全自動保管箱

  概述

  全自動保管箱是一種能為租用人提供24小時服務的操作自動化、管理無人化的銀行代保管設備保管箱服務、具有監控和公安聯網、防震傳感器，十三層防火防鉆六面金庫體，庫體能具有恒溫恒濕，匯集多項技術為一體，操作過程包括客戶身份識別，人臉識別，指紋識別，密碼識別、加上機械鎖，五層防護。相對傳統保管箱具有更加安全、空間利用率更高、服務時間更長、管理更加便捷，運營成本更低的優點。

  一、 系統環境

  硬件：

  工業一體機電腦(2個串口)、嵌入式打印機

  軟件：

  客戶端windows7 64位操作系統、.net 4.5運行庫、嵌入式數據庫SQLite3

  客戶端系統名稱：SsaTouch.exe

  通訊：

  工業一體機分別和PLC采用modbus協議，嵌入式打印機采用rs485通訊

  二、 操作流程

  1、先到柜臺開戶(登記身份信息，采集指紋、人臉等信息及辦理繳費或其他相關手續)

  2、人臉識別，進入客戶等待廳

  3、當有取物間空閑時，刷卡進入存取室

  4、中英文選擇

  5、輸入密碼和指紋，等待箱體傳送到取物口

  6、用機械鑰匙打開保管箱存取物品

  7、存取好后并拔出鑰匙點完成按鈕，系統自動將箱體傳送回庫房

  8、按打印按鈕可打印此次存取憑證

  9、按出門按鈕離開

  三、 箱體規格

  3、1 小箱 460mm *260mm *65mm

  3、2 中小箱 460mm *260mm *85mm

  3、3 中箱 460mm *260mm *135mm

  3、4 大箱 460mm *260mm *175mm

  3、5 特大箱 460mm *260mm *210mm

  四、 功能特點

  空間利用率高：

  尺寸為長6m * 寬2m *高2.5m的庫房能容納410個小箱、170個中箱、25個特大箱，共605箱子，存取室建議尺寸2m *1.5m ，配置兩個看物間則乘以二。

  安全防護等級高：

  保管箱庫房墻體為多層復合材料組成六面金庫體具有防火、防鉆、防盜等多種功能 。通過國家C級認證。墻體有十三層防火防鉆板(防鉆鋼板7層多層復合材料防火板層交措疊加而成，每一塊墻體有100顆左右定做特定制殊螺絲螺母)

  承重低：

  庫體內基本采用合金框架設計，減少了安裝空間 降低了地面承重標準。

  高精度定位：

  采用光柵尺全封閉定位系統可實現微米級精確定位實現智能機械取物，其中智能取物機械手目前已取得了多項國家專利。

  恒溫恒濕：

  庫體內采用先進的恒溫恒濕系統，使得庫房內持續保持恒溫恒濕，保證物品保管的更好更安全。

  庫房實時監控：

  庫體內布有兩個和公安聯網的攝像頭，隨時方便工作人員檢測庫房內存取箱體的動態，

  防震監控：

  庫房內安裝 8個防震傳感器，能及時反應由于地震等自然災害導致庫體震動，并防止墻體破壞震動起到很好的監控和防盜。

  配件質量保障：

  各個關鍵部位的配件選擇采用國際知名品牌，電機采用東方馬達電機，控制器及模塊采用高端PLC，各種現線材及其他輔助配件采用米思米，各種材料均采用耐震、耐磨、耐扭抗彎曲的材料。合金部件均經過陽極氧化表面處理，美觀耐用。

