CN110329536A - 无人机自动装卸货设备及物流系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种无人机自动装卸货设备及物流系统。该设备包括设备本体，设置为中空结构，包括货箱出入口；升降机构，具有用于沿竖直方向提升和降下货品的升降行程，所述升降机构设置于所述设备本体的中空结构内，货物从所述货箱出入口移入或移出所述升降机构；水平位移调整机构，设置于所述升降机构，所述水平位移调整机构具有在水平面内的调整行程，所述调整行程包括不同方向上的第一调整行程和第二调整行程；以及载货台，设置于所述水平位移调整机构，用于放置货品；所述水平位移调整机构配置为在所述调整行程中带动所述载货台对准无人机的载货仓。该方案可以降低对无人机降落位置精度的要求。

Description

无人机自动装卸货设备及物流系统

技术领域

本申请涉及物流配送技术领域，具体而言，涉及一种无人机自动装卸货设备及物流系统。

背景技术

无人机因其轻巧、灵活、快速等特点在无人配送领域具有广泛的应用前景，但是，为无人机装卸货一直是影响这一应用的主要环节。

现有技术中，为无人机装卸货的方案对无人机降落位置精度要求高，不方便在用户和商家端集成安装。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种无人机自动装卸货设备及物流系统，可以降低对无人机降落位置精度的要求。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

一种无人机自动装卸货设备，包括：

设备本体，设置为中空结构，包括货箱出入口；

升降机构，具有用于沿竖直方向提升和降下货品的升降行程，所述升降机构设置于所述设备本体的中空结构内，货物从所述货箱出入口移入或移出所述升降机构；

水平位移调整机构，设置于所述升降机构，所述水平位移调整机构具有在水平面内的调整行程，所述调整行程包括不同方向上的第一调整行程和第二调整行程；以及

载货台，设置于所述水平位移调整机构，用于放置货品；

所述水平位移调整机构配置为在所述调整行程中带动所述载货台对准无人机的载货仓。

可选的，所述水平位移调整机构包括第一调整机构和第二调整机构，

所述第一调整机构包括传动连接的第一转动部和第一移动部，所述第一移动部具有所述第一调整行程；和/或，所述第二调整机构包括传动连接的第二转动部和第二移动部，所述第二移动部具有所述第二调整行程，所述第二转动部设置于所述第一移动部，所述载货台设置于所述第二移动部。

可选的，所述第一调整机构和所述第二调整机构中的至少一者包括丝杆导轨机构。

可选的，所述载货台为平板，所述升降机构的升降行程中的一位置处，所述平板与停靠无人机的起降平台平齐。

可选的，所述设备还包括控制器，所述控制器根据所述水平位移调整机构的高度控制所述水平位移调整机构动作，使得所述水平位移调整机构在预设位置处产生所述调整行程。

可选的，所述设备本体包括限位机构，所述限位机构用于限制所述载货台内货箱的位移。

可选的，所述限位机构包括前侧限位部和后侧限位部、左侧限位部和右侧限位部，所述前侧限位部和所述后侧限位部限制货箱前后方向的移动，所述左侧限位部和所述右侧限位部限制货箱左右方向的移动。

可选的，所述设备本体包括前侧限位板、后侧限位板、左侧限位板和右侧限位板，所述前侧限位板、后侧限位板、左侧限位板和右侧限位板分别形成为所述前侧限位部、所述后侧限位部、所述左侧限位部以及所述右侧限位部，所述后侧限位板为分体式结构，所述后侧限位板的左侧部分与所述左侧限位板相接，所述后侧限位板的右侧部分与所述右侧限位板相接。

