一种自主收发货机器人的制作方法

本实用新型涉及智能机器人领域，尤其涉及一种自主收发货机器人。

背景技术：

我国在2014年年底时，超越美国成为快递业务量全球第一的国家。但从综合的快递服务能力来说，在世界银行发布的2014年全球物流业竞争力排行榜中，中国内地的排名为第28位。其中，最主要的短板是交货及时性、服务能力与质量。

网络购物的飞速发展与物流配送的滞后严重不匹配，后者已成为电子商务发展的最大瓶颈。一方面是高额的人力成本，另一方面是配送工具即“快递三轮”管理难产生的矛盾。物流公司的数据显示，以人工为主的物流“最后一公里”的配送和收取模式产生的运营成本，接近整个快递配送成本的一半。而如果能有效解决终端配送难题，不仅会在成本上大幅下降，效率提高，同时也能使快递配送“确定性、及时性”方面的服务得到提升。

本实用新型提供了一种以自主收发货机器人，使用自主收发货机器人进行物流快件投放收取工作，能够代替人工投递快件；机器人使用激光扫描，全自动智能规划行驶路径，实时构建地图来进行导航，能自动识别所在道路、楼宇、电梯、楼层和客户智能收发箱的位置，在行驶过程中自动避让人和障碍物，并和用户的收发箱终端对接传递；凭借监控系统拍摄记录快件投放过程和取件过程，能够将物品全自动、安全地配送到用户的家门口。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于如何克服因采用人力传送和接收产生的大量人力资源消耗；还有，货品被传送过程因派送人员和收货或发货人员的时间不匹配，使得快递不能及时被接收或派送出去，传送过程效率不高的缺陷。

为了解决上述技术问题，本实用新型包括机器人主体、监保模块、控制模块、传递模块和通讯模块。

所述机器人主体包括机器人头部、箱体和滚轮；

所述监保模块位于所述机器人头部，所述通讯模块、传递模块和控制模块位于所述箱体上，所述滚轮位于所述机器人主体的底部；

所述控制模块包括方位控制器和开关控制器，所述通讯模块位于所述机器人主体内，所述通讯模块与系统终端进行数据传输，所述控制模块与所述通讯模块相连；

所述传递模块包括派送机构和导航机构，所述导航机构根据方位控制器获取传送货品的最佳路线，所述派送机构根据所述最佳路线将货品传递至目标点；所述开关控制器控制监保模块开启对传递过程的监控。

进一步地，所述机器人主体包括识别机构与执行机构；

所述识别机构对楼层电梯按键进行扫描和识别，所述执行机构根据识别结果完成升降电梯内目标楼层的按键动作。

进一步地，还包括动力模块，所述动力模块包括蓄电池组和电源检测器，所述电源检测器与所述蓄电池组相连。

进一步地，所述传递模块还包括警报机构和避障机构，所述避障机构与所述派送机构相连，所述避障机构与所述监保模块相连。

所述避障机构包括激光测距仪和红外测距仪；所述警报机构与所述避障机构相连。

进一步地，所述派送机构包括电动机、变速器、转向装置；

所述导航机构包含多普勒雷达和射频位移传感器。

进一步地，所述执行机构包括传动带、传动轴、传动电机、传动链条。

进一步地，所述控制模块包括中央处理器和MCU微处理器。

所述机器人还包括交互模块，所述交互模块包括可触摸液晶显示屏和语音识别器，所述可触摸液晶显示屏和语音识别器与所述控制器相连。

进一步地，所述监保模块包括多个智能摄像头、LED灯和机械锁。

进一步地，还包括支付模块，所述支付模块通过可触摸液晶显示屏呈现，所述支付模块获取货品的订单信息，将生成的支付信息发送给系统终端。

进一步地，所述机器人主体包括储物格，所述储物格为上下分层、每层分格的结构。

本实用新型的自主收发货机器人，所述导航机构根据方位控制器中的方位信息获取最佳路线，所述派送机构根据所述最佳路线将货品传递至目标点；根据需要调动预设动作，完成包括绕过和躲避障碍、智能识别楼层按键、自动对接智能收发箱或全自动传送物品；机器人装载的监保装置及通讯装置随时跟进快递任务物品所处目的位置和具体状态，保障物品和环境的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为实施例中自主收发货机器人正视图；

