CN113545607A - 一种立体库式智能鞋柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立体库式智能鞋柜，涉及智能家居领域。外部设置有感应装置，内部设置有控制中心、穿脱区、收纳区以及可活动的平移装置，感应装置与控制中心远程连接，以使得在人体移动轨迹符合启动条件的情况下，鞋柜实现自启动。穿脱区，收纳或取出鞋子；收纳区，包括多个用于放置鞋子的可升降的板面；平移装置，用于在穿脱区和收纳区之间转移鞋子。托盘包括移动件和用于托举鞋子的底部的多个长齿，板面设置有与多个长齿相配合的多个槽口。移动件带动多个长齿竖直通过板面的多个槽口，托盘将鞋子留在或者带离板面。本发明能够满足用户对于脱鞋、存鞋、取鞋等功能需求，同时也实现了便捷性、舒适性、空间利用率高、智能化控制等技术要求。

Description

一种立体库式智能鞋柜

技术领域

本发明涉及智能家居领域，特别是涉及一种立体库式智能鞋柜。

背景技术

随着社会的飞速发展，人们的生活节奏也在不断地加快，疲惫已经成为当代人们的生活常态，人们需要智能家居来提高我们的生活品质。

同时随着物联网技术的发展，家居的智能化也开始逐步进入家家户户，智能家居不但能够使人们生活更加方便、而且还能确保生活的舒适性，因此家居的智能化是社会发展的必然趋势。

现有的智能家居市场中，现有的鞋柜产品难以满足用户自动换取鞋子的需求，而且功能较为单一、缺少系统性的设计。鞋柜内部的拿取移动方式不够便捷、收纳鞋板的位置设计不够合理。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种立体库式智能鞋柜，本设计集机械结构和智能控制为一体，能够满足用户对于脱鞋、存鞋、取鞋等功能需求，同时也实现了便捷性、舒适性、空间利用率高、智能化控制等技术要求。

特别地，本发明提供了一种立体库式智能鞋柜，鞋柜的外部设置有用于识别人体移动轨迹的感应装置，鞋柜的内部设置有控制中心、穿脱区、收纳区以及可活动的平移装置，所述感应装置与所述控制中心远程连接，以使得在人体移动轨迹符合启动条件的情况下，所述鞋柜实现自启动；

穿脱区，用于将鞋子从柜体的外部收入到其内部，或者用于将鞋子从所述柜体的内部送出到其外部；

收纳区，包括多个用于放置鞋子的可升降的板面，以使得每相邻两个板面之间的距离可调整；

平移装置，用于在所述穿脱区和所述收纳区之间转移鞋子，包括托盘、横跨所述穿脱区和所述收纳区的水平轨道和/或竖直轨道，所述托盘包括移动件和多个长齿，所述移动件的一侧与轨道连接，所述移动件的另一侧与所述多个长齿连接；所述多个长齿用于托举鞋子的底部；所述板面设置有与所述多个长齿相配合的多个槽口；所述移动件带动所述多个长齿竖直通过所述板面的多个槽口，以使得所述托盘将鞋子留在或者带离所述板面。

优选的，所述穿脱区设置有：

伸缩机构，位于脱鞋装置的后方，以驱动所述脱鞋装置在到达所述柜体的外部和回到所述柜体的内部两个状态之间移动；

脱鞋装置，位于所述穿脱区的底部，包括用于承重的外壳、电子秤，所述电子秤的上表面与所述外壳的上表面平齐；

在所述鞋柜自启动的情况下，所述伸缩装置驱动所述脱鞋装置到达所述柜体的外部，所述电子秤采集承载的重量数据。

优选的，所述脱鞋装置还包括：

鞋子夹持机构，包括左鞋夹持单元、右鞋夹持单元，所述左鞋夹持单元包括夹鞋舵机、一字舵机臂、第一夹鞋连杆和第二夹鞋连杆、第一夹鞋爪和第二夹鞋爪，所述夹鞋舵机设置在外壳的下底面，所述一字舵机臂固定在所述夹鞋舵机的舵机轴上，所述一字舵机臂的一端与所述第一夹鞋连杆连接，所述一字舵机臂的另一端与所述第二夹鞋连杆连接，所述第一夹鞋连杆的另一端铰接在第一夹鞋爪的底部，所述第二夹鞋连杆的另一端铰接在第二夹鞋爪的底部；所述电子秤的上表面设置有对应第一夹鞋爪和第二夹鞋爪的通槽，第一夹鞋爪和第二夹鞋爪的爪子部位向上穿过所述通槽，第一夹鞋爪和第二夹鞋爪可做开合运动；所述右鞋夹持单元与所述左鞋夹持单元的结构相同。

