一种货物自动存取装置的制作方法

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种货物自动存取装置。

背景技术：

当今随着网上购物的兴起，带动了快递行业的飞速发展，在快递投递过程中货物存取的便利性和效率性也受到更多关注。

在现有技术中，货物的存取都是把物品直接放在大小固定、位置固定的储物柜里。存放货物时投递人员将物品放置在某一个储物柜中，并将相应的取件密码发送给对应客户，该客户即可凭该取件密码去该储物柜中提取货物。可见，现有技术中往往需要投递人员一个个打开储物柜，然后进行一个个物品的投放操作，当货物数量较大时往往需要耗费大量的时间。

综上，现有技术中存在操作费时、费力以及效率低的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种货物自动存取装置，旨在解决现有技术中存在的操作费时、费力以及效率低的问题。

本发明实施例提供了一种货物自动存取装置，包括控制模块、设置于货道的中部的搬运机构，所述搬运机构包括检测模块和电机模块，所述控制模块包括：信号输入单元、信号输出单元、主控单元以及电机驱动单元；

所述检测模块与所述信号输入单元连接，所述电机模块分别与所述信号输出单元和所述电机驱动单元连接；所述主控单元分别与所述信号输入单元、所述信号输出单元以及所述电机驱动单元连接；

所述检测模块在检测到存货指令或取货指令时，输出检测信号，所述信号输入单元接收所述检测信号并发送给主控单元，主控单元对所述检测信号进行分析，分析所述检测信号对应的操作，并根据分析结果输出控制指令至所述信号输出单元，输出驱动指令至所述电机驱动单元，信号输出单元输出控制指令至所述电机模块控制所述电机模块工作，所述电机驱动单元根据驱动指令驱动所述电机模块，通过电机模块控制搬运机构进行存货操作或取货操作。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过主控单元接收到检测信号后，根据检测信号分析检测信号对应的操作，根据分析结果输出控制指令并控制搬运机构进行存货操作或取货操作。实现了货物的自动存取，提高了存取货效率，减少了人工作业量，方便了用户使用，提高了用户的使用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一个实施例提供的货物自动存取装置的结构示意图；

图2为本发明的一个实施例中信号输入单元111的电路结构示意图；

图3为本发明的一个实施例中信号输出单元112的电路结构示意图；

图4为本发明的一个实施例中电机驱动单元114的电路结构示意图；

图5为本发明的一个实施例中供电单元115的电路结构示意图；

图6为本发明的一个实施例提供的货物自动存取装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本方案，下面将结合本方案实施例中的附图，对本方案实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，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，都应当属于本方案保护的范围。

本方案的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及其他任何变形，是指“包括但不限于”，意图在于覆盖不排他的包含。

此外，术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细地描述：

图1示出了本发明一实施例提供的一种货物自动存取装置10，包括控制模110块、设置于货道的中部的搬运机构120，所述搬运机构包括检测模块121和电机模块122，其特征在于，所述控制模块110包括：信号输入单元111、信号输出单元112、主控单元113、电机驱动单元114以及供电单元115。

检测模块121与信号输入单元111连接，电机模块122分别与信号输出单元112和电机驱动单元114连接；主控单元113分别与信号输入单元111、信号输出单元112以及电机驱动单元113连接，供电单元115分别与信号输入单元111、信号输出单元112、主控单元113以及电机驱动单元114连接。

供电单元115为货物自动存取装置10提供工作电源。

在具体应用中，供电单元115为货物自动存取装置10提供第一供电电压vcc1和第二供电电压vcc2。在一个实施例中，上述第一供电电压vcc1为+3.3v的直流电压，第二供电电压vcc2为+5v的直流电压。

检测模块121在检测到存货指令或取货指令时，输出检测信号，信号输入单元111接收检测信号并发送给主控单元113，主控单元113对检测信号进行分析，分析检测信号对应的操作，并根据分析结果输出控制指令至信号输出单元112，输出驱动指令至电机驱动单元114，信号输出单元112输出控制指令至电机模块122控制电机模块122工作，电机驱动单元114根据驱动指令驱动电机模块122，通过电机模块122控制搬运机构120进行存货操作或取货操作。

本具体应用中，存货指令包括待存货物的物品信息。取货指令包括待取货物的物品信息。

在具体应用中，投递人员需要进行存货时，输入包含待存货物的物品信息的存货指令即可，如输入包含待存货物的尺寸、重量、种类等物品信息的存货指令。当用户需要取货时，通过输入包含待取货物的物品信息的取货指令即可。其中，存货指令和取货指令可以是以文字方式输入，如通过触摸屏键入或写入，也可以是通过麦克风等方式进行语音输入，还可以是通过二维码扫描方式输入。

当检测模块121检测到存货指令时，根据该存货指令输出检测信号，信号输入单元111接收检测信号并发给主控单元113，主控单元113对检测信号进行分析，分析该检测信号对应的操作，即对应存货指令，该操作为存货操作。主控单元113分析获得进行存货操作的存货指令，获取存货指令包含的信息，如取货柜门关闭，存货柜位置等信息，根据上述信息输出控制指令至信号输出单元112，由信号输出单元112输出控制指令至电机模块122，控制电机模块122在电机驱动单元113的驱动下工作，控制搬运机构120进行存货操作。

