本发明涉及试剂管理，尤其涉及一种智能西林瓶管理系统及自动分发方法。
背景技术：
1、机能学实验教学中，西林瓶是常用的试剂容器之一，其材质为玻璃，存在结构强度不高、易碎的特点。现有智能西林瓶柜通常存在领取权限不严、智能化程度不高、学生领取不便、西林瓶余量不清经常断货、西林瓶储存量不足老师补货频繁、老师补货费时费力、西林瓶碎裂破损、学生老师沟通不畅等问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能西林瓶管理系统及自动分发方法。
2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种智能西林瓶管理系统，包括集中控制器，所述集中控制器连接传送带模块、直列堆积货道模块、储存室模块、网络通信模块、掉落检测模块、出货口模块、人机交互模块、人脸识别模块；所述人脸识别模块包括摄像头，用于对用户进行人脸识别；所述人机交互模块包括触摸屏、语音交互模块、摄像头，用户通过触摸屏执行交互操作；所述网络通信模块包括有线网卡和/或无线网卡；所述储存室模块包括多列储存货道；所述直列堆积货道模块包括直列堆积货道和运动模块，当执行补货操作时，一列储存货道无西林瓶时，直列堆积货道自动运动到另一储存货道进行自动补货；
3、当有用户进行西林瓶领取时，智能西林瓶管理系统获取实时人脸数据，并实时读取动态课程信息；判断当前用户是否为本堂课人员，若不是本堂课人员则提示领取失败，若是本堂课人员则判断试剂是否充足，若不充足则提示领取失败；若试剂充足则打开出货口前门，当前用户成功领取到西林瓶。
4、优选的，所述的储存室模块包括柜体、第一转轴、弹簧装置、锁舌、锁体，所述锁舌由第一电磁铁、第一金属杆、第一弹簧和转子共同控制，当第一电磁铁断电时，第一金属杆上的第一弹簧回弹，第一金属杆前端与锁舌接触，使转子无法转动，柜门和锁体无法在弹簧装置作用下弹出；当执行补货操作时，第一电磁铁工作并吸引第一金属杆，磁力克服第一弹簧的弹力，使第一金属杆前端脱离锁舌，锁舌转动，柜门和锁体在弹簧装置作用下弹出，柜门依赖于第一转轴水平转动。
5、优选的，还包括西林瓶盒，所述西林瓶盒包括盒体、西林瓶、可拆卸底板、螺丝和挡条；当更换西林瓶后，将可拆卸底板抽出，使得西林瓶落入储存室底部，掉落过程中通过挡条的引导落入指定位置。
6、优选的，所述的储存室底部包括长条形挡片和框型结构，当长条形挡片打开时，上方西林瓶落入下方直列堆积货道中；所述长条形挡片为电控装置，长条形挡片硬连接有第二金属杆，当第二金属杆运动时，长条形挡片同步运动。
7、优选的，所述的运动模块包括第一步进电机、蜗杆、齿轮、第二转轴、第一主动轮、第一从动轮、履带、限位开关、导轨、大载物台、小载物台；所述大载物台通过底部自带滑块卡入导轨中，当第一步进电机工作时带动蜗杆转动，蜗杆末端的齿轮结构带动齿轮转动，齿轮和第一主动轮均固定在第二转轴上，齿轮转动时带动第一主动轮转动，第一主动轮转动带动履带和第一从动轮转动，大载物台底部设置有夹板夹，所述夹板夹的一端夹在履带上，履带水平运动时，大载物台沿导轨水平运动，其移动受导轨末端的限位开关限制，大载物台内设置有可前后移动的小载物台，直列堆积货道嵌于小载物台中，直列堆积货道能够在大载物台和小载物台的带动下运动，进行自动补货。
8、优选的，所述的直列堆积货道入口处相对设置有红外发射器、红外接收器，直列堆积货道内设置有多个弹性减速挡片，直列堆积货道出口处设置有推块；所述推块连接第三弹簧，所述第三弹簧连接第三金属杆，所述第三金属杆连接第三电磁铁；直列堆积货道每次自动补货时，西林瓶从储存室模块掉落，当红外接收器在预设时间内未接收到红外发射器发出的信号时，则判断西林瓶已充满直列堆积货道，关闭储存室模块底部长条形挡片；所述直列堆积货道内设置有多个弹性减速挡片；初始状态下，第三电磁铁工作，磁力克服第三弹簧的弹力，使第三金属杆往左侧移动，同时带动推块往左侧移动；执行自动出货操作时，关闭第三电磁铁，推块在第三弹簧的弹力作用下向右侧弹开，将最底部的西林瓶从右侧出口处推出；右侧出口处设置有红外监测模块，当领取多个西林瓶时，第三电磁铁重复多次关开动作，西林瓶的弹出数量由红外监测模块监测，当弹出数量等于待领取数量时，第三电磁铁重新工作，推块复位同时上层西林瓶掉落。
