CN106829122B - 循环使用快递包装箱及包括其的物流系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包括循环使用快递包装箱的物流系统，属于快递运输包装技术领域，该物流系统主要基于互联网云计算管理下的模数化系列设计、循环使用的包装箱体系，其彻底消除快运包装材料的浪费与垃圾问题；包括集成FRID于一体，结合专门设计的二维码、条形码、标签放置区，为实现物流与云端信息流之间建立起畅通的桥梁；专业化的、以FRID电子标签为基础的自动识别设备体系，建立起与云端互联网的桥梁，实现真正的物联网体系；并依此为基础的云端管理、调动、自检纠错、跟踪监控系统，解决当前快递包装没有标准化，造成管理混乱，包装材料一次性使用造成极大的浪费与环境污染、新式物联网测控方式无法应用，造成分拣方式无法自动化的现实问题。

Description

循环使用快递包装箱及包括其的物流系统

技术领域

本发明涉及一种循环使用的快递包装箱系统以及包括其的物流系统，属于快递运输包装技术领域，主要是为了解决当前快递包装没有标准化所造成的管理混乱，包装材料一次性使用所造成的浪费与环境污染问题；同时也解决因先进物联网传感器及自动识别技术无法应用的问题，为自动分拣、自动仓储、自动系统纠错及全程无缝追踪建立基础。

背景技术

随着互联网与电子商务的发展，快递呈爆炸式增长，因而造成传统纸箱等包装材料的大量浪费，塑料包装辅材、发泡塑料等填充材料、胶带等大量废料对环境造成极大的污染，成为当前国家需要重点治理、规范的领域，公众及行业都认识到需要建立回收重复再利用体系，解决材料浪费及垃圾污染的严重问题。

因当前包装行业基本都是采用传统的纸箱包装，其残值低、易损性等特点，从价值规律上决定了无法建立有效的、可持续发展的回收体系，即使在大量行政补贴的情况下勉强建立，最终也会因为长期亏损等经济原因而形同虚设、无疾而终。解决之道就是转变思路，用循环使用、绿色环保的产品，彻底替代现有一次性产品。没有“垃圾”产生，自然也不再需要什么回收体系了。

与此同时，因现有包装的随意性、没有精细的结构设计，造成包装的散、乱、标准化程度不高，造成码垛仓储、运输、分拣、投送等方面的混乱、耗时费力、失误频发、丢失现象时有发生。

因无标准化、一次性使用等特点，物流与信息流无法建立合适的接口，致使先进的传感技术、自动识别技术、先进的分拣与管理系统无法完成系统整合，严重制约了物联网技术的发展。造成当前各个环节自动化程度很低、大量人力浪费、周期延长、货物丢失等问题。

发明内容

为解决上述快递包装行业中普遍存在的技术问题，本发明公开了一种循环使用快递包装箱系统，采用绿色环保理念，用循环使用的方式，彻底解决包装材料一次性使用所造成的浪费问题；用充气式充填方式彻底消除常规充填材料的浪费和垃圾问题。循环使用是最好的，也是唯一可行的解决“回收体系无法建立、无法有效运行”的办法。

本发明的技术方案通过精心的模数设计，实现了包装尺寸的标准化，为仓储码垛管理、运输、分拣、投送等自动化奠定了基础。

本发明集成当今最新的(RFID)射频传感技术，真正实现物流与信息流的实时信息沟通，为管理、分拣、运输、投送的自动化、信息化奠定了坚实的基础。

运输行业曾经历了由散装运输向集装箱运输方式的转变，仅仅集装箱的标准化，就彻底改变了运输行业的业态，极大地提高了运输效率，降低了运输成本，促进了世界经济的繁荣与全球经济的一体化进程。本发明作为系统性的创新，也可以实现快递行业由“散装运输”到“集装箱”化运输方式的转变，使得物流与最新的传感技术、互联网技术、大数据技术真正实现无缝链接，将彻底改变快递行业的组织管理、行业运行方式及行业业态，极大地提高效率，大大降低成本，这将彻底根除长期困扰社会的大量包装材料浪费及垃圾回收问题。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

方案1.一种可折叠式包装箱结构，由盖板，底板，前壁板，后壁板，左壁板和右壁板形成，上述四块壁板之间通过铰链连接，在展开时成为箱体的四壁，前壁板和后壁板设计成L型结构，左壁板和右壁板设计成长方体状，当呈折叠状时，前壁板和后壁板所突出一侧的垂直长度正好是左壁板和右壁板的厚度，这样折叠后这四块壁板正好能够折叠成无间隙的长方体实体。

方案2.盖板和底板通过L型铰接分别与后壁板、前壁板成为一个不可拆卸的整体，L型铰链的长端安装在后壁板的上部外表面，L型铰链的短端安装在盖板的上表面，如此安装结构，能够保证盖板和底板沿铰接轴旋转度，保证盖板与底板分别能够向外折叠。

方案3.前壁板、左壁板和/或右壁板的上下两端侧的定位凸缘上分别设置有间隔排列的若干沟槽式锁舌，该沟槽式锁舌上设有锁紧沟槽，在底板和/或盖板上，锁舌所对应的位置分别注塑成型有锁室，沿底板和/或盖板与前壁板、左壁板和/或右壁板的连接端贯穿地安装有转动式锁杆，该转动式锁杆为圆柱形，且间隔加工有若干让位缺口，上述沟槽式锁舌、锁室和让位缺口的数量相一致且设置位置相对应，对应的位置即形成一个锁点。

