CN112529495A - 一种小区物流配送方法及机器人 - Google Patents

Abstract

一种小区物流配送方法及机器人，涉及物流机器人技术领域，包括如下步骤：步骤1、将各个小区的快件分别存放在不同的机器人内，并将所有参加配送的机器人装在配送车内；步骤2、到达小区门口后，将对应小区的机器人从配送车内取出；步骤3、机器人对丰巢柜的位置进行智能搜索；步骤4、在快递员的陪护下，机器人将货物运输至丰巢柜；步骤5、快递员完成配送。本发明通过对小区物流配送方法的改进，可以提高小区物流配送的效率，降低快递员的工作量，避免配送过程中的失误，使小区业主的快件得到妥善保护。

Description

一种小区物流配送方法及机器人

技术领域

本发明涉及物流机器人技术领域，具体涉及一种小区物流配送方法及机器人。

背景技术

目前，小区内物流配送多是通过配送车，配送车在配送前将多个小区的快件堆放在车厢内，到达小区后，快递员又通过翻找分拣找出该小区的快件，通过手抱、肩扛、或者用大袋子装的方式将快件一次性或分批的方式运到小区内，再将快件存入丰巢。

现有的方式存在很多缺陷，比如，快件堆放在一起很难查找，浪费了大量的人力和时间，有时候由于堆放时用力不当，也会导致快件损坏，另外，由于查找困难，会造成有时候漏掉相关小区的快件，还需要额外花时间再次投递的问题，最重要的是，这种方式很消耗体力，快递员一天配送多个小区会导致身体透支。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供了一种小区物流配送方法及机器人，通过对传统配送方式的改进提高工作效率，降低劳动强度，改善配送效果。

为解决上述问题，本发明技术方案为：

一种小区物流配送方法，包括如下步骤：步骤1、将各个小区的快件分别存放在不同的机器人内，并将所有参加配送的机器人装在配送车内；步骤2、到达小区门口后，将对应小区的机器人从配送车内取出；步骤3、机器人对丰巢柜的位置进行智能搜索；步骤4、在快递员的陪护下，机器人将货物运输至丰巢柜；步骤5、快递员完成配送。

优选的，所述的步骤3中，所述的智能搜索包括第一目标搜索，所述的第一目标指的是小区门；还包括第二目标搜索，所述的第二目标指的是小区内的丰巢柜。

优选的，所述的步骤4中，所述的机器人将货物运输至丰巢柜的方式包括爬台阶模式和避障前进模式，上述两种方式可通过自动控制的形式实施或者通过快递员手动控制实施。

优选的，所述的机器人包括运输箱体、设于运输箱体底部的前脚和后脚、设于运输箱体前端面下部的红外传感器、设于运输箱体前端上部的视觉传感器、控制单元、蓄电池、转向机构、驱动机构、控制面板、电源开关、及设于运输箱体下端面中部的倾角传感器，所述的控制单元包括相互电连的控制器和存储器，所述的视觉传感器、红外传感器、倾角传感器分别与控制器信号连接，所述的存储器内存储有小区门、路、台阶、丰巢柜、门卫室、人或动物、障碍物的图像信息，所述的控制面板配置为可控制控制器的执行模式，所述的执行模式包括手动模式和自动模式，所述的电源开关用于控制控制器的启动及给机器人通电，所述的前脚通过驱动机构移动，所述的后脚为从动脚，所述的蓄电池分别与控制器、转向机构、驱动机构、控制面板、视觉传感器、红外传感器、倾角传感器电性连接。

优选的，所述的运输箱体设有箱门，在箱门的外表面设有小区标识牌，所述的箱门通过电磁锁锁定，打开箱门可敞开全部的箱体内腔，所述的箱体内腔包括由多个横板和竖板分隔成的储物空间、以及位于储物空间下方工作空间，所述的工作空间由最下一层的横板、及箱体内腔底板和侧板围合而成，在工作空间内还设有分隔板，所述的分隔板将工作空间分隔成控制单元室、蓄电池室、以及转向机构室，所述的控制单元固定设于控制单元室内，所述的蓄电池设于蓄电池室内，所述的转向机构室内设有用以控制前脚转向的转向机构，所述的电磁锁与控制器电性连接。

