专利摘要

一种自适应堆垛的智能化快递邮包处理终端，包括外壳，外壳内设置有容置腔室，智能化快递邮包处理终端还包括控制系统，控制系统包括机械控制模块和人机交互模块，机械控制模块包括机械控制主控芯片、电源转换单元、用于实现机械手抓取快递控制的机械手控制单元、用于给用户发送信息提醒快递到达目的地并接受用户回复的验证码的信息收发单元、用于供管理员和用户刷卡实现身份识别并扫描快递包裹的电子标签的刷卡模块；人机交互模块包括人机交互控制芯片、显示屏、功能选择按键和智能传感器，控制芯片均与显示屏、功能选择按键和智能传感器连接，机械控制主控芯片与人机交互控制芯片连接。本发明人工成本较低、劳动强度较小、存取货物便捷。

权利要求

1.一种自适应堆垛的智能化快递邮包处理终端，包括外壳，所述外壳内设置有容置腔室，其特征在于：所述容置腔室内安装有用以放置快递包裹的货架和用以抓取快递包裹的机械手，所述外壳外部开有用以存取快递包裹的存取口，所述存取口与所述容置腔室连通；

所述智能化快递邮包处理终端还包括控制系统，所述控制系统包括机械控制模块和人机交互模块，所述机械控制模块包括机械控制主控芯片、电源转换单元、用于实现机械手抓取快递控制的机械手控制单元、用于给用户发送信息提醒快递到达目的地并接受用户回复的验证码的信息收发单元、用于供管理员和用户刷卡实现身份识别并扫描快递包裹的电子标签的刷卡模块；

所述人机交互模块包括人机交互控制芯片、显示装置、功能选择按键和智能传感器，所述人机交互控制芯片均与显示装置、功能选择按键和智能传感器连接，所述智能传感器包括用以检测快递包裹外型的外型检测传感器、用以检测快递包裹高度的高度传感器和用以称量快递包裹重量的称重传感器，所述机械控制主控芯片与所述人机交互控制芯片连接。

2.如权利要求1所述的自适应堆垛的智能化快递邮包处理终端，其特征在于：所述机械手为四自由度机械手，所述四自由度机械手包括用以抓放快递件的机械爪、机械爪控制电机、X向步进电机、X向滚珠丝杆导轨、Y向步进电机、Y向滚珠丝杆导轨、Z向步进电机、Z向滚珠丝杆导轨、旋转电机和机械手控制装置，所述机械爪控制电机的动力输出端与所述机械爪连接，所述Z向滚珠丝杆导轨的下端安装在所述Y向滚珠丝杆导轨上并与其形成滑动副，所述Y向滚珠丝杆导轨安装在所述X向滚珠丝杆导轨上并与其形成滑动副，所述机械爪安装在所述Y向滚珠丝杆导轨上并与其形成滑动副，所述旋转电机安装在所述Z向滚珠丝杆导轨的下端的底部；

所述X向滚珠丝杆导轨、所述机械爪控制电机、X向步进电机、Y向步进电机、Z向步进电机和旋转电机均与所述机械手控制单元连接。

3.如权利要求1或2所述的自适应堆垛的智能化快递邮包处理终端，其特征在于：所述智能传感器还包括用以检测环境温度的温度传感器和用以检测环境湿度的湿度传感器。

4.如权利要求1或2所述的自适应堆垛的智能化快递邮包处理终端，其特征在于：所述外壳包括四周的外蒙皮和上盖板，所述上盖板安装在所述外蒙皮的顶部，所述外蒙皮与所述上盖板和地面之间形成所述容置腔室。

说明书

技术领域

本发明涉及物流快递领域，尤其是一种快递终端的邮包处理设备。

背景技术

快递物流业作为我国经济高速增长中的朝阳产业，在竞争日趋激烈的同时，也存在无法回避的行业发展问题。中国的物流行业是劳动密集型行业，服务人员的职业素养欠缺；且电子商务企业往往集中在大城市，而越来越多的订单来自于中西部或者三四线中小城市，也使得快递业面临更加复杂的局面。所以真正的问题在于连接物流公司和用户的两端，快递物流的发展困局解决应该在开始一公里的送件和最后100米的派件上。随着商品经济日益发展、行业竞争日愈激烈、流通渠道扁平化日益明显。接受和配送环节作为物流供应链的始末端，呈现出服务地域分散、需求随机、价值增量小等特点，能否顺利地解决这个问题已成为影响快递发展的关键因素。

现有的派件通常采用快递员人工送件方式，存在的缺陷为：人工成本较高、劳动强度较大、存取货物不方便。

发明内容

为了克服已有快递终端送件方式的人工成本较高、劳动强度较大、存取货物不方便的不足，本发明提供一种人工成本较低、劳动强度较小、存取货物便捷的自适应堆垛的智能化快递邮包处理终端。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自适应堆垛的智能化快递邮包处理终端，包括外壳，所述外壳内设置有容置腔室，所述容置腔室内安装有用以放置快递包裹的货架和用以抓取快递包裹的机械手，所述外壳外部开有用以存取快递包裹的存取口，所述存取口与所述容置腔室连通；