  稱重保護：

  對每個箱體在存取物品前系統會自動稱重，并自動登記記錄，對于存放超重的物品系統自動報警，并對一些對重量有特殊要求的物品，起到警示作用。

  開門及取物防夾：

  系統在開關門時能自動判斷，具有防夾功能。對于取物臺操作取物時，箱體盒蓋未關上或鑰匙未拔等具有取物防夾功能。

  系統自檢：

  系統在每次上電，或設置定時時，會自動對系統內的各種開關及各個模塊進行自檢，能保證系統安全高效的運行，系統能對自檢過程中出現的各種問題進行報警提示。

  斷電保護：

  系統內置UPS電源，當在取物或存物過程中，突然停電，系統啟用ups電源，持續完成本次操作。

  存取時間短：

  系統從進入取物間至完成驗證到箱體傳送到位，平均用時45秒，短時間可達25秒。

  噪音小，運行平穩：

  系統在運動過程中勻速運行，采用進口的滑塊和絲桿及滾軸并在各個碰撞環境安裝有緩沖裝置，減少噪音。保證系統運行時的平穩及安全。

  高效的箱體傳送方式：

  機械臂采用拉、推方式進行箱體的運行，保證箱體在傳送過程中，使得箱體在傳送過程中確保位置、流暢、安全、高效。

  防塵保護：

  在每排箱體上均安裝防塵板，以保證灰塵雜質不會散落到箱體上，保持箱體整潔。

  庫房整體布局靈活：

  存取室的設計位置可根據庫房實際情況，安裝于庫房墻體的任意一側。

  庫房取物的安全性：

  每次取物存物時只有當箱體傳送到庫房邊上時，安全門才會開啟，不在工作狀態時，安全門處于關閉狀態。

  傳送承重能力強：

  每個箱體承重及傳送承重為30KG.

  綜合布線：

  全部的布線都焊接而成，接觸更加牢靠，穩定性更好，設備使用壽命更長等特點，庫房內布線均按綜合布線要求布置，安全規范。

  圖像追蹤定位系統：(選配)

  采用高清攝像頭采集保管箱內盒圖片，進行快速對比分析，實現對盒位位置及傳送過程中的傳送過程全程監控、精確定位，形成采集過程的二次校驗，保證系統運行的精確、安全。

  五、 安全防護說明：

  1. 庫體說明

  全自動保管箱庫壁安防強度達到公安部C級防護要求。

  組成：

  金庫墻體由頂層墻體、四周墻體、底層鋼筋混凝土結構、底層水平鋪板、內盒儲存架等組成。

  庫體表面材料：

  庫體金庫防護壁采用2mm厚冷軋鋼板 +10mm防火板(五層)+3.5mm厚防鉆板(六層)+2mm冷軋鋼板防火板與防鉆板交替放置。如下圖所示：

  加工工藝：

  鋼板表面經過水磨拋光，拉絲、酸洗磷化處理等工藝處理，形成粗細均勻的橫條絲紋，紋路清晰，無劃傷、凹陷、亂紋、裂紋等缺陷。表面細密均勻，無缺損、燒焦、脫落、劃痕、針孔等現象，抗鹽霧實驗(NSS實驗)24小時無異常。

  底層鋼筋混凝土結構+底層水平鋪板：

  由10#槽鋼、40*60方管為骨架的混凝土結構，上面輔12mm厚鐵板水平基準，豎立80*80*8角鐵的骨架立柱為垂直方向基準。用80*80*8角鐵固定金庫頂層各面。如圖所示：

  內盒儲存架：

  由40*20方鐵和20*40鋁合鋁型材為骨架，以1.5mm優質冷軋板為材料，以特殊模具冷拉鋁合金型材為立柱，以30*30特殊模具冷拉鋁合金型材為立柱底座固定，中間用內箱加強支架連接，外端的立柱配置內盒限位裝置，來固定儲物盒的位置。如圖所示：

  四周墻體和頂層墻體：

  均用2.3mm優質冷軋板經以折彎成型、表面噴塑等工藝制作，墻體分為兩層，為鑲嵌結構，墻體總厚度為90mm(不包外部槽鋼厚度)，內部裝配形式為：2.3mm優質冷軋板+40mm防火防鉆板+2.3mm優質冷軋板+2.3mm優質冷軋板+40mm防火防鉆板+2.3mm優質冷軋板。

  2. 看物間詳細描述：

  看物間基本說明：

  包含門禁、看物臺、客戶操作終端、出入箱口、看物間壁等?？次镩g房內封頂，外包嚴，裝璜美觀舒適，內可配置感應燈光。配套看物間、展示柜等，庫外設驗證區及等候休閑區。

  材質:

  主體鋼結構。設計說明：操作便捷，使用方便，私密安全，易使用。

  看物間結構圖示參考：

  看物間的操作流程：

  看物間功能描述

  1)自動安全系統能詳實記錄顧客進出、箱體內盒出入前后的重量變化信息及操作等歷史記錄。

  2)顧客身份的鑒別，操作引導，保管箱內盒的取出及退回，使用狀況的記錄等全部操作程序全部自動化。

  3)進入看物房必須持保管箱專用RFID卡刷卡進行身份驗證，看物間具有獨占性，如果當前看物間在使用，則其他客戶無法同時使用，門禁刷卡器會提示有客戶正在使用，看物房電控門不會開啟;

