CN109272670A - 行走型智能储物柜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种行走型智能储物柜。该发明将无线网络系统作为连接媒介，物品特征识别扫描模块主要通过摄像、扫描等方法实现物品特征的识别；信息提醒模块通过物品特征识别扫描模块的物品特征记录提醒用户相关重要信息；自动分类模块通过对物品特征识别扫描模块记录的物品特征进行物品的分类；用户身份识别模块通过相关识别装置实现用户身份识别；自动避障模块和空间地图测绘导航模块主要进行用户房间的空间规划，使行走存储机器人实现自动寻路功能；服务器对上述模块数据进行整合分析、处理、存储，同时与行走存储机器人联合作用，实现行走储物功能。本发明智能化水平高，执行机构简单，适用于多种储物环境，同时可推广到其它领域使用。

Description

行走型智能储物柜
技术领域
本发明属于智能存储技术领域，具体涉及一种行走型智能储物柜。
背景技术
随着移动互联技术不断发展，人类对于存储智能化的要求不断提高，近年来，人工智能受到了广泛的重视，通过机器人为人类进行服务，以提高人类的生活水平已是人类思考的智能化方向之一。在存储方面，由于智能化水平的提高，人类的生活节奏不断加快，物质不断的丰富，急需智能化程度较高的智能存储设备帮助人类对日常生活工作的物品进行智能化的管理存储。
目前，智能存储方面公开的存储装置中，如专利号为CN201710423306.1的发明公开了用于医疗物资的智能存储柜，主要通过控制系统及柜体内移动装置实现医疗物品不同高度物品的存放；专利号为CN201710384469.3的发明公开了一种抽屉式的智能存储柜，从存储化学物品的安全性，存储的多样性进行了设计；专利号为CN201610357285.3的发明公开了一种智能存储柜，可对标记物品进行识别，并有电子锁提高存储的安全性；专利号为CN201610947760.2的发明公开了一种智能储物柜及其储物方法，此储物柜在抽屉中放有物品识别装置，抽屉上有液晶显示装置。
综上所述，智能储物柜发展迅速，但目前储物柜依然存在储物柜无法自动分类，位置固定，人机交互不理想，重要物品无法备份等问题，因此，为提高人类生活水品，智能存储方面还有待完善。
发明内容
本发明提供一种行走型智能储物柜，主要用于解决日常生活工作中物品的分类、存放、智能识别等问题。该行走型智能储物柜通过多功能智能系统和行走智能储物机器人协同作用实现物品分类存储、人机交互、物品识别、语音提醒、智能导航等功能。
针对以上问题，本发明提供了一种行走型智能储物柜，所述行走型智能储物柜包括多功能智能控制系统和行走存储机器人：所述多功能智能系统包括无线网络系统、物品特征识别扫描模块、信息提醒模块、自动分类模块、用户身份识别模块、自动避障模块、空间地图测绘导航模块、服务器和中央控制器；所述行走存储机器人，包括柜体、行走系统和自动存储系统。所述多功能智能系统中的各模块及所述行走存储机器人由所述信号中央处理控制器进行统一调配，所述服务器实现对各模块信息的处理和存储功能，所述多功能智能系统对外通过WLAN接入家庭路由器，或直接通过远程无线通信协议与外部网络相连。
所述中央控制器固定安装于行走存储机器人中，主要对多功能智能控制系统中的识别出的信号进行处理，之后发布命令控制行走存储机器人进行动作。
优选的，所述无线网络系统，使用无线网桥实现点对点的连接，实现局域网中各设备、模块的通信，并起到网络路由选择和ZigBee协议的转换作用。
所述物品特征识别扫描模块包括摄像装置、扫描装置。所述摄像装置通过无线网络系统与服务器进行连接，实现物品的图像处理存储功能。所述扫描装置通过无线网络系统与服务器连接，达到扫描物品并进行数据分析存储的目的。
所述信息提醒模块，主要包括语音提示器。所述语音提示器通过无线网络系统与服务器连接，通过与所述物品特征识别扫描模块协同作用，实现语音提示功能。
所述自动分类模块，包括自动分类处理单元，自动分类处理单元通过无线网络系统与服务器连接，通过与所述物品特征识别扫描模块协同作用，实现物品的自动分类功能。
