CN112722672A - 一种无人密集型智慧库房 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无人密集型智慧库房：包括设置在库房外的控制机构、设置在库房窗口处的存取机构及设置在库房内的抓取机构和密集箱体机构；控制机构用于供用户输入指令并控制存取机构、抓取机构和密集箱体机构；存取机构用于供用户存储或取出文件；抓取机构包括架体、升降机械手臂和机械抓手，用于夹取文件；密集箱体机构包括滑轨及多个滑动连接在滑轨上的箱体，箱体上均匀分布有多个格口，每个格口内设有一文件框。该密集箱能够方便用户快速找到需要的文件，操作简单、查找方便且效率高，提高用户的使用体验；另外，用户通过控制面板只能查找自己权限内的文件，避免文件泄密。

Description

一种无人密集型智慧库房

技术领域

本发明涉及密集箱技术领域，具体讲的是一种无人密集型智慧库房。

背景技术

密集箱具有大量的格子空间，可以用来存储大量的文件，方便用户查找和存储，广泛应用于各种文件库房。但是，现有的密集箱通常都没有文件定位功能，用户查找某一文件时需要一个格子一个格子地找，查找起来十分麻烦且效率低下，严重影响了用户的使用体验。另外，这种用户可进入库房查找文件的方式使得当前用户很容易越过自己的权限，从而导致机密文件泄露。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服以上现有技术的缺陷，提供一种操作简单、使用方便且查找效率高的无人密集型智慧库房。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的一种无人密集型智慧库房：包括设置在库房外的控制机构、设置在库房窗口处的存取机构及设置在库房内的抓取机构和密集箱体机构；

所述控制机构包括设置在库房外侧墙壁上的控制面板及与控制面板连接的PLC控制单元；所述控制面板用于供用户输入指令并通过PLC控制单元控制存取机构、抓取机构和密集箱体机构；

所述存取机构包括设置在库房窗口处的壳体，所述壳体上设有与库房内外连通的存件腔和取件腔，所述存件腔和取件腔内均滑动连接有存取组件；所述存取组件包括框体和第一驱动单元，所述框体内设有多个间隔分布的隔板，且隔板与隔板之间形成供文件盒放置的容置空间，所述第一驱动单元与框体连接，用于驱动框体在对应的存件腔或取件腔内滑动；

所述抓取机构包括架体、升降机械手臂和机械抓手，所述架体的顶部设有两个互相平行的定轨，所述定轨上滑动连接有与定轨垂直设置的动轨，所述动轨上设有第一电机，用于驱动动轨沿定轨长度方向滑动；所述动轨上滑动连接有顶座，所述顶座上设有第二电机，用于驱动顶座沿动轨长度方向滑动；所述升降机械手臂设置在顶座的底部，用于带动机械抓手上下运动；

所述密集箱体机构包括安装于地面上且与定轨平行的滑轨、多个平行排列且滑动连接在滑轨上的箱体以及驱动箱体在滑轨上滑动的第二驱动单元；所述箱体上均匀分布有多个格口，每个格口内设有一文件框；所述文件框上设有多个沿其长度方向均匀分布的储物腔；

当用户通过控制面板输入待查找文件的信息时，PLC控制单元控制第二驱动单元驱动箱体在滑轨上滑动，使待查找文件所在的箱体前出现供抓取机构进入的通道，然后第一电机驱动动轨及抓取机构移动至通道的一端，接着第二电机驱动抓取机构进入通道并移动至待查找文件前方，升降机械手臂带动机械抓手下降至待查找文件处夹取该文件，并将文件移动至取件腔内的框体中，第一驱动单元驱动框体向库房外侧移动，方便用户拿取文件，用户取出文件后，抓取机构和密集箱体机构复位。

