可节省存取操作空间的储物柜及存取方法与流程

本发明涉及家具领域，特别是一种可节省存取操作空间的储物柜及存取方法。

背景技术：

储物柜是住宅区、办公区、商业区内较为常见的储物装置。现有的储物柜内部通常设有多个储物隔间，储物柜在使用过程中，在每一个储物隔间的前方都必须预留足够的操作空间，以确保用户能取出每个储物隔间内的物品或将物品存入任一储物隔间内。

对于面积较小的室内空间而言，我们希望能在有限的空间里实现家具的紧凑布置，最大化空间的利用率。而现有的储物柜放入室内空间后，其实体会占据一定的空间，另外还需要为每个储物隔间预留出足够的操作空间(通常会在储物柜的前方空出一片区域，以便于物品取拿)，会在较大程度上占用室内的空间，不利于实现室内空间的紧凑利用。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种可节省存取操作空间的储物柜及存取方法，它解决了现有的储物柜占用空间较大，不利于实现室内空间的紧凑利用的问题。

本发明的技术方案是：可节省存取操作空间的储物柜，包括基座、驱动机构及储物隔间；

基座内设有环状槽，环状槽由四条直槽道首尾连接而成；环状槽内设有滚筒限位组件，滚筒限位组件包括柔性条、柔性角、弹簧a和弹簧b；柔性条和柔性角的数量分别为四个，四个柔性条分别设置在环状槽的四条直槽道内，四个柔性角分别设在环状槽的相邻直槽道的交汇处，并与四个柔性条相互拼接形成一个闭合的滚筒接触环，滚筒接触环外侧与基座环状槽外侧之间形成外环形区，滚筒接触环内侧与基座环状槽内侧之间形成内环形区；弹簧a和弹簧b均设置在外环形区内，每一个柔性条通过沿其长度方向间隔布置的多根弹簧a与基座弹性连接，每一个柔性角通过分布在其两端的两根弹簧b与基座弹性连接；

驱动机构包括电机、摩擦离合器及滚筒；电机的机轴通过摩擦离合器与滚筒连接，滚筒可滚动的安装在基座的内环形区中；

储物隔间为截面呈正方形的中空箱体，其一侧正方形表面上设有存取物口，其另一侧正方形表面为底面，其在底面中心处与电机壳体固定连接，并位于基座环状槽外侧；储物隔间的数量有多个，所有的储物隔间的运行路径均位于一个方环状空间内，当所有的储物隔间相互紧邻布置时，方环状空间内形成一个空缺区域，空缺区域仅可容纳一个储物隔间；

当空缺区域位于方环状空间的上端角处时，紧邻空缺区域且位于空缺区域下方的储物隔间所在的区域为存取工位。

本发明进一步的技术方案是：弹簧a一端与柔性条连接，另一端与螺纹连接在基座上的螺栓a连接；弹簧b一端与柔性角连接，另一端与螺纹连接在基座上的螺栓b连接，调节螺栓a以调节柔性条相对于基座的位置，调节螺栓b以调节柔性角相对于基座的位置。

本发明进一步的技术方案是：柔性条和柔性角均在端部设有楔形角；在滚筒接触环的内侧，所有的楔形角均呈顺时针或逆时针布置。

本发明进一步的技术方案是：储物隔间的数量为y个，y=2×(m+n)-5；m≥2，n≥2。

本发明进一步的技术方案是：储物隔间的外壁上设有扫码识别区，扫码识别区内粘贴有标识码，每个储物隔间上的标识码均不相同，以使不同的储物隔间得到区分；

其还包括外壳、阻拦机构、扫码器、输入面板及控制器；外壳将基座、驱动机构及储物隔间笼罩在内，其上设有存取口，存取口正对存取工位上的储物隔间的存取物口；阻拦机构包括固定安装在基座上的气缸和安装在气缸伸缩杆上的阻拦件，阻拦件用于阻拦或放行存取工位上的储物隔间；扫码器安装在基座上，并正对存取工位，其用于识别存取工位内的储物隔间上的标识码；输入面板安装在外壳上；控制器的信号输入端口与输入面板电连接，控制器的信号输出端口分别与驱动机构的电机、阻拦机构的气缸及扫码器电连接。

