CN112386019A - 一种用于无人机快递的自动化快递接收柜 - Google Patents

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Abstract

一种用于无人机快递的自动化快递接收柜，其有一个双层的柜体，每层柜体都由快递接收单元、快递储存单元等待区、快递储存单元和操作控制单元组成，且上下两层的柜体结构相同；快递接收单元的出口有一个可以挡住两层快递接收单元出口的自动门；下层快递接收单元的出口连接着一个停机坪；上层快递接收单元的出口连接着一个遮雨棚；而操作控制单元则处在快递接收单元和快递储存单元等待区的外侧，操作控制机构的活动推杆则可伸到快递接收单元和快递储存单元等待区的内部；操作控制单元的内部则装有快递接收柜的PLC控制器及微处理器、驱动电路及电磁阀等外围电气元件。本发明的有益效果是：快递箱从输送到接收的全过程实现了自动化无人操作。

Description

一种用于无人机快递的自动化快递接收柜
技术领域
本发明涉及快递自动化技术领域，具体涉及一种用于无人机快递的自动化快递接收柜。
背景技术
无人机运输快递是当今物流开发应用的热门方向。很多专利文献都提出了相应配套的无人机快递接收柜。这些专利文献很好地阐明了无人机输送快递至快递接收柜的过程，以及快递接收柜处理快递和顾客拿取快递的过程。但从未具体的介绍过在雨雪天时，怎样使无人机与快递接收柜在传送包裹时不被雨雪淋湿；以及易碎、易损的快递包裹从无人机上投递到快递接收柜的过程中如何避免损坏；对于如何在无人机与快递接收柜的包裹传送过程中的信息保密问题也未交待清楚，而且对于快递接收柜的适用场所、安装难度等相关技术均未进行详细的说明。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于无人机快递的自动化快递接收柜；其可以自动化的进行快递包裹的接收和储存；很好的解决了快速包裹在传输的过程中防止雨雪侵袭的问题；以及安全的快递包裹传送方式和信息保密方式。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于无人机快递的自动化快递接收柜，其特征在于，该快递接收柜有一个双层的柜体，每层柜体都由快递接收单元、快递储存单元等待区、快递储存单元和操作控制单元组成，且上下两层的柜体结构相同；在上下两层的快递接收单元的出口有一个可以遮挡住两层快递接收单元出口的自动门；下层快递接收单元的出口下沿连接着一个停机坪；上层快递接收单元的出口上沿连接着一个遮雨棚；而操作控制单元则处在快递接收单元和快递储存单元等待区的外侧，操作控制机构的活动推杆则可伸到快递接收单元和快递储存单元等待区的内部；操作控制单元的内部则装有快递接收柜的PLC控制器及微处理器、驱动电路及电磁阀等外围电气元件。
所述的遮雨棚上设有三个竖立的可伸缩气缸，可伸缩气缸的活动推杆可以向下伸出，插入到降落在停机坪上的快递无人机机身上的三个固定孔中，将快递无人机加以固定；遮雨棚上还设有一个红外接收器，用以接收快递无人机靠近快递接收柜时所发射的红外信号。
所述的每层上的快递储存单元都有一扇箱门，箱门上装有电子门锁及液晶显示屏和一个摄像头，电子门锁及液晶显示屏和摄像头由PLC控制器及其驱动电路进行控制。
