CN111489502A - 一种无人化快递存取终端装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人化快递存取终端装置和方法，装置包括：开发板模块，用于在接收到无人机降落信息或用户身份信息后向对称布置的曲柄滑块机构发送两个连续的高电平，控制仓门打开；开发板模块，用于向控制储物台升降的滑轮组发送两个连续的高电平，使储物台上升至顶部；开发板模块，用于向滑轮组发送两个连续的低电平，储物台下降至底部后，开发板模块向曲柄滑块机构发送两个连续的低电平，仓门关闭。方法包括：存件实现过程、取件实现过程。本发明克服现有技术中存在的接收柜的包裹传送和分配装置较复杂、占地面积不灵活、不能实现无人机快递接收功能。

Description

一种无人化快递存取终端装置和方法

技术领域

本发明涉及快递自动化存取技术领域，尤其涉及一种无人化快递存取终端装置和方法。

背景技术

物流无人机是无人机技术的重要应用领域，将极大的方便人们的生活。自动化的无人机物流系统利用无人机代替人工投送货物，能够实现快速投递的自动化、无人化、信息化，提升快递投递的效率和服务质量。无人机在货物投递过程中，应确保货物安全，同时避免无人机伤害到地面人员，也避免地面人员损坏无人机。

现有技术中的物流无人机一般采用如下方式投递货物：

(1)无人机降落至地面投递。无人机降落至地面，自动释放货物，或由地面人员卸载货物，完成投递后，无人机起飞返航。此种投递方法的缺点在于，无人机降落在地面时，由于人与无人机有相互接触的机会，飞机容易受到地面人员有意或无意的损坏，且当人员操作不当，或者非工作人员，如路人、小孩、老人等接近无人机时，容易受到运转的无人机的伤害。另外，无人机降落对降落的地面平整度也有一定的要求。

(2)无人机空中抛投。无人机飞至投货地点上空，开启投递机构，完成货物投递，抛货过程无地面人员参与，具有较高的货物投递效率。空中抛投的方式虽然避免了人与飞机接触，但是货物在跌落时容易损坏，对货物的安全带来风险，限制了可投递的物品的种类。

物流快递行业快速发展，对送货的时效性要求越来越高，解决最后一公里送货响应速度也成为整个物流快递行业的难题。

使用无人机运送货物是未来物流快递行业一个必然趋势，如何在保证安全可靠的前提下使用无人机进行物流运输，是使用无人机送货的前提。无人机运送货物节省人力物力，快捷方便，特别是在交通系统不太发达，人口密度不大，日均运送量偏小的地区使用无人机代替人工运送可以有效降低物流成本。

申请号为201711342944.7，名称为一种无人机运输用多层快递接收柜及无人机快递配送方法的发明专利提出了一种用于接收无人机快递的接收柜，当无人机靠近快递接收柜时对应的单元活动柜自动打开，无人机降落将包裹或物件放置在对应单元活动柜内然后离开,单元活动柜收起完成操作。该接收柜操作简便，但是没有停机坪，无人机直接降落在伸出的单元活动柜上，对无人机的控制精度要求很高，安全性较低，仅适用于小型多旋翼无人机，且不能使用无人机取快递。

申请号为201420570415.8，名称为无人机快递接收柜的实用新型专利提出一种快递柜，包括基础部分、包裹传送部分、信号接收与包裹扫描部分和包裹分配机构。停机坪固定在传送带两侧，无人机停至停机坪将包裹卸下,由传送带将包裹送进接收柜中，通过机械臂将包裹分配到相应储物隔间。该接收柜停机坪在柜体两侧，只适用于小型无人机，且该接收柜的包裹传送和分配装置较复杂，不能灵活调整占地大小和形状。

申请号为201621220717.8，名称为便于无人机配送使用的快递柜的实用新型专利提出一种快递柜，无人机将包裹通过自动补货窗释放入快递柜内，快递柜内的机械手将包裹抓取并放入空闲格口中。该快递柜顶部开设自动补货窗便于无人机降落，提供了更智能化、自动化的补货方式，快递接收过程简便。但是该快递柜占地空间大、不能灵活调整占地大小和形状、不能使用无人机取快递。