采用以上结构后，本发明一种无人密集型智慧库房与现有技术相比，具有以下优点：

查找文件时，只需通过控制面板输入要查找的文件信息，控制面板将输入的指令传输至PLC控制单元，PLC控制单元控制第二驱动单元驱动箱体在滑轨上滑动，使待查找文件所在的箱体前出现供抓取机构进入的通道，然后第一电机驱动动轨及抓取机构移动至通道的一端，接着第二电机驱动抓取机构进入通道并移动至待查找文件前方，升降机械手臂带动机械抓手下降至待查找文件处夹取该文件，并将文件移动至取件腔内的框体中，第一驱动单元驱动框体向库房外侧移动，方便用户拿取文件，用户取出文件后，抓取机构和密集箱体机构复位。存放文件时，通过控制面板查询空置的储物腔，确认要存放的储物腔并输入存放文件的名称，第二驱动单元驱动箱体滑动，使待存放储物腔所在的箱体前出现供抓取机构进入的通道，第一电机驱动动轨及抓取机构移动至库房的取件窗口，抓取机构夹取取件腔内的待存放文件后，第一电机驱动动轨及抓取机构移动至通道的一端，接着第二电机驱动抓取机构进入通道并移动至待存放的储物腔前方，升降机械手臂带动机械抓手下降至存放的储物腔处，机械抓手将文件放入该储物腔内，最后第二电机驱动抓取机构退出通道，抓取机构和密集箱体机构复位。该密集箱能够方便用户快速找到需要的文件，操作简单、查找方便且效率高，提高用户的使用体验；另外，用户通过控制面板只能查找自己权限内的文件，避免文件泄密。

作为优选，所述箱体上设有与每个储物腔一一对应的识别条码；所述机械抓手上设有定位摄像头，用于扫描箱体上的识别条码，辅助机械抓手定位待夹取文件。

作为优选，所述框体的内顶壁上设有多个与容置空间一一对应的探测器，所述探测器用于检测容置空间内是否存放文件盒。这样方便确定文件是否放置到位，便于后续操作。

作为优选，所述取件腔的内底壁上设有一转轴，所述转轴上转动连接有推板，所述转轴上还套设有扭簧，所述扭簧的一端与推板连接，另一端与取件腔的内底壁连接。推板位于框体的下方，当框体向库房内侧滑动时，框体会推动推板沿转轴转动至与取件腔底部贴合，此时推板不会阻挡机械抓手向容置空间内放入文件；待机械抓手向容置空间内放入文件后，框体向库房外侧滑动，并撤销对推板施加的推力，推板在扭簧的弹力作用下弹起复位，并将容置空间内的文件向向库房外侧推动，方便用户取出文件。

作为优选，所述升降机械手臂包括自上而下依次连接的第一伸缩臂、第二伸缩臂和第三伸缩臂；所述第一伸缩臂、第二伸缩臂和第三伸缩臂均可沿垂直方向上下伸缩。升降机械手臂由依次连接的第一伸缩臂、第二伸缩臂和第三伸缩臂组成，这三个伸缩臂可同时升降，在低速升降保证定位准确的同时亦可保证整体具有较快的升降速度，提高效率。

作为优选，所述机械抓手包括水平支架、垂直支架、第三驱动单元和两个相向设置的夹板；所述垂直支架可滑动连接在水平支架上，所述第三驱动单元安装在垂直支架上，用于驱动垂直支架沿水平支架的长度方向滑动；所述垂直支架上还设有第四驱动单元，所述第四驱动单元用于驱动两个夹板反向运动或相向运动。

作为优选，所述的第四驱动单元包括低速电机、上齿板、下齿板；所述低速电机的输出轴上连接有传动齿轮，所述上齿板和下齿板分别水平设置在传动齿轮的上下方，且与传动齿轮啮合传动；所述机械抓手上的两个夹板分别与上齿板、下齿板连接，并随上齿板、下齿板反向运动或相向运动。通过传动齿轮带动上齿板、下齿板相向运动或反向运动，进而带动上齿板、下齿板上的夹板相向运动或反向运动。

作为优选，所述的垂直支架的下端设有托板，用于托起待夹取文件的底部。

作为优选，所述箱体的两端均设有沿箱体高度方向延伸的防撞条。在箱体复位时可以减少架体间的碰撞，同时具有密封作用，减少灰尘的落入。

作为优选，所述第二驱动单元包括驱动电机和滚轮组，所述滚轮组安装于箱体的底部，所述驱动电机的输出轴上连接有驱动轮，所述滚轮组上连接有从动轮，所述驱动轮与从动轮传动连接。