所述智能化快递邮包处理终端还包括控制系统，所述控制系统包括机械控制模块和人机交互模块，所述机械控制模块包括机械控制主控芯片、电源转换单元、用于实现机械手抓取快递控制的机械手控制单元、用于给用户发送信息提醒快递到达目的地并接受用户回复的验证码的信息收发单元、用于供管理员和用户刷卡实现身份识别并扫描快递包裹的电子标签的刷卡模块；

所述人机交互模块包括人机交互控制芯片、显示装置、功能选择按键和智能传感器，所述控制芯片均与显示装置、功能选择按键和智能传感器连接，所述智能传感器包括用以检测快递包裹外型的外型检测传感器、用以检测快递包裹高度的高度传感器和用以称量快递包裹重量的称重传感器，所述机械控制主控芯片与所述人机交互控制芯片连接。

进一步，所述机械手为四自由度机械手，所述四自由度机械手包括用以抓放快递件的机械爪、机械爪控制电机、X向步进电机、X向滚珠丝杆导轨、Y向步进电机、Y向滚珠丝杆导轨、Z向步进电机、Z向滚珠丝杆导轨、旋转电机和机械手控制装置，所述机械爪控制电机的动力输出端与所述机械爪连接，所述Z向滚珠丝杆导轨的下端安装在所述Y向滚珠丝杆导轨上并与其形成滑动副，所述Y向滚珠丝杆导轨安装在所述X向滚珠丝杆导轨上并与其形成滑动副，所述机械爪安装在所述Y向滚珠丝杆导轨上并与其形成滑动副，所述旋转电机安装在所述Z向滚珠丝杆导轨的下端的底部；

所述X向滚珠丝杆导轨、所述机械爪控制电机、X向步进电机、Y向步进电机、Z向步进电机和旋转电机均与所述机械手控制单元连接。

再进一步，所述智能传感器还包括用以检测环境温度的温度传感器和用以检测环境湿度的湿度传感器。

所述外壳包括四周的外蒙皮和上盖板，所述上盖板安装在所述外蒙皮的顶部，所述外蒙皮与所述上盖板和地面之间形成所述容置腔室。

本发明的有益效果主要表现在：人工成本较低、劳动强度较小、存取货物便捷。

附图说明

图1是自适应堆垛的智能化快递邮包处理终端的结构示意图。

图2是自适应堆垛的智能化快递邮包处理终端的原理框图。

图3是图1的主视图。

图4是图1的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图4，一种自适应堆垛的智能化快递邮包处理终端，包括外壳1，所述外壳内设置有容置腔室，所述容置腔室内安装有用以放置快递包裹的货架4和用以抓取快递包裹的机械手3，所述外壳外部开有用以存取快递包裹的存取口，所述存取口与所述容置腔室连通；

所述智能化快递邮包处理终端还包括控制系统，所述控制系统包括机械控制模块和人机交互模块，所述机械控制模块包括机械控制主控芯片、电源转换单元、用于实现机械手抓取快递控制的机械手控制单元、用于给用户发送信息提醒快递到达目的地并接受用户回复的验证码的信息收发单元、用于供管理员和用户刷卡实现身份识别并扫描快递包裹的电子标签的刷卡模块；

所述人机交互模块包括人机交互控制芯片、显示装置、功能选择按键和智能传感器，所述控制芯片均与显示装置、功能选择按键和智能传感器连接，所述智能传感器包括用以检测快递包裹外型的外型检测传感器、用以检测快递包裹高度的高度传感器和用以称量快递包裹重量的称重传感器，所述机械控制主控芯片与所述人机交互控制芯片连接。

所述机械手3为四自由度机械手，所述四自由度机械手包括用以抓放快递件的机械爪308、机械爪控制电机307、X向步进电机304、X向滚珠丝杆导轨303、Y向步进电机301、Y向滚珠丝杆导轨302、Z向步进电机309、Z向滚珠丝杆导轨306、旋转电机305和机械手控制装置，所述机械爪控制电机的动力输出端与所述机械爪连接，所述Z向滚珠丝杆导轨306的下端安装在所述Y向滚珠丝杆导轨302上并与其形成滑动副，所述Y向滚珠丝杆导轨302安装在所述X向滚珠丝杆导轨303上并与其形成滑动副，所述机械爪308安装在所述Y向滚珠丝杆导轨302上并与其形成滑动副，所述旋转电机305安装在所述所述Z向滚珠丝杆导轨306的下端的底部；