所述用户身份识别模块，包括声音识别系统、指纹识别系统、面部识别系统、掌纹识别系统、虹膜识别系统、设备密码识别系统，以上所述个系统均通过无线网络系统与服务器建立连接，以实现相应的身份信息识别功能。
优选的，所述声音识别系统，包括语音接收装置、语音识别处理器。语音识别处理器中含有DSP芯片，通过音频输入接口与语音接收装置通过语音线路相连接；语音识别处理器通过无线网络与服务器连接，服务器与所述行走存储机器人通过无线网络系统互联，实现机器人语音命令执行功能。
所述自动避障模块，包括超声波测距系统、空间方位识别控制系统，超声波测距系统和空间方位识别系统均通过无线网络系统与服务器连接，超声波测距系统和空间方位识别系统协同作用辅助行走存储机器人自动避障。
所述空间地图测绘导航模块，包括图像捕获系统、图像处理系统、GPS定位系统。图像捕获系统和GPS定位系统通过无线网络与服务器相连，图像处理系统通过服务器安装算法软件实现，所述空间地图测绘导航模块与所述自动避障模块系统协同作用，完成空间地图测绘和行走存取机器人路径导航功能。
所述行走存储机器人，包括柜体、行走系统，自动存储系统。其特征在于，行走系统由齿轮伺服齿轮电机、球形辅助轮、驱动轮组成。两个球形辅助嵌入柜体底部，实现行走智能柜体行进中前进方向的支撑作用，同时球形辅助轮转动辅助行走。两个驱动轮分别与一个齿轮伺服电机通过电机伸出轴过盈连接，使驱动轮固定在电机伸出轴上，齿轮伺服电机可正反转通过螺栓固定在柜体下部，两个驱动轮联合运动实现行走智能柜体的旋转地、前进地和后退地行走运动。
所述自动存储系统由外支撑杆、八面柱体中心支柱、导轨固定竖板、导轨支撑横板、导轨、指纹识别器、LED提示灯、电子压力弹射器组成。外支撑杆通过螺栓固定在柜体四周，八面柱体中心支柱通过螺栓固定在柜体中央。导轨固定竖板通过螺栓固定在八面柱体中心支柱上，导轨支撑横板通过螺栓固定在外支撑杆，并且导轨固定竖板上表面要低于导轨支撑横板上表面，导轨一端通过螺栓固定在导轨固定竖板侧面上，导轨另一端通过螺栓固定在导轨支撑横板上表面，保证导轨水平。抽屉安装在导轨上保证抽屉往复滑动顺畅。电子压力弹射器位于抽屉正后方，通过螺栓固定在八面柱体中心支柱的一面上，并通过数据线与中央控制器相连，用以弹射抽屉。指纹识别器安装于抽屉前方，通过数据线与中央控制器相连，用户指纹信息通过数据线传至中央控制器，中央控制器发出控制信号，控制电子压力弹射器触发行为。LED提示灯安装于抽屉前方，通过中央控制器控制LED提示灯的明暗，提示用户按压目标抽屉，协助储物柜进行分类存取物品。
本发明与现有技术相比，具体以下有益效果：
1、所述物品特征识别扫描模块，可进行文件、证件、照片、钥匙等的拍照和扫描。对于文件、证件、照片等具有文字图像信息的物品，该模块可提取识别相应的文字图像信息。对特定的文字，如文件下发部门或上报部门，文件题目及关键词，下发、发布或上报时间文件签发人等关键信息识别存储，检测照片日期信息、照片人物面部特征等照片相关信息进行识别存储；对三维模型如钥匙，可测绘钥匙的几何尺寸信息，并建立三维模型，同时对该信息进行存储。
2、所述信息提醒模块，对物品特征识别扫描模块识别来重要物件的有效期信息、用户设定的日程等进行到期提醒。
3、所述自动分类模块，对物品特征识别扫描模块识别的物件的，根据其特征及用户要求进行物品分类之后，服务器发出指令，所述行走存储机器人打开相应的存储单元以便用户进行存取分类物品。
4、所述用户身份识别模块，用户身份识别模块可实现用户声音内容的识别，命令行走存储机器人作出相应的动作。
附图说明
图1是行走存储机器人的结构示意图；
图2是行走存储机器人俯视结构示意图；
图3是弹射抽屉结构B的局部放大图；
图4是行走存储机器人行走部分底部结构示意图；
图5是行走型智能储物柜系统与存储机器人协同架构示意图；
图6是工作过程示意图。