申请号为201821331266.4，名称为无人机投递终端站及无人机投递系统的实用新型专利提出一种快递柜，无人机降落到起降平台，转运机构运输货物在存储格内存、取。操作液晶操作面板打开存储格，进行包裹异步存取，可适用于多用户使用。但缺点是不能灵活调整占地大小和形状。

综上，大型无人仓占地面积大，不适用于狭窄街道，存贮快递件近百件，对于快递数量较少的乡镇和规模小的小区而言比较浪费，成本高，前期投入大，维修不便。由于取件口较少，难以应对取件高峰期，存储快递时间长，造成资源浪费。

发明内容

本发明提供了一种无人化快递存取终端装置和方法，本发明克服现有技术中存在的接收柜的包裹传送和分配装置较复杂、占地面积不灵活、不能实现无人机快递接收功能，详见下文描述：

一种无人化快递存取终端装置，所述装置包括：

开发板模块，用于在接收到无人机降落信息或用户身份信息后向对称布置的曲柄滑块机构发送两个连续的高电平，控制仓门打开；

开发板模块，用于向控制储物台升降的滑轮组发送两个连续的高电平，使储物台上升至顶部；

开发板模块，用于向滑轮组发送两个连续的低电平，储物台下降至底部后，开发板模块向曲柄滑块机构发送两个连续的低电平，仓门关闭。

其中，所述曲柄滑块机构包括：电机、第一齿轮、第二齿轮、曲柄、滑块、连杆，

电机输出轴连接第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮与曲柄连接，曲柄通过铰链与连杆连接，连杆通过铰链与滑块连接。

进一步地，所述滑轮组包括：

大带轮与小带轮固定在连接行星减速器的电机输出轴上，大带轮固定尼龙绳依次经过转轴、定滑轮组、第二动滑轮组以及第一动滑轮组并最终固定在支架上；

第一动滑轮组与第二动滑轮组分别固定在储物台的两端；小带轮固定另一尼龙绳采用相反绕制依次经过第二定滑轮、第一定滑轮并最终固定在配重块上。

一种无人化快递存取方法，所述方法包括以下步骤：

一、存件实现过程：

开发板模块计算无人机坐标，指引无人机降落在存取终端，开发板模块控制对称布置曲柄滑块机构运动打开仓门，控制储物台升降的滑轮组运动使储物平台上升接收快递，控制储物台升降的滑轮组运动使储物平台下降存储快递，控制曲柄滑块机构运动关闭仓门；

二、取件实现过程：

用户或无人机通过开发板模块的身份识别后，开发板模块控制曲柄滑块机构运动打开仓门，控制储物台升降的滑轮组运动使储物平台上升供用户或无人机取走快递，之后滑轮组运动使储物平台下降，控制曲柄滑块机构运动关闭仓门。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

1、本发明仅存有一至两件快递，不会出现高峰期终端装置用户使用智能屏需要排队的现象，体积小，适应范围广，可在庭院、街道旁安放；本发明可以适应当地快递流量，成本低，前期投放容易，便于维修；

2、本发明可以作为最后一百米的即时配送方案，利用无人机投递终端站与用户直接进行即时邮件的收发操作，快递不必过久存放在终端装置内，提高了终端装置的利用率；

3、本发明的无人机与无人机终端装置相互配合，不仅避免人与无人机的接触，也避免了货物的损坏；

4、本发明实现了无人值守的物品投递，并且实现无人机与终端站的有序交接，可适用于送件运输也适用于取件运输，实现各步骤的全自动无人操作，且安全有序，方便、安全、快捷。

附图说明

图1为无人机接驳驿站示意图；

图2为开发板模块示意图；

图3为OPEN MV4 CAM M7开发板总成示意图；

图4为曲柄滑块机构示意图1；

图5为曲柄滑块机构示意图2；

图6为控制储物台升降的滑轮组示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

一种无人化快递存取终端装置，参见图1，主要由：完成身份识别、无线通讯、与机构控制的开发板模块1，控制仓门开闭的对称布置曲柄滑块机构2，以及控制储物台升降的滑轮组3组成。开发板模块1在接收到无人机降落信息或者用户身份信息后向对称布置曲柄滑块机构2发送两个连续的高电平，使仓门完全打开后开发板模块1向控制储物台升降的滑轮组3发送两个连续的高电平，使储物台上升至顶部，接收快递或快递取走后开发板模块1向控制储物台升降的滑轮组3发送两个连续的低电平，储物台下降至底部后向对称布置曲柄滑块机构2发送两个连续的低电平，仓门关闭。