所述的快递接收单元前部的自动门为两扇平开门，门扇由电动斜曲柄摇杆机构及电子锁进行开启及关合控制；在快递接收单元后部的操作控制单元里装有一个旋转叶伸缩气缸，当旋转叶伸缩气缸的推杆伸到快递无人机中的快递箱上的孔中时，旋转叶伸缩气缸其内部的控制电路自动接通，从而使其旋转叶自动旋出，钩住快递箱的箱体；随后，在PLC程序的控制下，旋转叶伸缩气缸的推杆退回，并带动快递箱的箱体退回而进入到快递接收单元中；在快递接收单元侧面的操作控制单元里装有一个可伸缩气缸，可伸缩气缸的推杆可伸到快递接收单元中，推动快递箱箱体，使其进入到快递储存单元等待区；在快递储存单元等待区后部的操作控制单元里也装有一个可伸缩气缸，可伸缩气缸的推杆可伸到快递储存单元等待区中，推动快递箱进入到快递储存单元的箱体中；快递接收单元的箱体内侧底部设有两条U型槽导轨及限位开关。
所述的快递箱是一个前面带门的长方形扁箱体，箱体的顶部带有两条纵向滑道槽，箱体的底部对应滑道槽的位置上装有四个滑轮，箱体的后壁正中开有一个气缸牵拉孔，用于旋转叶伸缩气缸的旋转叶伸进里面并钩住箱体；箱体的门上设有一个开箱按钮及门把手，快递箱的箱门由不锈钢铰链联接到快递箱的箱体上。
所述的快递储存单元等待区及快递储存单元的箱体里还设有限位开关，以指示快递箱的箱体的运行位置并发送控制信号给PLC控制器。
所述的快递储存单元可以是一组(包括上下两层)，也可以是两组或两组以上；相应的限位开关也可以是一组，或两组及两组以上；操作控制单元里配套的可伸缩气缸也可以是一组(两只)，或两组及两组以上。
所述的快递接收单元还设有充电电路，以便于给快递无人机进行充电。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明的用于无人机快递的自动化快递接收柜，可以使与之配套的快递无人机从快递箱输送到接收的全过程实现自动化无人操作，且该快递接收柜体积小巧，易于安装和布置，有利于解决顾客随时就近拿取快递的问题；
2.本发明的快递接收柜有效地减少了快递包裹的磨损和破碎等问题，以及快递信息的保密问题；而且能够适应雨雪天等相对恶劣的气候环境；并可有效地避免快递在运输过程中漏件、丢件等现象的发生；
3.本发明的无人机停靠稳固装置提高了无人机的停靠稳定性，其接收柜中导轨滑轮的设计以及气缸推动快递箱的机械运动方式，有效避免了快递箱在机器内部出现卡死的现象；同时接收柜的内部设置有充电器，便于无人机的充电续航，使之能够持续的工作。
附图说明
图1是本发明的用于无人机快递的自动化快递接收柜外部结构示意图；
图2是本发明的快递箱的整体结构示意图；
图3是图1圈中的接收柜局部的内部结构示意图。
图中：1-可伸缩气缸(共三个)，2-遮雨棚，3-自动门，4-电子锁，5-不锈钢铰链，6-快递接收单元，7-电动斜曲柄摇杆机构，8-停机坪，9-电子门锁，10-液晶显示屏，11-U型槽，12-快递箱按钮，13-快递箱，14-快递箱门把手，15-滑轮(共四个)，16-不锈钢铰链，17-气缸牵拉孔，18-箱门，19-不锈钢铰链，20-限位开关(上层快递储存单元箱)，21-快递储存单元，22-导轨，23-限位开关(下层快递储存单元箱)，24-快递储存单元等待区，25-限位开关(下层快递储存单元等待区)，26-限位开关(下层快递接收单元)，27-限位开关(上层快递储存单元等待区)，28-可伸缩气缸，29-限位开关(上层快递接收单元)，30-旋转叶伸缩气缸，31-可伸缩气缸，32-操作控制单元，
具体实施方式
下面结合附图对本发明的用于无人机快递的自动化快递接收柜的具体结构作进一步的详细说明。
如图1～图3所示，是本发明的用于无人机快递的自动化快递接收柜的结构示意图。