在上述附图中，1-球形辅助轮，2-驱动轮，3-外支撑杆，4-八面柱体中心支柱，5-导轨固定竖板，6-导轨支撑横板，7-导轨，8-抽屉，9-指纹识别器，10-LED提示灯，11-柜体，12-电子压力弹射器，13-中央控制器，14-物品特征识别扫描模块，15-信息提醒模块，16-自动分类模块，17-用户身份识别模块，18-自动避障模块，19-空间地图测绘导航模块，20-无线网络系统，21-服务器，22-行走存储机器人。
具体实施方式
实施例
为了更好的理解本发明所提供的技术方案，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明的实施，但并不用于限定本发明。以优选的实施方案为例，如图1所示，本发明提供了一种行走型智能储物柜，包括多功能智能控制系统和行走存储机器人。
所述多功能智能控制系统，包括无线网络系统20、物品特征识别扫描模块14、信息提醒模块15、自动分类模块16、用户身份识别模块17、自动避障模块18、空间地图测绘导航模块19、服务器21和中央控制器13。
所述无线网络系统20，使用无线网桥实现点对点的连接，实现局域网中各设备、模块的通信，并起到网络路由选择和ZigBee协议的转换作用。
所述中央控制器13固定安装于行走存储机器人22中，主要对多功能智能控制系统中的识别出的信号进行处理，之后发布命令控制行走存储机器人22进行动作。
所述物品特征识别扫描模块14，包括摄像装置、扫描装置。所述摄像装置通过无线网络系统20与服务器21进行连接，实现物品的图像处理存储功能。所述扫描装置通过无线网络系统20与服务器21连接，达到扫描物品并进行数据分析存储的目的。
所述信息提醒模块15，主要包括语音提示器。所述语音提示器通过无线网络系统20与服务器21连接，通过与所述物品特征识别扫描模块协同作用，实现语音提示功能。
所述自动分类模块16，包括自动分类处理单元，自动分类处理单元通过无线网络系统20与服务器21连接，通过与所述物品特征识别扫描模块协同作用，实现物品的自动分类功能。
所述用户身份识别模块17，包括声音识别系统、指纹识别系统、面部识别系统、掌纹识别系统、虹膜识别系统、设备密码识别系统，以上所述各系统均通过无线网络系统20与服务器21建立连接，以实现相应的身份信息识别功能。
所述声音识别系统，包括语音接收装置、语音识别处理器。语音识别处理器中含有DSP芯片，通过音频输入接口与语音接收装置通过语音线路相连接；语音识别处理器通过无线网络与服务器21连接，服务器21与所述行走存储机器人22通过无线网络系统20互联，实现机器人语音命令执行功能。
所述自动避障模块18，包括超声波测距系统、空间方位识别控制系统，超声波测距系统和空间方位识别系统均通过无线网络系统20与服务器21连接，超声波测距系统和空间方位识别系统协同作用辅助行走存储机器人22自动避障。
所述空间地图测绘导航模块19，包括图像捕获系统、图像处理系统、GPS定位系统。图像捕获系统和GPS定位系统通过无线网络系统与服务器21相连，图像处理系统通过服务器21安装算法软件实现，所述空间地图测绘导航模块与所述自动避障模块系统协同作用，完成空间地图测绘和行走存取机器人路径导航功能。
如图2、图3、图4、图5所示，行走存储机器人22，包括柜体11、行走系统和自动存储系统，所述行走系统由齿轮伺服齿轮电机、球形辅助轮1和驱动轮2组成。两个球形辅助轮1嵌入柜体11底部，实现行走智能柜体行进中前进方向的支撑作用，同时球形辅助轮1转动辅助行走。两个驱动轮2各与一个齿轮伺服齿轮电机通过轴联接，齿轮伺服电机可反转通过螺栓固定在柜体下部，两个驱动轮2联合运动实现行走智能柜体的旋转地、前进地和后退地行走运动。
