一种智能分配储物柜的制作方法

本发明涉及寄存工具领域，尤其涉及一种智能分配储物柜。

背景技术：

目前在商场和健身房等场所为方便顾客，通常设置有寄存柜群，其由若干小寄存柜组成，但现有的寄存柜明显存在着使用缺陷，首先如置物空间大小问题，由于现有置物空间大小固定，部分顾客存放小物件则会空余大量空间，导致置物空间浪费，而部分顾客又可能由于柜体过小无法将物品存放进入寄存柜中，又或者寄存柜群中部分柜体放置高度过高，导致使用者使用不便等问题。

如中国专利局于2016年9月28日公开的一种隔断可移动、空间可调节的简易医用资料柜的发明专利授权，授权公开号为cn104223792b，其包括柜体、拉钩、定位块、横梁、移动支架和隔离板柜体上端设有2条平行的横梁、隔离板上端设有2个与横梁形状和位置相对应的通孔，横梁与通孔滑动连接，横梁上端装有橡胶条，通孔内上端装有橡胶块，柜体后面板上设有凹槽，移动支架与柜体后面板上的凹槽滑动连接，定位块与移动支架之间滑动连接，并与隔离板固定连接，拉钩与定位块靠外一侧通过弹性连接。该技术方案存储空间可以自由调节的简易医用资料柜，结构简单，根据摆放资料大小可自由分配空间，但该技术方案在用于寄存柜方面时却同样还存在着较大的缺陷，其存储单元高度不可调，且用于寄存柜时无法确保不同使用者使用时的安全性。

技术实现要素：

为解决现有寄存柜存在空间利用率低下、使用效果较差，对于部分使用者而言寄存柜群中较高的寄存柜难以使用等问题，本发明提供了一种寄存柜。其首先要实现以下目的：一、提高寄存柜的空间利用率；二、可在柜体合适的位置设置适当大小的柜门，方便实用；三、确保物品在柜体内移动的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

