CN106144959B - 智能货柜快递投放机及其快递投放方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了智能货柜快递投放机及其快递投放方法。小件快递投送机几乎没有。本发明智能货柜快递投放机包括机架、行走模块、提升模块、推进模块、关门模块、开门模块和电控箱；行走模块驱动机架水平移动；提升模块驱动提升模块从而带动推进模块竖直移动；关门模块磁铁会吸附在打开的柜门上；关门模块的关门直流电机驱动拨杆实现关门动作。本发明智能货柜快递投放机的快递投放方法：PLC根据快递位置坐标实现机架和提升模块定位；智能货柜快递投放机到达所须投放的快递位置后，PLC控制推进模块将快递投递进入打开的货柜；推进模块下降后关门模块将柜门关闭；推进模块和机架回到初始位置。本发明与智能货柜***对接后能够实现投递全自动。

Description

智能货柜快递投放机及其快递投放方法

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种针对智能货柜的快递投放装置及投放方法，特别涉及小件快递的投放。

背景技术

目前市面上有用于大件快递搬运车辆，但是用于小件快递投送的机器几乎是没有的，另一方面快递运输中小件的商品是占绝大多数，智能货柜也越来越多的出现在生活中，这就出现大量小件快递需要投放到智能货柜中，这对快递投放员来说大大增加工作强度，辛苦又乏味。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种智能货柜快递投放机及其快递投放方法，以解决目前投放快递工作强度大、效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明智能货柜快递投放机，包括机架、行走模块、提升模块、推进模块、操控面板、关门模块、开门模块和电控箱。

所述的行走模块包括轮子、传动轴、直流减速电机、从动同步带轮、同步带和主动同步带轮。两根传动轴设置在机架两端，且均通过第一轴承座支承，第一轴承座固定在机架上；所述的传动轴两端均固定轮子；主动同步带轮固定在直流减速电机的输出轴上；从动同步带轮固定在一根传动轴上，并与主动同步带轮通过同步带连接；直流减速电机的底座固定在直流减速电机座上。

所述的提升模块包括上光轴、导向轴支座、导向轴、连接块、步进电机、第一主动带轮、第一传送带、第一从动带轮、步进电机座、下光轴、第二主动带轮、第二传送带和第二从动带轮。所述的上光轴和下光轴均通过第二轴承座支承，第二轴承座固定在机架上；第一主动带轮固定在步进电机的输出轴上；步进电机的底座固定在步进电机座上，步进电机座固定在机架上；第一从动带轮固定在下光轴上，并与第一主动带轮通过第一传送带连接；第二主动带轮固定在下光轴上，第二从动带轮固定在上光轴上，第二传送带连接第二主动带轮和第二从动带轮；两根导向轴平行设置，且两端均固定在导向轴支座上，导向轴支座固定在机架上；所述的连接块固定在第二传送带上；固定在连接块两端的两个滑动轴承座分别与对应导向轴构成滑动副。

所述的推进模块包括固定架、转轴、尼龙棒、第三主动带轮、第三传送带、第三从动带轮、推进直流电机和第四传送带。所述的固定架固定在提升模块的连接块上；两根转轴平行设置，且均通过第三轴承座支承；第三轴承座固定在固定架上；所述的转轴上固定有尼龙棒，两根尼龙棒通过第四传送带连接；第三主动带轮固定在推进直流电机的输出轴上，第三从动带轮固定在一根转轴上，并与第三主动带轮通过第三传送带连接；推进直流电机的底座固定在推进直流电机座上。

所述的关门模块包括行程开关、关门直流电机、关门直流电机座、触发螺栓、拨杆安装块和拨杆。所述的触发螺栓和拨杆均固定在拨杆安装块上，拨杆安装块固定在关门直流电机的输出轴上；关门直流电机的底座固定在关门直流电机座上；行程开关和关门直流电机座均固定在提升模块的连接块上；触发螺栓用于触发行程开关。

所述的电控箱采用PLC控制；操控面板连接PLC；PLC控制直流减速电机、步进电机、推进直流电机和关门直流电机。机架上装有检测货柜的光电开关，用于定位机架的初始位置；行程开关和光电开关发出的信号均传给PLC。