附图说明

图1为本发明的局部结构示意图。

图2为本发明存取机构的结构示意图。

图3为本发明壳体的结构示意图。

图4为本发明存取组件的结构示意图。

图5为本发明推板的结构示意图。

图6为本发明升降机械手臂的结构示意图。

图7为本发明升降机械手臂的局部剖视图。

图8为本发明机械抓手的结构示意图。

图9为本发明箱体的结构示意图。

图10为本发明第二驱动单元的结构示意图。

如图所示：

1、壳体，2、存件腔，3、取件腔，4、框体，5、第一驱动单元，6、隔板，7、架体，8、升降机械手臂，9、机械抓手，10、定轨，11、动轨，12、第一电机，13、顶座，14、第二电机，15、滑轨，16、箱体，17、第二驱动单元，18、格口，19、文件框，20、储物腔，21、识别条码，22、定位摄像头，23、探测器，24、转轴，25、推板，26、扭簧，27、第一伸缩臂,28、第二伸缩臂,29、第三伸缩臂，30、水平支架，31、垂直支架，32、第三驱动单元,33、夹板,34、低速电机，35、上齿板，36、下齿板，37、传动齿轮，38、托板，39、防撞条，40、驱动电机，41、滚轮组，42、驱动轮，43、从动轮，44、油缸，45、第三电机，46、第一齿轮，47、第一齿槽，48、第四电机，49、第二齿轮，50、第二齿槽，51、底座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为了便于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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。同时术语“第一”、“第二”等只是为了区分各部件的名称，并没有主次关系，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示；

本发明公开了一种具有以下结构的无人密集型智慧库房：包括设置在库房外的控制机构、设置在库房窗口处的存取机构及设置在库房内的抓取机构和密集箱体机构；

控制机构包括设置在库房外侧墙壁上的控制面板(图中未示出)及与控制面板连接的PLC控制单元(图中未示出)；控制面板用于供用户输入指令并通过PLC控制单元控制存取机构、抓取机构和密集箱体机构；

存取机构包括设置在库房窗口处的壳体1，壳体1上设有与库房内外连通的存件腔2和取件腔3，存件腔2和取件腔3内均滑动连接有存取组件；存取组件包括框体4和第一驱动单元5，框体4内设有多个间隔分布的隔板6，且隔板6与隔板6之间形成供文件盒放置的容置空间，第一驱动单元5与框体4连接，用于驱动框体4在对应的存件腔2或取件腔3内滑动；

框体4的内顶壁上设有多个与容置空间一一对应的探测器23，探测器23用于检测容置空间内是否存放文件盒，这样方便确定文件是否放置到位，便于后续操作。

取件腔3的内底壁上设有一转轴24，所述转轴24上转动连接有推板25，所述转轴24上还套设有扭簧26，所述扭簧26的一端与推板25连接，另一端与取件腔3的内底壁连接。推板25位于框体4的下方，当框体4向库房内侧滑动时，框体4会推动推板25沿转轴24转动至与取件腔3底部贴合，此时推板25不会阻挡机械抓手9向容置空间内放入文件；待机械抓手9向容置空间内放入文件后，框体4向库房外侧滑动，并撤销对推板25施加的推力，推板25在扭簧26的弹力作用下弹起复位，并将容置空间内的文件向向库房外侧推动，方便用户取出文件。存件腔2和取件腔3朝向库房外侧一端的开口处均滑动连接有门板，在不使用的时候可以关闭开口，保障隐私的同时避免库房内落入灰尘。

抓取机构包括架体7、升降机械手臂8和机械抓手9，所述架体7的顶部设有两个互相平行的定轨10，所述定轨10上滑动连接有与定轨10垂直设置的动轨11，所述动轨11上设有第一电机12，用于驱动动轨11沿定轨10长度方向滑动；所述动轨11上滑动连接有顶座13，所述顶座13上设有第二电机14，用于驱动顶座13沿动轨11长度方向滑动；所述升降机械手臂8设置在顶座13的底部，用于带动机械抓手9上下运动；

升降机械手臂8包括自上而下依次连接的第一伸缩臂27、第二伸缩臂28和第三伸缩臂29；第二伸缩臂28与第一伸缩臂27滑动连接，第三伸缩臂29与第二伸缩臂28滑动连接；顶座13的底部设有油缸44，第一伸缩臂27与油缸44的活塞杆连接，油缸44用于驱动第一伸缩臂27上下运动；第二伸缩臂28上设有第三电机45，第三电机45的输出轴上连接有第一齿轮46，第一伸缩臂27上设有沿其高度方向延伸且与第一齿轮46相适配的第一齿槽47，第一齿轮46与第一齿槽47啮合传动；第三伸缩臂29上设有第四电机48，第四电机48的输出轴上连接有第二齿轮49，第二伸缩臂28上设有沿其高度方向延伸且与第二齿轮49相适配的第二齿槽50，第二齿轮49与第二齿槽50啮合传动；第二齿轮49的外径尺寸小于第一齿轮46的外径尺寸，可以保证第三伸缩臂29更缓慢的升降，在保证定位准确的同时，尽量提高自动升降机械手臂8的整体升降速度，节约时间，提高用户使用体验。