一种智能分配储物柜，其特征在于，包括：

柜体，柜体内设有缓存室、活动机构和若干杆单元；

所述杆单元形成置物单元；

所述活动机构包括驱动组、抓板和两个纵向设置的壁板，抓板卡接在两个壁板之间，驱动组可带动抓板和壁板同步进行上下、左右和前后平移的运动；

所述壁板侧壁设有第四电机，第四电机配合设有前后水平设置的第四丝杆，第四丝杆穿设过抓板并与壁板固定连接，第四电机带动第四丝杆转动可带动抓板进行前后平移；

所述缓存室前端与柜体前侧壁固定连接，柜体正面相对应缓存室设有柜门，缓存室底板由两块可水平滑动的滑板组成，滑板与柜体前侧壁之间设有缝隙，缝隙宽度≥抓板厚度；

所述抓板上和柜体后侧壁均设有卡接件，卡接件设有前插槽，杆单元设有与前插槽相对应的插块，杆单元可插接在柜体上或被抓板抓取；

所述柜门上设有控制面板，控制面板通过plc控制系统驱动活动机构运动。

作为优选，

所述驱动组包括第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆、第一电机、第二电机和第三电机；

所述第一丝杆和第一电机配合带动抓板和壁板进行左右水平平移；

所述第二丝杆和第二电机配合带动抓板和壁板进行前后水平平移；

所述第三丝杆和第三电机配合带动抓板和壁板进行上下纵向平移。

作为优选，

所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均为步进电机。

作为优选，

所述缓存室侧壁设有开合电机，开合电机带动滑板进行平移。

作为优选，

所述前插槽槽口为非圆形；

所述卡接件分为外层和内层两层，且外层与抓板或柜体的后侧壁固定连接；

所述内层可沿轴心相对外层转动，转动后外层和内层的前插槽错开。

作为优选，

所述外层厚度为前插槽深度的一半。

作为优选，

所述壁板上设有转动电机，转动电机可带动抓板上卡接件的内层转动。

作为优选，

所述缓存室内上侧壁和左侧壁或右侧壁均设有红外传感阵列。

作为优选，

所述柜体前端还设有钥匙柜，钥匙柜设有电控锁并连通至plc控制系统和控制面板。

本发明的有益效果是：

1)能够确保物件在柜体内被运送移动时的稳定性；

2)柜体内部置物单元可根据存放物品的大小进行有效合理的调控；

3)能够对物品存放位置进行合理排布；

4)使用方便快捷，可设置单一柜门在合适高度方便身高较矮的使用者使用。

附图说明

图1为本发明的正视示意图；

图2为本发明的侧向剖视示意图；

图3为本发明的正向剖视示意图；

图4为图3中a部分的放大示意图；

图5为抓板和壁板部分的正视示意图；

图6为抓板和壁板部分的俯视示意图；

图7为本发明杆单元的示意图；

图8为本发明卡接件的正视示意图；

图9为图8中b-b部分的剖视示意图；

图10为本发明转动电机电控抓板上卡接件内层的示意图；

图11为本发明的使用示意图；

图12为杆单元与卡接件配合卡接的动态示意图；

图13为本发明开柜存放操作的流程图i；

图14为本发明开柜存放操作的流程图ii；

图中：1柜体，11柜门，12控制面板，2缓存室，21红外感应阵列，22滑板，23开合电机，24缝隙，3杆单元，31插块，32短杆，41抓板，411卡凸，42壁板，43第一丝杆，44第一电机，45导线杆，46第二丝杆，47导向块，48第三丝杆，49第三电机，410升降块，5卡接件，51前插槽，52外层，53内层，54电磁铁，61第四电机，62转动电机，63第四丝杆，7物件，8钥匙柜。

具体实施方式

以下结合具体实施例和说明书附图对本发明作出进一步清楚详细的描述说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例

一种如图1至12所示的一种智能分配储物柜，其包括：

柜体1，柜体1正面设有柜门11，柜体1内设有活动机构和若干杆单元3；

所述卡接杆配合形成置物单元，置物单元的大小和形状取决于杆单元3的数量和排布方式，即置物单元灵活可变，可根据储存物件7的大小和形状进行自动分配，以节省储物柜的使用空间；

所述活动机构用以排布杆单元3，活动机构包括一个左右横向的平移导轨组、一个抓板41以及设置在抓板41左右两侧的壁板42，平移导轨组由至少两根左右横向、等高设置的第一丝杆43和设置在两个第一丝杆43中间的导线杆45；

所述两个壁板42相互平行、均套设在平移导轨组上，两个丝杆转动时带动壁板42左右平移，壁板42左右平移时带动抓板41左右平移；

所述第一丝杆43和导线杆45的两端各设有一个前后导向的导向块47，两个导向块47分别套设在前后设置的第二丝杆46上，导向块47上设有带动第一丝杆43转动的第一电机44，柜体1侧壁底部设有带动第二丝杆46转动的第二电机412；

第二丝杆46转动带动导向块47前后平移，进而带动平移导轨组以及套设在平移导轨组上的抓板41和壁板42前后平移；

所述第二丝杆46的前后两端各设有一个升降块410，升降块410嵌设在柜体1的前后侧壁内且均套设在第三丝杆48上，柜体1侧壁内设有带动第三丝杆48转动的第三电机49，第三丝杆48转动时带动升降块410进行，进而带动导向块47、平移导轨组、抓板41和壁板42等一同进行上下平移；

在第一丝杆43、第二丝杆46和第三丝杆48配合作用下能够带动抓板41和壁板42同步进行上下、左右和前后平移运动；

所述第一电机44、第二电机412、第三电机49均为小型步进电机；

采用步进电机是因为步进电机具有体积极小的微型尺寸类型，带动丝杆转动所需的动力较小，采用小型步进电机能够节约柜体1内部的储物空间，并且用电量小，步进电机还具有能够较为精确控制抓板41和壁板42平移运动的特点；

所述柜体1内部还设有缓存室2，缓存室2与柜体1前侧壁固定连接并对应柜门11位置设置，缓存室2的上侧壁和左右侧壁均与柜体1前侧壁固定连接且密封，后端设有后侧壁密封，但缓存室2的底板与柜体1的前侧壁之间设有左右横向、上下相通的缝隙24，所述缝隙24宽度≥抓板41厚度；

所述缓存室2的底板由两块可左右横向移动实现开放和封闭的滑板22组成，缓存室2外侧壁设有开合电机23，开合电机23通过丝杆或齿轮带动滑板22实现左右滑动工作；

所述抓板41底部的左右两侧设有卡凸411，壁板42相对应卡凸411设有前后向的卡槽，卡凸411与卡槽相互配合实现抓板41在两个壁板42之间的卡接；

所述卡凸411上穿设有一个前后设置的第四丝杆63，第四丝杆63前端和后端分别连接在卡槽的前后侧壁，且壁板42外侧设有第四电机61，第四电机61同样为步进电机，第四电机61带动第四丝杆63转动，进而带动卡凸411以及整体抓板41沿卡槽前后方向进行前后平移；