本发明的技术方案是：一种物件存取方法，应用于上述的可节省存取操作空间的储物柜，步骤如下：

s01，储物柜初始化：接通电源后，控制器控制储物柜初始化，所有的储物隔间对应的电机同时启动，使所有的储物隔间沿既定的方向移动，当任一储物隔间运行至存取工位时，扫码器识别到该储物隔间外壁上的标识码，随即传递信号给控制器，控制器立即控制阻拦机构的气缸活塞杆伸出，带动阻拦件伸出，使该储物隔间无法移动，处在其移动方向后方的储物隔间依次紧贴各自移动方向前方的储物隔间，而逐个停止移动，进而在该储物隔间的移动方向前方形成空缺区域；

s02，将选定的储物隔间移动至存取工位：用户通过输入面板选定一个储物隔间后，扫码器启动，识别当前位于存取工位的储物隔间是否为用户选定的储物隔间；

若是，则通过输入面板提醒用户进行存取操作；

若不是，则立即控制阻拦机构的气缸活塞杆缩回，带动阻拦件缩回，使所有的储物隔间沿既定的方向移动，依次经过存取工位，并依次被扫码器识别，当识别到用户选定的储物隔间进入存取工位时，控制器同时进行以下两项操作：

a、控制阻拦机构的气缸活塞杆伸出，带动阻拦件伸出，使用户选定的储物隔间被阻拦而无法移动，处在其移动方向后方的储物隔间依次紧贴各自移动方向前方的储物隔间，而逐个停止移动，进而在该储物隔间的移动方向前方形成空缺区域；

b、通过输入面板提醒用户进行存取操作。

本发明进一步的技术方案是：在s01和s02步骤中，所有的电机均持续运行；当储物隔间被其移动方向前方的储物隔间阻挡而无法移动时，对应的滚筒也无法在基座内环形区内滚动，在电机输出扭矩作用下，摩擦离合器自动断开，电机的机轴空转；当储物隔间的移动方向前方有移动间隙时，摩擦离合器自动接合，电机的动力通过摩擦离合器传递至滚筒，使滚筒在内环形区内滚动，进而带动储物隔间移动。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、储物柜内置多个储物隔间，所有储物隔间均可沿着环状槽逐圈循环移动，仅需在所有储物隔间共同的运行路径上设置一个存取工位，即可实现所有储物隔间的存取操作。当储物柜放入室内时，仅需在外壳存取口的外部预留操作空间，外壳其它部分可与物件或家具相抵，极大的节约了储物柜的占用空间，有利于实现室内空间的紧凑利用。

2、储物柜的存取操作涉及的控制电路复杂度较低，易于设计。进行存取操作时，所有的电机均持续运行，仅需实现对不同储物隔间的识别，并根据识别结果控制阻挡机构动作即可，而无需对每个储物隔间的运行状态进行精确控制。

3、储物柜的存取操作可靠性好。进行存取操作时，当目标储物隔间移动至存取工位时，并不会持续的继续向前移动，而是需要等待其前方的空缺区域(该空缺区域位于方环状空间的上端角处)完全形成才能继续向前移动，即需要等待储物隔间移动一个工位的时间，这就给阻挡机构预留了充分的反应时间，在该时间段内，阻挡机构的阻挡件伸出即能有效阻止存取工位上的储物隔间向前移动。

4、现有储物柜的设计高度通常不会高于普通成人的身高，以便于高层隔间的存取操作。而本发明储物柜的存取口设在最高层下方的储物隔间处，从而设计储物柜的高度时，使采用相比现有储物柜更高的设计高度成为可能，实现了高出存放，低处取拿，有利于提高室内空间的利用率。

