一种运用齿轮啮和原理设计的垂直回转式快递柜的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种运用齿轮啮和原理设计的垂直回转式快递柜，满足填件、储件、取件多种需求，该快递柜包括动力传输装置、垂直回转装置、齿轮啮合控制装置；所述垂直回转装置包括储件箱及储件箱外壁上的回转连杆、环形导轨连杆、回转连杆联轴、固连联销、接近开关、动力链轮(包含动力链轮I、II、III)、从动链轮(包含从动链轮I、II、III)、环形导轨(包含环形导轨I、II、III)、连轴；所述动力链轮安装于机架下端，从动链轮安装于机架上端，以起到传输动力的作用；储件箱安装于整个装置的搭载履带上，回转连杆联轴位于储件箱的两侧中上部，承接储件箱与回转连杆。
【专利说明】
一种运用齿轮啮和原理设计的垂直回转式快递柜
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种运用齿轮啮和原理设计的垂直回转式快递柜。
【背景技术】
[0002]垂直回转快递柜(Adesign with the principle of the clutch of verticalrotary express delivery ark)主要借用齿轮嗤和原理完成不同齿轮间的嗤合，同时在齿轮周围加入保护装置，使齿轮啮合控制装置工作时不会因为运行不当而导致齿轮啮合不完全。
[0003]本实用新型与助力填充装置、自动定位扫码装置及智能服务终端配套使用，当快件在助力填充装置上由传送至快递柜进件口处时，自动定位扫码装置自动定位扫码装置扫描快递单号并将其信息传递至智能服务终端，快件在进入储件柜。收件人在取件时输入取件码，与之对应的回转装置的分支回转，将快件转至取件口处。现有的垂直回转柜体型巨大，没有用于快递行业的，因此我团队在参照前人经验的基础上设计并添加了相关机构，研发了一块适用于快递行业的垂直回转柜。
[0004]目前国内外没有用于配送用途的垂直回转柜，瑞士卡迪斯(KARDEX)系统有限公司研发的一款卡迪斯垂直回转式货柜，该货柜由一系列货架组成，可根据指令循环转动在存储过程中，将所存物品及托盘视为托盘模块，系统根据模块的大小，将其分配到合适的存储单元空间。具体实施中，在存储区主支承立柱上预先设置若干托架，形成若干存储单元，存储空间内不设有限制存储单元的高度的横梁，即存储单元不固定分配给任何托盘，托盘模块经过操作窗口的过程中，系统检测模块的最大高度，按照最大空间利用率原则，选择一组合适的存储单元空间，分配给托盘模块。同样也可以设计横向不限定的存储单元，或两者结合的货架。但是该回转柜高度由3000毫米到4000毫米间，宽度由2000毫米到3000毫米，主要用于大规模工业和办公物流系统，没有涉足快递行业。
[0005]另外，北京鸿瑞智达科技有限公司研发了一款“瑞酷系列RDA-H10”智能回转档案柜，其上位机发出批量录入或录出的档案条码队列，并显示在显示屏上，同时档案柜斗自动运行到目的层，扫描后放进或取出一本档案，队列中会相应地取消该条码，直至本层档案操作过程完毕后档案柜会自动运行到有其它任务的另一目的层；自动档案柜具备上位机和本地机自动盘库功能，接收到上位机发出的盘库指令后本地机进入盘库工作程序，盘库工作中，后台扫码器每扫描到一个条码就会将柜号、层号、条码发送给上位机，直至盘库结束或被中断。如需单柜单独进行盘库时，可在该柜本地机发出盘库指令进行盘库，并将盘库结果上传至上位机。该快递柜共有十层，净重300千克，主要用于干部人事、财务综合等各种档案管理，并且每个档案柜的规格都相同。由于上述规格尺寸、质量、材质等特点，该产品并不能作为快递柜使用。因此垂直式快递回转柜在国内外市场上均留有很大空白。
