储物盒抓取装置及智能物流系统的制作方法

本实用新型涉及物流技术领域，尤其涉及一种储物盒抓取装置及智能物流系统。

背景技术：

近年来，随着电子商务的蓬勃发展，物流行业也得到了迅速发展。由于物流柜具有不受时间地点限制、节省人力和方便交易等突出特点，使其得到了广泛的应用。通常，快递公司会在居民小区或企事业单位等公共场所安装物流柜，快递公司的快递员以及收发快递的用户可以向物流柜内投递快件或者从物流柜中取出快件，从而实现快件的收发。

然而，对于一些安装在偏远地区的物流柜，快递员通常需要奔波很长时间去存取快件，大大降低了快件的存取效率。鉴于此，利用无人机实现快件存取的智能物流柜应运而生，在快件存取过程中，由无人机实现快件的抓取和投放，从而有效降低了人力消耗，提高了快件存取效率。但是，无人机运送快件过程中，经常会出现因抓取装置抓取不牢靠而引起的投放不准确、甚至是半空坠落的不利情形，不仅降低了存取准确性，而且还存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的第一个目的在于提供一种储物盒抓取装置，其能与无人机配合使用，以实现对快件的可靠抓取，从而解决相关技术中存在的因无人机抓取不牢靠而导致的投放不准确、半空坠落等技术问题。

本实用新型提供的储物盒抓取装置，用于抓取储物盒，包括用于与无人机固定连接的框架和设置于所述框架的抓取组件，所述抓取组件包括设置于所述框架的多个卡爪，以及用于驱动各所述卡爪运动的驱动组件。

在所述驱动组件的驱动作用下，各所述卡爪均具有与所述储物盒卡接的工作位置和与所述储物盒分离的避让位置。

进一步地，所述卡爪通过转轴与所述框架枢接，所述驱动组件驱动所述卡爪绕所述转轴转动至工作位置或避让位置。

进一步地，所述框架包括顶壁和第一侧壁，所述卡爪设置于所述顶壁，所述顶壁还用于与所述无人机固定连接，所述第一侧壁与所述顶壁连接，所述第一侧壁用于遮挡开设于所述储物盒的侧面的第一敞口。

进一步地，所述框架还包括第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁，所述第二侧壁、所述第三侧壁和所述第四侧壁均与所述顶壁连接，且所述第一侧壁、所述第二侧壁、所述第三侧壁、所述第四侧壁与所述顶壁共同形成底部设有第二敞口的容纳空间。

进一步地，所述第一侧壁、所述第二侧壁、所述第三侧壁、所述第四侧壁中的至少一个为镂空结构。

进一步地，所述驱动组件包括通过驱动轴与所述卡爪传动连接的电磁驱动装置，所述驱动轴与所述转轴间隔设置，且二者的轴线平行。

进一步地，所述电磁驱动装置包括线圈、铁芯、衔铁和套在所述衔铁上的弹簧，所述衔铁与所述驱动轴连接。

所述卡爪上设置有长槽，所述驱动轴穿设在所述长槽中。

进一步地，所述电磁驱动装置安装在所述顶壁上，所述卡爪枢接于所述顶壁。

进一步地，所述卡爪包括用于与所述储物盒的配合部相配合的卡钩。

本实用新型储物盒抓取装置带来的有益效果是：

通过设置框架和抓取组件，其中，框架与无人机固定连接，抓取组件设置在框架上，包括设置于框架的多个卡爪，多个卡爪由驱动组件驱动运动。并且，在驱动组件的驱动作用下，多个卡爪均具有与储物盒卡接的工作位置和与储物盒分离的避让位置。

该储物盒抓取装置的工作原理及工作过程为：当需要无人机运送储物盒时，使无人机运动至储物盒的上方，并利用驱动组件驱动卡爪由避让位置运动至工作位置，以使多个卡爪与储物盒卡接，实现对储物盒的可靠抓取操作；当无人机飞至目的地后，驱动组件驱动卡爪运动，使其由工作位置运动至避让位置，以使多个卡爪与储物盒分离，最终在储物盒及其内部快件的自重作用下，实现投放。

该储物盒抓取装置利用设置于框架上的多个卡爪，实现了框架与储物盒的连接和分离，同时，通过在框架设置多个卡爪，使得在储物盒被抓起后的过程中，储物盒能够被卡爪可靠限位，并始终保持与框架的平稳连接，从而保证了储物盒抓取装置的抓取可靠性，改善了以往因抓取装置不牢靠而导致的投放不准确及半空坠落等弊端，有效地提高了存取准确性，并降低了无人机存取过程中存在的安全隐患。