该用于无人机快递的自动化快递接收柜，有一个双层的柜体，每层柜体都由快递接收单元6、快递储存单元等待区24、快递储存单元21和操作控制单元32组成，且上下两层的柜体结构相同；在上下两层的快递接收单元6的出口有一个可以遮挡住两层快递接收单元6出口的自动门3；下层快递接收单元6的出口下沿连接着一个停机坪8；上层快递接收单元6的出口上沿连接着一个遮雨棚2；而操作控制单元32则处在快递接收单元6和快递储存单元等待区24的外侧，操作控制机构的活动推杆则可伸到快递接收单元6和快递储存单元等待区24的内部；操作控制单元32的内部则装有快递接收柜的PLC控制器及微处理器、驱动电路及电磁阀等外围电气元件。
所述的遮雨棚2上设有三个竖立的可伸缩气缸1，可伸缩气缸1的活动推杆可以向下伸出，插入到降落在停机坪上的快递无人机机身上的三个固定孔中，将快递无人机加以固定；遮雨棚2上还设有一个红外接收器，用以接收快递无人机靠近快递接收柜时所发射的红外信号。
所述的每层上的快递储存单元21都有一扇箱门18，箱门18用不锈钢铰链19固定在箱体上，箱门18上装有电子门锁9及液晶显示屏10和一个摄像头，电子门锁9及液晶显示屏10和摄像头由PLC控制器及其驱动电路进行控制。
所述的快递接收单元6前部的自动门3为两扇平开门，门扇由不锈钢铰链5固定在快递接收单元的箱体上，并由电动斜曲柄摇杆机构7及电子锁4进行开启及关合控制；在快递接收单元6后部的操作控制单元32里装有一个旋转叶伸缩气缸30，当旋转叶伸缩气缸30的推杆伸到快递无人机中的快递箱13上的气缸牵拉孔17中时，旋转叶伸缩气缸30其内部的控制电路自动接通，从而使其旋转叶自动旋出，钩住快递箱13的箱体；随后，在PLC程序的控制下，旋转叶伸缩气缸30的推杆退回，并带动快递箱13的箱体退回而进入到快递接收单元6中；在快递接收单元6侧面的操作控制单元32里装有一个可伸缩气缸31，可伸缩气缸31的推杆可伸到快递接收单元6中，推动快递箱13的箱体，使其进入到快递储存单元等待区24；在快递储存单元等待区24后部的操作控制单元32里也装有一个可伸缩气缸28，可伸缩气缸28的推杆可伸到快递储存单元等待区24中，推动快递箱13的箱体进入到快递储存单元21的箱体中；快递接收单元6的箱体内侧底部设有两条U型槽导轨及限位开关26和29。
所述的快递箱13有一个前面带门的长方形扁箱体，箱体的顶部带有两条纵向U型槽滑道11，箱体的底部对应滑道11的位置上装有四个滑轮15，箱体的后壁正中开有一个气缸牵拉孔17，用于旋转叶伸缩气缸30的旋转叶伸进里面并钩住箱体；箱体的门上设有一个开箱按钮12及门把手14，快递箱13的箱门由不锈钢铰链16联接到快递箱13的箱体上。
所述的快递储存单元等待区24及快递储存单元21的箱体里还设有限位开关20、23、25和27，以指示快递箱13的箱体的运行位置并发送控制信号给PLC控制器。
所述的快递储存单元21可以是一组(包括上下两层)，也可以是两组或两组以上；相应的限位开关20和23、25和27也可以是一组，或两组及两组以上；操作控制单元32里配套的可伸缩气缸28也可以是一组(两只)，或两组及两组以上。
所述的快递接收单元6还设有充电电路，以便于给快递无人机进行充电。