图2为实施例中自主收发货机器人箱门开启正视图；

图3为实施例中主收发货机器人后视图；

图4为实施例中自主收发货机器人执行机构示意图；

图中：1-机器人头部，2-箱体，3-机械臂，4-滚轮，5-智能摄像头，6-箱门，7-磁力吸附装置，8-对接光栅，9-执行机构，10-可触摸液晶显示屏，11-激光测距仪，12-红外测距仪，13-传动带，14-传动轴，15-传动电机，16-传动链条，17-多普勒雷达，18-射频位移传感器，19-无线WiFi网络装置，20-LED灯，21-射频标签及读取装置，22-语音识别装置，23-警示灯，24-蓄电池组，25-电动机，26-变速器，27-转向装置，28-扬声器，29-机械锁。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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作出创造性劳动的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。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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者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。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实用新型实施例中，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，可以使固定连接，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；可以使直接相连，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实用新型中的具体含义。

本实施例提供了一种自主收发货机器人，其中，所述自主收发货机器人拥有收件和发件两种模式，本实施例主要描述的是收件的模式。

具体地，如图1-4所示，所述自主收发货机器人包括机器人主体、通讯模块、传递模块、监保模块和控制模块，所述控制模块包括方位控制器和开关控制器。

所述机器人主体包括机器人头部1、箱体2和滚轮4；所述监保模块位于所述机器人头部1，所述通讯模块、传递模块和控制模块位于所述箱体2上，所述滚轮4位于所述机器人主体的底部。

所述控制模块包括方位控制器和开关控制器，所述通讯模块位于所述机器人主体内，所述通讯模块与系统终端进行数据传输，所述控制模块与所述通讯模块相连。

所述传递模块包括派送机构和导航机构，所述导航机构根据方位控制器获取传送货品的最佳路线，所述派送机构根据所述最佳路线将货品传递至目标点；所述开关控制器控制监保模块开启对传递过程的监控。

所述箱体2为矩形金属结构，采用结实耐用的不锈钢或烤漆碳钢为主材质，配合其他有机材料整合制作而成，并对边线棱角进行柔化安全处理，具备较强的环境适用能力。所述机器人主体设置有箱门6，所述箱门6上安装有磁力吸附装置7，用于吸附对接智能收发箱的箱门6，跟随其上升开箱，下降闭合。

进一步地，所述控制模块包括中央处理器和MCU微处理器，通过中央处理器集成物品运单数据，匹配派件或收件用户地址，根据导航系统数据生成最优派发路径和取件返程路径；融入SLAM技术和粒子滤波算法，完成即时定位与地图构建；通过MCU微处理器自动搜寻路径，并根据需要调动预设动作，完成包括绕过和躲避障碍、进出楼层电梯、智能识别楼层按键、自动对接智能收发箱、全自动传送物品等；针对不同环境事件调动相应的规范动作保护物品及行人安全，完成快件物品收发任务。

所述通讯模块位于所述机器人主体内，所述通讯模块与系统终端进行数据传输，所述控制模块与所述通讯模块相连。

所述传递模块包括派送机构和导航机构，所述导航机构根据方位控制器中的方位信息获取最佳路线，所述派送机构根据所述最佳路线将货品传递至目标点；所述开关控制器控制监保模块开启对传递过程的监控。

进一步地，所述机器人主体包括识别机构与执行机构；所述识别机构对楼层电梯按键进行扫描和识别，所述执行机构根据识别结果完成目标楼层的按键动作。所述识别机构辅助所述执行机构完成快件物品收发任务中的指令动作，确保达到正确楼层，在进出电梯时间内按下电梯开关门辅助键确保安全进出。

