CN112607321A - 一种自动物流中转柜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动物流中转柜，包括柜体、操作终端、操作平台、装卸机构、传感器系统、自动门、滚装机构、吊篮和物流箱；滚装机构固定在柜体的钢架结构上，吊篮安装在滚装机构上，物流箱尺寸与吊篮相配合，物流箱放置在吊篮上，操作终端采用嵌入式安装方式固定在柜体侧面面板上；传感器系统连接操作终端，操作平台通过铰链安装操作终端所在侧面的柜体的钢架结构上；装卸机构的滑轨固定安装在柜体侧面钢架内侧，装卸机构的叉板通过伺服马达的驱动可以沿着滑轨上下移动；自动门设置在柜体的一角，装卸机构位置与自动门位置相对应。本发明装置完成交接过程中的暂储、分拣、收发货功能，减少人和机器人的等待时间。

Description

一种自动物流中转柜
技术领域
本发明属于智能控制领域，具体涉及一种自动物流中转柜。
背景技术
如今无人物流技术已经开始实用化，出现了各种无人化物流运机器人。物流的末端流程已经开始交由机器人来完成。但在具体的物品交接过程中，还是采用的比较低效的人-机器人交接的方式，即送货时由快递人员将物品装载到机器人，然后机器人运输至目的地交给收货人。发货时需要发货人将物品装载到机器人，然后机器人运输至快递站交给快递人员。以上的方式有如下缺点：
交接过程中有大量人等机器人或机器人等人的情况，浪费时间，效率低下。
快递站一般离目的地较远，需要机器人需要有较大的续航能力，造成机器人体积庞大，成本高，不利于无人化物流的推广。
鉴于以上缺点，在人-机器人交接过程中引入自动物流中转柜，完成交接过程中的暂储、分拣、收发货功能，减少人和机器人的等待时间。并且中转柜可以安装在目的区域范围内，比如小区门口或写字楼下，对机器人航程要求低，对机器人的小型化较为有利。
已有的自动配送方案如CN201920910702.1所述的机器人方案，需要机器人运行在配送站和配送目的地之间，为了实现任务目标，机器人体型较大，适应场景能力较弱，并且物流人员要进行配送工作需要等待机器人就位，比较浪费时间，效率不高。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种自动物流中转柜。
一种自动物流中转柜包括柜体、操作终端、操作平台、装卸机构、传感器系统、自动门、滚装机构、吊篮和物流箱。
所述的柜体为钢架结构，外敷薄板作为蒙皮，为其他各部分提供承重及安装固定点。所述的滚装机构固定在柜体的钢架结构上，所述的吊篮安装在所述的滚装机构上，所述的物流箱尺寸与吊篮相配合，物流箱放置在吊篮上，所述的操作终端采用嵌入式安装方式固定在柜体侧面面板上；所述的传感器系统连接所述的操作终端，所述的操作平台通过铰链安装操作终端所在侧面的柜体的钢架结构上；所述的装卸机构的滑轨固定安装在柜体侧面钢架内侧，装卸机构的叉板通过伺服马达的驱动可以沿着滑轨上下移动。所述的自动门设置在柜体的一角，所述的装卸机构位置与自动门位置相对应。
所述的操作平台连接操作终端，为能够开合的翻门，带有电磁锁扣，作为操作人员取出、临时放置物流箱的承载平台。
所述的装卸机构包括带伺服马达的叉板机构和装卸机构滑轨，所述的装卸机构滑轨固定安装在柜体侧面钢架内侧，在伺服马达的动力下叉板机构沿装卸机构滑轨上下移动，负责将物流箱从吊篮中卸下或将物流箱装载到吊篮中。
