CN110002158A - 一种自动货柜及其发货方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动货柜，包括货柜本体，其内部具有控制组件，柜体内设置有至少一层储存架，其上设置有若干个用以存储物品的存储格，存储格内设置有将物品从存储格内推出的推送机构，传送组件，其设置于存储架的一侧，传送组件包含倾斜配置的第一传输板、出货仓，出货仓的顶部设有开口部，第一传输板连接出货仓，其用以承接选定的物品并将其导引至所述开口部所述物品滑入出货仓，该货柜配置有识别模块，其电性连接控制组件，用以识别待取货的移动机器人是否正确到达预定位置。通过该方法，用户指定的存储在自动货柜中的物品通过传送组件传输至移动机器人，通过移动机器人将拿取物品送往目的地，这样该自动货柜可应用于无人取货的场合。

Description

一种自动货柜及其发货方法

技术领域

本发明涉及货柜技术领域，尤其涉及一种自动货柜及其发货方法。

背景技术

目前，随着自动货柜技术的日渐发展和成熟，自动货柜的应用越来越广，布放越来越多，在地铁站、商场、办公楼内随处可见，并形成了巨大的商机。相应地，对于自动货柜的研究也不断扩展，自动货柜的种类也不尽相同。

目前市面上的自动货柜都是针对个人操作使用的，人们在现场选择物品、然后付款，相应的物品从货架上取出，经过传输组件传输至取货口(也称出货口)。目前传输组件的结构复杂，导致货柜成本高，不利于货柜的推广普及。另外，该货柜的取货大都借助人工取货，货柜设置位置较远时用户体验低。

发明内容

为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种自动售货售备，通过对货柜内部的出货机构进行改造，使得自动货柜结构简单，降低控制的复杂度。另外，该自动货柜还可识别移动机器人，这样该自动货柜可应用于无人取货的场合。

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种自动货柜，其特征在于：包括货柜本体，其内部具有控制组件，所述柜体内设置有至少一层储存架，其上设置有若干个用以存储物品的存储格，所述存储格内设置有将物品从存储格内推出的推送机构，传送组件，其设置于所述存储架的一侧，所述传送组件包含倾斜配置的第一传输板、出货仓，所述出货仓的顶部设有开口部，所述第一传输板连接所述出货仓，其用以承接所述物品并将其导引至所述开口部所述物品滑入出货仓，所述货柜配置有识别模块，其电性连接控制组件，用以识别待取货的移动机器人是否正确到达预定位置。

优选的，该第一传输板与水平面的夹角介于15°～70°。较佳的，该夹角介于25°～50°。

优选的，该自动货柜还包含第二传输板，其与所述第一传输板相向的连接至开口部，且所述第二传输板与水平面的夹角介于15°～70°，所述第一传输板与第二传输板的水平高度略低于配置于储存架的高度，用以承接其上的经由推送机构推出的物品并将其导引至出货仓。

优选的，该第一传输板与第二传输板沿出货仓的中线对称配置，还包含一侧板，其与所述第一传输板及所述第二传输板垂直的固定连接。

优选的，该自动货柜，还包含人机界面，其电性连接至控制组件，所述传送组件与所述储存架并排的配置，所述传送组件的第一传输板部分伸入出货仓内。

优选的，该货柜配置有标识模块，其包含信标组件或识别模块，所述信标组件与待取货的移动机器人匹配使其到达预定位置；所述识别模块，其电性连接控制组件，用以识别待取货的移动机器人是否到达正确到达预定位置

优选的，该信标组件包含发射器、视觉标志。其与移动机器人的识别模块配合，移动机器人到达预定位置时，识别出该信标组件，向服务器或发出待取货的指令。

优选的，该自动货柜还包含人机界面，其电性连接至控制组件，所述传送组件与所述储存架并排的配置，所述传送组件的第一传输板部分伸入出货仓内。

优选的，该自动货柜，还包含展示窗，其覆盖货柜本体。

优选的，该自动货柜，还包含有柜门，其覆盖所述货柜本体，所述柜门配置有拿取物品的出货口，所述出货口对着出货仓；所述出货仓区域配置有识别模块，用以识别待取货的移动机器人是否正确到达预定位置。