所述的开门模块包括上支架、磁铁和下支架；推进模块的固定架上靠近拨杆的一侧固定上支架和下支架，磁铁通过螺钉与上支架和下支架均构成转动副。

所述的固定架两侧均固定挡边。

所述PLC的型号为FX1N30MT。

所述的磁铁有一块或多块。

本发明智能货柜快递投放机的快递投放方法，具体如下：

步骤一、将智能货柜快递投放机放置在智能货柜前，保持固定架水平；PLC控制行走模块的直流减速电机正转，从而带动传动轴和轮子一起转动，使机架水平移动至光电开关检测到有智能货柜信号时，PLC控制直流减速电机停转；以此时的光电开关中心位置为原点(0，0)，开门模块所在侧为水平轴正向，竖直向上为竖直轴正向在竖直面内建立二维坐标系，且PLC记录推进模块中固定架的初始位置竖直坐标。

步骤二、在快递员扫码结束后，智能货柜会自动打开柜门，快递员在柜门打开后将快递放在推进模块的第四传送带上；设打开的柜门所在位置坐标为(a，b)，其中，水平坐标a和竖直坐标b均大于0。

步骤三、在操控面板上输入所须投放的快递位置坐标(a，b)；

步骤四、PLC控制关门模块的关门直流电机转动，从而带动拨杆转动至与前进方向平行。

步骤五、PLC根据快递位置坐标控制提升模块的步进电机转动，从而带动下光轴、第二传送带和上光轴转动；连接块在第二传送带带动下竖直运动至竖直坐标为b后，PLC控制步进电机停转；

步骤六、PLC根据快递位置坐标控制行走模块的直流减速电机正转，从而带动传动轴和轮子一起转动，使机架水平移动至光电开关中心位置的水平坐标为a后，PLC控制直流减速电机停转。机架水平移动过程中，开门模块的磁铁会吸附在打开的柜门上。

步骤七、在智能货柜快递投放机到达所须投放的快递位置后，PLC控制推进模块的推进直流电机转动，从而带动转轴、尼龙棒和第四传送带转动，快递在第四传送带的带动下进入打开的货柜；推进直流电机转动2～3s后停转。

步骤八、步进电机转动，推进模块下降10～15cm后步进电机停转。

步骤九、关门模块的关门直流电机转动，并通过连接块带动拨杆和触发螺栓转动至与前进方向垂直，拨杆运动过程中将智能货柜的柜门关上；触发螺栓碰到行程开关后，关门直流电机反转1～2s后停转。

步骤十、PLC控制步进电机转动，并控制直流减速电机反转；推进模块根据PLC记录的初始位置竖直坐标回到竖直初始位置后步进电机停转。直流减速电机带动机架移动至水平初始位置，即光电开关检测到无智能货柜信号时，直流减速电机停转。

本发明采用PLC控制步进电机和直流电机进行准确定位，通过模拟人手进行关门动作，实现了小型快递在智能货柜的投放过程。此外，本发明也可用于开放式货柜的快递投放，具有多用途的特点，特别适用于学校，社区等快递点流量较大的地方。

附图说明

图1是本发明智能货柜快递投放机的整体结构立体图；

图2-1是本发明智能货柜快递投放机的行走模块俯视图；

图2-2是图2-1的A-A剖视图；

图3-1是本发明智能货柜快递投放机的提升模块侧视图；

图3-2是图3-1的B-B剖视图；

图3-3是图3-1的C-C剖视图；

图4-1是本发明智能货柜快递投放机的推进模块俯视图；

图4-2是图4-1的D-D剖视图；

图5是本发明智能货柜快递投放机的关门模块立体图；

图6是本发明智能货柜快递投放机的推进模块和开门模块装配立体图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，智能货柜快递投放机，包括机架Ⅰ、行走模块Ⅱ、提升模块Ⅲ、推进模块Ⅳ、操控面板Ⅴ、关门模块Ⅵ、开门模块Ⅶ和电控箱Ⅷ。机架Ⅰ用于各模块的安装，将具有不同功能的各模块联结成一整体。

