CN107510343A - 一种自动存取储物箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动存取储物箱，它包括箱体、输送装置、抓取机构和控制系统，箱体内侧壁上设有若干体积不同的储盒；输送装置和抓取机构均设置在箱体内，且输送装置可在箱体内向下移动；抓取机构与输送装置配合动作，用于将输送装置上的物件存放至储盒内；控制系统包括信息采集端、储盒检测端和控制器；控制器还与控制输送装置和抓取机构动作的驱动机构连接并控制其动作；采用合理的结构设置与控制装置的有效结合，实现一种智能存储，解决了现有技术中储柜资源不够或者储柜资源浪费的现象发生，为用户提供良好的储柜使用服务，其结构简单，空间占有率小，储物箱体的利用率高，具有良好的使用价值。

Description

一种自动存取储物箱

技术领域

本发明涉及一种储物箱，特别一种自动存取储物箱。

背景技术

随着科技进步和人们生活的提供，电子商务逐渐走进人们的生活中，同时也带动了物流行业的蓬勃发展，高效、快捷已经成为现代电子商务和物流配送的代名词，给予人们生活带来了极大的方便。

现有的写字楼、商务中心等高层楼宇，聚集了大多数白领阶层，人员密集电梯缺乏问题严重，同时日常的快递、包裹、外卖等需求量旺盛。而现有高端写字楼或商务中心，是不允许快递人员进入办公区或进入楼宇中，使得送货方式普遍采用两种实现：一是在楼宇或写字楼的底层安装智能快递柜，如速递易等设置，送货人员将快递或包裹置于该智能快递柜，由智能快递柜通知收货人前往提取，收货人需要亲自下楼至智能快递柜，因电梯缺乏在上下楼过程中耗费大量的时间。二是送货人员在楼宇或写字楼的底层，通知收货人前往收取，同理，收货人也需要亲自下楼耗费大量的时间。随着物流技术的发展，自动送货机器人等得以飞速发展，但是现有的自动送货机器人仍然是将货物从分流中心送至楼宇的底层，再通知收货人提取，收货人仍然存在下楼耗费大量宝贵的时间。因此如何解决物流最后“100米”的送货入户/入层，避免收货人上下楼而浪费宝贵时间的问题，迫在眉睫。

目前，用于楼宇送货系统的储柜箱体大多为均一大小的储盒成并排一体组成，在存储物件时，对于较小的物件存放要单独占用一个储盒来说，比较浪费储盒，而对于较大物件又存在放不下或者放置空间拥挤的现象发生，使得储物箱体存储空间利用率低，且储物箱箱体结构复杂，降低了储物箱体的存取效率，因此，现有的存储箱体在使用中还有存在诸多问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种自动存取储物箱，采用合理的结构设置与控制装置的有效结合，实现一种智能存储，能够快速的响应并存取物件，存取物件效率高，其结构简单，安装和使用方便，解决了现有储物箱体结构复杂，箱体空间利用率低，存取物件不便以及使用成本高的问题，本发明的储物箱制作工艺简单，适合大批量生产组装使用，操作简单，实用性强。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的自动存取储物箱，它包括箱体、输送装置、抓取机构和控制系统；所述箱体上设有存取物件的存取口，箱体内侧壁上设有若干体积不同的储盒；所述输送装置和抓取机构均设置在箱体内，并分别连接有控制其动作的驱动机构；所述输送装置的进出端与存取口对应设置，且输送装置可在箱体内向下移动；所述抓取机构与输送装置配合动作，用于将输送装置上的物件存放至储盒内；所述控制系统包括信息采集端、储盒检测端和控制器，信息采集端与箱体外侧信息录入端电性连接，储盒监测端设置在储盒内用于监测储盒的存储状态；所述信息采集端、储盒检测端均与控制器电性连接；所述控制器还与控制输送装置和抓取机构动作的驱动机构连接并控制其动作。

由于采用上述结构，储物箱的结构紧凑，安装占用空间小，输送装置、抓取机构与信息录入端和控制器的有机结合，使得储物箱存取物件/包裹方便，控制器实时监测储盒的使用情况，并根据物件/包裹的尺寸进行合理的存储分配，大小不一的储盒的设计，大大的提高了箱体存储空间的利用率，避免了储盒空间浪费，同时，也使得箱体在安装使用时，同样存储的储盒需求，整体箱体占用空间小，箱体存取操作简单快捷，方便了楼宇住户收取物件，为使用者节约了大量的时间，给其生活带来了便捷，适合推广应用；在每次储存后，控制器内存储物件的存放信息，当需要取出物件时，控制器接收到对应物件的信息，便能控制机械手找到相应位置存储的物件并取出，该结构设计使得储物箱的存放方便，储物箱利用率高。