优选的，所述脱鞋装置还包括：

鞋子升降机构，包括左鞋升降单元、右鞋升降单元，所述左鞋升降单元位于第一夹鞋爪和第二夹鞋爪之间，所述左鞋升降单元由左鞋掌升降单元和左鞋跟升降单元构成，其中包括：升降舵机、短舵机臂、升降连杆、支撑杆，所述升降舵机设置在外壳的下底面，所述短舵机臂的一端固定在升降舵机的舵机轴上，所述短舵机臂的另一端与所述升降连杆的一端铰接；所述升降连杆的另一端与支撑杆的中间段铰接；所述支撑杆具有至少两个竖直的支撑段，所述电子秤的上表面设置有对应所述支撑段的通孔；所述支撑杆的支撑段可做伸出电子秤的上表面和回到电子秤下方的竖直升降运动。

优选的，所述穿脱区和所述收纳区分别位于鞋柜的两侧，在所述穿脱区和所述收纳区之间的空间连通并能使得所述平移装置无障碍通过，所述收纳区靠近所述穿脱区的一侧设置有一个竖直方向的齿条，所述收纳区远离所述穿脱区的一侧设置有至少一个竖直方向的齿条。

优选的，所述收纳区包括：

固定板面，其位于最底层，且与鞋柜的下底面之间具有设定间距的空隙；

可升降的板面，其设置有与所述齿条的数量和位置相对应的带齿轮的舵机。

优选的，在所述板面远离所述收纳区的一侧设置有直线轴承，在鞋柜的上顶面和下底面之间设置有一个光轴，所述光轴与所述直线轴承同心；在所述固定板面和所述可升降的板面上设置有陀螺仪和红外测距仪。

优选的，在所述穿脱区还设置有图像获取装置，以收集收入鞋柜内鞋子的图像。

优选的，所述移动件与轨道的连接方式为：所述鞋柜的上顶面、下底面、左侧面、右侧面分别设置有上轨道、下轨道、左轨道和右轨道，所述竖直轨道的两端分别与上轨道、下轨道连接，所述竖直轨道可水平移动，所述水平轨道的两端分别与左轨道、右轨道连接，所述水平轨道可上下移动，所述移动件设置在所述竖直轨道和所述水平轨道的交汇处，所述水平轨道和所述竖直轨道分别穿过所述移动件。

优选的，所述控制中心设置有arduino单片机、WiFi模块、步进电机驱动模块、电源模块，所述arduino单片机通过蓝牙通信模块与智能手机进行数据连接，智能手机的控制指令通过蓝牙通信模块发送至单片机。

相比于现有技术，本发明至少具有以下的技术效果：

1、提高了智能响应的效率。感应装置能够识别人体的移动轨迹，从而预判用户是否走向鞋柜，并在用户走向之前打开鞋柜，伸出脱鞋装置，实现自启动。

2、提高空间利用率。托盘的长齿结构、板面的槽口结构，这两个结构相配合，使得托盘能够在穿脱区、收纳区的移动空间无死角，限制提高了鞋柜内空间的利用率。长齿结构在能够托举鞋子的基础上，最大限度地缩小了占用面积，这也为托盘在鞋柜内的自由移动提供了便利。

3、舒适性。电子秤能够记录不同用户的体重，也能够记录用户站上脱鞋装置、离开脱鞋装置的状态，从而使得鞋柜系统做出不同的响应，满足了用户的使用舒适需求。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本发明的一种立体库式智能鞋柜(脱鞋装置伸出)的轴测立体图；

