CN108741782A - 一种扩展式快递柜及快递柜空间扩展方法 - Google Patents

Abstract

一种扩展式快递柜及快递柜空间扩展方法，该装置由主控台和与主控台连接的储物柜组合而成，储物柜由若干单元柜横向和纵向相互连接组成，包括：侧板、背板、顶板和底板合围组成的柜体(1)，柜体口端铰接柜门(2)，主控台与柜体上的隔板驱动器(3)和电磁锁(4)电连接；快递柜空间扩展方法为主控台接受快递柜扩展模式指令；主控台根据模式指令控制相应个数的分隔板翻转以实现单元格个数的分割。通过上述方式本发明通过不同的模式切换来适应不同尺寸快递件的存放。

Description

一种扩展式快递柜及快递柜空间扩展方法

技术领域

本发明涉及快递柜领域，具体涉及一种扩展式快递柜及快递柜空间扩展方法。

背景技术

随着网络技术的发展，网购因方便快捷、价格优惠、不受时空限制等优势已成为用户重要的消费方式。然当电商交易额屡创新高时，作为物流网络终端的智能快递柜在使用过程中出现了一些问题。生活中了解到不少用户和我一样曾有过网购时因快递柜满箱，包裹被寄放他处而出现遗失或货物损坏的不愉快经历。快递员因满柜，或柜型单一不能投递，只能将快件堆放在车上或公共过道处苦等，投递效率低。因此本课题主要尝试在原有快递柜的基础上进行改进，实现“小空间大利用”，在寸土寸金的都市提高快递柜的容件率与运行效率。

通过查阅大量与智能快递柜有关的文献资料，并走访了身边的用户了解到：现在中国的快递柜行业虽参与者众多，但主流快递柜服务商设备单元柜型大都只有大、中、小三种，规格单一，空间利用率低，而目前所有快递柜都无法容纳超大件(4U以上)的存放。由于在当初快递柜设计时仅考虑若干柜子型号比例，而电子商务物流的形态主要是杂货，尺寸大小不一，小至戒指，大至小型家具，对于当前的快递柜，小了浪费柜体空间，大了却不能实现自提，柜体空间预先设定使得投递极不灵活。平均一组快递柜的研发及运行成本约为3-4万元，加上管理人员工资、电费、网费等，快递柜投资和维护成本高。而且快递柜铺设一般集中在城市中容积率较高的地区，受公共地块的限制，这些因素导致快递柜投放时被严格控制数量，且分布不合理，不能满足用户需求。

为了进一步了解快递柜的使用现状，在学校、企事业、社区、快递公司进行了问卷调查，回收有效问卷167份。统计结果汇总如下：(1)91％的调查对象使用过快递柜(2)69％的调查对象使用快递柜时遇到满柜情况(3)从完善建议中了解到42.3％调查对象期待在小区内增加快递柜数量，希望快递柜格口类型多样化，15.5％的调查对象期望快递柜设置在大楼入口处。通过实地调查后发现：目前我所居住的小区有2000户居民，而快递柜只有300格，如没有快递员早上投，业主中午取的话，一天最多代收300个包裹，快递柜设置数量严重不足。

发明内容

本课题对于存储空间的优化实现为“弹性可扩展存储空间”的结构设计，通过隔离板致动器(电磁铁)的动作，实现柜体内空间的自由分配，以极大的灵活性实现了“小空间大利用”的突破。当快递员进行快件投递时，装置通过光电距离传感器测定包裹尺寸，选择合适的储存柜体，单片机根据算法自动选择合理的空柜区域，选中柜区内隔板收起或展开，自由组合成独立的储存空间，柜门自动组合，电磁锁连锁打开，完成投递流程。

装置可操作最小单元由四个可变单元柜构成，现将各可变单元柜编号为1， 2，3，4。装置排柜时可预先从快递商服务器获取当天送达的快件信息等参数，则装置默认按照先排超小件，再排小、中件，最后排大件的排柜顺序进行分配，生成具体排柜表，再根据实际情况进行动态调整。通过上述方式本发明通过不同的模式切换来适应不同尺寸快递件的存放。

具体控制模式如下：

一种扩展式快递柜，该装置由主控台和与主控台连接的储物柜组合而成，储物柜由若干单元柜横向和纵向相互连接组成，单元柜包括：侧板、背板、顶板和底板合围组成的柜体(1)，柜体口端铰接柜门(2)，主控台与柜体上的隔板驱动器(3)和电磁锁(4)电连接；其特征在于，柜体(1)内设置有分隔板(5)和支撑件(6)，支撑件(6)固定连接在柜体(1)的侧板和背板上，以支撑分隔板(5)平行底板，分隔板(5)通过旋转杆与背板连接，柜体(1) 的侧板上开设有与旋转杆相匹配的孔，旋转杆一端穿过侧板上的孔与隔板驱动器(3)的传动轴固定连接，每个分隔板分隔出的单元格都设置有柜门(2)，柜门(2)的开启端安装有电磁锁(4)。