当检测模块121检测到取货指令时，根据该取货指令输出检测信号，信号输入单元111接收检测信号并发给主控单元113，主控单元113对检测信号进行分析，分析该检测信号对应的操作，即对应取货指令，该操作为取货操作。主控单元113分析获得进行取货操作的取货指令，获取取货指令包含的信息，如取货柜位置，取货柜门开启等信息，根据上述信息输出控制指令至信号输出单元112，由信号输出单元112输出控制指令至电机模块122，控制电机模块122在电机驱动单元113的驱动下工作，控制搬运机构120进行取货操作。

在一个实施例中，控制模块100包括数据存储单元，可选地，数据存储单元包括内存或硬盘等。数据存储单元中预先存储有货架数据库，货架数据库中记录保存有每个分格置物架的货架信息，如货架尺寸、货架能够承载的货物重量、货架目前的使用情况等等。同时在货架中存放物品后，建立每个分格置物架与所存货物的对应关系并保存于货架数据库中，即货架数据库中存储有货架信息以及每一个货架上所存货物的物品信息，以将物品信息与货架信息相关联存储。

在一个实施例中，上述控制模块110还包括通讯单元，通讯单元与主控单元113连接，通讯单元接收上位机发送的存货指令或取货指令并转发至主控单元113。在具体应用中，通讯单元用于与上位机通信，接收上位机发送的存货指令和取货指令，同时将货物自动存取装置的工作状态反馈至上位机。

如图2所示，在本发明的一个实施例中，信号输入单元111包括：第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一电容c1、第六电阻r6、第二电容c2、第七电阻r7、第三电容c3、第八电阻r8、第四电容c4、第一光电耦合器u1、第九电阻r9、第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12。

第一电阻r1的第一端、第二电阻r2的第一端、第三电阻r3的第一端以及第四电阻r4的第一端均与检测模块121连接，第一电阻r1的第二端与第五电阻r5的第一端连接，第五电阻r5的第二端与检测模块121连接，第一电容c1的第一端与第二电阻r2的第二端连接，第一电容c1的第二端与第五电阻r5的第二端连接，第六电阻r6的第一端与第二电阻r2的第二端连接，第六电阻r6的第二端与第五电阻r5的第二端连接，第二电容c2的第一端与第二电阻r2的第二端连接，第二电容c2的第二端与第五电阻r5的第二端连接，第七电阻r7的第一端与第三电阻r3的第二端连接，第七电阻r7的第二端与第五电阻r5的第二端连接，第三电容c3的第一端与第三电阻r3的第二端连接，第三电容c3的第二端与第五电阻r5的第二端连接，第八电阻r8的第一端与第四电阻r4的第二端连接，第八电阻r8的第二端与第五电阻r5的第二端连接，第四电容c4的第一端与第四电阻r4的第二端连接，第四电容c4的第二端与第五电阻r5的第二端连接，第一光电耦合器u1的第一输入端与第一电容c1的第一端连接，第一光电耦合器u1的第二输入端与第四电容c4的第二端连接，第一光电耦合器u1的第三输入端与第二电容c2的第一端连接，第一光电耦合器u1的第四输入端与第四电容c4的第二端连接，第一光电耦合器u1的第五输入端与第三电容c3的第一端连接，第一光电耦合器u1的第六输入端与第四电容c4的第二端连接，第一光电耦合器u1的第七输入端与第四电容c4的第一端连接，第一光电耦合器u1第八输入端与第四电容c4的第二端连接，第一光电耦合器u1的第一输出端与第九电阻r9的第二端连接，第一光电耦合器u1的第三输出端与第十电阻r10的第二端连接，第一光电耦合器u1的第五输出端与第十一电阻r11的第二端连接，第一光电耦合器u1的第七输出端与第十二电阻r12的第二端连接，第九电阻r9的第一端、第十电阻r10的第一端、第十一电阻r11的第一端以及第十二电阻r12的第一端均与第一供电电源vcc1连接，第一光电耦合器u1的第二输出端、第四输出端、第六输出端以及第八输出端均接地，第一光电耦合器u1的第一输出端、第三输出端、第五输出端、第七输出端均与主控单元113连接。

信号输入单元111通过第一光电耦合器u1实现输入检测信号的隔离，避免外部信号对主控单元113产生干扰，光电耦合器采用双向光耦，能够更灵活的接收检测信号，通过并联第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3以及第四电容c4，有效地消除检测信号突变时产生的毛刺，使得接收到的检测信号更加稳定。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，信号输出单元112包括：第十三电阻r13、第十四电阻r14、第十五电阻r15、第十六电阻r16以及第二光电耦合器u2。