图2为本发明的一种立体库式智能鞋柜(脱鞋装置收回)的轴测立体图；

图3为本发明的一种立体库式智能鞋柜(脱鞋装置收回)的局部(穿脱区)剖视图；

图4为本发明的平移装置的前视立体图；

图5为本发明的平移装置的轴测立体图；

图6为本发明的脱鞋装置的前视立体图；

图7为本发明的脱鞋装置的轴测立体图；

图8为本发明的脱鞋装置(电子秤未示出)的轴测立体图；

图9为本发明的脱鞋装置(电子秤未示出)的俯视立体图；

图10为本发明的脱鞋装置(电子秤未示出)的斜视立体图；

图11为本发明的可升降式矩形收鞋机构的轴测立体图(左上方视角)；

图12为本发明的可升降式矩形收鞋机构的轴测立体图(左下方视角)；

图13为本发明的一种立体库式智能鞋柜在待机状态时的前视立体图；

图14为本发明的一种立体库式智能鞋柜在工作状态时的前视立体图；

图15为本发明的一种立体库式智能鞋柜另一种布局示意图。

图中各符号表示的含义：

1-平移装置，2-鞋子收纳装置，3-鞋子，4-伸缩机构，5-脱鞋装置，6-固定板面，7-可升降板面，8-齿条，9-L型挡板，10-摄像头。

401-滚珠丝杠，402-伸缩步进电机，403-伸缩步进电机支架，404-凹槽，405-联轴器，406-限位开关，407-伸缩直线滑块，408-伸缩直线滑轨。

101-竖直步进电机支架，102-竖直步进电机，103-第一光轴，104-水平步进电机支架，105-第二光轴，106-水平步进电机，107-第一皮带，108-托盘，109-移动件，110-第三光轴，111-第二皮带，112-第四光轴，113-圆柱式直线轴承，114-竖直平移滑块，115-带轮，116-第三皮带，117-第五光轴，118-水平平移滑块，119-第六光轴，120-轴承。

501-鞋子夹持机构，502-鞋子升降机构，503-万向轮，504-电子秤，505-外壳，506-丝杠螺母，507-圆柱支撑件，508-圆柱U形杆，509-升降连杆，510-升降舵机支架，511-升降舵机，512-短舵机臂，513-升降直线轴承，514-夹鞋舵机，515-第一夹鞋爪，516-第一夹鞋连杆，517-一字舵机臂，518-第二夹鞋连杆，519-第二夹鞋爪，520-夹鞋舵机支架。

701-矩形收鞋板，702-红外测距模块，703-齿轮，704-圆柱带底式直线轴承，705-齿轮固定舵机支架，706-齿轮固定舵机，707-陀螺仪。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明的立体库式智能鞋柜的一个实施例中，鞋柜的内部主要分为两个区域：穿脱区和收纳区。图示中穿脱区在右侧，收纳区在左侧，在实际应用中，穿脱区和收纳区的左右位置并不做限定，下文的具体实施方式以图示的方向做出描述。

鞋柜的内部设置有控制中心。控制中心设置有arduino单片机、WiFi模块、arduino单片机通过蓝牙通信模块与智能手机进行数据连接，智能手机的控制指令通过蓝牙通信模块发送至单片机。红外感应装置、伸缩机构4、脱鞋装置5、鞋子收纳装置2、平移装置1的动作执行均由单片机进行控制。

在鞋柜的外部设置有感应装置，例如红外感应装置。感应装置可以独立设置在房屋的门口处，用于识别用户是否进门；也可以设置在鞋柜的前方，用于识别用户是否走向鞋柜。感应装置识别的人体移动轨迹不仅仅限于上述的两种情况，也可以是任何符合用户使用习惯的感应设定。感应装置与控制中心远程连接，以使得在人体移动轨迹符合启动条件的情况下，鞋柜实现自启动。

鞋柜的自启动包括但不限于以下动作：柜门开启、伸缩机构4伸出、脱鞋装置5到达柜体的外部、平移装置1移动至指定位置。自启动后，这些动作的发生并不是同步的，而是根据不同情形有不同的动作顺序。

穿脱区和收纳区分别位于鞋柜的两侧，在穿脱区和收纳区之间的空间连通并能使得平移装置1无障碍通过。穿脱区和收纳区之间用L型挡板9做间隔。由于L型挡板9的竖条位置在远离平移装置1的一侧，因此L型挡板9不会对平移装置1的通过产生影响。

穿脱区用于将鞋子从柜体的外部收入到其内部，或者用于将鞋子从所述柜体的内部送出到其外部。穿脱区设置有伸缩机构4、脱鞋装置5、图像获取装置(摄像头10)。

如图3所示，伸缩机构4用于驱动脱鞋装置5在到达柜体的外部和回到柜体的内部两个状态之间移动。伸缩机构4位于脱鞋装置5的后方，主要包括伸缩步进电机支架403、伸缩步进电机402、联轴器405、滚珠丝杠401、丝杠螺母、伸缩直线滑轨408、伸缩直线滑块407和限位开关406。步进电机支架403安装在平移装置1下侧、外壳挡板的凹槽内。伸缩步进电机402安装在伸缩步进电机支架401上，且电机轴朝向脱鞋装置5。丝杠螺母固定在脱鞋装置5后侧、外壳挡板正中间的凹槽内。滚珠丝杠401通过联轴器405与伸缩步进电机402的电机轴相连，且滚珠丝杠401与丝杠螺母相互啮合配合，同时伸缩步进电机电机轴、联轴器405、滚珠丝杠401、丝杠螺母四者为同轴心安装。伸缩直线滑轨408对称固定于L型挡板9右面和鞋子收纳装置2右侧外壳挡板的下方区域。伸缩直线滑块407对称固定于脱鞋装置5的左侧外壳挡板和右侧外壳挡板上。同一侧的伸缩直线滑轨408与伸缩直线滑块407之间配合安装在一起。限位开关406安装在平移装置1下侧、外壳挡板的前面，且两个限位开关关于凹槽404对称放置。

