CN207037833U - 一种新型快递存取柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于快递存取技术领域，公开了一种新型快递存取柜，所述新型快递存取柜包括：皮带机结构、槅门机构及蟹扒抓跨层机构；所述槅门机构自由活动穿插皮带机结构上端；所述蟹扒抓跨层机构焊接在皮带机结构的机架一侧。本实用新型充分考虑空间利用率的问题，整体外观纵向发展且四面开门可供取货，提高了包裹的存放率和空间利用率，快递员到达智能快递柜进行扫码存放，包裹信息录入联网数据库，货物存满后短信通知客户凭验证码取件，当快递取出后定时进行货物更新，未取出的货物会由电机驱动到上层，保证货柜下层空间空余便于快递员二次存放快递。

Description

一种新型快递存取柜

技术领域

本实用新型属于快递存取技术领域，尤其涉及一种新型快递存取柜。

背景技术

近几年伴随着电子商务的迅猛发展和网络购物剧增，作为电子商务的重要环节，快递业务呈高速增长的趋势，快递业务量也同步大幅增加，对快递企业在快件的处理和投送上形成很大压力。而被称为快递"最后一公里"的末端投递问题也越来越严重。投递问题成为快递行业发展的瓶颈。改革传统的快递派送模式，改善快递企业服务，智能快递存取驿站的研究与应用越来越受重视。智能快递存取驿站的研究与应用，不管是对快递企业、电商企业和客户都有实用意义。

综上所述，现有技术存在的问题是：快递最后一公里的末端投递问题也越来越严重，投递效率低，不能保护隐私。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种新型快递存取柜。

本实用新型是这样实现的，一种新型快递存取柜，所述新型快递存取柜包括：皮带机结构、槅门机构及蟹扒抓跨层机构；

所述槅门机构自由活动穿插皮带机结构上端；所述蟹扒抓跨层机构焊接在皮带机结构的机架一侧。

进一步，所述皮带机结构设置有多个传送带；各个传送带通过螺栓固定在与底部的机架上；所述传送带上套装有由皮带；所述皮带一侧通过轴承连接有电磁离合器；所述多个传送带首尾连接。

进一步，所述槅门机构由电机、丝杆及连杆组成；所述丝杆通过紧顶螺钉连接电机；丝杆上方滑动连接着导轨；导轨上焊接有多个的滑块；所述滑块通过铰链连接着连杆；所述连杆的另一端通过用铰链连接槅门；所述槅门的上下边滑动连接在框架内；所述槅门的底部通过螺钉连接有多个槅门滑块；所述槅门滑块滑动连接在框架上开设的槅门导轨上。

进一步，所述蟹扒抓跨层机构由蟹扒抓跨层机构电机、周转副、摆动副、凸起、运动爪及平台组成；所述电机通过皮带与周转副连接；所述周转副与摆动副铰接；所述摆动副的另一端铰接在蟹扒抓跨层机构的底座上；所述周转副铰接在底座的支架上；所述周转副的前端焊接有运动爪；所述所述周转副的中部焊接有运动爪；所述平台焊接在底座上部。

进一步，所述平台为并列的两个条状平台；所述运动爪活动穿插在两个条状平台中间。

本实用新型还包括：工业串口屏、联网数据库、条形码扫描模块、红外对管，SIM800短信模块及STM32F103微处理器。

本实用新型的皮带机结构，每个传送带都为一个包裹箱；各个传送带通过与底部的机架用螺栓固定组成整个输送线，而传送带之间由皮带和电磁离合器通过轴承连接在一起联动运行，包裹由入口通过每节传送带输送包裹至指定位置，输送完毕后电机停止运转。当补货功能启动时，电磁离合器可控制该段传送带停止，且其他传送带可运行，例如：当2处包裹空缺需要进行补货，那么1处的电磁离合器便会断开，那么1处和2处的传递便会断开，1处的传送带不会转动，但后面的传送带都会运行，所以当后面的包裹运到2处时，红外对管() 会检测包裹是否到达，同时控制2处电磁离合器断开，依次类推，所有包裹的排列中间都无空缺，并且为存取柜预留出后面入口的空位以便于二次投递。