以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。

附图说明

图1为本发明的外观结构图；

图2为本发明在外壳内部的结构示意图；

图3为图2的a-a剖视图；

图4为阻拦机构的安装位置示意图；

图5为基座的结构示意图；

图6为本发明在初始化状态下的示意简图；

图7为本发明的目标储物隔间运行至存取工位时的示意简图。

图例说明：基座1；环状槽11；柔性条12；柔性角13；弹簧a14；弹簧b15；外环形区16；内环形区17；螺栓a18；螺栓b19；电机21；摩擦离合器22；滚筒23；储物隔间3；存取物口31；扫码识别区32；扫码识别区32；外壳4；存取口41；气缸51；阻拦件52；扫码器6；输入面板7；空缺区域100；存取工位200。

具体实施方式

实施例1：

如图1-7所示，可节省存取操作空间的储物柜，包括基座1、驱动机构、储物隔间3、外壳4、阻拦机构、扫码器6、输入面板7及控制器。

基座1内设有环状槽11，环状槽11由四条直槽道首尾连接而成。环状槽11内设有滚筒限位组件，滚筒限位组件包括柔性条12、柔性角13、弹簧a14和弹簧b15。柔性条12和柔性角13的数量分别为四个，四个柔性条12分别设置在环状槽11的四条直槽道内，四个柔性角13分别设在环状槽11的相邻直槽道的交汇处，并与四个柔性条12相互拼接形成一个闭合的滚筒接触环，滚筒接触环外侧与基座1环状槽11外侧之间形成外环形区16，滚筒接触环内侧与基座1环状槽11内侧之间形成内环形区17。弹簧a14和弹簧b15均设置在外环形区16内，每一个柔性条12通过沿其长度方向间隔布置的多根弹簧a14与基座1弹性连接，每一个柔性角13通过分布在其两端的两根弹簧b15与基座1弹性连接。

驱动机构包括电机21、摩擦离合器22及滚筒23。电机21的机轴通过摩擦离合器22与滚筒23连接，滚筒23可滚动的安装在基座1的内环形区17中。摩擦离合器22包括壳体、输入轴部和输出轴部，输入轴部和输出轴部均通过轴承活动安装在壳体内部，两者在壳体内通过摩擦片连接，两者在壳体外分别设有连接端，输入轴部的连接端与电机机轴连接，输出轴部的连接端与滚筒连接。当电机输入的扭矩大于输入轴部与输出轴部之间的摩擦接合力时，输入轴部与输出轴部自动断开连接，当电机输入的扭矩小于输入轴部与输出轴部之间的摩擦接合力时，输入轴部与输出轴部自动接合或保持接合。

储物隔间3为截面呈正方形的中空箱体，其一侧正方形表面上设有存取物口31，其另一侧正方形表面为底面，其在底面中心处与电机21壳体固定连接，并位于基座1环状槽11外侧。储物隔间3的外壁上设有扫码识别区32，扫码识别区32内粘贴有标识码，每个储物隔间3上的标识码均不相同，以使不同的储物隔间3得到区分。储物隔间3的数量有多个，所有的储物隔间3的运行路径均位于一个方环状空间内，当所有的储物隔间3相互紧邻布置时，方环状空间内形成一个空缺区域100，空缺区域100仅可容纳一个储物隔间3。当空缺区域100位于方环状空间的上端角处时，紧邻空缺区域100且位于空缺区域100下方的储物隔间3所在的区域为存取工位200。

外壳4将基座1、驱动机构及储物隔间3笼罩在内，其上设有存取口41，存取口41正对存取工位200上的储物隔间3的存取物口31。

阻拦机构包括固定安装在基座1上的气缸51和安装在气缸51伸缩杆上的阻拦件52，阻拦件52为气缸的活塞杆或连接在气缸的活塞杆上的刚性杆，阻拦件52用于阻拦或放行存取工位200上的储物隔间3。

扫码器6安装在基座1上，并正对存取工位200，其用于识别存取工位200内的储物隔间3上的标识码。

输入面板7安装在外壳4上，其供用户选择任意储物隔间3进行从存取操作。

控制器(图中未示出)的信号输入端口与输入面板7电连接，控制器的信号输出端口分别与驱动机构的电机21、阻拦机构的气缸51及扫码器6电连接。

优选，优选，基座1在内环形区17的边缘处设有挡边，以防止滚筒23在滚动过程中发生倾斜。

优选，柔性条12和柔性角13均在端部设有楔形角，在滚筒接触环的内侧，所有的楔形角均呈顺时针或逆时针布置。该结构可有效避免滚筒沿着楔形角的方向滚动时，卡在柔性条与柔性角的交界处，提高了滚筒的运动平稳性。