本实用新型的第二个目的在于提供一种智能物流系统，以解决智能物流系统中存在的因无人机抓取不牢靠而导致的投放不准确的技术问题。

本实用新型提供的智能物流系统，包括智能物流柜、无人机和上述储物盒抓取装置。

所述智能物流柜包括储物盒，所述储物盒设置有用于与所述储物盒抓取装置的卡爪配合的配合部。

所述储物盒抓取装置通过所述框架与所述无人机固定连接。

进一步地，所述配合部包括定位凹槽，所述定位凹槽用于与所述卡爪的卡钩卡接配合。

本实用新型智能物流系统带来的有益效果是：

该智能物流系统工作过程中，无人机利用与其固定连接的储物盒抓取装置，能够实现抓取、运送及投放储物盒，从而实现快件的存取操作，不仅提高了快件的存取效率，而且改善了以往因抓取装置不牢靠而导致的投放不准确及半空坠落等弊端，有效地提高了存取准确性，并降低了无人机存取过程中存在的安全隐患，对于智能物流技术具有重要意义。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的储物盒抓取装置的结构示意图，其中，卡爪处于避让位置；

图2为被本实用新型实施例提供的储物盒抓取装置所抓取的装有快件的储物盒的结构示意图；

图3为图1中的储物盒抓取装置与图2中的储物盒配合时的结构主视图，其中，卡爪处于工作位置；

图4为图1中的储物盒抓取装置与图2中的储物盒配合时的结构示意图，其中，卡爪处于避让位置；

图5为图1中的储物盒抓取装置与图2中的储物盒配合时的结构主视图，其中，卡爪处于避让位置；

图6为本实用新型实施例提供的智能物流系统中，智能物流柜的外部结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的智能物流系统中，智能物流柜的内部结构示意图。

附图标记：

100-储物盒抓取装置；200-储物盒；300-快件；400-柜体；500- 第一递送装置；600-第二递送装置；

110-框架；120-卡爪；130-转轴；140-电磁驱动装置；

111-第二敞口；112-顶壁；113-第一侧壁；121-卡钩；

141-驱动轴；142-衔铁；

210-第一敞口；220-配合部；230-托盘；

401-无人机存取口；402-用户存取口；410-顶板；420-左侧板； 430-前侧板；440-人机交互单元；450-右侧板；

431-左维护门；432-固定面板；433-右维护门。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“安装”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的储物盒抓取装置的结构示意图，其中，卡爪处于避让位置，图2为被本实用新型实施例提供的储物盒抓取装置所抓取的装有快件的储物盒的结构示意图。如图1、图2所示，本实施例提供了一种储物盒抓取装置100，用于抓取储物盒200，该储物盒抓取装置100包括用于与无人机固定连接的框架110和设置于框架110的抓取组件。具体的，抓取组件包括设置于框架110的度过卡爪120，以及用于驱动卡爪120运动的驱动组件。在驱动组件的驱动作用下，各卡爪120均具有与储物盒200卡接的工作位置和与储物盒200分离的避让位置。

该储物盒抓取装置100利用设置于框架110上的多个卡爪120，实现了框架110与储物盒200的连接和分离，同时，通过在框架110 上设置多个卡爪120，使得在储物盒200被抓起后的过程中，储物盒 200能够被多个卡爪120可靠限位，并始终保持与框架110的平稳连接，从而保证了储物盒抓取装置100的抓取可靠性，改善了以往因抓取装置不牢靠而导致的投放不准确及半空坠落等弊端，有效地提高了存取准确性，并降低了无人机存取过程中存在的安全隐患。

如图1所示，本实施例中，储物盒抓取装置100包括设置在框架 110两侧的两个卡爪120，如图2所示，本实施例中，被储物盒抓取装置100所抓取的储物盒200上设置有与两个卡爪120配合的两个配合部220。

当储物盒抓取装置100抓取储物盒200时，在驱动组件的驱动作用下，与框架110枢接的两个卡爪120分别卡入储物盒200的配合部 220中，实现对储物盒200的抓取操作。具体的，配合部220包括定位凹槽。

请继续参照图5，本实施例中，卡爪120包括用于与配合部220 相配合的卡钩121。当卡爪120位于工作位置时，卡钩121伸入定位凹槽中，以实现框架110与储物盒200之间的连接。

