CN106458447B - 连结航空递送的自主地面工作站 - Google Patents

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Abstract

在于提供一自主地面工作站(20)来和航空递送接口,其自主地处理接收来自一无人机(22)的智能包裹箱(21),而后,将每一个小包内的内容物传送到一个指定的人,再之后,则是将空的智能包裹箱回送到无人机(22)。该工作站(20)是由许多空的,且是连结在一起的入口‑出口列(30)所组成,这些列(30)接受来自无人机的智能包裹箱(21),并移入到工作站(20)之内,其中,每一个智能包裹箱(21)是由内含准备透过一迷你门(25)而传送之小包的隔层(24)构成,而迷你门(25)则是透过一数据输入***(30)来将小包码输入到工作站(20)后来加以启动。智能包裹箱在重力作用下,由工作站(20)的入口而向下移动,而后,则依据着液压活塞所支撑的板(40)(41)而推向出口列(32),之后,则是离开以可供无人机(22)收集。

Description

连结航空递送的自主地面工作站
技术领域
本发明主要是有关于一邮站,来递交由无人航空器(无人机)所收到的包裹。
发明背景
无人航空器,其通常也称之为无驾驶飞行器或是遥控引导的交通工具, 不论是未来,或是在不同的商业以及民间的使用上正在市场上大行其道。
现今对于无人机的各种需求中之一即是递送包裹:礼物、书籍、政府文件,而这些还可能扩及到私人或是其它连结到由DHL、ARAMEX,TNT…等所提供船运快递服务之商业形式的包裹递送。
对一个不具备有多少技术的人而言,利用无人机来递送具有适当大小的包裹也是一件相当显而易见的事,即使在无人机内设置一空间来携带以及根据一设定好的路线(路径)来传送文件到另一个收取目的地,对于熟于此项技艺或是没有技艺的人而言也一样是显而易见的,但,至于如何递送包裹则是要考虑的问题了。
直到现在,所有的传送以及建议性的处理程序都是简单以及用人力来处理,且事实上是不实际的,以下则列举出几项非限定性的理由:
1.包裹欲送达的当事人,需准时的到达送达地。
2.不提供到府服务,因此,不论天气状况如何,当事人需要在户外等候。
3.每一台无人机都需具有一特殊的识别码辨认装置,以及一个用以从无人机上放开包裹的机制。
4.无人机应降落在地面,通常是一别墅或住家前方的院子,而不是在办公室内或是在一高楼内许多人居住的平面,或是任一的传送站,因为由人达成的私人送达限制了只能在地面上进行。
5.设定给无人机的路线无法得知是否安全,例如,已由一交通工具占用、正有一朝向无人机前行的交通工具、正有一喷泉喷洒着水滴于其上、又或者,有一小孩,小男生,狗,或是一多管闲事的人相要天扰它的行进。
6.由于无人机运送时仅有限定的等待时间,若是因为收件人的任何正常原因所造成的延误都意谓着该次的递送没有达成,收件人就应该付出一笔罚款,而不是提供高科技的服务。
因此,解决的办法就是将这些包裹递送到一传送站,在这传送站,无人机可以用一箱子来携带一系列的包裹,并将箱子传递到一稳定以及安全的工作站,此工作站是一已知地点,且有一已知,且远离地面的降落区域, 而该工作站则可提供一长达7-10天的递送等候时间。这种传送站可以在一复合区、复杂区、购物商场、政府单位或是任何一个附近的公开地…等。
在现有的技术中并未显示任何经由无人机的传送而送逹并处理包裹的传送站,相反地,它显示的是为众人所熟知,且在德国使用的较其它国家为多的包装站(Packstation)。
这些工作站提供了自动的工作亭,来自助地收集包裹和过大的信件, 同时也有全天24小时、一周七天的包裹快递服务。由一个人而不是无人机打开了这些箱子的门,并维持包裹留在其内部,透过电邮以及实时通讯 (SMS)来通知收件者,之后,收件者透过一磁性条卡以及个人识别码(PIN) 来指定以及打开门,收件者则可获取他的包裹。
在现有技艺中,可以找到一些相关的专利,例如:在德国专利号DE102006025617A1中揭露的一种个别的包装站、揭露于欧盟专利号: EP2639186A2的一种储存,尤其是一种选择储存和储存管理***以及操作该智存管理***的方法、揭露于美国专利申请号号:US 20140032034A1 之利用无人航空器网络的传送,其中揭露了使用地面站来提供导向的协助, 其可协助传送交通工具来以更高的精准度指出地面站的位置,但,其仍未能指出地面如何的来接收、传送或是退回一笔运送的内容。