优选的，所述的驱动机构包括双轴电机，所述的前脚包括第一电动缸、第一推力轴承、连接件、环形固定座、以及脚掌组件，所述的第一电动缸的固定端可转动的穿过箱体内腔底部，并进入到转向机构室内、并通过第一推力轴承与转向机构室的顶部连接，所述的第一电动缸的伸缩端通过连接件固定连接有第一竖杆，所述的第一竖杆的底端与环形固定座的顶端固定连接，所述的环形固定座内设有双轴电机，在双轴电机的输出轴的两端连接脚掌组件，所述的脚掌组件包括连杆，所述的连杆的一端与双轴电机的输出轴的外壁表面固定连接，另一端连接有弧形的脚掌，所述的脚掌组件有3组，分别间隔120°绕双轴电机的输出轴的轴线均匀排列，所述的第一电动缸、双轴电机分别与控制器电性连接。

优选的，所述的后脚包括第二电动缸、第二推力轴承、轴承座、第一径向轴承、横轴、以及转轮，所述的第二电动缸的固定端与运输箱体的下端面后部固定连接，伸缩端通过第二推力轴承连接有第二竖杆，所述的第二竖杆的底部与轴承座的顶端固定连接，所述的轴承座内设有第一径向轴承，所述的横轴的中部与第一径向轴承的内圈过盈配合，所述的转轮有2个，分别固定安装于横轴的两端，所述的第二电动缸与控制器电性连接。

优选的，所述的转向机构包括伺服电机、第一齿轮、第二齿轮、第二径向轴承，所述的伺服电机与转向机构室的顶部固定连接，且伺服电机的输出轴沿纵向设置，且输出轴的端部通过第二径向轴承与转向机构室的底部转动连接，所述的第一齿轮设于输出轴上，所述的第二齿轮设于第一电动缸的固定端外侧，且第一齿轮与第二齿轮啮合连接，所述的伺服电机与控制器电性连接。

优选的，所述的红外传感器有3个，沿左右方向均匀分布于运输箱体的前端面。

优选的，所述的运输箱体的顶端设有扶手，所述的电源开关及控制面板设于扶手的上端面前部，所述的控制面板上设有手动模式和自动模式选择键，所述的手动模式选择键包括爬台阶模式选择键、避障前进模式选择键、打开箱门键、以及暂停键。

本发明一种小区物流配送方法及机器人具有如下有益效果：本发明通过对小区物流配送方法的改进，可以提高小区物流配送的效率，降低快递员的工作量，避免配送过程中的失误，使小区业主的快件得到妥善保护。

附图说明

图1、本发明的机器人动作流程图；

图2、本发明的剖视图；

图3、本发明A处的局部放大示意图；

图4、本发明的侧视图；

图5、本发明的后视图；

图6、本发明的正视图；

图7、本发明爬台阶状态下的示意图；

1：运输箱体，2：横板，3：竖板，4：储物空间，5：扶手，6：电源开关，7：控制面板，8：视觉传感器，9：箱门，10：小区标识牌，11：电磁锁，12：红外传感器，13：倾角传感器，14：第二电动缸，15：第二推力轴承，16：转轮，17：第一电动缸，18：连接件，19：脚掌，20：台阶，21：轴承座，22：横轴，23：环形固定座，24：双轴电机的输出轴，25：双轴电机，26：连杆，27：第一推力轴承，28：第二齿轮，29：伺服电机，30：第一齿轮，31：第二径向轴承，32：蓄电池室，33：蓄电池，34：分隔板，35：控制单元，36：第一径向轴承。

具体实施方式

以下所述，是以阶梯递进的方式对本发明的实施方式详细说明，该说明仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1、

参考图1、图2所示：

一种小区物流配送方法，包括如下步骤：步骤1、将各个小区的快件分别存放在不同的机器人内，并将所有参加配送的机器人装在配送车内；步骤2、到达小区门口后，将对应小区的机器人从配送车内取出；步骤3、机器人对丰巢柜的位置进行智能搜索；步骤4、在快递员的陪护下，机器人将货物运输至丰巢柜；步骤5、快递员完成配送；

所述的步骤3中，所述的智能搜索包括第一目标搜索，所述的第一目标指的是小区门；还包括第二目标搜索，所述的第二目标指的是小区内的丰巢柜；

所述的步骤4中，所述的机器人将货物运输至丰巢柜的方式包括爬台阶模式和避障前进模式，上述两种方式可通过自动控制的形式实施或者通过快递员手动控制实施。

本实施例提供了小区物流的配送方法，该方法中，将各个小区的快件分别放置在不同的机器人内，再将机器人放入配送车，可以极大节省翻找快件的时间，仅需要在到达小区门口后，将相关的机器人取出，通过机器人的智能搜索，在快递员的陪护下，快速完成小区快件的配送。