本发明的用于无人机快递的自动化快递接收柜的工作过程是这样的：首先，当快递无人机即将降落到快递接收柜的停机坪8时，快递接收柜中的红外接收器会收到快递无人机上发出的红外信号；接着，由快递接收柜中的PLC控制器事先编好的控制程序，在收到快递无人机的红外信号后会给操作控制单元32中的电磁阀一个指令，电磁阀会打开安装在遮雨棚2上的三个可伸缩气缸1，可伸缩气缸1会伸出推杆至快递无人机机身的三个固定孔中，将快递无人机加以固定。这一固定措施提高了快递无人机与快递接收柜之间的搭接稳定性，大大地减少了一些易碎、易损快递件破损现象。快递无人机被固定以后，由PLC控制器先将电子锁4打开，再将快递接收单元6的自动门(单扇门呈直角梯形)3通过电动斜曲柄摇杆机构7和不锈钢铰链5自动打开，且与快递无人机上相对应的自动门(单扇门呈直角梯形)无缝接合，该设计的好处有两点：1.当两扇门分别对应接合后，此时快递无人机与快递接收柜之间会形成相应的密封通道(上下左右分别为：遮雨棚2、停机坪8、两扇自动平开门组成的左右封闭隔断)，保证了无人机在向快递接收柜传送快递箱13时保证了快递信息不会泄露；2.用密封的方式传送快递箱13降低了人为破坏的概率；接着PLC控制器会将快递接收柜中操作控制单元32内的旋转叶伸缩气缸30打开，其推杆会自动伸出，当伸至快递无人机中的快递箱13上的气缸牵引孔17内时，旋转叶伸缩气缸30内部的电路会被自动接通，从而使得旋转叶自动旋出，钩住气缸牵引孔17，然后旋转叶伸缩气气缸30会退回，并带着快递箱13退回到快递接收单元6内。快递箱13的底部的四个滑轮15进入到快递接收单元6底板上的U型槽导轨里。下一步，PLC控制器将一个延时继电器设定好一个相应的延时等待时间(设置的时间是快递箱13到达快递接收单元6的时间)，到时后，PLC控制器会打开一个电磁阀而使可伸缩气缸31工作，可伸缩气缸31的推杆顶着快递箱13往前推，于是快递箱13便会被推至限位开关27所限定的位置，即对应快递箱13指定的快递储存单元等待区24，此时的可伸缩气缸31便不会再向前伸长，而是根据PLC控制器指令往回退缩，直至缩回到原来的位置。同样，PLC控制器会将另一个延时继电器设定好相应的延长等待时间(设置的时间是快递箱13到达快递储存单元等待区24的时间)，到时间以后，PLC控制器会驱动另一个电磁阀打开可伸缩气缸28，可伸缩气缸28的推杆会顶着快递箱13往前推，使其进入到限位开关20所限定的位置时，即对应快递储存单元指定的快递箱位置时，此时的可伸缩气缸28便不再向前伸长，而是根据PLC控制器的指令往回退缩，直至缩到原来的位置。最后，当快递箱13已到达指定的快递储存单元的箱体里时，PLC控制器会控制一个信号发射器给后台总数据端发射快递就位的信号，与此同时后台总数据端会给顾客发送一个快递已到达及对应的快递柜箱号的信息，接下来，顾客只需凭手机到快递接收柜的液晶显示屏10上扫描二维码则可打开快递接收柜的柜门，再按下快递箱13上的启动按钮12则可以打开快递箱13而取走自己的快递包裹。当然，快递接收柜上也会附带设有监控摄像头、接收柜损坏自动报警器等装置，以应对意外的状况发生。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明的用于无人机快递的自动化快递接收柜，可以使与之配套的快递无人机从快递箱输送到接收的全过程实现了自动化无人操作，且该款快递接收柜体积小巧，易于安装和布置，有利于解决顾客随时就近拿取快递的问题；
2.本发明的快递接收柜有效地减少了快递包裹的磨损和破碎等问题，以及快递信息的严格保密问题；而且能够适应雨雪天等相对恶劣的气候环境；并可有效地避免快递在运输过程中漏件、丢件等现象的发生；
3.本发明的无人机停靠稳固装置提高了无人机的停靠稳定性，其接收柜中导轨滑轮的设计以及气缸推动快递箱的机械运动方式，有效避免了快递箱在机器内部出现卡死的现象；同时接收柜的内部设置有充电器，便于无人机的充电续航，使之能够持续的工作。

