CN111071134B - 一种智能无人配送小车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人配送技术领域，公开了一种智能无人配送小车，包括小车壳体、车轮、动力装置，壳体内支撑架上水平设有多个履带传动装置，履带传动装置上放置有多个结构大小不同的盒体，小车壳体中间支撑架上通过滑动装置设置有一滑板，所述滑板上放置一顶部固定有放置台的无人机，所述放置台两端靠近两侧所述履带传动装置，其之间的间距小于盒体宽度，所述放置台高度与所述履带传动装置高度相同。与现有技术相比，本发明结合无人机与无人车，且智能小车结构简单，成本低，同时可使小车单次配送多笔订单，而且到达目的地后可使用无人机进行近距离配送，节省了配送成本且方便了收货方。

Description

一种智能无人配送小车

技术领域

本发明涉及无人配送设备技术领域，特别涉及一种智能无人配送小车。

背景技术

随着互联网购物外卖的快速发展，外卖配送服务明显滞后，配送服务的及时性和服务能力成为主要短板。目前配送主要以人工配送或结合收件柜，收件人自取的方式，而人工配送的成本高，并且时效性低，例如配送人有时会出现找不到配送地点以及由于安全管制导致的无法进入收件人所在的园区等问题；而通知收件人自取的时候，收件人往往没有及时取件，导致收货延时等情况；而且人工配送配送耗费了大量的人力，且成本高、时效低。

随着人工智能的迅速发展，服务机器人逐渐进入各行各业，在配送领域使用机器人，将大大提高工作效率，也可以避免园区人工配送可能带安全问隐患。

现有的无人配送小车大部分结构较为复杂，成本高。而且并没有配送小车与无人机配合使用的智能小车，单使用无人机配送，配送量有限，而且成本较高；单使用小车配送，对楼上住户等取货不方便，只能下楼自取。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种智能无人配送小车，结合无人机与无人车，且智能小车结构简单，成本低，同时可使小车单次配送多笔订单，而且到达目的地后可使用无人机进行近距离配送，节省了配送成本且方便了收货方。

技术方案：本发明提供了一种智能无人配送小车，包括小车壳体、车轮、动力装置，所述壳体内支撑架上水平设有多个履带传动装置，其分布于所述小车壳体内部的两端，所述履带传动装置上放置有多个结构大小不同的盒体，所述小车壳体中间支撑架上通过滑动装置设置有一滑板，所述滑板上放置一顶部固定有放置台的无人机，所述放置台左右两侧分别靠近小车壳体内部两端所述履带传动装置，其之间的间距小于盒体宽度，所述放置台高度与所述履带传动装置高度相同。

进一步地，所述履带传动装置包括传送带驱动机构、主动滚筒、从动滚筒以及传送带，所述驱动机构输出轴与主动滚筒连接，所述主动滚筒与从动滚筒均转动连接于所述支撑架上，所述传送带包裹于所述主动滚筒与从动滚筒之间。

进一步地，所述主动滚筒与所述从动滚筒之间还均匀的分布有若干个支撑杆，所述支撑杆固定于支撑架上，其直径与所述主动滚筒、从动滚筒直径相同。

进一步地，所述传送带上还固定有一推板，所述推板上设有至少一块第一电磁锁，与所述第一电磁锁对应的盒体内壁上固定一铁环。

进一步地，所述放置台中心位置固定有一第二电磁锁，所述盒体底部中心位置设置有与所述第二电磁锁对应的铁块。

进一步地，所述滑动装置为分别固定于两侧支撑架上的齿条，所述齿条的齿口向上设置，所述滑板两端转动连接有多个齿轮，所述齿轮与所齿口啮合，所述一个齿轮上还设置有一齿轮驱动组件。

进一步地，所述齿轮中心轴向支撑架方向延伸，所述支撑架向齿轮中心轴延伸方向向内凹陷形成凹槽，所述凹槽沿齿条方向延伸至小车壳体两侧位置。

进一步地，所述小车顶部两端还分别通过带轮组件固定有一卷帘门，所述卷帘门包括帘片与卷轴，所述带轮组件包括驱动电机、主动轮、从动轮以及皮带，所述驱动电机输出轴与主动轮，所述从动轮中心轴与所述卷轴固定，所述皮带卷附于所述主动轮与从动轮上。