可选的，所述设备还包括安全门，所述安全门在所述货箱出入口处与所述设备本体活动连接。

可选的，所述设备还包括防护机构，所述防护机构安装于所述设备本体，用于防止人或货箱进出所述货箱出入口时被所述安全门夹持。

可选的，所述防护机构包括光电感应器件，所述光电感应器件通过发射光线感测人或货箱。

一种物流系统，包括：

无人机；以及

上述任一项所述的无人机自动装卸货设备。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请的第一方面提供了一种无人机自动装卸货设备，包括设备本体、升降机构、水平位移调整机构以及载货台。其中，设备本体为中空结构，包括货箱出入口，升降机构具有用于沿竖直方向提升和降下货品的升降行程，升降机构设置于设备本体的中空结构内，货物从货箱出入口移入或移出升降机构。水平位移调整机构设置于升降机构，具有在水平面内调整载货台位置的调整行程。由此可知，即使无人机的降落位置没有与载货台对齐，也可以通过升降机构与水平位移调整机构的组合运动实现载货台与无人机的载货仓对准，进而实现货品的自动装卸，降低了对无人机的降落位置精度的要求。

本申请的第二方面提供了一种物流系统，包括无人机和无人机自动装卸货设备，该无人机自动装卸货设备可以调整载货台相对于无人机的载货仓的相对位置，即使无人机的降落位置没有与载货台对齐，也可以通过升降机构与水平位移调整机构的组合运动实现载货台与无人机的载货仓对准，进而实现货品的自动装卸，降低了对无人机的降落位置精度的要求。

附图说明

图1示出了本申请一示例性实施例示出的物流系统部分结构的示意图；

图2示出了本申请一示例性实施例示出的无人机自动装卸货设备的部分结构的示意图；

图3示出了本申请一示例性实施例示出的水平位移调整机构和载货台的示意图；

图4示出了图3中另一视角的示意图；

图5示出了本申请一示例性实施例示出的物流系统中，起降平台设置开口的示意图；

图6示出了本申请一示例性实施例示出的物流系统中，载货台与起降平台构成整体平面的示意图；

图7示出了本申请一示例性实施例示出的无人机自动装卸货设备的部分结构的俯视图；

图8示出了本申请一示例性实施例示出的无人机自动装卸货设备的部分结构的另一示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”、“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

请参考图1，图1示出了本申请一示例性实施例示出的物流系统的示意图。本申请提供了一种物流系统，包括无人机1和无人机自动装卸货设备10(以下简称设备10)。其中，设备10可以安装于楼体，例如居民楼、写字楼等等。设备10的顶部从楼体的天花板20伸出，天花板20的上方可以设置供无人机1起飞和降落的起降平台30。起降平台30设有引导无人机1自主降落的装置，当无人机1降落后，可以通过该装置固定。

在运输环节中，无人机1作为货品的运输主体，设备10用于为无人机1装卸货品。无人机1包括载货仓，货品通过设备10与无人机1的载货仓对准，实现货品的自动装卸。

请参考图2，图2示出了本申请一示例性实施例示出的无人机自动装卸货设备的部分结构的示意图。设备10包括设备本体11，升降机构12、水平位移调整机构13(请参考图3)和载货台14。其中，设备本体11与楼体保持相对固定，作为设备10的基体部分。设备本体11可以采用框架式本体，且为中空结构。

升降机构12设置于设备本体11的中空结构内，也就是说，升降机构12在中空结构内沿竖直方向提升货品和降下货品，具有提升货品和降下货品的升降行程。在升降行程中，升降机构12一方面可以将待运输的货品提升至预设高度，另一方面也可以将无人机运来的货品降至地面。

设备本体11包括用于放入和取出货物的货箱出入口11a，在升降机构12的升降行程中，载货台14能够与货箱出入口11a保持平齐，从而可以将货品从货箱出入口11a移入或移出升降机构12。

在一实际应用场景中，该设备10还可以包括安全门15，安全门15在货箱出入口11a处与设备本体11活动连接，安全门15可以打开和关闭货箱出入口11a。安全门15与设备本体11的连接方式不限，可以是转动连接，也可以是滑动连接。