[0006]针对这一系列问题，我团队根据垂直回转原理与齿轮啮和原理设计了一款适用于快递行业的智能垂直回转柜:快件通过进件口处助力填充装置进入储件箱中，且进件口处装有自动定位扫码装置，能够自动扫描快递单号，并能将信息传递给智能服务终端，该智能服务终端对快件随机编码，将编码信息发送给收件人，使传达信息过程简化;通过环形导轨使储件柜在回转过程中不发生前后摇摆现象，更牢固，更平稳;通过齿轮啮合控制装置实现不同齿轮间的自动啮合。在动力方面，通过齿轮、皮带以及连杆等机械机构不仅减少了电机的数量，而且也很好的控制了运行速度，提高了可控性。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型为将垂直回转装置应用于快递行业中，设计研发了一种新型的快递回转柜，加入了新的传动机构以解决上述问题。
[0008]本实用新型的技术方案是这样实现的:一种运用齿轮啮和原理设计的垂直回转式快递柜，包括机架、动力传输装置、垂直回转装置、齿轮啮合控制装置；
[0009]所述动力传输装置包括搭载履带、动力齿轮(包含动力齿轮1、11、111)、从动齿轮(包含从动齿轮Ι、Π、ΙΙΙ)、一级轴承、一级连轴、二级轴承、二级连轴、三级轴承、三级连轴；
[0010]所述搭载履带安装于动力链轮和从动链轮上，带动动力链轮转动，进而使搭载履带运转工作;动力齿轮安装于一级连轴上，一级轴承安装于机架中，支撑一级连轴，动力齿轮转动带动一级连轴转动，动力齿轮固连于一级连轴;二级轴承安装于机架中，支撑二级连轴，二级连轴安装于一级连轴上方，摇柄齿轮转动带动二级连轴转动。三级连轴安装于一级连轴下方，从动齿轮与三级连轴固连。三级轴承安装于机架中，支撑三级连轴运动。
[0011]优选的，所述垂直回转装置包括储件箱及储件箱外壁上的回转连杆、环形导轨连杆、回转连杆联轴、固连联销、接近开关、动力链轮(包含动力链轮1、I1、III)、从动链轮(包含从动链轮Ι、ΙΙ、ΙΙΙ)、环形导轨(包含环形导轨Ι、ΙΙ、ΙΙΙ)、连轴；
[0012]所述动力链轮安装于机架下端，从动链轮安装于机架上端，以起到传输动力的作用;储件箱安装于整个装置的搭载履带上，回转连杆联轴位于储件箱的两侧中上部，承接储件箱与回转连杆;接近开关位于储件箱外侧，起到定位储件箱的作用;环形导轨安装于储件箱导路的两侧，以起到使箱体平稳运行的作用；回转连杆安装于储件箱两侧的回转连杆联轴上，以起到使储件箱在自身重力作用下保持水平运转的作用;连轴与储件箱相连，环形导轨连杆安装于储件箱连轴下部，连杆外端安有滑轮可沿环形导轨滑动，以起到使储件箱平稳运行的作用；固连联销安装于搭载履带上，用于固连储件箱和搭载履带。
[0013]优选的，所述齿轮啮合控制装置包括电机、传动螺杆、啮合齿轮、传动摇柄、摇柄齿轮、同步带；
[0014]电机安装在机架上，由PLC控制，同步带套于传动螺杆与电机上，起到传动作用;传动螺杆安装于电机后侧，与摇柄齿轮啮合;摇柄齿轮与传动摇柄固连于机架，可带动传动摇柄运动;啮合齿轮安装于传动摇柄下端，可随传动摇柄运动，实现动力齿轮和从动齿轮的啮入口 O
[0015]本实用新型的有益技术效果如下:
[0016]其一:在动力方面通过齿轮、链条及链轮等机械机构不仅减少了电机的数量，而且也很好地控制了运行速度，提高了可控性。
[0017]其二;该快递柜根据实际情况设置不同大小的箱体。不仅能够实现大小不同的快件的存放，而且设有快递代寄专柜，可满足不同客户的需求。
[0018]其三:通过设置活动连轴，使储件箱在运行过程中一直保持水平，便于快递填充与拿取。
[0019]其四:在传动系统采用齿轮啮合控制装置能实现不同型号箱体的单独回转。