进一步地，所述小车顶部还固定有一把手。

有益效果：

1、本发明结合无人机与无人车，单次配送多笔订单，小车结构简单，内部通过电机带动各部件运转，成本低。

2、本发明通过履带传动装置的传动带实现将盒体转送到无人机上，并通过电磁锁与盒体吸附实现盒体在传送带与无人机之间的来回运动，实现整个小车的全自动配送。

3、本发明无人机下的滑轨通过齿条与齿轮啮合实现滑板的移动，可防止滑板在小车运行过程中因颠簸滑落，防止智能小车故障。

4、本发明在小车顶部设置卷帘门，通过电机控制卷帘门的打开与关闭，这样方便卖家放入货物，节省空间，而且卷帘门不妨碍小车顶部把手的设计，结构简单，美观大方。

5、本发明为无人配送中外卖的管理，创新应用了不同尺寸的盒体，将外卖置入对应盒体，通过对盒体的管理，实现对不同外卖的管理，大大降低了对具体外卖管理的难度，简单易行。且小车内部盒体分为不同尺寸，商家可根据产品的大小选择合适的盒体，并且小车内部设计合理，结构紧凑，多个盒体实现单次配送多笔订单，节省人力且降低配送成本。

附图说明

图1为智能小车整体结构透视图；

图2为智能小车俯视图；

图3为履带传动装置将盒体传送到无人机上的示意图；

图4为滑动装置将无人机滑出小车壳体的俯视图；

图5为滑动装置与滑板结合正视细节图；

图6为滑动装置侧视放大图；

图7为智能小车卷帘门关闭时的状态图；

图8为智能小车卷帘门卷起一半时的状态图；

图9为无人机顶部的放置台结构示意图；

图10为无人机与放置台结合的侧视图。

其中，1-小车壳体，2-车轮，3-履带传动装置，301-第二驱动电机，302-主动滚筒，303-从动滚筒，304-传送带，305-支撑杆，4-盒体，401-铁环，402-铁块，403-LED灯，5-支撑架，6-滑动装置，601-齿条，602-凹槽，7-滑板，701-齿轮，702-第三驱动电机，703-主动齿轮，704-从动齿轮，705-齿轮中心轴，8-无人机，801-摄像头，9-放置台，901-第二电磁锁，10-推板，11-第一电磁锁，12-第一驱动电机，13-电池组，14-卷帘门，141-帘片，142-帘轴，143-从动轮，144-主动轮，145-皮带，146-第四驱动电机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的介绍。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明 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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”“若干”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，除非另有明确的限定。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。

本发明涉及无人配送技术领域，公开了一种智能小车与无人机组合的外卖无人配送智能小车，该小车包括小车壳体1、车轮2、动力装置，小车车轮2有6个，每侧设置3个车轮2，这样小车在行驶过程中如果出现颠簸，小车不容易侧翻。小车动力装置为电机带动，小车壳体1内部一端设置有电池组13，另一端固定有第一驱动电机12，电池组13与第一驱动电机12电性连接，第一驱动电机12的动力输出轴与小车其中一个车轮2连接，用于驱动小车前进或者后退，本发明中小车前进后退转弯等非本发明需要重点保护的点，其小车行驶过程为市面上常见的无人驾驶小车，此处不作详细赘述。

小车壳体1内支撑架5上水平设有多个履带传动装置3，其分布于小车壳体1内部的两端，在本实施例中，在小车壳体1内的两端分别固定一个方形的支撑架5，一端支撑架5上设置3个履带传动装置3，另一个支撑架5上设置2个履带传动装置3，履带传动装置3水平设置，其包括传送带驱动机构、主动滚筒302、从动滚筒303以及传送带304，本实施例传送带驱动机构为电驱动，使用第二驱动电机301驱动，其输出轴与主动滚筒302连接，主动滚筒302与从动滚筒303均转动连接在支撑架5上，如可通过轴承转动连接在支撑架5上。传送带304包裹于主动滚筒302与从动滚筒303上，这样，第二驱动电机301驱动主动滚筒302转动，带动传送带304传动，主动滚筒302与从动滚筒303之间还均匀的分布有若干个支撑杆305，支撑杆305直径与主动滚筒302、从动滚筒303直径相同，长度也相同，支撑杆305均固定在支撑架5上，这样支撑杆305可对传送带304起支撑作用，参见附图1与附图3。

