CN114310953A - 一种物流机器人、物流缓存系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物流机器人、物流缓存系统及其运行方法，主要包括：载物箱、移动机构、升降机构、控制机构和获取机构，其中载物箱包括具有一侧开口的箱体、与箱体转动连接的箱门，以及设置在载物箱上的交互端，移动机构包括底座、万向轮，底座上设置有若干个万向轮；升降机构用于调节所述载物箱与所述底座之间的高度；控制机构用于控制所述箱门的开启与闭合；或控制移动机构的走、停和转向；获取机构与所述控制机构连接，用于获取障碍物信息；或，用于获取存货位置信息。在封闭区域内，通过物流机器人将货物到达至指点地点，从而实现无接触式配送。

Description

一种物流机器人、物流缓存系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及自主移动机器人技术领域，特别涉及一种物流机器人、物流缓存系统及其运行方法。

背景技术

随着电子商务的迅猛发展，越来越多的人喜欢通过网购来采购日常生活所需，但是现由于疫情或其它原因，需要对部分地区进行封闭管理，在封闭管理中，快递员无法进入该区域内进行配送货物，且采购人员也无法自由的出入，从而导致货物堆压，且耽误采购人员的使用的问题，或是在采购人员未在家，货物将无法进行配送等问题。

发明内容

(一)发明目的

鉴于上述问题，本发明的目的是提出一种物流机器人、物流缓存系统及其运行方法，通过物流机器人在封闭区间内，将货物送达至指点地点，从而实现无接触式配送，本发明公开了以下技术方案。

(二)技术方案

作为本发明的第一方面，本发明公开了一种物流机器人，包括：

载物箱，所述载物箱包括具有一侧开口的箱体、与所述箱体转动连接的箱门，以及设置在所述载物箱体侧壁上的交互端，所述箱门设置在所述箱体的开口处，所述载物箱用于存放待配送的货物；

移动机构，所述移动机构包括底座、万向轮，所述底座上设置有若干个所述万向轮；

升降机构，所述升降机构其中一端固定在所述底座上，另一端与所述载物箱固定连接，所述升降机构用于调节所述载物箱与所述底座之间的高度；

控制机构，所述控制机构用于控制所述箱门的开启与闭合；或控制所述移动机构的走、停和转向；

获取机构，所述获取机构与所述控制机构连接，用于获取障碍物信息；或，用于获取存货位置信息。

在一种可能的实施方式中，所述箱体的底面上设有若干个传送单元，所述传送单元包括转动连接在所述箱体底面上的传送辊，以及于所述传送辊固定连接的驱动电机，所述传送单元用于将所述箱体内的货物运输至所述箱体外。

在一种可能的实施方式中，所述箱体内还设有推动单元，所述推动单元包括推板和伸缩件，所述伸缩件的一端固定连接与所述箱门相对的一端面上，另一端与所述推动板固定连接。

在一种可能的实施方式中，所述交互端包括用于获取取件信息的扫描口，和/或；

用于输入取件信息的键盘，和/或；

用于获取取件信息的语音采集口。

在一种可能的实施方式中，所述获取机构包括用于采集单元和判断单元；

所述采集单元用于采集存储仓的信息；

所述判断单元用于判断所述箱体的位置。

作为本发明的第二方面，本发明还公开了一种物流缓存系统，包括物流缓存站、后台服务器和物流机器人，所述物流机器人为上述任意技术方案所述的一种物流机器人。

在一种可能的实施方式中，所述物流缓存站包括若干个具有一侧开口的存储仓、设置在所述存储仓开口处的仓门、以及设置在所述物流缓存站一侧的用户端，所述仓门的开合端设置电磁锁。

