CN108074356B - 一种智能快递柜及其使用方法 - Google Patents

一种智能快递柜及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种智能快递柜及其使用方法，快递柜包括柜体、托盘、设置于柜体内部用于支撑托盘的插板柱、机械手移动装置、扫描装置和主控机；柜体为正棱柱体结构，内部为空腔；柜体的一个侧面作为柜门，柜门上设有物品存取口；插板柱位于柜体的两个相邻侧面之间，相邻两个插板柱的相对侧面上分别设有均匀分布的水平凹槽；托盘插入水平凹槽中且垂直于柜体的侧面，通过改变托盘的插入位置形成多个高度可调的储物格，提供被存放物品的物理存储位置；机械手移动装置与主控机连接，用于移动托盘；扫描装置安装于物品存取口处，用于获取被存放物品的规格参数。本发明实现快递进入快递柜后的全自动处理，不需要人工干预存储位置，自动调整、优化存储空间。

Description

一种智能快递柜及其使用方法
技术领域
本发明涉及智能快递柜技术领域，具体涉及一种智能快递柜及其使用方法。
背景技术
随着智能快递柜的频繁使用，智能快递柜存在的问题日益突出。按照目前的实现方式，快递柜内每个格子的大小一般是固定高度的，而快递存取频繁、快递数量大、快递高度差异大，导致智能快递柜的主要问题有：(1)空间利用率不足，不能根据快递的高度大小合理的分配快递柜内空间；(2)快递柜存储空间难以管理，对小型快递占用大空间、快递柜内空间碎片化难以把控；(3)快递存取不够智能化，快递员往往需要根据经验，先对快递进行分类，再根据快递柜内空间的大小存放相应的快递。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种智能快递柜及整理方法，自动化存取、整理、管理快递柜，有效提高空间利用率，提升快递员的工作效率。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种智能快递柜，包括柜体、托盘、设置于柜体内部用于支撑托盘的插板柱、机械手移动装置、扫描装置和主控机；
所述柜体为棱柱体结构，内部为空腔；所述柜体的一个侧面作为柜门，所述柜门上设有物品存取口；
所述插板柱位于柜体的两个相邻侧面之间，相邻两个插板柱的相对侧面上分别设有均匀分布的水平凹槽；相邻两个插板柱与非柜门的柜体侧面形成一列储物空间，由水平凹槽划分为多个基本单元；
所述托盘插入水平凹槽中且垂直于柜体的侧面，通过改变托盘的插入位置形成多个高度可调的储物格，提供被存放物品的物理存储位置；
所述机械手移动装置与主控机连接，用于移动托盘；
所述扫描装置安装于物品存取口处，与主控机连接，用于获取被存放物品的规格参数，所述规格参数包括物品的高度；
所述主控机安装于柜体内，其操作面板嵌设于柜门上。
进一步地，所述柜体为正八棱柱体。
进一步地，所述机械手移动装置包括依次连接的转台、伸缩组件、水平驱动组件和机械手，所述转台安装于柜体顶面中心处，用于驱动伸缩组件旋转，所述伸缩组件用于使机械手在竖直方向上移动，所述水平驱动组件用于使机械手在水平方向上移动。
进一步地，所述操作面板为触控显示屏。
基于上述的智能快递柜的使用方法，初始状态时，托盘依次插入每列储物空间的上半部分水平凹槽，建立数据表，记录每列中托盘、基本单元的位置与其空置情况；使用方法包括物品存放方法、物品领取方法和物品整理方法；
所述物品存放方法，包括：用户通过操作面板向智能快递柜发送存放指令，主控机通过扫描装置获取存放物品的规格，根据规格计算存放物品的物理存储位置，控制机械手移动装置移动一空托盘到物品存取口，用户将物品放置在托盘上，机械手移动装置移动托盘至计算出的物理存储位置，主控机记录存放物品信息及对应的物理存储位置；