优选的，该出货仓的底部侧配置有传感器，其电性连接所述控制组件，所述传感器包含霍尔传感器、超声波传感器、红外对射光栅传感器，红外激光测距传感器，电容触摸传感器中的一种或其组合，用以检测出货仓中是否有待拿取的物品。

优选的，该推送机构包含螺旋状的弹簧其一端连接马达的输出部，所述马达驱动带动弹簧旋转将物品推出，所述弹簧的轴向长度小于存储格的长度，所述存储格的底部配置有隔板，其上设有大致与弹簧的轴线平行的槽，或所述推送机构包含传送带结构，其上预防置物品，所述传送带结构移动带动物品移动以将预定的物品传输至出货仓。

本发明实施例还提供一种自动货柜的发货方法，其特征在于：包含上述的自动货柜，该发货方法包含，

S1，移动机器人移动至预设的取货位置，

S2，移动机器人的收纳腔打开，

S3，基于指令货柜的控制组件将预定的物品传输至收纳腔，

S4，移动机器人关闭取好物品的收纳腔，将拿取的物品传输至目的地。

优选的，该方法的S2之前还包含，货柜的识别装置识别出移动机器人到达预定位置，打开盖板的指令，识别出移动机器人离开预定位置时，关闭盖板。通过该方法，用户预定物品时，其指定的存储在自动货柜中的物品通过自动货柜的传送组件传输至移动机器人，通过移动机器人将拿取物品送往目的地，这样该自动货柜可应用于无人取货的场合。

有益效果

相对与现有的货柜本申请的货柜，其结构简单，控制复杂度低。其与远端服务器连接进行信息交互，其搭载的识别模块可识别预设匹配的移动机器人，这样该自动货柜可应用于无人取货的场合，用户预定物品时，其内预存的存储物品通过传送组件被传输至移动机器人，移动机器人将拿取的物品送往目的地，提供用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例的自动货柜的主视示意图；

图2为本发明实施例的自动货柜的剖视示意图；

图3a,3b为本发明实施例的用以取货的移动机器人的立体示意图；

图4，图5为本发明实施例的自动货柜的取货的方法示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以如具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例

本申请实施方式提出的自动货柜，包括货柜本体，其内部具有控制组件，其电性连接至人机界面，货柜本体内设置有复数层搁置物品的储存架，该储存架上设置有若干个放置物品的存储格，存储格内分别设置有将物品从存储格内推出的推送机构，该推送机构连接至马达及设置于所述存储架一侧用以将该推送机构推出的物品传输至传送组件，该传送组件，包含倾斜配置的第一传输板、出货仓，出货仓的顶部设有开口部，第一传输板连接出货仓，取货时，其用以承接物品并将其导引至开口部进而该物品滑入出货仓。本实施方式中，第一传输板106a与水平面的夹角介于15°～70°(优选的25°～50°)，角度太大货柜降低货柜的利用效率(储存架的配置数量受到限制)，角度太小选定的货物不易可靠的被传输至出货仓。较佳的第一传输板与水平面的夹角30°，45°，60°。

接下来请参考图1，图2来详细描述本申请实施方式的一种自动货柜，自动货柜100，包括货柜本体101，其内部具有控制组件(图未示)，电性连接至人机界面112，柜本体101内设置有复数个搁置物品的储存架102，该储存架上设置有若干个放置物品的存储格103，存储格103内分别设置有将物品从存储格内推出的推送机构104，该推送机构连接至马达(图未示)，及设置于所述存储架一侧用以将所述推送机构推出的物品传输至出货口的传送组件，该传送组件，包含倾斜配置的第一传输板106a、第二传输板106b、出货仓107，出货仓的顶部设有开口部，第一传输板106a连接出货仓107，第二传输板106b连接出货仓107，取货时，其用以承接物品并将其导引至开口部进而该物品滑入出货仓107。