[0020]其五:在回转系统中设置了环形导轨，箱体在链条作用下回转，箱体两侧设置固定滑轮可沿轨道运行，避免箱体在运行过程中前后晃动。
[0021]其六:垂直式回转结构在实现高效智能储件的同时增大了原快递柜的容量，能最大程度地利用空间。且机构轻型简单，便于拆装维护，同时成本低，可靠性强。
[0022]其七:本发明涉及三组装置，按照储件箱规格不同配套相应的装置，每一组装置独立运行，互不干扰，节省能源。
[0023]其八:本发明还可根据需要增设多组装置，以使本发明实现效益更大化。
【附图说明】
[0024]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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本实用新型的结构不意图；
[0026]图2为本实用新型的垂直回转装置动力传输示意图；
[0027]图3为本实用新型的垂直回转装置结构示意图；
[0028]图4为本实用新型的动力传输装置结构示意图；
[0029]图5为本实用新型的齿轮啮合控制装置结构示意图；
[0030]图6为本实用新型储件箱运动轨迹图；
[0031 ]图7为本实用新型储件箱回转连杆的左侧示意图；
[0032]图8为本实用新型储件箱回转连杆的轴测示意图；
[0033]图9为本实用新型的垂直回转装置外部整体结构示意图；
[0034]其中:1-储件箱III;2-从动连轴III;3-从动链轮III;4-机架；5-储件箱II;6-电机;7-控制面板;9-动力链轮III; 10-动力齿轮II; 11-环形导轨连杆I; 12-环形导轨I; 13-三级轴承；14-三级连轴I ； 15-—级轴承；16-二级轴承；17-—级连轴；18-二级连轴；19-动力齿轮I; 20-传动链条;21-搭载履带;22-回转连杆I; 23-储件箱I; 24-从动链轮II; 25-从动连轴II; 26-动力链条III;27-动力链条II; 28-搭载连杆III; 29-搭载连杆II; 30-动力连轴III;31-动力连轴II; 32-动力链轮II; 33-动力链轮I;34-动力链条I; 35-搭载连杆I;36-从动链轮I ;37_从动连轴I ;38_回转连杆联轴;40-环形导轨III ;41_环形导轨II ;42_固定支架;43-步进电机;48-从动齿轮I; 49-啮合齿轮I; 50-传动摇柄；51-摇柄齿轮;52-同步带；53-传动螺杆;54-电机支架;55-回转连杆II; 56-环形导轨连杆II; 57-回转连杆III; 58-环形导轨连杆III;68-接近开关I; 71-接近开关II;动力齿轮172。
【具体实施方式】
[0035]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。
[0036]下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明，由图1至图9可知，一种运用齿轮啮和原理设计的垂直回转式快递柜包括机架、动力传输装置、垂直回转装置、齿轮啮合控制装置。