所述物品领取方法，包括：用户通过操作面板向智能快递柜发送领取指令，主控机根据从操作面板获取的被存放物品的信息，寻找对应的物理存储位置，控制机械手移动装置将对应的托盘移动到物品存取口；
所述物品整理方法，包括：主控机控制机械手移动装置改变托盘的插入位置，使每列储物空间中的非空托盘的下方不存在空置的基本单元。
进一步地，所述物品存放方法，具体包括：
步骤S1：用户通过操作面板向智能快递柜发送存放指令；
步骤S2：主控机通过扫描装置获取存放物品的规格；
步骤S3：计算存放物品需占用的基本单元数量m；
步骤S4：遍历每列存储空间，计算出无托盘的空置基本单元数量最多的列A；
步骤S5：从列A开始寻找空托盘，从下往上遍历每列，若每列均无空托盘，则为存满，进入步骤S9；若有空托盘，则判断列A中无托盘的空置基本单元数量是否大于等于m，若是，进入步骤S6，若否，进入步骤S9；
步骤S6：判断列A中是否有m个连续的无托盘的空置基本单元，若否，向主控机发送物品整理指令；若是，计算需存放的物理存储位置为最下方的基本单元；
步骤S7：控制机械手移动装置移动步骤S5寻找到的空托盘到物品存取口，用户将物品放置在托盘上；
步骤S8：机械手移动装置将托盘移动至计算出的物理存储位置，占用相应的m个基本单元，主控机记录存放物品信息及对应的物理存储位置；
步骤S9：更新数据表，结束。
进一步地，所述物品领取方法，具体包括：
步骤S21：用户通过操作面板向智能快递柜发送领取指令；
步骤S22：主控机根据从操作面板获取的被存放物品的信息，寻找对应的物理存储位置；
步骤S23：控制机械手移动装置将对应的托盘移动到物品存取口，用户取走物品；
步骤S24：将存放物品原占用的n个基本单元置空，从上至下遍历原托盘所在列，将空托盘插入到第一个无托盘的空置基本单元位置；
步骤S25：更新数据表，结束。
进一步地，所述物品整理方法，具体包括：
步骤S31：主控机接收到物品整理指令；
步骤S32：对每列从下往上遍历；
步骤S33：如果找到的非空托盘的下方存在空置基本单元，移动该非空托盘至其下方最后一个空置基本单元位置，根据该非空托盘上的物品占用的基本单元数量，更新数据表，回到步骤S32循环；
步骤S34：如果找到的非空托盘的下方不存在空置基本单元或者找不到非空托盘，结束整理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明有效地解决现有快递柜空间利用率不足、快递柜内空间难以管理、快递柜自动化程度低的问题，实现快递进入机器后的全自动处理，不需要人工干预存储位置，自动调整、优化存储空间，存储信息可实时和后台交互。
附图说明
图1是本发明一实施例智能快递柜的俯视图；
图2是本发明一实施例智能快递柜的正视图；
图3是本发明一实施例智能快递柜的内部示意图；
图4是本发明一实施例智能快递柜的剖面图；
图5是本发明一实施例机械手移动装置的结构示意图；
图6是本发明另一实施例快递柜的初始状态示意图；
图7是本发明另一实施例中第（2）步执行后快递柜的状态示意图；
图8是本发明另一实施例中第（3）步执行后快递柜的状态示意图；
图9是本发明另一实施例中第（4）步执行后快递柜的状态示意图；
图10是本发明另一实施例中第（6）步执行后快递柜的状态示意图；
图11是本发明另一实施例中第（7）步执行后快递柜的状态示意图；
图12是本发明另一实施例中第（8）步执行后快递柜的状态示意图；
图13是本发明另一实施例中第（9）步执行后快递柜的状态示意图；
图14是本发明另一实施例中第（10）步执行后快递柜的状态示意图。
