全自动保管箱

  概述

  全自动保管箱是一种能为租用人提供24小时服务的操作自动化、管理无人化的银行代保管设备保管箱服务、具有监控和公安联网、防震传感器，十三层防火防钻六面金库体，库体能具有恒温恒湿，汇集多项技术为一体，操作过程包括客户身份识别，人脸识别，指纹识别，密码识别、加上机械锁，五层防护。相对传统保管箱具有更加安全、空间利用率更高、服务时间更长、管理更加便捷，运营成本更低的优点。

  一、 系统环境

  硬件：

  工业一体机电脑(2个串口)、嵌入式打印机

  软件：

  客户端windows7 64位操作系统、.net 4.5运行库、嵌入式数据库SQLite3

  客户端系统名称：SsaTouch.exe

  通讯：

  工业一体机分别和PLC采用modbus协议，嵌入式打印机采用rs485通讯

  二、 操作流程

  1、先到柜台开户(登记身份信息，采集指纹、人脸等信息及办理缴费或其他相关手续)

  2、人脸识别，进入客户等待厅

  3、当有取物间空闲时，刷卡进入存取室

  4、中英文选择

  5、输入密码和指纹，等待箱体传送到取物口

  6、用机械钥匙打开保管箱存取物品

  7、存取好后并拔出钥匙点完成按钮，系统自动将箱体传送回库房

  8、按打印按钮可打印此次存取凭证

  9、按出门按钮离开

  三、 箱体规格

  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、 功能特点

  空间利用率高：

  尺寸为长6m * 宽2m *高2.5m的库房能容纳410个小箱、170个中箱、25个特大箱，共605箱子，存取室建议尺寸2m *1.5m ，配置两个看物间则乘以二。

  安全防护等级高：

  保管箱库房墙体为多层复合材料组成六面金库体具有防火、防钻、防盗等多种功能 。通过国家C级认证。墙体有十三层防火防钻板(防钻钢板7层多层复合材料防火板层交措叠加而成，每一块墙体有100颗左右定做特定制殊螺丝螺母)

  承重低：

  库体内基本采用合金框架设计，减少了安装空间 降低了地面承重标准。

  高精度定位：

  采用光栅尺全封闭定位系统可实现微米级精确定位实现智能机械取物，其中智能取物机械手目前已取得了多项国家专利。

  恒温恒湿：

  库体内采用先进的恒温恒湿系统，使得库房内持续保持恒温恒湿，保证物品保管的更好更安全。

  库房实时监控：

  库体内布有两个和公安联网的摄像头，随时方便工作人员检测库房内存取箱体的动态，

  防震监控：

  库房内安装 8个防震传感器，能及时反应由于地震等自然灾害导致库体震动，并防止墙体破坏震动起到很好的监控和防盗。

  配件质量保障：

  各个关键部位的配件选择采用国际知名品牌，电机采用东方马达电机，控制器及模块采用高端PLC，各种现线材及其他辅助配件采用米思米，各种材料均采用耐震、耐磨、耐扭抗弯曲的材料。合金部件均经过阳极氧化表面处理，美观耐用。