参见图2，开发板模块包括：开发板保护外壳11、OPEN MV4 CAM M7开发板总成12、MFRC-523射频芯片13。MFRC-523射频芯片13可识别第二代身份证、做身份核实方式。

参见图3，OPEN MV4 CAM M7开发板总成12包括摄像头121、开发板电路板122、开发板支架123。摄像头121捕获用户图像，信息交由开发板电路板122处理进行面容识别，作为另一身份核实途径。同时，开发板电路板122还肩负与无人机信息交流功能以及控制对称布置曲柄滑块机构2与控制储物台升降的滑轮组3的运动。

参见图4，对称布置曲柄滑块机构2包括：型号为57BYG250B的电机21、M1.5 16齿齿轮22，M1.5 46齿齿轮23。

参见图5，对称布置曲柄滑块机构2还包括：曲柄24、滑块25、连杆26。型号为57BYG250B的电机21输出轴连接M1.5 16齿齿轮22，M1.5 16齿齿轮22与M1.5 46齿齿轮23啮合，M1.5 46齿齿轮23与曲柄24连接，曲柄24通过铰链与连杆26连接，连杆26通过铰链与滑块25连接，滑块25即仓门。曲柄连杆机构2采用对称布置，可以实现仓门对称、同步打开。

其中，参见图6，控制储物台升降的滑轮组3包括定滑轮组301、第一定滑轮302、支架303、配重块304、储物台305、第一动滑轮组306、第二动滑轮组307、连接57PX行星减速器的57BYG250B的电机308、大带轮309、小带轮310、转轴311、第二定滑轮312(地面)。

大带轮309与小带轮310固定在连接57PX行星减速器的57BYG250B的电机308输出轴上，大带轮309固定尼龙绳依次经过转轴311、定滑轮组301、第二动滑轮组307以及第一动滑轮组306并最终固定在支架303上，其中第一动滑轮组306与第二动滑轮组307分别固定在储物台305的两端；小带轮310固定另一尼龙绳采用相反绕制依次经过第二定滑轮312、第一定滑轮302并最终固定在配重块304上，这样的方法可以减轻连接57PX行星减速器的57BYG250B的电机306的负载。

实施例2

一种无人化快递存取方法，该方法包括以下步骤：

一、存件实现过程：

无人机携带快递抵达存取终端装置附近，无人机上的通讯装置与存取终端开发板模块1进行信息交流，开发板模块中的开发板电路板122计算无人机坐标，指引无人机准确降落在存取终端后，开发板模块1控制对称布置曲柄滑块机构2运动打开仓门，控制储物台升降的滑轮组3运动使储物平台304上升接收快递，之后控制储物台升降的滑轮组3运动使储物平台304下降存储快递，控制对称布置曲柄滑块机构2运动关闭仓门。

具体为：开发板模块1中的开发板电路板122同时向对称布置曲柄滑块机构2中的型号为57BYG250B的电机21发送连续的两个高电平，型号为57BYG250B的电机21正转，使曲柄滑块机构2中的曲柄24旋转120°，仓门打开；开发板模块1中的开发板电路板122同时向控制储物台升降的滑轮组3中的连接57PX行星减速器的57BYG250B的电机306发送两个连续的高电平，连接57PX行星减速器的57BYG250B的电机306正转，电机306上连接的大带轮309和小带轮310同向旋转，由于大带轮309与小带轮310上尼龙绳绕制不同，导致大带轮309通过线传动使储物台305上升，小带轮310通过线传动使配重块304上升，储物台305接收快递，此举可以减轻连接57PX行星减速器的57BYG250B的电机306的负载。无人机脱离快递后，开发板模块1中的开发板电路板122同时向控制储物台升降的滑轮组3中的连接57PX行星减速器的57BYG250B的电机306发送两个连续的低电平，连接57PX行星减速器的57BYG250B的电机306反转，大带轮309与小带轮310同时反向旋转，通过线传动使储物台305下降，配重块304上升，之后开发板模块1中的开发板电路板122同时向对称布置曲柄滑块机构2中的型号为57BYG250B的电机21发送连续的两个低电平，型号为57BYG250B的电机21反转，曲柄24反向旋转120°，仓门关闭，完成存件过程。