机械抓手9包括水平支架30、垂直支架31、第三驱动单元32和两个相向设置的夹板33；第三伸缩臂29的下端连接有底座51，水平支架30安装在底座51上；垂直支架31可滑动连接在水平支架30上，第三驱动单元32安装在垂直支架31上，用于驱动垂直支架31沿水平支架30的长度方向滑动；垂直支架31上还设有第四驱动单元，第四驱动单元用于驱动两个夹板33反向运动或相向运动。第四驱动单元包括低速电机34、上齿板35、下齿板36；低速电机34的输出轴上连接有传动齿轮37，上齿板35和下齿板36分别水平设置在传动齿轮37的上下方，且与传动齿轮37啮合传动；机械抓手9上的两个夹板33分别与上齿板35、下齿板36连接，并随上齿板35、下齿板36反向运动或相向运动。通过传动齿轮37带动上齿板35、下齿板36相向运动或反向运动，进而带动上齿板35、下齿板36上的夹板33相向运动或反向运动。垂直支架31的下端设有托板38，用于托起待夹取文件的底部。

密集箱体机构包括安装于地面上且与定轨10平行的滑轨15、多个平行排列且滑动连接在滑轨15上的箱体16以及驱动箱体16在滑轨15上滑动的第二驱动单元17；箱体16上均匀分布有多个格口18，每个格口18内设有一文件框19；文件框19上设有多个沿其长度方向均匀分布的储物腔20；箱体16的两端均设有沿箱体16高度方向延伸的防撞条39，可以减少架体7间的碰撞，同时具有密封作用，减少灰尘的落入。箱体16上设有与每个储物腔20一一对应的识别条码21；机械抓手9上设有定位摄像头22，用于扫描箱体16上的识别条码21，辅助机械抓手9定位待夹取文件。

第二驱动单元17包括驱动电机40和滚轮组41，所述滚轮组41安装于箱体16的底部，所述驱动电机40的输出轴上连接有驱动轮42，所述滚轮组41上连接有从动轮43，所述驱动轮42与从动轮43通过皮带或链条传动连接。

以上所述第一驱动单元5第三驱动单元32均为丝杆步进电机；以上所述的第一电机12、第二电机14、第三电机45和第四电机48均为低速电机34；以上所述的PLC控制单元为现有技术，此处不做详细描述。

本发明一种无人密集型智慧库房的具体操作流程如下：

查找文件时，只需通过控制面板输入要查找的文件信息，控制面板将输入的指令传输至PLC控制单元，PLC控制单元控制第二驱动单元17驱动箱体16在滑轨15上滑动，使待查找文件所在的箱体16前出现供抓取机构进入的通道，然后第一电机12驱动动轨11及抓取机构移动至通道的一端，接着第二电机14驱动抓取机构进入通道并移动至待查找文件前方，升降机械手臂8带动机械抓手9下降至待查找文件处夹取该文件，并将文件移动至取件腔3内的框体4中，第一驱动单元5驱动框体4向库房外侧移动，方便用户拿取文件，用户取出文件后，抓取机构和密集箱体机构复位。存放文件时，通过控制面板查询空置的储物腔20，确认要存放的储物腔20并输入存放文件的名称，第二驱动单元17驱动箱体16滑动，使待存放储物腔20所在的箱体16前出现供抓取机构进入的通道，第一电机12驱动动轨11及抓取机构移动至库房的取件窗口，抓取机构夹取取件腔3内的待存放文件后，第一电机12驱动动轨11及抓取机构移动至通道的一端，接着第二电机14驱动抓取机构进入通道并移动至待存放的储物腔20前方，升降机械手臂8带动机械抓手9下降至存放的储物腔20处，机械抓手9将文件放入该储物腔20内，最后第二电机14驱动抓取机构退出通道，抓取机构和密集箱体机构复位。该密集箱能够方便用户快速找到需要的文件，操作简单、查找方便且效率高，提高用户的使用体验；另外，用户通过控制面板只能查找自己权限内的文件，避免文件泄密。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种无人密集型智慧库房，其特征在于：包括设置在库房外的控制机构、设置在库房窗口处的存取机构及设置在库房内的抓取机构和密集箱体机构；

所述控制机构包括设置在库房外侧墙壁上的控制面板及与控制面板连接的PLC控制单元；所述控制面板用于供用户输入指令并通过PLC控制单元控制存取机构、抓取机构和密集箱体机构；

