CN110910583B - 物品自助交付终端及交付方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物品自助交付终端，属于自助设备技术领域，包括箱体，具有一个出物通道和多个储盒通道组；储物盒，通过限位组件限位在储盒通道内；存取机械手，从指定储盒通道的一侧进入通道内解除所述限位组件对所述储物盒限位并将所述储物盒从所述储盒通道内拿出并放置在出物通道以及将出物通道内的储物盒放置在原储盒通道并使储物盒受所述限位组件的限位；控制系统，设置在所述箱体上，包括控制器以及与所述控制器相连的身份识别模块。本发明的有益效果是：全自动的交付终端，自助式取物，工作人员只需后台关注，存放物品即可，大大减轻了银行柜台压力，提高了客户体验。

Description

物品自助交付终端及交付方法

技术领域

本发明属于自助设备技术领域，具体涉及一种物品自助交付终端及交付方法。

背景技术

手机支付的快速发展对银行业务产生了巨大的影响，导致银行网点所需要的工作人员较往前大幅减少，但其仍然要满足人们和企业的取款、票据等业务。

现有技术中至少存在以下技术问题：

1、银行网点的尾款、票据、印章等物品每天由压钞车运送出入银行网点，遇到恶劣情况押运不及时且成本高；

2、外币兑换、贵金属、纪念币等的线上预约、购买后需要人工到柜台取货，需要排队等候，客户体验差；

3、虽然有自助交付的设备，但是其结构复杂，故障率高，不能精准存取物品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种物品自助交付终端及交付方法，通过取件人网上预约的方式，工作人员将预约的物品放置在终端的储物盒 内，取件人通过相关身份信息取出物品，实现即时取物，大大提升了取物效率、节省了时间，同时终端内部结构合理、紧凑，可以存储多个储物盒。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种物品自助交付终端，包括箱体，具有一个出物通道和多个储盒通道组，每个储盒通道组包括沿所述箱体内的高度方向均匀设置的多个储盒通道，每个储盒通道均配套设置有限位组件；储物盒，通过限位组件限位在储盒通道内；存取机械手，从指定储盒通道的一侧进入通道内解除所述限位组件对所述储物盒限位并将所述储物盒从所述储盒通道内拿出并放置在出物通道以及将出物通道内的储物盒放置在原储盒通道并使储物盒受所述限位组件的限位；控制系统，设置在所述箱体上，包括控制器以及与所述控制器相连的身份识别模块。

本发明还提供了一种物品自助交付终端的交付方法，包括以下步骤：

A、取件人通过网络预约并确认所要取出的物品，工作人员将上述将要被取出的物品放置于终端内空置的储物盒中并向终端录入取件人信息；

B、取件人经终端上的身份识别模块进行身份识别，识别通过后，控制器控制存取机械手定位至与取件人信息相关联的储物通道一侧，然后控制存取机械手进入储物通道内解除限位组件对储物盒限位并将所述储物盒从储盒通道内拿出并放置在出物通道，待取件人取出物品后存取机械手将出物通道内的储物盒放置在原储盒通道并使储物盒受所述限位组件的限位。

本发明的有益效果是：1、全自动的交付终端，自助式取物，工作人员只需后台关注，存放物品即可，大大减轻了银行柜台压力，提高了客户体验；2、储物盒被精准限位，提高了工作效率，降低了故障率；3、抓取和放回动作都是自动完成，不需人工参与，安全可靠，方便快捷；4、收集部模块采用圆周分布，结构紧凑，容易定位，存放物品时可通过取件口单件存放，也可打开存放组件后门批量存放，兼顾效率和安全因素；5、限位板的结构设计，与储物盒相互作用的限位功能、与机械手相作用的受力面，紧凑的结合在一起，体积小，结构稳定；6、在电机制动器以及安全门挡块与门栓挡块形成的自锁结构的同时作用下安全门被牢牢的限制在存取口处，即使在断电状态下，安全门也会被锁死，设备安全性得到了有力保障，设备可以24小时在多种场合无人看守的情况下进行工作，极大的提高了利用率，降低了人力成本；7、采用一个电机实现了连接板上下移动和门栓左右移动两个相互垂直方向上的动作，形成了对柜门的两次保护，减少了一个主动力，降低了采购成本，节省了安装空间，减少了电气控制点位，结构更为简单，采用高强度安全门框、高强度柜门使安全可靠。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明物品自助交付终端的示意图；