实施例2、

在实施例1的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图2～7所示，所述的机器人包括运输箱体1、设于运输箱体1底部的前脚和后脚、设于运输箱体前端面下部的红外传感器12、设于运输箱体前端上部的视觉传感器8、控制单元、蓄电池、转向机构、驱动机构、控制面板7、电源开关6、及设于运输箱体1下端面中部的倾角传感器13，所述的控制单元包括相互电连的控制器和存储器，所述的视觉传感器8、红外传感器12、倾角传感器13分别与控制器信号连接，所述的存储器内存储有小区门、路、台阶、丰巢柜、门卫室、人或动物、障碍物的图像信息，所述的控制面板配置为可控制控制器的执行模式，所述的执行模式包括手动模式和自动模式，所述的电源开关6用于控制控制器的启动及给机器人通电，所述的前脚通过驱动机构移动，所述的后脚为从动脚，所述的蓄电池分别与控制器、转向机构、驱动机构、控制面板、视觉传感器8、红外传感器12、倾角传感器13电性连接。

本实施例中，提供了本发明机器人的最基本结构，通过视觉传感器8可将视觉信号传输给控制器，通过将视觉信号与存储器中预先存储的图像信息作对比，快速分辨诸如小区门、路、台阶、丰巢柜、门卫室、人或动物、障碍物等信息，结合红外传感器12，可有效实现避障前进模式和爬台阶模式，并在机器人的运输下，将货物运至丰巢柜，由于小区快件涉及到业主的财务安全，且小区内多有老人和孩子，故快递员应全称陪护机器人，到达目的地后，由快递员对快件配送入丰巢柜。

实施例3、

在实施例2的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图2～7所示，所述的运输箱体1设有箱门9，在箱门9的外表面设有小区标识牌10，所述的箱门通过电磁锁11锁定，打开箱门9可敞开全部的箱体内腔，所述的箱体内腔包括由多个横板2和竖板3分隔成的储物空间4、以及位于储物空间4下方工作空间，所述的工作空间由最下一层的横板2、及箱体内腔底板和侧板围合而成，在工作空间内还设有分隔板34，所述的分隔板34将工作空间分隔成控制单元室、蓄电池室32、以及转向机构室，所述的控制单元固定设于控制单元室内，所述的蓄电池33设于蓄电池室32内，所述的转向机构室内设有用以控制前脚转向的转向机构，所述的电磁锁11与控制器电性连接。

本实施例公开了运输箱体1的优选结构，将小区内的快件分别存放在不同的储物空间4内，可避免快件之间互相干扰，方便于打开箱门快速找到快件，且将快件都放入运输箱体1后，快递员仅需要陪护机器人即可将快件运至丰巢柜，可极大节省快递员的体力，避免过度疲劳。

实施例4、

在实施例3的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图2～7所示，所述的驱动机构包括双轴电机25，所述的前脚包括第一电动缸17、第一推力轴承27、连接件18、环形固定座23、以及脚掌组件，所述的第一电动缸17的固定端可转动的穿过箱体内腔底部，并进入到转向机构室内、并通过第一推力轴承27与转向机构室的顶部连接，所述的第一电动缸17的伸缩端通过连接件18固定连接有第一竖杆，所述的第一竖杆的底端与环形固定座23的顶端固定连接，所述的环形固定座23内设有双轴电机25，在双轴电机的输出轴24的两端连接脚掌组件，所述的脚掌组件包括连杆26，所述的连杆26的一端与双轴电机的输出轴24的外壁表面固定连接，另一端连接有弧形的脚掌19，所述的脚掌组件有3组，分别间隔120°绕双轴电机的输出轴24的轴线均匀排列，所述的第一电动缸17、双轴电机25分别与控制器电性连接；脚掌19可由弧形的金属构件构成，为增强耐磨性，可在脚掌19的外表面设置耐磨橡胶层，耐磨橡胶层的外表面应设有防滑纹，以方便爬台阶、走路；

如图2～7所示，所述的后脚包括第二电动缸14、第二推力轴承15、轴承座21、第一径向轴承36、横轴22、以及转轮16，所述的第二电动缸14的固定端与运输箱体1的下端面后部固定连接，伸缩端通过第二推力轴承15连接有第二竖杆，所述的第二竖杆的底部与轴承座21的顶端固定连接，所述的轴承座21内设有第一径向轴承36，所述的横轴22的中部与第一径向轴承36的内圈过盈配合，所述的转轮16有2个，分别固定安装于横轴22的两端，所述的第二电动缸14与控制器电性连接。