请继续参照图1，本实施例中，各卡爪120分别通过转轴130与框架110枢接，驱动组件用于驱动卡爪120转动。当需要抓取储物盒 200时，驱动组件驱动卡爪120绕转轴130转动，使卡钩121伸入定位凹槽中，实现卡接；当需要将储物盒200放下时，驱动组件驱动卡爪120绕相反方向转动，使卡钩121从定位凹槽中脱离，实现储物盒 200与框架110的分离。

请继续参照图1，本实施例中，框架110包括顶壁112和第一侧壁113，顶壁112用于与无人机固定连接，还用于与储物盒200的顶壁112相配合，第一侧壁113与顶壁112连接，其中，第一侧壁113 用于遮挡开设于储物盒200的侧面的第一敞口210。

当储物盒抓取装置100将储物盒200抓起时，第一侧壁113将储物盒200侧面的第一敞口210遮挡，防止了在快件300在输送过程中的意外坠落，大大提高了本实施例储物盒抓取装置100的工作可靠性。

请继续参照图1，本实施例中，框架110还包括第二侧壁、第三侧壁及第四侧壁，第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁均与顶壁112连接，且第一侧壁113、第二侧壁、第三侧壁、第四侧壁与顶壁112共同形成底部设有第二敞口111的容纳空间。

当需要无人机运送储物盒200时，使无人机运动至储物盒200 的上方，并使卡爪120位于避让位置；然后，无人机带动框架110向下运动，通过第二敞口111将储物盒200罩住，此时，框架110的四个侧壁将储物盒200包围在内；然后，驱动组件驱动卡爪120由避让位置运动至工作位置，卡入配合部220，从而实现储物盒抓取装置100 对储物盒200的抓取动作，将快件300抓取。

通过在框架110中设置顶壁112和四个侧壁，并围成第二敞口 111，使得储物盒200能够进入框架110内部的容纳空间中。当储物盒200被抓取后，其由框架110的顶壁112和四个侧壁进行遮挡，从而保证储物盒200中的快件300始终处于相对封闭的空间内。在无人机向目的地飞行的过程中，这样的设置，防止了因飞行惯性而导致的快件300从储物盒200中滑落的不利情形，提高了本实施例储物盒抓取装置100的运送可靠性。

本实施例中，框架110的顶壁112和四个侧壁形成底部开口的长方体结构。

请继续参照图1，本实施例中，框架110的四个侧壁均为镂空结构。这样的设置，不仅降低了框架110的重量，减少了无人机飞行过程中的负载，而且，还提高了框架110的结构强度，保证了框架110 的稳固性，进一步提高了本实施例储物盒抓取装置100的工作可靠性。

请继续参照图1，本实施例中，驱动组件可以包括电磁驱动装置 140，电磁驱动装置140通过驱动轴141与卡爪120传动连接，具体的，驱动组件包括两个电磁驱动装置140，两个电磁驱动装置140与两个卡爪120的位置一一对应设置，每个电磁驱动装置140通过一个驱动轴141与一个卡爪120的转轴130间隔设置，且二者的轴线平行。

当需要卡爪120由避让位置运动至工作位置以实现储物盒200 与框架110之间的连接时，电磁驱动装置140工作，朝框架110的边缘方向推动驱动轴141，使框架110绕转轴130转动，卡钩121进入定位凹槽中，实现卡接；当需要卡爪120由工作位置运动至避让位置以实现储物盒200与框架110之间的分离时，电磁驱动装置140工作，沿与上述方向相反的方向拉动驱动轴141，使卡爪120沿相反方向绕转轴130转动，卡钩121从定位凹槽中脱离，实现分离。

请继续参照图1，本实施例中，电磁驱动装置140包括线圈、铁芯、衔铁142和套在衔铁142上的弹簧(图未示出)，其中，衔铁142 与驱动轴141连接。并且，卡爪120上设置有长槽，驱动轴141穿设在长槽中。

如图3所示，当线圈断电时，铁芯的磁力消失，衔铁142在弹簧的作用下伸出，使卡爪120运动至工作位置；如图4和图5所示，当线圈通电时，铁芯产生磁力，吸引衔铁142克服弹簧的弹性力缩回，使卡爪120运动至避让位置。

需要说明的是，本实施例中，驱动组件可以是上述电磁驱动装置 140驱动卡爪120转动的结构形式，但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，如：气缸、电机等，其只要是通过这种结构形式的驱动组件，能够实现对卡爪120的驱动，从而实现卡爪120在工作位置与避让位置之间的切换即可。