本发明的自动存取储物箱，所述输送装置包括主动轮、从动轮和输送带；所述输送带套设在主动轮和从动轮之间，并在随着主动轮和从动轮的转动而转动，主动轮与电机一的动力输出端连接，电机一与控制器电性连接；所述主动轮与从动轮均套设有支撑轴，并分别相对其对应的支撑轴可转动；所述支撑轴的端部与箱体内侧壁形成滑动连接，使得输送装置可整体在箱体内上下移动。

由于采用上述结构，通过支撑轴与输送带、主动轮和从动轮形成的输送传动机构，实现了输送装置对物件/包裹的运输和在箱体内的上下移动，同时与抓取机构配合作用，实现物品的快速移动存储，大大提高了本发明的自动存取储物箱的存取效率，其结构简单，安装和使用方便，使用成本非常低。

进一步地，所述主动轮和/或从动轮外侧设有轮齿；所述轮齿为直齿，输送带内侧设有与所述轮齿啮合的齿条；所述主动轮与支撑轴、从动轮与支撑轴之间设有若干滚珠；所述支撑轴与主动轮和从动轮的连接处，在支撑轴外侧、主动轮和从动轮的内侧设有容纳滚珠的球面凹槽，每个在其对应的球面凹槽内滚动。

由于采用上述结构，设置轮齿和输送带上的齿条相互啮合作用，能有效的防止输送带与主动轮和从动轮之间的打滑作用，使得输送带的转动稳定性好，有效的降低了输送装置的能耗，保证其运输速度，同时还间接的提高了物品存储的精确性；支撑轴与主动轮和从动轮之间设置滚珠，使得主动轮和从动轮与支撑轴能够更加灵活的转动，并保证其相对位置不变，滚珠在球面凹槽内转动，并通过球面凹槽限制滚珠的相对移动，结构简单，功能性强。

进一步地，所述支撑轴的两端均通过连杆与滑块一固定连接；所述箱体的内侧壁上设有滑槽一，滑槽由箱体的底部延伸至箱体的顶部；所述滑块一位于滑槽一内，并与滑槽一卡接；所述滑块一上连接有升降机构，使得滑块一可在滑槽内上下移动。

由于采用上述结构，滑块与连接和支撑轴连接一体，使得其整体在升降机构的作用下带动输送带、主动轮和从动轮在箱体内整体一定，实现输送装置的移动，滑块与滑槽卡接，结构稳定性好，使得输送装置的稳定性好。

进一步地，所述升降机构包括丝杆一和电机三；所述丝杆一沿滑槽一轴线布置在滑槽一内，其一端与电机三连接，并受电机三驱动转动，另一端通过轴承与箱体连接；所述电机三与控制器电性连接并受其控制；所述丝杆一与滑块一配合连接，并在其转动下带动滑块一在丝杆一的轴向上移动。

由于采用上述结构，丝杆与驱动电机配合动作，使得与丝杆配合连接滑块能够稳定的滑动，且结构简单，便于控制系统的控制，使用成本低。

本发明的自动存取储物箱，所述抓取机构包括丝杆二、滑块二、连接臂和机械手；所述箱体的顶部设有横向水平布置的滑槽二；所述丝杆二位于滑槽二内，其一端通过轴承与箱体连接，另一端与电机二动力输出端连接；所述电机二与控制器电性连接并受其控制动作；所述丝杆二与滑块二配合连接，并在其转动下带动滑块二在丝杆二的轴线上移动；所述滑块二与滑槽二滑动卡接；所述机械手通过连接臂与滑块二连接，连接臂在控制器的作用下可转动、伸缩和弯折动作。

由于采用上述结构，利用活动自由度多的机械手和其对应设置的连接臂来作为抓取机构，使得其能够灵活的实现物件的抓取，并准确的放入储盒内，并同样采用丝杆结构来实现机械手以及连接臂整体的在输送装置上方移动，降低了使用成本和控制成本，结构简单成熟，控制便捷。

本发明的自动存取储物箱，所述输送装置位于箱体中间，抓取机构位于输送装置上方并平行于输送装置设置；所述存取口的高度大于或等于输送装置输送端面相对于箱体底面的最低高度。