  4)客戶進入看物房后電控門自動鎖閉，客戶需要進行二次驗證(密碼或指紋)確認身份，保管箱內盒自動由庫內傳送至取物窗口平臺內，保管箱取物閘門自動打開

  5)若客戶在看物房內滯留時間過長(限制時間可自行設置)系統會自動報警。

  6)客戶存取結束后按開門鍵，保管箱存取口自動關閉，保管箱內盒自動傳送回庫內，電控門自動解鎖。

  7)為客戶提供緊急情況下的報警按鈕和求助電話，可連接銀行內部報警系統或110聯網報警系統。

  入口門禁方案：電控銅門(刷卡開啟，自動關閉)

  1、RFID讀卡器(錄入相關開戶信息)、非接觸式IC卡 (mifare 0ne IS50 IS70系列)

  2、RFID門禁人臉識別:通過人臉識別，開啟休息室電控門。

  (RFID讀卡器)                                         (RFID門禁人臉識別)

  六、 工作原理說明

  全自動保管箱是將機械、電控、軟件結合起來的機電一體化產品。系統由庫房、內盒、機械臂、輸送通道，看物間組成。

  客戶憑卡進入看物間，通過輸入密碼、指紋等驗證后，通過多個伺服控制一個機械手。通過PLC或刷卡發送指令，機械臂平移到指定箱體位置取箱，機械手鉤住箱子傳送到機械臂上，機械臂平移到指定出箱口，機械手鉤住箱子傳送到傳送帶，在由傳送帶傳送到取物平臺，取物窗口打開取物完成。還箱操作則與取箱動作相反。

  操作流程圖:

  全自動保管箱結構:包含有庫房墻體，箱體貨架，內盒，智能機械臂，傳送機構，2個控制柜組成。

  智能機械臂由滑軌、通道傳送結構、智能機械手組成。

  1、 滑軌分為上滑道和下滑道。

  上滑道由平移導軌，滑塊，特制鋁型安裝板組成;智能機械臂通過特制鋁型安裝板將上下滑塊固定，使通道傳送結構中的上下兩個滑塊帶動同步皮帶傳動，上滑道和下滑道中的滑塊同步制動，實現了智能機械臂在滑軌上進行水平方向左右移動。

  2、 通道傳送結構包括框架、水平X軸驅動組件、垂直Y軸驅動組件、電氣布線系統。

  (1) 框架采用高強度硬鋁，通過高強的L板連接件和防松動螺絲拼接組合而成。

  (2) 水平X軸驅動組件由傳動軸、上下同步驅動齒輪、傳動齒輪、主動齒輪、驅動電機部件、上下固定軸承座部件和導向軸承座部件組成;上下同步驅動齒輪固定在傳動軸的兩端，傳動軸通過上下固定軸承座部件連接在鋁型材架體上，傳動齒輪固定在傳動軸的中下部，主動齒輪固定在驅動電機部件的輸出軸上，電機部件固定在車體上;電機部件輸出軸通過主動齒輪和傳動齒輪的嚙合驅動傳動軸旋轉，經由傳動軸兩端的上下同步驅動齒輪配合上下滑軌中的齒條將傳動軸的旋轉運動轉換為直線運動，驅動巷道車水平往復運行;驅動電機采用伺服電機，保證巷道車的定位精確;所有傳動部件采用精密齒輪，保證長壽命高精度。

  (3) 垂直Y軸驅動組件由導向直線導軌兩組、滾珠絲桿、升降板、絲桿固定軸承座、從動齒輪、主動齒輪、驅動電機部件。兩組直線導軌安裝在架體的兩側邊，為垂直升降提供導向;滾珠絲桿通過絲桿固定軸承座連接在架體上，跟直線導軌平行方向安裝在兩組直線導軌之間位置;從動齒輪固定在滾珠絲桿的底面，主動齒輪固定在驅動電機部件的輸出軸上驅動電機部件通過安裝底板固定在架體上，升降板連接在兩組直線導軌滑塊上，滾珠絲桿的螺母也連接在升降板上。驅動電機部件輸出軸通過主動齒輪和傳動齒輪的嚙合驅動滾珠絲桿旋轉，經由兩側的直線導軌導向的升降板以及和升降板連接的滾珠絲桿螺母，將絲桿的旋轉的運動轉換為垂直升降運動，驅動升降板垂直往復動行;驅動電機采用伺服電機，保證升降板定位精確;所有傳動部件采用精密齒輪，保證長壽命高精度。