图2是本发明物品自助交付终端在交付状态时的示意图；

图3是本发明物品自助交付终端中储盒通道和出物通道在箱体内的布置结构示意图；

图4是本发明物品自助交付终端中储盒通道组的结构示意图；

图5是本发明中储物盒与限位组件的位置示意图；

图6是本发明中存取机械手的结构示意图；

图7是本发明中存取机械手开始取储物盒时的状态示意图；

图8是本发明中存取机械手解除限位组件对储物盒限位时的状态示意图；

图9是本发明中存取机械手将储物盒从存放通道拿出时的状态示意图；

图10是本发明中限位板的结构示意图；

图11是本发明物品自助交付终端在存取口打开状态时的结构示意图；

图12是本发明物品自助交付终端在存取口关闭状态时的结构示意图。

在附图中：1是储物盒，2是转轴，3是限位板，3-1是限位钩，4是定位轴，5是扭簧，6是限位块，7是机械臂，7-1是夹持槽，8是滚轮，9是安装支架，10是升降丝杆，11是升降丝母，12是升降板，13是平移丝杆，14是平移丝母，15是箱体，16是主动齿轮，17是从动齿轮，18是安全门，19是门栓，20是安全门驱动电机，21是压簧销轴，22是压簧，23是安全门挡块，24是齿条，25是齿轮，26是齿轮轴，27是门栓销轴，28是门框，29是连接板，29-1是驱动槽，30是门栓挡块，31是门栓限位板，32是下限位板，33是上限位板，34是门栓限位板。

A代表储盒通道，B代表出物通道，C代表暂存通道。

具体实施方式

参见附图1-10，本发明提供了一种物品自助交付终端，包括箱体15、存取机械手以及配套的控制系统。其中，箱体15具有一个出物通道B和多个储盒通道组，每个储盒通道组包括沿箱体15内的高度方向均匀设置的多个储盒通道A，每个储盒通道A均配套设置有限位组件。在每个储盒通道A均设置有一个储物盒1，其通过限位组件限位在储盒通道A内。存取机械手用于从指定储盒通道A的一侧进入通道内解除限位组件对储物盒1限位并将储物盒1从储盒通道A内拿出并放置在出物通道B以及将出物通道B内的储物盒1放置在原储盒通道A并使储物盒1受限位组件的限位。控制系统设置在箱体15上，包括控制器以及与控制器相连的身份识别模块。身份识别模块可以是身份证识别模块、人脸识别模块、指纹识别模块等可以用来确定取件人身份的模块。在每个储盒通道A内设有RFID检测模块、二维码模块等模块，放入储物盒1内的物品粘贴RFID标识、二维码标识等，实现控制系统对空置储物盒1的检测。本实例中采用的是通过扫描二维码标识实现空盒检测。

上述的限位组件包括借助转轴2铰接在储盒通道A的竖直侧壁上的限位板3、设置在竖直侧壁上的用于限定限位板3位置的定位轴4以及套装在转轴2上并且两端分别与限位板3和竖直侧壁相连的扭簧5，在限位板3的内侧设有与竖直设置在储物盒1上的限位块6相配合的限位钩3-1。限位块6在储物盒1上的两个侧壁分别设置有一个，限位组件配套设置有两组。限位组件中的限位钩3-1凸出于限位板3，限位钩3-1具有单向限位作用，即：打开箱体15上的柜门从通道外侧放置储物盒1时不受限位组件的限制，而存取机械手从通道内侧取出和放置储物盒1时则受到限位组件的限制，分别对应大批量放置物品和小批量放置物品的场合。

上述的存取机械手包括机械臂7、设置在机械臂7自由端的与限位板3底面相配合的滚轮8以及驱动机械臂7移动使滚轮8与限位板3相接触解除限位板3对储物盒1的限位并使限位块6进入机械臂7中夹持槽7-1的存取驱动装置。存取驱动装置包括设置在安装支架9上的受升降驱动电机驱动下的升降丝杆10、与升降丝杆10相配合的升降丝母11、与升降丝母11相固定的升降板12、设置在升降板12上的平移驱动电机驱动下的平移丝杆13、与平移丝杆13相配合的平移丝母14，机械臂7与平移丝母14相连，在升降板12和安装支架9间设有升降导向组件，在机械臂7和升降板12间设有平移导向组件。安装支架9转动限位在箱体15的底部并在存取机械手和箱体15间设有旋转驱动装置，旋转驱动装置包括固定在箱体15上的旋转驱动电机、与旋转驱动电机的输出轴相连的主动齿轮16以及与主动齿轮16相啮合的固定在存取机械手中安装支架9上从动齿轮17，一个出物通道B和多个储盒通道组沿安装支架9的周向设置。在升降板12上设有与储物盒1相配套的暂存通道C。储盒通道A、出物通道B和暂存通道C可以是对称且间隙设置的两个L形板或者槽型板设置而成。