由于采用上述结构，使得物件能够顺利的与输送装置对接，实现其存储或者取出动作。

本发明的自动存取储物箱，所述存取口包括储件口和取件口，储件口和取件口对称设置在箱体的相对侧壁上；所述储存件口包括开合门一和开合门二，开合门一和开合门二上均连接摇杆机构；所述摇杆机构与驱动机构连接，连着共同作用控制开合门一和开合门二相对箱体伸出/缩进，以实现储存件口关闭/打开；所述取件口与储件口的结构相同。

由于采用上述机构，对开门伸缩结构的设置，正如电梯门一样，能够快速的开启和关闭，其避免了门体本身与其他结构部件的干涉，造成使用不便，其安装空间占有率小。

本发明的自动存取储物箱，所述箱体的侧壁上设有若干推杆，相对侧的侧壁上，推杆相对设置；所述推杆为伸缩推杆，均可沿储盒的底面伸出和缩进。

由于采用上述结构，设置推杆是为了物件存取出时，其能够将物件推进和退出，推杆与机械手和输送装置配合作用，更能够保证取件能够进行稳定的存取动作，使得整个存取过程的精确性好。

本发明的自动存取储物箱，所述信息录入端包括红外扫面端和手动输入端。

由于采用上述结构，扫描端与手动录入端同时提供存放物件的信息输入，其可以是手动输入的编码、条码或二维码，又可以是经过红外扫面端输入的条码或者二维码，录入终端多样化，物件的存放范围广

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的自动存取储物箱结构简单，空间占有率小，储物箱体的利用率高，具有良好的使用价值；

2、通过输送装置与机械手的配合动作，其存取方便快捷；

3、输送装置和机械手的结构设置简单巧妙，其作用灵活性好、稳定性好，安装便捷，使用成本低，能耗少；

4、本发明的自动存取储物箱结构简单，储盒的利用率高，避免了储盒的存储空间的浪费；

5、大小不一的储盒设计，使得储盒能够根据不同尺寸的取件进行相应的使用储存，提高了储柜的利用率，整体空间使用率高，设备安装空间占用率小；

6、结构紧凑，使用稳定性好。

附图说明

图1是自动存取储物箱内部结构的俯视图；

图2是自动存取储物箱内部结构的正视图；

图3是自动存取储物箱内部结构的侧视图；

图4是图3中剖面A-A的示意图；

图5是输送装置的结构示意图；

图6是输送装置与箱体的连接结构示意图；

图中标记：1-箱体，101-侧壁，102-顶壁，103-滑槽一，104-滑槽二，2-储件口，201-开合门一，202-开合门二，3-取件口，4-储盒，5-输送装置，501-主动轮，502-从动轮，503-轮齿，504-输送带，505-齿条，506-支撑轴，507-滚珠，508-连杆，509-滑块一，510-丝杆一，6-电机一，7-抓取机构，701-滑块二，702-连接臂，703-机械手，704-丝杆二，705-轴承，8-电机二，9-电机三，10-伸缩推杆。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如说明书各附图所示，一种自动存取储物箱，它包括箱体1、输送装置5、抓取机构7和控制系统；所述箱体1上设有存取物件的存取口，箱体1内侧壁101上设有若干体积不同的储盒4；所述输送装置5和抓取机构7均设置在箱体1内，并分别连接有控制其动作的驱动机构；所述输送装置5的进出端与存取口对应设置，且输送装置5可在箱体1内向下移动；所述抓取机构7与输送装置5配合动作，用于将输送装置5上的物件存放至储盒4内；所述控制系统包括信息采集端、储盒4检测端和控制器，信息采集端与箱体1外侧信息录入端电性连接，储盒4监测端设置在储盒4内用于监测储盒4的存储状态；所述信息录入端包括红外扫面端和手动输入端；所述信息采集端、储盒4检测端均与控制器电性连接；所述控制器还与控制输送装置5和抓取机构7动作的驱动机构连接并控制其动作。