所述X向滚珠丝杆导轨303、所述机械爪控制电机307、X向步进电机304、Y向步进电机301、Z向步进电机309和旋转电机305均与机械手控制单元连接。

所述外壳1包括四周的外蒙皮102和上盖板103，所述上盖板103安装在所述外蒙皮102的顶部，所述外蒙皮102与所述上盖板103和地面之间形成所述容置腔室。

所述智能传感器还包括用以检测环境温度的温度传感器和用以检测环境湿度的湿度传感器。

所述货架4上设置有两个以上的用以存放快递包裹的货位，所述货位包括用以放置快递包裹的货板401。

本实施例的控制系统包括机械控制模块和人机交互模块，这两部分分别是以MSP430和STM32单片机为核心的控制系统，机械控制模块由机械控制主控芯片MSP430、电源转换单元、机械手控制单元、短信收发单元、刷卡模块、喇叭和12864显示屏组成；人机交互模块是由人机交互控制芯片STM32、彩色液晶显示屏、8键的功能选择按键和智能传感器组成。

所述机械控制主控芯片，MSP430单片机主要以低功耗为特色，价格相对便宜，又由于内部源丰富，本实施例选择MSP430为机械控制主控芯片。

电源转换单元：由于电路中有单片机，电机驱动等模块需要供电，所以我们综合各方面的因素，用开关电源给我们提供12V的电压，再用电源转换模块将12V电压降压，稳伏供给其他模块。

机械手控制单元：智能快递终端的邮包是由X,Y,Z三轴组成，在三轴的运动是由电机控制的，使用了两个12V/3A的直流电机控制X,Y轴，用四相八拍的步进电机控制Z轴，所以采用了两种驱动模块。

信息收发单元用于给用户发送信息，提醒用户快递已经到达目的地，用户收到短信后回复验证码，这个模块就可收到验证码从而为用户取快件做准备，该模块我们使用了华为公司产的GTM900-B通讯模块。

刷卡模块有两种模式，分别是管理员模式和用户模式，在此过程中管理员和用户都需要刷卡，所以刷卡模块有两个作用。

管理员模式，管理使用一般的磁卡，系统设计中管理员用来开启机械手，将快递物件装进固定的货架或者箱子里，与此同时也需要刷卡模块来扫描快件的电子标签。

用户模式，在管理模式退出后用户可以刷用户卡进行取快件。

喇叭用于语音提示，屏幕显示机械控制模块的运行状态。

所述人机交互模块中，由于人机交互的部分需要使用较多的传感器，考虑到电平兼容的问题，除此之外，彩屏的功耗较大，使用MSP430单片机就无法体现其特点，而STM32单片机完全可以解决，因此，人机交互控制芯片采用STM32单片机。

显示装置使用了320480彩屏，屏幕上设计可视化界面，方便用户和管理员操作。

8键的功能选择按键：在320480彩屏旁边安装8键的功能选择按键，用与用户选择模式，操作等。

智能传感器：智能快递终端的智能需要传感器来实现，所以我们在该系统中使用较多的传感器，详细如下：1.测快件的宽度，高度使用超声波传感器。2.测快件的重量，用薄膜压力传感器。3.检测系统的工作温度，使用温度传器。

本实施例中，所述机械爪308用于将快递包裹从货架4上拿到存取口101，也能将存取口101处的快递包裹放入到货架4上；四个自由度的控制电机，为实现定位准确以及运行的安全性，在机械爪308上装有无线传感器，来进行电机运转位置确认以及终端设备运行的安全监测，无线传感器所感知的信号均通过数字I/O口被传递到控制系统，电机运转则是通过控制系统读取的信号来进行控制；

所述控制按钮201位于所述触摸显示屏202的下方，所述存取口101位于所述控制按钮201的下方，所述控制按钮201用于将快递单号、操作意图等信息输入控制系统，所述触摸显示屏202提示用户存件和取件，所述控制按钮201包括数字键盘、确认键、删除键、清空键和其他一些服务按键，如：紧急电话按钮，意见按钮等；所述触摸显示屏202则是采用人机输入的方式，可实时显示在操作者操作过程或人工智能存取机自行运转过程中发生的某些故障，以使工作人员及时进行处理及终端设备的维护，当然也可实时的显示其它信息，如室内的温度、湿度以及快递包裹的体积、重量等相关信息，以引导操作者按照流程正确的完成操作，同时快递包裹从存取口进入终端设备时，控制面板可对人工智能存取机采集的数据进行收集和显示，如日期、货位以及其他快递包裹相关信息；另外，触摸显示屏的一个重要功能是实现报警控制，对传感器故障、机械手故障等进行及时的定位显示。

在快递包裹通过扫刷卡模块扫码完后，由控制系统的信息收发单元通过中心服务器的信息发送模块向用户发送短信信息，以通知用户快件的信息以及验证码等；取件完后，快递包裹的信息将会上传至数据库。

将自适应堆垛的智能化快递邮包处理终端放在用户集中的场所，这样用户就能根据自己的时间来寄存快递包裹或者收取快递包裹，并能保证快递包裹的安全性和完整性。

用户根据显示屏的提示，相应地操作控制按钮，控制系统接收用户的按键操作信号。并将此信号提供给控制系统，从而驱动步进电机转动，通过四个步进电机的联动，控制机械爪308在空间准确的移动，实现物件的准确抓取和存放，从而使快递包裹在人工智能存取机上的进出。

自适应堆垛的智能化快递邮包处理终端专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。