CN114115346A - 基于无人机的仓储运输管理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于无人机的仓储运输管理设备，包含：(1)运输装置、无人飞行器和后台服务器，并将至三者在结构和功能上进行了融合，使得无人飞行器能够对运输装置进行全程的监控，以采集所有关于运输装置上搬运的货物的信息，以全自动化的方式保证仓储管理的高效性和低失误率；(2)在运输装置的本体上设有容纳槽，且容纳槽与无人飞行器的外形形状配合，这样将无人飞行器设置在运输装置上，并与运输装置进行电性连接，直接对无人飞行器进行充电管理和收纳管理，这样降低了管理成本，还提高了管理效率。基于无人机的仓储运输管理设备解决了其采集信息的范围有限，整个仓储管理系统存在管理细节繁琐以及管理成本高的缺陷。

Description

基于无人机的仓储运输管理设备

技术领域

本发明属于仓储及运输管理技术领域，具体涉及一种基于无人机的仓储运输管理设备。

背景技术

传统的仓储管理系统通常采用运输装置进行搬运，然后采用图像采集装置进行信息采集。该仓储管理系统中的图像采集装置通常是固定在指定的安装位置，其采集信息的范围有限，无法实现针对运输装置进行全程监督管理，其与运输装置之间属于相互独立的结构，没有结构和功能上的互动，对于整个仓储管理系统来说，存在管理细节繁琐以及管理成本高的缺陷。

发明内容

本发明提供了一种基于无人机的仓储运输管理设备，采用如下的技术方案：

一种基于无人机的仓储运输管理设备，包含：

运输装置，用于搬运货物；

无人飞行器，用于执行指令进行图像获取；

后台服务器，用于与运输装置和无人飞行器无线连接以控制运输装置和无人飞行器；

运输装置包含：

本体，用于支撑货物；

第一驱动装置，用于驱动本体沿地面移动；

第一控制器，用于控制第一驱动装置；

第一电源，用于为运输装置提供电源；

无人飞行器包括：

壳体，

第二驱动装置，用于连接至壳体以驱动壳体飞行；

第一摄像头，设置于壳体的顶部用于获取图像信息；

第二控制器，用于控制第二驱动装置和第一摄像头；

第二电源，用于为无人飞行器提供电源，第二电源的储能容量小于第一电源的储能容量；

运输装置的本体上设有用于停放并容纳无人飞行器的容纳槽；

容纳槽与无人飞行器的外形形状配合。

进一步地，容纳槽底部设有第一接口；无人飞行器的壳体的底部设有用于和第一接口相配合的第二接口；当无人飞行器停放于容纳槽中时，第一接口连接至第二接口，第二电源电连接至运输装置。

进一步地，运输装置还包含充电电路；充电电路电连接至第一电源和第二电源，并根据第一电源和第二电源的剩余容量有选择的控制第一电源为第二电源充电或控制第二电源为第一电源充电。

进一步地，无人飞行器的壳体的下方为锥形；容纳槽的与壳体的下方接触并支撑壳体的部分为与壳体的下方形状配合的锥形槽。

进一步地，壳体的下部在水平方向的截面的形状为矩形；壳体的下部在水平方向的截面的面积在从上往下延伸的方向上逐渐减小；壳体的下部的底面的面积与壳体的下部的最上方的截面的面积之比的范围为大于等于0.15且小于等于0.2；壳体的下部的侧面与水平面的夹角的范围为大于等于45°且小于等于60°。

进一步地，第二驱动装置包含分别连接至壳体的第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元；第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元依次沿着周向分布在壳体上；第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元均包含螺旋叶片和用于驱动螺旋叶片的驱动电机，第二控制器控制驱动电机以驱动螺旋叶片沿第一方向转动产生上升力；当无人飞行器停放于容纳槽内时，第一控制器位于第一驱动单元的螺旋叶片的正下方；容纳槽的与第一驱动单元的螺旋叶片相对的位置设有第一出风口；本体的下方设有与第一出风口配合的第一进风口；第二控制器控制第一驱动单元以使第一驱动单元的螺旋叶片沿第二方向转动以使空气从第一进风口进入本体流经第一控制器并从第一出风口流出。

进一步地，第一驱动装置包含第一电机；当无人飞行器停放于容纳槽内时，第一电机位于与第一驱动单元相对设置的第三驱动单元的螺旋叶片的正下方；容纳槽的与第三驱动单元的螺旋叶片相对的位置设有第二出风口；本体的下方设有与第二出风口配合的第二进风口；第二控制器控制第三驱动单元以使第三驱动单元的螺旋叶片沿第二方向转动以使空气从第二进风口进入本体流经第一电机并从第二出风口流出。