简要说明
主要是为能提个一个独立自主的地面工作站以便和航空递送接口,其中,该地面工作站能自主接收内含来自无人机之包裹的智能箱子、将小包裹的内含物送到特定人手上,并且将清空的智能箱子送回到无人机。
智能包裹箱的接收:对每一机构而言,工作站具有许多,最好是两个, 空置、顶部开启、面向屋顶的列组成；一无人机将箱子传送到可容置箱子于其内,并仍有些许剩余空间之尺寸的第一个列内,其内壁具有四个轨条 (凹入的轨道),因此箱子可沿该轨条导引进入,再又因为设置在箱子侧壁的侧轮呈现半煞车的状态,箱子是慢慢地进入其中。
小包传递:由于每个箱子都是由小隔层所组成,而每一个小隔层内则是有着准备给一个等定人的小包,因此,在当箱子往下方移动时,一个自主独立的工作站可以扫描印在每一个智能箱子侧面的莹光条形码,因此在某人前来领取他的小包裹时,在输入了密码,机器可以获知箱子、小包裹以及面对它之迷你门(小门)的位置,之后,则会对迷你门解锁,并按传统的方式指出应该到那儿去领取小包裹。
箱子的退回:除了每一个箱子的入口(接受)列,同时,也有一个退回 (出口)列,其中,入口列是由下方而对退回(出口)开放。一旦感测到一个箱子到达了入口列的底部,一个由液压活塞支撑的侧板所则会推送箱子朝向出口列,而一旦感测箱子到达了出口列处,另一个液压支撑的底板则会推送箱子向上,因此,每一次箱子到达那里时,都会以箱子在上的方式而被推送向上,直到箱子到达出口列的开口处,而也是在这儿,无人机会接收以及退回这些箱子。
应注意的是,在两个列内循环工作时,工作站无时不在追踪箱子在每一个隔层的位置,以致于不论它在那里,工作站都可以对接收者指出小包裹所在的位置。
图式简要说明:
图1:显示的是用以装包裹之箱子的立体图。
图2:显示的是包覆有包裹于其内之箱子的搬运容器的各步骤的立体图。
图3:显示的是包裹箱轮子和搬运容器导轨条间接触的立体图。
图4:显示的是包裹箱完全在搬运容器内的立体图。
图5:显示的是包裹箱底部的立体图,其中,该包裹箱是由无人机所携带,并包覆在搬运容器内。
图6:显示的是自主工作站的立体图。
图7:显示的是具有个人身份识别码资料输入屏幕之自主工作站放大立体图。
图8:显示的是包裹箱位在自主工作站一列内的立体图,其中,也显示了单向锁。
图9(A-I):显示是包裹箱在经处理后送到入口开口、横越传送门向下、之后再向上到达出口开口处,以供领取(退回)的立体图。
图10:显示的是相同自主工作站另一实施例的立体图,其中,依赖的是水平机械化的皮带以运送包裹箱,不是重力以及液压力。
实施本发明的最佳模式:
为了能轻易地实施本发明,在此配合着图式,提供一份对于本发明零件的详细说明,其中,主要的零件依据其重要性是系列地安排,为了能让阅读本发明的每一个特征更容易,号码会加入在零件说明的本文内,以及零件列表内,在此零件特征的排序是以20开始而依序排列,每当一零件的特征出现在本文内时,则会直接地给予一个序列的号码。
由于自主的地面工站20是直接接口于航空递送,在详细说明本发明的自主工作站20之前,航空递送的运营应在此先行的简要说明。
1-包裹箱(图1-5):对一个准备要由无人机22带,并之后由一自主工作站20处理的包裹箱21而言,它必须加以修正,以能符合自主工作站20以及无人机22的要求,这也意谓着,如果包裹箱21要由工作站21的顶部进入并滑降而下的话,在一实施例中,它应具有一种半煞车的侧轮23,以能使其缓缓下降。
由另一层面而言,对于准携带许多,例如是,信件给不同人的包裹箱 21而言,它应该分隔成许多不同的隔间24,而由于在此箱子21内的每一隔间24内均有一面对着工作站20内的一迷你门25小包,这也谓着包裹箱21面对着迷你门25之隔间24的侧面应永远维持开放。
