[0001] 本发明属于公共设施领域，具体涉及一种外卖柜。

[0002] 近年来，随着社会的经济发展，外卖市场也发展迅速，而由于一些特殊场景和行业，可以临时存放外卖的外卖柜应运而生。

[0003] 目前，市场上的外卖存取柜是由墙式储物柜发展而来的。国内的外卖柜多采用传统储物柜的思想，即一餐一柜的形式，采用扫码存取，虽然实现了部分功能智能化，但当外
卖员存入外卖后，需要人工关门，所花费的时间较长，工作效率低；另外，在当前疫情防控情
况下，在各大高校校园以及写字楼、医院等人员密集场所，在存取外卖过程中存在病毒传播
等问题，无法阻断病毒的间接传播，对当下国内疫情防控很不利，存在着极大的安全隐患；
再者，在高校校园中，时常发生外卖误拿等事件，产生了外卖管理安全的问题。

[0070] 为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案并能予以实施，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术
方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

[0071] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有
特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0072] 此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定或限定，术语“相连”、“连接”应
作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连
接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普
通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描
述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，在此不再详述。

[0073] 实施例

[0074] 本发明提供了一种外卖柜，具体如图1‑5所示，包括柜体1、消杀机构 2、存餐传送机构3、抓取机构4及控制器，消杀结构2包括传动组件和消毒组件。柜体1的外壁开设有取餐
口和存餐口14，取餐口设置有自动门12；柜体1外壁设置有人机交互模块；消杀结构2包括传
动组件和消毒组件，传动组件架设在柜体1的底板上，消毒组件位于传动组件的上端侧边，
传动组件两端均设置有光电传感器，存餐口14正对传动组件一端。存餐传送结构3环形设置
在传动组件外侧，其顶部均匀设置多个餐位；传动组件一端的光电传感器用于检测是否有
外卖送入，另一端的光电传感器用于检测与其正对的餐位是否处于空闲状态；抓取结构4设
置在存餐传送结构3外侧；控制器用于采集光电传感器的信号并接收人机交互模块发送的
信息，控制消杀结构2、存餐传送结构 3、抓取结构4的运行及自动门的开闭；外卖员通过人
机交互模块将外卖与用户信息绑定，并将外卖通过存餐口14放入传动组件一端，传动组件
将外卖运输至消毒组件处消杀后再运输至传动组件另一端，抓取结构4将传动组件另一端
的外卖抓取并移动至空闲的餐位内；用户通过人机交互模块向控制器发送取餐指令，控制
器控制存餐传送结构3转动，将待取外卖转动至取餐口。

[0075] 在本实施例中，还提高了电源模块，电源模块同时把220V交流电接入开关电源转换为24V和5V直流电，用于给PLC和直流电机供电，5V电源用于给读码器和机械手驱动供电。

[0076] 柜体1的存餐口14位于柜体1顶部并正对传动组件一端，方便外卖员将外卖放入柜体的传动组件一端；取餐口设置有对射型光电传感器，对射型光电传感器与控制器电连接，
自动门12的结构由门体、底部滑轨、滑轮、驱动皮带组成，且自动门12采用小型舵机来驱动，
当控制器将取餐命令发送到自动门12装置后，驱动开门，碰到开门限位后停止运动，等待用
户存取外卖，自动门12下方安装有对射型光电传感器，当对射型光电传感器感应到人体时，
餐门会保持开门状态，待感应消失3秒后自动关门，避免设备故障伤人的可能。人机交互模
块包括触摸屏11和扫码器13，触摸屏11和扫码器13与控制器电连接，触摸屏11为威纶通
MT8102iE作为人机交互界面，扫码器为奇弦物联旗下的QX1100型号的扫码器，触摸屏11、扫
码器13和取餐口12位于柜体1同一侧；触摸屏11用于向控制器发出控制指令，并显示外卖柜
的运行情况，扫码器13用于扫描存取餐二维码信息；在外卖员将外卖存入柜体1之前，先通
过扫码器13将所存外卖与用户信息绑定，并通过触摸屏11下发存餐指令，再通过触摸屏11
为新存入的外卖分配存放餐位，然后将外卖通过存餐口14放入传动组件一端，传动组件将
外卖输送到消毒组件对其进行消毒，之后将外卖输送至传动组件另一端，抓取机构4将抓取
传动组件另一端的外卖并将其放置到存餐传送机构3上对应的餐位上，当用户需要取餐时，
通过触摸屏11将其信息输入，控制器控制存餐传送机构3将该用户的餐位旋转至自动门12
位置，自动门12打开，用户即可取餐。