如图6、7、8、9、10所示，脱鞋装置5位于穿脱区的底部。脱鞋装置5主要包括：用于承重的外壳505、电子秤504、鞋子夹持机构501、鞋子升降机构502、滚动机构。电子秤504位于脱鞋装置5的正中央，且电子秤504的上表面与脱鞋装置5的外壳上表面齐平。如图8、9、10所示，在电子秤504底盘的四个用于支撑的“腿”和脱鞋装置5下侧外壳挡板之间由四个圆柱支撑件507进行支撑。滚动机构与圆柱支撑件507同心固定在脱鞋装置5的下侧外壳挡板处，且滚动机构与地面相切。当用户站在脱鞋装置5上时，滚动机构、外壳、圆柱支撑件507、电子秤504都能提供很高的承重作用。滚动机构可以是万向轮503。

鞋子夹持机构501包括左鞋子夹持单元、右鞋子夹持单元和夹鞋导向光轴。左鞋子夹持单元和右鞋子夹持单元左右对称安装在脱鞋装置5的壳体内，且左鞋子夹持单元和右鞋子夹持单元结构相同。夹持单元主要包含夹鞋舵机514、夹鞋舵机支架520、一字舵机臂517、第一夹鞋连杆516和第二夹鞋连杆518、夹鞋直线轴承、第一夹鞋爪515和第二夹鞋爪519。夹持单元内部还具有丝杠螺母506。夹鞋导向光轴共有两根，且沿左右水平方向固定在脱鞋装置5左侧外壳和右侧外壳之间。夹鞋舵机514通过夹鞋舵机支架520竖直固定在所述脱鞋装置5的下侧外壳上。一字舵机臂517的中心固定在夹鞋舵机514的舵机轴上。第一夹鞋连杆516的一端铰接在一字舵机臂517的一端。第一夹鞋连杆516的另一端铰接在第一夹鞋爪515底面的中心位置。在第一夹鞋爪515的底盘上对称开有两个圆柱形凹槽。夹鞋直线轴承安装在第一夹鞋爪515底盘的凹槽内。夹鞋直线轴承与夹鞋导向光轴同心配合。鞋子夹持单元内部结构关于夹鞋舵机514的舵机轴对称，即，第二夹鞋连杆518的一端铰接在一字舵机臂517的一另端，第二夹鞋连杆518的另一端铰接在第二夹鞋爪519底面的中心位置，在第二夹鞋爪519的底盘上对称开有两个圆柱形凹槽，夹鞋直线轴承安装在第二夹鞋爪519底盘的凹槽内。夹鞋直线轴承与夹鞋导向光轴同心配合。第一夹鞋爪515和第二夹鞋爪519在两根夹鞋导向光轴的限制下可以实现开合运动，同时第一夹鞋爪515和第二夹鞋爪519的底盘部分在所述电子秤504平台的下方，第一夹鞋爪515和第二夹鞋爪519的爪子部分穿过电子秤504平台的凹槽，且部分露出在电子秤504平台的上方。

鞋子升降机构502包括左鞋掌升降单元、左鞋跟升降单元、右鞋掌子升降单元、右鞋跟升降单元。左鞋掌升降单元和左鞋跟升降单元前后对称安装在脱鞋装置5的壳体内。左鞋掌升降单元和右鞋掌子升降单元、左鞋跟升降单元和右鞋跟升降单元左右对称安装在脱鞋装置5的壳体内。左鞋掌升降单元、左鞋跟升降单元、右鞋掌子升降单元、右鞋跟升降单元结构相同。升降单元主要包含升降舵机511、升降舵机支架510、短舵机臂512、升降连杆509、支撑杆和升降直线轴承513。