参见附图7-9，在存取驱动装置的驱动下机械臂7的运动过程如下。

储物盒取出动作过程：存取驱动装置驱动机械臂7自底部水平向前进入储盒通道A内直至夹持槽7-1位于限位块6下方，到位后再向上移动；在向上移动的过程中安装在机械臂7上的滚轮8与限位板3上的移动凸轮面接触并逐步将限位板3顶起，限位板3绕转轴2转动并远离限位块6从而失去了对储物盒1的限制；当机械臂7上升至限位块6高度时，机械臂7上的夹持槽7-1将限位块6的左右包住；随后驱动机械臂7水平向后回位，通过限位块6将储物盒1沿通道拉出至暂存通道C；机械臂7回位时限位板3在扭簧5的作用下使移动凸轮面始终与滚轮8相接触，直至复位后搭到定位轴4上。

储物盒放回动作过程：存取驱动装置驱动机械臂7带动储物盒1沿通道水平向前运行，行至限位板3时，沿限位板3的移动凸轮面进入，在机械臂7滚轮8的作用下限位板3沿转轴2旋转；储物盒1到位后，限位块6正位于限位板3下方；机械臂7向下移动，逐步脱离限位块6；限位板3在扭簧5的作用下使机械臂7到位前移动凸轮面始终与滚轮8相接触，机械臂7到位后，滚轮8对限位板3向上的力消失，限位板3复位，搭到支撑轴上；机械臂7向后回位。

参见附图1、2、11和12，在箱体15的存取口处设有安全门18以及配套的驱动安全门18打开和关闭存取口的安全门驱动装置。在箱体15的存取口处设有门框28，安全门18滑动限位在门框28内。门框28焊接在存取口位置的柜门上，可以加强其上的存取口机械强度。箱体15、安全门18、门框28均由高强度的符合相关认证标准的钢板加工而成。

上述的安全门驱动装置包括固定在箱体15上的安全门驱动电机20、固定在安全门驱动电机20的输出轴上的齿轮25以及固定在连接板29上的与齿轮25啮合的齿条24，齿条24的底部与连接板29相连。在箱体15上设置有齿轮轴26并且在箱体15与齿轮轴26间配套设有轴承座，齿轮轴26的一端与安全门驱动电机20相连。齿轮25固定在齿轮轴26上。在安全门驱动电机20的输出轴处设有电机制动器，用于形成对安全门18的保护，防止安全门18被外力打开。

在箱体15上、安全门18的下方设有门栓组件。门栓组件包括门栓19以及分别设置在门栓19两端的门栓限位板31。在门栓19上设有门栓挡块30。门栓19两端一直限位于门栓限位板31中。两个门栓限位板31起到对门栓19导向的作用。门栓限位板31还可以被替换为轴承座。

在安全门18上设有安全门挡块23以及与安全门驱动装置的驱动端相连的连接板29。安全门挡块23与门栓挡块30相互配合，通过错开或者上下重叠实现对安全门18的第二层防护。具体地，在门栓19上设有门栓销轴27，门栓销轴27位于门栓19的中部，门栓挡块30位于门栓销轴27的一侧或两侧（本实施例中门栓挡块30以门栓销轴27为中心对称设置有两个，安全门挡块23对应设置有两个）。在连接板29上设有在驱动装置的驱动下与门栓销轴27相配合驱动门栓19横向移动使在安全门18关闭存取口时门栓挡块30位于安全门挡块23的正下方、在安全门18打开存取口时门栓挡块30位于安全门挡块23的上方的驱动槽29-1。驱动槽29-1自上而下包括3个部分，即对门栓销轴27进行竖直导向的导向段、向斜下方延伸的驱动段以及竖直向的限位段。驱动段用于驱动门栓销轴27左右移动进行而使得门栓挡块30与安全门挡块23错开或者上下重叠。限位段则用于限定门栓销轴27左右移动以保证安全门18在关闭时门栓挡块30始终位于安全门挡块23正下方，防止安全门18被暴力移动。安全门挡块23位于驱动段上部的一侧，当安全门挡块23向上移动至与门栓挡块30平齐时开始驱动门栓挡块30向右移动。驱动段用于驱动门栓销轴27移动的距离应大于等于门栓挡块30与安全门挡块23间的距离。