图中：1-柜体；2-托盘；3-插板柱；4-机械手移动装置；41-转台；42-伸缩组件；43-水平驱动组件；44-机械手；5-物品存取口；6-水平凹槽；7-操作面板。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明内容进行详细说明：
如图1-4所示，一种智能快递柜，包括柜体1、托盘2、设置于柜体内部用于支撑托盘的插板柱3、机械手移动装置4、扫描装置和主控机；柜体1为正八棱柱体结构，内部为空腔；所述柜体1的一个侧面作为柜门，所述柜门上设有物品存取口5；
所述插板柱3位于柜体1的两个相邻侧面之间，相邻两个插板柱的相对侧面上分别设有均匀分布的水平凹槽6；相邻两个插板柱与非柜门的柜体侧面形成一列储物空间，由水平凹槽6划分为多个基本单元；
所述托盘2插入水平凹槽6中且垂直于柜体1的侧面，通过改变托盘2的插入位置形成多个高度可调的储物格，提供被存放物品的物理存储位置；
所述机械手移动装置4与主控机连接，用于移动托盘2；
所述扫描装置安装于物品存取口5处，与主控机连接，用于获取被存放物品的规格参数，所述规格参数包括物品的高度；
所述主控机安装于柜体内，其操作面板7嵌设于柜门上，为触控显示屏。
在本实施例中，快递柜的棱边长为72厘米，占地面积为2.509平方米，高3米，除去快递出入口列之外，另有7列可以存放快递；初始设计为每列宽34厘米，长43厘米，每列设有60个插槽(每个插槽5厘米)、30个托盘，最多共可存放210件快递。
如图5所示，机械手移动装置4包括依次连接的转台41、伸缩组件42、水平驱动组件43和机械手44，所述转台41安装于柜体1顶面中心处，用于驱动伸缩组件42旋转，所述伸缩组件42用于使机械手44在竖直方向上移动，所述水平驱动组件43用于使机械手44在水平方向上移动。
初始状态时，托盘2依次插入每列储物空间的上半部分水平凹槽6，建立数据表，记录每列中托盘、基本单元的位置与其空置情况；使用方法包括物品存放方法、物品领取方法和物品整理方法；
所述物品存放方法，包括：用户通过操作面板向智能快递柜发送存放指令，主控机通过扫描装置获取存放物品的规格，根据规格计算存放物品的物理存储位置，控制机械手移动装置移动一空托盘到物品存取口，用户将物品放置在托盘上，机械手移动装置移动托盘至计算出的物理存储位置，主控机记录存放物品信息及对应的物理存储位置；
所述物品领取方法，包括：用户通过操作面板向智能快递柜发送领取指令，主控机根据从操作面板获取的被存放物品的信息，寻找对应的物理存储位置，控制机械手移动装置将对应的托盘移动到物品存取口；
所述物品整理方法，包括：主控机控制机械手移动装置改变托盘的插入位置，使每列储物空间中的非空托盘的下方不存在空置的基本单元。
物品存放方法，具体包括：
步骤S1：用户通过操作面板向智能快递柜发送存放指令；
步骤S2：主控机通过扫描装置获取存放物品的规格；
步骤S3：计算存放物品需占用的基本单元数量m；
步骤S4：遍历每列存储空间，计算出无托盘的空置基本单元数量最多的列A；
步骤S5：从列A开始寻找空托盘，从下往上遍历每列，若每列均无空托盘，则为存满，进入步骤S9；若有空托盘，则判断列A中无托盘的空置基本单元数量是否大于等于m，若是，进入步骤S6，若否，进入步骤S9；
步骤S6：判断列A中是否有m个连续的无托盘的空置基本单元，若否，向主控机发送物品整理指令；若是，计算需存放的物理存储位置为最下方的基本单元；
步骤S7：控制机械手移动装置移动步骤S5寻找到的空托盘到物品存取口，用户将物品放置在托盘上；
步骤S8：机械手移动装置将托盘移动至计算出的物理存储位置，占用相应的m个基本单元，主控机记录存放物品信息及对应的物理存储位置；