在一种可能的实施方式中，所述物流缓存站还包括设置在所述物流缓存站上方的监控单元，所述监控单元用于实时监测所述存储仓的状态。

作为本发明的第三方面，本发明还公开了一种物流缓存系统的运行方法，包括：

获得待转运的货物和对应的收货信息，并根据所述收货信息确定送货路径；

根据送货路径，将货物转运并存储至物流缓存站，并生成取件信息；

将所述取件信息发送至收货人。

在一种可能的实施方式中，还包括：

根据送货路径，将货物转运至收件地址位置；

根据验证信息，开启箱门，完成送货。

(三)有益效果

本发明公开的一种物流机器人、物流缓存系统及其运行方法，具有如下有益效果：

在封闭区域内，物流机器人将待配送的货物根据送货路径，将货物送达至指点地点，从而实现无接触式配送。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本发明，而不能理解为对本发明的保护范围的限制。

图1是本发明公开的一种物流机器人的三维结构示意图；

图2是本发明公开的在载物箱的三维结构示意图；

图3是本发明公开的移动机构的结构示意图；

图4是本发明公开的移动轮的结构示意图；

图5是本发明公开的升降机构的结构示意图；

图6是本发明公开的传送单元和推动单元的结构示意图；

图7是本发明公开的交互端的结构示意图；

图8是本发明公开的一种物流缓存系统的结构示意图；

图9是本发明公开的存储仓与箱体之间位置的结构示意图；

图10是本发明公开的一种物流缓存系统的运行方法流程图；

图11是本发明公开的一种物流缓存系统的运行方法另一个流程图。

附图标记：

100、载物箱；200、移动机构；300、升降机构；110、箱体；120、箱门；130、交互端；140、转动机构；111、电磁锁；113、推动单元；114、推板；115、伸缩件；112、传送单元；210、底座；220、移动轮；230、传动轴；240、转向电机；221、移动电机；222、移动转动轴；223、滚轮；224、锥形齿轮；341、支撑轮；342、连接轴；343、推拉块；345、移动装置；310、顶板；320、底板；330、伸缩架；340、驱动装置；331、第一支撑臂；332、第二支撑臂；333、子支撑臂；131、扫描口；132、键盘；1333、语音采集口；400、物流缓存站；500、物流机器人；410、存储仓。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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保护范围的限制。

下面参考图1-7详细描述本发明公开的一种物流机器人的第一实施例。本实施例主要应用于在封闭区域内，通过物流机器人将货物到达至指点地点，从而实现无接触式配送。

如图1和图2所示，本实施例主要包括载物箱100、移动机构200、升降机构300、控制机构和获取机构,载物箱100通过升降机构300与移动连接。

载物箱100用于存放待配送的货物，载物箱100包括箱体110、箱门120和交互端130，其中箱体110的一侧面具有开口，箱门120通过转动机构140转动连接在开口处，交互端130设置在箱门120上，也可设置在载物箱100的侧壁上，交互端130用于与人进行交互，箱体110内顶面上固定连接有摄像头，且该摄像头的图像采集端朝向箱体110底面，用于检测箱体110内是否存有货物。

进一步，交互端130获得快递员需要配送货物的请求，控制机构接受到该请求后，开启箱门120，快递员将货物放置于箱体110内，摄像头检测到箱内存有货物的图像信息后，并将图像信息发送至控制机构，控制机构控制箱门120闭合。

进一步，快递员将待配送货物的收货信息通过交互端130上传至后台服务器。后台服务器根据收货信息确定送货路径，物流机器人根据送货路径将待配送的货物送达至指定地点。

进一步，转动机构140包括转动轴、转动电机，转动轴设置在箱体110的开口处，且穿过箱体110侧壁并与箱体110转动连接，转动轴的一端与转动电机的输出轴固定连接，箱门120的一侧与转动轴固定连接，转动电机带动转动转转动，从而实现箱门120的开启与闭合。

进一步，转动机构140还可采用蜗轮蜗杆、齿轮齿条等任意一种可实现箱门120的开启与闭合的机构。

进一步，箱门120开合端设置电磁锁111，箱体110内壁两侧均固定连接有挡边，箱门120的底部内壁开设有固定槽，箱体110的底端内壁开设有用于固定磁性扣的安装槽，固定槽内固定连接有垫片，磁性扣的端面与垫片相互贴合，箱门120外侧表面与箱体110的表面相互平齐。