Claims (8)

1.一种用于无人机快递的自动化快递接收柜，其特征在于，该快递接收柜有一个双层的柜体，每层柜体都由快递接收单元、快递储存单元等待区、快递储存单元和操作控制单元组成，且上下两层的柜体结构相同；在上下两层的快递接收单元的出口有一个可以遮挡住两层快递接收单元出口的自动门；下层快递接收单元的出口下沿连接着一个停机坪；上层快递接收单元的出口上沿连接着一个遮雨棚；而操作控制单元则处在快递接收单元和快递储存单元等待区的外侧，操作控制机构的活动推杆则可伸到快递接收单元和快递储存单元等待区的内部；操作控制单元的内部则装有快递接收柜的PLC控制器及微处理器、驱动电路及电磁阀等外围电气元件。
2.根据权利要求1所述的一种用于无人机快递的自动化快递接收柜，其特征在于，所述的遮雨棚上设有三个竖立的可伸缩气缸，可伸缩气缸的活动推杆可以向下伸出，插入到降落在停机坪上的快递无人机机身上的三个固定孔中，将快递无人机加以固定；遮雨棚上还设有一个红外接收器，用以接收快递无人机靠近快递接收柜时所发射的红外信号。
3.根据权利要求1所述的一种用于无人机快递的自动化快递接收柜，其特征在于，所述的每层上的快递储存单元都有一扇箱门，箱门上装有电子门锁及液晶显示屏和一个摄像头，电子门锁及液晶显示屏和摄像头由PLC控制器及其驱动电路进行控制。
4.根据权利要求1所述的一种用于无人机快递的自动化快递接收柜，其特征在于，所述的快递接收单元前部的自动门为两扇平开门，门扇由电动斜曲柄摇杆机构及电子锁进行开启及关合控制；在快递接收单元后部的操作控制单元里装有一个旋转叶伸缩气缸，当旋转叶伸缩气缸的推杆伸到快递无人机中的快递箱上的孔中时，旋转叶伸缩气缸其内部的控制电路自动接通，从而使其旋转叶自动旋出，钩住快递箱的箱体；随后，在PLC程序的控制下，旋转叶伸缩气缸的推杆退回，并带动快递箱的箱体退回而进入到快递接收单元中；在快递接收单元侧面的操作控制单元里装有一个可伸缩气缸，可伸缩气缸的推杆可伸到快递接收单元中，推动快递箱箱体，使其进入到快递储存单元等待区；在快递储存单元等待区后部的操作控制单元里也装有一个可伸缩气缸，可伸缩气缸的推杆可伸到快递储存单元等待区中，推动快递箱进入到快递储存单元的箱体中；快递接收单元的箱体内侧底部设有两条U型槽导轨及限位开关。
5.根据权利要求4所述的一种用于无人机快递的自动化快递接收柜，其特征在于，所述的快递箱是一个前面带门的长方形扁箱体，箱体的顶部带有两条纵向滑道槽，箱体的底部对应滑道槽的位置上装有四个滑轮，箱体的后壁正中开有一个气缸牵拉孔，用于旋转叶伸缩气缸的旋转叶伸进里面并钩住箱体；箱体的门上设有一个开箱按钮及门把手，快递箱的箱门由不锈钢铰链联接到快递箱的箱体上。
6.根据权利要求4所述的一种用于无人机快递的自动化快递接收柜，其特征在于，所述的快递储存单元等待区及快递储存单元的箱体里还设有限位开关，以指示快递箱的箱体的运行位置并发送控制信号给PLC控制器。
7.根据权利要求1所述的一种用于无人机快递的自动化快递接收柜，其特征在于，所述的快递储存单元可以是一组(包括上下两层)，也可以是两组或两组以上；相应的限位开关也可以是一组，或两组及两组以上；操作控制单元里配套的可伸缩气缸也可以是一组(两只)，或两组及两组以上。
8.根据权利要求1所述的一种用于无人机快递的自动化快递接收柜，其特征在于，所述的快递接收单元还设有充电电路，以便于给快递无人机进行充电。
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