如图2-1和2-2所示，行走模块Ⅱ包括轮子2、传动轴3、直流减速电机4、从动同步带轮6、同步带7和主动同步带轮8。两根传动轴3设置在机架两端，且均通过第一轴承座9支承，第一轴承座9固定在机架上；传动轴3两端均固定轮子2；主动同步带轮8固定在直流减速电机4的输出轴上；从动同步带轮6固定在一根传动轴3上，并与主动同步带轮8通过同步带7连接；直流减速电机4的底座固定在直流减速电机座5上。

如图3-1、3-2和3-3所示，提升模块Ⅲ包括上光轴11、导向轴支座12、导向轴13、连接块15、步进电机16、第一主动带轮17、第一传送带18、第一从动带轮19、步进电机座20、下光轴21、第二主动带轮22、第二传送带23和第二从动带轮24。上光轴11和下光轴21均通过第二轴承座10支承，第二轴承座10固定在机架上；第一主动带轮17固定在步进电机16的输出轴上；步进电机16的底座固定在步进电机座20上，步进电机座20固定在机架上；第一从动带轮19固定在下光轴21上，并与第一主动带轮17通过第一传送带18连接；第二主动带轮22固定在下光轴21上，第二从动带轮24固定在上光轴11上，第二传送带23连接第二主动带轮22和第二从动带轮24；两根导向轴13平行设置，且两端均固定在导向轴支座12上，导向轴支座12固定在机架上；连接块15固定在第二传送带23上；固定在连接块15两端的两个滑动轴承座14分别与对应导向轴13构成滑动副。

如图4-1和4-2所示，推进模块Ⅳ包括固定架25、挡边27、转轴28、尼龙棒29、第三主动带轮30、第三传送带31、第三从动带轮32、推进直流电机33和第四传送带35。固定架25固定在提升模块Ⅲ的连接块15上；固定架25两侧均固定挡边27；两根转轴28平行设置，且均通过第三轴承座26支承；第三轴承座26固定在固定架25上；转轴28上固定有尼龙棒29，两根尼龙棒通过第四传送带35连接；第三主动带轮30固定在推进直流电机33的输出轴上，第三从动带轮32固定在一根转轴28上，并与第三主动带轮30通过第三传送带31连接；推进直流电机33的底座固定在推进直流电机座34上。

如图5所示，关门模块Ⅵ包括行程开关36、关门直流电机37、关门直流电机座38、触发螺栓39、拨杆安装块40和拨杆41。触发螺栓39和拨杆41均固定在拨杆安装块40上，拨杆安装块40固定在关门直流电机37的输出轴上；关门直流电机37的底座固定在关门直流电机座38上；行程开关36和关门直流电机座均固定在提升模块Ⅲ的连接块15上；触发螺栓39用于触发行程开关36。

电控箱Ⅷ采用PLC控制，PLC型号为FX1N30MT；操控面板Ⅴ连接PLC，操控面板Ⅴ为用户操控界面，用于选择所须投放的快递位置。PLC控制直流减速电机4、步进电机16、推进直流电机33和关门直流电机37。在机架Ⅰ上装有检测货柜的光电开关1，用于定位机架Ⅰ的初始位置；行程开关36和光电开关1发出的信号均传给PLC。

如图6所示，开门模块Ⅶ包括上支架42、磁铁43和下支架44；推进模块的固定架25上靠近拨杆41的一侧固定上支架42和下支架44，磁铁43通过螺钉与上支架42和下支架44均构成转动副。

该智能货柜快递投放机的快递投放方法，具体如下：

步骤一、将智能货柜快递投放机放置在智能货柜前，保持固定架25水平；PLC控制行走模块Ⅱ的直流减速电机4正转，从而带动传动轴3和轮子2一起转动，使机架水平移动至光电开关1检测到有智能货柜信号时，PLC控制直流减速电机4停转；以此时的光电开关1中心位置为原点(0，0)，开门模块Ⅶ所在侧为水平轴正向，竖直向上为竖直轴正向在竖直面内建立二维坐标系，且PLC记录推进模块中固定架25的初始位置竖直坐标。