本实用新型的槅门机构：槅门机构是由电机与丝杆通过紧顶螺钉连接，丝杆上方连接着导轨，导轨上分布着一定数量的滑块，滑块通过铰链连接着杆件，而杆件另一头同样用铰链连接着槅门，槅门用框架固定，而底部同样采用螺钉连接滑块在导轨上移动，这样就可以实现一个电机同时实现所有槅门的同时开闭，丝杆正转时，推动滑块正向移动，那么连杆就可以连接着槅门和底部所连接的滑块移动，那么槅门就会同时关闭。相反，如果丝杆反转，那么所有槅门便会同时打开。

本实用新型的蟹扒抓跨层机构：为了提高稳定性和连贯性，蟹扒爪跨层机构与上层皮带机焊接在一起，蟹扒爪机构由电机和带轮以及皮带提供和传递动力，各部件之间和机架都是由铰链连接，当进行跨层运输时，周转副的运动爪会将包裹抬高至平台上，摆动副的运动会用凸起部分将平台上的包裹推送到第二层皮带机上，完成跨层运输。

本实用新型的硬件控制电路：

STM32F103最小系统电路：

为单片机最小系统电路。该处理器为快递存储柜的控制核心，所有的电机控制，位置控制，身份验证，数据库数据收发校验全部由该处理器完成。

电机驱动控制接口：最小系统中MOTORx为电机驱动控制信号，通过header 连接到电机驱动器的控制信号端，最终通过PWM信号控制电机。

串口通讯模块：

该系统使用的条形码扫描模块、SIM800短信模块、工业串口屏均使用UART 串口协议，因此最小系统中的UARTx分别为其通讯口其电路连接。其中条形码扫描模块可以用于录取包裹信息。SIM800模块用于连接网络数据库和发送短信。工业串口屏用于用户和快递管理员进行信息交互。

位置检测模块：

位置检测使用红外对管模块，模块内部集成信号处理电路外部接口为电源接口和信号线，当红外对管发射与接收之间被挡时模块输出为高电平，当没有被挡输出为低电平。因此可以用于检测包裹位置。

门锁控制模块

门锁为电磁铁，为了驱动电磁铁采用NPN三极管控制门锁，当DOR1控制信号为高电平时三极管导通，电磁铁被吸合。门打开，当DOR1信号为低电平时对应的电磁门的电磁铁不再吸合。

本实用新型的优点及积极效果为：由单片机统一控制步进电机运作，具有人机交互界面，工业串口屏、联网数据库、条形码扫描模块、红外对管，SIM800 短信模块及STM32F103微处理器，STM32F103微处理器，采用工业MCU控制。同时，本实用新型充分考虑空间利用率的问题，整体外观纵向发展且四面开门可供取货，提高了包裹的存放率和空间利用率。快递员到达智能快递柜进行扫码存放，包裹信息录入联网数据库，货物存满后短信通知客户凭验证码取件，当快递取出后定时进行货物更新，未取出的货物会由电机驱动到上层，保证货柜下层空间空余便于快递员二次存放快递。同时系统自动更新数据库，虽然货物位置变动，但客户凭同一验证码仍可取出其快递。货柜柜门输送货物时内部隔门会打开，输送完毕后会立即关闭保证各个包裹的封闭性，外部柜门除客户外无法打开。对快递企业而言，智能快递存取驿站作为快递行业终端的附加产品，其投递支出的总费用远低于传统投递，可减少快递成本，提高配送效率。对电商企业而言，配备智能快递存取驿站进行投递，有利于提升包裹配送效率和投递成功率，从而扩大市场。对收件客户而言，智能快递存取驿站为收件人提供了便利选择，客户可以自提物件，不仅解决了与快递员的时间冲突，而且保护隐私信息。