更进一步的，在连接板29和安全门18间设有压簧组件，弹簧组件包括与安全门18相连的上限位板33、固定在连接板29底部的下限位板32、固定在上限位板33上并穿过下限位板32的压簧销轴21以及套装在压簧销轴21上并且两端位于下限位板32和上限位板33间的压簧22。通过设计压缩组件使得存取口关闭时压簧22向安全门18施加压力，进一步防止安全门18被外力打开。此时在安全门18上设有与连接板29相配合的滑道。

在具体使用时，参见附图11，存取口处于开启状态时，安全门18处于存取口下方，此时压簧22的力小于安全门18的重力。

当安全门18向上移动时过程如下：

安全门驱动电机20驱动齿轮轴26及齿轮25转动，使齿条24带动连接板29向上在安全门18上的滑道内滑动，同时门栓销轴27在驱动槽29-1的导向段内移动，门栓19保持打开状态；压簧22继续压缩至压簧22的力与安全门18重力相等时，齿条24与安全门18同时向上滑动；当安全门18完全闭合存取口时齿条24继续向上滑动，此时压簧22的力大于安全门18的重力，门栓销轴27进入驱动槽29-1的驱动段，门栓19向右滑动直至完全关闭，门栓销轴27进入驱动槽29-1的限位段，安全门驱动电机20上的电机制动器启动形成对安全门18的一次保护，此时的门栓挡块30与安全门挡块23上下完全重合，形成对安全门18的二次保护，安全门18闭合存取口及自锁过程完成（如附图12所示）。

当安全门18向下移动时过程如下：

初始状态时安全门18处于闭合存取口的状态，此时压簧22的力大于安全门18的重力。安全门18解锁及开启原理如下：电机制动器关闭，一次保护失效；安全门驱动电机20驱动齿轮轴26及齿轮25转动，使齿条24带动连接板29向下滑动，同时门栓销轴27脱离开限位段并在驱动段内移动，门栓19向左滑动直至完全打开，此时的门栓挡块30与安全门挡块23完全脱开，二次保护失效；齿条24继续向下滑动，当压簧22的力与安全门18重力相等时，齿条24与安全门18同时向下滑动，同时门栓销轴27在导向段内移动，门栓19保持打开状态；安全门18完全开启后停止滑动，为了卸掉压簧22的力，齿条24继续向下滑动，此时压簧22的力小于安全门18的重力，碰到限位块后，齿条24停止滑动，安全门18解锁及开启存取口过程完成。

上述存取口关闭状态时，安全门驱动电机20输出轴处的电机制动器对安全门18形成一次保护，安全门18向上关闭存取口时驱动门栓19向右移动对门栓销轴27的向下移动进行锁定同时安全门挡块23位于门栓挡块30上方对安全门18形成二次保护。

基于上述的终端，本发明还提供了一种物品自助交付终端的交付方法，包括以下步骤：

A、取件人通过网络预约并确认所要取出的物品，工作人员将上述将要被取出的物品放置于终端内空置的储物盒1中并向终端录入取件人信息。

对于小批量的预约，工作人员存放物品时，可以通过出物通道B单件存放，对于大批量的预约，也可以打开箱体内的后门批量存放。录入的取件人信息包括且不限于身份证信息、人脸信息以及二维码信息等。

B、取件人经终端上的身份识别模块进行身份识别，识别通过后，控制器控制存取机械手定位至与取件人信息相关联的储物通道一侧，然后控制存取机械手进入储物通道内解除限位组件对储物盒1限位并将储物盒1从储盒通道A内拿出并放置在出物通道B，存取口处的安全门18打开，待取件人取出物品后安全门18关闭存取口，存取机械手将出物通道B内的储物盒1放置在原储盒通道A并使储物盒1受限位组件的限位。

具体地，当身份识别通过后，存取驱动装置和旋转驱动装置同步驱动机械臂7升降和旋转使其定位至指定储物通道的一侧。之后存取驱动装置驱动机械臂7水平移动进入储物通道内解除限位给件对储物盒1的限位并将储物盒1从通道内移出并定位在平移导向组件的上方，然后存取驱动装置和旋转驱动装置同步驱动机械臂7升降和旋转使其定位至出口通道的一侧并通过存取驱动装置驱动机械臂7使储物盒1进入出物通道B。取件完成后，储物盒按照取件的反向运动轨迹放回原位并复位。

本发明的终端的应用场景可以是银行大堂，也可在机场等人流量密集场所。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (7)

1.一种物品自助交付终端，其特征在于，包括

箱体（15），具有一个出物通道和多个储盒通道组，每个储盒通道组包括沿所述箱体（15）内的高度方向均匀设置的多个储盒通道，每个储盒通道均配套设置有限位组件；

储物盒（1），通过限位组件限位在储盒通道内；

存取机械手，从指定储盒通道的一侧进入通道内解除所述限位组件对所述储物盒（1）限位并将所述储物盒（1）从所述储盒通道内拿出并放置在出物通道以及将出物通道内的储物盒（1）放置在原储盒通道并使储物盒（1）受所述限位组件的限位；

