CN110871907A - 物流无人机货仓的货物箱装卸装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置，包括，中心为停机区的停机坪台，其受驱动上下移动且其上设置有用于调整货仓在停机坪台上的平面位置的正位机构以及托举坪台；所述的货仓为下开口的箱式结构，所述的货仓包括箱体和用于装卸所述货物箱的托举机构，所述的停机区的中部形成有允许所述的货物箱穿过的装卸孔；托举坪台，其受驱动上下移动以自下穿过所述的装卸孔进入所述的货仓用以向货仓送运或者自货仓内卸载货物箱；所述的箱体上设置有用于所述的托举机构与所述的托举坪台相对应的避让槽，能够自动装卸货物箱以及能够避免放置货物箱运输过程中出现倾斜或者掉落。

Description

物流无人机货仓的货物箱装卸装置及控制方法

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置。

背景技术

随着无人机在物流行业的应用，需要在无人机上装卸货物箱更加的智能化和便捷型，如果只采用人工将货物箱装载在无人机上，使无人机装载货物箱的灵活性和智能性都获得制约，也不符合无人机智能化的概念，目前，无人机运输装载货物常采用机械抓手，通过人工操作将货物箱放置在机械抓手上，机械抓手抓取货物箱，这样会需要大量的人力操作，造成大量的人力成本浪费，其中，机械抓手抓取货物箱在运输过程中，很容易造成货物箱倾斜或者掉落，使用不方便，只是简单的将货物箱进行抓取或释放，货物箱不能精确的放置在指定的位置，不便后期的使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置，该物流无人机用的智能货仓能够自动装卸货物箱以及能够避免放置货物箱运输过程中出现倾斜或者掉落的功能优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置，包括，

中心为停机区的停机坪台，其受驱动上下移动且其上设置有用于调整货仓在停机坪台上的平面位置的正位机构以及托举坪台；

所述的货仓为下开口的箱式结构，所述的货仓包括箱体和用于装卸所述货物箱的托举机构，所述的停机区的中部形成有允许所述的货物箱穿过的装卸孔；

托举坪台，其受驱动上下移动以自下穿过所述的装卸孔进入所述的货仓用以向货仓送运或者自货仓内卸载货物箱；

所述的托举坪台上设置有与所述的托举机构相对应的避让槽。

在上述技术方案中，所述的正位机构包括前后正位机构和左右正位机构，所述的前后位机构包括两个设置在所述的停机坪台上位于停机区前后两侧且受驱动前后相向运动的推板；所述的左右正位机构包括两个设置在停机坪台上位于停机区左右两侧且受驱动沿左右相向运动的推块。

在上述技术方案中，所述的推块上形成有对接头，所述的货仓底部对应设置有对接凹座实现对接定位。

在上述技术方案中，还包括用于驱动所述的停机坪台上下移动的升降机构，所述的升降机构包括两个丝杠升降机构和用于引导所述的丝杠升降机构移动的导向模组，所述的两个丝杠升降机构的丝杠分别竖直地安装在所述的停机坪台的左侧中心位置和右侧中心位置，所述的丝杠升降机构的螺母与所述的停机坪台固定连接，所述的导向模组为对应竖直并贯穿所述的停机坪台的导向杆，所述的停机坪台上设置有与所述的导向杆相对应的导向孔，所述的导向孔内插装有导向套。

在上述技术方案中，所述的停机坪台左右两端设置有用于固定所述的丝杠升降机构(6-1)和所述的导向杆的支撑横梁架。

在上述技术方案中，所述的托举机构至少为两个且分别设置在用于承载所述的货物箱的所述的货仓的箱体的底部左右两侧，所述的托举机构包括固装在所述的箱体的底边上的壳体和用于托举和抛卸所述的货物箱的托物柄，所述的壳体内设置有用于驱动所述的托物柄水平旋转的自锁舵机，所述的箱体上设置有用于加持固定设置在所述的箱体内的所述的货物箱的卡持装置。