步骤S9：更新数据表，结束。
物品领取方法，具体包括：
步骤S21：用户通过操作面板向智能快递柜发送领取指令；
步骤S22：主控机根据从操作面板获取的被存放物品的信息，寻找对应的物理存储位置；
步骤S23：控制机械手移动装置将对应的托盘移动到物品存取口，用户取走物品；
步骤S24：将存放物品原占用的n个基本单元置空，从上至下遍历原托盘所在列，将空托盘插入到第一个无托盘的空置基本单元位置；
步骤S25：更新数据表，结束。
物品整理方法，具体包括：
步骤S31：主控机接收到物品整理指令；
步骤S32：对每列从下往上遍历；
步骤S33：如果找到的非空托盘的下方存在空置基本单元，移动该非空托盘至其下方最后一个空置基本单元位置，根据该非空托盘上的物品占用的基本单元数量，更新数据表，回到步骤S32循环；
步骤S34：如果找到的非空托盘的下方不存在空置基本单元或者找不到非空托盘，结束整理。
为更好的说明本发明方法流程，以下将过程用视图的方式展示出来，在本实施例中，快递柜为正六棱柱体，储物空间的列数缩小为5列，每列有8个托盘，15个插槽，通过模拟输入快递参数，展示算法。以下只针对方法的处理过程做展示，省略描述具体的机械运作过程。
初始化状态如图6所示。
(1)初始时，快递柜内没有快递；
(2)存入一个占一个基本单元的快递，遍历各列，无托盘的空置基本单元数量皆相同，算法选择第一列由下至上存储快递，并将托盘编号为‘3’，如图7所示。
(3)存入一个占三个基本单元的快递，遍历各列，无托盘的空置基本单元数量皆相同，算法选择第一列由下至上存储快递，并将托盘编号为‘4’ ，如图8所示。
(4)按照此过程，再依次存入占两个基本单元、一个基本单元、两个基本单元、两个基本单元、两个基本单元、两个基本单元、两个基本单元、两个基本单元、三个基本单元、两个基本单元的快递，并将托盘分别编号为“5，6，7，8，9，10，11，12，13，14”，最终效果如图9所示。
(5)用户“扫描二维码／输入验证码”，主控机根据算法，遍历快递存放数据表，找到对应编号的快递。
(6)用户扫描后取出编号为“4”的快递，快递柜执行取出操作，执行后如图10所示。
(7)用户扫描后取出编号为“9”的快递，快递执行取出操作，执行后如图11所示。
(8)若此时再存入一件占3个基本单元的快递，则根据上述算法，遍历整个快递柜，找到对应的位置，并将快递存入，按照本例，将存入到第一列的位置，如图12所示。
(9)用户扫描后取出编号为“7”的快递，执行取出操作后如图13所示。
(10)在图13所示情况，如果此时快递员选择整理快递柜，则快递需要对其中的碎片化空间进行整理，应把第二列的1、2空间进行压缩，即把编号为“11”的快递往下挪两个空间；把第四列的0、1空间进行压缩，即把编号为“13”的快递往下挪两个空间。执行此操作后快递柜内空间图14所示。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明涵盖范围。

Claims (4)

1.一种智能快递柜的使用方法，其特征在于包括一种智能快递柜，所述智能快递柜具体包括柜体、托盘、设置于柜体内部用于支撑托盘的插板柱、机械手移动装置、扫描装置和主控机；
所述柜体为棱柱体结构，内部为空腔；所述柜体的一个侧面作为柜门，所述柜门上设有物品存取口；
所述插板柱位于柜体的两个相邻侧面之间，相邻两个插板柱的相对侧面上分别设有均匀分布的水平凹槽；相邻两个插板柱与非柜门的柜体侧面形成一列储物空间，由水平凹槽划分为多个基本单元；
所述托盘插入水平凹槽中且垂直于柜体的侧面，通过改变托盘的插入位置形成多个高度可调的储物格，提供被存放物品的物理存储位置；