二、取件实现过程：

用户或者无人机通过开发板模块1的身份识别后，开发板模块1控制对称布置曲柄滑块机构2运动打开仓门，控制储物台升降的滑轮组3运动使储物平台304上升供用户或无人机取走快递，之后控制储物台升降的滑轮组3运动使储物平台304下降，控制对称布置曲柄滑块机构2运动关闭仓门。

具体为：开发板模块1中的开发板电路板122同时向对称布置曲柄滑块机构2中的型号为57BYG250B的电机21发送连续的两个高电平，型号为57BYG250B的电机21工作，使曲柄滑块机构2中的曲柄24旋转120°，仓门打开；开发板模块1中的开发板电路板122同时向控制储物台升降的滑轮组3中的连接57PX行星减速器的57BYG250B的电机306发送两个连续的高电平，连接57PX行星减速器的57BYG250B的电机306工作，电机306上连接的大带轮309和小带轮310同向旋转，小带轮310通过线传动使配重块304下降，大带轮309通过线传动使储物台305升起，待用户取走快递后开发板模块1中的开发板电路板122同时向控制储物台升降的滑轮组3中的连接57PX行星减速器的57BYG250B的电机306发送两个连续的低电平，连接57PX行星减速器的57BYG250B的电机306反转，大带轮309与小带轮310同时反向旋转，小带轮310通过线传动使配重块304上升，小带轮310通过线传动使储物台305下降，随后开发板模块1中的开发板电路板122同时向对称布置曲柄滑块机构2中的型号为57BYG250B的电机21发送连续的两个低电平，型号为57BYG250B的电机21反转，曲柄24反向旋转120°，仓门关闭，完成取件过程。

本发明实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无人化快递存取终端装置，其特征在于，所述装置包括：

开发板模块，用于在接收到无人机降落信息或用户身份信息后向对称布置的曲柄滑块机构发送两个连续的高电平，控制仓门打开；

开发板模块，用于向控制储物台升降的滑轮组发送两个连续的高电平，使储物台上升至顶部；

开发板模块，用于向滑轮组发送两个连续的低电平，储物台下降至底部后，开发板模块向曲柄滑块机构发送两个连续的低电平，仓门关闭。

2.根据权利要求1所述的一种无人化快递存取终端装置，其特征在于，所述曲柄滑块机构包括：电机、第一齿轮、第二齿轮、曲柄、滑块、连杆，

电机输出轴连接第一齿轮，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮与曲柄连接，曲柄通过铰链与连杆连接，连杆通过铰链与滑块连接。

3.根据权利要求1所述的一种无人化快递存取终端装置，其特征在于，所述滑轮组包括：

大带轮与小带轮固定在连接行星减速器的电机输出轴上，大带轮固定尼龙绳依次经过转轴、定滑轮组、第二动滑轮组以及第一动滑轮组并最终固定在支架上；

第一动滑轮组与第二动滑轮组分别固定在储物台的两端；小带轮固定另一尼龙绳采用相反绕制依次经过第二定滑轮、第一定滑轮并最终固定在配重块上。

4.一种无人化快递存取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

一、存件实现过程：

开发板模块计算无人机坐标，指引无人机降落在存取终端，开发板模块控制对称布置曲柄滑块机构运动打开仓门，控制储物台升降的滑轮组运动使储物平台上升接收快递，控制储物台升降的滑轮组运动使储物平台下降存储快递，控制曲柄滑块机构运动关闭仓门；

二、取件实现过程：

用户或无人机通过开发板模块的身份识别后，开发板模块控制曲柄滑块机构运动打开仓门，控制储物台升降的滑轮组运动使储物平台上升供用户或无人机取走快递，之后滑轮组运动使储物平台下降，控制曲柄滑块机构运动关闭仓门。

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