第十三电阻r13的第一端、第十四电阻r14的第一端、第十五电阻r15的第一端以及第十六电阻r16的第一端与第一供电电源vcc1连接，第十三电阻r13的第二端与第二光电耦合器u2的第一输入端连接，第十四电阻r14的第二端与第二光电耦合器u2的第三输入端连接，第十五电阻r15的第二端与第二光电耦合器u2的第五输入端连接，第十六电阻r16的第二端与第二光电耦合器u2的第七输入端连接，第二光电耦合器u2的第二输入端、第四输入端、第六输入端以及第八输入端均与主控单元113连接，第二光电耦合器u2的第一输出端、第二输出端、第三输出端、第四输出端、第五输出端、第六输出端、第七输出端以及第八输出端均与电机模块122连接。

信号输出单元112通过第二光电耦合器控制信号输出，实现低电压控制高电压输出。

如图4所示，在本发明的一个实施例中，电机驱动单元114包括：电压隔离转换芯片u3、第一差分芯片u4、第二差分芯片u5、电机接口j1。

电压隔离转换芯片u3的输入端与主控单元113连接，电压隔离转换芯片u3的输出端分别与第一差分芯片u4的输入端和第二差分芯片u5的输入端连接，第一差分芯片u4的输出端与第二差分芯片u5的输出端均连接电机接口j1，电机接口j1外接电机模块122。

如图5所示，在本发明的一个实施例中，供电单元115包括：第一二极管d1、第五电容c5、第六电容c6、第一电感l1、第二电感l2、第七电容c7、电源芯片u6、第八电容c8、第九电容c9、第十电容c10、第十一电容c11、低压线性稳压器u7、第十二电容c12、第十三电容c13、第三电感l3以及第十四电容c14。

第一二极管d1的正极与+24v直流电源连接，第一二极管d1的负极与第五电容c5的第一端连接，第五电容c5的第二端与+24v直流电源连接，第六电容c6的第一端与第五电容c5的第一端连接，第六电容c6的第二端与第五电容c5的第二端连接，第一电感l1的第一端与第六电容c6的第一端连接，第一电感l1的第二端与第七电容c7的第一端连接，第二电感l2的第一端与第六电容c6的第二端连接，第二电感l2的第二端与第七电容c7的第二端连接，第七电容c7的第一端与电源芯片u6的输入引脚in连接，第七电容c7的第二端与电源芯片u6的接地引脚gnd连接，第八电容c8的第一端与电源芯片u6的输入引脚in连接，第八电容c8的第二端与电源芯片u6的输出in引脚连接，第九电容c9的第一端与电源芯片u6的接地引脚gnd连接，第九电容c9的第二端与电容芯片的0v引脚0v连接，第十电容c10的第一端与电源芯片u6的输出引脚out连接，第十电容c10的第二端与电源芯片u6的0v引脚0v连接，第十一电容c11的第一端与第十电容c10的第一端连接，第十一电容c11的第二端与第十电容c10的第二端连接，第十一电容c11的第二端接地，第十一电容c11的第一端输出第二供电电源vcc2，第十一电容c11的第一端与低压线性稳压器u7的输入引脚in连接，低压线性稳压器u7的接地引脚gnd接地，低压线性稳压器u7的输出引脚out与第十二电容c12的第一端连接，第十二电容c12的第二端接地，第十三电容c13的第一端与第十二电容c12的第一端连接，第十三电容c13的第二端与第十二电容c12的第二端连接，第三电感l3的第一端与第十三电容c13的第一端连接，第三电感l3的第二端与第十四电容c14的第一端连接，第十四电容c14的第二端接地，第十四电容c14的第一端输出第一供电电压vcc1。

如图6所示，在本发明的一个实施例中，图1中的电机模块122包括用于带动搬运机构上下移动的升降电机单元122a、用于带动搬运机构旋转运动的旋转电机单元122b和用于抽取或推入分格置物架的推拉电机单元122c。

如图6所示，在本发明的一个实施例中，升降电机单元122a包括升降电机伺服驱动器122a1、升降电机伺服编码器122a2和升降电机122a3。

升降电机伺服驱动器122a1分别与电机驱动单元114和升降电机122a3连接，升降电机伺服编码器122a2分别与信号输出单元112和升降电机122a3连接。

如图6所示，在本发明的一个实施例中，旋转电机单元122b包括旋转电机伺服驱动器122b1、旋转电机伺服编码器122b2和旋转电机122b3。

旋转电机伺服驱动器122b1分别与电机驱动单元114和旋转电机122b3连接，旋转电机伺服编码器122b2分别与信号输出单元112和旋转电机122b3连接。

如图6所示，在本发明的一个实施例中，推拉电机单元122c包括推拉电机伺服驱动器122c1、推拉电机伺服编码器122c2和推拉电机122c3。

推拉电机伺服驱动器122c1分别与电机驱动单元114和推拉电机122c3连接，推拉电机伺服编码器122c2分别与信号输出单元112和推拉电机122c3连接。

本实施例中，伺服驱动器用于在电机驱动单元114的控制下驱动对应电机运动，伺服编码器用于实时检测对应电机的运行位置，信号输出单元112根据伺服编码器发送的对应电机的运行位置数据，对对应电机的运行做出相应的修正和补偿。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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发明各实施例技术方案的精神和范围。