进一步说明，所述柜体(1)的一面侧板外部还设有操作柜(7)用于放置隔板驱动器(3)。

进一步说明，所述隔板驱动器(3)为电磁驱动装置。

进一步说明，所述分隔板(5)将柜体(1)分隔成n个相同容积的单元格n ≥2。

进一步说明，所述分隔板(5)的上表面设有复位弹性构件。

进一步说明，所述主控柜由显示屏、光电距离传感装置、控制面板、蜂鸣器和单片机组成。

进一步说明，所述主控柜中光电距离传感装置包括n组红外距离传感器和红外监测模块，红外监测模块分别与红外距离传感器电连接，红外距离传感器呈直线排列，每个红外距离传感器之间间隔距离为110mm。

一种快递柜空间扩展方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)主控台接受快递柜扩展模式指令；

(2)主控台根据模式指令控制控制相应个数的分隔板翻转以实现单元格个数的分割。

进一步说明，所述快递件的存放方法包括：主控台预先获取送达快递件的参数，按照快递件参数确定快递柜扩展模式指令。

进一步说明，所述快递件的存放方法包括：主控台通过光电距离传感装置获得快递件参数，按照快递件参数确定快递柜扩展模式指令。

有益效果：

(1)相比传统快递柜，优化后的快递柜采用“可变存储空间”结构设计，根据快件情况灵活调整存储空间，甚至可装载超大件，在寸土寸金的都市提高快递柜的容件率。这一系统通过根据具体的快件情况对柜体存储空间分布进行自动调整，有效地提高了快递柜的容件率，相较于现有的智能快递柜，单列计算容件率可达81.9％；以6-8列柜体计，容件率可增加370.2％-493.6％。快递柜采用弹性可扩展存储空间设计，打破柜体存储空间的预先规划，将快递柜原有的固定格口设计为可变存储分格，让投递空间更为灵活，实现“小空间大利用”的有效突破，极大提高了快递柜容件率。

(2)单片机根据快件的信息自动选择相应的存储空间。这种方式优于目前快递人员人工选择存储空间，进一步提高快递柜运营效率。通过红外光电距离传感器快速判断快件尺寸，单片机根据快件的信息自动选择相应的存储空间，这种方式优于目前快递人员人工选择存储空间，进一步提高快递柜空间的容件率。

未来将利用大数据平台技术进行快递柜使用情况及邮件信息的统计和分析，筛选出符合当时主流小件的信息参数，根据数据信息来调节“可变存储空间”结构中最小单元柜尺寸，将快递柜的空间利用率发挥到极致，进一步提高快递柜容件率；采用计算机视觉技术，可快速识别快件快递单信息并同时估测快件尺寸，自动完成快件录入操作；将快递柜与传统信报箱合为一体，设置在单元楼栋出入口处，用户将拥有自己独立的智能电子信报箱及快递柜。

附图说明

图1.最小单元柜立面图

图2.最小单元柜剖面图

图3.主控台示意图

图4流程图

如图1-4，图中标记1-7分别为：柜体1、柜门2、隔板驱动器3、电磁锁4、分隔板5、支撑件6、操作柜7。

具体实施方式

下面将对本发明通过具体实施例结合说明书附图进一步进行阐述，如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

进一步说明该技术方案。

1.弹性可扩展存储空间结构：

将普通快递柜的固定柜型柜体进行修改，去除固定隔板。发现常见快递柜柜型主要分为大、中、小、超小四种，若设定超小柜为1U，小柜为2U，则中柜为3U，大柜为4U.因此将4U大柜内的隔板去除，作为最小操作单元，安装三个可动折叠式封隔器(折叠隔板)与三扇连锁柜门与柜门锁。在需要合并相邻小柜时，封隔器收起，相邻柜门连锁并打开，以此实现柜体规格的动态调整。

2.红外距离传感器(快件尺寸测量)：

为判断快递件尺寸，于快递柜机柜操作面上安装四个等间距的红外距离传感器，当快递员扫描录入快件时，传感器被快递件遮挡，可根据传感器被遮挡的数量判断需分配的柜型。

3.结构制作：

本发明使用Autodesk AutoCAD软件对结构与电路进行设计。第一代模型采用机械连杆传动结构，选用材料为金属板，仅用于验证装置机械结构原理的可行性；第二代模型完成了机械与电子部分的联动，材料改为6mm亚克力板，质轻，透明度高，易加工，方便模型的加工组装以及对装置内部结构的观察。

