存储空间动态分割储物柜及其分割方法

技术领域

本发明涉及一种储物柜，尤其涉及存储空间动态分割储物柜。

背景技术

随着经济的发展，针对物品存储发放的要求不断提升，文明、便捷、智能、安全、有序的诉求也不断出现，譬如在快递载运和分发，医药储放和领取等各种不同领域。

现有的储物柜内部空间大小在生产时，就已经固定，而待储物体尺寸是多种多样的，因为待储物体尺寸与储物柜内部空间大小不一致，经常会出现储物柜闲置而物体无空间存储现象。

专利文献CN112386020A中公开了一种便于调节且扩大存放空间的室内装配式隔断结构，包括隔断主柜、吸顶转盘以及显示屏，所述隔断主柜顶端中部设置所述吸顶转盘，所述吸顶转盘内部槽孔中设置有转轴，所述转轴顶端设置有旋转电机，所述隔断主柜一侧内部设置有所述隔断副柜，此结构可灵活选择调节隔断在室内的位置和方向，便于室内其他家具的灵活摆放，但是没有对储物隔间中的空间作出调整，使用具有局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种存储空间动态分割储物柜，以动态适应待储物体尺寸的变化，提高储物柜的利用率，解决储物柜内部空间大小固定存在的缺点。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：存储空间动态分割储物柜，包括外框、操作部件；

所述外框内部设有阵列式仓位，且阵列式仓位中设有多个线性阵列布置且可调空间的单元格，操控部件安装在所述外框内且位于阵列式仓位后方；

所述操控部件包括水平移动组件、垂直移动组件和执行组件，垂直移动组件垂直安装于水平移动组件上，执行组件安装在垂直移动组件上，所述水平移动组件、垂直移动组件工作，带动执行组件移动定位，所述水平移动组件驱动执行组件工作，以调节单元格空间以及单元格开关门。

所述单元格包括框格，框格被上隔板、下隔板、左隔板以及右隔板分割成4个空间，且各个隔板依次通过上转轴、下转轴、左转轴和右转轴安装在框格的后侧，每个空间依次设有通过弹簧合页安装在框格前端面的左上门、左下门、右下门、右上门，所述操控部件控制上转轴、下转轴、左转轴和右转轴翻转，以改变单元格内部空间。

所述上转轴、下转轴、左转轴和右转轴结构相同，

所述上转轴由大圆柱前段、方形中段和小圆柱后段组成，所述大圆柱前段设有插接上隔板的槽，且大圆柱前段穿过框格后侧的上台阶孔并置于框格内，所述上台阶孔由前段为圆柱形孔和后段的方形孔，圆柱形孔、方形孔的大小分别与大圆柱前段和方形中段大小匹配。

每个所述单元格内均设有结构相同的四套锁定套件和止转套件，止转套件用于限位锁定套件，所述单元格左下方的锁定套件包括左下锁定杆和安装在左下门的锁体，所述左下锁定杆为圆柱体，且圆柱体前端设有三角形凸台，后端设有半圆形通孔，左下锁定杆可转动地安装框格的左下U型槽中，且左下U型槽前端上设有容纳三角形凸台的避让槽，所述左下止转套件安装于框格的背部，且左下锁定杆后端沿左下U型槽穿出框格的后壁部分被左下止转套件限位。

单元格内的左下方对应安装左下锁定杆和左下止转套件，所述左下止转套件包括L型插销和固定安装在框格背部的T型锁定块，且T型锁定块上设有相通的通孔和半圆通孔，L型插销的半圆柱段插入T型锁定块的半圆通孔中，所述操控部件带动L型插销插接左下锁定杆上的半圆形通孔，以限位左下锁定杆。

所述水平移动组件包括一号底座、一号电机，所述一号底座上通过一号带座轴承安装有相互平行的一号丝杠和三号传动轴，且一号丝杠两侧的一号底座上对称、平行安装有两根一号导轨，两根一号导轨间通过滑块滑动设置有一号驱动板，所述一号丝杠上配合安装有螺母，螺母与一号驱动板固定连接，三号传动轴两端为圆柱形，中间段方形，三号传动轴中间段滑动地套装有一号锥齿轮；

