一种家用智能仓库管理系统及方法技术方案

一种家用智能仓库管理系统，包括舱室和装置底盘，舱室位于装置底盘上；还设有传动机构、抓取机构和控制机构。一种家用智能仓库管理方法，基于上述家用智能管理系统，包括如下操作：用户通过独立键盘键入命令，计算抓取机构与目标仓盒的位置差值；通过位置差值，系统输出相应的转矩控制命令，直至抓取机构与目标位置差值为零；抓取机构完成抓取动作后，将目标仓盒移动至新的目标位置；等待用户键入新的操作命令，并重复上述过程。本发明专利技术将传统复杂的货物抓取机构简化为抓取平台，以平台的空间移动实现复杂的抓取动作。本发明专利技术适用于家庭储物领域，以使得仓库管理更便利，更易于管理大批量物品。

A household intelligent warehouse management system and method

The utility model relates to a household intelligent warehouse management system, which comprises a cabin and a device chassis, the cabin is located on the device chassis, and is also provided with a transmission mechanism, a grabbing mechanism and a control mechanism. A household intelligent warehouse management method based on the above household intelligent management system includes the following operations: the position difference between the grabbing mechanism and the target warehouse box is calculated by inputting commands through an independent keyboard; the corresponding torque control commands are output by the system through the position difference until the position difference between the grabbing mechanism and the target is zero. After the grabbing mechanism completes the grabbing action, it moves the target bin box to the new target position, waits for the user to type in the new operation command, and repeats the above process. The invention simplifies the traditional complex cargo grabbing mechanism into a grabbing platform, and realizes the complicated grabbing action by the spatial movement of the platform. The invention is applicable to the field of household storage, so as to make warehouse management more convenient and easier to manage large quantities of articles.

【技术实现步骤摘要】
一种家用智能仓库管理系统及方法
本专利技术涉及仓库管理
，具体涉及一种家用智能仓库管理系统及方法。
技术介绍
传统的仓库管理主要面向大型企业的大规模货物存储，而仓储管理系统中的机械机构受到空间、噪声、成本等因素限制，并不适用于小型储存领域，尤其不适合在家庭住房中安装使用。随着物质生活水平的不断提高，大众对家用仓库管理的需求渐渐凸显。在家庭仓库管理应用场合，对仓库管理提出了小型化、机械结构简洁、机构紧凑、存取效率高、噪音低、功耗低、移动控制精度高等要求。
技术实现思路