本实施例公开了前脚和后脚的具体结构，其中前脚驱动机器人位移，通过设置3组脚掌组件，可充分实现爬台阶的功能，后脚是从动脚，在前脚的带动下转轮16与地面摩擦转动，在爬台阶时，前脚爬上台阶，倾角传感器13将运输箱体1的倾斜信号发送给控制器，控制器通过第二电动缸14伸长来调节后脚的高度，从而使运输箱体1保持大体水平状态，避免过度倾斜而摔倒，同理，下台阶时，倾角传感器13将运输箱体1的倾斜信号发送给控制器后，控制器通过第一电动缸17的伸长使前脚伸长，从而避免运输箱体向前侧倾斜摔倒，如此调节下，可使机器人完成爬台阶模式。

实施例5、

在实施例4的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图2～7所示，所述的转向机构包括伺服电机29、第一齿轮30、第二齿轮28、第二径向轴承31，所述的伺服电机与转向机构室的顶部固定连接，且伺服电机的输出轴沿纵向设置，且输出轴的端部通过第二径向轴承31与转向机构室的底部转动连接，所述的第一齿轮30设于输出轴上，所述的第二齿轮28设于第一电动缸17的固定端外侧，且第一齿轮30与第二齿轮28啮合连接，所述的伺服电机29与控制器电性连接。

本实施例公开了机器人的转向方式，通过视觉传感器8、红外传感器12的传感信号，控制器可启动伺服电机29进行避障，具体方式是控制伺服电机的输出轴转动的角度，从而通过相互啮合的齿轮使第一电动缸17带动前脚转向，并完成避障动作。

实施例6、

在实施例5的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图6所示，所述的红外传感器12有3个，沿左右方向均匀分布于运输箱体1的前端面。

通过设置3个红外传感器12可快速检测机器人前侧的左右中各个方向的障碍物。

实施例7、

在实施例6的基础上，本实施例做出了进一步改进，具体为：

如图2、4所示，所述的运输箱体1的顶端设有扶手5，所述的电源开关6及控制面板7设于扶手5的上端面前部，所述的控制面板7上设有手动模式和自动模式选择键，所述的手动模式选择键包括爬台阶模式选择键、避障前进模式选择键、打开箱门键、以及暂停键。

本实施例中，公开了快递员陪护机器人的方式，在运输货物至小区内时，快递员只需要一只手扶住扶手5，并根据情况选择相关的按键，即可完成货物的运输和初步配送，其改变了传统的小区配送形式，快递员不需要再以极度紧张和劳累的方式投入工作。

本发明的使用原理：

如上所述，在到达小区门口后，将对应该小区的机器人从配送车上取下，如果快递员选择自动模式，则如图1所示，机器人首先执行第一目标搜索，机器人通过转向机构原地转动，通过视觉传感器8对周围的视觉信息进行采集，采集后通过控制器的对比快速识别出小区门，并识别出机器人所在位置到小区门之间的路程是台阶还是路，并根据识别结果选择爬台阶模式或避障前进模式，当到达并进入小区门口后，机器人进行第二目标搜索，通过原地转圈的方式搜索丰巢柜，当通过控制器的对比快速发现丰巢柜后，机器人再如上选择爬台阶模式或避障前进模式，直到到达丰巢柜旁边，机器人按预设程序停下；

如果小区的建筑结构较为复杂，快递员也可以选择手动模式，根据快递员对小区结构的了解，可选择爬台阶模式或避障前进模式进入小区，再如上选择爬台阶模式或避障前进模式到达丰巢柜，路上有任何问题，可按暂停键，是机器人留在原地；

到达丰巢柜后，快递员通过打开箱门键使箱门打开，然后再将快件分别投入丰巢柜即完成快件配送。

Claims (10)

1.一种小区物流配送方法，其特征为：包括如下步骤：步骤1、将各个小区的快件分别存放在不同的机器人内，并将所有参加配送的机器人装在配送车内；步骤2、到达小区门口后，将对应小区的机器人从配送车内取出；步骤3、机器人对丰巢柜的位置进行智能搜索；步骤4、在快递员的陪护下，机器人将货物运输至丰巢柜；步骤5、快递员完成配送。

2.如权利要求1所述的一种小区物流配送方法，其特征为：所述的步骤3中，所述的智能搜索包括第一目标搜索，所述的第一目标指的是小区门；还包括第二目标搜索，所述的第二目标指的是小区内的丰巢柜。