所述一号底座的一端通过一号带座轴承安装有相互平行的一号传动轴和二号传动轴，且一号传动轴和二号传动轴上均安装有一号同步带轮，两个一号同步轮通过一号同步带传动连接，所述一号传动轴与一号丝杠通过一号电磁离合器传动连接，二号传动轴与三号传动轴通过二号电磁离合器传动连接，所述一号电机通过电机安装架安装在一号底座的一端，且一号电机的输出轴与一号传动轴通过联轴器传动连接，所述垂直移动组件垂直安装在一号驱动板上。

所述垂直移动组件包括二号底座，二号底座中部通过二号带座滚动轴承和推力轴承安装有二号丝杠，且二号丝杠两侧的二号底座上对称、平行地安装有两根二号导轨，二号丝杠上配合安装有螺母，两根所述二号导轨上通过二号滑块滑动设置有L型驱动板，且L型驱动板与螺母固连；

所述二号底座下端一侧通过滚动轴承和推力轴承安装有与二号丝杠平行的四号传动轴，且四号传动轴上安装有二号同步轮，所述二号丝杠的下圆柱段上也安装有二号同步轮，两个二号同步轮通过二号同步带传动连接，所述四号传动轴下伸出端上安装有二号锥齿轮，所述二号底座固定于一号驱动板上，且二号锥齿轮与一号锥齿轮啮合，一号锥齿轮卡在二号底座下端的两只伸出手爪之间，所述执行组件固定于L型驱动板上。

所述执行组件包括固定在L型驱动板上的三号底座，三号底座上固定有宽体导轨，且宽体导轨滑动有三号驱动板，所述三号底座上通过三号带座轴承安装有三号丝杠，且三号丝杠与三号驱动板内螺纹孔相配合，三号底座的一侧安装有三号电机，且三号电机输出轴通过联轴器与三号丝杠传动连接；

所述三号驱动板上通过安装架固定有舵机、通过四号带座轴承安装有回转轴，回转轴一端安装有电动手爪，另一端通过联轴器传动连接舵机的输出轴。

所述外框表面还安装有键盘和触摸屏，所述键盘和触摸屏电性连接所述操控部件。

基于上述存储空间动态分割储物柜，现提供一种使用方法，其包括以下步骤：

1)执行组件在水平移动组件和垂直移动组件驱动下，移动到该单元格后方；

2)执行组件的电动手爪将该单元格中左隔板、右隔板、上隔板或下隔板，进行90度翻转，从而将单元格的密闭存储空间分隔成不同个数和不同大小的子空间。

将物体存储在单元格的子空间中，人工将该子空间对应的门合上，即完成关门过程。

当需要将在单元格的某子空间中物体取出后，操控部件依次将该子空间对应的门打开，方便物体的取出。

根据上述技术方案，本发明的实施例至少具有以下效果：

1)储物柜内部空间大小可调，可以适应不同尺寸的物体存储，提高储物柜的利用率。

2)一套操控部件实现对多个单元格空间分割、开门关门的控制，简化了储物柜的结构。

3)通过一台电机对操控部件的水平移动组件和垂直移动组件分时提供动力进行驱动，简化了控制系统，降低了设备成本。

附图说明

图1为存储空间动态分割储物柜示意图；

图2为存储空间动态分割储物柜内部结构示意图；

图3为单元格前侧视图；

图4为单元格后侧视图；

图5为图4中的A处放大图；

图6为上转轴结构示意图；

图7为左下锁定杆结构示意图；

图8为左下止转套件结构示意图；

图9框格前侧视图；

图10为图9中的A处放大图；

图11框格后侧视图；

图12为图11中的A处放大图；

图13为操控部件结构示意图；

图14为水平移动组件结构示意图；

图15为垂直移动组件结构示意图；

图16为执行组件结构示意图；

其中：

1外框、2单元格、3键盘、4触摸屏、5操控部件、6阵列式仓位

201框格202锁体、203左上门、204左下门、205左下锁定杆、206下转轴、207右下锁定杆、208下隔板、209右下门、210右上门、211右隔板、212上隔板、213右上锁定杆、214上转轴、215左上锁定杆、216左隔板、217左转轴、218右转轴、219右下止转套件、220左下止转套件、221左上止转套件，222右上止转套件

201.1左上U型槽、201.2左台阶孔、201.3左下U型槽、201.4右下U型槽、201.5右上U型槽、201.6右台阶孔、201.7下台阶孔、201.8上台阶孔