为了满足上述要求，本专利技术提供一种家用智能仓库管理系统及方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种家用智能仓库管理系统，包括舱室和装置底盘，所述舱室位于所述装置底盘上，所述舱室设有若干个舱室单元，每个舱室单元用于对应存储一个仓盒。所述家用智能仓库管理系统还设有传动机构、抓取机构、控制机构和测距挡板，所述测距挡板位于所述装置底盘的边缘处，且与所述舱室相接；所述传动机构用于控制所述抓取机构在三维坐标系的X、Y、Z轴方向上运动，所述抓取机构用于抓取相应位置舱室单元内存储的仓盒；所述控制机构用于控制所述传动机构和抓取机构的工作；所述舱室与三维坐标系的水平X轴方向平行，每个舱室单元的开口方向与三维坐标系的水平Y轴方向一致。所述传动机构包括水平传动机构和竖直传动机构，所述水平传动机构和竖直传动机构上分别设一个步进电机；所述竖直传动机构与所述水平传动机构相配合，所述水平传动机构驱动所述竖直传动机构在三维坐标系的水平X轴方向上的直线移动。所述抓取机构包括U形的支架III、滑块III、抓取平台和驱动电机，所述支架III与所述滑块III相配合，所述滑块III可在所述支架III内沿三维坐标系的水平Y轴方向做直线移动；所述抓取平台固定在所述滑块III的顶部；所述抓取机构还包括两个测距传感器，一个测距传感器用于感知所述抓取平台与所述装置底盘之间的竖直距离，另一个测距传感器用于感知所述抓取平台与所述测距挡板之间的水平距离。所述抓取机构与所述竖直传动机构相配合，所述竖直传动机构驱动所述抓取机构在三维坐标系的竖直Z轴方向上做直线移动。工作时，所述控制机构根据输入的工作指令控制步进电机、测距传感器和所述驱动电机的工作；所述水平传动机构驱动所述竖直传动机构在三维坐标系的水平X轴方向上做直线移动，所述竖直传动机构驱动所述抓取机构在三维坐标系的竖直Z轴方向上做直线运动，所述抓取机构中的所述抓取平台在三维坐标系的水平Y轴方向上做直线运动；进而实现所述抓取平台对所述仓盒的抓取和移动。作为优化方案，所述仓盒为敞口盒体状，四个侧面中的两个对立侧面垂直向下延伸出延伸部，所述延伸部的高度与未延伸的两个侧面高度相同，未延伸的两个侧面之间形成预留空隙。所述抓取平台呈板状，所述抓取平台上设有抓取前端；所述抓取前端的前部收窄呈梯形板状，所述抓取前端顶部设有一对相互平行的限位凸块，两个限位凸块之间形成一限位槽；所述限位槽与所述仓盒的底部相匹配。作为优化方案，水平传动机构包括U形的支架Ⅰ和滑块Ⅰ，滑块Ⅰ通过两根滑杆Ⅰ和一根蜗杆Ⅰ限位在支架Ⅰ的两个侧面之间，支架Ⅰ、滑杆Ⅰ和蜗杆Ⅰ呈水平布置，支架Ⅰ横跨固定在装置底盘的表面上；竖直传动机构包括U形的支架Ⅱ和滑块Ⅱ，滑块Ⅱ通过两根滑杆Ⅱ和一根蜗杆Ⅱ限位在支架Ⅱ的两个侧面之间，支架Ⅱ、滑杆Ⅱ和蜗杆Ⅱ呈竖直布置，支架Ⅱ固定在滑块Ⅰ的顶面上；每个步进电机分别通过联轴器与蜗杆Ⅰ、蜗杆Ⅱ连接。作为优化方案，滑块III通过两根滑杆III和一根蜗杆III限位在支架III的两个侧面之间，支架III、滑杆III和蜗杆III呈水平布置，抓取机构通过L形的连接板固定在竖直传动机构上：支架III的水平部分固定在连接板的水平部分上，连接板的竖直部分固定在滑块Ⅱ上；驱动电机固定在支架III靠近连接板的一侧，蜗杆III通过联轴器与驱动电机连接。作为优化方案，控制机构包括显示装置，独立键盘，微处理器，存储单元和稳压模块；微处理器与步进电机、显示装置、独立键盘、存储单元、测距传感器和驱动电机通讯连接；稳压模块稳定输出稳定直流电压，为步进电机、控制机构、测距传感器和驱动电机供电。一种家用智能仓库的家用智能管理系统，包括如下操作：步骤S101，控制机构根据控制命令计算目标仓盒与抓取机构之间的位置差值Ⅰ；步骤S102，控制机构根据位置差值Ⅰ，输出相应的转矩控制命令，步进电机和驱动电机执行转矩控制命令，并不断循环该过程，直至位置差值Ⅰ为零，控制机构输出转矩控制命令为空，抓取机构到达目标位置；步骤S103，抓取机构执行抓取动作，抓取目标仓盒；步骤S104，控制机构根据控制命令计算目标仓盒与拿取区域之间的位置差值Ⅱ；步骤S105，控制机构根据位置差值Ⅱ，输出相应的转矩控制命令，步进电机和驱动电机执行转矩控制命令，并不断循环该过程，直至位置差值为零，控制机构输出转矩控制命令为空，抓取机构到达拿取区域，目标仓盒被拿取；步骤S106，控制机构等待新的控制命令，重复上述过程。作为优化方案，步骤S101中，用户键入命令，微处理器通过独立键盘和显示装置接收控制命令，并生成目标仓盒的信息；微处理器将目标仓盒的信息读写至存储单元，获得目标仓盒的位置，同时微处理器读取测距传感器的回传信息，获得抓取机构的位置；微处理器计算目标仓盒与抓取机构之间的位置差值Ⅰ。