所述的自动门采用带伺服马达的滑门机构，所述滑门机构的滑轨设置在柜体内，在伺服马达的动力下滑门机构沿滑轨上下移动。
所述的滚装机构包括滚装机构伺服马达、驱动滑轨、导向滑轨、主动链轮及从动链轮，所述的滚装机构伺服马达通过轴承座与柜体的钢架结构下部连接，所述的滚装机构伺服马达的驱动轴上带有主动链轮，所述的从动链轮通过轴承座与柜体的钢架结构上部连接，主动链轮及从动链轮均与驱动滑轨内的链条进行啮合，所述的驱动滑轨有两条，为吊篮提供平衡的驱动动力及约束，分别安装在柜体钢架结构的前部和后部，所述的导向滑轨安装在柜体钢架结构后部上。
吊篮用于承载物流箱，吊篮上设置有曲柄和悬臂，吊篮通过悬臂连接驱动滑轨，能够在驱动滑轨内链条的驱动下沿导向滑轨运动，所述的曲柄与滚装机构的导向滑轨配合，使吊篮在运动过程中始终保持垂直方向，吊篮底部设置有缺口，与装卸机构的叉板配合，供叉板进行装货取货动作；所述的吊篮数量根据实际应用进行配置。
所述的传感器系统连接操作终端，包括光电开关、机械开关和光电编码器，所述的机械开关位于吊篮底部，用于检测吊篮上是否有放置物流箱；每个吊篮均有一个开关进行检测；所述的光电开关有多组，一组安装在驱动滑轨上，用于检测吊篮是否运动到位，一组安装在自动门滑槽上，为自动门伺服马达提供绝对位置参考，一组安装在装卸机构滑轨上，为装卸结构伺服马达提供绝对位置参考；所述的光电编码器连接各伺服马达，用于检测各伺服马达的转速及相对运动位置。所述的伺服马达包括装卸机构、自动门以及滚装机构的伺服马达。
所述的操作终端采用数字化一体触摸屏，通过操作终端对柜内电气化设备进行操作和设定使用，传感器系统的反馈信号及各伺服马达的控制信号通过电缆连接至操作终端接口，由操作终端进行信号采集、分析及控制处理。
所述的物流箱采用尺寸与吊篮相配合的箱体，所述的箱体采用泡沫箱、纸箱或用于特殊物品运输的特殊箱体。
工作流程：
在送货流程中，操作人员通过操作终端上登录并查询自动物流中转柜(中转柜)是否有空闲吊篮，如有空闲，控制终端将通过控制滚装机构将空闲吊篮移动到操作平台位置，通过传感器系统检测吊篮是否到位，并将操作平台的电磁锁扣解锁，操作平台打开后，操作人员将装好物品的物流箱放置在操作平台上，进行检查后放置到空闲吊篮上，手动关闭操作平台并锁定，在控制终端中输入物品的配送信息，所述的配送信息为快递号或目的地点，完成后输入后物品处于待送状态，进入排队序列。
物流机器人到达中转柜后，停靠在自动门位置，和中转柜通过无线网络进行数据交互，中转柜通过控制终端接收物流机器人发送的指令，控制自动门伺服马达打开自动门，然后通过滚装结构将处于排队序列中的物品移动到装卸机构位置，控制装卸机构伺服马达进行物流箱的卸载并移动到自动门口，机器人通过自身的机械装置从装卸机构的叉板上取下物流箱，并通过无线网络接收当前配送物品的配送信息，发送关闭指令至中转柜的控制终端，关闭自动门，完成配送准备。
在收货流程中，机器人在发货人位置装载物品后，通过网络查询到有空闲位置的目的地中转柜，然后停靠在该中转柜自动门位置，通过无线网络通知中转柜进行收货流程，中转柜的控制终端收到机器人发射的收货指令后，打开自动门，控制终端将装卸机构运动到自动门位置，机器人通过自身的机械装置将物流箱从自己身上转移到装卸机构的叉板上，然后装卸机构配合滚装机构的运动将物流箱转移到空闲吊篮上，完成收货流程。
本发明有益效果如下：