205.1三角形凸台、205.2圆柱体、205.3半圆形通孔

214.1槽、214.2大圆柱前段、214.3方形中段、214.4小圆柱后段

2201L型插销、2202T型锁定块、2202.1通孔、2202.2半圆通孔

51水平移动组件、52垂直移动组件、53执行组件

5101一号底座、5102一号导轨、5103一号驱动板、5104一号丝杠、5105一号带座轴承、5106一号电磁离合器、5107一号传动轴、5108一号电机、5109一号同步带、5110二号传动轴、5111一号同步轮、5112二号电磁离合器、5113三号传动轴、5114一号锥齿轮

5201二号底座、5202二号导轨、5203二号丝杠、5204L型驱动板、5205二号带座滚动轴承、5206二号滑块、5207滚动轴承、5208四号传动轴、5209推力轴承、5210二号锥齿轮、5211二号同步带、5212二号同步轮、5201.1伸出手爪

5300宽体导轨、5301三号丝杠、5302三号驱动板、5303三号滑块、5304三号底座、5305三号带座轴承、5306三号电机、5307舵机、5308四号带座轴承、5309回转轴、5310电动手爪。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1和图2所示，存储空间动态分割储物柜包括外框1、操控部件5、阵列式仓位6。外框1上安装有键盘3和触摸屏4，用于人机交互，阵列式仓位6由若干个单元格2线性阵列布置而成，位于外框1前端，操控部件5布置在阵列式仓位6后方，用于操控单元格2空间的分割以及单元格2开门关门。

如图3、图4和图5所示，单元格2包括框格201、左上门203、左下门204、右下门209、右上门210、上隔板212、下隔板208、左隔板216右隔板211。左上门203、左下门204、右下门209、右上门210分别通过弹簧合页安装在框格201前端面上，上隔板212、下隔板208、左隔板216右隔板211分别通过上转轴214、下转轴206、左转轴217和右转轴218安装在框格201的后侧上。框格201、左上门203、左下门204、右下门209、右上门210组成了单元格的密封存储空间，上隔板212、下隔板208、左隔板216和右隔板211将单元格2的密闭存储空间分成几个子空间，通过上隔板212、下隔板208、左隔板216右隔板211翻转，将单元格2的密闭存储空间分成不同个数和不同大小的子空间，以满足实际需要。

如图6、图9、图11和图12所示，上转轴214由三段组成，即大圆柱前段214.2、方形中段214.3和小圆柱后段214.4。大圆柱前段214.2加工有槽214.1，用于安装上隔板212，上转轴214的大圆柱前段214.2穿过框格201的后侧上台阶孔201.8，置于框格201内，框格201的后侧上台阶孔201.8由前后两段组成，前段为圆柱形孔，其大小与上转轴214的大圆柱前段214.2相同，后段为方形孔，其大小与上转轴214的方形中段214.3相同。当插在上转轴214大圆柱前段214.2的槽214.1中的上隔板212需要翻转时，操控部件5向后拉上转轴214，使上转轴214的方形中段214.3脱离框格201的后侧上台阶孔201.8的后段方形孔，再将上转轴214旋转90度，实现上隔板212翻转，完成翻转后，操控部件5向前推上转轴214，使上转轴214的方形中段214.3插入框格201的后侧上台阶孔201.8的后段方形孔中，锁定上隔板212。左转轴217、右转轴218、下转轴206的结构与上转轴214相同，分别插在框格201的左台阶孔201.2、右台阶孔201.6和下台阶孔201.7中，分别用于安装左隔板216、右隔板211和下隔板208以及在操控部件5驱动下带动左隔板216、右隔板211和下隔板208翻转。

如图7、图9、图10和11所示，左下锁定杆205主体为圆柱体205.2，其前端有三角形凸台205.1，其圆柱体205.2末端加工有半圆形通孔205.3。左下锁定杆205可转动地安装在框格201左下U型槽201.3中，框格201左下U型槽201.3的前端有避让槽，用于容纳处于水平位置时的左下锁定杆205的三角形凸台205.1。左下门204安装有锁体202。当左下锁定杆205在操控部件5驱动下使其前端三角形凸台205.1处于垂直位置时，扣上左下门204，左下门204的锁体202的锁舌卡扣在左下锁定杆205前端的三角形凸台205.1上，将左下门204关闭。当左下锁定杆205在操控部件5驱动下使其前端三角形凸台205.1处于水平位置，置于框格201左下U型槽201.3的前端的避让槽中，左下门204在弹簧合页的弹簧力的作用下，将左下门204打开。左上锁定杆215、右上锁定杆213和右下锁定杆207与左下锁定杆205结构相同，分别可转动地安装框格左上U型槽201.1、右上U型槽201.5和右下U型槽201.4中，用于控制左上门203、右上门210和右下门209的打开或关闭。