如图3和图4所示，移动机构200包括底座210、移动轮220，底座210的上表面面积的不大于箱体110的底面面积，底座210上设置有若干个移动轮220，其中移动轮220通过传动轴230与底座210转动连接，传动轴230的一端与移动轮220的上端固定连接，另一端与转向电机240的输出轴固定连接，通过转向电机240带动移动轮220绕该方向轴的轴线方向转动。为了调整转向电机240的转动速度和转动力矩，该转向电机240的输出轴与方向轴通过至少一对相互啮合的齿轮连接传动，啮合齿轮的数量可以通过该转向电机240的输出功率和转动阻力来确定其传动比。

移动轮220包括移动电机221、移动转动轴222、副轴和滚轮223，移动电机221的输出轴通过至少一对相互啮合的齿轮与移动转动轴222，通过齿轮驱动移动转动轴222转动。移动转动轴222通过至少一对相互啮合的齿轮与副轴连接，通过齿轮驱动副轴转动。为了提高副轴的刚度，该副轴外面还包围一副轴座。副轴通过一对相互啮合的锥形齿轮224与滚轮223连接。锥形齿轮一个安装于副轴的底部，另外一个与滚轮223同心的安装于滚轮223的中轴上。当副轴转动时，可以通过该锥形齿轮带动滚轮223绕其中轴转动，实现移动的功能。

使用时，通过转向电机240驱动移动轮220沿竖直方向转动进行转向，通过移动电机221驱动滚轮223绕其中轴转动，驱动滚轮223旋转前进。

进一步，在物流机器人上设摄像头和/或传感器，用于检测行进方向上的障碍物，若摄像头和/或传感器检测到障碍物时，物流机器人绕过该障碍物后，继续行走。

如图5所示，升降机构300其中一端固定在底座210上，另一端与载物箱100固定连接，升降机构300用于调节载物箱100与底座210之间的高度，便于存放货物。

进一步的，升降机构300包括顶板310、底板320、伸缩架330和驱动装置340，顶板310与底板320之间通过伸缩架330连接，伸缩架330包括第一支撑臂331、第二支撑臂332和若干个子支撑臂333，第一支撑臂331与第二支撑臂332之间根据需要设置多个子支撑臂333，且相邻的子支撑臂333之间交叉连接，第一支撑臂331与相邻的子支撑臂333交叉连接，第二支撑臂332与相邻的子支撑臂333交叉连接，其中第一支撑臂331的上端与顶板310连接，第一支撑臂331的下端与底板320连接，第二支撑臂332的上端与顶板310连接，第二支撑臂332的下端与连接轴342连接。顶板310的上端与载物箱100的底面固定连接，底板320与移动机构200的底座210固定连接。

底板320为矩形框架结构，底板320的两侧壁上设有位置相对的滑孔，驱动装置340包括支撑轮341、连接轴342、推拉块343和移动装置345，连接轴342与滑孔配合，连接轴342的两端均设有支撑轮341，支撑轮341设于底板320的外侧，推拉块343与连接轴342的中部连接，推拉块343设于底板320的内部，移动装置345与推拉块343连接，移动装置345包括丝杠和电机，丝杠与推拉块343转动连接，丝杠的两端转动连接在底板320上，且丝杠的任一端与电机的输出轴固定连接，电机固定在底板320上，通过电机驱动丝杠转动，从而带动推拉块343沿滑孔的长度方向运动，底板320上的滑孔能够对驱动装置340的滑动起到限位、固定与导向的作用，保证了使用的可靠性。

进一步，升降机构300还可采用伸缩杆、液压缸等其它任意一种可调节载物箱100与底座210之间的高度的升降机构300。

控制机构用于控制箱门120的开启与闭合；或控制移动机构200的走、停和转向，获取机构与控制机构连接，用于获取障碍物信息；或，用于获取存货位置信息。

如图6所示，在一种可能的实施方式中，箱体110的底面上设有若干个传动单元112，传动单元112包括转动连接在箱体110底面上的传送辊，以及于传送辊固定连接的驱动电机，传动单元112用于将箱体110内的货物运输至箱体110外。