[0077] 消杀结构2的传动组件包括第一支撑架21、传送架22、第一电机23、主动轮24、从动轮25、传送带轨道26、传送带和辅助轮。第一支撑架21设置在柜体1的底板上；传送架22设置
在第一支撑架21顶部，两个光电传感器分别位于所述传送架22的两端；第一电机23通过第
一支座设置在传送架 22一端外侧，第一电机23与控制器电连接；主动轮24和从动轮25分别
设置在传送架22两端，主动轮24与第一电机23的输出轴通过第一皮带传动连接，从动轮25
通过传送带与主动轮24传动连接，传送带设置在传送带轨道 26上，传送带轨道26设置在传
送架22顶部；辅助轮设置在传送架22内部，通过传送带与主动轮24传动连接；消毒组件包括
两个紫外线消毒灯带27，两个紫外线消毒灯带27相对设置于传送架22上端两侧，紫外线消
毒灯带27 与控制器电连接。当外卖员将外卖通过存餐口14放入传送架22一端的传送带上
时，传送架一端的光电传感器检测到有外卖存入，将信号传递给控制器，控制器控制启动第
一电机23并打开两个紫外线消毒灯带27，第一电机23驱动传送带运动，传送带将外卖输送
到两个紫外线消毒灯带27对处进行消毒，之后将外卖输送至传送架一端。

[0078] 抓取结构4包括第三调节组件、第二调节组件、第一调节组件和机械爪组件。第一调节组件用于调节机械爪组件的高度；第二调节组件与第一调节组件传动连接，用于调节
第一调节组件在柜体宽度方向的位置；两组第三调节组件位于第一调节组件两侧，分别与
第二调节组件两端传动连接，用于调节第二调节组件在柜体长度方向的位置。每组第三调
节组件包括第二电机41、第一丝杠42、第一光杆43、第一滑块44。第二电机41通过第二支座
与柜体1的安装架一端连接，第二电机41与控制器电连接；第一丝杠42沿柜体1长度方向设
置，一端通过两个第一联轴器与第二电机41的输出轴传动连接，另一端通过第一螺母套与
安装架另一端转动连接；第一光杆43位于第一丝杠42 内侧，光杆两端分别与通过第一支架
与安装架固定连接；第一滑块44套设在第一丝杠42及第一光杆43上，第一滑块44与第一丝
杠42螺纹连接，与第一丝杠42滑动连接，第一滑块44与第二调节组件连接；第二调节组件包
括横座45、第三电机46、主动转向轮、从动转向轮、输送带47、第一U型座 48和四个滑轮，横
座45沿柜体1的宽度方向设置，两端与两个第一滑块44 顶部连接；横座45侧壁沿周向开设
有第一导向槽，顶部和底部均开设有第二导向槽；第三电机46通过第三支座与横座45一端
连接，第三电机46与控制器电连接；主动转向轮与第三电机46的输出轴传动连接；从动转向
轮通过第二支架设置在横座45另一端，从动转向轮通过输送带47与主动转向轮传动连接，
输送带47设置在第一导向槽内；第一U型座48一侧与输送带47连接，第一U型座48一侧设置
有多个安装孔，可将扎带穿过安装孔将第一U型座48与输送带47连接在一起，第一U型座48
另一侧与第一调节组件连接；四个滑轮两个滑轮设置在第一U型座48一侧上端，与横座顶部
的第二导向槽抵接，其余两个滑轮设置在第一U型座48一侧下端，与横座底部的第二导向槽
抵接。第一调节组件包括第二U型座49、第四电机410、第二丝杠411和第二滑块412，第二U型
座49沿柜体1的高度方向设置，第一U型座48的开口端一侧与第二U型座49另一侧连接，第二
U型座49开口端一侧沿竖直方向开设有滑槽；第四电机410通过多根六角铜柱与第二U型座
49上端连接，第四电机410与控制器电连接；第二丝杠411一端通过第二联轴器与第四电机
410的输出轴传动连接，另一端穿过第一U型座48与第二U型座49 下端转动连接；第二滑块
412位于第一U型座48下方，一侧在滑槽内滑动，与第二丝杠411螺纹连接，第二滑块412与机
械爪组件连接；机械爪组件包括舵机413和机械手414，舵机413通过第四支座与第二滑块
412另一侧连接；机械手414与舵机413的输出端传动连接。消毒之后的外卖被运动到在传送
架另一端后，需要使用机械手414将外卖放置到存餐传送机构3对应的餐位，因此需要先将
机械手414调整到外卖的位置处，抓取外卖之后，再将夹有外卖的机械手414移动至该外卖
在传送链33上所分配的餐位上，其餐位与传送架另一端相对。机械手414位置调整的具体步
骤为：首先调整机械手 414在柜体1长度方向的位置，同时启动两个第二电机41，第二电机
41转动带动第一丝杠42转动，第一丝杠42带动第一滑块44移动，第一滑块44 带动横座45在
柜体1长度方向上移动，从而带动机械手414在柜体1长度方向上移动，当移动到合适位置
时，关停第二电机41；其次，调整机械手414 在柜体1宽度方向的位置，启动第三电机46，第
三电机46转动带动主动转向轮转动，主动转向轮带动输送带47在第一导向槽内运动，输送
带47带动第一U型座48移动，第一U型座48带动滑轮沿着第二导向槽运动，同时，与第一U型
座48连接的第二U型座49同时移动，从而带动与第二U型座 49连接的机械手414沿柜体1宽
度方向移动，当移动到合适位置时，关停第三电机46；最后，调整机械手414在柜体1高度方
向的位置，启动第四电机 410，第四电机410转动带动第二丝杠411转动，第二丝杠411带动
第二滑块412上下移动，第二滑块412通过第四支座带动机械手414在柜体1高度方向上移
动，当移动到合适位置时，关停第四电机410，然后启动舵机 413，调整机械手414夹取外卖，
然后再按照上述方法调整机械手414的位置，将其移动到该外卖在传送链33上所分配的餐
位处。