进一步地，第二控制器在控制第一驱动单元和第三驱动单元的螺旋叶片沿第二方向转动的同时还驱动第二驱动单元和第四驱动单元的螺旋叶片沿第一方向转动。

进一步地，运输装置还包括：深度摄像头，设于本体内用于获取周围的深度信息。

进一步地，第一摄像头可转动连接至壳体；无人飞行器还包含：第三驱动装置，设于壳体内以驱动第一摄像头沿着垂直无人飞行器的轴线方向做周向旋转。

本发明的有益之处在于所提供的基于无人机的仓储运输管理设备采用的无人飞行器与运输装置在结构和功能上进行了融合，使得无人飞行器能够对运输装置进行全程的监控，以采集所有关于运输装置上搬运的货物的信息，以全自动化的方式保证仓储管理的高效性和低失误率。

同时，基于无人机的仓储运输管理设备将无人飞行器设置在运输装置上，并与运输装置进行电性连接，直接对无人飞行器进行充电管理和收纳管理，这样减轻了仓储管理系统对于各个装置的管理负担，降低了管理成本，还提高了管理效率。

附图说明

图1是本发明的一种基于无人机的仓储运输管理设备的模块示意图；

图2是本发明的一种基于无人机的仓储运输管理设备的局部结构示意图；

基于无人机的仓储运输管理设备10，运输装置11，第一驱动装置111，第一控制器112，第一电源113，充电电路114，深度摄像头115，本体116，第一进风口1161，第二进风口(未示出)，容纳槽117，第一出风口1162，第二出风口(未示出)，第一接口118，第一电机119，无人飞行器12，第二驱动装置121，第一驱动单元122，第二驱动单元123，第三驱动单元124，第四驱动单元125，第一摄像头126，第二控制器127，第二电源128，第三驱动装置129，壳体130，第二接口131，螺旋叶片132，驱动电机(未示出)，后台服务器13。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

仓储管理系统通常采用运输装置11进行搬运，然后采用图像采集装置进行信息采集。本发明提供了一种基于无人机的仓储运输管理设备10，如图1至图2所示，其主要包含：运输装置11、无人飞行器12和后台服务器13。运输装置11用于搬运货物。无人飞行器12作为图像获取装置用于执行指令进行图像获取，以实时监控运输装置11的运输情况以及货物的入库和出库情况。后台服务器13用于与运输装置11和无人飞行器12无线连接以控制运输装置11和无人飞行器12。本发明的基于无人机的仓储运输管理设备10采用的无人飞行器12与运输装置11在结构和功能上进行了融合，使得无人飞行器12能够对运输装置11进行全程的监控，以采集所有关于运输装置11上搬运的货物的信息，以全自动化的方式保证仓储管理的高效性和低失误率。同时，基于无人机的仓储运输管理设备10将无人飞行器12设置在运输装置11上，并与运输装置11进行电性连接，直接对无人飞行器12进行充电管理和收纳管理，这样减轻了仓储管理系统对于各个装置的管理负担，降低了管理成本，还提高了管理效率。

本实施例中，基于无人机的仓储运输管理设备10的运输装置11和无人飞行器12的具体结构如下：

运输装置11包含：本体116、第一驱动装置111、第一控制器112和第一电源113。本体116用于支撑货物，在搬运货物时，将货物放置于本体116的上方；第一驱动装置111用于驱动本体116沿地面移动，从而实现搬运货物至指定的地点；第一控制器112用于控制第一驱动装置111，从而控制本体116的移动；第一电源113用于为运输装置11提供电源，即为第一控制器112和第一驱动装置111提供电源。无人飞行器12包括：壳体130、第二驱动装置121、第一摄像头126、第二控制器127和第二电源128。第二驱动装置121用于连接至壳体130以驱动壳体130飞行，从而使得无人飞行器12能够飞到较高的空间内；第一摄像头126设置于壳体130的顶部用于获取图像信息，进而能够对运输装置11的运输情况以及货物的进出库信息进行采集；第二控制器127用于控制第二驱动装置121和第一摄像头126，从而控制无人飞行器12的进行飞行以及图像采集；第二电源128用于为无人飞行器12提供电源，即为第二控制器127、第二驱动装置121和第一摄像头126提供电源。本实施例中，第二电源128的储能容量小于第一电源113的储能容量。运输装置11的本体116上设有容纳槽117，以用于停放并容纳无人飞行器12，从而实现对无人飞行器12的收纳管理，避免仓储管理系统的管理过乱，提高管理效率。在设计时，使容纳槽117与无人飞行器12的外形形状配合，从而使得无人飞行器12能够平稳放置于容纳槽117内，保证无人飞行器12的停放安全。