输送装置5包括主动轮501、从动轮502和输送带504；所述输送带504套设在主动轮501和从动轮502之间，并在随着主动轮501和从动轮502的转动而转动，主动轮501与电机一6的动力输出端连接，电机一6与控制器电性连接；所述主动轮501与从动轮502均套设有支撑轴506，并分别相对其对应的支撑轴506可转动；所述支撑轴506的端部与箱体1内侧壁101形成滑动连接，使得输送装置5可整体在箱体1内上下移动。所述主动轮501和/或从动轮502外侧设有轮齿503；所述轮齿503为直齿，输送带504内侧设有与所述轮齿503啮合的齿条505；所述主动轮501与支撑轴506、从动轮502与支撑轴506之间设有若干滚珠507；所述支撑轴506与主动轮501和从动轮502的连接处，在支撑轴506外侧、主动轮501和从动轮502的内侧设有容纳滚珠507的球面凹槽，每个在其对应的球面凹槽内滚动。所述支撑轴506的两端均通过连杆508与滑块一509固定连接；所述箱体1的内侧壁（侧壁101的内侧）上设有滑槽一103，滑槽由箱体1的底部延伸至箱体1的顶部；所述滑块一509位于滑槽一103内，并与滑槽一103卡接；所述滑块一509上连接有升降机构，使得滑块一509可在滑槽内上下移动。所述升降机构包括丝杆一510和电机三9；所述丝杆一510沿滑槽一103轴线布置在滑槽一103内，其一端与电机三9连接，并受电机三9驱动转动，另一端通过轴承与箱体1连接；所述电机三9与控制器电性连接并受其控制；所述丝杆一510与滑块一509配合连接，并在其转动下带动滑块一509在丝杆一510的轴向上移动。

抓取机构7包括丝杆二704、滑块二701、连接臂702和机械手703；所述箱体1的顶部顶壁102内侧设有横向水平布置的滑槽二104；所述丝杆二704位于滑槽二104内，其一端通过轴承705与箱体1连接，另一端与电机二8动力输出端连接；所述电机二8与控制器电性连接并受其控制动作；所述丝杆二704与滑块二701配合连接，并在其转动下带动滑块二701在丝杆二704的轴线上移动；所述滑块二701与滑槽二104滑动卡接；所述机械手703通过连接臂702与滑块二701连接，连接臂702在控制器的作用下可转动、伸缩和弯折动作。

输送装置5位于箱体1中间，抓取机构7位于输送装置5上方并平行于输送装置5设置；所述存取口的高度大于或等于输送装置5输送端面相对于箱体1底面的最低高度。所述存取口包括储件口2和取件口3，储件口2和取件口3对称设置在箱体1的相对侧壁101上；所述储存件口包括开合门一201和开合门二202，开合门一201和开合门二202上均连接摇杆机构；所述摇杆机构与驱动机构连接，连着共同作用控制开合门一201和开合门二202相对箱体1伸出/缩进，以实现储存件口关闭/打开；所述取件口3与储件口2的结构相同。所述箱体1的侧壁101上设有若干推杆，相对侧的侧壁101上，推杆相对设置；所述推杆为伸缩推杆10，均可沿储盒4的底面伸出和缩进。

该自动存取储物箱的存储过程是：当送货机器人或者快递员需要存放物件时，便通过信息录入端录入物件信息（编码、条码或者二维码或者取号存取），控制器接收到信号，控制储件口2打开、输送装置5移动至储件扣2处，送货机器人或者快递员便将需要存储的物件放在输送装置5上，储物口2关闭，控制器按照取件的尺寸信息匹配好对应的存储储盒位置后，控制输送装置5和机械手703向该位置移动，到达目标位置后，控制器控制机械手703将物件抓起并放入该储盒内，并对该物件的信息和所在储盒的位置信息进行存储记忆，存储完毕；当楼宇住户需要取件时，将取件信息通过无线终端向楼宇送货系统发出指令，控制器接收到该正确信息后控制机械手703和输送装置5移动目标物件的位置，达到位置后，控制器再控制推杆10和机械手703同时作用，抓取需要取出的物件，并将其放在输送装置5上，输送装置5收到物件后，移动至取件口3处，控制器再控制取件口3打开，将输送装置5物件送出，待楼宇送货系统取件后，控制器控制取件口3关闭，楼宇送货系统将物件送至目标楼层的取件用户后，取件完毕。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动存取储物箱，其特征在于：它包括箱体（1）、输送装置（5）、抓取机构（7）和控制系统；所述箱体（1）上设有存取物件的存取口，箱体（1）内侧壁（101）上设有若干体积不同的储盒（4）；所述输送装置（5）和抓取机构（7）均设置在箱体（1）内，并分别连接有控制其动作的驱动机构；所述输送装置（5）的进出端与存取口对应设置，且输送装置（5）可在箱体（1）内向下移动；所述抓取机构（7）与输送装置配合动作，用于将输送装置（5）上的物件存放至储盒（4）内；所述控制系统包括信息采集端、储盒（4）检测端和控制器，信息采集端与箱体（1）外侧信息录入端电性连接，储盒（4）监测端设置在储盒（4）内用于监测储盒（4）的存储状态；所述信息采集端、储盒（4）检测端均与控制器电性连接；所述控制器还与控制输送装置（5）和抓取机构（7）动作的驱动机构连接并控制其动作。