控制系统，设置在所述箱体（15）上，包括控制器以及与所述控制器相连的身份识别模块；

所述限位组件包括借助转轴（2）铰接在储盒通道的竖直侧壁上的限位板（3）、设置在竖直侧壁上的用于限定所述限位板（3）位置的定位轴（4）以及套装在所述转轴（2）上并且两端分别与所述限位板（3）和竖直侧壁相连的扭簧（5），在所述限位板（3）的内侧设有与竖直设置在储物盒（1）上的限位块（6）相配合的限位钩（3-1），在所述限位板（3）上设有与滚轮（8）相配合的移动凸轮面；

所述存取机械手包括机械臂（7）、设置在所述机械臂（7）自由端的与所述限位板（3）底面相配合的滚轮（8）以及驱动所述机械臂（7）移动使所述滚轮（8）与所述限位板（3）相接触解除限位板（3）对所述储物盒（1）的限位并使所述限位块（6）进入所述机械臂（7）中夹持槽（7-1）的存取驱动装置；

所述存取驱动装置包括设置在安装支架（9）上的受升降驱动电机驱动下的升降丝杆（10）、与所述升降丝杆（10）相配合的升降丝母（11）、与所述升降丝母（11）相固定的升降板（12）、设置在所述升降板（12）上的平移驱动电机驱动下的平移丝杆（13）、与所述平移丝杆（13）相配合的平移丝母（14），所述机械臂（7）与所述平移丝母（14）相连，在所述升降板（12）和所述安装支架（9）间设有升降导向组件，在所述机械臂（7）和所述升降板（12）间设有平移导向组件，在所述升降板（12）上设有与所述储物盒（1）相配套的暂存通道。

2.根据权利要求1所述的物品自助交付终端，其特征在于，所述安装支架（9）转动限位在所述箱体（15）的底部并在所述存取机械手和所述箱体（15）间设有旋转驱动装置，所述旋转驱动装置包括固定在所述箱体（15）上的旋转驱动电机、与所述旋转驱动电机的输出轴相连的主动齿轮（16）以及与所述主动齿轮（16）相啮合的固定在所述存取机械手中安装支架（9）上从动齿轮（17），一个出物通道和多个储盒通道组沿所述安装支架（9）的周向均匀设置。

3.根据权利要求1或2所述的物品自助交付终端，其特征在于：在所述箱体（15）的存取口处设有安全门（18）以及配套的驱动所述安全门（18）打开和关闭存取口的安全门驱动装置。

4.根据权利要求3所述的物品自助交付终端，其特征在于：在所述安全门（18）上设有安全门挡块（23）以及与所述安全门驱动装置的驱动端相连的连接板（29）；

在箱体（15）上、安全门（18）的下方设有门栓组件，在所述门栓组件中的门栓（19）上设有门栓挡块（30）和门栓销轴（27）；

在所述连接板（29）上设有在所述安全门驱动装置的驱动下与所述门栓销轴（27）相配合驱动所述门栓（19）横向移动使在安全门（18）关闭所述存取口时所述门栓挡块（30）位于所述安全门挡块（23）的正下方、在安全门（18）打开所述存取口时所述门栓挡块（30）位于所述安全门挡块（23）的上方的驱动槽（29-1）。

5.根据权利要求4所述的物品自助交付终端，其特征在于：所述门栓组件包括门栓（19）以及分别设置在所述门栓（19）两端的门栓限位板（31）。

6.根据权利要求4所述的物品自助交付终端，其特征在于：所述安全门驱动装置包括固定在所述箱体（15）上的安全门驱动电机（20）、固定在所述安全门驱动电机（20）的输出轴上的齿轮（25）以及固定在所述连接板（29）上的与所述齿轮（25）啮合的齿条（24），所述齿条（24）的底部与所述连接板（29）相连，在所述安全门驱动电机（20）的输出轴处设有电机制动器。

7.根据权利要求6所述的物品自助交付终端，其特征在于：在所述连接板（29）和所述安全门（18）间设有压簧组件，所述压簧组件包括与所述安全门（18）相连的上限位板（33）、固定在所述连接板（29）底部的下限位板（32）、固定在所述上限位板（33）上并穿过所述下限位板（32）的压簧销轴（21）以及套装在所述压簧销轴（21）上并且两端位于所述下限位板（32）和所述上限位板（33）间的压簧（22）。

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