作为一种具体的实施方式，在容纳槽117底部设有第一接口118，在无人飞行器12的壳体130的底部设有第二接口131，第二接口131与第一接口118相配合。当无人飞行器12停放于容纳槽117中时，第一接口118连接至第二接口131，第二电源128电连接至运输装置11。也就是说，第一电源113是为运输装置11进行供电的，第一接口118连接至第二接口131以使第二电源128电连接至运输装置11时，第一电源113可以向第二电源128进行充电。这样就能够对运输装置11和无人飞行器12的充电管理进行统一化，也就是，只需对运输装置11进行总的充电管理即可，无人飞行器12可以通过电连接至运输装置11自行充电，进一步提高了系统的管理效率，节约了管理成本。

进一步地，运输装置11还包含充电电路114。充电电路114电连接至第一电源113和第二电源128，并根据第一电源113和第二电源128的剩余容量有选择的控制第一电源113为第二电源128充电或控制第二电源128为第一电源113充电。也就是说，当无人飞行器12停放于容纳槽117中时，若第一电源113的电量大于第二电源128的电量，则充电电路114控制第一电源113向第二电源128进行充电以提供电源，若第一电源113的电量小于第二电源128的电量，则充电电路114控制第二电源128向第一电源113进行充电以提供电源。通过这样的方式能够保证一组运输装置11和无人飞行器12的使用率达到最高，不浪费充电资源，节约管理充电的时间。

作为一种具体的实施方式，无人飞行器12的壳体130的下方设置为锥形，容纳槽117内形成有锥形槽以与壳体130的下方形状配合，从而用于与壳体130的下方接触并支撑壳体130的部分。通过壳体130的下方设置为锥形与锥形槽的配合，使得无人飞行器12停置于容纳槽117内更加方便，不用精确对准位置，锥形面的配合就能够使得无人飞行器12能够精准停置于指定位置。

进一步地，壳体130的下部在水平方向的截面的形状为矩形，同时壳体130的下部在水平方向的截面的面积在从上往下延伸的方向上逐渐减小，这样在保证锥形停置定位的同时，还能利用矩形的棱角结构对无人飞行器12的位置进行定位，从而避免无人飞行器12在容纳槽117内发生转动，进而提高了无人飞行器12停放的稳定性。

更进一步地，壳体130的下部的底面的面积与壳体130的下部的最上方的截面的面积之比的范围为大于等于0.15且小于等于0.2，壳体130的下部的侧面与水平面的夹角的范围为大于等于45°且小于等于60°。这样设置能够在实现锥形停置定位的同时，进一步保证无人飞行器12的停置稳定性。

作为一种具体的实施方式，第二驱动装置121包含第一驱动单元122、第二驱动单元123、第三驱动单元124和第四驱动单元125。第一驱动单元122、第二驱动单元123、第三驱动单元124和第四驱动单元125分别连接至壳体130，并依次沿着壳体130的周向分布在壳体130上。也就是说，第一驱动单元122、第二驱动单元123、第三驱动单元124和第四驱动单元125可以分布在矩形的四个顶点上，第一驱动单元122和第三驱动单元124位于方形的一条对角线上，第二驱动单元123和第四驱动单元125位于方形的另一条对角线上。本实施例中，第一驱动单元122、第二驱动单元123、第三驱动单元124和第四驱动单元125均包含螺旋叶片132和用于驱动螺旋叶片132的驱动电机。当无人飞行器12需要升空进行拍照时，第二控制器127控制每个驱动单元的驱动电机以驱动每个驱动单元的螺旋叶片132沿第一方向转动产生上升力。

当无人飞行器12停放于容纳槽117内时，第一控制器112位于第一驱动单元122的螺旋叶片132的正下方，容纳槽117的与第一驱动单元122的螺旋叶片132相对的位置设有第一出风口1162，本体116的下方设有用于与第一出风口1162配合的第一进风口1161。这样，在第二控制器127控制第一驱动单元122的驱动电机驱动螺旋叶片132沿第二方向转动时，就能够带动空气，使其从第一进风口1161进入对本体116，再流经第一控制器112的表面，再从第一出风口1162流出，从而对第一控制器112进行有效散热，从而保证运输装置11内部元件运行的稳定性。在本实施例中，停留在容纳槽117中的无人飞行器12充当运输装置11的散热器。