进一步，传送辊的两端固接有转轴，箱体110底面上设有放置槽，传送辊转轴的一端转动连接在放置槽内，另一端与驱动电机的输出轴固定连接，驱动电机嵌入至放置槽，且转轴的一侧轴面不高于箱体110底面。

进一步，传送辊的周面上设有防滑层。

在一种可能的实施方式中，箱体110内还设有推动单元113，推动单元113包括推板114和伸缩件115，伸缩件115的一端固定连接与箱门120相对的一端面上，另一端与推动板固定连接。

进一步，推动单元113可采用机械手或其它可实现将箱内的货物运输至箱体110外的结构即可。

如图7所示，在一种可能的实施方式中，交互端130包括用于获取取件信息的扫描口131，和/或；

用于输入取件信息的键盘132，和/或；

用于获取取件信息的语音采集口133。

进一步，快递员和收件人或其它相关人员，可通过交互端130使物流机器人进行转运货物，或接收货物。

在一种可能的实施方式中，获取机构包括用于采集单元和判断单元；

采集单元用于采集存储仓的信息；

判断单元用于判断箱体110的位置。

进一步，当收件人无法立即取件，物流机器人将该货物暂存至楼层或楼宇下的物流缓存站时，通过后台服务器向物流机器人发送存储仓的位置信息，当物流机器人到达存储位置后，通过升降机构300调节箱体110高度，利用采集单元采集箱体110和存储仓的位置，通过判断单元判断箱体110的底面与存储仓的底面的位置，若箱体110底面高于存储仓底面，则利用传动单元112和/或推动单元113将货物存至存储仓内。

下面参考图8-图9详细描述，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种物流缓存系统的第一实施例。由于该系统所解决问题的原理与前述一种物流机器人相似，因此该系统所采用的物流机器人可以参见前述一种物流机器人，重复之处不再赘述。本实施例主要应用于在封闭区域内，通过物流机器人将货物到达至指点地点，从而实现无接触式配送。

如图8所示，本实施例主要包括：物流缓存站400、后台服务器和物流机器人500，在封闭管理区域内，快递员无法进入该区域内进行配送快递时，则通过物流机器人500在封闭管理区域内进行配送，当收件人无法立即的取件时，物流机器人500可将该货物存储至设置在楼层或楼宇处的物流缓存站400内，等待采购者取件。

在一种可能的实施方式中，后台服务器用于物流机器人500与物流缓存站400之间的交互，以及向物流机器人500和物流缓存站400发送指令等。

在一种可能的实施方式中，物流缓存站400包括若干个具有一侧开口的存储仓410、设置在存储仓410开口处的仓门、以及设置在物流缓存站400一侧的用户端，仓门的开合端设置电磁锁。

进一步，存储仓410可设置为不同尺寸，便于存储不同大小的货物。

如图9所示，进一步，每个存储仓410都设有唯一的标签，标签包括存储仓410所在物流缓存站400的编号以及存储仓410自身的编号，例如1-2-203，该标签中1表示1号物流缓存站400的编号，2-203为存储仓410位该物流缓存站400内的第2排第3个位置的存储仓410，标签的具体内容可根据实际需要进行相应的设置。若当前货物需要存至物流缓存站400时，后台服务器获取未使用的存储仓410的标签，将该标签发送至物流机器人500，物流机器人500通过根据标签的信息，移动至存储仓410的位置，物流机器人500采集该存储仓410的标签信息，并将该信息发送至后台服务器，后台服务器接收到该信息后，开启仓门，物流机器人500将货物存至存储仓410内，物流机器人500离开，仓门关闭。后台服务将存储仓410编号以及随机生成的取件码发送至用户。

进一步，仓门的开合端设置电磁锁，该电磁锁常态处于通电状态，需要开启仓门时，断电，闭合仓门时，通电。

在一种可能的实施方式中，物流缓存站400还包括设置在物流缓存站400上方的监控单元，监控单元用于实时监测物流缓存站400内的情况，防止他人破坏存储仓410强行取件，以及对取件人可进行追溯。