所述机械手移动装置与主控机连接，用于移动托盘；
所述扫描装置安装于物品存取口处，与主控机连接，用于获取被存放物品的规格参数，所述规格参数包括物品的高度；
所述主控机安装于柜体内，其操作面板嵌设于柜门上；
初始状态时，托盘依次插入每列储物空间的上半部分水平凹槽，建立数据表，记录每列中托盘、基本单元的位置与其空置情况；使用方法包括物品存放方法、物品领取方法和物品整理方法；
所述物品存放方法，包括：用户通过操作面板向智能快递柜发送存放指令，主控机通过扫描装置获取存放物品的规格，根据规格计算存放物品的物理存储位置，控制机械手移动装置移动一空托盘到物品存取口，用户将物品放置在托盘上，机械手移动装置移动托盘至计算出的物理存储位置，主控机记录存放物品信息及对应的物理存储位置；
所述物品领取方法，包括：用户通过操作面板向智能快递柜发送领取指令，主控机根据从操作面板获取的被存放物品的信息，寻找对应的物理存储位置，控制机械手移动装置将对应的托盘移动到物品存取口；
所述物品整理方法，包括：主控机控制机械手移动装置改变托盘的插入位置，使每列储物空间中的非空托盘的下方不存在空置的基本单元；
具体包括：
步骤S1：用户通过操作面板向智能快递柜发送存放指令；
步骤S2：主控机通过扫描装置获取存放物品的规格；
步骤S3：计算存放物品需占用的基本单元数量m；
步骤S4：遍历每列存储空间，计算出无托盘的空置基本单元数量最多的列A；
步骤S5：从列A开始寻找空托盘，从下往上遍历每列，若每列均无空托盘，则为存满，进入步骤S9；若有空托盘，则判断列A中无托盘的空置基本单元数量是否大于等于m，若是，进入步骤S6，若否，进入步骤S9；
步骤S6：判断列A中是否有m个连续的无托盘的空置基本单元，若否，向主控机发送物品整理指令；若是，计算需存放的物理存储位置为最下方的基本单元；
步骤S7：控制机械手移动装置移动步骤S5寻找到的空托盘到物品存取口，用户将物品放置在托盘上；
步骤S8：机械手移动装置将托盘移动至计算出的物理存储位置，占用相应的m个基本单元，主控机记录存放物品信息及对应的物理存储位置；
步骤S9：更新数据表，结束；
具体包括：
步骤S21：用户通过操作面板向智能快递柜发送领取指令；
步骤S22：主控机根据从操作面板获取的被存放物品的信息，寻找对应的物理存储位置；
步骤S23：控制机械手移动装置将对应的托盘移动到物品存取口，用户取走物品；
步骤S24：将存放物品原占用的n个基本单元置空，从上至下遍历原托盘所在列，将空托盘插入到第一个无托盘的空置基本单元位置；
步骤S25：更新数据表，结束；
具体包括：
步骤S31：主控机接收到物品整理指令；
步骤S32：对每列从下往上遍历；
步骤S33：如果找到的非空托盘的下方存在空置基本单元，移动该非空托盘至其下方最后一个空置基本单元位置，根据该非空托盘上的物品占用的基本单元数量，更新数据表，回到步骤S32循环；
步骤S34：如果找到的非空托盘的下方不存在空置基本单元或者找不到非空托盘，结束整理。
2.根据权利要求1所述的一种智能快递柜的使用方法，其特征在于，所述柜体为正八棱柱体。
3.根据权利要求1所述的一种智能快递柜的使用方法，其特征在于，所述机械手移动装置包括依次连接的转台、伸缩组件、水平驱动组件和机械手，所述转台安装于柜体顶面中心处，用于驱动伸缩组件旋转，所述伸缩组件用于使机械手在竖直方向上移动，所述水平驱动组件用于使机械手在水平方向上移动。
4.根据权利要求1所述的一种智能快递柜的使用方法，其特征在于，所述操作面板为触控显示屏。
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