履带传动装置3上放置有多个结构大小不同的盒体4，本实施例中，使用5个盒体4，其中三个盒体4尺寸相同，另两个盒体4尺寸也相同，三个盒体4为小号盒体4，两个盒体4为大号盒体4，但是本实施例并不限制盒体4尺寸的使用，可以根据实际需要调整盒体的大小。3个小号盒体4位于同一侧的支撑架5上的履带传动装置3上，2个大号盒体4位于另一侧的支撑架5上的履带传动装置3上。在小车壳体1中间位置设置一个可放置无人机8的滑板7，而滑板7通过支撑架5上设置的滑动装置6滑动连接，在滑板7上放置一台无人机8，而本实施例中，无人机8的顶端固定有一个放置台9，该放置台9通过支架固定在无人机8上，不影响无人机8的飞行，参见图10。放置台9的左右两侧贴近左右两端的履带传动装置3但是又不接触履带传动装置3，放置台9与履带传动装置3之间的间距小于盒体4的宽度，放置台9的高度与履带传动装置3高度相同。

在传送带304上还固定有一推板10，可通过焊接或者机械紧固等方式固定，推板10竖直设置，在推板10面向无人机8一侧的侧壁上焊接或机械紧固有至少一块第一电磁锁11，为了稳定盒体4，本实施方式中使用一对第一电磁锁11，分别位于推板10的上四分之一处与下四分之一位置处，当盒体4放置在传送带304上时，与推板10上第一电磁锁11对应的盒体4内壁上固定一铁环401，铁环401可与第一电磁锁11吸附在一起，传送带304传动的时候，推板10通过第一电磁锁11推动盒体4移动，直到盒体4移动到无人机8上面的放置台9上。

在放置台9中心位置固定有一第二电磁锁901，参见附图9，而盒体4底部中心位置与放置台9第二电磁锁901对应位置固定有一块铁块402，盒体4移动到无人机8上面的放置台9上时，第二电磁锁901与铁块402吸附在一起，第一电磁锁11与铁环401放开，放置盒体4吸附在放置台9上。

小车壳体1中间位置的滑动装置6为分别固定于两侧支撑架5上的齿条601，齿条601的齿口向上设置，齿口的背面通过焊接或者粘接或者紧固件方式固定在支撑架5上，齿条601轴向与传送带304传送方向垂直。放置无人机8的滑板7在靠近滑动装置6的两端转动连接有多个齿轮701，本实施例中使用6个齿轮701，每三个齿轮701位于滑板7一侧。齿轮701与齿条601啮合，并且齿轮中心轴705向支撑架5方向延伸，支撑架5在齿轮中心轴705延伸方向向内凹陷形成凹槽602，凹槽602沿齿条601方向延伸至小车壳体两侧位置。在6个齿轮701中的一个齿轮701上还设置有一齿轮驱动组件（本实施例中在滑板7一侧的三个齿轮701的中间齿轮上固定一个齿轮驱动组件，并且滑板滑出小车壳体的时候，中间齿轮701还位于小车壳体内），本实施例中使用电驱动，在滑板7底部固定有第三驱动电机702，其输出轴与一主动齿轮703连接，主动齿轮703与一从动齿轮704啮合，从动齿轮704的中心轴与齿轮中心轴705固定。用于驱动齿轮701转动，齿轮701转动可在齿条601上滚动，实现滑板7滑出滑动装置6，而齿轮中心轴705伸入支撑架5的凹槽602内齿轮701转动的时候，齿轮中心轴705不受影响，而且当滑板7滑出小车壳体时，齿轮中心轴705可以起支撑滑板7作用。

小车顶部两端还分别通过带轮组件固定有一卷帘门14，卷帘门14包括帘片141与卷轴142，带轮组件包括第四驱动电机146、主动轮144、从动轮143以及皮带145，第四驱动电机146输出轴与主动轮144连接，从动轮143中心轴与卷轴142固定，皮带145卷附于主动轮144与从动轮143上，小车尾部与顶部均有一个卷帘门14，这样第四驱动电机146同时驱动两端的卷帘门14工作，这样两侧卷帘门14同时向小车中间位置移动直到两帘片141接触在一起完成小车顶部卷帘门14关闭，在相向的卷帘门14的帘片141一端设置电磁铁，两者同时向中间移动时，通过中间的电磁铁吸附在一起。

小车一侧开设有一移门，且移门正对滑动装置6。本实施例中小车移门为市面上常见的电动移门，非本发明需要重点保护的功能，此处不作详细描述。

在小车顶部还固定有一把手15，该把手可集成有无人驾驶信息感测模块、信息终端处理模块、无人驾驶控制模块，而该三个模块均为现有技术，主要是控制小车前进、后退，以及处理相关订单信息，非本发明需要重点介绍保护的点，此处不作详细描述。把手15方便小车维护人员维护，小车没电的时候可通过把手15移动小车。在小车上还设置有一个控制器（图中未示出），各驱动电机均与其电性连接。通过控制器控制小车前进后退以及转弯等，该功能为常见的智能小车控制方法，此处不作赘述。