在上述技术方案中，所述的箱体的每一侧边上均设置有用于将所述的货物箱限位在所述的箱体内的L型侧翼板。

在上述技术方案中，所述的卡持装置包括多个弹性卡条，多个所述的弹性卡条分别设置在所述的侧翼板和所述的箱体的底边，所述的箱体的上横梁和下横梁之间均设置有向所述的箱体的内腔凹陷的支撑条。

在上述技术方案中，所述的弹性卡条的底端固定在所述的箱体或侧翼板上，顶端向所述的箱体内腔倾斜设置且其末端设置成外翻的弧面以用于固定所述的货物箱。

在上述技术方案中，所述的箱体顶部设置有用于与所述的物流无人机固定连接的吊装横梁，所述的箱体的四侧的下横梁的下底面均设置成弧面结构。

一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置的控制方法，包括以下步骤，

一、卸载步骤，

11)所述的停机坪台升起并待所述的物流无人机停靠后由所述的正位机构对货仓进行定位使货仓下开口与装卸孔对齐；

12)所述的停机坪台承载着货仓降落至最低位置后所述的托举坪台升起并深入至货仓以承托所述的货物箱；

13)货仓的托举机构缩回，所述的停机坪台升起，所述的托举坪台承载所述的货物箱回落至所述的停机坪台下方；

二、装载步骤，

21)所述的停机坪台下落至最低位置，货仓的托举机构缩回至所述的避让槽；

22)托举坪台承托所述的货物箱升起并使所述的货物箱深入至所述的货仓内部；

23)所述的货仓的托举机构伸出；

24)所述的托举坪台降落并穿过所述的托举机构，同时停机坪台升起，所述的货物箱被装载在所述的货仓内。

本发明的优点和有益效果为：

本发明采用货仓和停机坪台、正位机构、托举机构配合使用能够自动完成货物装卸在无人机上，减少了人力成本的浪费，采用正位机构将货仓的下开口与装卸孔对准，托举机构将货物箱沿货仓的下开口装卸货物箱，结构简单，使用方便，能够准确的完成货物箱的装卸，避免了货物箱在装卸过程中出现倾斜或者掉落。

附图说明

图1是本发明的一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置的货仓的结构示意图。

图2是本发明的一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置的停机坪台与升降机构的结构示意图。

图3是本发明的一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置的停机坪台和托举坪台的结构示意图。

其中：

1：停机坪台，2：正位机构，2-1：推板，2-2：推块，2-3：对接头，2-4：对接凹座，3：货仓，3-1:箱体，3-2：托举机构,3-2-1:托物柄,3-2-2:自锁舵机,3-2-3:卡持装置，3-3：侧翼板，3-4:支撑条，4：托举坪台，5：支撑横梁架，6：升降机构，6-1：丝杠升降机构，6-2：导向模组，6-2-1：导向杆，6-2-2:导向孔,6-2-3:导向套。

对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图1-3和具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置，包括中心为停机区的停机坪台1，其受驱动上下移动且其上设置有用于调整货仓3在停机坪台1上的平面位置的正位机构2以及托举坪台4；

货仓3为下开口的箱式结构；货仓3包括箱体3-1和用于装卸货物箱的托举机构3-2，停机区的中部形成有允许货物箱穿过的装卸孔；

托举坪台4，其受驱动上下移动以自下穿过装卸孔进入货仓3用以向货仓3送运或者自货仓3内卸载货物箱；

托举坪台上设置有与托举机构3-2的托举坪台4相对应的避让槽。

本发明采用货仓3和停机坪台1、正位机构2、托举机构3-2配合使用能够自动完成货物装卸在无人机上，减少了人力成本的浪费，采用正位机构2将货仓3的下开口与装卸孔对准，托举机构3-2将货物箱沿货仓3的下开口装卸货物箱，结构简单，使用方便，能够准确的完成货物箱的装卸，避免了货物箱在装卸过程中出现倾斜或者掉落。

进一步，箱体3-1顶部设置有用于与物流无人机固定连接的吊装横梁，箱体3-1的四侧的下横梁的下底面均设置成弧面结构，以减少其与停机坪台1的接触面积，方便正位机构2对货仓3正位。