在本实施例中，支撑杆就是图中的圆柱U形杆508，但是支撑杆的形状不限于圆柱U形杆508。支撑杆可以是具有至少两个竖直支撑段的杆件。升降舵机511通过升降舵机支架510左右水平固定在脱鞋装置5的下侧外壳上。短舵机臂512的一端固定在升降舵机511的舵机轴上。升降连杆509的一端铰接在短舵机臂512的一端。升降连杆509的另一端与圆柱U形杆508的中间段同心铰接。升降直线轴承513有两个，且竖直安装在电子秤504平台对应的凹槽内。圆柱U形杆508的首段和尾段部分分别与两个升降直线轴承513同心配合。圆柱U形杆508在两个升降直线轴承513的限制下可以竖直升降运动。待机时，圆柱U形杆508在所述电子秤504平台的下方；升起时，圆柱U形杆508的首段和尾段部分逐渐突出在电子秤504平台的上方。圆柱U形杆508的伸出部分的长度，也就是举起鞋子后，鞋底与电子称上表面的距离，应该至少让托盘108伸入。

在脱鞋装置5的上方和鞋子收纳装置2的右侧外壳挡板处固定有一个摄像头10，用于收集收入鞋柜内鞋子的图像。

如图1、2、11、12所示，鞋柜的收纳区具有用于放置鞋子的固定板面6和可升降板面。固定板面6位于收纳区的最底层，且与鞋柜的下底面之间具有设定间距的空隙。设定间距的数值是能够使得平移装置1的托盘108通过的距离。固定板面6和鞋柜的下底面之间的空隙是为了平移装置1的托盘108能够通过。可升降板面使得每相邻两个板面之间的距离可调整。

收纳区靠近穿脱区的一侧设置有一个竖直方向的齿条8(即在L型挡板9的竖条上设置齿条8)，收纳区远离穿脱区的一侧设置有至少一个竖直方向的齿条8。在远离穿脱区的一侧，收纳区仅设置有一个竖直方向的齿条8时，该齿条8与L型挡板9的齿条8成对角线。在远离穿脱区的一侧，收纳区设置有两个竖直方向的齿条8时，这两个齿条8中至少有一个与L型挡板9的齿条8成对角线。

相应的，在可升降板面上设置有与收纳区齿条8的数量和位置相对应的带齿轮的舵机。在图示的实施例中，可升降板面的左前、左后、右前三个拐角处通过舵机支架安装有带齿轮的舵机，即齿轮固定舵机支架705和齿轮固定舵机706，使每层收鞋板的齿轮703与鞋子收纳装置2左区域内相对应的齿条8相互啮合。在可升降式板面靠近左侧边缘处安装有直线轴承。在鞋子收纳装置2上侧外壳挡板和下侧外壳挡板之间靠近左侧外壳挡板处固定有一根光轴，且该光轴与直线轴承同心。在可升降式板面和固定板面6上安装有陀螺仪707和红外测距模块702。在光轴的限制下、以及陀螺仪707和红外测距模块702的反馈调节下，可以使可升降板面平稳且精准的实现上下移动。可升降板面上还设置有圆柱带底式直线轴承704，以使得板面平稳移动。

如图4、5所示，鞋柜的上顶面、下底面、左侧面、右侧面分别设置有上轨道、下轨道、左轨道和右轨道。在上下轨道、左右轨道的一端设置有竖直步进电机支架101、竖直步进电102、第一光轴103、水平步进电机支架104、第二光轴105、水平步进电机106。竖直和水平步进电机用于驱动竖直轨道和水平轨道的移动。两个第一光轴103用第一皮带107联接。在竖直轨道上设置有第三光轴110，在右轨道上设置有第四光轴112和第二皮带111，在下轨道上设置有第五光轴117、第三皮带116、轴承120，在水平轨道上设置有第六光轴119。在右轨道和下轨道交汇处设置有带轮115。水平轨道的两端设置有圆柱式直线轴承113和竖直平移滑块114，与光轴配合实现水平轨道的竖直平稳移动。竖直轨道的两端设置有直线轴承和水平平移滑块118，与光轴配合实现竖直轨道的水平平稳移动。

平移装置1用于在所述穿脱区和所述收纳区之间转移鞋子。平移装置1的外壳安装在鞋子收纳装置2的后方且形状相同。平移装置1包括：托盘108、横跨穿脱区和收纳区的水平轨道和/或竖直轨道。竖直轨道的两端分别与上轨道、下轨道连接，竖直轨道可水平移动。水平轨道的两端分别与左轨道、右轨道连接，水平轨道可上下移动。托盘108包括移动件109和多个长齿。移动件109设置在竖直轨道和水平轨道的交汇处，水平轨道和竖直轨道分别穿过移动件109的一侧。移动件109的另一侧与多个长齿连接。多个长齿用于托举鞋子的底部。如图11所示，固定板面6和可升降板面上均设置有与多个长齿相配合的多个槽口。固定板面6和可升降板面7上槽口的数量并没有限制，可以根据鞋柜的大小、鞋面的宽度等进行配置。移动件109带动多个长齿竖直通过板面的多个槽口，以使得托盘108将鞋子留在或者带离所述板面。