本发明在人-机器人交接过程中引入自动物流中转柜，完成交接过程中的暂储、分拣、收发货功能，减少人和机器人的等待时间，在物品配送和收货过程中，操作人员进行的是批量的送货和收货行为，可以极大的提高送/收货的效率，避免零星送/收货行动造成的时间浪费。
在送/收货过程中，操作人员无需等待机器人就位，完成业务行为后即可离开，能高效的提升操作人员的配送效率。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
图2为本发明实施例的内部结构示意图；
图3为本发明实施例的内部滚装结构示意图；
图4为本发明实施例的装卸机构结构示意图；
图5为本发明实施例装货流程图；
图6为本发明实施例电气连接关系图；
其中：1-柜体、2-操作终端、3-物流箱、4-操作平台、5-装卸机构、6-滚装机构、7-吊篮、8-自动门、51-叉板、52-装卸机构滑轨、53-装卸机构伺服马达、61-导向滑轨、62-驱动滑轨、63-滚装机构伺服马达、64-主动链轮、65-从动链轮、71-曲柄、72-悬臂。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本发明装置进行进一步描述。
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
如图2所示，一种自动物流中转柜包括柜体1、操作终端2、操作平台4、装卸机构5、传感器系统、自动门8、滚装机构6、吊篮7和物流箱3，如下图2所示，为了便于展示，柜体1前面板做了透明化处理。
所述的柜体1为钢架结构，外敷薄板作为蒙皮，为其他各部分提供承重及安装固定点。所述的滚装机构6固定在柜体1的钢架结构上，所述的吊篮7安装在所述的滚装机构6上，所述的物流箱3尺寸与吊篮7相配合，物流箱3放置在吊篮7上，所述的操作终端2采用嵌入式安装方式固定在柜体1侧面面板上；所述的传感器系统连接所述的操作终端2，所述的操作平台4通过铰链安装操作终端2所在侧面的柜体1的钢架结构上；所述的装卸机构5的滑轨固定安装在柜体1侧面钢架内侧，装卸机构5的叉板51通过伺服马达的驱动可以沿着滑轨上下移动。所述的自动门8设置在柜体1的一角，所述的装卸机构5位置与自动门8位置相对应。
所述的操作平台4连接操作终端2，为能够开合的翻门，带有电磁锁扣，作为操作人员取出、临时放置物流箱3的承载平台。
如图4所示，所述的装卸机构5包括带伺服马达的叉板机构和装卸机构滑轨52，所述的装卸机构滑轨52固定安装在柜体1侧面钢架内侧，在伺服马达的动力下叉板机构沿装卸机构滑轨52上下移动，负责将物流箱3从吊篮7中卸下或将物流箱3装载到吊篮7中。
所述的自动门8采用带伺服马达的滑门机构，所述滑门机构的滑轨设置在柜体1内，在伺服马达的动力下滑门机构沿滑轨上下移动，为机器人提供装卸通道及防止物品被盗取。
如图3所示，所述的滚装机构6包括滚装机构伺服马达63、驱动滑轨62、导向滑轨61、主动链轮64及从动链轮65，所述的滚装机构伺服马达63通过轴承座与柜体1的钢架结构下部连接，所述的滚装机构伺服马达63的驱动轴上带有主动链轮64，所述的从动链轮65通过轴承座与柜体1的钢架结构上部连接，主动链轮64及从动链轮65均与驱动滑轨62内的链条进行啮合，所述的驱动滑轨62有两条，为吊篮7提供平衡的驱动动力及约束，分别安装在柜体1钢架结构的前部和后部，所述的导向滑轨61安装在柜体1钢架结构后部上。