作为进一步的改进，第一驱动装置111包含第一电机119。当无人飞行器12停放于容纳槽117内时，第一电机119位于与第一驱动单元122相对设置的第三驱动单元124的螺旋叶片132的正下方。容纳槽117的与第三驱动单元124的螺旋叶片132相对的位置设有第二出风口，本体116的下方设有与第二出风口配合的第二进风口；当第二控制器127控制第三驱动单元124以使第三驱动单元124的螺旋叶片132沿第二方向转动时，能够使空气从第二进风口进入本体116，并流经第一电机119并从第二出风口流出。通过这样的方式，无人飞行器12作为运输装置11的散热器，能够在对第一控制器112进行散热的同时，对第一电机119也进行有效散热，从而保证第一电机119运行的稳定性。

进一步地，第二控制器127在控制第一驱动单元122和第三驱动单元124的螺旋叶片132沿第二方向转动的同时还驱动第二驱动单元123和第四驱动单元125的螺旋叶片132沿第一方向转动。

可以理解的是，当无人飞行器12作为运输装置11的散热器时，第一驱动单元122和第三驱动单元124分别被驱动以使各自的螺旋叶片132沿第二方向转动。此时，第一驱动单元122和第三驱动单元124的螺旋叶片132对无人飞行器12的壳体130产生向下的压迫力，使无人飞行器12与运输装置11之间产生较大的接触力，并且使无人飞行器12与运输装置11之间的接触变得不够稳定。为了解决这样的问题，，第二控制器127在控制第一驱动单元122和第三驱动单元124的螺旋叶片132沿第二方向转动的同时，其还控制第二驱动单元123和第四驱动单元125的螺旋叶片132沿第一方向转动产生的向上的升力。该升力能够与前述的压迫力相抵消。，从而保证无人飞行器12停放的平稳性，避免无人飞行器12产生晃动。

作为一种具体的实施方式，运输装置11还包括：深度摄像头115。深度摄像头115设于本体116内用于获取周围的深度信息，从而配合无人飞行器12的第一摄像头126，提高图像采集的信息的维度。

作为一种具体的实施方式，第一摄像头126可转动连接至壳体130，从而能够增大图像采集范围。无人飞行器12还包含：第三驱动装置129。第三驱动装置129设于壳体130内以驱动第一摄像头126沿着垂直无人飞行器12的轴线方向做周向旋转。这样，第一摄像头126便能够对无人飞行器12的周向场景进行图像采集。

随着信息技术的发展，自动化设备设施融入到了物流供应链管理当中，使仓储物流企业进入到信息时代。在本申请中，通过本申请的基于无人机的仓储运输管理设备10，使仓储在进出货管理中一方面减少对人工的依赖，另一方面能够自动的记录进货和出货过程中的图像信息(视频及图像)，便于及时发现进出货过程中存在的问题以及后期的证据追溯。在进库过程中，后台服务器13根据货物信息，自动分配空闲的物架，并且将物架的位置信息发送至运输装置11。集成有无人机12的运输装置11根据位置信息自动寻路到达对应的物架后自动升降，将货物放在对应的位置上。之后，无人机12自动启动对货架上的货物进行多方位图像信息采集。最后，图像信息被传送至后台服务器13进行保存。在此过程中，后台服务器13能够自动分析采集到的图像信息判断货物是否被准确放置在对应的位置。在发现货物摆放存在偏差或存在掉落风险时，将会发送警报信息至对应的仓管人员进行核查。在出库过程中，后台服务器13根据货物信息匹配到其摆放的地点，将位置信息发送至运输装置11。运输装置11根据位置信息自动寻路到对应位置后自动升降将货物取出。之后，无人机12自动启动对货架上的货物进行多方位图像信息采集。最后，图像信息被传送至后台服务器13进行保存。当货物在存储期间出现问题时，能够通过后台服务器13查询货物存储过程中的图像信息，进而进行证据查看以锁定问题来源。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于无人机的仓储运输管理设备，其特征在于，包含：

