CN108305381A - 一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，包括硬件和控制系统，所述系统硬件包括回转库、机械手和传送带，所述回转库处于前端并放置在一层，所述机械手和传送带放置在二层，所述机械手抓取传送带上的物品放置于回转库内，所述回转库包括电机、减速机、减速机链轮、传动链条、第一传动轴、第一传动链轮、第一轴承、第二传动链轮、料斗链条、料斗、下支臂、导向支臂、上支臂、第三传动链轮、第四传动链轮、第二传动轴和支臂导轨、导向导轨和回转库框架。本发明，进一步解放了劳动力，降低了人力成本，垂直回转库可以充分利用立体空间，减少了占地面积，实现了空间利用最大化，同时系统可以和互联网联接，充分利用互联网资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动化超市系统，具体是一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统。
背景技术
随着物联网技术、在线支付技术的发展，一些传统的商业模式正在发生着革命性的变化，特别是零售行业，传统零售业人力成本高，发展竞争激烈，在电子商务的冲击下利润日益减少，而正在蓬勃发展的电子商务，也逐渐暴露出物流成本高、质量差、消费滞后等一系列的缺陷。如今消费者的消费观念正在发生着变化，快捷、方便的消费方式已经被广大消费者认可，同时消费者也乐于接受新的零售方式。
目前国内外很多企业都在积极开发这种新形式零售系统，但没有一个完全成熟的系统投入运行，部分投入运行的系统无法实现自动化，还需人的辅助。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，包括硬件和控制系统，所述系统硬件包括回转库、机械手和传送带，所述回转库处于前端并放置在一层，所述机械手和传送带放置在二层，所述机械手抓取传送带上的物品放置于回转库内，所述回转库包括电机、减速机、减速机链轮、传动链条、第一传动轴、第一传动链轮、第一轴承、第二传动链轮、料斗链条、料斗、下支臂、导向支臂、上支臂、第三传动链轮、第四传动链轮、第二传动轴和支臂导轨、导向导轨和回转库框架，所述回转库的电机和减速机直联为一体，且位于回转库的下部，通过减速机链轮、传动链条和第一传动链轮将动力传至第一传动轴，第一传动轴上安装有第二传动链轮，第一传动轴通过第二传动链轮、料斗链条和第三传动链轮带动料斗垂直回转，所述第一传动轴和第二传动轴由一对第一轴承和一对第二轴承分别支撑，所述料斗通过下支臂、导向支臂和上支臂与料斗链条连接，所述料斗的垂直回转通过料斗链条带动下支臂、导向支臂和上支臂实现，下支臂和上支臂一端等间距的连接于料斗链条的销轴上，另一端连接于料斗端部中心轴上，形成三角架形式，所述导向支臂一端套连在料斗端部中心轴上，另一端连接有导向轮，所述下支臂和上支臂销轴上安装有导向轮，导向轮在支臂导轨和导向导轨内运动，所述支臂导轨和导向导轨与料斗链条平行布置，所述第一传动轴和第二传动轴可以通过第一轴承和第二轴承安装位置变化实现上下移动，进而对料斗链条进行张紧，所述回转库下端安装有回转库框架，所述机械手包括抓手、推动气缸、伸缩气缸、升降气缸、回转气缸和其他附件，所述抓手用于抓取物品，所述抓手的手指铰链连接有活塞杆，活塞杆伸缩动作带动手指灵活抓取物品，所述推动气缸的伸缩动作为抓手提供动力，所述伸缩气缸进行伸缩运动，使抓手延伸缩气缸轴线方向运动，所述升降气缸上下伸缩，使机械手上下运动，所述回转气缸进行回转运动，带动机械手进行旋转，所述机械手其他附件包括气泵、气管、气动阀和电器开关，所述传送带包括皮带、电动滚筒和电气设备其他附件，所述控制系统包括感应器、扫码器、软件系统和其他附件，所述感应器包括光幕传感器、平层传感器和行程开关，所述光幕传感器安装回转库的物品取放口处，人体任何部位处于回转库内，回转库处于锁定状态，所述平层传感器安装于回转库物品取放口处与料斗停止时的位置平齐，所述行程开关主要安装在机械手的各个位置，所述扫码器包括第一扫码器和第二扫码器，第一扫码器和第二扫码器分别安装在机械手和回转库物品取放口处，所述控制软件系统对所有感应器、扫码器等收集的信息进行处理并发送指令到各个执行机构和支付系统，所述控制系统其他附件包括计算机服务器、存储设备、UPS电源附件。
作为本发明进一步的方案：所述料斗的数量为偶数，保证垂直反转过程中阻力与重力相平衡。
作为本发明进一步的方案：所述减速机为摆线针轮减速机，传动比大。
作为本发明进一步的方案：所述回转库传动方式为链传动，传动比为1。
作为本发明进一步的方案：所述第一传动轴和第二传动轴采用外球面轴承进行支承，可以消除轴承安装的同轴度误差。
作为本发明进一步的方案：所述第二传动链轮和第三传动链轮规格尺寸相同。
作为本发明进一步的方案：所述导向支臂与料斗固定连接，角度为45°，所述上支臂和下支臂与连轴和料斗铰接转动，所述上支臂、下支臂和料斗链条形成三角形式，所述下支臂、导向支臂和上支臂都有安装有导向轮。