本实施方式中，第二传输板与第一传输板相向的连接至出货仓的开口部，第二传输板与水平面的夹角介于15°～70°(优选的25°～50°)。较佳的，第一传输板与第二传输板的水平高度略低于配置于储存架的高度，用以承接其上的经由推送机构推出的物品并将其导引至出货仓。本实施方式中，货柜本体中还配置有传感器109，用以检测是否有物品落下，较佳的，该传感器109配置在最下层储存架的侧端侧，或配置在水平方向上的第一传输板或第二传输上略低于最下层储存架处，用以检测选定的物品是否有落下。出货仓的底部侧配置有传感器110，其检测出货仓是否有待拿取物品(或物品为拿取成功还才出货仓中)，传感器可为红外对射光栅传感器。出货仓107的下部配置有识别模块108，用以识别移动机器人是否正确到达预定位置。出货仓107内配置传感器111，用以检测待取物的收纳腔是否伸入正确位置或收纳腔已移出该出货仓。

本实施方式中，推送机构分别配置存储格，其包含螺旋状的弹簧其一端连接马达的输出部，经由马达驱动带动弹簧旋转，进而推动物品移出借助重力的作用落入第一传输板，物品在倾斜的第一/第二传输板上滑动，滑入出货仓。较佳的，该弹簧的轴向长度小于(或略小于)存储格的长度。在一实施方式中，存储格的底部配置有隔板(参见图1，105)，其上设有大致与弹簧的轴线平行的槽，这样小物品(如，细长状，条状)插入弹簧的夹缝及隔板的槽，小物品不易倾倒，推送机构推出时容易将物品从存储格中推出。较佳的，在一实施方式中，隔板的槽的宽度可调，这样适应不同的物品。在一实施方式中，推送机构配置成传送带状结构/履带状结构，其上存放物品，成传送带移动带动物品移动进而将其推送至出货仓。

在一实施方式中，第一传输板与第二传输板沿出货仓的中线对称配置。较佳的，还包含一侧板，其与第一传输板及第二传输板垂直的固定连接。该侧板大致与货柜的水平面垂直，该侧板用以加强第一传输板、第二传输板的强度。

在一实施方式中，第一传输板、第二传输板部分伸入出货仓内，且第一传输板与第二传输板沿出货仓的中线对称配置，其侧端分别连接侧板，该侧板用以加强第一传输板、第二传输板的强度。

在一实施方式中，第一传输板或第一传输板与第二传输板的水平高度略低于配置于储存架的高度，这样推送机构推出的物品很容易的被推至该第一传输板或第二传输板，由于该第一传输板或与第二传输板倾斜的设置，落入其上的物品受重力的作用滑动被引导至出货仓。该出货仓呈四方体状，其配置成顶部开口的口子状或者喇叭状，其用以拿取物品侧未配置遮挡板，这样便于探入拿取物品。较佳的，第一传输板的一端连接大致与水平面垂直的第一挡板，第二传输板的一端连接大致与水平面垂直的第二挡板。较佳的，第一传输板的一端或第二传输板的一端稍伸入出货仓内。该出货仓呈四方体状，其底部配置成开口状，这样经第一传输板或第二传输板传输的(选定的)物品经过该出货仓落入拿取装置(如，移动机器人)的收纳腔内。

在一实施方式中，货柜内的传送组件配置在货柜本体的中部位置且与储存架并排的配置。较佳的，传送组件配置在储存架的前侧，这样从储存架的存储格中推出的物品被送入传送组件，进而拿取物品。