  称重保护：

  对每个箱体在存取物品前系统会自动称重，并自动登记记录，对于存放超重的物品系统自动报警，并对一些对重量有特殊要求的物品，起到警示作用。

  开门及取物防夹：

  系统在开关门时能自动判断，具有防夹功能。对于取物台操作取物时，箱体盒盖未关上或钥匙未拔等具有取物防夹功能。

  系统自检：

  系统在每次上电，或设置定时时，会自动对系统内的各种开关及各个模块进行自检，能保证系统安全高效的运行，系统能对自检过程中出现的各种问题进行报警提示。

  断电保护：

  系统内置UPS电源，当在取物或存物过程中，突然停电，系统启用ups电源，持续完成本次操作。

  存取时间短：

  系统从进入取物间至完成验证到箱体传送到位，平均用时45秒，短时间可达25秒。

  噪音小，运行平稳：

  系统在运动过程中匀速运行，采用进口的滑块和丝杆及滚轴并在各个碰撞环境安装有缓冲装置，减少噪音。保证系统运行时的平稳及安全。

  高效的箱体传送方式：

  机械臂采用拉、推方式进行箱体的运行，保证箱体在传送过程中，使得箱体在传送过程中确保位置、流畅、安全、高效。

  防尘保护：

  在每排箱体上均安装防尘板，以保证灰尘杂质不会散落到箱体上，保持箱体整洁。

  库房整体布局灵活：

  存取室的设计位置可根据库房实际情况，安装于库房墙体的任意一侧。

  库房取物的安全性：

  每次取物存物时只有当箱体传送到库房边上时，安全门才会开启，不在工作状态时，安全门处于关闭状态。

  传送承重能力强：

  每个箱体承重及传送承重为30KG.

  综合布线：

  全部的布线都焊接而成，接触更加牢靠，稳定性更好，设备使用寿命更长等特点，库房内布线均按综合布线要求布置，安全规范。

  图像追踪定位系统：(选配)

  采用高清摄像头采集保管箱内盒图片，进行快速对比分析，实现对盒位位置及传送过程中的传送过程全程监控、精确定位，形成采集过程的二次校验，保证系统运行的精确、安全。

  五、 安全防护说明：

  1. 库体说明

  全自动保管箱库壁安防强度达到公安部C级防护要求。

  组成：

  金库墙体由顶层墙体、四周墙体、底层钢筋混凝土结构、底层水平铺板、内盒储存架等组成。

  库体表面材料：

  库体金库防护壁采用2mm厚冷轧钢板 +10mm防火板(五层)+3.5mm厚防钻板(六层)+2mm冷轧钢板防火板与防钻板交替放置。如下图所示：

  加工工艺：

  钢板表面经过水磨抛光，拉丝、酸洗磷化处理等工艺处理，形成粗细均匀的横条丝纹，纹路清晰，无划伤、凹陷、乱纹、裂纹等缺陷。表面细密均匀，无缺损、烧焦、脱落、划痕、针孔等现象，抗盐雾实验(NSS实验)24小时无异常。

  底层钢筋混凝土结构+底层水平铺板：

  由10#槽钢、40*60方管为骨架的混凝土结构，上面辅12mm厚铁板水平基准，竖立80*80*8角铁的骨架立柱为垂直方向基准。用80*80*8角铁固定金库顶层各面。如图所示：

  内盒储存架：

  由40*20方铁和20*40铝合铝型材为骨架，以1.5mm优质冷轧板为材料，以特殊模具冷拉铝合金型材为立柱，以30*30特殊模具冷拉铝合金型材为立柱底座固定，中间用内箱加强支架连接，外端的立柱配置内盒限位装置，来固定储物盒的位置。如图所示：

  四周墙体和顶层墙体：

  均用2.3mm优质冷轧板经以折弯成型、表面喷塑等工艺制作，墙体分为两层，为镶嵌结构，墙体总厚度为90mm(不包外部槽钢厚度)，内部装配形式为：2.3mm优质冷轧板+40mm防火防钻板+2.3mm优质冷轧板+2.3mm优质冷轧板+40mm防火防钻板+2.3mm优质冷轧板。

  2. 看物间详细描述：

  看物间基本说明：

  包含门禁、看物台、客户操作终端、出入箱口、看物间壁等。看物间房内封顶，外包严，装璜美观舒适，内可配置感应灯光。配套看物间、展示柜等，库外设验证区及等候休闲区。

  材质:

  主体钢结构。设计说明：操作便捷，使用方便，私密安全，易使用。

  看物间结构图示参考：

  看物间的操作流程：

  看物间功能描述

  1)自动安全系统能详实记录顾客进出、箱体内盒出入前后的重量变化信息及操作等历史记录。

  2)顾客身份的鉴别，操作引导，保管箱内盒的取出及退回，使用状况的记录等全部操作程序全部自动化。

  3)进入看物房必须持保管箱专用RFID卡刷卡进行身份验证，看物间具有独占性，如果当前看物间在使用，则其他客户无法同时使用，门禁刷卡器会提示有客户正在使用，看物房电控门不会开启;

