控制模块可以使用传统的PLC构建，也可以采用单片机或者FPGA构建。

所述的物品自助存取设备中，还包括物品尺寸测量装置，其将检测到的物品尺寸信息发送至控制模块，所述控制模块根据所述物品尺寸信息确定取物器的抓取位置参数，并控制取物器进行抓取。

所述的物品自助存取设备中，在所述存入口和所述多个储物位附近的一预定位置之间设置有传送机构，所述传送机构用于移动所述待存入物品，取物器在存入时移动至所述预定位置执行取物操作并在取出时移动至所述预定位置执行释放操作，所述传送机构为：单条皮带输送线、链板线或者辊筒输送线；或者所述传送装置为采用皮带输送线、链板线或者辊筒输送线形成两条或者两条以上输送线的同步输送机构，任两条输送线中间留有空隙。

所述的物品自助存取设备中，

所述多个储物位构成的储物架围绕成一凸多边形，且所述取物器设置在所述凸多边形的中心位置，且所述Z轴可旋转。

所述的物品自助存取设备中，

所述存储体上还具有一取物口4，所述取物口4设置在一倾斜向下的滑道的末端，所述取物器取物时释放的位置位于所述滑道的头端上方，利用物品本身重力作用，使物品滑到取物口4；

所述存储体1和所述密封柜体上均设置有一带有锁的门，所述锁为机械锁、机械密码锁、IC卡识别锁、数字密码锁、指纹识别密码锁、红膜识别密码锁中的一种；

所述存储体1上还设置有打印机用于根据人机交互界面3接收的待存入物品的存取信息打印存取凭条和标签，所述存储体上还设置有报警器和贴签装置，所述贴签装置用于将所述标签粘贴在待存取物品的表面或者其包装袋上；存储体正面、背面或者侧面可以打开，以便柜体内部设备的安装维护，或者对物品的大批量存储和提取操作。

储物位5由固定在储物架侧壁上的两根肋条加两侧侧壁构成，肋条中间留有空隙，同样，空隙宽度大于等于取物器的夹爪宽度或者机械手宽度即可。整个储物架可以固定在存储体1的前壁上，也可以和存储体1的底座做机械连接。

用户存取物品时，物品从存入口2进入，第一常闭阀门打开，放置在双线皮带输送线上，存入口安2装有压力传感器，感应到有物品放入将信号传至控制模块，控制模块控制双线皮带输送线顺时针运转，物品输送到末端时，皮带输送线停止运动，同时开口的第二常闭阀门开启，三轴直线模组带动电动夹爪运动到开口处，夹爪张开，夹住物品后由控制模块控制三轴直线模组运动到空闲储物位上释放物品，然后回归到待机位置，第二常闭阀门关闭，即完成存物的动作。

用户提取物品时，先通过触摸屏输入需要提取的物品，控制模块根据物品的位置信息，控制三轴直线模组运动到指定储物位位置，电动夹爪夹住需要提取的物品，然后运动到开口处第二常闭阀门打开，夹爪松开，物品经取物口的滑道滑出，用户取走，三轴直线模组回到待机位置，即完成取物的动作。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.物品自助存取设备，其特征在于，包括：

存储体，其内具有多个储物位，且所述存储体具有一存入口；

取物器，其设置在所述存储体内并与数据处理器电连接，包括具有空间三维自由度的拉伸杆和位于拉伸杆末端的物品连接器；

所述数据处理器，其包括：

储物位记录模块，其用于记录所述多个储物位中各储物位的位置参数和所述多个储物位的占空状态参数；

控制模块，其根据所述占空状态参数和各储物位的位置参数确定待存取物品应存入的实存储物位；存储物品时，根据所述位置参数控制所述拉伸杆先移动至所述存入口，取物器执行取物操作，然后再移动至所述实存储物位，取物器执行释放操作。

2.如权利要求1所述的物品自助存取设备，其特征在于，

所述待存入物品被设置有识别标识，且所述储物位记录模块还用于将待存入物品的识别标识与实际存储物位的位置参数绑定，形成物品的位置信息；

提取已存储的物品时，所述控制模块根据所述物品的位置信息，控制所述拉伸杆先移动至所述实存储物位，取物器执行取物操作，然后再移动至所述存入口，取物器执行释放操作。

3.如权利要求1或2所述的物品自助存取设备，其特征在于，所述存储体内设置有一密封柜体，所述密封柜体内设置有所述储物位，所述密封柜体具有一开口，且所述开口上设置有一第一常闭阀门，所述第一常闭阀门与所述控制模块电连接并用于在存取物品时开启。

4.如权利要求1或2所述的物品自助存取设备，其特征在于，还包括：

所述存入口设置有第二常闭阀门，所述第二常闭阀门与所述控制模块电连接并用于在存取物品时开启；

存入口还设有物品传感器，其与所述控制模块电连接并感测所述存入口是否放入物品或者物品是否取走，所述物品传感器包括：压力传感器，红外传感器，光电传感器，或超声波传感器。

5.如权利要求1或2所述的物品自助存取设备，其特征在于，所述物品连接器为抓取装置，或吸铁石，或风力吸取器；

其中所述抓取装置为电动夹爪，气动夹爪或液压夹爪；

或所述抓取装置为机械装置，且所述储物位设置有抽屉，机械装置与所述抽屉上预设结构吻合，在存储或提取物品时，取物器抓取放置有物品的抽屉在存入口和储物位之间运动来完成物品的存储或提取；

所述拉伸杆为步进电机或者伺服电机驱动皮带或丝杠构成的XYZ三轴直线传动模组，其中一轴竖直设置；

或者所述取物器为具有至少一个关节的全自动机器人手臂。

6.如权利要求1所述的物品自助存取设备，其特征在于，

所述储物位记录模块还记录有多个储物位中各个储物位的性能参数；

所述待存入物品被设置有性质标签；

控制模块中预先存储有匹配规则，并根据所述性质标签为所述待存入物品制定相匹配的应存入的实存储物位。

7.如权利要求1所述的物品自助存取设备，其特征在于，所述数据处理器设置在存储体上，且包括人机交互界面，或设置在远程服务器上，通过网络与存储体上的下位控制机连接。

8.如权利要求1所述的物品自助存取设备，其特征在于，在所述存入口和所述多个储物位附近的一预定位置之间设置有传送机构，所述传送机构用于移动所述待存入物品，取物器在存入时移动至所述预定位置执行取物操作并在取出时移动至所述预定位置执行释放操作，所述传送机构为：单条皮带输送线、链板线或者辊筒输送线；或者所述传送装置为采用皮带输送线、链板线或者辊筒输送线形成两条或者两条以上输送线的同步输送机构，任两条输送线中间留有空隙。

9.如权利要求5所述的物品自助存取设备，其特征在于，所述多个储物位构成的储物架围绕成一凸多边形，且所述取物器设置在所述凸多边形的中心位置，且所述竖直设置的轴可旋转。

10.如权利要求1所述的物品自助存取设备，其特征在于，所述存储体设置有一带有锁的门，所述锁为机械锁、机械密码锁、IC卡识别锁、数字密码锁、指纹识别密码锁、红膜识别密码锁中的一种。