进一步，该设备10还可以包括防护机构16，防护机构16安装于设备本体11，用于防止人或货箱进出货箱出入口11a时被安全门15夹持，提高该设备10的安全性。一种示例，防护机构16包括光电感应器件，光电感应器件可以通过发射光线的方式感测人和货箱，在取放货物的过程中，可以防止安全门15异常动作。在一具体应用场景中，光电感应器件可以采用光幕传感器、红外传感器或激光传感器等。

请参考图3，图3示出了本申请一示例性实施例示出的水平位移调整机构和载货台的示意图。升降机构12包括升降传动组件120和连接于升降传动组件120的升降台122。其中，升降传动组件120用于实现升降机构12的升降运动，升降台122用于支撑水平位移调整机构13。

升降传动组件120的具体实现实施方式不限，例如，可以包括链传动组件、带传动组件或其它类型的传动组件。本示例中，升降传动组件112包括电机和带传动组件，电机作为动力源，用于输出动力，带动输送带上升或下降，升降台122连接于输送带。容易理解的，输送带的上升或下降可以通过控制电机的正反转实现。

在图3所示出的示例中，升降台122包括转接件1220和支撑平台1222，其中，转接件1220连接于输送带，水平位移调整机构13设置于支撑平台1222。具体而言，转接件1220包括相连接的横向连接件1220a和纵向连接件1220b，其中，横向连接件1220a可以调整支撑平台1222在中空结构内的位置，使得支撑平台1222位于中空结构内的中央位置处，最终为了调整载货台14的位置，避免载货台14内的货品在运输过程中与设备本体11发生干涉。纵向连接件1220b可以增加水平位移调整机构13的初始高度，这样有利于缩短升降传动组件120的升降行程，减小升降传动组件120的尺寸。

请继续参考图3，水平位移调整机构13设置于支撑平台1222，可以对载货台14在水平面内的位置进行微调，使得货品与无人机1的载货仓对准。具体而言，水平位移调整机构13具有在水平面内的调整行程，该调整行程包括不同方向上的第一调整行程和第二调整行程。

一种示例，水平位移调整机构13包括第一调整机构130和第二调整机构132，其中，第一调整机构130具有第一调整行程，第二调整机构132具有第二调整行程。水平位移调整机构13的调整行程为第一调整行程与第二调整行程的组合行程。

一种具体的示例中，第一调整机构130包括传动连接的第一转动部和第一移动部，其中，第一转动部转动，带动第一移动部移动，从而产生第一调整行程。第一转动部和第一移动部的传动连接结构可以采用齿轮齿条传动机构，也可以采用带传动机构。

可参考的，第二调整机构可以包括传动连接的第二转动部和第二移动部，第二转动部转动带动第二移动部移动，从而产生第二调整行程。第二转动部和第二移动部的传动连接结构也可以采用齿轮齿条传动机构，也可以采用带传动机构。

在图3所示的示例中，第一调整机构130和第二调整机构132均包括丝杆导轨机构。具体地，第一调整机构130包括设置于支撑平台1222的第一丝杆导轨机构，第一丝杆导轨机构包括转动设置的第一丝杆和与第一直线导轨，第一丝杆与第一直线导轨螺纹连接。其中，第一丝杠作为第一转动部，可以由电机带动而旋转，第一直线导轨作为第一移动部，通过螺纹传动产生沿第一丝杆的轴向位移，该位移即为第一调整行程。

第二调整机构132包括设置于第一直线导轨的第二丝杆导轨机构。为了提高第二调整机构132的稳定性，第一调整机构130还包括固定设置于第一直线导轨的第一安装平台130a，第二丝杆导轨机构设置于该第一安装平台130a上。第二丝杆导轨机构包括转动设置的第二丝杆和第二直线导轨，第二丝杆与第二直线导轨螺纹连接。其中，第二丝杠作为第二转动部，可以由电机带动而旋转，第二直线导轨作为第二移动部，通过螺纹传动产生沿第二丝杆的轴向位移，该位移即为第二调整行程。载货台14设置于第二直线导轨，货箱40放置于载货台14。图4示出了图3中另一视角的示意图。