作为优化方案，步骤S101中，存储单元用于记录仓库内每个仓盒的存储信息，存储信息包括货物名称、存取日期记录、存取数量记录以及其他可供用户自定义的货物信息。作为优化方案，步骤S103中，抓取机构执行抓取动作的具体过程为：抓取平台运动至目标仓盒的下方预留空隙处，并使目标仓盒位于抓取平台上的两个限位槽之间；滑块Ⅱ带动抓取平台向上将目标仓盒抬起，滑块III带动抓取平台将目标仓盒拖出。本专利技术的有益效果包括：1.本专利技术将传统复杂的货物抓取机构简化为抓取平台，以平台的空间移动实现复杂的抓取动作。在抓取机构移动过程中，装配于抓取机构下方的两个测距传感器用以感知抓取机构当前位置，微处理器通过由传感器获取的当前位置与目标仓盒的位置之间的位移偏差量，通过算法实现位置逼近，以实现精确移动控制，实际控制中采用步进电机控制抓取机构的空间位置。本专利技术结构紧凑简洁，便于实现，可复制性强，功率小，噪音低，精度高。本专利技术可实现高效率的存取动作，且对仓库内物品实现智能化记录状态与管理，并具有友好的人机交互界面方便日常管理。本专利技术适用于家庭储物领域，以使得仓库管理更便利，更易于管理大批量物品。2.本专利技术还设计了专门的存储设备用以用户对货物信息进行管理查询，用户可自定义每舱室内的货物属性，系统便可自动管理舱室对应货物的数据信息。3.平台上放置了与仓盒宽度一致的限位槽，避免重复取用仓盒时，造成仓盒的位置发生变化。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图。图2为本专利技术伺服机构的主视图。图3为抓取机构与连接板的结构示意图。图4为仓盒的结构示意图。图5为本专利技术逻辑流程图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-舱室，11-仓盒，111-延伸部，2-装置底盘，3-传动机构，31-水平传动机构，311-支架Ⅰ，312-滑块Ⅰ，313-滑杆Ⅰ，314-蜗杆Ⅰ，32-竖直传动机构，321-支架Ⅱ，3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种家用智能仓库管理系统，包括舱室(1)和装置底盘(2)，所述舱室(1)位于所述装置底盘(2)上，所述舱室(1)设有若干个舱室单元，每个舱室单元用于对应存储一个仓盒(11)；其特征在于：所述家用智能仓库管理系统还设有传动机构(3)、抓取机构(6)、控制机构(5)和测距挡板(9)，所述测距挡板(9)位于所述装置底盘(2)的边缘处，且与所述舱室(1)相接；所述传动机构(3)用于控制所述抓取机构(6)在三维坐标系的X、Y、Z轴方向上运动，所述抓取机构(6)用于抓取相应位置舱室单元内存储的仓盒(11)；所述控制机构(5)用于控制所述传动机构(3)和抓取机构(6)的工作；所述舱室(1)与三维坐标系的水平X轴方向平行，每个舱室单元的开口方向与三维坐标系的水平Y轴方向一致；所述传动机构(3)包括水平传动机构(31)和竖直传动机构(32)，所述水平传动机构(31)和竖直传动机构(32)上分别设一个步进电机(33)；所述竖直传动机构(32)与所述水平传动机构(31)相配合，所述水平传动机构(31)驱动所述竖直传动机构(32)在三维坐标系的水平X轴方向上的直线移动；所述抓取机构(6)包括U形的支架III(61)、滑块III(62)、抓取平台(63)和驱动电机(8)，所述支架III(61)与所述滑块III(62)相配合，所述滑块III(62)可在所述支架III(61)内沿三维坐标系的水平Y轴方向做直线移动；所述抓取平台(63)固定在所述滑块III(62)的顶部；所述抓取机构(6)还包括两个测距传感器(7)，一个测距传感器(7)用于感知所述抓取平台(63)与所述装置底盘(2)之间的竖直距离，另一个测距传感器(7)用于感知所述抓取平台(63)与所述测距挡板(9)之间的水平距离；所述抓取机构(6)与所述竖直传动机构(32)相配合，所述竖直传动机构(32)驱动所述抓取机构(6)在三维坐标系的竖直Z轴方向上做直线移动；工作时，所述控制机构(5)根据输入的工作指令控制步进电机(33)、测距传感器(7)和所述驱动电机(8)的工作；所述水平传动机构(31)驱动所述竖直传动机构(32)在三维坐标系的水平X轴方向上做直线移动，所述竖直传动机构(32)驱动所述抓取机构(6)在三维坐标系的竖直Z轴方向上做直线运动，所述抓取机构(6)中的所述抓取平台(63)在三维坐标系的水平Y轴方向上做直线运动；进而实现所述抓取平台(63)对所述仓盒(11)的抓取和移动。...