进一步地，还包括动力模块，所述动力模块包括蓄电池组24和电源检测器，所述电源检测器与所述蓄电池组24相连。蓄电池组24为智能自主收发货机器人提供动力来源；电源检测器则是自动测算完成任务所需的耗电量和当前电源能量储值是否匹配，用来确保快递任务的正常完成，不会受到影响中断执行。

进一步地，所述传递模块还包括警报机构和避障机构，所述避障机构与所述派送机构相连，所述避障机构与所述监保模块相连；所述避障机构包括激光测距仪11和红外测距仪12；连接中央处理器通过测算数据反馈，完成行驶任务中所处环境下的人、物的避障绕行或避障停止动作，并连通摄像机完成障碍人、物的具体形态拍摄，丰富中央数据库。

所述警报机构与所述避障机构相连。所述警报模块包括警示灯23、扬声器28，通过MCU微处理器连接警报事故数据库，设置特定状态下警示灯23快速循环闪烁，由扬声器28发出警报并连接摄像监控装置完成具体事件的摄像收录和实时反馈。

进一步地，所述派送机构是针对自主收发货机器人执行任务过程所需要进行行走、调速、转向等开发的应用机构；所述派送机构包括电动机25、变速器26和转向装置27。

所述导航机构包含多普勒雷达17和射频位移传感器18等定位装置，借助射频位移传感器18的动态的追踪和监控完成盲区推估和线路判定，及时引导自主收发货机器人提前进行障碍规避和障碍绕行所需的动力输出和速度控制、转向控制。

进一步地，所述执行机构9包括传送带13、传动轴14、传动电机15、传动链条16；所述执行机构还包括机械臂3。若智能机器人的任务只需要将货品传送至静置的智能收发箱内，则会有自主收发货机器人与智能收发箱通过对接光栅8对接，在对接后通过两者的执行机构共同配合完成收件和取件任务物品的转移。

所述机器人还包括交互模块，所述交互模块包括可触摸液晶显示屏10和语音识别器22，所述可触摸液晶显示屏10和语音识别器22与所述控制器相连。所述交互模块用以辅助配送工作人员完成派发任务输入和线路选择，用户对收发快递信息进行确认和即时沟通，维护工作人员保养维护任务判定及行驶作业环境下各具体警示状态内容显示等。

进一步地，所述监保模块包括多个智能摄像头5、LED灯和机械锁29。通过LED灯20照明辅助智能摄像头5的动态拍摄，配合机械锁29开锁、安全闭锁的使用方式，确保机器人的交通行驶安全和携带物品的安全配送。

进一步地，还包括支付模块，所述支付模块放置在可触摸液晶显示屏10内，所述支付模块获取货品的订单信息，将生成的支付信息发送给系统终端。具体地，所述支付方式主要是借助液晶触摸显示屏完成扫码支付，用以满足用户支付快递费用的需求。

进一步地，所述机器人主体包括储物格，所述储物格为上下分层、每层分格的结构。所述储物格为自主收发货机器人的快递配送物品收纳箱体结构，通过分层分格隔断结构，容纳不同大小快递配送物品的临时存放。

需要说明的是，本实施例中机器人中的通讯模块与系统终端进行的通信，是通过无线WiFi网络装置19，辅助完成任务执行中和网络平台各种信息资讯的交换。所述通讯模块含有射频标签及读取装置21，所述射频标签与读取装置相配合，主要用于机器人执行任务过程中遇到的各种实时数据读取、识别和动态更改，并通过加密算法保证实用性和安全性。