2.根据权利要求1所述的自动存取储物箱，其特征在于：所述输送装置（5）包括主动轮（501）、从动轮（502）和输送带（504）；所述输送带（504）套设在主动轮（501）和从动轮（502）之间，并在随着主动轮（501）和从动轮（502）的转动而转动，主动轮（501）与电机一（6）的动力输出端连接，电机一（6）与控制器电性连接；所述主动轮（501）与从动轮（502）均套设有支撑轴（506），并分别相对其对应的支撑轴（506）可转动；所述支撑轴（506）的端部与箱体（1）内侧壁（101）形成滑动连接，使得输送装置（5）可整体在箱体（1）内上下移动。

3.根据权利要求2所述的自动存取储物箱，其特征在于：所述主动轮（501）和/或从动轮（502）外侧设有轮齿（503）；所述轮齿（503）为直齿，输送带（504）内侧设有与所述轮齿（503）啮合的齿条（505）；所述主动轮（501）与支撑轴（506）、从动轮（502）与支撑轴（506）之间设有若干滚珠（507）；所述支撑轴（506）与主动轮（501）和从动轮（502）的连接处，在支撑轴（506）外侧、主动轮（501）和从动轮（502）的内侧设有容纳滚珠（507）的球面凹槽，每个在其对应的球面凹槽内滚动。

4.根据权利要求2或3所述的自动存取储物箱，其特征在于：所述支撑轴（506）的两端均通过连杆（508）与滑块一（509）固定连接；所述箱体（1）的内侧壁（101）上设有滑槽一（103），滑槽由箱体（1）的底部延伸至箱体（1）的顶部；所述滑块一（509）位于滑槽一（103）内，并与滑槽一（103）卡接；所述滑块一（509）上连接有升降机构，使得滑块一（509）可在滑槽内上下移动。

5.根据权利要求4所述的自动存取储物箱，其特征在于：所述升降机构包括丝杆一（510）和电机三（9）；所述丝杆一（510）沿滑槽一（103）轴线布置在滑槽一（103）内，其一端与电机三（9）连接，并受电机三（9）驱动转动，另一端通过轴承与箱体（1）连接；所述电机三（9）与控制器电性连接并受其控制；所述丝杆一（510）与滑块一（509）配合连接，并在其转动下带动滑块一（509）在丝杆一（510）的轴向上移动。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的自动存取储物箱，其特征在于：所述抓取机构（7）包括丝杆二（704）、滑块二（701）、连接臂（702）和机械手（703）；所述箱体（1）的顶部设有横向水平布置的滑槽二（104）；所述丝杆二（704）位于滑槽二（104）内，其一端通过轴承与箱体（1）连接，另一端与电机二（8）动力输出端连接；所述电机二（8）与控制器电性连接并受其控制动作；所述丝杆二（704）与滑块二（701）配合连接，并在其转动下带动滑块二（701）在丝杆二（704）的轴线上移动；所述滑块二（701）与滑槽二（104）滑动卡接；所述机械手（703）通过连接臂（702）与滑块二（701）连接，连接臂（702）在控制器的作用下可转动、伸缩和弯折动作。

7.根据权利要求6所述的自动存取储物箱，其特征在于：所述输送装置（5）位于箱体（1）中间，抓取机构（7）位于输送装置（5）上方并平行于输送装置（5）设置；所述存取口的高度大于或等于输送装置（5）输送端面相对于箱体（1）底面的最低高度。

8.根据权利要求7所述的自动存取储物箱，其特征在于：所述存取口包括储件口（2）和取件口（3），储件口（2）和取件口（3）对称设置在箱体（1）的相对侧壁（101）上；所述储存件口包括开合门一（201）和开合门二（202），开合门一（201）和开合门二（202）上均连接摇杆机构；所述摇杆机构与驱动机构连接，连着共同作用控制开合门一（201）和开合门二（202）相对箱体（1）伸出/缩进，以实现储存件口关闭/打开；所述取件口（3）与储件口（2）的结构相同。

9.根据权利要求7或8所述的自动存取储物箱，其特征在于：所述箱体（1）的侧壁（101）上设有若干推杆，相对侧的侧壁（101）上，推杆相对设置；所述推杆为伸缩推杆（10），均可沿储盒（4）的底面伸出和缩进。

10.根据权利要求1所述的自动存取储物箱，其特征在于：所述信息录入端包括红外扫面端和手动输入端。