本实施方式中的驱动电机（第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机以及第四驱动电机）均为市面上常见的驱动电机，其型号可以为ZGA37RG。电磁锁（第一电磁锁、第二电磁锁）为市面上可购买到的磁力锁，本实施方式中使用型号为KT-L280的电子磁力锁。而本发明中的无人机可使用MIXONE油电混合无人机，其超飞重量为21kg，完全可以满足外卖配送要求。

本发明工作原理：

客户通过交互模块（如手机、pad、电脑）选取确定商品信息并付款，输入收货人信息、接单方式信息（下楼自取或无人机送达到门或送达到窗），同时交互模块生成收货二维码，无线通信模块将收货人信息、付款产品信息、传入后台服务器模块，后台服务器模块将客户付款信息、付款产品信息、收货人信息，通过无线通信模块传送给商家交互模块。

商家交互模块生成商家配货二维码，商家配货二维码对应商品信息和商家信息，商家通过交互模块选择盛放商品的盒体4的类型（即上述小车中小号盒体或大号盒体，此处设计小车时可根据需要设计，不一定是小号与大号，也可是3种型号的的盒体），通过无线通信模块将盒体类型传达给智能小车，智能小车分配盒体。无线通信模块将客户信息、商品信息、接单方式信息、客户收货二维码信息、商家信息、商家配货二维码，通过无线通信模块传达给智能小车上的控制器。

商家准备商品：智能小车根据获取的信息，抵达商家并等待。抵达后，智能小车将抵达信息、智能小车编号、分配的盒体编号信息通过无线通信模块，传送到商家交互模块，商家携带商品抵达智能小车。商家将配货二维码出示到智能小车二维码扫描装置正确位置（在智能小车车壁上还固定有一个二维码扫描装置，其与智能小车控制器电性连接），扫描并实现信息对接后后，智能小车上部卷帘车门打开（此时控制器控制第四驱动电机146转动实现卷帘门14的开启），商家根据系统分配的盒体编号信息选择对应的盒体打开，此处可在盒体4上设置一个LED灯403，智能小车根据商家选择的盒体尺寸分配盒体4，被选中的盒体4上的LED灯403显示为红色，此处如何控制LED灯亮与不亮不作详细赘述，为现有技术，非本发明需要重点保护的对象。

商家放入商品，盖上盒体4上盖，表示商家商品配货完成。盒体4内还可设置重力感应装置，如压力传感器，其型号为PT124G-210。小车控制器通过压力传感器感应商家是否配货完成，确认商家是否放入商品。智能小车通过无人驾驶模块，智能规划配送路线。

行驶过程中，智能小车将下一站盛有商品的盒体4通过履带传动装置3转移到无人机8上，即首先，控制器控制第三驱动电机702驱动滑板7滑动至需要配送的盒体4的履带传送装置4一侧，控制器控制第二驱动电机301带动传送带304传动，推板10推动盒体4移动至无人机8的放置台9上，此时控制器控制推板10上的第一电磁锁11关闭，开启放置台9上的第二电磁锁901，通过第二电磁锁901将盒体4固定到无人机8上。

智能小车通过后台服务器模块和无线通信模块将买家信息、收货二维码信息传输给无人机8。抵达小区后，智能小车通过通信系统和后台服务器系统向收货人拨打语音电话，通知收货人根据订货时选定的收货方式，做好收货准备，或者下楼或者打开门或者打开窗。小车抵达收货人楼下后，通知收货人收货。

智能小车打开侧壁的移门，滑板7带动无人机8通过滑动装置6将无人机8和盒体4推出车外（控制器控制第三驱动电机702转动，带动齿轮701在齿口相对设置的成对齿条601之间滚动），无人机8根据买家信息，将商品送达收货人门口或窗口，收货人出示收货二维码，在无人机上还固定有一个摄像头801，用于二维码识别，将二维码放到无人机8二维码扫描设备前扫描。若二维码和商品信息对应，则打开盒体4，收货人拿取货物后关闭盒体4，完成配送，货物拿取后控制器根据盒体4内的压力传感器判断货物是否拿取，货物拿取后则盒体4上的LED灯403关闭。