还需要说明的是，本实施例中，可以是上述利用驱动组件独立驱动卡爪120运动的结构形式，但不仅仅局限于此，还可以采用联动驱动形式，即：使用一个驱动组件同时驱动两个卡爪120转动，当驱动组件工作时，两侧的卡爪120同时与储物盒200上的配合部220卡接或分离。

请继续参照图1，本实施例中，电磁驱动装置140可以安装在顶壁112上，同时，卡爪120枢接于顶壁112。并且，电磁驱动装置140 位于顶壁112远离第二敞口111的一侧。

这样的设置，不仅防止了框架110向下运动过程中储物盒200对电磁驱动装置140造成的磕碰损伤，延长了电磁驱动装置140的工作寿命，而且，还减小了框架110的整体尺寸，使得本实施例储物盒抓取装置100更加紧凑化。

该储物盒抓取装置100的工作原理及工作过程为：当需要无人机运送储物盒200时，使无人机运动至储物盒200的上方，进而带动框架110向下运动，利用四个侧壁将储物盒200罩住，并使电磁驱动装置140的线圈断电，使衔铁142在弹簧的作用下伸出，驱动卡爪120 由避让位置运动至工作位置，以使其与储物盒200卡接(如图3所示)，实现对储物盒200的抓取操作；当无人机飞至目的地后，线圈通电，铁芯产生磁力，吸引衔铁142缩回，从而驱动卡爪120由工作位置运动至避让位置，此时，卡爪120从配合部220中脱离，使储物盒抓取装置100与储物盒200分离(如图4和图5所示)，最终在储物盒200 及其内部快件300的自重作用下，实现投放。

本实施例还提供了一种智能物流系统，包括智能物流柜、无人机和上述储物盒抓取装置100。具体的，如图6、图7所示，智能物流柜包括储物盒200，储物盒200上设置有用于与储物盒抓取装置100 的卡爪120配合的配合部220。

该智能物流系统工作过程中，无人机利用与其固定连接的储物盒抓取装置100，实现将储物盒200投放至智能物流柜的无人机存取口 401，或者由智能物流柜的无人机存取口401送出的储物盒200取走，从而实现快件300的存取操作，不仅提高了快件300的存取效率，而且改善了以往因抓取装置不牢靠而导致的投放不准确及半空坠落等弊端，有效地提高了存取准确性，并降低了无人机存取过程中存在的安全隐患，对于智能物流技术具有重要意义。

如图2所示，本实施例中，储物盒200包括第一敞口210，当框架110与储物盒200配合时，第一敞口210由框架110的侧壁遮挡。

具体的，本实施例中，储物盒200包括用于承载快件300的托盘 230，第一敞口210位于储物盒200的前端，并且，该储物盒200为长方体结构，配合部220位于与第一敞口210相邻的两个侧板上。快件300通过第一敞口210被放入储物盒200中。

需要说明的是，本实施例中，储物盒200可以是图2中示出的一面开口的长方体结构，但不仅仅局限于此，还可以采用其他设置形式，如：储物盒200仅包括用于承载快件300的托盘230和均连接在托盘 230上的两个侧板，此时，储物盒200形成“U”形容纳结构，当其被罩设在框架110中时，储物盒200的其余各面均被框架110包围，以使得快件300处于封闭空间中。

请继续参照图7，并结合图6，本实施例中，智能物流柜还可以包括柜体400、设置于柜体400内部的货架和用于递送储物盒200的储物盒运送装置，柜体400包括顶板410、左侧板420、前侧板430、右侧板450、后侧板和底板，其共同形成长方体结构的柜体400，并且，前侧板430包括左维护门431、右维护门433和位于二者之间的固定面板432。其中，顶板410上开设有无人机存取口401，固定面板432上设有用户存取口402和人机交互单元440，货架包括用于暂存储物盒200的多个格口，储物盒运送装置包括第一递送装置500 和第二递送装置600，

当需要无人机取件时，在第一递送装置500和第二递送装置600 的作用下，储物盒200被递送至无人机存取口401处，无人机通过储物盒抓取装置100将储物盒200抓取，实现取件；当无人机携带储物盒200飞行至目标智能物流柜时，无人机运动至目标智能物流柜的无人机存取口401的上方，将储物盒抓取装置100中的卡爪120与储物盒200分离，将储物盒200放置在目标智能物流柜的无人机存取口 401处，实现存件。

需要说明的是，上述提及的储物盒200在运输过程中，可以装有快件300，也可以未装有快件300，即空盒。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。