  4)客户进入看物房后电控门自动锁闭，客户需要进行二次验证(密码或指纹)确认身份，保管箱内盒自动由库内传送至取物窗口平台内，保管箱取物闸门自动打开

  5)若客户在看物房内滞留时间过长(限制时间可自行设置)系统会自动报警。

  6)客户存取结束后按开门键，保管箱存取口自动关闭，保管箱内盒自动传送回库内，电控门自动解锁。

  7)为客户提供紧急情况下的报警按钮和求助电话，可连接银行内部报警系统或110联网报警系统。

  入口门禁方案：电控铜门(刷卡开启，自动关闭)

  1、RFID读卡器(录入相关开户信息)、非接触式IC卡 (mifare 0ne IS50 IS70系列)

  2、RFID门禁人脸识别:通过人脸识别，开启休息室电控门。

  (RFID读卡器)                                         (RFID门禁人脸识别)

  六、 工作原理说明

  全自动保管箱是将机械、电控、软件结合起来的机电一体化产品。系统由库房、内盒、机械臂、输送通道，看物间组成。

  客户凭卡进入看物间，通过输入密码、指纹等验证后，通过多个伺服控制一个机械手。通过PLC或刷卡发送指令，机械臂平移到指定箱体位置取箱，机械手钩住箱子传送到机械臂上，机械臂平移到指定出箱口，机械手钩住箱子传送到传送带，在由传送带传送到取物平台，取物窗口打开取物完成。还箱操作则与取箱动作相反。

  操作流程图:

  全自动保管箱结构:包含有库房墙体，箱体货架，内盒，智能机械臂，传送机构，2个控制柜组成。

  智能机械臂由滑轨、通道传送结构、智能机械手组成。

  1、 滑轨分为上滑道和下滑道。

  上滑道由平移导轨，滑块，特制铝型安装板组成;智能机械臂通过特制铝型安装板将上下滑块固定，使通道传送结构中的上下两个滑块带动同步皮带传动，上滑道和下滑道中的滑块同步制动，实现了智能机械臂在滑轨上进行水平方向左右移动。

  2、 通道传送结构包括框架、水平X轴驱动组件、垂直Y轴驱动组件、电气布线系统。

  (1) 框架采用高强度硬铝，通过高强的L板连接件和防松动螺丝拼接组合而成。

  (2) 水平X轴驱动组件由传动轴、上下同步驱动齿轮、传动齿轮、主动齿轮、驱动电机部件、上下固定轴承座部件和导向轴承座部件组成;上下同步驱动齿轮固定在传动轴的两端，传动轴通过上下固定轴承座部件连接在铝型材架体上，传动齿轮固定在传动轴的中下部，主动齿轮固定在驱动电机部件的输出轴上，电机部件固定在车体上;电机部件输出轴通过主动齿轮和传动齿轮的啮合驱动传动轴旋转，经由传动轴两端的上下同步驱动齿轮配合上下滑轨中的齿条将传动轴的旋转运动转换为直线运动，驱动巷道车水平往复运行;驱动电机采用伺服电机，保证巷道车的定位精确;所有传动部件采用精密齿轮，保证长寿命高精度。

  (3) 垂直Y轴驱动组件由导向直线导轨两组、滚珠丝杆、升降板、丝杆固定轴承座、从动齿轮、主动齿轮、驱动电机部件。两组直线导轨安装在架体的两侧边，为垂直升降提供导向;滚珠丝杆通过丝杆固定轴承座连接在架体上，跟直线导轨平行方向安装在两组直线导轨之间位置;从动齿轮固定在滚珠丝杆的底面，主动齿轮固定在驱动电机部件的输出轴上驱动电机部件通过安装底板固定在架体上，升降板连接在两组直线导轨滑块上，滚珠丝杆的螺母也连接在升降板上。驱动电机部件输出轴通过主动齿轮和传动齿轮的啮合驱动滚珠丝杆旋转，经由两侧的直线导轨导向的升降板以及和升降板连接的滚珠丝杆螺母，将丝杆的旋转的运动转换为垂直升降运动，驱动升降板垂直往复动行;驱动电机采用伺服电机，保证升降板定位精确;所有传动部件采用精密齿轮，保证长寿命高精度。