除了图1至图14所示的鞋柜布局方式之外，还可以有如图15所示的布局方式。鞋柜的底部设置有多个穿脱区，可以同时进行穿脱。而鞋柜的右侧设置有上升通道，用于托盘的升降。在穿脱区的上方设置有收纳区。此时，水平轨道和竖直轨道同时穿过收纳区和穿脱区，以使得托盘在鞋柜内自由移动。

综上，结合图13、14，对鞋柜的使用过程做出描述。

首先，在使用之初需要对智能鞋柜进行初始化设置，即对家庭成员信息进行录入，父亲站立在脱鞋装置5上的电子秤504上，然后将电子秤的数值录入到手机上，同时将父亲的鞋码录入到手机上，同理将家庭成员的体重信息和鞋码信息依次录入到手机上，录入完成后即结束对智能鞋柜的初始化设置。

当某一家庭成员从外归来时，放在门口的红外感应装置可以在家庭成员进入家门前识别到有人将进入房屋内，可以提前启动智能鞋柜。

智能鞋柜启动后，伸缩步进电机402通过联轴器405带动滚珠丝杠401转动，在滚珠丝杠401和安装脱鞋装置外壳505上的丝杠螺母506的配合以及伸缩直线滑块407和伸缩直线滑轨408的限制下，脱鞋装置5水平移动伸出到鞋子收纳装置2的外部，此时家庭成员刚好进入到房屋内。

当脱鞋装置5完成伸出动作后，家庭成员需要站在脱鞋装置5上的电子秤504上，如果家庭成员所穿的是鞋需要鞋带，则解开鞋带后再站立到电子秤504上，如果使用者所穿的鞋是没有鞋带的皮鞋，则直接站到电子秤504上即可。

当家庭成员稳定站立到电子秤504上后，电子秤504会显示出该家庭成员的体重，然后与初始化智能鞋柜时录入的家庭成员信息进行匹配，然后根据该家庭成员的鞋码数驱动鞋子夹持机构501的运动，此时夹鞋舵机514开始转动，与夹鞋舵机514固连的一字舵机臂517也同步转动，并带动与一字舵机臂517左右两侧铰接的第一夹鞋连杆516和第二夹鞋连杆518末端的直线运动，从而带动与第一夹鞋连杆516和第二夹鞋连杆518末端铰接的第一夹鞋爪515和第二夹鞋爪519水平方向上的直线运动，在夹鞋舵机514的转动下第一夹鞋爪515和第二夹鞋爪519逐渐靠近，当该家庭成员的鞋子3被第一夹鞋爪515和第二夹鞋爪519加紧后，夹鞋舵机514便停止转动。

当家庭成员穿着的鞋子3被夹紧后，家庭成员就可以将脚部从鞋子中抽离，当家庭成员完全离开电子秤504后，电子秤504的数值会急剧降低，此时夹鞋舵机514开始反向转动，直到第一夹鞋爪515和第二夹鞋爪519完全复位后，夹鞋舵机514停止转动。

当单独的鞋子3被松开后，此时升降舵机511开始转动，与升降舵机511固连的短臂舵机臂512也同步转动，并带动与短臂舵机臂512末端铰接的升降连杆509末端的直线运动，从而带动与升降连杆509末端铰接的圆柱U形杆509竖直方向上的直线运动，在升降舵机511的转动下圆柱U形杆509逐渐升高，当圆柱U形杆509上升到最高时，升降舵机511便停止转动。

当鞋子3被鞋子升降机构502抬升至最高点后，伸缩步进电机402开始反向转动，此时脱鞋装置5在伸缩步进电机402的转动下开始收回到鞋子收纳装置2的内部，当脱鞋装置外壳505的后挡板碰撞到限位开关406时，伸缩步进电机402便停止转动。此时，位于鞋子收纳装置2右侧外壳上的图像识别摄像头10会对电子秤504上的鞋子3进行拍照储存。