吊篮7用于承载物流箱3，吊篮7上设置有曲柄71和悬臂72，吊篮7通过悬臂72连接驱动滑轨62，能够在驱动滑轨62内链条的驱动下沿导向滑轨61运动，所述的曲柄71与滚装机构6的导向滑轨61配合，使吊篮7在运动过程中始终保持垂直方向，吊篮7底部设置有缺口，与装卸机构的叉板51配合，供叉板51进行装货取货动作；所述的吊篮7数量根据实际应用进行配置。
所述的传感器系统连接操作终端2，包括光电开关、机械开关和光电编码器，所述的机械开关位于吊篮7底部，用于检测吊篮7上是否有放置物流箱3；每个吊篮7均有一个开关进行检测；所述的光电开关有多组，一组安装在驱动滑轨62上，用于检测吊篮7是否运动到位，一组安装在自动门8滑槽上，为自动门伺服马达提供绝对位置参考，一组安装在装卸机构滑轨52上，为装卸结构伺服马达提供绝对位置参考；所述的光电编码器连接各伺服马达，用于检测各伺服马达的转速及相对运动位置。所述的伺服马达包括装卸机构、自动门8以及滚装机构6的伺服马达。
所述的操作终端2采用数字化一体触摸屏，通过操作终端2对柜内电气化设备进行操作和设定使用，传感器系统的反馈信号及各伺服马达的控制信号通过电缆连接至操作终端2接口，由操作终端2进行信号采集、分析及控制处理。
所述的物流箱3采用尺寸与吊篮7相配合的箱体，所述的箱体采用泡沫箱、纸箱或用于特殊物品运输的特殊箱体。
如图5所示，装货流程如下：
1、如图5a所示，物流箱3放置在叉板51上，位于初始位置；
2、如图5b所示，叉板机构将物流箱3提升到高于吊篮7位置，同时滚装机构6运转将空吊篮7右移。
3、如图5c所示，叉板机构和吊篮7配合运动，当吊篮7达到设置位置时，叉板机构停止运动，吊篮7继续向上运行，将物流箱3从叉板51转移到吊篮7上。
4、如图5d所示，完成装货动作后，叉板51移到到初始位置，完成整个装货动作。
图6为本发明实施例电气连接关系图；
工作流程：
在送货流程中，操作人员通过操作终端2上登录并查询自动物流中转柜(中转柜)是否有空闲吊篮7，如有空闲，控制终端将通过控制滚装机构6将空闲吊篮7移动到操作平台4位置，通过传感器系统检测吊篮7是否到位，并将操作平台4的电磁锁扣解锁，操作平台4打开后，操作人员将装好物品的物流箱3放置在操作平台4上，进行检查后放置到空闲吊篮7上，手动关闭操作平台4并锁定，在控制终端中输入物品的配送信息，所述的配送信息为快递号或目的地点，完成后输入后物品处于待送状态，进入排队序列。
物流机器人到达中转柜后，停靠在自动门8位置，和中转柜通过无线网络进行数据交互，中转柜通过控制终端接收物流机器人发送的指令，控制自动门伺服马达打开自动门8，然后通过滚装结构将处于排队序列中的物品移动到装卸机构位置，控制装卸机构伺服马达53进行物流箱3的卸载并移动到自动门口，机器人通过自身的机械装置从装卸机构的叉板51上取下物流箱3，并通过无线网络接收当前配送物品的配送信息，发送关闭指令至中转柜的控制终端，关闭自动门8，完成配送准备。
在收货流程中，机器人在发货人位置装载物品后，通过网络查询到有空闲位置的目的地中转柜，然后停靠在该中转柜自动门8位置，通过无线网络通知中转柜进行收货流程，中转柜的控制终端收到机器人发射的收货指令后，打开自动门8，控制终端将装卸机构运动到自动门8位置，机器人通过自身的机械装置将物流箱3从自己身上转移到装卸机构的叉板51上，然后装卸机构配合滚装机构6的运动将物流箱3转移到空闲吊篮7上，完成收货流程。待操作人员到达进行统一收货。

Claims (8)