实施例2

以实施例1为基础，正位机构2包括前后正位机构和左右正位机构，前后正位机构包括两个设置在停机坪台1上位于停机区前后两侧且受驱动前后相向运动的推板2-1以用于对货仓3前后正位；左右正位机构包括两个设置在停机坪台1上位于停机区左右两侧且受驱动沿左右相向运动的推块2-2以用于对货仓3左右正位。

其中，推块2-2上形成有对接头2-3，货仓3底部对应设置有对接凹座2-4实现对接定位。

进一步，前后正位机构2还包括以停机坪台1的前后中位线为基准对称设置的两个第一丝杠驱动机构，两个第一丝杠驱动机构设置在停机坪台1的上表面，左右正位机构2还包括以停机坪台1的左右中位线为基准对称设置的两个第二丝杠驱动机构；

优选地，两个推块2-2分别由两个第二丝杠驱动机构驱动，当推板2-1完成居中定位后，首先由一侧，如左侧的推块2-2推动物流无人机进行左右方向上的位置调整直至其居中定位，然后再驱动另一侧，即右侧的推块2-2动作以实现充对接头2-3与对接凹座2-4对接，提高对接精度以实现精确定位，使箱体3-1的下开口与装卸孔相对应方便货物箱的装卸。

实施例3

以实施例2为基础，物流无人机装载货仓3的货物箱装卸装置还包括用于驱动停机坪台1上下移动的升降机构66，升降机构66包括两个丝杠升降机构6-1和用于引导丝杠升降机构6-1移动的导向模组6-26-2，两个丝杠升降机构6-1的丝杠分别竖直地安装在停机坪台1的左侧中心位置和右侧中心位置，丝杠升降机构6-1的螺母与停机坪台1固定连接，导向模组6-26-2为对应竖直并贯穿停机坪台1的导向杆6-2-1，停机坪台1上设置有与导向杆6-2-1相对应的导向孔6-2-2，导向孔6-2-2内插装有导向套6-2-3。

停机坪台1左右两端设置有用于固定丝杠升降机构6-1和导向杆6-2-1的支撑横梁架5。

作为优选，两个丝杠分别设置在停机坪台1的左右两侧的中心位置，每一丝杠均与其相对应的驱动其运动的电机轴接以用于保证两个丝杠升降机构6设置在停机坪台1的两侧的中心位置，避免由于放置不平衡导致停机坪台1倾斜的情况，停机坪台1固装在丝杠螺母上，丝杠螺母在丝杠转动的作用下带动停机坪台1上下移动。

进一步，导向套6-2-3插装在导向孔6-2-2内且与导向孔6-2-2固装，导向杆6-2-1固装在支撑横梁架5的四个角，将停机坪台1的四个脚均通过导向套6-2-3套装在导向杆6-2-1上，控制器控制电机转动带动停机坪台1上下移动，导向杆6-2-1能够保证停机坪台1上下垂直移动避免停机坪台1上下移动过程中出现倾斜的情况。

实施例4

以实施例3为基础，托举机构3-2至少为两个且分别设置在用于承载货物箱箱体3-1的底部左右两侧，托举机构3-2包括固装在箱体3-1的底边上的壳体和用于托举和抛卸货物箱的托物柄3-2-1，壳体内设置有用于驱动托物柄3-2-1水平旋转的自锁舵机3-2-2，箱体3-1上设置有用于加持固定设置在箱体3-1内的货物箱的卡持装置3-2-3。

箱体3-1的每一侧边上均设置有用于将货物箱限位在箱体3-1内的L型侧翼板3-3。

卡持装置3-2-3包括多个弹性卡条，多个弹性卡条分别设置在侧翼板3-3和箱体3-1的底边，箱体3-1的上横梁和下横梁之间均设置有向箱体3-1的内腔凹陷的支撑条3-4。