作为本发明进一步的方案：所述回转库链条传动安装有张紧装置。
作为本发明进一步的方案：所述抓手、推动气缸、伸缩气缸、升降气缸、回转气缸由压缩空气驱动。
作为本发明进一步的方案：所述机械手的抓手采用铰接连杆机构，两个手指可以同步动作。
作为本发明进一步的方案：所述传送带由电动滚筒带动。
作为本发明进一步的方案：所述控制系统与互联网连接，通过手机App或计算机进行控制。
作为本发明再进一步的方案：所述支付方式通过线上微信、支付宝、信用卡和pos机等，也可以通过线下现金支付。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明能够实现超市真正的无人运行，进一步解放了劳动力，降低了人力成本，垂直回转库可以充分利用立体空间，减少了占地面积，实现了空间利用最大化，大大节省了选物、购物的时间，同时系统可以和互联网联接，充分利用互联网资源，实现利润最大化。
附图说明
图1为一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统的整体布置结构示意图。
图2为一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统中回转库的结构示意图。
图3为图2中B-B的剖视结构示意图。
图4为一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统中机械手的结构示意图。
图5为一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统中抓手的结构示意图。
图6为一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统中上支臂和下支臂的连平面接结构示意图。
图7为一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统中上支臂和下支臂的立体连接结构示意图。
图8为一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统中回转库的传动原理示意图。
图9为一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统中回转库的轴测结构示意图。
图10为一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统中机械手的结构示意图。
图中：1-电机，2-减速机，3-减速机链轮，4-传动链条，5-第一传动轴，6-第一传动链轮，7-第一轴承，8-第二传动链轮，9-料斗链条，10-料斗，11-下支臂，12-导向支臂，13-导向轮，14-导向轮，15-上支臂，16-第二轴承，17-第三传动链轮，18-第二传动轴，19-第四传动链轮，20-导向轮，21-导向支臂，22-传动链条，23-支臂导轨，24-导向导轨，25-框架，26-抓手，27-推动气缸，28-伸缩气缸，29-回转气缸，30-升降气缸，31-活塞杆，32-手指，33-物品，34-传送带，35-回转库，36-机械手，37-电动滚筒，38-皮带，39-第一扫码器，40-光幕传感器，41-平层传感器，42-第二扫码器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参阅图1～10，本发明实施例中，一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，包括硬件和控制系统，所述系统硬件包括回转库35、机械手36和传送带34，三部分立体放置如图1，回转库35处于前端放置在一层，机械手36和传送带34放置在二层，机械手36抓取传送带34上的物品放置于回转库35内，回转库35主要包括电机1、减速机2、减速机链轮3、传动链条4、第一传动轴5、第一传动链轮6、轴承7、第二传动链轮8、料斗链条9、料斗10、下支臂11、导向支臂12、上支臂15、第三传动链轮17、第四传动链轮19、支臂导轨23、导向导轨24和回转库框架25，所述回转库35可以根据空间的大小灵活放置。
所述回转库35的电机1和减速机2直联为一体，位于回转库35的下部，通过减速机链轮3、传动链条4和第一传动链轮6将动力传至第一传动轴5，第一传动轴5上安装有第二传动链轮8，第一传动轴5通过第二传动链轮8、料斗链条9和第三传动链轮17带动料斗垂直回转，所述第一传动轴5和第二传动轴18由一对第一轴承7和一对第二轴承16分别支撑，所述料斗10通过下支臂11、导向支臂12和上支臂15与料斗链条9连接。