需要说明的是，自主收发货机器人自动完成派发任务包括以下步骤：

配送工作人员登录智能的系统终端，获取物品配送任务，根据智能终端提供的投递方案和最优派送路线同步到自主收发货机器人控制模块；

配送人员将多个快递物品放入机器人的储物格内，由快递物流仓库发出；

机器人沿最优派送路线巡航，行驶中自动完成障碍等待、障碍避让、障碍绕行等具体动作，进入用户对象所处建筑区域；

机器人自动按下电梯等待，电梯门打开后自动进入电梯内部，扫描识别和判定电梯目标楼层标识按键位置，并伸出机械臂按下对应数字按键；

根据电梯按键和数字闪烁提示与目标楼层信息对比，确定到达后在规定安全进出时间内由电梯内驶出，并根据摄像装置反馈图像以及激光扫描确定目标智能收发箱位置并靠近；

机器人扫描用户编号标识装置，通过射频匹配读取装置获得智能收发箱临时开箱权限，机器人通过磁力吸附装置与智能收发箱完成水平对接，机器人的箱门和收发箱箱门上升打开，智能收发箱的传动机构与机器人的执行机构借助所述对接光栅完成对接，其中，机器人箱门上安装有磁力吸附装置，机器人将对应任务的快递配送物品传送到收发箱后，机器人的箱门与收发箱箱门双双下降关闭，此时，磁力吸附装置由吸附状态变为分离状态；

机器人驶离该智能收发箱，继续沿预设派发任务线路行驶，直至携带快件物品派发完毕；

机器人按照预定线路返回所属物流配送仓库，当次任务结束。

对应地需要说明的是，自主收发货机器人自动完成收件任务包括以下步骤：

用户通过快递公司的网络平台填写和发布发件任务，填写备注待发送物品信息标签，将其贴附在经过简单包装的快件物品外的醒目位置；

用户通过密码或其他正常开箱手段打开收发箱后，切换发件状态，将快件物品放置于智能收发箱内部后关好箱门，并发送发件任务讯息联系快递客服处理；

快递配送仓库工作人员登录配送任务，确定由机器人至目标区域收取快件物品；

配送工作人员登录智能终端，获取物品配送任务，根据智能终端提供的投递方案和最优派送路线同步到自主收发货机器人电脑；

配送人员将多个快递物品放入机器人的储物格内，由快递物流仓库发出；

机器人沿最优派送路线巡航，行驶中自动完成障碍等待、障碍避让、障碍绕行等具体动作，进入用户对象所处建筑区域；

机器人自动按下电梯等待，电梯门打开后自动进入电梯内部，扫描识别判定电梯目标楼层并伸出机械臂按下对应数字按键；

根据电梯按键和数字闪烁提示与目标楼层信息对比，确定到达后由电梯内驶出，并根据摄像装置反馈图像以及激光扫描确定目标智能收发箱位置并靠近；

机器人扫描收发箱上用户编号标识装置，通过射频匹配读取装置获得智能收发箱临时开箱权限，机器人通过磁力吸附装置与智能收发箱完成水平对接，机器人的箱门和收发箱箱门上升打开，智能收发箱的传动机构与机器人的执行机构借助所述对接光栅完成对接，机器人从智能收发箱接收对应任务的快递配送物品后，机器人的箱门与收发箱箱门双双下降关闭，此时，磁力吸附装置由吸附状态变为分离状态；

机器人驶离该智能收发箱，继续沿预设派发任务线路行驶，直至携带快件物品派发完毕；

机器人按照预定线路返回所属物流配送仓库，仓库工作人员在监控摄像下检视有无包裹破损、违反安检规则的违禁物品或其他异常，如有异常联系用户处理；如无异常，安排物流集中配送。客服通过内部网络获悉后发送快件发出信息通知发件用户知悉，并结算当次物流款项。

综上所述，本实用新型取得了以下技术效果：

本实用新型所涉及自主收发货机器人，能和用户的收发箱对接传递，实现物品派送和收取的无人化，帮助物流配送企业解决“最后一公里”难题；

机器人装载的监保装置及通讯装置随时跟进快递任务物品所处传输目的位置和具体状态，保障物品和环境的安全；

机器人直接对接投递单据显示信息和用户智能收发箱标识信息，可以实现个人信息的相对安全和隐私保护；

机器人代替人工进行快递任务执行时，可以不受节假日、气候环境的影响，及时派送和及时收取，实现365天24小时全天候工作。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。