当脱鞋装置5收回到收纳装置2的内部后，山字托盘108恰好在鞋子3的下侧，若此时鞋子收纳装置2内没有鞋子3，则平移装置1开始运动，从而带动山字托盘108托着鞋子3开始移动，之后山字托盘108到达指定层数的矩形收鞋板701上方，然后从矩形收鞋板701的槽口处穿过到达指定层数的矩形收鞋板701下方，将鞋子3留在矩形收鞋板701上，最后将鞋子3在鞋子收纳装置2的位置坐标发送到智能手机中，并与之前摄像头10所拍照片进行匹配；若此时鞋子鞋子收纳装置2内有鞋子3，则齿轮固定舵机705开始转动，与之固连的齿轮703同步转动，在齿轮703与齿条8的配合下可以实现矩形收鞋板701的升降运动，假定要将鞋子3放置在第二层，则第一层可升降板面7向上移动，与鞋子收纳装置2上方挡板的距离从h1缩短到H1，第三层可升降板面7向下移动，与固定板面6的距离从h4缩短到H4，第二层可升降板面7向下移动，与第一层矩形收鞋板701的距离从h2增加到H2，与第三层矩形收鞋板701的距离从h3缩短到H3。(当一种立体库式智能鞋柜在待机状态时有h1＝h2＝h3＝h4＝1.3h，当一种立体库式智能鞋柜在工作状态时有H1＝H3＝H4＝1.0h，H2＝2.2h)然后，平移装置1开始运动，从而带动山字托盘108托着鞋子3开始移动，之后山字托盘108到达指定层数的矩形收鞋板701上方，然后从矩形收鞋板701的槽口处穿过到达指定层数的矩形收鞋板701下方，最后将鞋子3在鞋子收纳装置2的位置坐标发送到智能手机中，并与之前摄像头10所拍照片进行匹配。

当将鞋子3放到鞋子收纳装置2内后，若一开始鞋子收纳装置2内没有鞋子3，则平移装置1开始反向运动，使山字托盘108回到初始位置，然后升降舵机511开始反向转动，当圆柱U形杆509下降到初始位置时，升降舵机511便停止转动；若一开始鞋子收纳装置2内有鞋子3，则平移装置1开始反向运动，使山字托盘108回到初始位置，则齿轮固定舵机705开始反向转动，使每一层的可升降式收鞋机构回归到原位(即回归到h1＝h2＝h3＝h4＝1.3h的位置)，然后升降舵机511开始反向转动，当圆柱U形杆509下降到初始位置时，升降舵机511便停止转动。至此鞋子的自动存放功能结束。

当家庭成员要外出时，首先通过手机端选择要拿取的鞋子3(已经在手机端存有鞋子3的照片即相对于的位置坐标)，假定所选鞋子3放置在第二层左侧，则第一层可升降板面7向上移动，与鞋子收纳装置2上方挡板的距离从h1缩短到H1，第三层可升降板面7向下移动，与固定板面6的距离从h4缩短到H4，第二层可升降板面7向下移动，与第一层矩形收鞋板701的距离从h2增加到H2，与第三层矩形收鞋板701的距离从h3缩短到H3，然后平移装置1开始运动，带动山字托盘108到达指定层数的矩形收鞋板701下方，然后从矩形收鞋板701的槽口处穿过到达指定层数的矩形收鞋板701上方，在穿越矩形收鞋板701时，山字托盘108将指定的鞋子托起，然后将鞋子移动到鞋子收纳装置2的右上方，最后齿轮固定舵机705开始反向转动，使每一层的可升降式收鞋机构回归到原位(即回归到h1＝h2＝h3＝h4＝1.3h的位置)。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种立体库式智能鞋柜，其特征在于，鞋柜的外部设置有用于识别人体移动轨迹的感应装置，鞋柜的内部设置有控制中心、穿脱区、收纳区以及可活动的平移装置，所述感应装置与所述控制中心远程连接，以使得在人体移动轨迹符合启动条件的情况下，所述鞋柜实现自启动；

穿脱区，用于将鞋子从柜体的外部收入到其内部，或者用于将鞋子从所述柜体的内部送出到其外部；

收纳区，包括多个用于放置鞋子的可升降的板面，以使得每相邻两个板面之间的距离可调整；

平移装置，用于在所述穿脱区和所述收纳区之间转移鞋子，包括托盘、横跨所述穿脱区和所述收纳区的水平轨道和/或竖直轨道，所述托盘包括移动件和多个长齿，所述移动件的一侧与轨道连接，所述移动件的另一侧与所述多个长齿连接；所述多个长齿用于托举鞋子的底部；所述板面设置有与所述多个长齿相配合的多个槽口；所述移动件带动所述多个长齿竖直通过所述板面的多个槽口，以使得所述托盘将鞋子留在或者带离所述板面。