所述料斗的垂直回转通过料斗链条9带动下支臂11、导向支臂12和上支臂15实现，下支臂11和上支臂15一端等间距的连接于料斗链条9的销轴上，另一端连接于料斗10端部中心轴上，形成三角架形式如图5，导向支臂12一端套连在料斗10端部中心轴上，另一端连接导向轮13，所述下支臂11和上支臂15销轴上安装有导向轮如图6，导向轮在导轨23 24内运动，所述料斗10的数量为偶数，所述导轨23 24与料斗链条9平行布置，所述第二传动链轮8和第三传动链轮17规格尺寸相同，所述第一传动轴5和第二传动轴18可以通过第一轴承轴承7和第二轴承16安装位置变化实现上下移动，对料斗链条9进行张紧，所述回转库中的链条全部使用石墨润滑剂进行润滑，所述回转库框架25，用于安装所有回转库35设备。
所述回转库35传动方式为链传动，传动比为1，第一传动轴5和第二传动轴18采用外球面轴承支承，可以消除轴承安装的同轴度误差，链条传动安装有张紧装置。
所述回转库35利用佛利斯转轮原理垂直反转，料斗10在反转过程中顶部始终向上，保证料斗10内物品不掉落。
所述机械手36包括抓手26、推动气缸27、伸缩气缸28、升降气缸30、回转气缸29和其他附件，所述抓手26用于抓取物品如图4所示，所述抓手26的手指32活塞杆31铰链连接，活塞杆31伸缩动作带动手指32灵活抓取物品33，所述推动气缸27伸缩动作为抓手26提供动力，所述伸缩气缸28进行伸缩运动，使抓手26延伸缩气缸28轴线方向运动，所述升降气缸30上下伸缩，使机械手36上下运动，所述回转气缸29进行回转运动，带动机械手36进行旋转，所述机械手36采用压缩空气驱动，所述机械手36其他附件包括气泵、气管、气动阀和电器开关等。
所述机械手36由抓手26、推动气缸27、伸缩气缸28、升降气缸30、回转气缸29和其他附件等组成，在空间中的自由度为3，所述机械手36的抓手26采用铰接连杆机构，两个手指32可以同步动作。
所述传送带34包括皮带38、电动滚筒37和电气设备等其他附件，传送带34可以循环传送物品，所述传送带34可以根据回转库35的位置灵活设置，所述电动滚筒37为传送带提供动力。所述传送带34可以根据回转库35的数量和布置形式灵活设置。
所述控制系统包括感应器、扫码器、软件系统和其他附件，所述感应器包括光幕传感器40、平层传感器41、行程开关等，所述光幕传感器40安装回转库35的物品取放口处，人体任何部位处于回转库内，回转库35处于锁定状态，不会回转，所述平层传感器41安装于回转库35物品取放口处与料斗10停止时的位置平齐，用于精确定位。
所述行程开关主要安装在机械手36的各个位置，用于机械手36的限位和控制，确保机械手36的运行精度。
所述扫码器包括第一扫码39和第二扫码器42，第一扫码器39和第二扫码器42分别安装在机械手36和回转库35物品取放口处，用于对物品信息进行识别、记录。
所述控制软件系统对所有感应器、扫码器等收集的信息进行处理并发送指令到各个执行机构，所述控制系统其他附件包括计算机服务器、存储设备、UPS电源等附件。
所述自动化超市系统可以模块化组装，可以根据需要相应的增减回转库35机械手36和传动带34的数量，合理利用资源。
所述控制系统可以与互联网连接，通过手机App或计算机进行控制。
所述支付方式可以通过线上微信、支付宝、信用卡和pos机等，也可以通过线下现金支付。
所述自动化超市系统，拥有大数据库，用于存储所用系统信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而己，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，包括硬件和控制系统，所述系统硬件包括回转库(35)、机械手(36)和传送带(34)，所述回转库(35)处于前端并放置在一层，所述机械手(36)和传送带(34)放置在二层，所述机械手(36)抓取传送带(34)上的物品放置于回转库(35)内，所述回转库(35)包括电机(1)、减速机(2)、减速机链轮(3)、传动链条(4)、第一传动轴(5)、第一传动链轮(6)、第一轴承(7)、第二传动链轮(8)、料斗链条(9)、料斗(10)、下支臂(11)、导向支臂(12)、上支臂(15)、第三传动链轮(17)、第二传动轴(18)、第四传动链轮(19)、支臂导轨(23)、导向导轨(24)和回转库框架(25)，所述回转库(35)的电机(1)和减速机(2)直联为一体，且位于回转库(35)的下部，通过减速机链轮(3)、传动链条(4)和第一传动链轮(6)将动力传至第一传动轴(5)，第一传动轴(5)上安装有第二传动链轮(8)，第一传动轴(5)通过第二传动链轮(8)、料斗链条(9)和第三传动链轮(17)带动料斗(10)垂直回转，所述第一传动轴(5)和第二传动轴(18)由一对第一轴承(7)和一对第二轴承(16)分别支撑，所述料斗(10)通过下支臂(11)、导向支臂(12)和上支臂(15)与料斗链条(9)连接，所述料斗(10)的垂直回转通过料斗链条(9)带动下支臂(11)、导向支臂(12)和上支臂(15)实现，下支臂(11)和上支臂(15)一端等间距的连接于料斗链条(9)的销轴上，另一端连接于料斗(10)端部中心轴上，形成三角架形式，所述导向支臂(12)一端套连在料斗(10)端部中心轴上，另一端连接有导向轮(13)，所述下支臂(11)和