[0037]所述动力传输装置包括搭载履带21、动力齿轮(包含动力齿轮1、I1、III)、从动齿轮(包含从动齿轮Ι、Π、ΙΙΙ)、一级轴承15、一级连轴17、二级连轴18、三级连轴14等。以储件箱I所在垂直回转装置为例，其余两组装置运转形式相同。一级轴承15安装于机架4中，支撑一级连轴17，动力齿轮172转动带动一级连轴17转动，动力齿轮172固连于一级连轴17; 二级轴承16安装于机架4中，支撑二级连轴18，摇柄齿轮51转动带动二级连轴18转动，摇柄齿轮51固连于一级连轴17; 二级轴承16安装于机架4中，支撑二级连轴18，二级连轴18安装于一级连轴17上方。由步进电机43控制的同步带52使传动螺杆53运动，带动摇柄齿轮51转动，摇柄齿轮51转动带动二级连轴18转动，摇柄齿轮51固连于一级连轴17且固连于传动摇柄50，从而带动传动摇柄50另一端的啮合齿轮149的运动，使得啮合齿轮149运动至啮合处，实现动力齿轮172与从动齿轮148的啮合，与从动齿轮148固连的三级连轴114转动起来从而带动动力链轮133的转动，动力链轮133通过链条传动使从动链轮136转动完成动力传输。
[0038]所述垂直回转装置包括运用自平衡原理设计的储件箱23、5、I(包含储件箱1、I1、III)及其外壁上的回转连杆22、55、57(包含回转连杆Ι、ΙΙ、ΙΙΙ)，环形导轨连杆11、56、58(包含环形导轨连杆1、I1、III)，回转连杆联轴38、固连联销39，接近开关II 71、动力链轮9、32、33(包含动力链轮Ι、ΙΙ、ΙΙΙ)、从动链轮3、24、36(包含从动链轮Ι、ΙΙ、ΙΙΙ)、环形导轨12、40、41(包含环形导轨Ι、ΙΙ、ΙΙΙ)、连轴等。
[0039]以储件箱123所在垂直回转装置为例:
[0040]所述动力链轮133安装于机架4外侧底端，与动力源相连接;从动链轮136安装于机架4上端，以起到传输动力的作用;其中运用自平衡原理设计的储件箱123安装于整个装置的搭载履带21上，回转连杆联轴38位于储件箱123的两侧中上部，承接储件箱123与回转连杆;接近开关168位于储件箱123外侧，起到定位储件箱123的作用;环形导轨112安装于储件箱123导路的两侧，以起到使箱体平稳运行的作用；回转连杆安装于储件箱123两侧的回转连杆联轴上，以起到使储件箱123在自身重力作用下保持水平运转的作用;环形导轨连杆安装于储件箱123连轴下部，环形导轨连杆外端安有滑轮可沿环形导轨112滑动，以起到使储件箱123平稳运行的作用；固连联销39安装于搭载履带21上，用于固连储件箱123和搭载履带21。
[0041]环形导轨连杆固定在储件箱两端部，相差2Θ的夹角(结合实际情况，我们将Θ设定为37° )，且环形导轨的形状必须与储件箱的支点运动轨迹一致，导轨相对支点的具体位置:水平距离X = dX sin0，垂直距离Y = dX cos0(d为动力链轮与从动链轮的直径)。采用这样的安装方式可以形成一个稳定的空间三棱体，保证货箱在任意位置都处于水平状态，防止翻斗现象的发生。
[0042]所述齿轮啮合控制装置包括步进步进电机43、传动螺杆53、啮合齿轮149、啮合齿轮1144、啮合齿轮11145、传动摇柄50、摇柄齿轮51、同步带52等。步进电机43可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机43安装于机架4上，通过同步带52带动传动螺杆53运动，摇柄齿轮51在传动螺杆的带动下转动，摇柄齿轮51于传动摇柄50固连，使传动摇柄50随着摇柄齿轮51的转动而转至啮合处。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的啮合齿轮149与从动齿轮148和动力齿轮119同时啮合，使动力链轮I 33转动，对应规格的储件箱开始运动。
[0043]当快递进入储件箱中，电动机6通过齿轮传动带动动力齿轮119运动，此时智能服务终端处理接受到的关于快件规格的信号，控制继电器通电，步进电机43转动，通过同步带52带动传动螺杆53转动，摇柄齿轮151在传动螺杆的带动下转动，使传动摇柄150向前运动，啮合齿轮149与从动齿轮148和动力齿轮119同时啮合，使动力链轮I 33转动，储件箱开始在相应的滑行导轨中运动，当储件箱边角处的接近开关II 71与位于进件口处的接近开关I68感应时，智能服务终端控制继电器断电，使电机停止运动，储件箱在预定位置停下。取件过程与进件过程机构运动相似。