[0079] 存餐传送结构3包括多个第二支撑架31、轨道32、传送链33、两个第三支撑架34、两个双轴电机35、四个传动齿轮36，多个第二支撑架31沿周向间隔设置在第一支撑架21外侧；
轨道32设置在多个第二支撑架31顶部；传送链33包括多个链板，多个链板均设置在轨道32
上，相邻两个链板33通过滚轮连接，餐位设置在链板上；两个第三支撑架34相对设置在轨道
32底部；两个双轴电机35分别设置在两个第三支撑架34内，两个双轴电机35与控制器电连
接；每个双轴电机35的两个输出轴分别传动连接有传动齿轮 36，传动齿轮36与滚轮啮合。
多个第二支撑架31对轨道32进行支撑，轨道32上的传送链33为外卖的存放位置；当用户取
餐时，两个双轴电机35驱动四个传动齿轮36转动，传动齿轮36转动带动滚轮转动，从而带动
传送链 33在轨道32上同时转动，使与该用户对应的外卖转动到自动门12门口，然后自动门
12打开，用户即可取餐，取餐后，自动门12关闭。

[0080] 使用本发明提供的外卖柜进行存取餐操作，如图6至图8所示，具体包括以下步骤：

[0081] 步骤1、系统初始化：在进行存取餐动作之前，先通过触摸屏11向控制器检测各部件的具体位置，使所有机构都处于初始位置，初始化完成后，系统进入待机状态。

[0082] 步骤2、外卖员进行存餐。

[0083] 步骤2.1、外卖员在手机APP中选择存餐，将用户手机尾号与手机APP 绑定，生成存餐二维码，然后向扫码器13展示存餐二维码，扫码器13获取信息后，进行解析，判断为存餐
操作，之后为新存入的外卖分配存放餐位，同时将用户的手机尾号和所分配的餐位对应储
存在控制器的寄存器中。