准备由一无人机22携带之包裹箱21总计应需要四个侧轮23以及一开放侧,它也应可容置在另一固定在无人机22底部的搬运容器26内,因此,此搬运容器26的底面应维持开放,以可由一输送带或是输送桌上接收包裹箱 21于其内部,此外,这一搬运容器26应具有四个垂直的侧面凹槽27,并具有面对侧轮23的导轨28,以可让包裹箱21的侧轮23在其上运动,导引着包裹箱21在搬运容器26内,并藉由锁29依据任一传统的锁定机构来锁定包裹箱21。
2-自主工作站20(图6,7):自主工作站20可以座落在室内或室外, 但在其上侧面应具有一保护装置,以防止(雨、尘),最好是依赖着一种设置在上方的屋顶,以及一种可在处理或是收到包裹箱21时才会开放之传统式的自动门(未显示)。
工作站分隔成许多连结的列30,入口列31,出口列32。每一列都是由其上侧面开口,以可收集包裹箱21,或是退回,退出,以可处理新的包裹运送,因此,具有着入口(处理)开口33以及出口退回开口34。
这些列30、31是中空的,以可让包裹箱21通过它们,这些列30、31 可以装满着包裹箱21。每一列30、31由上到下,分隔成许多空的隔间35, 其中,除了在列的底部外,并没有上、或是下方的隔板。每一列在其侧面均具有垂直的四个凹槽36,以可供包裹箱21的侧轮23于其内部运动(图 8)。每一隔间35的大小至少是和包裹箱21尺寸差不多,且每一隔间35具有数个面对来自外界使用者,以及位在包裹箱21内部小包之隔层24的迷你门 25,由于包裹箱21对于面对那些迷你门25的一侧面是永远的开放,因此每一个迷你门25永远面对着小的隔层24。
自主工作站20在每一个隔间35内都有一扫描仪37(未显示)。该扫描仪 37是扫描印刷,并设置在包裹箱21正确位置处的荧光码,因此,这种条形码贴纸是面对着在每一个指定隔间35内的扫描仪37。透过这一条形码,扫描仪37可以知道在一特定包裹箱21内一隔层24中所提到小包的地址。
当一个人来领取他的小包时,他透过键盘38输入以简讯或是电邮给他的密码数据,之后,处理器和工作站20的内存相连通,来确认那一个隔间 35内具有包裹箱21、那一个隔层是具有小包,以及那一个迷你门25应予以解锁,以获得小包。
注1:在每一隔层24之内的远程侧,可以设置一板,因此,在藉由任何一种传统机制下的电磁力来将该板向前移动,并在迷你门开启时,它可将小包稍微的向外推送,以方便领取小包。
注2:在发送者位置(政府、快递中心…)获取文件到包裹箱时,可在包裹箱21入口处设置一扫描***,因此若是收件者报怨在小包内的文件遗失时,扫描***可以由此而回复数据。
注3:在包裹箱21由一隔间35到另一隔间时,新隔间35会重新扫描新包裹箱的条形码贴纸资料,并且会即地在工作站20的内存更新有关包裹箱位置的变换。
3-包裹箱21的传送:遵循着一设定好GPS路线的无人机22可以到达一个特的自主工作站20,如同在习用背景中所述,工作站透过来自激光束发射器39,图9A,的不同激光束来协助无人机22到达一特定的开口,之后, 则按下列步骤来处理包裹箱21:
a-对于任何一次在包裹箱21开口处不正确的投递将无法保证其会进入到列31内。为了能100％确认包裹箱21能投入到列31的入口开口33,在无人机22的每一个角落处则又设置了有四个激光束39,依据由距离传感器、倾角传感器和倾斜角度传感器的反馈数据来调整它本身对于开口33的位置。
注:当无人机22在距开口许多分米远时,该激光束39可以涵括一较大的剖面区域,而当无人机22靠近于开口33时,激光束39涵括的剖面区缩, 以便无人机22可以不断地依据激光束30来调整它自己,最终则可正确的座落在开口之上,图9B-C。
b-包裹箱21缓缓地朝向开口列31底部滑翔而去,图9-D。
c-在包裹箱21座落于入口列31时,一个传统的装载传感器或是红外线传感器可探知包裹箱21是否已准备好,之后,一个由侧板(HPS侧板)所支撑的液压活塞则会推动包裹箱21朝向出口列32移动,图9E,F。
d-.使用着相同的传感器来探知下,一旦感知裹箱21已位在出口列32 的底部,另一组由底板(HPS底板)所支撑的液压活塞41则会推动包裹箱 21向上到下一个上方隔间35去,一个传统的单向机械锁42,图9,则可在当HPS底板回复到下方时,可以防止包裹箱21向下掉落。(注:一液压电路 43是用来操作每一个HPS板40、41)