所述抓板41和柜体1的后侧壁均嵌设有圆柱形的卡接件5，卡接件5设有前端开口、非圆形的前插槽51；

所述卡接件5分为外层52和内层53一共两层，外层52厚度为前插槽51深度的一半，即前插槽51一般位于外层52上且外层52上的这一半前插槽51前后相通，外层52与抓板41或柜体1的后侧壁固定连接，其可采用卡接、胶粘或焊接的方式固定，本实施例中采用胶粘的方式固定外层52，内层53可沿轴心相对外层52转动，转动后外层52和内层53的前插槽51错开，且抓板41上的卡接件5和柜体1上的卡接件5外层52的前插槽51呈一定角度相错，相错的角度即为捕获或松开所需转动的角度，如本实施例中相错角度为60°，杆单元3插接在柜体1上卡接件5内且内层53顺时针转动60°卡紧后，内层53前插槽51则与抓板41上卡接件5的内层53和外侧52前插槽51均重合；

所述杆单元3的两端均设有插块31，插块31通过短杆32与杆单元3的前后两端固定连接，插块31的形状与前插槽51的形状相同，且插块31厚度、卡接件5外层52厚度和短杆32长度三者相等；

所述壁板42的外侧壁上还设有转动电机62，转动电机62连接抓板41上的卡接件5内层53，实现抓板41上卡接件5内层53的电控转动，电控转动的方式可如图10所示，卡接件5内层53外侧壁贴壁设置弧形的永磁体，永磁体之间贴壁设置电磁铁54，电磁铁54连接转动电机62，转动电机62改变电流方向进而改变电磁铁54的磁极，通过相互吸引或排斥的方式带动卡接件5内层53转动，旋紧过程如图12所示；

所述转动电机62和第四电机61均通过导线杆45上的弹簧导线连接至柜体1，柜体1设有内嵌电路连通所有电机；

或常规设置齿轮传动的方式带动卡接件5内层53转动，但是齿轮传动会增大抓板41厚度，进而增大缓存室2与柜体1前侧壁的缝隙24宽度，存放在缓存室2内时容易造成物件7掉落，本申请中采用电磁铁54配合电控转动对抓板3上的卡接件5内层53进行控制，还能够进一步实现对抓板3上的每个卡接件5内层53进行不同时的控制，即其可选择性地控制抓板3上若干个被选定的卡接件5内层53转动，实现卡紧；

所述杆单元3的初始状态为水平插接在柜体1的后侧壁上，即杆单元3后端的插块31卡接在柜体1后侧壁上的卡接件5内层53的前插槽51内，此时短杆32穿过卡接件5外层52的前插槽51；

所述缓存室2内上侧壁和左侧壁或右侧壁均设有由红外传感器组成的红外传感阵列，红外传感阵列用以感应缓存室2内物件7的体积，所计算的体积为矩形体积；

所述柜体1还设有plc控制系统，plc控制系统对各个电机进行控制，柜门11上设有常规电控锁和控制面板12，控制面板12优选为具有打印票据功能的控制面板12；

所述plc控制系统的具体控制方式包括以下步骤：

s101：接受控制面板开柜指令；

s102：判断柜体内部的余量空间；

s103-1：当柜体内的存在一处大于等于一个缓存室容量的余量空间，且打开柜门；

s103-2：若余量空间小于一个缓存室容量或随内部分散余量空间总合符合大于等于一个缓存室容量的条件，但无法通过调整柜体内物品位置使其集中一处，则判定余量空间不足，此时控制面板显示柜满无法储物，结束操作；

s104：打开柜门后待使用者将物件存入缓存室并关闭柜门，红外传感阵列感应到物件后控制面板打出取件码，为感应到物件则在控制面板上提醒使用者未感应到物件，使用者可打开柜门重新放入，若使用者30s内未操作或取消，则认定无物品存入，不给出取件码；

s105：红外传感阵列对存入的物件进行感应，通过纵向和横向的传感感应物件所需的最大存储矩形空间大小，并记录为数据v，感应的同时根据物件最大宽度，抓板抓取杆单元排列形成置物单元底部，底部宽度大于等于物件的最大宽度；

s106：plc控制系统根据柜内先前存储物件所占位置和空间，计算本次物件存储位置，并操作滑板打开、抓板所抓取的杆单元对物件进行承载，并运送至存储位置，记录存储位置信息，并将存储位置信息更新至已储存位置并与s104所给出的取件码对应记录；

s201：杆单元和存储位置记录信息以横纵坐标标记的方式进行记录，具有较高的准确性，如本实施例实际产品中柜体后侧壁共设有右下至上以数字标记的82行、由左至右以数字标记的128列的卡接件，杆单元原始所处的位置为底部28行满，插设有杆单元的位置也标记为已存储位置，以x-y的方式记录杆单元位置、以x1-y1/x1-x2表示一个矩形的已存储位置，即以x1-y1和x1-x2为邻边的矩形均为已存储位置，如在初始状态1-128/1-28存储位置均排布有杆单元、标记为已存储位置，如将一个物件存储至柜体内右上角处，且横排需要3个杆单元、纵排需要5个杆单元，则标记78-128/78-82为已存储位置；

s301：取件操作时，使用者在控制面板上输入取件码，plc控制系统根据取件码对应的存储位置信息，利用抓板最顶端的一排卡接件抓取该存储位置信息对应的置物单元底部的杆单元，并运送至缓存室下发，打开滑板，抓板上升将物件托至缓存室内，打开柜门，使用者取出并关闭柜门后抓板复位，且滑板闭合。