所述自动存储系统由外支撑杆3、八面柱体中心支柱4、导轨固定竖板5、导轨支撑横板6、导轨7、指纹识别器9、LED提示灯10、电子压力弹射器12组成。外支撑杆3通过螺栓固定在柜体11的四周，八面柱体中心支柱4通过螺栓固定在柜体11的中央。导轨固定竖板5通过螺栓固定在八面柱体中心支柱4上，导轨支撑横板6通过螺栓固定在外支撑杆3，并且导轨7固定竖板5上表面要低于导轨支撑横板6上表面，导轨7一端通过螺栓固定在导轨固定竖板5侧面上，导轨7另一端通过螺栓固定在导轨支撑横板6上表面，保证导轨7水平。抽屉8安装在导轨7上保证其往复滑动顺畅。电子压力弹射器12位于抽屉8正后方，通过螺栓固定在八面柱体中心支柱4的一面上，并通过数据线与中央控制器13相连，用以弹射抽屉8。指纹识别器9安装于抽屉8前方，通过数据线与中央控制器13相连，用户指纹信息通过数据线传至中央控制器13，中央控制器13发出控制信号，控制电子压力弹射器12触发行为。LED提示灯10安装于抽屉8前方，通过中央控制器13控制LED提示灯10的明暗，提示用户按压目标抽屉8，协助储物柜进行分类存取物品。
工作过程
1、行走存储机器人22的存储
行走存储机器人22接收来自多功能智能系统的命令后，到达目标点。驱动通过驱动轮2正反转实现多方位行走，由球形辅助轮1辅助支撑平衡；目标存储物品时，行走存储机器人22通过LED灯10对目标进行提示，目标根据LED灯10的显示情况决定打开的柜子，即找寻自己所需物品，目标通过按压抽屉8前的指纹识别器9，实现用户的识别，同时对抽屉8产生压力，触动电子压力弹射器12将抽屉8弹出，如果非用户本人，则电子压力弹射器12在中央控制器13的作用下，无反应，即抽屉8无法打开。
2、多功能智能系统与行走存储机器人22协同作用
如图5所示，首先，行走存储机器人22在多功能智能系统的控制下，通过自动避障模块、空间地图测绘导航模块，对房间进行整体的测绘，形成房间结构图，并且也可以读入房间结构图。
多功能智能系统与行走存储机器人22通过无线网络系统20连接，目标发出指令，指令形式如声音，声音通过用户身份识别模块进行识别，将指令发送给行走存储机器人22，行走存储机器人22接受命令后，通过空间地图测绘导航模块19协助，规划路径前往目标，路途中通过自动避障模块18、空间地图测绘导航模块19避开障碍物，同时自动重新规划路径直至达到目标，目标对行走存储机器人22进行操作，实现存储物品。在此过程中，目标可以通过物品特征识别扫描模块14进行物品的识别，这时自动分类模块16自动对所存物品进行分类，目标可根据提示打开相应的行走存储机器人22的储蓄柜进行存储。
对于文件类物品，通过多功能智能系统的物品特征识别扫描模块14、信息提醒模块15、服务器21联合作用，做到文件到期提醒、文件扫描存储、钥匙等三维几何模型信息存储等。例如对特定的文件，如文件下发部门或上报部门，文件题目及关键词，下发、发布或上报时间文件签发人等关键信息识别存储，检测照片日期信息、照片人物面部特征等照片相关信息进行识别存储；对三维模型如钥匙，可测绘钥匙的几何尺寸信息，并建立三维模型，同时对该信息进行存储。

Claims (11)

1.一种行走型智能储物柜，包括多功能智能控制系统和行走存储机器人(22)，其特征在于：所述多功能智能系统包括无线网络系统(20)、物品特征识别扫描模块(14)、信息提醒模块(15)、自动分类模块(16)、用户身份识别模块(17)、自动避障模块(18)、空间地图测绘导航模块(19)、服务器(21)和中央控制器(13)；所述行走存储机器人(22)包括柜体(11)、行走系统和自动存储系统；所述多功能智能系统中的各模块及所述行走存储机器人(22)由所述信号中央处理控制器进行统一调配，所述服务器(21)实现对各模块信息的处理和存储功能，所述多功能智能系统对外通过WLAN接入家庭路由器，或直接通过远程无线通信协议与外部网络相连。所述中央控制器(13)固定安装于行走存储机器人(22)中，主要对多功能智能控制系统中的识别出的信号进行处理，之后发布命令控制行走存储机器人(22)进行动作。
2.根据权利要求1所述的行走型智能储物柜，其特征在于，所述无线网络系统(20)，使用无线网桥实现点对点的连接，实现局域网中各设备、模块的通信，并起到网络路由选择和ZigBee协议的转换作用。