运输装置，用于搬运货物；

无人飞行器，用于执行指令进行图像获取；

后台服务器，用于与所述运输装置和所述无人飞行器无线连接以控制所述运输装置和所述无人飞行器；

所述运输装置包含：

本体，用于支撑货物；

第一驱动装置，用于驱动所述本体沿地面移动；

第一控制器，用于控制所述第一驱动装置；

第一电源，用于为所述运输装置提供电源；

所述无人飞行器包括：

壳体，

第二驱动装置，用于连接至所述壳体以驱动所述壳体飞行；

第一摄像头，设置于所述壳体的顶部用于获取图像信息；

第二控制器，用于控制所述第二驱动装置和所述第一摄像头；

第二电源，用于为所述无人飞行器提供电源，所述第二电源的储能容量小于所述第一电源的储能容量；

所述运输装置的本体上设有用于停放并容纳所述无人飞行器的容纳槽；

所述容纳槽与所述无人飞行器的外形形状配合。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的仓储运输管理设备，其特征在于，

所述容纳槽底部设有第一接口；所述无人飞行器的壳体的底部设有用于和所述第一接口相配合的第二接口；当所述无人飞行器停放于所述容纳槽中时，所述第一接口连接至所述第二接口，所述第二电源电连接至所述运输装置。

3.根据权利要求2所述的基于无人机的仓储运输管理设备，其特征在于，

所述运输装置还包含充电电路；所述充电电路电连接至所述第一电源和所述第二电源，并根据所述第一电源和所述第二电源的剩余容量有选择的控制所述第一电源为第二电源充电或控制所述第二电源为所述第一电源充电。

4.根据权利要求1所述的基于无人机的仓储运输管理设备，其特征在于，

所述无人飞行器的壳体的下方为锥形；所述容纳槽的与所述壳体的下方接触并支撑所述壳体的部分为与所述壳体的下方形状配合的锥形槽。

5.根据权利要求1所述的基于无人机的仓储运输管理设备，其特征在于，

所述壳体的下部在水平方向的截面的形状为矩形；所述壳体的下部在水平方向的截面的面积在从上往下延伸的方向上逐渐减小；所述壳体的下部的底面的面积与所述壳体的下部的最上方的截面的面积之比的范围为大于等于0.15且小于等于0.2；所述壳体的下部的侧面与水平面的夹角的范围为大于等于45°且小于等于60°。

6.根据权利要求1所述的基于无人机的仓储运输管理设备，其特征在于，

所述第二驱动装置包含分别连接至所述壳体的第一驱动单元、第二驱动单元、第三驱动单元和第四驱动单元；所述第一驱动单元、所述第二驱动单元、所述第三驱动单元和所述第四驱动单元依次沿着周向分布在所述壳体上；所述第一驱动单元、所述第二驱动单元、所述第三驱动单元和所述第四驱动单元均包含螺旋叶片和用于驱动所述螺旋叶片的驱动电机，所述第二控制器控制所述驱动电机以驱动所述螺旋叶片沿第一方向转动产生上升力；当所述无人飞行器停放于容纳槽内时，所述第一控制器位于所述第一驱动单元的螺旋叶片的正下方；所述容纳槽的与所述第一驱动单元的螺旋叶片相对的位置设有第一出风口；所述本体的下方设有与所述第一出风口配合的第一进风口；所述第二控制器控制所述第一驱动单元以使所述第一驱动单元的螺旋叶片沿第二方向转动以使空气从所述第一进风口进入所述本体流经所述第一控制器并从所述第一出风口流出。

7.根据权利要求6所述的基于无人机的仓储运输管理设备，其特征在于，

所述第一驱动装置包含第一电机；当所述无人飞行器停放于容纳槽内时，所述第一电机位于与所述第一驱动单元相对设置的所述第三驱动单元的螺旋叶片的正下方；所述容纳槽的与所述第三驱动单元的螺旋叶片相对的位置设有第二出风口；所述本体的下方设有与所述第二出风口配合的第二进风口；所述第二控制器控制所述第三驱动单元以使所述第三驱动单元的螺旋叶片沿第二方向转动以使空气从所述第二进风口进入所述本体流经所述第一电机并从所述第二出风口流出。

8.根据权利要求7所述的基于无人机的仓储运输管理设备，其特征在于，

所述第二控制器在控制所述第一驱动单元和所述第三驱动单元的螺旋叶片沿第二方向转动的同时还驱动所述第二驱动单元和所述第四驱动单元的螺旋叶片沿第一方向转动。

9.根据权利要求1所述的基于无人机的仓储运输管理设备，其特征在于，

所述运输装置还包括：深度摄像头，设于所述本体内用于获取周围的深度信息。

10.根据权利要求9所述的基于无人机的仓储运输管理设备，其特征在于，

所述第一摄像头可转动连接至所述壳体；所述无人飞行器还包含：第三驱动装置，设于所述壳体内以驱动所述第一摄像头沿着垂直所述无人飞行器的轴线方向做周向旋转。

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