在一实施方式中，货柜还包含有柜门，其覆盖该货柜本体，柜门配置有拿取物品的出货口(参见图1中的112)，该出货口对着出货仓(参见图1中的107)，其上配置有活动连接的盖板用以覆盖出货仓。较佳的，该盖板连接驱动装置其电性连接控制控制组件，基于控制组件的指令控制驱动装置进而打开/关闭出货口。在其他的实施方式中，出货上可没有盖板，这样移动机器人到时预设位置时，其搭载的识别模块与机器人匹配的模块建立连接关系时则认为机器人到达预设位置，其可伸缩的收纳腔的伸入出货仓，出货仓识别到收纳腔正确伸入时，将等待取物品的信号发送至控制组件或服务器，控制组件响应该取物品的信号控制对应的推送机构，推送机构将物品推入传送组件进而物品落入收纳腔。

如图3a所示，为本申请一实施方式的移动机器人到达货柜处进行取货的结构示意，移动机器人200，其包含(可伸缩)收纳腔202，移动机器人200到达货柜100处时，只有其搭载对位识别模块201与货柜的识别模块108建立，及移动机器人200到达货柜的预设位置，收纳腔202打开进入货柜的出货仓107，拿取预定的物品。

如图3b所示，为本申请另一实施方式的移动机器人到达货柜处进行取货的结构示意，移动机器人300的顶部包含挡板301，该挡板301通过连接装置连接至本体302，本体302内包含收纳腔(图未示)，取货时打开该挡板301，移动机器人到达货柜400的预设位置时(这时移动机器人搭载的对位识别模块与货柜的识别模块408建立连接)，收纳腔对着货柜的出货仓，物品被推入收纳腔内，取好物品后，移动机器人离开货柜，关闭挡板301，将物品传输至目的地。该实施方式中，经第一传输板和/或第二传输板传输的(选定的)物品导引至出货仓口落入待拿取装置(如，移动机器人)的收纳腔内。

在一实施方式中，出货仓的底部侧配置传感器，其电性连接控制组件，该传感器包含红外对射光栅传感器，用以检测出货仓中是否有待拿取的物品。在其它的实施方式中，该传感器包含超声波传感器。若检出物品未正确拿取时发出提示(向其连接的服务器或货柜搭载的提示装置如，蜂鸣器，语音喇叭进行提示)。在其它的实施方式中，传感器配置于出货仓的顶部，传送组件侧，或货柜的其它位置只要能识别移动机器人到达预设位置即可。

在一实施方式中，出货仓的下部侧配置识别装置，其用以识别移动机器人是否到达预定的位置。较佳的，该识别装置为红外传感器，移动机器人上配置有匹配的红外传感器，该识别装置检测出移动机器人到达预定的位置向货柜发出信号，控制组件接收并响应该信号打开货柜的出货口，移动机器人识别出出货口打开后，控制其上的可伸缩收纳腔的伸入出货仓，出货仓内的位置传感器判断出收纳腔正确伸入预定位置后向货柜或其连接的服务器发出准备接收物品的信号，控制组件基于预设的指令控制对应的推送机构，推送机构将预定数量的物品推出，使其滑入传送组件的第一传输板或第二传输板，物品滑入出货仓内的收纳腔内，移动机器人检测出收纳腔内放入物品后，收回收纳腔。进而移动机器人基于设定的指令进行送货。本实施方式中，货柜的出货仓内的检测模块检测出收纳腔已被回收时，向其连接控制组件发出关门信号，控制组件接收并响应该关闭信号，关闭货柜的出货口。移动机器人配置有检测模块，用以检测出货口的盖板是否被打开。较佳的，该检测模块包含测距功能传感器，如超声波传感器、红外传感器、激光传感器，或CCD图形识别传感器光栅传感器，超声波传感器，CCD图形识别传感器。

本申请实施方式还提出一种移动机器人，其用于从货柜中拿取物品并将该物品送至预定的地点。该机器人，其搭载至少一个用以拿取物品的可伸缩的收纳腔(请参照图3)。较佳的，机器人搭载检测模块，用以检测物品是否放入收纳腔。在一实施方式中，机器人搭载的检测模块还用以检测出货口的盖板是否打开。检测模块包含超声波传感器，CCD图像识别模块，光栅尺传感器。