根据以上的描述可知，通过第一调整机构130和第二调整机构132的组合行程，可以实现载货台14在水平面内的位置调整，使载货台14能够与无人机1的载货仓对准，从而可以降低对无人机1的降落位置精度的要求。

应当理解的是，水平位移调整机构13的具体实施方式不仅限于图3中所示出的，还可以采用其它方案可供选择。

请参考图5，为了实现设备10与无人机1的载货仓的对接，起落平台30设有开口30a，该开口30a供水平位移调整机构13和载货台14通过，使得载货台14到达指定的装卸货位置。

请参考图6，一种示例，载货台14设置为平板，当升降机构12带动载货台14到达与起降平台30相平齐的高度时，载货台14可以填补开口30a，构成完整平面，供无人机1水平滑动以调节无人机1的位置，并且便于无人机1起飞和降落。

在升降机构12上升和下降的行程中，水平位移调整机构13的动作由控制器控制。该设备10包括控制器，控制器可以根据水平位移调整机构13的高度控制水平位移调整机构13的动作，使得水平位移调整机构13在预定位置处产生调整行程。例如，在上升行程中，控制器应控制水平位移调整机构13在通过开口30a后动作；在下降行程中，控制器应控制水平位移调整机构13在通过开口30a前动作，以避免水平位移调整机构13与起降平台30发生干涉。

请参考图7，图7示出了本申请一示例性实施例示出的无人机自动装卸货设备的部分结构的俯视图。设备本体11还包括限位机构，限位机构用于限制载货台14内货箱的位移。一种示例，限位机构包括前侧限位部和后侧限位部、左侧限位部和右侧限位部，前侧限位部和后侧限位部限制货箱40前后方向的位移，左侧限位部和右侧限位部限制货箱40左右方向的位移。该限位机构实现了对货箱40全方位的限位，避免货箱40在升降行程中掉落。

请参考图8，图8示出了本申请一示例性实施例示出的无人机自动装卸货设备部分机构的另一示意图。一种示例，设备本体11包括前侧限位板111、后侧限位板112、左侧限位板113和右侧限位板114。其中，前侧限位板111、后侧限位板112、左侧限位板113和右侧限位板114分别形成为前侧限位部、后侧限位部、左侧限位部以及右侧限位部。

其中，前侧限位板111由设备本体11的前侧面板向内凹陷形成，左侧限位板113连接于设备本体11的左侧内壁，右侧限位板114连接于设备本体11的右侧内壁延伸，后侧限位板112为分体式结构，其中，后侧限位板112的左侧部分与左侧限位板113相接，后侧限位板112的右侧部分与右侧限位板114相接。

进一步，后侧限位板112的左侧部分与左侧限位板113为一体式结构，后侧限位板112的右侧部分与右侧限位板114为一体式结构。在实际加工中，后侧限位板112的左侧部分可以通过将左侧限位板113折弯形成，后侧限位板112的右侧部分可以通过将右侧限位板114折弯形成。

由以上描述可知，该限位机构既保证了设备本体11内具有足够的升降空间，又实现对货箱40的可靠限位，且结构简单。

需要说明的是，升降机构12可以根据楼体的高度定制，且升降机构12的运行速度可调，例如，在升降行程的初始阶段和末段低速运行，而在中间阶段则可以保持高速运行，可实现货品的快速、长距离传送。另一方面，该设备10的整体设计适应性好，便于在商家及用户端集成布置该设备10。

下面对该设备10的自动化装卸货的过程进行描述。

装卸过程：货箱40从货箱出入口11a放入升降机构12支撑平台1222，升降机构12上升，当水平位移调整机构13超过起降平台30后，控制器控制水平位移调整机构13动作，调整载货台14与无人机1的载货仓对准。

卸货过程：载货台14从无人机1的载货仓接收到货品后，控制器控制水平位移调整机构13复位，此时，水平位移调整机构13正对起降平台30的开口30a，升降机构12下降，将货品运送至地面。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种无人机自动装卸货设备，其特征在于，包括：