  (4) 電氣布線系統分為水平走線拖鏈和垂直走線拖鏈以及為拖鏈提供導向的拖鏈槽組成。拖鏈采用穩定可靠的塑料尼龍拖鏈，為移動系統部件提供供電和信號傳輸。

  3、 取盒機械手分為機械手底架、內盒輸送系統、拉鉤系統、拉鉤頂升系統和內盒導向板。取盒機械手固定在升降板上，由機械臂控制，到達指定的位置執行動作。

  (1) 機械手底架由多塊鋁合金板材精加工成形，裝配組合而成。底架采用鋁合金板加工確保了底板的強度和自重的輕量化。

  (2) 內盒輸送系統由兩組同步帶輸送部件、傳動部件、驅動電機部件、固定支架組成。驅動電機部件固定在機械手底架上，同步帶輸送部件通過固定支架固定在底架上;驅動電機通過同步帶輪、同步帶經由傳動部件將旋轉運動傳遞到同步帶輸送部件上，由同步帶輸送內盒進出機械手。

  (3) 拉鉤系統由兩組拉鉤驅動部件、傳動部件、連接支架和驅動電機部件組成。兩組拉鉤驅動部件分別位于內盒輸送系統的左右兩側，每組拉鉤驅動部件由拉鉤側板、拉鉤平移導向直線導軌、拉鉤、拉鉤平移同步帶驅動部件，頂升直線導軌組成;兩組拉鉤驅動部件通過連接支架將左右兩側拉鉤驅動部件連接成一個整體，每組頂升直線導軌的導軌道固定在機械手底架上，滑塊固定在拉鉤側板上，使整個拉鉤驅動部件在直線導軌的導向能夠做上下升降運動;兩組拉鉤驅動部件通過傳動部件中的傳動軸將兩組的拉鉤平移同步帶驅動部件連接起來，使兩側的拉鉤達到同步運行;驅動電機部件安裝在連接支架上，通過輸出軸上固定的主動齒輪和傳動部件上固定的傳動齒輪嚙合，驅動傳動軸旋轉運動，傳動軸帶動兩側拉鉤驅動部件中的傳動同步帶輪，驅動同步帶運行，同步帶帶動拉鉤，在直線導軌的導向下，往復運動;驅動電機采用伺服電機，保證拉鉤動作精確、迅速、平滑。

  (4) 拉鉤頂升系統由兩組頂升部件、兩組固定軸承座、和驅動電機部件組成。驅動電機部件固定在機械手底架上的中心位置，兩組頂升部件位于驅動電機部件的兩側。頂升部件由傳動軸、傳動齒輪、偏心輪，頂升輪組成;偏心輪固定在傳動軸的兩端，傳動齒輪固定在傳動軸兩個偏心輪之間，頂升輪組安裝在偏心輪的偏心孔上。兩組固定軸承座固定在機械手底架上，傳動軸連接在兩組軸承座之間，使傳動軸只能旋轉運動。驅動電機輸出軸上固定的主動齒輪和固定在傳動軸上的傳動齒輪嚙合，將旋轉運行傳遞到傳動軸上，驅動偏心輪轉動，頂升輪頂起拉鉤側板，在頂升直線導軌的導向下，使拉鉤系統垂直上下運動。

  (5) 內盒導向板固定在機械手底架上，位于內盒輸送系統上部的兩側，為輸送內盒作導向。

  4、 輸送通道由滾筒輸送線、頂升機構、開門機構組成。

  (1) 滾筒輸送線由鋁型材搭建架體，電機驅動鏈條將動力傳遞到滾筒，滾筒驅動內盒進出通道。

  (2) 頂升機構由直線減速電機、頂升板、導柱部件、頂升塊組成。直線減速電機固定在輸送線架體上，直線減速器出軸連接在頂升板上，連接采用浮動連接;導柱固定在頂升板上，四個導套固定在輸送線架體上，在四個導套的導向下，頂升板由直線減速器驅動帶動四根導柱上下運行;頂升塊連接在導柱，頂升塊銑有定位槽口，將內盒頂起，同時對內盒定位，使內盒不會移動。

  開門機構由活動門板、導向部件、直線減速器組成。導向部件中的導槽固定在臺面板下，四組導輪固定在活動門板底部，在導向部件的導向下，活動門板由直線減速器驅動進行開門。