在切割完亚克力板后，将装置结构进行了组装，并且将装置电路与传感器等合并安装。

在组装的过程中，严格按照AutoCAD等设计软件绘制的设计图进行组装，并根据STC单片机与红外光电距离等传感器和线路连接的实际情况对组件进行适当的修改，完成对成品的组装。

根据理论分析和系统设计，发明完成了对实物的部件安装。由于为了简化的制造调试与保证功能稳定性，隔板由原来的导轨折叠式设计改为由电磁致动器控制的单块隔离板向上翻转。

4.功能测试

对结构所能实现的功能进行测试。在真实环境下的测试可能会在将来进一步研究中实现。

本发明测试了装置操作机构的运行。当红外光电距离传感器检测到快件尺寸，单片机用“嘀”声表明可以投递快件，600毫秒后隔板收起，柜门连锁打开，快件放入，关闭柜门，装置随即将此柜标记为已占用；取走包裹后，对应柜门及隔板复位到可用状态；当红外光电距离传感器检测到录入的快件无法存放于快递柜时，单片机发出连续两声“嘀”声表明快递柜已满箱。

快递柜空间扩展方法

主控台连接储物柜，储物柜由n个单元柜构成，每个单元柜都被分隔板分成了n个单元格，主控台驱动分隔板翻转，主控台设定1模式为1个单元格，主控台设定2模式为将1个分隔板翻转使上下2个相邻的单元格合并形成的一个新容积，主控台设定3模式为将2个分隔板翻转使上中下3个相邻的单元格合并形成一个新容积，依次设定至n-1模式，n模式为一个整体的单元柜，主控台通过上述设定模式的切换让储物柜适应不同尺寸快递件的存放。

快递柜扩展模式指令，主控台预先获取送达快递件的参数，按照快递件参数确定快递柜扩展模式指令。从储存1模式开始，再储存2模式、然后储存3 模式，依次储存，最后储存n模式的存货顺序。

快递柜扩展模式指令，主控台通过光电距离传感装置获得快递件参数，按照快递件参数确定快递柜扩展模式指令。主控台通过光电距离传感装置检测快递件，当光电距离传感装置检测出快递件尺寸可用1模式储存，优先打开顶端的1模式储存，主控台记录储存位置，之后检测到的快递件都优先储存在该单元柜中，从顶到底依次储存，当光电距离传感装置检测出快递件尺寸大于1模式且小于n模式，优先打开之前有储存记录的单元柜进行储存，如果有储存记录的单元柜不能储存该快递件，则打开无储存记录的单元柜，从顶到底依次储存，如果都无法储存则显示柜满。

实施例1

由于储物柜由若干单元柜横向和纵向相互连接组成，制作了一个拥有4个储物单元的单元柜，包括：柜体(1)、柜门(2)、隔板驱动器(3)和电磁锁 (4)。

其中柜体(1)由2个侧板、背板、顶板和底板组合而成。其中底板到顶板的高度是底板从背板到口端的长度的4倍(根据分隔的空间多少而定)以上。

在柜体(1)内按相同容积将3组角铁固定连接在柜体(1)的侧板和背板上，亚格力板的分隔板(5)和底板略小于底板，能放置于角铁上，且分隔板(5) 平行于底板。亚格力板的分隔板(5)通过旋转杆与背板连接，柜体(1)的侧板上开设有与旋转杆相适应的孔，旋转杆的一端穿过侧板上的孔与隔板驱动器 (3)(低速电机)的传动轴固定连接。亚格力板的分隔板(5)的上表面靠近柜门的一侧其中一个角上设有复位弹簧。

3个分隔板分隔出的4个单元格都设置有柜门(2)，柜门(2)与柜体(1) 口端铰接，开启端安装有电磁锁(4)。

隔板驱动器(3)(低速电机)和电磁锁(4)与主控台电连接。将柜体(1) 的侧板作为操作柜的一个侧板，形成一个容积与电磁驱动器(3)相适应的柜体结构。该柜体结构即为柜体(1)侧板外部的操作柜(7)。

主控柜由显示屏、光电距离传感装置、控制面板、蜂鸣器、继电器和单片机组成(如图3连接)。其中光电距离传感装置包括4组红外距离传感器和红外监测模块，红外监测模块分别与红外距离传感器电连接，红外距离传感器呈直线排列，每个红外距离传感器之间间隔距离为110mm。