e-每一次当有一个新的包裹箱21到达入口列31底部时,它会被推送到出口列32的底部,之后就又往上移动；在这一程序中,两个列31、32都将会充满了包裹箱21,此时,即使包裹箱21正在移动中,小包的传送也正在进行着。注意的是,永远有一个底部隔间35是保持的空闲,如此,包裹箱 21才可在隔间之间移动。一旦包裹箱21被传送离开出口开口34,无人机将其抓起(应是空箱),并回放到原始的来源集散处,以便重行填装,而后, 这一程序重复着发生,图9 H-I。
4-需要确认的是,在此所揭露之自主地面工作站20是依赖着重力以及液压力来移动包裹箱21,这种方式仅是本发明许多简单而易于思及之实施例中的一个较佳的实施例。而这些不同的实施例则又可以依据本发明来作设计,其中,无人机22可由自主工作站的后方来分派包裹到一输送带,其可将包裹分派到具有朝向输送带一侧永远开放的包裹箱或是隔间。不论是分派到包裹箱或是隔间,都可藉由任何传统的机构来推送或是移动这些包裹而进入到空置的包裹箱或是隔间内,同时,也可将其取出。
对于本发明在图10中所示之相同的自主工作站20的另一实施例而言, 其中不是使用着重力以及液压力,而是使用着水平的机械式输送带44来移动包裹箱21,其中嵌入式成行排列的输送带44、炼条或是任何水平、垂直接收…无人机22以及在工作站20内例如是右方入口侧45的包裹箱21,以及将包裹箱21移至面对传递的迷你门25都将是显而易见而易于思及。在向前移到工作站20的出口或是离开侧(左方)46,在一周或是10天的时间中,无人机再一次的接获空的包裹箱21,应注意的是,机器(工作站)20经过这一时间段已有能力以上述的方式来寻获小包,以及面对指定传递之迷你门25 的主要包裹。
注1:无人机22本身或是输送带44可以回复到工作站20,但仍具有许多未被领取的包裹箱21则无法回到工作站20,只要付一笔额外的费用以作为延迟之用。
注2:在其它的主自工作站20内,迷你门25可以改换成较大的门,而这全依赖着包裹的尺寸大小、工作站的形态来决定,因此,对于每一种不同尺寸的包裹,都可能设置有小、中、大型的门。
注3:个别的人无法进入到在图 10 显示的工作站20入口45以及出口侧 46,通常情况下,它们都是阻碍了别人的观看。
产业利用性:
1-连结航空递送的自主地面工作站有着其本身的工具、机制、由现有工具制成的零件,机制,并具有可实施的修正性。
2-对不同的团体具有许多不同的用途:快递服务、政府单位…等。
3-由无人机所达成有史以来最快速的服务可以将用无人机到收件者的递送达到实际、安全、牢固可靠以及省时。
4-小型的工作站可以座落在许多不同的地点,来提供简单获取的服务。
5-一种在邮政服务的革命性发展,能将整个产业整体提升一大步。
6-基于这种工作站,许多商业形态的面向,例如处理、传送、以及资料的回馈都可对不同形态以及尺寸的材料、包裹、文件、食物…等来加以实施。
零件附表:
20自主地面工作站
21包裹箱
22无人机
23半煞车侧轮
24隔层
25迷你门
26运送容置体
27侧面凹槽
28导轨
29锁臂
30连结列
31入口列
32出口列
33入口开口
34出口开口
35隔间
36垂直凹槽
37扫描仪
38键盘(数据输入***)
39激光光束发射器
40HPS侧板
41HPS底板
42单向锁
43液压电路
44机械式输送带
45工作站入口侧
46工作站出口(离开)侧

Claims (12)

1.一种连结航空递送的自主地面工作站(20),其特征在于,其是包括了:
一包裹箱(21)，包括四个侧轮(23)以及一开放侧；
一无人机(22)；
一系列连结的列(30)，每一列均是由入口列(31)以及出口列(32)组成,每一列的上方均具有开口,以可收集所述包裹箱(21),或是退回所述包裹箱以可再次使用于包裹运送,也因此具有入口开口(33)以及出口开口(34)；该列(30)以及入口列(31)可分割成许多空的隔间(35),其中并没有上方或下方隔板,仅有在列的底部有隔板；该列(30)以及入口列(31)延其侧边具有四个垂直凹槽(36),而在该凹槽(36)内,则有所述包裹箱(21)的四个侧轮(23)滑动于其中；
一动力式迷你门(25)；
一扫描仪(37)；
一键盘(38)；
一激光光束发射器(39)；
一HPS侧板(40)；
一HPS底板(41)；
一单向锁紧42)；
一液压电路(43)；