步骤二、在快递员扫码结束后，智能货柜会自动打开柜门，快递员在柜门打开后将快递放在推进模块Ⅳ的第四传送带35上；设打开的柜门所在位置坐标为(a，b)，其中，水平坐标a和竖直坐标b均大于0。

步骤三、在操控面板Ⅴ上输入所须投放的快递位置坐标(a，b)；

步骤四、PLC控制关门模块的关门直流电机37转动，从而带动拨杆41转动至与前进方向平行。

步骤五、PLC根据快递位置坐标控制提升模块Ⅲ的步进电机16转动，从而带动下光轴21、第二传送带23和上光轴11转动；连接块15在第二传送带23带动下竖直运动至竖直坐标为b后，PLC控制步进电机16停转；

步骤六、PLC根据快递位置坐标控制行走模块Ⅱ的直流减速电机4正转，从而带动传动轴3和轮子2一起转动，使机架水平移动至光电开关1中心位置的水平坐标为a后，PLC控制直流减速电机4停转。机架水平移动过程中，开门模块的磁铁43会吸附在打开的柜门上，由于磁铁43可以转动，所以在推开柜门的过程中会一直吸附在柜门上。

步骤七、在智能货柜快递投放机到达所须投放的快递位置后，PLC控制推进模块的推进直流电机33转动，从而带动转轴28、尼龙棒29和第四传送带35转动，快递在第四传送带35的带动下进入打开的货柜；推进直流电机33转动2s后停转。

步骤八、步进电机16转动，推进模块下降10cm后步进电机16停转。

步骤九、关门模块的关门直流电机37转动，并通过连接块40带动拨杆41和触发螺栓39转动至与前进方向垂直，拨杆41运动过程中将智能货柜的柜门关上；触发螺栓39碰到行程开关36后，关门直流电机37反转1s后停转。

步骤十、PLC控制步进电机16转动，并控制直流减速电机4反转；推进模块根据PLC记录的初始位置竖直坐标回到竖直初始位置后步进电机16停转。直流减速电机4带动机架移动至水平初始位置，即光电开关1检测到无智能货柜信号时，直流减速电机4停转。

本发明设计简单巧妙，在实现既定功能的情况下机器成本低廉；智能化水平高，与智能货柜***对接后能够实现投递全自动；关门模块模仿人体动作，成效较好；通过传送平台巧妙地将快递投送到智能货柜中。

Claims (5)

1.智能货柜快递投放机，包括机架、行走模块、提升模块、推进模块、操控面板、关门模块、开门模块和电控箱，其特征在于：所述的行走模块包括轮子、传动轴、直流减速电机、从动同步带轮、同步带和主动同步带轮；两根传动轴设置在机架两端，且均通过第一轴承座支承，第一轴承座固定在机架上；所述的传动轴两端均固定轮子；主动同步带轮固定在直流减速电机的输出轴上；从动同步带轮固定在一根传动轴上，并与主动同步带轮通过同步带连接；直流减速电机的底座固定在直流减速电机座上；

所述的提升模块包括上光轴、导向轴支座、导向轴、连接块、步进电机、第一主动带轮、第一传送带、第一从动带轮、步进电机座、下光轴、第二主动带轮、第二传送带和第二从动带轮；所述的上光轴和下光轴均通过第二轴承座支承，第二轴承座固定在机架上；第一主动带轮固定在步进电机的输出轴上；步进电机的底座固定在步进电机座上，步进电机座固定在机架上；第一从动带轮固定在下光轴上，并与第一主动带轮通过第一传送带连接；第二主动带轮固定在下光轴上，第二从动带轮固定在上光轴上，第二传送带连接第二主动带轮和第二从动带轮；两根导向轴平行设置，且两端均固定在导向轴支座上，导向轴支座固定在机架上；所述的连接块固定在第二传送带上；固定在连接块两端的两个滑动轴承座分别与对应导向轴构成滑动副；