【技术特征摘要】
1.一种家用智能仓库管理系统，包括舱室(1)和装置底盘(2)，所述舱室(1)位于所述装置底盘(2)上，所述舱室(1)设有若干个舱室单元，每个舱室单元用于对应存储一个仓盒(11)；其特征在于：所述家用智能仓库管理系统还设有传动机构(3)、抓取机构(6)、控制机构(5)和测距挡板(9)，所述测距挡板(9)位于所述装置底盘(2)的边缘处，且与所述舱室(1)相接；所述传动机构(3)用于控制所述抓取机构(6)在三维坐标系的X、Y、Z轴方向上运动，所述抓取机构(6)用于抓取相应位置舱室单元内存储的仓盒(11)；所述控制机构(5)用于控制所述传动机构(3)和抓取机构(6)的工作；所述舱室(1)与三维坐标系的水平X轴方向平行，每个舱室单元的开口方向与三维坐标系的水平Y轴方向一致；所述传动机构(3)包括水平传动机构(31)和竖直传动机构(32)，所述水平传动机构(31)和竖直传动机构(32)上分别设一个步进电机(33)；所述竖直传动机构(32)与所述水平传动机构(31)相配合，所述水平传动机构(31)驱动所述竖直传动机构(32)在三维坐标系的水平X轴方向上的直线移动；所述抓取机构(6)包括U形的支架III(61)、滑块III(62)、抓取平台(63)和驱动电机(8)，所述支架III(61)与所述滑块III(62)相配合，所述滑块III(62)可在所述支架III(61)内沿三维坐标系的水平Y轴方向做直线移动；所述抓取平台(63)固定在所述滑块III(62)的顶部；所述抓取机构(6)还包括两个测距传感器(7)，一个测距传感器(7)用于感知所述抓取平台(63)与所述装置底盘(2)之间的竖直距离，另一个测距传感器(7)用于感知所述抓取平台(63)与所述测距挡板(9)之间的水平距离；所述抓取机构(6)与所述竖直传动机构(32)相配合，所述竖直传动机构(32)驱动所述抓取机构(6)在三维坐标系的竖直Z轴方向上做直线移动；工作时，所述控制机构(5)根据输入的工作指令控制步进电机(33)、测距传感器(7)和所述驱动电机(8)的工作；所述水平传动机构(31)驱动所述竖直传动机构(32)在三维坐标系的水平X轴方向上做直线移动，所述竖直传动机构(32)驱动所述抓取机构(6)在三维坐标系的竖直Z轴方向上做直线运动，所述抓取机构(6)中的所述抓取平台(63)在三维坐标系的水平Y轴方向上做直线运动；进而实现所述抓取平台(63)对所述仓盒(11)的抓取和移动。2.根据权利要求1所述的家用智能仓库管理系统，其特征在于：所述仓盒(11)为敞口盒体状，四个侧面中的两个对立侧面垂直向下延伸出延伸部(111)，所述延伸部(111)的高度与未延伸的两个侧面高度相同，未延伸的两个侧面之间形成预留空隙；所述抓取平台(63)呈板状，所述抓取平台(63)上设有抓取前端(631)；所述抓取前端(631)的前部收窄呈梯形板状，所述抓取前端(631)顶部设有一对相互平行的限位凸块(632)，两个限位凸块(632)之间形成一限位槽；所述限位槽与所述仓盒(11)的底部相匹配。3.根据权利要求1所述的家用智能仓库管理系统，其特征在于：所述水平传动机构(31)包括U形的支架Ⅰ(311)和滑块Ⅰ(312)，所述滑块Ⅰ(312)通过两根滑杆Ⅰ(313)和一根蜗杆Ⅰ(314)限位在所述支架Ⅰ(311)的两个侧面之间，所述支架Ⅰ(311)、滑杆Ⅰ(313)和蜗杆Ⅰ(314)呈水平布置，所述支架Ⅰ(311)横跨固定在所述装置底盘(2)的表面上；所述竖直传动机构(32)包括U形的支架Ⅱ(321)和滑块Ⅱ(322)，所述滑块Ⅱ(322)通过两根滑杆Ⅱ(323)和一根蜗杆Ⅱ(324)限位在所述支架Ⅱ(321)的两个侧面之间，所述支...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂华，姜凯，盛超，常仁闯，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34