弹性卡条的底端固定在箱体3-1或侧翼板3-3上，顶端向箱体3-1内腔倾斜设置且其末端设置成外翻的弧面以用于固定货物箱。

具体实施方式如下：当物流无人机需要装卸货物箱时，物流无人机降落在停机坪台1上，正位机构将物流无人机正位，使装卸孔与箱体的下开口对准，当物流无人机需要装货物箱时，托举坪台4(该托举坪台4包括升降杆和安装在升降杆上方且用于放置货物箱的板体，该板体的长度小于等于两个同侧的托物柄3-2-1之间的距离，其中，该升降杆可以采用电动升降杆向上移动将需要装的货物箱沿装卸孔向上移动)，货物箱沿箱体3-1的下开口进入箱体3-1内，箱体3-1前后两侧的托举机构3-2开始工作，自锁舵机3-2-2启动带动托物柄3-2-1水平旋转，托物柄3-2-1的一端设有压力传感器，该端移动到货物箱的下方用于托举货物箱，当托物柄3-2-1旋转90°时托物柄3-2-1正好与左侧和右侧的下横梁垂直设置，自锁舵机3-2-2停止工作，同时，压力传感器对货物箱的重量进行测量，并将测量值传输到控制器，每一压力传感器的测量值与提前设定的装载完成值进行比较，当两个值完全相同或相近时，确定货物装载完成，此时，弹性卡条能够对箱体3-1内的货物箱进行卡持和固定，箱体3-1的四侧分别设置的支撑条3-4能够对货物箱加紧以用于防止在运输过程中货物箱出现偏斜或者掉落的情况，托举坪台4向下移动到原始位置，下降过程中，托举坪台4上与托物柄3-2-1对应的缺口对其进行避让。其中，箱体3-1的大小与需要装载的货物箱的大小相适。当需要抛卸货物箱时，是上述过程的反过程，即：托举坪台4利用缺口的避让上行托在货物箱底部，自锁舵机3-2-2转动带动托物柄3-2-1转动，在货物箱下方的托物柄3-2-1的一端向箱体3-1的侧壁方向移动，然后托举坪台4带着货物箱从箱体3-1的下开口脱离箱体3-1，当局部或全部脱离后停机坪台1上升，完成卸货。

实施例5

一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置的控制方法，包括以下步骤，

一、卸载步骤，

11)停机坪台1升起并待物流无人机停靠后由正位机构2对货仓3进行定位使货仓3下开口与装卸孔对齐；

12)停机坪台1承载着货仓3降落至最低位置后托举坪台4升起并深入至货仓3以承托货物箱；

13)货仓3的托举机构3-2缩回至避让槽，停机坪台1升起，托举坪台4承载货物箱回落至停机坪台1下方；

二、装载步骤，

21)停机坪台1下落至最低位置，货仓3的托举机构3-2缩回至避让槽；

22)托举坪台4承托货物箱升起并使货物箱深入至货仓3内部；

23)货仓3的托举机构3-2伸出；

24)托举坪台4降落并穿过托举机构3-2，同时停机坪台1升起，货物箱被装载在货仓3内。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置，其特征在于，包括，

中心为停机区的停机坪台(1)，其受驱动上下移动且其上设置有用于调整货仓(3)在停机坪台(1)上的平面位置的正位机构(2)以及托举坪台(4)；

所述的货仓(3)为下开口的箱式结构，所述的货仓(3)包括箱体(3-1)和用于装卸所述货物箱的托举机构(3-2)，所述的停机区的中部形成有允许所述的货物箱穿过的装卸孔；

托举坪台(4)，其受驱动上下移动以自下穿过所述的装卸孔进入所述的货仓(3)用以向货仓(3)送运或者自货仓(3)内卸载货物箱；

所述的托举坪台上设置有与所述的托举机构(3-2)相对应的避让槽。

2.如权利要求1所述的物流无人机货仓的货物箱装卸装置，其特征在于，所述的正位机构(2)包括前后正位机构和左右正位机构，所述的前后位机构包括两个设置在所述的停机坪台(1)上位于停机区前后两侧且受驱动前后相向运动的推板(2-1)；所述的左右正位机构包括两个设置在停机坪台(1)上位于停机区左右两侧且受驱动沿左右相向运动的推块(2-2)。