所述的推进模块包括固定架、转轴、尼龙棒、第三主动带轮、第三传送带、第三从动带轮、推进直流电机和第四传送带；所述的固定架固定在提升模块的连接块上；两根转轴平行设置，且均通过第三轴承座支承；第三轴承座固定在固定架上；所述的转轴上固定有尼龙棒，两根尼龙棒通过第四传送带连接；第三主动带轮固定在推进直流电机的输出轴上，第三从动带轮固定在一根转轴上，并与第三主动带轮通过第三传送带连接；推进直流电机的底座固定在推进直流电机座上；

所述的关门模块包括行程开关、关门直流电机、关门直流电机座、触发螺栓、拨杆安装块和拨杆；所述的触发螺栓和拨杆均固定在拨杆安装块上，拨杆安装块固定在关门直流电机的输出轴上；关门直流电机的底座固定在关门直流电机座上；行程开关和关门直流电机座均固定在提升模块的连接块上；触发螺栓用于触发行程开关；

所述的电控箱采用PLC控制；操控面板连接PLC；PLC控制直流减速电机、步进电机、推进直流电机和关门直流电机；机架上装有检测货柜的光电开关，用于定位机架的初始位置；行程开关和光电开关发出的信号均传给PLC；

所述的开门模块包括上支架、磁铁和下支架；推进模块的固定架上靠近拨杆的一侧固定上支架和下支架，磁铁通过螺钉与上支架和下支架均构成转动副。

2.根据权利要求1所述的智能货柜快递投放机，其特征在于：所述的固定架两侧均固定挡边。

3.根据权利要求1所述的智能货柜快递投放机，其特征在于：所述PLC的型号为FX1N30MT。

4.根据权利要求1所述的智能货柜快递投放机，其特征在于：所述的磁铁有一块或多块。

5.根据权利要求1所述智能货柜快递投放机的快递投放方法，具体如下：

步骤一、将智能货柜快递投放机放置在智能货柜前，保持固定架水平；PLC控制行走模块的直流减速电机正转，从而带动传动轴和轮子一起转动，使机架水平移动至光电开关检测到有智能货柜信号时，PLC控制直流减速电机停转；以此时的光电开关中心位置为原点(0，0)，开门模块所在侧为水平轴正向，竖直向上为竖直轴正向在竖直面内建立二维坐标系，且PLC记录推进模块中固定架的初始位置竖直坐标；

步骤二、在快递员扫码结束后，智能货柜会自动打开柜门，快递员在柜门打开后将快递放在推进模块的第四传送带上；设打开的柜门所在位置坐标为(a，b)，其中，水平坐标a和竖直坐标b均大于0；

步骤三、在操控面板上输入所须投放的快递位置坐标(a，b)；

步骤四、PLC控制关门模块的关门直流电机转动，从而带动拨杆转动至与前进方向平行；

步骤五、PLC根据快递位置坐标控制提升模块的步进电机转动，从而带动下光轴、第二传送带和上光轴转动；连接块在第二传送带带动下竖直运动至竖直坐标为b后，PLC控制步进电机停转；

步骤六、PLC根据快递位置坐标控制行走模块的直流减速电机正转，从而带动传动轴和轮子一起转动，使机架水平移动至光电开关中心位置的水平坐标为a后，PLC控制直流减速电机停转；机架水平移动过程中，开门模块的磁铁会吸附在打开的柜门上；

步骤七、在智能货柜快递投放机到达所须投放的快递位置后，PLC控制推进模块的推进直流电机转动，从而带动转轴、尼龙棒和第四传送带转动，快递在第四传送带的带动下进入打开的货柜；推进直流电机转动2～3s后停转；

步骤八、步进电机转动，推进模块下降10～15cm后步进电机停转；

步骤九、关门模块的关门直流电机转动，并通过连接块带动拨杆和触发螺栓转动至与前进方向垂直，拨杆运动过程中将智能货柜的柜门关上；触发螺栓碰到行程开关后，关门直流电机反转1～2s后停转；

步骤十、PLC控制步进电机转动，并控制直流减速电机反转；推进模块根据PLC记录的初始位置竖直坐标回到竖直初始位置后步进电机停转；直流减速电机带动机架移动至水平初始位置，即光电开关检测到无智能货柜信号时，直流减速电机停转。