设备本体(11)，设置为中空结构，包括货箱出入口(11a)；

升降机构(12)，具有用于沿竖直方向提升和降下货品的升降行程，所述升降机构(12)设置于所述设备本体(11)的中空结构内，货物从所述货箱出入口(11a)移入或移出所述升降机构(12)；

水平位移调整机构(13)，设置于所述升降机构(12)，所述水平位移调整机构(13)具有在水平面内的调整行程，所述调整行程包括不同方向上的第一调整行程和第二调整行程；以及

载货台(14)，设置于所述水平位移调整机构(13)，用于放置货品；

所述水平位移调整机构(13)配置为在所述调整行程中带动所述载货台(14)对准无人机的载货仓。

2.根据权利要求1所述的无人机自动装卸货设备，其特征在于，所述水平位移调整机构(13)包括第一调整机构(130)和第二调整机构(132)，

所述第一调整机构(130)包括传动连接的第一转动部和第一移动部，所述第一移动部具有所述第一调整行程；和/或，所述第二调整机构(132)包括传动连接的第二转动部和第二移动部，所述第二移动部具有所述第二调整行程，所述第二转动部设置于所述第一移动部，所述载货台(14)设置于所述第二移动部。

3.根据权利要求2所述的无人机自动装卸货设备，其特征在于，所述第一调整机构(130)和所述第二调整机构(132)中的至少一者包括丝杆导轨机构。

4.根据权利要求1至3任一项所述的无人机自动装卸货设备，其特征在于，所述载货台(14)为平板，所述升降机构(12)的升降行程中的一位置处，所述平板与停靠无人机的起降平台(30)平齐。

5.根据权利要求1至3任一项所述的无人机自动装卸货设备，其特征在于，所述设备还包括控制器，所述控制器根据所述水平位移调整机构(13)的高度控制所述水平位移调整机构(13)动作，使得所述水平位移调整机构(13)在预设位置处产生所述调整行程。

6.根据权利要求1至3任一项所述的无人机自动装卸货设备，其特征在于，所述设备本体(11)包括限位机构，所述限位机构用于限制所述载货台(14)内货箱的位移。

7.根据权利要求6所述的无人机自动装卸货设备，其特征在于，所述限位机构包括前侧限位部和后侧限位部、左侧限位部和右侧限位部，所述前侧限位部和所述后侧限位部限制货箱前后方向的移动，所述左侧限位部和所述右侧限位部限制货箱左右方向的移动。

8.根据权利要求7所述的无人机自动装卸货设备，其特征在于，所述设备本体(11)包括前侧限位板(111)、后侧限位板(112)、左侧限位板(113)和右侧限位板(114)，所述前侧限位板(111)、后侧限位板(112)、左侧限位板(113)和右侧限位板(114)分别形成为所述前侧限位部、所述后侧限位部、所述左侧限位部以及所述右侧限位部，所述后侧限位板(112)为分体式结构，所述后侧限位板(112)的左侧部分与所述左侧限位板(113)相接，所述后侧限位板(112)的右侧部分与所述右侧限位板(114)相接。

9.根据权利要求1至3任一项所述的无人机自动装卸货设备，其特征在于，所述设备(10)还包括安全门(15)，所述安全门(15)在所述货箱出入口(11a)处与所述设备本体(11)活动连接。

10.根据权利要求9所述的无人机自动装卸货设备，其特征在于，所述设备还包括防护机构(16)，所述防护机构(16)安装于所述设备本体(11)，用于防止人或货箱进出所述货箱出入口(11a)时被所述安全门(15)夹持。

11.根据权利要求10所述的无人机自动装卸货设备，其特征在于，所述防护机构(16)包括光电感应器件，所述光电感应器件通过发射光线感测人或货箱。

12.一种物流系统，其特征在于，包括：

无人机；以及

权利要求1至11任一项所述的无人机自动装卸货设备(10)。