在一种可能的实施方式中，载物箱，载物箱包括具有一侧开口的箱体110、与箱体110转动连接的箱门，以及设置在载物箱体110侧壁上的交互端，箱门设置在箱体110的开口处，载物箱用于存放待配送的货物；

移动机构，移动机构包括底座、万向轮，底座上设置有若干个万向轮；

升降机构，升降机构其中一端固定在底座上，另一端与载物箱固定连接，升降机构用于调节载物箱与底座之间的高度；

控制机构，控制机构用于控制箱门的开启与闭合；或控制移动机构的走、停和转向；

获取机构，获取机构与控制机构连接，用于获取障碍物信息；或，用于获取存货位置信息。

在一种可能的实施方式中，箱体110的底面上设有若干个传送单元，传送单元包括转动连接在箱体110底面上的传送辊，以及于传送辊固定连接的驱动电机，传送单元用于将箱体110内的货物运输至箱体110外。

在一种可能的实施方式中，箱体110内还设有推动单元，推动单元包括推板和伸缩件，伸缩件的一端固定连接与箱门相对的一端面上，另一端与推动板固定连接。

在一种可能的实施方式中，交互端包括用于获取取件信息的扫描口，和/或；

用于输入取件信息的键盘，和/或；

用于获取取件信息的语音采集口。

在一种可能的实施方式中，获取机构包括用于采集单元和判断单元；

采集单元用于采集存储仓410的信息；

判断单元用于判断箱体110的位置。

下面参考图10-图11详细描述，基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种物流缓存系统的运行方法的第一实施例。由于该方法所解决问题的原理与前述一种物流机缓存站相似，因此该方法所采用的物流缓存系统可参见前述一种一种物流缓存系统，重复之处不再赘述。本实施例主要应用于在封闭区域内，通过物流机器人将货物到达至指点地点，从而实现无接触式配送。

如图10所示，本实施例主要包括以下步骤：

S100、获得待转运的货物和对应的收货信息，并根据收货信息确定送货路径。

在步骤S100中，快递员通过物流机器人的交互端上传待配送货物的收货信息，物流机器人将收货信息发送至后台服务器，后台服务器根据收货信息，规划物流机器人的送货路径。

进一步，收货信息保护收货地址和收件人联系方式。

进一步，在快递员扫描货物后，后台服务器接收到收货信息后，向控制机构发送开启载物箱箱门的指令，箱门开后，快递员将该货物放置箱体内，箱体内的摄像头将箱内存有货物的图像信息发送至后天服务器，后台服务器向控制机构发送关闭箱门的指令，箱门闭合。

进一步，后台服务器根据收货信息，判断当前待配送货物的收货地址是立即配送还是将该货物存至缓存站，若当前收货地址为立即配送，则利用地图规划出最佳路线，生成立即配送路线，并将该立即配送路线发送至物流机器人，同时，将取件验证信息发送至用户；若当前收货地址为存至缓存站，则选择最接近收货地址的物流缓存站，并将存储该货物的存储仓标签发送至物流机器人，并结合物流机器人的当前位置以及物流缓存站的位置，利用地图规划最优路线，生成缓存配送路线，并将存储仓标签和缓存配送路线发送至物流机器人。

进一步，快递员利用交互端扫描该货物配送地址，若当前货物需要存至缓存站，则可通过键盘进行标记，以及通过键盘输入收件人联系方式，或是通过语音采集口上传收货信息。

S210、根据送货路径，将货物转运并存储至物流缓存站，并生成取件信息，并将取件信息发送至收件人。

在步骤S210中，若物流机器人接收到缓存配送路线和存储仓标签后，物流机器人根据缓存配送路线移动至物流缓存站处，并寻找标签对应得存储仓位置，采集单元采集该存储仓的标签，并将采集的标签信息上传至后台服务器，后台服务器经过验证后，开启仓门，物流机器人的判断单元判断载物箱的底面是否高于存储仓的底面，若不，则通过升降装置进行调整，直至载物箱的底面高于存储仓的底面即可，箱体内的传送单元和/或推动单元将货物运输至存储仓内。