1.一种自动物流中转柜，其特征在于，包括柜体、操作终端、操作平台、装卸机构、传感器系统、自动门、滚装机构、吊篮和物流箱；
所述的柜体为钢架结构，外敷薄板作为蒙皮，为其他各部分提供承重及安装固定点；所述的滚装机构固定在柜体的钢架结构上，所述的吊篮安装在所述的滚装机构上，所述的物流箱尺寸与吊篮相配合，物流箱放置在吊篮上，所述的操作终端采用嵌入式安装方式固定在柜体侧面面板上；所述的传感器系统连接所述的操作终端，所述的操作平台通过铰链安装操作终端所在侧面的柜体的钢架结构上；所述的装卸机构的滑轨固定安装在柜体侧面钢架内侧，装卸机构的叉板通过伺服马达的驱动可以沿着滑轨上下移动；所述的自动门设置在柜体的一角，所述的装卸机构位置与自动门位置相对应。
2.根据权利要求1所述的一种自动物流中转柜，其特征在于，所述的操作平台连接操作终端，为能够开合的翻门，带有电磁锁扣，作为操作人员取出、临时放置物流箱的承载平台。
3.根据权利要求1所述的一种自动物流中转柜，其特征在于，所述的装卸机构包括带伺服马达的叉板机构和装卸机构滑轨，所述的装卸机构滑轨固定安装在柜体侧面钢架内侧，在伺服马达的动力下叉板机构沿装卸机构滑轨上下移动，负责将物流箱从吊篮中卸下或将物流箱装载到吊篮中。
4.根据权利要求1所述的一种自动物流中转柜，其特征在于，所述的自动门采用带伺服马达的滑门机构，所述滑门机构的滑轨设置在柜体内，在伺服马达的动力下滑门机构沿滑轨上下移动。
5.根据权利要求1所述的一种自动物流中转柜，其特征在于，所述的滚装机构包括滚装机构伺服马达、驱动滑轨、导向滑轨、主动链轮及从动链轮，所述的滚装机构伺服马达通过轴承座与柜体的钢架结构下部连接，所述的滚装机构伺服马达的驱动轴上带有主动链轮，所述的从动链轮通过轴承座与柜体的钢架结构上部连接，主动链轮及从动链轮均与驱动滑轨内的链条进行啮合，所述的驱动滑轨有两条，为吊篮提供平衡的驱动动力及约束，分别安装在柜体钢架结构的前部和后部，所述的导向滑轨安装在柜体钢架结构后部上。
6.根据权利要求5所述的一种自动物流中转柜，其特征在于，吊篮用于承载物流箱，吊篮上设置有曲柄和悬臂，吊篮通过悬臂连接滚装机构的驱动滑轨，能够在驱动滑轨内链条的驱动下沿导向滑轨运动，所述的曲柄与滚装机构的导向滑轨配合，使吊篮在运动过程中始终保持垂直方向，吊篮底部设置有缺口，与装卸机构的叉板配合，供叉板进行装货取货动作；所述的吊篮数量根据实际应用进行配置。
7.根据权利要求6所述的一种自动物流中转柜，其特征在于，所述的传感器系统连接操作终端，包括光电开关、机械开关和光电编码器，所述的机械开关位于吊篮底部，用于检测吊篮上是否有放置物流箱；每个吊篮均有一个开关进行检测；所述的光电开关有多组，一组安装在驱动滑轨上，用于检测吊篮是否运动到位，一组安装在自动门滑槽上，为自动门伺服马达提供绝对位置参考，一组安装在装卸机构滑轨上，为装卸结构伺服马达提供绝对位置参考；所述的光电编码器连接各伺服马达，用于检测各伺服马达的转速及相对运动位置；所述的伺服马达包括装卸机构、自动门以及滚装机构的伺服马达。
8.根据权利要求7所述的一种自动物流中转柜，其特征在于，所述的操作终端采用数字化一体触摸屏，通过操作终端对柜内电气化设备进行操作和设定使用，传感器系统的反馈信号及各伺服马达的控制信号通过电缆连接至操作终端接口，由操作终端进行信号采集、分析及控制处理。
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