自动取快递小车的制作方法

1.本发明涉及了一种自动取快递小车，以及物流搬运技术领域。


背景技术：

2.随着快递行业的发展与快递的需求量日益增大，驿站的人工分拣工作量也逐渐加大，人工分拣效率低，影响整体上快递的运营效率。并且当前由于疫情影响，需要菜鸟驿站对快递进行消杀和快递的无接触配送。对于快递配送有自动取货柜和智能快递车，但都存在一些局限性。
3.快递柜主要是快递暂存，可以让收件人随时来取， 快递柜解决了收件人与快递员的时间问题，但是快递柜的体积有限，个别包裹不能存放，并且投资和维护成本也比较高。
4.智能快递车是一种移动的快递柜，既有快递柜的优点，还能送货上门，弥补了快递柜的不足。但是智能快递车需要驿站工作人员手动将快递放入快递柜中，无法使驿站进入无人化状态。并且由于很难与顾客的时间调和，导致快递反复派送，降低了工作效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决菜鸟驿站现有的问题，提高菜鸟驿站的快递分拣与配送效率，节省人力物力，使菜鸟驿站进入无人化管理，同时实现无接触配送。
6.本发明采用如下技术方案： 一种自动取快递小车，包括车体、机械臂、机械爪、摄像头模块和红外传感器，所述机械臂通过可旋转底盘连接在车体上，所述机械爪连接在机械臂末端，所述摄像头模块安装在机械爪上，车体前端安装红外传感器，在地面上铺设引导线后可以使小车巡线运动，车体内设有主控模块，主控模块连接机械臂、机械爪、摄像头模块和红外传感器。
7.自动取快递小车还包括电机驱动模块、语音模块和编码器模块。
8.所述机械臂包括舵机和连接杆，舵机为机械臂的关节，连接杆连接在两个舵机之间，可绕舵机转动。
9.所述主控模块以单片机为控制核心，外围配置相应的硬件电路，实现对整个装置的控制。
10.所述电机驱动模块连接车体上的电机，控制车体运动，以及控制车体的运动速度。
11.所述语音模块具有语音识别和语音播报的功能，语音识别使用asr语音识别技术，用于获取用户说出的取件码，然后通过语音播报完成人机交互。
12.所述摄像头模块用于识别快递包裹以及快递上的取件码，使用yolov5目标检测算法识别快递和取件码，能将识别到的快递位置通过串口通信发送给主控模块，主控模块进而控制车体和机械臂的运动，从而准确的夹取快递。
13.所述编码器模块安装在电机尾部，并与主控模块连接，用于实时读取电机转速，主控模块通过编码器读取到电机转速后，使用pid算法对电机速度进行控制，从而使车体上的四个独立电机始终保持相同的目标转速，进而使小车的运动更加精准。
附图说明
14.图1是自动取快递小车的结构示意图。
15.图2是自动取快递小车的底部结构示意图。
16.图3是菜鸟驿站结构示意图。
17.图中，1、语音模块，2、车体，3、轮胎，4、电机，5、红外传感器，6、底盘，7、机械臂，8、舵机，9、摄像头模块，10、机械爪，11、编码器，12、货架，13、引导线。
具体实施方式
18.本发明的自动取快递小车如图1所示：包括车体2、机械臂7、机械爪10、摄像头模块9、语音模块1和红外传感器5，所述机械臂7包括舵机8和舵机之间的连接杆，车体2上还有主控模块，主控模块以单片机为控制核心，连接小车上的其它各个部分。
19.所述语音模块1具有语音识别和语音播报的功能，语音识别使用asr语音识别技术，用于获取用户的取件码，并将识别结果通过串口通信的方式发送给主控模块，语音播报用于引导用户，完成人机交互的过程。
20.所述车体2下方有四个独立电机4，每个电机连接一个电机驱动模块，电机驱动模块与主控模块相连接，主控模块通过输出pwm给电机驱动模块来实现对电机转速的控制，每个电机4后都安装一个编码器11，用于读取电机转速，编码器11与主控模块连接，将读取值发送给主控模块，主控模块通过pid控制算法使四个独立电机转速保持一致，使小车运动更加精准。
21.所述红外传感器5安装在车体2前方，红外传感器5与主控模块连接，用于识别地面上的引导线13，小车将按照引导线13巡线运动，从而到达指定目的地。
22.所述轮胎3为麦克纳姆轮，可以使小车左右平移运动和原地旋转。
23.所述机械臂7由舵机8和舵机8之间的连接杆组成，舵机8与主控模块连接，主控模块输出pwm控制舵机转动，进而使机械臂灵活运动，当机械爪10要达到某点时，主控模块使用反向动力学的算法推算出各个舵机8的角度，再输出特定pwm信号使各个舵机8转到指定角度，进而能控制机械臂达到指定位置。
24.所述摄像头模块9安装在机械爪10上，与主控模块连接，摄像头模块能够单独处理图像信息，并且使用yolov5目标检测算法识别快递包裹和快递上的取件码，摄像头模块将识别结果通过串口通信发送给主控模块，主控模块再控制小车和机械臂运动，完成快递寻找过程。
25.以上实例，只是本发明优选的具体实施例子的一种，本领域技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都包含在本发明的保护范围内。


技术特征：
1.一种自动取快递小车，其特征在于：包括车体、机械臂、机械爪、摄像头模块、语音模块，所述机械臂通过可旋转的底盘连接在车体中央，机械爪连接在机械臂末端，车体前端安装有红外传感器，车体通过红外传感器沿地面的引导线运动，车体内设有主控模块，主控模块连接机械臂、机械爪、摄像头模块和语音模块。2.根据权利要求1所述的自动取快递小车，其特征在于：所述摄像头模块安装在机械爪上并与主控模块连接。3.根据权利要求1所述的自动取快递小车，其特征在于：所述语音模块安装在车体尾部并与主控模块连接。4.根据权利要求3所述的自动取快递小车，其特征在于：所述主控模块采用单片机控制，连接车体上的其它模块，从而控制整个系统的正常运行。5.根据权利要求4所述的自动取快递小车，其特征在于：所述车体底部安装有四个电机，电机与电机驱动模块相连接，每个电机尾部安装有编码器，编码器与主控模块相连接。

技术总结
本发明公开了一种自动取快递小车，该小车包括车体、机械臂、机械爪、语音模块和摄像头，所述机械臂通过可旋转底盘安装在小车上，机械爪连接在机械臂末端，所述摄像头连接在机械爪上，车体前端安装有红外传感器，车体可以通过红外传感器识别地面上的引导线，从而使车体巡线运动。所述语音模块安装在车体尾部，能进行语音识别和语音播报，实现人机交互，车体内设有主控模块，主控模块连接机械臂、机械爪、语音模块和摄像头。该发明实现了快递的入库与分拣，通过语音交互的方式完成快递的配送，能提高菜鸟驿站快递的分拣与配送效率，使菜鸟驿站进入无人化管理。进入无人化管理。进入无人化管理。


技术研发人员：李明 吕海涛 何纪新
受保护的技术使用者：吕海涛 何纪新
技术研发日：2022.08.23
技术公布日：2022/11/18