接下来，结合图4,5来描述上述实施方式的货柜的发货(取货)方法，也即利用移动机器人从货柜中拿取物品的方法，

如图4所示，为一种利用移动机器人从货柜中拿取物品的方法，该方法包含，S1，移动机器人移动至预设的取货位置，

S2，移动机器人的收纳腔伸入出货仓，

S3，基于指令货柜的控制组件将预定的物品传输至收纳腔，

S4，移动机器人收回取好物品的收纳腔。这样移动机器人基于指令将拿取的物品传输至目的地。本实施方式中，取货时，基于指令移动机器人移动至预设的取货位置，其搭载的收纳腔伸入出货仓，配置于出货仓内的位置传感器判断出收纳腔正确伸入预定位置后向货柜或其连接的服务器发出准备接收物品的信号，控制组件基于预设的指令(发货信号)控制对应的推送机构，推送机构将预定数量的物品推出，使其滑入传送组件的第一传输板或第二传输板，物品滑入出货仓内的收纳腔内，移动机器人检测出收纳腔内放入物品后，收回收纳腔。移动机器人取货完后，将物品传输至目的地。收纳腔也称为收纳盒。

如图5所示，为一种利用移动机器人从货柜中拿取物品的方法，该方法与图4实施方式的区别在于，货柜的出货口上覆盖有盖板，取货时，基于指令移动机器人移动至预设的取货位置，货柜的识别装置识别出移动机器人到达预定位置，向其连接的服务器发出移动机器人到达预定的位置的信号，服务器接收并响应该信号向控制组件发出打开盖板的指令，控制组件接收并响应该打开盖板的指令，控制打开盖板，移动机器人的检测模块检测出盖板打开后，控制其搭载的收纳腔伸入货柜的出货仓，配置于货柜出货仓内的位置传感器判断出收纳腔正确伸入预定位置后向货柜或其连接的服务器发出准备接收物品的信号，控制组件基于预设的指令(基于订单信号生成的指令)将物品传输至收纳腔，移动机器人检测出收纳腔内放入物品后，收回收纳腔，离开货柜并将取出的物品传输至目的地。货柜识别移动机器人离开位置时，基于控制组件的控制关闭盖板。本实施方法中，移动机器人配置有检测模块，用以检测出货口的盖板是否被打开。较佳的，该检测模块包含光栅传感器，超声波传感器，CCD图形识别传感器。

在其他的实施方法中，货柜的识别装置识别出移动机器人到达预定位置，向控制组件发出打开盖板的信号，控制组件接收并相应该信号进而打开盖板。

上述实施方式的货柜，其具有货柜本体，其具有控制组件，该控制组件电性连接至人机界面。货柜通过有线或无线的方式连接远端服务器，进行信息交互。货柜的控制组件基于服务器的指令或预定的控制程序动作，进行分发物品等。

在货柜本体的设计中，其内部具有至少一层搁置物品的储存架，该储存架上设置有若干个放置物品的存储格，存储格内分别设置有将物品从存储格内推出的推送机构，该推送机构配置于储存架的前侧，这样从存储格被推出的物品传输至传送组件。

在传送组件的设计中，其包含倾斜配置的第一传输板或第一传输板与第二传输板、出货仓，出货仓的顶部设有开口部，第一传输板连接出货仓，取货时，其用以承接物品并将其导引至开口部进而该物品滑入出货仓。第一传输板，第二传输板分别与水平面的夹角介于15°～70°，进一步的该的夹角25°～50°。较佳的第一传输板，第二传输板与水平面的夹角为，20°，25°，30°，45°，60°，70°.