上支臂(15)销轴上安装有导向轮(13)，导向轮(13)在支臂导轨(23)和导向导轨(24)内运动，所述支臂导轨(23)和导向导轨(24)与料斗链条(9)平行布置，所述第一传动轴(5)和第二传动轴(18)可以通过第一轴承(7)和第二轴承(16)安装位置变化实现上下移动，进而对料斗链条(9)进行张紧，所述回转库(35)下端安装有回转库框架(25)，所述机械手(36)包括抓手(26)、推动气缸(27)、伸缩气缸(28)、升降气缸(30)、回转气缸(29)和其他附件，所述抓手(26)用于抓取物品(33)，所述抓手(26)的手指(32)铰链连接有活塞杆(31)，活塞杆(31)伸缩动作带动手指(32)灵活抓取物品(33)，所述推动气缸(27)的伸缩动作为抓手(26)提供动力，所述伸缩气缸(28)进行伸缩运动，使抓手(26)延伸缩气缸(28)轴线方向运动，所述升降气缸(30)上下伸缩，使机械手(36)上下运动，所述回转气缸(29)进行回转运动，带动机械手(36)进行旋转，所述机械手(36)其他附件包括气泵、气管、气动阀和电器开关，所述传送带(34)包括皮带(38)、电动滚筒(37)和电气设备其他附件，所述控制系统包括感应器、扫码器、软件系统和其他附件，所述感应器包括光幕传感器(40)、平层传感器(41)和行程开关，所述光幕传感器(40)安装回转库(35)的物品取放口处，人体任何部位处于回转库(35)内，回转库(35)处于锁定状态，所述平层传感器(41)安装于回转库(35)物品取放口处与料斗(10)停止时的位置平齐，所述行程开关主要安装在机械手(36)的各个位置，所述扫码器包括第一扫码器(39)和第二扫码器(42)，第一扫码器(39)和第二扫码器(42)分别安装在机械手(36)和回转库(35)物品取放口处，所述控制软件系统对所有感应器、扫码器等收集的信息进行处理并发送指令到各个执行机构和支付系统，所述控制系统其他附件包括计算机服务器、存储设备、UPS电源附件。
2.根据权利要求1所述的一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，所述料斗(10)的数量为偶数。
3.根据权利要求1所述的一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，所述减速机(2)为摆线针轮减速机。
4.根据权利要求1所述的一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，所述回转库(35)传动方式为链传动，传动比为1。
5.根据权利要求1所述的一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，所述第一传动轴(5)和第二传动轴(18)采用外球面轴承进行支承。
6.根据权利要求1所述的一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，所述第二传动链轮(8)和第三传动链轮(17)规格尺寸相同。
7.根据权利要求1所述的一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，所述导向支臂(12)与料斗(10)固定连接，角度为45°，所述上支臂(15)和下支臂(11)与连轴和料斗(10)铰接转动，所述上支臂(15)、下支臂(11)和料斗链条(9)形成三角形式，所述下支臂(11)、导向支臂(12)和上支臂(15)都有安装有导向轮(13)。
8.根据权利要求1所述的一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，所述回转库(35)链条传动安装有张紧装置。
9.根据权利要求1所述的一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，所述抓手(26)、推动气缸(27)、伸缩气缸(28)、升降气缸(30)、回转气缸(29)由压缩空气驱动。
10.根据权利要求1所述的一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，所述机械手(36)的抓手(26)采用铰接连杆机构。
11.根据权利要求1所述的一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，所述传送带(34)由电动滚筒(37)带动。
12.根据权利要求1所述的一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，所述控制系统与互联网连接，通过手机App或计算机进行控制。
13.根据权利要求1所述的一种以智能货柜系统为核心的自动化超市系统，其特征在于，所述支付方式通过线上微信、支付宝、信用卡和pos机等，也可以通过线下现金支付。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180720 |