3.如权利要求2所述的物流无人机货仓的货物箱装卸装置，其特征在于，所述的推块(2-2)上形成有对接头(2-3)，所述的货仓(3)底部对应设置有对接凹座(2-4)实现对接定位。

4.如权利要求1所述的物流无人机货仓的货物箱装卸装置，其特征在于，还包括用于驱动所述的停机坪台(1)上下移动的升降机构(6)，所述的升降机构(6)包括两个丝杠升降机构(6-1)和用于引导所述的丝杠升降机构(6-1)移动的导向模组(6-2)，所述的两个丝杠升降机构(6-1)的丝杠分别竖直地安装在所述的停机坪台(1)的左侧中心位置和右侧中心位置，所述的丝杠升降机构(6-1)的螺母与所述的停机坪台(1)固定连接，所述的导向模组(6-2)为对应竖直并贯穿所述的停机坪台(1)的导向杆(6-2-1)，所述的停机坪台(1)上设置有与所述的导向杆(6-2-1)相对应的导向孔(6-2-2)，所述的导向孔(6-2-2)内插装有导向套(6-2-3)。

5.根据权利要求4所述的物流无人机货仓的货物箱装卸装置，其特征在于，所述的停机坪台(1)左右两端设置有用于固定所述的丝杠升降机构(6-1)和所述的导向杆(6-2-1)的支撑横梁架(5)。

6.如权利要求1所述的物流无人机货仓的货物箱装卸装置，其特征在于，所述的托举机构(3-2)至少为两个且分别设置在用于承载所述的货物箱的所述的货仓(3)的箱体(3-1)的底部左右两侧，所述的托举机构(3-2)包括固装在所述的箱体(3-1)的底边上的壳体和用于托举和抛卸所述的货物箱的托物柄(3-2-1)，所述的壳体内设置有用于驱动所述的托物柄(3-2-1)水平旋转的自锁舵机(3-2-2)，所述的箱体(3-1)上设置有用于加持固定设置在所述的箱体(3-1)内的所述的货物箱的卡持装置(3-2-3)。

7.根据权利要求8所述的一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置，其特征在于，所述的箱体(3-1)的每一侧边上均设置有用于将所述的货物箱限位在所述的箱体(3-1)内的L型侧翼板(3-3)。

8.根据权利要求6所述的一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置，其特征在于，所述的卡持装置(3-2-3)包括多个弹性卡条，多个所述的弹性卡条分别设置在所述的侧翼板(3-3)和所述的箱体(3-1)的底边，所述的箱体(3-1)的上横梁和下横梁之间均设置有向所述的箱体(3-1)的内腔凹陷的支撑条(3-4)。

9.根据权利要求6所述的一种物流无人机货仓的货物箱装卸装置，其特征在于，所述的弹性卡条的底端固定在所述的箱体(3-1)或侧翼板(3-3)上，顶端向所述的箱体(3-1)内腔倾斜设置且其末端设置成外翻的弧面以用于固定所述的货物箱。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的物流无人机货仓的货物箱装卸装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤，

一、卸载步骤，

11)所述的停机坪台(1)升起并待所述的物流无人机停靠后由所述的正位机构(2)对货仓(3)进行定位使货仓(3)下开口与装卸孔对齐；

12)所述的停机坪台(1)承载着货仓(3)降落至最低位置后所述的托举坪台(4)升起并深入至货仓(3)以承托所述的货物箱；

13)货仓(3)的托举机构(3-2)缩回，所述的停机坪台(1)升起，所述的托举坪台(4)承载所述的货物箱回落至所述的停机坪台(1)下方；

二、装载步骤，

21)所述的停机坪台(1)下落至最低位置，货仓(3)的托举机构(3-2)缩回至所述的避让槽；

22)托举坪台(4)承托所述的货物箱升起并使所述的货物箱深入至所述的货仓(3)内部；

23)所述的货仓(3)的托举机构(3-2)伸出；

24)所述的托举坪台(4)降落并穿过所述的托举机构(3-2)，同时停机坪台(1)升起，所述的货物箱被装载在所述的货仓(3)内。

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