主控台连接1个单元柜，该单元柜都被分隔板分成了4个单元格，主控台驱动分隔板翻转，主控台设定1模式为1个单元格，主控台设定2模式为将1 个分隔板翻转使上下2个相邻的单元格合并形成的一个新容积，主控台设定3 模式为将2个分隔板翻转使上中下3个相邻的单元格合并形成一个新容积，4模式为一个整体的单元柜，主控台通过上述设定模式的切换让储物柜适应不同尺寸快递件的存放。

实施例2

由于储物柜由若干单元柜横向和纵向相互连接组成，制作了一个拥有5个储物单元的单元柜，包括：柜体(1)、柜门(2)、隔板驱动器(3)和电磁锁 (4)。

其中柜体(1)由2个侧板、背板、顶板和底板组合而成。其中底板到顶板的高度是底板从背板到口端的长度的5倍(根据分隔的空间多少而定)以上。

在柜体(1)内按相同容积将4组角铁固定连接在柜体(1)的侧板和背板上，亚格力板的分隔板(5)和底板略小于底板，能放置于角铁上，且分隔板(5) 平行于底板。亚格力板的分隔板(5)通过旋转杆与背板连接，柜体(1)的侧板上开设有与旋转杆相适应的孔，旋转杆的一端穿过侧板上的孔与隔板驱动器 (3)(低速电机)的传动轴固定连接。亚格力板的分隔板(5)的上表面靠近柜门的一侧其中一个角上设有复位弹簧。

3个分隔板分隔出的5个单元格都设置有柜门(2)，柜门(2)与柜体(1) 口端铰接，开启端安装有电磁锁(4)。

隔板驱动器(3)(低速电机)和电磁锁(4)与主控台电连接。将柜体(1) 的侧板作为操作柜的一个侧板，形成一个容积与电磁驱动器(3)相适应的柜体结构。该柜体结构即为柜体(1)侧板外部的操作柜(7)。

主控柜由显示屏、光电距离传感装置、控制面板、蜂鸣器、继电器和单片机组成(如图3连接)。其中光电距离传感装置包括5组红外距离传感器和红外监测模块，红外监测模块分别与红外距离传感器电连接，红外距离传感器呈直线排列，每个红外距离传感器之间间隔距离为110mm。

以上所述仅为本发明技术方案的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本技术方案实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种扩展式快递柜，该装置由主控台和与主控台连接的储物柜组合而成，储物柜由若干单元柜横向和纵向相互连接组成，单元柜包括：侧板、背板、顶板和底板合围组成的柜体(1)，柜体口端铰接柜门(2)，主控台与柜体上的隔板驱动器(3)和电磁锁(4)电连接；其特征在于，柜体(1)内设置有分隔板(5)和支撑件(6)，支撑件(6)固定连接在柜体(1)的侧板和背板上，以支撑分隔板(5)平行底板，分隔板(5)通过旋转杆与背板连接，柜体(1)的侧板上开设有与旋转杆相匹配的孔，旋转杆一端穿过侧板上的孔与隔板驱动器(3)的传动轴固定连接，每个分隔板分隔出的单元格都设置有柜门(2)，柜门(2)的开启端安装有电磁锁(4)。

2.根据权利要求1所述扩展式快递柜，其特征在于，所述柜体(1)的一面侧板外部还设有操作柜(7)用于放置隔板驱动器(3)。

3.根据权利要求2所述扩展式快递柜，其特征在于，所述隔板驱动器(3)为电磁驱动装置。

4.根据权利要求1所述扩展式快递柜，其特征在于，所述分隔板(5)将柜体(1)分隔成n个相同容积的单元格n≥2。

5.根据权利要求1所述扩展式快递柜，其特征在于，所述分隔板(5)的上表面设有复位弹性构件。

6.根据权利要求1所述扩展式快递柜，其特征在于，所述主控柜由显示屏、光电距离传感装置、控制面板、蜂鸣器、继电器和单片机组成。

7.根据权利要求6所述扩展式快递柜，其特征在于，所述主控柜中光电距离传感装置包括n组红外距离传感器和红外监测模块，红外监测模块分别与红外距离传感器电连接，红外距离传感器呈直线排列，每个红外距离传感器之间间隔距离为110mm。

8.一种快递柜空间扩展方法，其特征在于，所述方法包括：

(1)主控台接受快递柜扩展模式指令；

(2)主控台根据模式指令控制相应个数的分隔板翻转以实现单元格个数的分割。

9.根据权利要求8所述快递柜空间扩展方法，其特征在于，所述快递件的存放方法包括：主控台预先获取送达快递件的参数，按照快递件参数确定快递柜扩展模式指令。

10.根据权利要求8所述快递柜空间扩展方法，其特征在于，所述快递件的存放方法包括：主控台通过光电距离传感装置获得快递件参数，按照快递件参数确定快递柜扩展模式指令。