3.根据权利要求1或2所述的行走型智能储物柜，其特征在于，所述物品特征识别扫描模块(14)包括摄像装置、扫描装置，所述摄像装置通过无线网络系统(20)与服务器(21)进行连接，实现物品的图像处理存储功能；所述扫描装置通过无线网络系统(20)与服务器(21)连接，达到扫描物品并进行数据分析存储的目的。
4.根据权利要求1或2所述的行走型智能储物柜，其特征在于，所述信息提醒模块(15)包括语音提示器，所述语音提示器通过无线网络系统(20)与服务器(21)连接，通过与所述物品特征识别扫描模块(14)协同作用，实现语音提示功能。
5.根据权利要求1或2所述的行走型智能储物柜，其特征在于，所述自动分类模块(16)包括自动分类处理单元，自动分类处理单元通过无线网络系统(20)与服务器(21)连接，通过与所述物品特征识别扫描模块(14)协同作用，实现物品的自动分类功能。
6.根据权利要求1或2所述的行走型智能储物柜，其特征在于，所述用户身份识别模块(17)包括声音识别系统、指纹识别系统、面部识别系统、掌纹识别系统、虹膜识别系统、设备密码识别系统，以上所述各系统均通过无线网络系统(20)与服务器(21)相连接，以实现相应的身份信息识别功能。
7.根据权利要求6所述的行走型智能储物柜，其特征在于，所述声音识别系统包括语音接收装置、语音识别处理器，语音识别处理器中含有DSP芯片，通过音频输入接口与语音接收装置通过语音线路相连接；语音识别处理器通过无线网络与服务器(21)连接，服务器(21)与所述行走存储机器人(22)通过无线网络系统(20)互联，实现机器人语音命令执行功能。
8.根据权利要求1或2所述的行走型智能储物柜，其特征在于，所述自动避障模块(18)包括超声波测距系统、空间方位识别控制系统，超声波测距系统和空间方位识别系统均通过无线网络系统(20)与服务器(21)连接，超声波测距系统和空间方位识别系统协同作用辅助行走存储机器人(22)自动避障。
9.根据权利要求1或2所述的行走型智能储物柜，其特征在于，所述空间地图测绘导航模块(19)包括图像捕获系统、图像处理系统和GPS定位系统，图像捕获系统和GPS定位系统通过无线网络与服务器(21)相连，图像处理系统通过服务器(21)安装算法软件实现，所述空间地图测绘导航模块(19)与所述自动避障模块(18)系统协同作用，完成空间地图测绘和行走存取机器人路径导航功能。
10.根据权利要求1或2所述的行走型智能储物柜，其特征在于：两个球形辅助轮(1)嵌入柜体底部的前后部位，实现所述柜体(11)的支撑作用，同时球形辅助轮(1)转动辅助行走，两个驱动轮(2)分别与一个齿轮伺服电机通过电机伸出轴过盈连接，可正反转的齿轮伺服电机通过螺栓固定在柜体底部，两个驱动轮(2)联合运动实现行走智能柜体的旋转地、前进地和后退地行走运动。
11.根据权利要求10所述的行走型智能储物柜，其特征在于：外支撑杆(3)通过螺栓固定在柜体四周，八面柱体中心支柱(4)通过螺栓固定在柜体(11)的中央，导轨固定竖板(5)通过螺栓固定在八面柱体中心支柱(4)上，导轨支撑横板(6)通过螺栓固定在外支撑杆(3)，所述导轨固定竖板(5)上表面要低于导轨支撑横板(6)上表面，导轨(7)一端通过螺栓固定导轨固定竖板(5)侧面上，导轨(7)另一端通过螺栓固定在导轨支撑横板(6)上表面，保证导轨(7)水平，抽屉(8)安装在导轨(7)上；电子压力弹射器(12)位于抽屉(8)正后方，通过螺栓固定在八面柱体中心支柱(4)的一面上，并通过数据线与中央控制器(13)相连，用以弹射抽屉(8)；指纹识别器(9)安装于抽屉(8)前方，通过数据线与中央控制器(13)相连，用户指纹信息通过数据线传至中央控制器(13)，中央控制器(13)发出控制信号，控制电子压力弹射器(12)触发行为；LED提示灯(10)安装于抽屉(8)前方，通过中央控制器(13)控制LED提示灯(10)的明暗，提示用户按压目标抽屉(8)，协助储物柜进行分类存取物品。
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