如图8所示，左下止转套件220包括L型插销2201和T型锁定块2202，L型插销2201由圆柱段和半圆柱段首尾相接，两者呈垂直布置，T型锁定块2202上加工有通孔2202.1和半圆通孔2202.2，L型插销2201的半圆柱段插入T型锁定块2202半圆通孔2202.2中。如图5所示，左下止转套件220安装在框格201背面，左下止转套件220的T型锁定块2202通孔2202.1与安装在框格201左下U型槽201.3中的左下锁定杆205同轴。在操控部件5驱动下，左下止转套件220的L型插销2201插入左下锁定杆205的半圆孔中，阻止左下锁定杆205在框格201左下U型槽201.3中转动，在操控部件5驱动下，左下止转套件220的L型插销2201从左下锁定杆205的半圆孔中抽出，解除左下锁定杆205在框格201左下U型槽201.3中转动的限制。左上止转套件221、右上止转套件222、右下止转套件219和左下止转套件220结构相同，分别用于阻止左上锁定杆215在框格201左上U型槽201.1，右上锁定杆213在框格201右上U型槽201.5，右下锁定杆207在框格201右下U型槽201.4中的转动。

如图13所示操控部件5包括水平移动组件51、垂直移动组件52和执行组件53。垂直移动组件52安装在水平移动组件51上，执行组件53安装在垂直移动组件52上，在水平移动组件51和垂直移动组件52的驱动下，执行组件53可以做水平和垂直方向运动。

如图14所示，水平移动组件51包括一号底座5101、一号导轨5102、一号驱动板5103、一号丝杠5104、一号带座轴承5105、一号电磁离合器5106、一号传动轴5107、一号步进电机5108、一号同步带5109、二号传动轴5110、一号同步轮5111、二号电磁离合器5112、三号传动轴5113、一号锥齿轮5114。一号丝杠5104和三号传动轴5113分别通过一号带座轴承5105相互平行地安装一号底座5101上，两根一号导轨5102对称于一号丝杠5104相互平行地安装在安装一号底座511上，一号丝杠5104上配合安装有螺母，一号导轨5102上配合安装有滑块，一号驱动板5103安装在与一号导轨相配合的滑块上，同时与一号丝杠5104配合安装的螺母相固连，三号传动轴5113中间主体横截面为正方形，中间主体的两端为圆柱体，一号锥齿轮5114的中心通孔横截面为正方形，其大小与三号传动轴5113中间主体正方形横截面相等，一号锥齿轮5114可滑动地套装在三号传动轴5113上。在一号底座5101的一端，通过一号带座轴承5105相互平行地安装有一号传动轴5107和二号传动轴5110，一号传动轴5107和二号传动轴5110上均安装有一号同步轮5111，安装在一号传动轴5107和二号传动轴5110上一号同步轮5111通过一号同步带5109传动连接。一号传动轴5107的轴线与一号丝杠5104的轴线共线，且一号传动轴5107与一号丝杠5104通过一号电磁离合器5106传动连接，二号传动轴5110的轴线与三号传动轴5113的轴线共线，且二号传动轴5110与三号传动轴5113通过二号电磁离合器5112传动连接。一号电机5108通过电机安装架安装在一号底座5101的一端，一号电机5108的输出轴与一号传动轴5107通过联轴器传动连接。当一号电磁离合器5106得电，二号电磁离合器5106失电，一号电机5108输出轴转动时，通过一号传动轴5107、丝杠螺母机构带动一号驱动板5103沿一号导轨5102水平移动。当一号电磁离合器5106失电，二号电磁离合器5106得电，一号电机5108输出轴转动时，通过一号传动轴5107、同步带机构、二号传动轴5110，带动三号传动轴5113以及套装在其上的一号锥齿轮5114转动。