优选，弹簧a14一端与柔性条12连接，另一端与螺纹连接在基座1上的螺栓a18连接。弹簧b15一端与柔性角连接，另一端与螺纹连接在基座1上的螺栓b19连接。调节螺栓a18以调节柔性条12相对于基座1的位置，调节螺栓b19以调节柔性角13相对于基座1的位置。该结构可使内环形区各处宽度可调节，进而达到调节滚筒在内环形区内各处的滚动阻力的效果，也使柔性条与柔性角交界处的间隙便于调整。

优选，滚筒23上设有防滑纹路，防止其在环状槽11内滚动时出现打滑。

优选，储物隔间3的存取物口31处设有抽屉(图中未示出)或转轴门板(图中未示出)。

本实施例中，储物隔间3的数量为y个，y=2×(m+n)-5；m=3，n=3，即储物隔间3的数量为7个。

简述采用本发明存取物件的方法：

1，储物柜初始化：接通电源后，控制器控制储物柜初始化，所有的储物隔间3对应的电机21同时启动，使所有的储物隔间3沿既定的方向移动，当任一储物隔间3运行至存取工位200时，扫码器6识别到该储物隔间3外壁上的标识码，随即传递信号给控制器，控制器立即控制阻拦机构的气缸51活塞杆伸出，带动阻拦件52伸出，挡住该储物隔间3对应的滚筒23，使该储物隔间3无法移动，处在其移动方向后方的储物隔间3依次紧贴各自移动方向前方的储物隔间3，而逐个停止移动，进而在该储物隔间3的移动方向前方形成空缺区域100。

2，将选定的储物隔间移动至存取工位：用户通过输入面板7选定一个储物隔间3后，扫码器6启动，识别当前位于存取工位200的储物隔间3是否为用户选定的储物隔间3；

若是，则通过输入面板7提醒用户进行存取操作；

若不是，则立即控制阻拦机构的气缸51活塞杆缩回，带动阻拦件52缩回，使所有的储物隔间3沿既定的方向移动，依次经过存取工位200，并依次被扫码器6识别，当识别到用户选定的储物隔间3进入存取工位200时，控制器同时进行以下两项操作：

a、控制阻拦机构的气缸51活塞杆伸出，带动阻拦件52伸出，使用户选定的储物隔间3被阻拦而无法移动，处在其移动方向后方的储物隔间3依次紧贴各自移动方向前方的储物隔间3，而逐个停止移动，进而在该储物隔间3的移动方向前方形成空缺区域100；

b、通过输入面板7提醒用户进行存取操作。

在1和2步骤中，所有的电机21均持续运行；当储物隔间3被其移动方向前方的储物隔间3阻挡而无法移动时，对应的滚筒23也无法在基座1内环形区17内滚动，在电机21输出扭矩作用下，摩擦离合器22自动断开，电机21的机轴空转；当储物隔间3的移动方向前方有移动间隙时，摩擦离合器22自动接合，电机21的动力通过摩擦离合器22传递至滚筒23，使滚筒23在内环形区17内滚动，进而带动储物隔间3移动。

举例说明采用本发明存取物件的方法：

如图6所示，储物柜初始化状态下，将存取工位上的储物隔间及其移动方向后方的储物隔间依次编号为7号、6号、5号...1号。若要对6号储物隔间进行存取操作，阻拦机构将7号储物隔间放行，所有的储物隔间依次按照既定的运行轨迹运行，如图7所示，当6号储物隔间(即目标储物隔间)运行至存取工位时，阻拦机构将6号储物隔间挡住，用户即可对6号储物隔间进行存取操作。其它储物隔间的存取操作以此类推，不再赘述。