本实用新型可以对快递员存放的快递进行扫码，并录入联网数据库，同时以短信的方式通知客户取件，客户凭验证码取件。代替了快递送达至目的地，快递员通知客户取件，以及客户取件这一段步骤。但往往这一段时间会耗费大量时间，还会有快递员丢件以及快递损坏的危险，所以智能快递存取柜可以节约快递员送件时间，提高配送效率，保证快递的安全，以及方便客户取件。

本实用新型在电气控制方面采用工业MCU控制，通过单片机和红外对管控制步进电机的转停和电磁离合器的离合，设立人机交互界面和TFT显示屏方便快递员和客户操作，SIM800短信模块，条形码扫描模块和联网数据库确保快递的信息的录入和验证码的发送，干簧管可以保证柜门的关闭和货物的安全。在机械结构设计方面采用多层分段设计，每个包裹箱对应一段传送带并配有电磁离合器，通过丝杆连接多门机构组成隔门机构，设计跨层机构完成包裹的跨层输送。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的新型快递存取柜结构示意图；

图中：1、传送带；2、电磁离合器；3、丝杆；4、连杆；5、滑块；6、槅门；7、槅门导轨。

图2是本实用新型实施例提供的型快递存取柜工作流程图。

图3是本实用新型实施例提供的蟹扒爪跨层机构示意图。

图中：8、蟹扒抓跨层机构电机；9、周转副；10、摆动副；11、凸起；12、运动爪；13、平台。

图4是本实用新型实施例提供的电气控制示意图。

图5是本实用新型实施例提供的STM32F103微处理器的最小系统电路图。

图6是本实用新型实施例提供的电机驱动控制接口图。

图7是本实用新型实施例提供的串口通讯模块示意图。

图8是本实用新型实施例提供的红外对管电路图。

图9是本实用新型实施例提供的门锁驱动电路图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的新型快递存取柜，包括：皮带机结构、槅门机构及蟹扒抓跨层机构；

所述槅门机构自由活动穿插皮带机结构上端；所述蟹扒抓跨层机构焊接在皮带机结构的机架一侧。

所述皮带机结构设置有多个传送带1；各个传送带通过螺栓固定在与底部的机架上；所述传送带上套装有由皮带；所述皮带一侧通过轴承连接有电磁离合器2；所述多个传送带首尾连接。

所述槅门机构由电机、丝杆3及连杆4组成；所述丝杆通过紧顶螺钉连接电机；丝杆上方滑动连接着导轨；导轨上焊接有多个的滑块5；所述滑块通过铰链连接着连杆4；所述连杆4的另一端通过用铰链连接槅门6；所述槅门的上下边滑动连接在框架内；所述槅门的底部通过螺钉连接有多个槅门滑块；所述槅门滑块滑动连接在框架上开设的槅门导轨7上。

所述蟹扒抓跨层机构由蟹扒抓跨层机构电机8、周转副9、摆动副10、凸起 11、运动爪12及平台13组成；所述电机通过皮带与周转副连接；所述周转副与摆动副铰接；所述摆动副的另一端铰接在蟹扒抓跨层机构的底座上；所述周转副铰接在底座的支架上；所述周转副的前端焊接有运动爪；所述所述周转副的中部焊接有运动爪；所述平台焊接在底座上部。

所述平台为并列的两个条状平台；所述运动爪活动穿插在两个条状平台中间。

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步描述。

本实用新型实施例提供的新型快递存取柜还包括：工业串口屏、联网数据库、条形码扫描模块、红外对管，SIM800短信模块及STM32F103微处理器。

下面结合附图对本实用新型的应用原理作详细的描述。

如图2所示为智能快递存取柜的工作流程图，当快递员将包裹运送到智能快递存取驿站时，首先快递员要进行身份验证，识别是否以管理员身份进入系统。当系统确认是管理员后，柜门全部关闭，箱体内所有槅门打开，快递员开始存件，由条形码扫描器识别包裹信息，同时系统统计输入包裹数目，当快递员输入包裹数目达到存件上线时，系统反馈包裹已存满，快递员停止输入包裹，收到已存满的提示，箱体内槅门关闭，快递员关闭包裹输入口。Sim卡模块给用户发送短信，提示用户取走包裹。用户取走的包裹的同时也留下的空位，为了方便快递员下一次输入包裹，在当天非取包裹时段，系统收到来自空箱的反馈，打开所有箱内槅门，由电磁离合器控制皮带机运动，进行补货，将所有的空位补齐，于是空位被替换到离包裹输入口近端，系统停止补货，关闭箱内隔门。