无人机返回，根据距离感应，小车获知无人机即将抵达时，控制器打开小车移门并通过第三驱动电机702驱动滑板7滑出小车外，无人机抵达后，降落到滑板7上，滑板7底部的第三驱动电机702反转实现滑板7回到智能小车内。

控制器控制滑板7移动到原来盒体4所在履带传动装置3处，通过传送带304推板10上的第一电磁锁11，将无人机8上的盒体4吸住，同时放开无人机8放置台9中心的第二电磁锁901，第二驱动电机301带动传送带304反向传动盒体4送回到原来位置。

若收货人为下楼自取，则收货人下楼，将收货二维码放到二维码扫描设备前，实现二维码识别（可在小车车顶位置设置一个与无人机8上相同的摄像机，用来二维码扫描），若二维码和商品信息对应，则控制器控制第四驱动电机146工作，智能小车顶部卷帘门14打开，且对应的盒体4打开，收货人拿走商品，盖上盒体4的盒盖，控制器根据盒体4压力传感器的压力值判断货物是否已经拿取，若已拿取，则控制器控制第四驱动电机146反向转动实现智能小车顶部卷帘门闭合，送货完成。然后智能小车进行下一个商品的配送或下一个商品的接单。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种智能无人配送小车，包括小车壳体（1）、车轮（2）、动力装置，其特征在于，所述小车壳体（1）内支撑架（5）上水平设有多个履带传动装置（3），其分布于所述小车壳体（1）内部的两端，所述履带传动装置（3）上放置有多个结构大小不同的盒体（4），所述小车壳体（1）中间通过滑动装置（6）设置有一滑板（7），所述滑板（7）上放置一顶部固定有放置台（9）的无人机（8），所述放置台（9）左右两侧分别靠近小车壳体（1）内部两端所述履带传动装置（3），其之间的间距小于盒体（4）宽度，所述放置台（9）高度与所述履带传动装置（3）高度相同；

所述滑动装置（6）为分别固定于两侧支撑架（5）上的齿条（601），所述齿条（601）齿口向上设置，所述滑板（7）靠近滑动装置（6）两端转动连接有多个齿轮（701），所述齿轮（701）与所述齿条（601）啮合，一个所述齿轮（701）上还设置有一齿轮驱动组件；所述齿轮（701）的齿轮中心轴（705）向支撑架（5）方向延伸，所述支撑架（5）向齿轮中心轴（705）延伸方向向内凹陷形成凹槽（602），所述凹槽（602）沿齿条（601）方向延伸至小车壳体两侧位置。

2.根据权利要求1所述的智能无人配送小车，其特征在于，所述履带传动装置（3）包括传送带驱动机构、主动滚筒（302）、从动滚筒（303）以及传送带（304），所述传送带驱动机构动力输出轴与主动滚筒（302）连接，所述主动滚筒（302）与从动滚筒（303）均转动连接于所述支撑架（5）上，所述传送带（304）包裹住所述主动滚筒（302）与从动滚筒（303）之间。

3.根据权利要求2所述的智能无人配送小车，其特征在于，所述主动滚筒（302）与所述从动滚筒（303）之间还均匀的分布有若干个支撑杆（305），所述支撑杆（305）固定于支撑架（5）上，其直径与所述主动滚筒（302）、从动滚筒（303）直径相同。

4.根据权利要求2所述的智能无人配送小车，其特征在于，所述传送带（304）上还固定有一推板（10），所述推板（10）上设有至少一块第一电磁锁（11），与所述第一电磁锁（11）高度对应的盒体（4）内壁上固定一铁环（401）。

5.根据权利要求4所述智能无人配送小车，其特征在于，所述放置台（9）中心位置固定有一第二电磁锁（901），所述盒体底部中心位置设置有与所述第二电磁锁（901）对应的铁块（402）。

6.根据权利要求1所述的智能无人配送小车，其特征在于，所述小车顶部两端还分别通过带轮组件固定有一卷帘门（14），所述卷帘门（14）包括帘片（141）与卷轴（142），所述带轮组件包括一驱动电机、主动轮（144）、从动轮（143）以及皮带（145），所述驱动电机输出轴与主动轮（144）连接，所述从动轮（143）中心轴与所述卷轴（142）固定，所述皮带（145）卷附于所述主动轮（144）与从动轮（143）上。

7.根据权利要求1所述的智能无人配送小车，其特征在于，所述小车顶部还固定有一把手（15）。

Images