本发明智能分配储物柜在存储时的工作方式大致如图13和图14所示，使用者在控制面板12上控制柜门11开启，plc控制系统确认柜体1尚有储存空间后打开柜门11，使用者首先将物件7放入柜体1的缓存室2内并关闭柜门11，此时控制面板12给出取件码显示在控制面板12屏幕上或打印出写有取件码的票据，活动机构中第一电机44、第二电机412和第三电机49通过带动第一丝杆43、第二丝杆46和第三丝杆48转动的方式将抓板41运送至预抓取杆单元3的位置处，同时plc控制系统结合柜体1内的储物情况，计算储物位置、所需杆单元3数量和排列方式，计算完成后通过第四电机61、第四丝杆63和转动电机62抓取固定在柜体1后侧壁上的杆单元3，抓取过程中，首先将杆单元3前端的插块31对准抓板41上的前插槽51，抓板41运动至杆单元3前端的插块31插入至抓板41上前插槽51的底部，即前插槽51内层53处，转动电机62控制前插槽51内层53转动，进而带动杆单元3转动，使得杆单元3后端所插设的插块31带动柜体1后侧壁上前插槽51的内层53转动相同角度，转动相同角度后柜体1后侧壁上前插槽51的外层52和内层53前插槽51重合，使得杆单元3可脱离柜体1后侧壁上的前插槽51，再通过第一电机44、第二电机412和第三电机49通过带动第一丝杆43、第二丝杆46和第三丝杆48转动的方式将抓板41运送插入缓存室2底板和柜体1前侧壁之间的缝隙24合适的位置，使得所抓取的杆单元3靠近滑板22底部、抓取的杆单元3作为置物单元的底部位于缓存室2下方，开合电机23控制滑板22打开，缓存室2内的物件7落至所抓取的杆单元3上，抓板41、所抓取的杆单元3和承载的物件7再进一步移动至plc控制系统计算所得出的合适放置位置，使得所抓取的杆单元3后端插块31插入至柜体1后侧壁卡接件5的内层53前插槽51内，转动电机62控制抓板41上卡接件5内层53转动，使得杆单元3前端与抓板41松开、后端与柜体1后侧壁的卡接件5前插槽51锁紧，使得柜体1后侧壁上的卡接件5捕获之前所抓取的杆单元3，初步形成置物单元，此时抓板41再以相同的原理通过第一电机44、第二电机412、第三电机49和第四电机61的带动进一步抓取杆单元3形成置物单元的侧壁，形成完整的置物单元，此时记录置物单元位置、形状和大小，并与取件码共同进行编号记录在plc控制系统内，最后抓板41复位，预备下一次存储操作。

取出所存放的物件7时操作类似，抓板41根据使用者在控制面板12上所输入的取件码，控制抓板41利用最顶部的一排卡接件5抓取相应位置的置物单元底部杆单元3，连同所存放的物件7运送至缓存室2下方，缓存室2下方的滑板22在开合电极作用下打开，抓板41上移将物件7送至缓存室2内，柜门11打开，待使用者取走物件7并关闭柜门11后缓存室2底部的滑板22复位，并且抓板41复位。

在整体柜体1的空闲状态时，plc控制系统控制抓板41对柜体1内的杆单元3进行整理操作。

所述柜体1前端还设有钥匙柜8，钥匙柜8设有电控锁并连通至plc控制系统和控制面板12，控制面板12上有专用的钥匙柜8开关按钮，由于在健身房等地方，有许多离居住点较近的用户经常只携带钥匙出门，因此为了进一步提高储物空间利用率和智能分配储物柜的工作效率，设置钥匙柜8供给用户存放钥匙和手机等小型物品。控制面板12上的钥匙柜8开关按钮按下口会自动解锁并打开一个空闲的钥匙柜8，此时可将钥匙和手机等小型物品放入，关闭柜门11后控制面板12同样给出相应的取件码，用以取出存放的物品。

在校外某健身房试用一周，本测试仅储物柜仅用于换洗衣物及钥匙和手机等随身物品存放：

等容量的普通储物柜有格数24格，可进行24人物品存放，而本发明处于满柜时平均储物件7数为72.3件，包括钥匙柜8储物37.8件和柜体1内分配储物34.5件，极大幅度地提高了等体积储物柜的储物件7数，大大节约了场地空间。