如图3所示为蟹扒爪跨层机构的设计，蟹扒爪跨层机构机械结构由四杆机构组成，杆件上的每一个点均会绘制出一条曲线，我们称它为连杆曲线。蟹扒爪跨层机构就是利用曲柄摇杆机构的不同的连杆曲线来实现将包裹由第一层的预定位置依次最终搬运到蟹扒爪的机架与皮带机第二层同样高度的位置。连杆上的凸起可以将包裹顺势顶到皮带机上从而实现包裹的跨层的运输的动作。

隔门多开门的设计，为了保证包裹的安全，箱子之间必须隔离，所以中间要插入隔断门。但由于隔门数量过多，且为了控制电机数量和结构简化，才确定用连杆与隔门相连，再用少数电机驱动连杆，达到同时关门的效果。并且同时开关门便于补位功能的运作，所以多开门设计为最优设计。

采用工业控制MCU，STM32F103微处理器属于中低端的32位ARM微控制器，该系列芯片是意法半导体(ST)公司出品，其内核是Cortex-M3。增强型系列时钟频率达到72MHz，具有低功耗，工业环境下工作稳定稳定等优点。使用STM32F103可以较为方便的设计人机界面，采用C语言开发，过程更为灵活，而且STM32F103自带工业电机PWM控制器，可以较为简单方便的控制电机驱动从而带动皮带机的运动，完成送货以及补货的动作。因此选用STM32F103作为主控芯片。

如图4所示，电气控制框图，电气控制系统框图如图所示该控制核心为STM32F103，外围采用TFT液晶显示屏，CCD条码扫描模块进行包裹条码识别，采用红外对管对包裹位置经行判断，采用步进电机专用驱动对步进电机进行控制。

本实用新型实施例提供的新型快递存取柜中，

硬件控制电路：

STM32F103最小系统电路：

如图5所示，为单片机最小系统电路。该处理器为快递存储柜的控制核心，所有的电机控制，位置控制，身份验证，数据库数据收发校验全部由该处理器完成。

电机驱动控制接口：如图6；

最小系统中MOTORx为电机驱动控制信号，通过header连接到电机驱动器的控制信号端，最终通过PWM信号控制电机。

串口通讯模块：

该系统使用的条形码扫描模块、SIM800短信模块、工业串口屏均使用UART 串口协议，因此最小系统中的UARTx分别为其通讯口其电路连接如图7所示。其中条形码扫描模块可以用于录取包裹信息。SIM800模块用于连接网络数据库和发送短信。工业串口屏用于用户和快递管理员进行信息交互。

位置检测模块：

位置检测使用红外对管模块，模块内部集成信号处理电路外部接口为电源接口和信号线，当红外对管发射与接收之间被挡时模块输出为高电平，当没有被挡输出为低电平。因此可以用于检测包裹位置。其接口电路如图8所示。

门锁控制模块：

门锁为电磁铁，为了驱动电磁铁采用NPN三极管控制门锁，当DOR1控制信号为高电平时三极管导通，电磁铁被吸合。门打开，当DOR1信号为低电平时对应的电磁门的电磁铁不再吸合；如图9所示。