[0044]本例中所述储件箱以储件箱I为例，当对其他规格快件进行储存时，相应的规格的储件箱所在垂直回转装置会运行，而其他两种规格的垂直回转装置不会运行。即三种不同规格的储件箱所在垂直回转装置不会同时运行，以节省动力。其中，取件门8、传动摇柄50、摇柄齿轮51、同步带52、传动螺杆53均是与这三组规格不同装置配套的。本发明还可再继续设置多组装置，以扩展其存储能力，从而增大其效益。
[0045]本实用新型的垂直回转式快递柜满足填件、储件、取件多种需求，提高了快件派送，变革了快件派送方式，解放了劳动力的投入，同时该结构简单易操作，便于维修保护，在当今注重效率和质量的大潮流下，本产品定会为快递行业发展做出不小的贡献。
[0046]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种运用齿轮啮和原理设计的垂直回转式快递柜，其特征在于:包括机架、动力传输装置、垂直回转装置、齿轮啮合控制装置； 所述动力传输装置包括搭载履带、动力齿轮1、动力齿轮I1、动力齿轮II 1、从动齿轮1、从动齿轮I1、从动齿轮II 1、一级轴承、一级连轴、二级轴承、二级连轴、三级轴承、三级连轴； 所述搭载履带安装于动力齿轮和从动齿轮上，带动动力齿轮转动，进而使搭载履带运转工作;动力齿轮安装于一级连轴上； 一级轴承安装于机架中，承接动力齿轮与一级连轴运动;一级连轴安装于一级轴承中，二级连轴安装于一级连轴上方，二级轴承安装于机架中，三级连轴安装于一级连轴下方，三级连轴上安装有从动链轮，三级轴承安装于机架中，承接从动链轮与三级连轴运动。2.根据权利要求1所述的一种运用齿轮啮和原理设计的垂直回转式快递柜，其特征在于:所述垂直回转装置包括储件箱及储件箱外壁上的回转连杆、环形导轨连杆、回转连杆联轴、固连联销、接近开关、动力链轮1、动力链轮11、动力链轮II1、从动链轮1、从动链轮I1、从动链轮II1、环形导轨1、环形导轨I1、环形导轨II1、连轴； 所述动力链轮安装于机架外侧底端，与动力源相连接;从动链轮安装于机架上端，以起到传输动力的作用；储件箱安装于整个装置的搭载履带上，回转连杆联轴位于储件箱的两侧中上部，承接储件箱与回转连杆;接近开关位于储件箱外侧，起到定位储件箱的作用;环形导轨安装于储件箱导路的两侧，以起到使箱体平稳运行的作用；回转连杆安装于储件箱两侧的回转连杆联轴上，以起到使储件箱在自身重力作用下保持水平运转的作用;连轴与储件箱相连，环形导轨连杆安装于储件箱连轴下部，连杆外端安有滑轮可沿环形导轨滑动，以起到使储件箱平稳运行的作用；固连联销安装于搭载履带上，用于固连储件箱和搭载履带。3.根据权利要求2所述的一种运用齿轮啮和原理设计的垂直回转式快递柜，其特征在于:所述齿轮啮合控制装置包括电机、传动螺杆、啮合齿轮、传动摇柄、摇柄齿轮、同步带； 电机安装在机架上，由PLC控制，同步带套于传动螺杆与电机上，起到传动作用;传动螺杆安装电机后侧，与摇柄齿轮啮合;摇柄齿轮与传动摇柄固连于机架，可带动传动摇柄运动;啮合齿轮安装于传动摇柄下端，可随传动摇柄运动，实现动力齿轮和从动齿轮的啮合。
【文档编号】B65G1/10GK205526148SQ201620100987
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月1日
【发明人】张磊, 陈冉, 张石, 杨晓康, 冯康, 贺治成
【申请人】青岛理工大学