物联网投递系统的设计

于铭汐 李春生 武传胜 马德欣

摘 要：近年来网络购物发展迅速，物流已成为主要矛盾，基于目前的情况，我司推出一种便捷、高效、快速的解决方案。

智能储物柜是一种新型的网络电子寄存柜，使电子商务网站与分布在各地的电子寄存柜形成一个完整的电子商务系统。电子商务网站通过网络对智能储物柜进行控制，用户可以通过网站或物流公司发送的密码，到柜子自行取物，大大降低了物流成本，也解放了顾客的时间。

关键词： 物联网；存放装置；快递

【中图分类号】 U652.1+2 【文献标识码】A 【文章编号】2236-1879（2017）05-0290-02

一、基本信息

智能储物柜是一款基于物联网的，能够将物品（快件）进行识别，暂存，监控和管理的设备。与PC服务器一起构建投递箱系统。PC服务器能够对本系统的各个存放装置进行统一化管理（如快递投递箱的信息，快件的信息，用户的信息等），并对各种信息进行整合分析处理。快递员将快件送达指定地点后，只需将其存入快递投递箱，系统便自动为用户发送一条短信，包括取件地址和验证码，用户在方便的时间到达该终端前输入验证码即可取出快件。该产品旨在为用户接收快件提供便利的时间和地点。

二、创新构思及方案

1、创新构思

为了更好的利用家庭空间，特别是对高层空间的利用。我们设计了智能储物柜，它的高度可至天花板，这样就能存储更多的物品，同时避免积灰。另外，为了提高存取物品的效率，排除人工存取高层物品的危险性，我们设计了用机械手臂来自动存取。考虑到物品的大小不一，对空间的需求不尽相同，我们在柜子上层设计了能够90°旋转的和自由升降的隔板，从而对储层空间进行调整，实现对不同体积物品的存放。总的来说，我们的作品就是为了更好的利用空间，方便人们对物品的存取和管理，节约人力和时间，提高存取物品的效率。

2、设计方案

多功能衣柜高度可至天花板。柜前是能移动的手臂，位于工作台上。通过丝杠可实现工作台左右移动及手臂上下移动。工作台上设有齿轮，用来调节手臂的水平转动。手臂上也装有齿条，用来实现手臂的收缩。所有丝杠的转动由电机来带动。柜前为操作区，有控制手臂移动的操作按钮，当要存取物品时，只需按按钮让手臂移动到指定的物品盒前，手臂靠磁力吸出盒子，然后取出里面的物品。顶层设计有可旋转的挡板，当需要存储大的物品时，只需按动按钮，让右边挡板向下旋转90°或让左边挡板向下降，即可实现两个存储层变为一个大存储层的功能

三、结构设计特点分析及创新设计说明

1、特点分析

本产品可有效的存放家居物品，作品结构简单，使用方便，操作灵活，环保，工作效率高，能大大减轻工作强度，提高工作的安全性。本产品可快速存取各种物品，它上层的位置可变挡板能够实现对空间体积的扩大，适合存放体积较大物品，实现物品存取多样化，极大地提高了空间利用率。柜前自由移动的手臂可实现自动把物品放在想要放的地方。采用支撑杆和丝杠来支撑工作台，并用丝杠来实现左右移动。工作台上的齿轮可调节手臂的水平转动，以便更好地取放物品。同时，工作台上面也竖有丝杠，用来控制手臂的上下移动，丝杠两边有立柱，起固定作用。这样就实现了准确的定位，即可把物品放到想要放的地方。所有丝杠及齿轮的转动都由电机来带动。上层隔板采用可旋转和可升降设计，能灵活的改变空间大小。当需要放较大物品时，即可把左边隔板向下旋转90°，或使右边隔板下降，实现两层变一层。左边隔板的旋转由链拉来实现，可灵活、轻巧的完成旋转工作，右边隔板的升降使用丝杠来实现。柜前左边为操作区，采用按钮控制电机的转动及隔板的旋转、升降，简便易操作。本产品整体工作效率高，操作简单，通过简单的按钮即可实现对物品高效的存取，可以说对物品的存取实现了高度自动化。

2、创新说明

（1）采用相互垂直的丝杠来实现手臂的左右移动，能准確快速的存取物品。避免了人工存取物品的繁杂和危险，提高了工作效率。

（2）采用全自动的工作方式，只需操作按钮即可实现对物品的自动分类存取，简单易操作。

（3）本产品充分利用了普通储物柜所没用到的高层空间，大大的提高了空间利用率。释放出了地面空间。

（4）工作全程节电，环保，噪音小，更好的能实现了大家对低碳生活的追求。

（5）上层隔板为可旋转和可升降隔板，旋转轻便、灵活，适合存放体积较大物品，充分考虑了需要存放不同体积物品的需要。

四、主要功能及工作原理

1、主要功能指标

手臂由左至右移动时间：5s

手臂由上至下移动时间：4s

隔板下放时间：2s

隔板升降时间：2s

功能：存取各种物品

操作方式：按钮操作

2、工作原理

柜前的机械手臂位于工作台上，靠丝杠和立柱来固定，并由丝杠实现工作台左右移动，竖直方向也采用丝杠来带动手臂的上下移动。工作台由底层丝杠和水平杆支撑着，它上面的齿轮可用来调节手臂水平方向的转动。手臂为长条形，它上面也装有齿条，和竖直方向的丝杠正交，可以调节手臂与柜子间的距离。这样，就能实现将物品自动放入柜子中指定的地方。柜子顶层的容积是可变的，两排两个挡板工作原理各不相同，一侧为丝杠带动的升降式运动，一侧是用链拉的旋转运动。两种方式都能实现隔层容积的变化，为人们存储不同体积的物品提供方便。工作全程为自动化控制，提高了工作效率。工作全程由程序控制，程序图如下。

五、运动及动力分析

柜前的工作台可左、右移动，固定于它上面的手臂可上、下移动。同时，手臂可以靠丝杠和齒轮实现转向和伸缩运动。上层隔板的运动分为旋转运动和上下运动，左边隔板靠丝杠实现上下移动，右边隔板靠链拉实现旋转运动。由电能产生工作动力，通过电能带动电机转动，电机带动丝杠和齿轮的转动，由程序控制工作。

六、市场化分析及应用前景

据新浪网等各大网站调查统计，2011-06-25全国有超过百万人住在小户型的家庭里。家庭的日趋小型化也成为人们的居住特点。这一特点在我国的二三线城市更为突出，而小户型家庭的最大缺点就是没有足够的储物空间。要做到“麻雀虽小，五脏俱全”同时兼具居室的丰富层次感，就要充分利用空中空间，让地面空间释放出来，人们才能生活的舒适。而我们设计的多功能衣柜恰好顺应了这种趋势，直到天花板的高度，使上层空间得以充分利用。一定会受到小户型家庭的喜爱。再加上它的自动存储功能，大大提高了工作效率。这样，我们的产品不但能节约大量的空间，存储更多的东西，而且还集安全，高效率，自动化于一身，可以说是填补了市场上此类机械的空白。另外，本产品结构简单，用料省，零部件均较为常见，无昂贵部件，制作成本低，工作过程安全，可靠。无疑有很强的实用性。

本产品用来自动存储家用物品，可存储多种物品，特别是它的可变容积，能满足人们的多样化需求。在做什么事都讲究效率的今天，本产品无疑能帮助人们节省大量时间和空间。目前市场上的储物柜，基本上都不能实现自动化存取物品和体积变化的功能，再加上本产品操作简单，应用范围广，可以说有良好的应用前景。

辽宁科技大学大学生创新创业训练计划项目