本实用新型的工作原理：

快递进入箱体前会先经过自动扫码区，信息会录入联网数据库，经过跨层机构到达最上层，当第一个包裹到达位置时会触发红外对管，此时离合器分离，由于每个包裹箱下的传送带都是分段组成，所以后续的传送带仍会继续运动，那么第一个包裹就到达了指定位置。以此类推，当所有包裹到达指定位置时，隔门机构运作，所有包裹箱间会有一个隔门分隔。数据库会发送验证码至客户手机提醒客户取件。客户取件时，在工业串口屏屏上操作人机交互界面，系统响应并为之打开相应的电磁门，客户便可取件。在快递员二次投递前，系统要先进行补货运作，将柜内零散乱序的包裹运往上层，为下层预留空间补货，同时数据库需要更新数据，包裹的位置虽然改变但数据库会记录并且在客户用验证码取件时更改反馈，打开补位后与之对应的电磁门，同样可以取件。

本实用新型安全性极高，快递员投递时，需授权至数据库才会启动投递程序，并且投入后，投递口除快递员外无法打开。箱体运作时，即使有客户想取件，在隔门未关闭前无法取件，客户取件完毕后系统提醒客户关闭电磁门，如果未关闭，立即系统报警。在三种半封闭门，即投递门，隔门，电磁门未全部关闭时系统都不会继续支持取件，而是系统警报。所有可以完全避免丢失快递。

本实用新型自动化程度极高，每个箱门的底部都是传送带，这种设计可以使快递员投递时，快递可以由传送带快速的输送到位；每段传送带都装有红外对管以检测货物是否到位，包裹到位便断开每段传送带的电磁离合器，该段传送带会停止运动；自动补货时红外对管扔会最先检测首个运动的包裹，第一个包裹输送到位后，红管检测到便控制离合器使该段输送带停止运动，后面的包裹以首个包裹依次排序，虽然包裹的间距在补货前不一致，但补货后由于红外对管检测和离合器控制，包裹扔保持有序排列，并且保持底层空间充足便于快递员补货。

本实用新型具备智能系统，客户取件系统自动开门，并且当货物未全部取完且快递员二次充填前智能补货，补货后原本未取出的包裹由于位置变化系统智能运算出新的序列位置，客户凭同一验证码也可取出快递，并且还可以计算出二次充填快递的数量上限以提醒快递员可充填数量。

本实用新型作为快递行业的终端产品，配送效率高，投入成本低，更加人性化。可以进行片区化，并且根据片区订单的平均量制定不同规格的快递柜，可以大大减少快递员的工作量和劳动时间，而对于客户可以支持全天24小时取件，避免时间冲突，保证货物的安全，提高网上购物质量。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种新型快递存取柜，其特征在于，所述新型快递存取柜包括：皮带机结构、槅门机构及蟹扒抓跨层机构；

所述槅门机构自由活动穿插皮带机结构上端；所述蟹扒抓跨层机构焊接在皮带机结构的机架一侧。

2.如权利要求1所述的新型快递存取柜，其特征在于，所述皮带机结构设置有多个传送带；各个传送带通过螺栓固定在与底部的机架上；所述传送带上套装有由皮带；所述皮带一侧通过轴承连接有电磁离合器；所述多个传送带首尾连接。

3.如权利要求1所述的新型快递存取柜，其特征在于，所述槅门机构由电机、丝杆及连杆组成；所述丝杆通过紧顶螺钉连接电机；丝杆上方滑动连接着导轨；导轨上焊接有多个的滑块；所述滑块通过铰链连接着杆件；所述杆件得的另一端通过用铰链连接槅门；所述槅门的上下边滑动连接在框架内；所述槅门的底部通过螺钉连接有多个槅门滑块；所述槅门滑块滑动连接在框架上开设的槅门导轨上。

4.如权利要求1所述的新型快递存取柜，其特征在于，所述蟹扒抓跨层机构由蟹扒抓跨层机构电机、周转副、摆动副、凸起、运动爪及平台组成；所述电机通过皮带与周转副连接；所述周转副与摆动副铰接；所述摆动副的另一端铰接在蟹扒抓跨层机构的底座上；所述周转副铰接在底座的支架上；所述周转副的前端焊接有运动爪；所述所述周转副的中部焊接有运动爪；所述平台焊接在底座上部。

5.如权利要求4所述的新型快递存取柜，其特征在于，所述平台为并列的两个条状平台；所述运动爪活动穿插在两个条状平台中间。