进一步，存储仓内将获得货物的信息发送至后台服务器，后台服务器关闭仓门，并生成取件信息发送至收件人，取件信息包括存储仓的标签和验证信息。

进一步的，后台服务器随机生成一个验证信息，该验证信息包括数字编码、条形码、二维码等任意一种或多种。

如图11所示，在一种可能的实施方式中，S220、根据送货路径，将货物转运至收件地址位置。

在步骤S220中，若物流机器人接收到立即配送路线，物流机器人根据立即配送路线移动至收件地址位置，并将达到收件地址信息上传至后台服务器。

S221、根据验证信息，开启箱门，完成送货。

在步骤S221中，后台服务器向收件人发送物流机器人达到收货地址信息，收件人利用交互端输入验证信息，物流机器人上验证信息上传至后台服务器，后台服务器确认验证信息正确，开启箱门，物流机器人完成送货。

以上，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)

1.一种物流机器人，其特征在于，包括：

载物箱，所述载物箱包括具有一侧开口的箱体、与所述箱体转动连接的箱门，以及设置在所述载物箱体侧壁上的交互端，所述箱门设置在所述箱体的开口处，所述载物箱用于存放待配送的货物；

移动机构，所述移动机构包括底座、万向轮，所述底座上设置有若干个所述万向轮；

升降机构，所述升降机构其中一端固定在所述底座上，另一端与所述载物箱固定连接，所述升降机构用于调节所述载物箱与所述底座之间的高度；

控制机构，所述控制机构用于控制所述箱门的开启与闭合；或控制所述移动机构的走、停和转向；

获取机构，所述获取机构与所述控制机构连接，用于获取障碍物信息；或，用于获取存货位置信息。

2.根据权利要求1所述的一种物流机器人，其特征在于，所述箱体的底面上设有若干个传送单元，所述传送单元包括转动连接在所述箱体底面上的传送辊，以及于所述传送辊固定连接的驱动电机，所述传送单元用于将所述箱体内的货物运输至所述箱体外。

3.根据权利要求1或2所述的一种物流机器人，其特征在于，所述箱体内还设有推动单元，所述推动单元包括推板和伸缩件，所述伸缩件的一端固定连接与所述箱门相对的一端面上，另一端与所述推动板固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种物流机器人，其特征在于，所述交互端包括用于获取取件信息的扫描口，和/或；

用于输入取件信息的键盘，和/或；

用于获取取件信息的语音采集口。

5.根据权利要求1所述的一种物流机器人，其特征在于，所述获取机构包括用于采集单元和判断单元；

所述采集单元用于采集存储仓的信息；

所述判断单元用于判断所述箱体的位置。

6.一种物流缓存系统，其特征在于，包括物流缓存站、后台服务器和物流机器人，所述物流机器人为如权利要求1-5中任一项所述的物流机器人。

7.根据权利要求6所述的一种物流缓存系统，其特征在于，所述物流缓存站包括若干个具有一侧开口的存储仓、设置在所述存储仓开口处的仓门、以及设置在所述物流缓存站一侧的用户端，所述仓门的开合端设置电磁锁。

8.根据权利要求7所述的一种物流缓存系统，其特征在于，所述物流缓存站还包括设置在所述物流缓存站上方的监控单元，所述监控单元用于实时监测所述存储仓的状态。

9.一种物流缓存系统的运行方法，其特征在于，包括：

获得待转运的货物和对应的收货信息，并根据所述收货信息确定送货路径；

根据送货路径，将货物转运并存储至物流缓存站，并生成取件信息；

将所述取件信息发送至收货人。

10.根据权利要求9所述的一种物流机器人的运行方法，其特征在于，还包括：

根据送货路径，将货物转运至收件地址位置；

根据验证信息，开启箱门，完成送货。

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