在传出货仓的设计中，其包含检测模块，用以检测出货仓中移动机器人的收纳腔(也称收纳盒)是否进入或取出。

在移动机器人的设计中，其包含复数个用以取物品的收纳腔(也称收纳盒)，其到底货柜预设的位置时，收纳腔伸入出货仓取货，取货完成后回收收纳腔，接下来移动机器人将物品传输至目的地。

在移动机器人的设计中，其包含检测模块，用以检测物品是否放入其搭载的收纳腔。较佳的，该检测模块检测出货口的状态(即盖板打开或关闭)。

在移动机器人的设计中，其收纳腔可设计成可伸缩的，其基于行程开关判断收纳腔是否伸到正确的位置或回收至正确的位置。或收纳腔配置在机器本体的顶部，其上覆盖挡板，该挡板通过连接装置连接至本体。

在移动机器人的设计中，其包含识别模块(也称对位识别模块)，用以识别配置于货柜的信标组件，基于预设的操作识别出出该信标组件，向服务器或发出待取货的指令，货柜响应该指令进而发货。该信标组件包含发射器、视觉标志(如，二维码，标志点，等)。

在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡如本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动货柜，其特征在于：包括货柜本体，其内部具有控制组件，

所述柜体内设置有至少一层储存架，其上设置有若干个用以存储物品的存储格，所述存储格内设置有将物品从存储格内推出的推送机构，

传送组件，其设置于所述存储架的一侧，所述传送组件包含倾斜配置的第一传输板、出货仓，所述出货仓的顶部设有开口部，所述第一传输板连接所述出货仓，其用以承接所述物品并将其导引至所述开口部所述物品滑入出货仓。

2.根据权利要求1所述的自动货柜，其特征在于：所述第一传输板与水平面的夹角介于15°～70°。

3.根据权利要求1所述的自动货柜，其特征在于：还包含第二传输板，其与所述第一传输板相向的连接至开口部，且所述第二传输板与水平面的夹角介于15°～70°，所述第一传输板与第二传输板的水平高度略低于配置于储存架的高度，用以承接其上的经由推送机构推出的物品并将其导引至出货仓。

4.根据权利要求3所述的自动货柜，其特征在于：所述第一传输板与第二传输板沿出货仓的中线对称配置，还包含一侧板，其与所述第一传输板及所述第二传输板垂直的固定连接。

5.根据权利要求1所述的自动货柜，其特征在于：所述货柜配置有标识模块，其包含信标组件或识别模块，所述信标组件用以被待取货的移动机器人识别；所述识别模块，其电性连接控制组件，用以识别待取货的移动机器人是否到达正确到达预定位置。

6.根据权利要求1所述的自动货柜，其特征在于：还包含有柜门，其覆盖所述货柜本体，所述柜门配置有拿取物品的出货口，所述出货口对着出货仓；所述出货仓区域配置有识别模块，用以识别待取货的移动机器人是否正确到达预定位置。

7.根据权利要求1所述的自动货柜，其特征在于：出货仓的底部侧配置有传感器，其电性连接所述控制组件，所述传感器包含霍尔传感器、超声波传感器、红外对射光栅传感器，红外激光测距传感器，电容触摸传感器中的一种或其组合，用以检测出货仓中是否有待拿取的物品。

8.根据权利要求1所述的自动货柜，其特征在于：所述推送机构包含螺旋状的弹簧其一端连接马达的输出部，所述马达驱动带动弹簧旋转将物品推出，所述弹簧的轴向长度小于存储格的长度，所述存储格的底部配置有隔板，其上设有大致与弹簧的轴线平行的槽，或所述推送机构包含传送带结构，其上预防置物品，所述传送带结构移动带动物品移动以将预定的物品传输至出货仓。

9.一种自动货柜的发货方法，其特征在于：包含如权利要求1-8中任一项所述的自动货柜，所述方法包含，

S1，移动机器人移动至预设的取货位置，

S2，移动机器人的收纳腔打开，

S3，基于指令货柜的控制组件将预定的物品传输至收纳腔，

S4，移动机器人关闭取好物品的收纳腔，将拿取的物品传输至目的地。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述S2之前还包含，货柜的识别装置识别出移动机器人到达预定位置，打开盖板的指令，识别出移动机器人离开预定位置时，关闭盖板。