所述存取机构包括设置在库房窗口处的壳体，所述壳体上设有与库房内外连通的存件腔和取件腔，所述存件腔和取件腔内均滑动连接有存取组件；所述存取组件包括框体和第一驱动单元，所述框体内设有多个间隔分布的隔板，且隔板与隔板之间形成供文件盒放置的容置空间，所述第一驱动单元与框体连接，用于驱动框体在对应的存件腔或取件腔内滑动；

所述抓取机构包括架体、升降机械手臂和机械抓手，所述架体的顶部设有两个互相平行的定轨，所述定轨上滑动连接有与定轨垂直设置的动轨，所述动轨上设有第一电机，用于驱动动轨沿定轨长度方向滑动；所述动轨上滑动连接有顶座，所述顶座上设有第二电机，用于驱动顶座沿动轨长度方向滑动；所述升降机械手臂设置在顶座的底部，用于带动机械抓手上下运动；

所述密集箱体机构包括安装于地面上且与定轨平行的滑轨、多个平行排列且滑动连接在滑轨上的箱体以及驱动箱体在滑轨上滑动的第二驱动单元；所述箱体上均匀分布有多个格口，每个格口内设有一文件框；所述文件框上设有多个沿其长度方向均匀分布的储物腔；

当用户通过控制面板输入待查找文件的信息时，PLC控制单元控制第二驱动单元驱动箱体在滑轨上滑动，使待查找文件所在的箱体前出现供抓取机构进入的通道，然后第一电机驱动动轨及抓取机构移动至通道的一端，接着第二电机驱动抓取机构进入通道并移动至待查找文件前方，升降机械手臂带动机械抓手下降至待查找文件处夹取该文件，并将文件移动至取件腔内的框体中，第一驱动单元驱动框体向库房外侧移动，方便用户拿取文件，用户取出文件后，抓取机构和密集箱体机构复位。

2.根据权利要求1所述的一种无人密集型智慧库房，其特征在于：所述箱体上设有与每个储物腔一一对应的识别条码；所述机械抓手上设有定位摄像头，用于扫描箱体上的识别条码，辅助机械抓手定位待夹取文件。

3.根据权利要求1所述的一种无人密集型智慧库房，其特征在于：所述框体的内顶壁上设有多个与容置空间一一对应的探测器，所述探测器用于检测容置空间内是否存放文件盒。

4.根据权利要求1所述的一种无人密集型智慧库房存储租借箱，其特征在于：所述取件腔的内底壁上设有一转轴，所述转轴上转动连接有推板，所述转轴上还套设有扭簧，所述扭簧的一端与推板连接，另一端与取件腔的内底壁连接。

5.根据权利要求1所述的一种无人密集型智慧库房，其特征在于：所述升降机械手臂包括自上而下依次连接的第一伸缩臂、第二伸缩臂和第三伸缩臂；所述第一伸缩臂、第二伸缩臂和第三伸缩臂均可沿垂直方向上下伸缩。

6.根据权利要求1所述的一种无人密集型智慧库房，其特征在于：所述机械抓手包括水平支架、垂直支架、第三驱动单元和两个相向设置的夹板；所述垂直支架可滑动连接在水平支架上，所述第三驱动单元安装在垂直支架上，用于驱动垂直支架沿水平支架的长度方向滑动；所述垂直支架上还设有第四驱动单元，所述第四驱动单元用于驱动两个夹板反向运动或相向运动。

7.根据权利要求6所述的一种无人密集型智慧库房，其特征在于：所述的第四驱动单元包括低速电机、上齿板、下齿板；所述低速电机的输出轴上连接有传动齿轮，所述上齿板和下齿板分别水平设置在传动齿轮的上下方，且与传动齿轮啮合传动；所述机械抓手上的两个夹板分别与上齿板、下齿板连接，并随上齿板、下齿板反向运动或相向运动。

8.根据权利要求6所述的一种无人密集型智慧库房，其特征在于：所述的垂直支架的下端设有托板，用于托起待夹取文件的底部。

9.根据权利要求1所述的一种无人密集型智慧库房，其特征在于：所述箱体的两端均设有沿箱体高度方向延伸的防撞条。

10.根据权利要求1所述的一种无人密集型智慧库房，其特征在于：所述第二驱动单元包括驱动电机和滚轮组，所述滚轮组安装于箱体的底部，所述驱动电机的输出轴上连接有驱动轮，所述滚轮组上连接有从动轮，所述驱动轮与从动轮传动连接。

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