9、优选的，所述的传送带模块包括直流电机、第三转轴、小齿轮、减速带、大齿轮、第二主动轮、第二从动轮和v型槽传送带；当西林瓶从直列堆积货道弹出，并卡入v型槽传送带时，直流电机通过第三转轴带动小齿轮转动，小齿轮通过减速带带动大齿轮转动，大齿轮通过第三转轴带动第二主动轮转动，第二主动轮与第二从动轮共同带动v型槽传送带水平运动，将西林瓶运送到出货口模块。
10、优选的，所述的出货口模块包括侧门和前门；所述侧门和前门均为电控门，包括第二步进电机、外壳、伸缩杆、小门板、第三步进电机、大门板、斜坡、ai红外摄像头；所述ai红外摄像头基于深度学习算法用于自动识别西林瓶特征和手部特征；当西林瓶运送到出货口模块时，第二步进电机转动并带动伸缩杆和小门板向下运动，打开侧门，西林瓶经斜坡进入出货口；当ai红外摄像头检测到出货口内西林瓶数量等于待领取数量时，第二步进电机反向转动并带动伸缩杆和小门板向上运动，关闭侧门；当侧门关闭后，第三步进电机工作并带动伸缩杆和大门板向下运动，打开前门，用户领取内部西林瓶；当ai红外摄像头检测到出货口内无西林瓶且手离开出货口时，关闭前门。
11、本发明第二方面提供：一种西林瓶自动分发方法，用于上述任一种智能西林瓶管理系统，包括以下步骤：
12、管理员设置余量警戒线，当智能西林瓶管理系统反馈西林瓶领取量时，进行西林瓶余量计算，判断西林瓶余量是否小于等于余量警戒线，若小于等于余量警戒线，则提示余量不足，管理员执行补货操作，此时智能西林瓶管理系统弹出储存室门；管理员执行更换试剂盒操作，更换完毕后关闭试剂柜，此时管理员进行余量更新并反馈到智能西林瓶管理系统，同时智能西林瓶管理系统判断所有柜门是否关闭，若有柜门未关闭则进行提示，若柜门均已关闭，则更新智能西林瓶管理系统的状态。
13、优选的，还包括以下步骤：
14、当用户领取西林瓶发生异常时，通过远程呼叫操作或远程留言操作进行异常处理；
15、所述远程呼叫操作包括以下步骤：用户选择语音通话或视频通话，当管理员选择接通后，建立远程通话进行异常处理；
16、所述远程留言操作包括以下步骤：用户选择语音留言或文字留言，当管理员接收到语音或文字消息后，发送语音回复或文字回复并进行异常处理。
17、本发明的有益效果是：
18、1）基于实验室后台系统和人脸识别的无人值守西林瓶领取流程，提高西林瓶领取效率；余量实时统计、余量警戒线设置和余量不足提醒，提高西林瓶管理效率；以西林瓶盒为基础进行试剂补货，极大提高补货效率；基于储存室、直列堆积货道、传送带和出货口设计的自动分发系统，最大限度减少西林瓶领取错误，规避试剂遗失带来的风险；西林瓶充足时，学生仅需刷脸和领取试剂两步操作，领取效率大大提高；基于ai红外摄像头的出货口自动开关门设计，学生领取过程无需担心夹手；出货口斜坡设计，进一步提高领取效率；远程通讯功能，老师可远程处理学生领取试剂过程中的问题，极大提高了老师和学生的沟通效率。
1.一种智能西林瓶管理系统，其特征在于：包括集中控制器，所述集中控制器连接传送带模块、直列堆积货道模块、储存室模块、网络通信模块、掉落检测模块、出货口模块、人机交互模块、人脸识别模块；所述人脸识别模块包括摄像头，用于对用户进行人脸识别；所述人机交互模块包括触摸屏、语音交互模块、摄像头，用户通过触摸屏执行交互操作；所述网络通信模块包括有线网卡和/或无线网卡；所述储存室模块包括多列储存货道；所述直列堆积货道模块包括直列堆积货道和运动模块，当执行补货操作时，一列储存货道无西林瓶时，直列堆积货道自动运动到另一储存货道进行自动补货；
2.根据权利要求1所述的智能西林瓶管理系统，其特征在于：所述的储存室模块包括柜体、第一转轴、弹簧装置、锁舌、锁体，所述锁舌由第一电磁铁、第一金属杆、第一弹簧和转子共同控制，当第一电磁铁断电时，第一金属杆上的第一弹簧回弹，第一金属杆前端与锁舌接触，使转子无法转动，柜门和锁体无法在弹簧装置作用下弹出；当执行补货操作时，第一电磁铁工作并吸引第一金属杆，磁力克服第一弹簧的弹力，使第一金属杆前端脱离锁舌，锁舌转动，柜门和锁体在弹簧装置作用下弹出，柜门依赖于第一转轴水平转动。