[0084] 步骤2.2、外卖员将该用户的外卖通过存餐口14放入传送架22一端的传送带上，当传送架22的一端的光电传感器感应到外卖餐盒时，该光电传感器将信号传递给控制器，控
制器控制第一电机23转动，第一电机23带动传送带开始运动，外卖餐盒在运动过程中会经
过位于传送架22上端两侧的紫外线消毒灯带27，紫外线消毒灯带27对外卖餐盒进行消毒，
将外卖餐盒携带的病菌杀死。当外卖餐盒被传送到传动架22的另一端时，控制器控制第一
电机23停止转动，传送架22停止运动。与此同时，控制器检测传送架22另一端的光电传感器
发送的信号是否为餐位空闲状态(传送架22另一端的光电传感器与其正后方的餐位相对，
传送架22一端为前方，另一端为后方)，若不是，控制器控制两个双轴电机35运行，带动传送
链33转动，直到控制器接收到该光电传感器发送的信号为餐位空闲状态。

[0085] 步骤2.3、抓取机构4位于传送架22的另一端后上方(传送架22一端为前方，另一端为后方)，当外卖餐盒运动到传动架22的另一端后，控制器控制机械手414先向前运动，再向
下运动，然后抓取餐盒，之后控制器控制机械手414先向上、再向后、再向下运动，将餐盒放
置位于传送架22另一端正对后方的空闲餐位内，对该外卖进行存放。传送链33上均匀排布
多个餐位，初始状态下，与传送架22另一端正对餐位为1号餐位，每存放一个餐盒后，传送链
33在双轴电机35的驱动下顺时针运动一个餐位的距离，当下一个餐位运动至与传送架22另
一端后方正对时，传送架22另一端的光电传感器检测其是否为空闲餐位，若为空闲餐位，将
信号传递给控制器，控制器控制双轴电机35停止转动，传送链33停止转动，然后依次循环，
重复上述动作，直到存满传送链33上的每一个餐位，每个即将存入的餐盒与存入时刻传送
架 22另一端后方正对的餐位对应，控制器对每个餐位进行编号。

[0086] 步骤3、用户进行取餐。

[0087] 当用户取餐时，用户可选择移动端取餐或本设备自带的触摸屏11取餐。移动端取餐时，首先选择取餐，之后输入手机尾号后四位，若之前有存餐或取餐记录，则手机号会直
接出现在输入栏，若无需更改，则直接点击取餐，之后出现取餐码，将此码对准设备的扫码
器13进行识别，系统自动识别出移动端选择的模式和手机尾号。

[0088] 选择触摸屏11取餐的流程是：先选择取餐模式，之后输入手机尾号点击确定即可。当控制器收到手机尾号后和寄存器中所有手机尾号进行比对，找出此手机尾号所对应的餐
位，控制器根据此时传送架22另一端后方正对的餐位编号、自动门正对餐位编号及用户所
取餐盒的餐位编号计算并控制传送链33 转动(比如传送架22另一端后方正对的餐位编号
为5号餐位，自动门正对餐位编号与传送架22另一端后方正对的餐位的间隔固定，若间隔为
3号，则自动门正对餐位编号为9号，而用户所取餐盒的餐位编号若为10号，则控制器将传送
链33旋转一个餐位即可使用户所取餐盒的餐位与自动门相对)，使传送链33上该用户的外
卖餐位转动到自动门12位置，然后控制器控制自动门 12自动打开用户即可取餐，取餐结束
后，由于自动门12下方安装有对射感应器，当感应到人体时，餐门会保持开门状态，待感应
消失3秒后自动关门，避免设备故障伤人的可能。当双轴电机35驱动电机转动将对应位号移
动到自动门12位置时，采用最优的转动方向，即双轴电机35是正转还是反转取决于存放餐
位编号到自动门12的位置，若正转距离比较短则选择正转，反之则选择反转。

[0089] 由以上描述可知，本发明通过自动化存餐设计，外卖员只需将餐盒通过存餐口放入传动组件，便可通过消杀机构、存餐传送机构、抓取机构运输到各个餐位，减少了外卖员
的工作量；通过在传动组件上设置消毒组件，可以对存入的每一份外卖进行消毒，使外卖员
和用户之间无接触配送，极大程度地降低在外卖运输过程中所携带的病毒的传播，减少病
毒对人们健康的危害；用户通过人机交互模块进行取餐，能够使用户信息与餐位匹配，保障
每一份外卖的安全，可极大限度地避免外卖被误拿等类似事件的发生。

[0090] 以上所述实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的
简单变化或等效替换，均属于本发明的保护范围。