智能快递车自助寄取快递系统的设计

王 贵

(桂林电子科技大学信息科技学院，广西 桂林 541004)

0 引言

由于当前我国快递运输内容种类繁多，如果一味地依赖人为车辆运输，不仅效率不会提升，而且还存在较大的失误率。基于此，依托物联网科技，构建智能快递车寄取件系统，能够最大限度地解放劳动力，并提升快递分类、物流运输和派送的效率，满足用户急件、急运输的需求，为物流行业的有效发展奠定坚实可靠的技术基础。

1 智能快递车概述

智能快递车一般采取模块化设计要素，车厢内部进行密集仓储设计，计算机可以在车厢外部直接下达指令，按照顺序进行存取件。其中，减速电机、步进电机以及马达等构成智能快递车的驱动系统；蜗轮蜗杆机构、齿轮齿条机构链传动等构成传动系统。为了能够最大限度地满足车厢扩容的条件，在存储区内还设置了专门的可调节螺杆，各种类型、大小的快递都能放进去。

在取件装置的设计中，一般由四轴运动机械手组成，按照计算机的指令和预先设定的路径将快递在几秒内直接传送到取件口。控制系统从原来的统一设备控制已经发展到手机app控制，内部软件的嵌入式控制系统直接负责有效地接受和处理信息，当用户想要发件或取件的时候，只要利用手机发出指令，控制系统就能够直接将信息传送到数据库后台匹配到相应的物件或空间，然后再与互联网实现信息的双向传送[1]。

2 智能快递车自助寄取快递系统的机械设计

在智能快递车自助寄取快递系统中，其机械设计可以分为4个方面:储存区展开装置、取件装置、寄取件平台、无人机送件装置。

2.1 储存区展开装置

为了实现车辆的扩容，车厢内储存区要安装必要的展开装置，以提高车厢的利用效率。在设计过程中，快递车在运输途中即将到达既定地点之前，整个展开装置必须处于封闭状态，以节省空间。在到达之后，展开装置直接将储物柜或储物架展开，为取件提供方便。因为智能快递车车辆的左右两侧属于对称结构，因此既可以单侧展开也可以双侧共同展开，各自区间各有丝杆螺母机、链传动、展开电机一个。当快递被全部取出的时候，两侧会自动关闭，形成闭合的状态。

2.2 取件装置

智能快递车自助取件装置主要由1个四轴运动机械手构成，可以沿着不同的3个方向做水平旋转或平移的运动。而且取件装置在启动之后，需要根据指令操作不断移动，行程位置的控制由传感器和丝杠滑块机构来实现，保证取件装置能够准确地将物件送到取件口。在取件工作结束的时候，整个装置可以通过限位开关实现复位，进而有效保障了整个行程的准确性和有效性。

2.3 寄取件平台

智能快递车在物联网技术的辅助下，进行了自助寄取快递平台的设计，不仅全程智能化操作，而且无需任何人工费用和人工操作，方便快捷。整个系统由旋转电机利用蜗杆将获取到的动力传送到旋转齿轮的位置，使传送轨道能够顺利运行，并将快递直接输送到各个不同的平台上。比如在寄件的时候，用户可以直接将快递放在相应的窗口，然后装置将其传送到寄件品台上，并运送到相应的轨道中。取件的时候，智能传送系统能够直接从制定的储物格中将快递传送到取件窗口，整个过程仅需要几秒的时候，机械化操作方便快捷[2]。

2.4 无人机送件装置

多旋翼飞行器在快递传送的过程中具有明显的速度优势，能够有效地拓展快递车的配送外延，提升配送效率。整个装置采取的是无线电遥感系统以及自动导航定位装置，由计算机直接操作运载快件，将其高效地传递到目的地。同时，车厢还配置了专门的无人机停放平台，位于车厢顶部的自动舱门内，节约了空间，也解放了人力。

整个无人机装置一般由3个部分构成：自动舱门机构、停机平台升降机构、无人机。在没有受到指令的情况下，无人机被放置在舱门内指定的停机品台上；当用户选择无人机配送，取件装置能够直接将相应的物件送到到舱门内，整个平台实现平移上方运动，继而发出自动指令，无人机开始运作和配送，真正实现智能化、大物流的生产和管理。

3 智能快递车自助寄取快递系统的程序设计

智能快递车自助寄取快递系统的程序设计可以分为3个部分：展开装置的控制、寄取件平台控制、无人机送件装置。

3.1 展开装置的控制

自助寄取件快递系统一般依托手机app实现人机交互，然后系统直接自动运行。在进行展开装置的设计中，各IO口的名称和功能各有差异，左右车厢、货架平台以及按钮的功能也各有不同。在接受到展开指令之后，需要按下I5等开关将车厢转正，然后利用丝杠螺母机构将货架展开[3]。

3.2 寄取件平台控制

用户想要取件的时候，只需要在客户端上操作即可，系统在接到指令后，取件机械手直接将快件运送到旋转平台上，然后使整个旋转平台能够接近I1开关，等到机械手自动退出之后，转正M2按钮，直到装置触碰到开关I3为主。当快件被传送到取件口位置的时候，整个旋转平台要进行复位处理，整个取件过程终了。当寄件的时候，需要将物件放到寄件平台上，然后按下I5开关，车厢内部的机械手会按兵等待，当触碰到相应开关之后，通过传送带将物件放置到两侧的储物架内，整个寄件过程完成[4]。

3.3 无人机送件装置

当快件经过机械手被传送到无人机载物货架位置的时候，装置内的挡板能够将快件运送到滑轨处，同时触发I4开关。电机转动之后，智能快递车的舱门被打开，无人机打开门将物件揽收，然后从升降平台出发并飞出。最后电机反转，升降平台也随之下降，直到舱门关闭。

4 快递车取件机械手的动力学探讨

在车厢内，取件机械手往往呈现出旋转运动的状态，主要运动方向是沿着X、Y、Z轴进行平移。各个轴运动的稳定性受多方面因素影响，如运动的顺序、运动的路程以及旋转的角度等[5]。另外，考虑到多轴会进行同步运动，因此需要对其运动轨迹进行有效规划，并进行动力学仿真。

快件在旋转或平移时，往往会存在单轴运动启动或停止状态，为保证取件不停止，需要进行多轴的协调运动，若瞬间加速度发生突然变化，物品往往会由于惯性缘故，有可能会发生掉落状况。针对这种状况，需要对各个环节的速度进行有效的大小调节，在保证速度的情况下，使其能够发挥出最大的运行效率，有效保障物品的安全[6]。另外，可针对搭设模型以及取件机械手的最大载重量，对其运行速度进行科学、合理的设置。

5 结语

智能快递车自助寄取快递系统的设计，极大地提高了快递寄取的效率，也节省了用户的时间，解放了劳动力。因此，在实际设计的过程中，应该依托物联网技术，对各类系统参数以及设备进行有效的判定和分析，强化系统设计效率的同时，推动物流产业的长足发展。