3.根据权利要求1所述的智能西林瓶管理系统，其特征在于：还包括西林瓶盒，所述西林瓶盒包括盒体、西林瓶、可拆卸底板、螺丝和挡条；当更换西林瓶后，将可拆卸底板抽出，使得西林瓶落入储存室底部，掉落过程中通过挡条的引导落入指定位置。
4.根据权利要求3所述的智能西林瓶管理系统，其特征在于：所述的储存室底部包括长条形挡片和框型结构，当长条形挡片打开时，上方西林瓶落入下方直列堆积货道中；所述长条形挡片为电控装置，长条形挡片硬连接有第二金属杆，当第二金属杆运动时，长条形挡片同步运动。
5.根据权利要求1所述的智能西林瓶管理系统，其特征在于：所述的运动模块包括第一步进电机、蜗杆、齿轮、第二转轴、第一主动轮、第一从动轮、履带、限位开关、导轨、大载物台、小载物台；所述大载物台通过底部自带滑块卡入导轨中，当第一步进电机工作时带动蜗杆转动，蜗杆末端的齿轮结构带动齿轮转动，齿轮和第一主动轮均固定在第二转轴上，齿轮转动时带动第一主动轮转动，第一主动轮转动带动履带和第一从动轮转动，大载物台底部设置有夹板夹，所述夹板夹的一端夹在履带上，履带水平运动时，大载物台沿导轨水平运动，其移动受导轨末端的限位开关限制，大载物台内设置有可前后移动的小载物台，直列堆积货道嵌于小载物台中，直列堆积货道能够在大载物台和小载物台的带动下运动，进行自动补货。
6.根据权利要求4所述的智能西林瓶管理系统，其特征在于：所述的直列堆积货道入口处相对设置有红外发射器、红外接收器，直列堆积货道内设置有多个弹性减速挡片，直列堆积货道出口处设置有推块；所述推块连接第三弹簧，所述第三弹簧连接第三金属杆，所述第三金属杆连接第三电磁铁；直列堆积货道每次自动补货时，西林瓶从储存室模块掉落，当红外接收器在预设时间内未接收到红外发射器发出的信号时，则判断西林瓶已充满直列堆积货道，关闭储存室模块底部长条形挡片；所述直列堆积货道内设置有多个弹性减速挡片；初始状态下，第三电磁铁工作，磁力克服第三弹簧的弹力，使第三金属杆往左侧移动，同时带动推块往左侧移动；执行自动出货操作时，关闭第三电磁铁，推块在第三弹簧的弹力作用下向右侧弹开，将最底部的西林瓶从右侧出口处推出；右侧出口处设置有红外监测模块，当领取多个西林瓶时，第三电磁铁重复多次关开动作，西林瓶的弹出数量由红外监测模块监测，当弹出数量等于待领取数量时，第三电磁铁重新工作，推块复位同时上层西林瓶掉落。
7.根据权利要求1所述的智能西林瓶管理系统，其特征在于：所述的传送带模块包括直流电机、第三转轴、小齿轮、减速带、大齿轮、第二主动轮、第二从动轮和v型槽传送带；当西林瓶从直列堆积货道弹出，并卡入v型槽传送带时，直流电机通过第三转轴带动小齿轮转动，小齿轮通过减速带带动大齿轮转动，大齿轮通过第三转轴带动第二主动轮转动，第二主动轮与第二从动轮共同带动v型槽传送带水平运动，将西林瓶运送到出货口模块。
8.根据权利要求1所述的智能西林瓶管理系统，其特征在于：所述的出货口模块包括侧门和前门；所述侧门和前门均为电控门，包括第二步进电机、外壳、伸缩杆、小门板、第三步进电机、大门板、斜坡、ai红外摄像头；所述ai红外摄像头基于深度学习算法用于自动识别西林瓶特征和手部特征；当西林瓶运送到出货口模块时，第二步进电机转动并带动伸缩杆和小门板向下运动，打开侧门，西林瓶经斜坡进入出货口；当ai红外摄像头检测到出货口内西林瓶数量等于待领取数量时，第二步进电机反向转动并带动伸缩杆和小门板向上运动，关闭侧门；当侧门关闭后，第三步进电机工作并带动伸缩杆和大门板向下运动，打开前门，用户领取内部西林瓶；当ai红外摄像头检测到出货口内无西林瓶且手离开出货口时，关闭前门。
9.一种西林瓶自动分发方法，其特征在于：用于如权利要求1-8任一项所述的智能西林瓶管理系统，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的西林瓶自动分发方法，其特征在于：还包括以下步骤：