  (4) 电气布线系统分为水平走线拖链和垂直走线拖链以及为拖链提供导向的拖链槽组成。拖链采用稳定可靠的塑料尼龙拖链，为移动系统部件提供供电和信号传输。

  3、 取盒机械手分为机械手底架、内盒输送系统、拉钩系统、拉钩顶升系统和内盒导向板。取盒机械手固定在升降板上，由机械臂控制，到达指定的位置执行动作。

  (1) 机械手底架由多块铝合金板材精加工成形，装配组合而成。底架采用铝合金板加工确保了底板的强度和自重的轻量化。

  (2) 内盒输送系统由两组同步带输送部件、传动部件、驱动电机部件、固定支架组成。驱动电机部件固定在机械手底架上，同步带输送部件通过固定支架固定在底架上;驱动电机通过同步带轮、同步带经由传动部件将旋转运动传递到同步带输送部件上，由同步带输送内盒进出机械手。

  (3) 拉钩系统由两组拉钩驱动部件、传动部件、连接支架和驱动电机部件组成。两组拉钩驱动部件分别位于内盒输送系统的左右两侧，每组拉钩驱动部件由拉钩侧板、拉钩平移导向直线导轨、拉钩、拉钩平移同步带驱动部件，顶升直线导轨组成;两组拉钩驱动部件通过连接支架将左右两侧拉钩驱动部件连接成一个整体，每组顶升直线导轨的导轨道固定在机械手底架上，滑块固定在拉钩侧板上，使整个拉钩驱动部件在直线导轨的导向能够做上下升降运动;两组拉钩驱动部件通过传动部件中的传动轴将两组的拉钩平移同步带驱动部件连接起来，使两侧的拉钩达到同步运行;驱动电机部件安装在连接支架上，通过输出轴上固定的主动齿轮和传动部件上固定的传动齿轮啮合，驱动传动轴旋转运动，传动轴带动两侧拉钩驱动部件中的传动同步带轮，驱动同步带运行，同步带带动拉钩，在直线导轨的导向下，往复运动;驱动电机采用伺服电机，保证拉钩动作精确、迅速、平滑。

  (4) 拉钩顶升系统由两组顶升部件、两组固定轴承座、和驱动电机部件组成。驱动电机部件固定在机械手底架上的中心位置，两组顶升部件位于驱动电机部件的两侧。顶升部件由传动轴、传动齿轮、偏心轮，顶升轮组成;偏心轮固定在传动轴的两端，传动齿轮固定在传动轴两个偏心轮之间，顶升轮组安装在偏心轮的偏心孔上。两组固定轴承座固定在机械手底架上，传动轴连接在两组轴承座之间，使传动轴只能旋转运动。驱动电机输出轴上固定的主动齿轮和固定在传动轴上的传动齿轮啮合，将旋转运行传递到传动轴上，驱动偏心轮转动，顶升轮顶起拉钩侧板，在顶升直线导轨的导向下，使拉钩系统垂直上下运动。

  (5) 内盒导向板固定在机械手底架上，位于内盒输送系统上部的两侧，为输送内盒作导向。

  4、 输送通道由滚筒输送线、顶升机构、开门机构组成。

  (1) 滚筒输送线由铝型材搭建架体，电机驱动链条将动力传递到滚筒，滚筒驱动内盒进出通道。

  (2) 顶升机构由直线减速电机、顶升板、导柱部件、顶升块组成。直线减速电机固定在输送线架体上，直线减速器出轴连接在顶升板上，连接采用浮动连接;导柱固定在顶升板上，四个导套固定在输送线架体上，在四个导套的导向下，顶升板由直线减速器驱动带动四根导柱上下运行;顶升块连接在导柱，顶升块铣有定位槽口，将内盒顶起，同时对内盒定位，使内盒不会移动。

  开门机构由活动门板、导向部件、直线减速器组成。导向部件中的导槽固定在台面板下，四组导轮固定在活动门板底部，在导向部件的导向下，活动门板由直线减速器驱动进行开门。