该HPS侧板(40)、HPS底板(41)持续的推动包裹箱(21)由入口列(31)到出口列(32),然后再向上移，直到所述包裹箱(21)离开了出口开口(34),该无人机(22)吊起应该是空的所述包裹箱(21),再将所述包裹箱(21)回复到原始的来源中心,以便再次填充,此程序反复地重复进行。
2.如权利要求书1所述的连结航空递送的自主地面工作站(20),其特征在于,无人机(22)底部固定有搬运容器(26)，所述包裹箱(21)容置在无人机(22)底部的所述搬运容器(26)内,所述搬运容器(26)的底面应维持开放,所述搬运容器(26)应具有四个垂直的侧面凹槽(27),并具有面对侧轮(23)的导轨(28),以可让包裹箱(21)的侧轮(23)在其上运动,导引着包裹箱(21)在所述搬运容器(26)内,并借由锁(29)依据任一传统的锁定机构来锁定包裹(21)。
3.如权利要求书1所述的连结航空递送的自主地面工作站(20),其特征在于,该包裹箱(21)由该无人机(22)携带,再带到工作站(20),而后,依据在包裹箱(21)的所述侧轮(23),包裹箱在工作站(20)内缓慢的移动,并对无人机(22)的运送容置体(26)作调适。
4.如权利要求书1所述的连结航空递送的自主地面工作站(20),其特征在于,该包裹箱(21)分隔成许多隔层(24),以致于包裹箱(21)内每一个隔层(24)均含有一个面对着自主工作站(20)内的一迷你门(25)的小包。
5.如权利要求书1所述的连结航空递送的自主地面工作站(20),其特征在于,该列(30)以及入口列(31)是中空的,以可让包裹箱(21)通过,以致于该列(30),入口列(31)可以充满了包裹箱(21)。
6.如权利要求书1所述的连结航空递送的自主地面工作站(20),其特征在于,每一隔间(35)具有至少和包裹箱(21)相同的形状以及尺寸,且每一隔间(35)具有数个面对着来自外界使用者,以及面对着位在包裹箱(21)内小包之隔层(24)的迷你门(25),由包裹箱(21)面对迷你门(25)的一侧是永远的开放,因此每一个迷你门(25)永远地都是面对着一小包的隔层(24)。
7.如权利要求书1所述的连结航空递送的自主地面工作站(20),其特征在于,每一隔间(35)均具有一扫描仪(37)来扫描印制,并贴附在包裹箱(21)上的荧光条形码,因此,荧光条形码在每一个特定的隔间(35)内都是面对着该扫描仪(37),而藉由此荧光条形码,该扫描仪(37)可以知道在一指定的包裹箱(21)内隔层(24)中的小包的地址。
8.如权利要求书4所述的连结航空递送的自主地面工作站(20),其特征在于,数据输入之该键盘(38)是在将输入码的数据转换到工作站(20)的内存,这则可以找出那一个隔间(35)内具有该包裹箱(21),以及那一个隔层(24)具有该小包,同时也知道那一个迷你门(25)应予以开启来取得该小包。
9.如权利要求书1所述的连结航空递送的自主地面工作站(20),其特征在于,该激光光束发射器(39)发射的光束是由无人机(22)的每一角落来接收,因此无人机(22)可藉由距离传感器、上下倾角传感器以及左右倾斜传感器的反馈数据来调整自己到开口(33)、(34)的位置。
10.如权利要求书1所述的连结航空递送的自主地面工作站(20),其特征在于,该HPS侧板(40)是由该液压电路(43)来启动,在感知包裹箱(21)是位在入口列(31)或是出口列(32)的底部隔间(35)时,该HPS侧板(40)推动该包裹箱(21)侧向,并朝向该出口列(32)移动。
11.如权利要求书1所述的连结航空递送的自主地面工作站(20),其特征在于,该HPS底板(41)是由该液压电路(43)来启动,来推动该包裹箱(21)由位在出口列(32)底部的底部隔间(35)向上移到下一邻近的上层隔间(35),在该HPS底板(41)回复位置后,一传统的机械锁(42)会防止该包裹箱(21)掉落。
12.如权利要求书1所述的连结航空递送的自主地面工作站(20),其特征在于,自主工作站(20)是依赖一水平自动化的输送带(44)来移动该包裹箱(21),而不是依靠着重力或是液压力。
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