3.如权利要求2所述的一种小区物流配送方法，其特征为：所述的步骤4中，所述的机器人将货物运输至丰巢柜的方式包括爬台阶模式和避障前进模式，上述两种方式可通过自动控制的形式实施或者通过快递员手动控制实施。

4.如权利要求3所述的一种小区物流配送方法所用到的机器人，其特征为：所述的机器人包括运输箱体、设于运输箱体底部的前脚和后脚、设于运输箱体前端面下部的红外传感器、设于运输箱体前端上部的视觉传感器、控制单元、蓄电池、转向机构、驱动机构、控制面板、电源开关、及设于运输箱体下端面中部的倾角传感器，所述的控制单元包括相互电连的控制器和存储器，所述的视觉传感器、红外传感器、倾角传感器分别与控制器信号连接，所述的存储器内存储有小区门、路、台阶、丰巢柜、门卫室、人或动物、障碍物的图像信息，所述的控制面板配置为可控制控制器的执行模式，所述的执行模式包括手动模式和自动模式，所述的电源开关用于控制控制器的启动及给机器人通电，所述的前脚通过驱动机构移动，所述的后脚为从动脚，所述的蓄电池分别与控制器、转向机构、驱动机构、控制面板、视觉传感器、红外传感器、倾角传感器电性连接。

5.如权利要求4所述的机器人，其特征为：所述的运输箱体设有箱门，在箱门的外表面设有小区标识牌，所述的箱门通过电磁锁锁定，打开箱门可敞开全部的箱体内腔，所述的箱体内腔包括由多个横板和竖板分隔成的储物空间、以及位于储物空间下方工作空间，所述的工作空间由最下一层的横板、及箱体内腔底板和侧板围合而成，在工作空间内还设有分隔板，所述的分隔板将工作空间分隔成控制单元室、蓄电池室、以及转向机构室，所述的控制单元固定设于控制单元室内，所述的蓄电池设于蓄电池室内，所述的转向机构室内设有用以控制前脚转向的转向机构，所述的电磁锁与控制器电性连接。

6.如权利要求5所述的机器人，其特征为：所述的驱动机构包括双轴电机，所述的前脚包括第一电动缸、第一推力轴承、连接件、环形固定座、以及脚掌组件，所述的第一电动缸的固定端可转动的穿过箱体内腔底部，并进入到转向机构室内、并通过第一推力轴承与转向机构室的顶部连接，所述的第一电动缸的伸缩端通过连接件固定连接有第一竖杆，所述的第一竖杆的底端与环形固定座的顶端固定连接，所述的环形固定座内设有双轴电机，在双轴电机的输出轴的两端连接脚掌组件，所述的脚掌组件包括连杆，所述的连杆的一端与双轴电机的输出轴的外壁表面固定连接，另一端连接有弧形的脚掌，所述的脚掌组件有3组，分别间隔120°绕双轴电机的输出轴的轴线均匀排列，所述的第一电动缸、双轴电机分别与控制器电性连接。

7.如权利要求6所述的机器人，其特征为：所述的后脚包括第二电动缸、第二推力轴承、轴承座、第一径向轴承、横轴、以及转轮，所述的第二电动缸的固定端与运输箱体的下端面后部固定连接，伸缩端通过第二推力轴承连接有第二竖杆，所述的第二竖杆的底部与轴承座的顶端固定连接，所述的轴承座内设有第一径向轴承，所述的横轴的中部与第一径向轴承的内圈过盈配合，所述的转轮有2个，分别固定安装于横轴的两端，所述的第二电动缸与控制器电性连接。

8.如权利要求7所述的机器人，其特征为：所述的转向机构包括伺服电机、第一齿轮、第二齿轮、第二径向轴承，所述的伺服电机与转向机构室的顶部固定连接，且伺服电机的输出轴沿纵向设置，且输出轴的端部通过第二径向轴承与转向机构室的底部转动连接，所述的第一齿轮设于输出轴上，所述的第二齿轮设于第一电动缸的固定端外侧，且第一齿轮与第二齿轮啮合连接，所述的伺服电机与控制器电性连接。

9.如权利要求4-8任一所述的机器人，其特征为：所述的红外传感器有3个，沿左右方向均匀分布于运输箱体的前端面。

10.如权利要求9所述的机器人，其特征为：所述的运输箱体的顶端设有扶手，所述的电源开关及控制面板设于扶手的上端面前部，所述的控制面板上设有手动模式和自动模式选择键，所述的手动模式选择键包括爬台阶模式选择键、避障前进模式选择键、打开箱门键、以及暂停键。

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