如15所示，垂直移动组件52包括二号底座5201、二号导轨5202、二号丝杠5203、L型驱动板5204、二号带座滚动轴承5205、二号滑块5206、滚动轴承5207、四号传动轴5208、推力轴承5209、二号锥齿轮5210、二号同步带5211、二号同步轮5212。二号丝杠5203通过二号带座滚动轴承5205和推力轴承(图中省略未画)安装在二号底座5201上，两根二号导轨5202对称于二号丝杠5203相互平行地安装在二号底座5201的两侧，二号丝杠5203上配合安装有螺母，二号丝杠5203的下圆柱段上安装有二号同步轮5212，二号导轨5202上配合安装有二号滑块5206，L型驱动板5204安装在二号滑块5206上，同时与二号丝杠5203配合安装的螺母相固连。四号传动轴5208通过滚动轴承5207和推力轴承5209与二号丝杠5203相互平行地安装在二号底座5201的右下角，四号传动轴5208中间段安装有二号同步轮5212，四号传动轴5208下伸出端上安装有二号锥齿轮5210，安装在四号传动轴5208中间段上的二号同步轮5212与安装在二号丝杠5203的下圆柱段上的二号同步轮5212通过二号同步带5211传动连接。垂直移动组件52通过其二号底座5201垂直安装在水平移动组件51的一号驱动板5103上，将套装在三号传动轴5113上的一号锥齿轮5114卡在二号底座5201的两只伸出手爪5201.1之间，且套装在三号传动轴5113上的一号锥齿轮5114与安装在四号传动轴5208下伸出端的二号锥齿轮5210相啮合。当水平移动组件51的一号驱动板5103沿一号导轨5102水平移动时，带动垂直移动组件52以及套装在三号传动轴5113上的一号锥齿轮5114水平移动，当水平移动组件51三号传动轴5113带动套装在其的一号锥齿轮5114转动时，则通过一号锥齿轮5114与二号锥齿轮5210构成的齿轮传动机构、二号同步带5211与二号同步轮5212构成的同步带传动机构、二号丝杠5203及其安装在其上的螺母构成的丝杠螺母机构带动L型驱动板5204沿二号导轨5202上下移动。

如图16所示，执行组件53包括宽体导轨5300、三号丝杠5301、三号驱动板5302、三号滑块5303、三号底座5304、三号带座轴承5305、三号电机5306、舵机5307、回转轴5309、电动手爪5310。宽体导轨5300安装在三号底座5304的上表面，三号驱动板5302通过二号滑块5303安装宽体导轨5300上，三号丝杠5301通过三号带座轴承5305安装在三号底座534的上表面，且位于宽体导轨5300的正上方，三号丝杠5301与三号驱动板5302内螺纹孔相配合，三号电机5306通过电机安装架安装在三号底座5304的一侧，三号电机5306的输出轴通过联轴器与三号丝杠5301传动连接，舵机5307通过安装架安装在三号驱动板5302上，回转轴5309通过四号带座轴承5308安装在三号驱动板5302上，舵机5307的输出轴与回转轴5308通过联轴器传动连接，电动手爪5310安装在回转轴5309的圆盘端，电动手爪5310手指表面粘贴一层橡皮，橡皮表面布置有若干个凸点，以增加其摩擦系数。当舵机5307输出轴转动时，带动安装在回转轴5309的圆盘端的电动手爪5310转动。当三号电机5306输出轴转动时，通过三号丝杠5301与三号驱动板5302内螺纹孔构成的丝杠螺母机构带动安装在回转轴5309的圆盘端的电动手爪5310移动。

左上锁定杆215、左下锁定杆205、右上锁定杆213和右下锁定杆207的圆柱体，左转轴217、右转轴218、下转轴206、上转轴214小圆柱后段以及左上止转套件221、左下止转套件220、右下止转套件219和右上止转套件222的L型插销大小相同，方便同一电动手爪对多种零件的夹持。

存储空间分割的操作方法：

1)执行组件53在水平移动组件51和垂直移动组件52驱动下，移动到该单元格后方；

2)执行组件53的电动手爪5310将该单元格的左隔板216、右隔板211、上隔板212或下隔板208的，进行90度翻转，从而将单元格2的密闭存储空间分隔成不同个数和不同大小的子空间。

将物体存储在单元格2的子空间中，人工将该子空间对应的门合上，即完成关门过程。

当需要将在单元格2的某子空间中物体取出后，操控部件5依次将该子空间对应的门打开，方便物体的取出。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。