2.根据权利要求1所述的立体库式智能鞋柜，其特征在于，所述穿脱区设置有：

伸缩机构，位于脱鞋装置的后方，以驱动所述脱鞋装置在到达所述柜体的外部和回到所述柜体的内部两个状态之间移动；

脱鞋装置，位于所述穿脱区的底部，包括用于承重的外壳、电子秤，所述电子秤的上表面与所述外壳的上表面平齐；

在所述鞋柜自启动的情况下，所述伸缩装置驱动所述脱鞋装置到达所述柜体的外部，所述电子秤采集承载的重量数据。

3.根据权利要求2所述的立体库式智能鞋柜，其特征在于，所述脱鞋装置还包括：

鞋子夹持机构，包括左鞋夹持单元、右鞋夹持单元，所述左鞋夹持单元包括夹鞋舵机、一字舵机臂、第一夹鞋连杆和第二夹鞋连杆、第一夹鞋爪和第二夹鞋爪，所述夹鞋舵机设置在外壳的下底面，所述一字舵机臂固定在所述夹鞋舵机的舵机轴上，所述一字舵机臂的一端与所述第一夹鞋连杆连接，所述一字舵机臂的另一端与所述第二夹鞋连杆连接，所述第一夹鞋连杆的另一端铰接在第一夹鞋爪的底部，所述第二夹鞋连杆的另一端铰接在第二夹鞋爪的底部；所述电子秤的上表面设置有对应第一夹鞋爪和第二夹鞋爪的通槽，第一夹鞋爪和第二夹鞋爪的爪子部位向上穿过所述通槽，第一夹鞋爪和第二夹鞋爪可做开合运动；所述右鞋夹持单元与所述左鞋夹持单元的结构相同。

4.根据权利要求3所述的立体库式智能鞋柜，其特征在于，所述脱鞋装置还包括：

鞋子升降机构，包括左鞋升降单元、右鞋升降单元，所述左鞋升降单元位于第一夹鞋爪和第二夹鞋爪之间，所述左鞋升降单元由左鞋掌升降单元和左鞋跟升降单元构成，其中包括：升降舵机、短舵机臂、升降连杆、支撑杆，所述升降舵机设置在外壳的下底面，所述短舵机臂的一端固定在升降舵机的舵机轴上，所述短舵机臂的另一端与所述升降连杆的一端铰接；所述升降连杆的另一端与支撑杆的中间段铰接；所述支撑杆具有至少两个竖直的支撑段，所述电子秤的上表面设置有对应所述支撑段的通孔；所述支撑杆的支撑段可做伸出电子秤的上表面和回到电子秤下方的竖直升降运动。

5.根据权利要求1所述的立体库式智能鞋柜，其特征在于，所述穿脱区和所述收纳区分别位于鞋柜的两侧，在所述穿脱区和所述收纳区之间的空间连通并能使得所述平移装置无障碍通过，所述收纳区靠近所述穿脱区的一侧设置有一个竖直方向的齿条，所述收纳区远离所述穿脱区的一侧设置有至少一个竖直方向的齿条。

6.根据权利要求5所述的立体库式智能鞋柜，其特征在于，所述收纳区包括：

固定板面，其位于最底层，且与鞋柜的下底面之间具有设定间距的空隙；

可升降的板面，其设置有与所述齿条的数量和位置相对应的带齿轮的舵机。

7.根据权利要求6所述的立体库式智能鞋柜，其特征在于，在所述板面远离所述收纳区的一侧设置有直线轴承，在鞋柜的上顶面和下底面之间设置有一个光轴，所述光轴与所述直线轴承同心；在所述固定板面和所述可升降的板面上设置有陀螺仪和红外测距仪。

8.根据权利要求1所述的立体库式智能鞋柜，其特征在于，在所述穿脱区还设置有图像获取装置，以收集收入鞋柜内鞋子的图像。

9.根据权利要求1所述的立体库式智能鞋柜，其特征在于，所述移动件与轨道的连接方式为：所述鞋柜的上顶面、下底面、左侧面、右侧面分别设置有上轨道、下轨道、左轨道和右轨道，所述竖直轨道的两端分别与上轨道、下轨道连接，所述竖直轨道可水平移动，所述水平轨道的两端分别与左轨道、右轨道连接，所述水平轨道可上下移动，所述移动件设置在所述竖直轨道和所述水平轨道的交汇处，所述水平轨道和所述竖直轨道分别穿过所述移动件。

10.根据权利要求1所述的立体库式智能鞋柜，其特征在于，所述控制中心设置有arduino单片机、WiFi模块、步进电机驱动模块、电源模块，所述arduino单片机通过蓝牙通信模块与智能手机进行数据连接，智能手机的控制指令通过蓝牙通信模块发送至单片机。

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