方案4.当转动式锁杆在扳手工具的作用下旋转度时，转动式锁杆的让位缺口处另一侧的柱面正好嵌入沟槽式锁舌的锁紧凹槽内，这时，转动式锁杆锁住并压紧沟槽式锁舌，将壁板上下的定位凸缘紧紧镶嵌在盖板和底板的定位凹槽内，盖板和底板与四块壁板的上、下结合面压紧。

方案5.锁紧操作时，转动扳手带动转动锁杆转动，盖板与左壁板、右壁板连接的左、右两边的转动锁杆在伞齿轮组的作用下也会同时转动，从而实现三个方向的锁紧操作。

方案6.在前壁板、左壁板和右壁板的上端侧的定位凸缘上设置有横跨定位凸缘的若干锁钩，盖板和底板与前壁板、左壁板和右壁板的对应位置的定位凹槽内设置有锁杆导向槽，其由注塑直接成型或者镶嵌钣金槽结构，锁杆导向槽内安装移动式锁杆。

方案7.在移动式锁杆上与锁钩的对应位置设置有移动式锁舌，当移动式锁杆在扳手的作用下，在锁杆导向槽内移动时，移动式锁舌即可钩紧或者松开所对应位置的锁钩，从而实现盖板和底板与前壁板、左壁板和右壁板的锁紧与松开操作。

方案8.为避免与移动式锁舌发生干涉，在定位凸缘的中心开出让位槽，定位凸缘的截面上也相应具有导向定位斜面及压紧面。

方案9.移动式锁舌的开口位置微微翘起形成微凸结构以方便勾住锁钩，随着移动式锁杆向右的移动，锁舌逐步钩住并拉紧锁钩，将盖板与四块壁板上的压紧面压紧，当锁钩越过此微凸结构后将不会回退，即实现自锁。

方案10.在左、右、前三边壁板的移动式锁杆连接处还设置有传递锁紧力的铰链机构，该铰链机构包括转轮或V型件、分别与两侧移动式锁杆连接的横向运动连接杆和纵向运动连接杆，转轮或V型件可绕转轮轴转动，横向运动连接杆和纵向运动连接杆的另一端通过转轴与转轮或V型件连接；当移动式锁杆在扳手作用下左右移动时，带动横向运动连接杆运动，推动或拉动转轮或V型件绕转轮轴转动，进而转动轮或V型件推或拉纵向运动连接杆运动，进而带动纵向布置的移动式锁杆做纵向运动，从而实现运动方向度的转换。

方案11.在盖板、底板及前后左右四块壁板六个方向上，分别集成布置独立气室，压缩气体由唯一进气口进入，经分支气道进入各个独立气室，在每个独立气室的进气道上安装单向阀，保证只能进气不能排气，也保证各个气室之间不能串气，保证了各个气室的独立。

方案12.唯一的充气口设置在盖板上，通向盖板内注塑的分支气道，从而将压缩气体导引到盖板所对应的气室内，并越过上结合面A，接通四块壁板所对应的进气道，将压缩气体分别导入各个气室；在盖板的各分支气道的出口处安装单向阀，各单向阀的出气口安装密封圈，四块壁板上各气室的进气道的进气口用注塑镶嵌金属管，并微微凸起，当上压紧面锁紧后，通过压紧面的贴合而实现密封。

方案13.气室的进气口设计成外凸缘的橡胶弹性材料进气口，由外六角凸缘螺丝，旋入内螺纹金属套，压紧气室背板上的外凸缘橡胶进气口的凸缘，实现紧固并密封，方便维修更换。

方案14.当锁紧后，压紧面贴紧，金属管顶端压紧橡胶密封柱，排气道封闭，这时盖板气室成为一个密闭的气囊，可以对物品提供上保护，当开箱时，压紧面松开，排气道与外界连通，即实现自动放气。

方案15.四块壁板上的进气道同时可以当作排气道使用，当锁紧时压紧面贴合，进气道连通可以对气室充气，当松开时，压紧面分离，四个壁板上的各个气室通过各进气道可与外界联通，实现自动放气操作。

方案16.还包括设置在底板上的主进气口和盖板上的副进气口，将主进气口设置在底板的前侧面上，与底板内注塑的分支气道相连，其中一个分支气道的分支连接底板进气道，经过单向阀通向底板气室；底板气室的排气道，需要越过下结合面B，转接到壁板的连通气道上，通向上结合面A的压紧面上，在上结合面B的壁板侧安装单向阀。

方案17.每个独立气室可采用回型状或往复状结构，使得充气后物品得到均匀防护。

方案18.在包装箱基体上注塑安装有活塞的活塞室，活塞的活塞端与弹性材料接触，活塞杆头向外伸出包装箱基体；当各个独立气室充气时，气压将驱动活塞克服复位弹簧的阻力移动或产生一个压力，导致活塞杆头伸出，可以挡住扳手或把手，实现保护功能；或者也可让活塞杆头与移动式锁杆相连接，实现辅助锁紧及保压。

方案19.一种物流系统，包括如上述方案1-18任一项所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，在可折叠式包装箱上专门注塑RFID安装室，用于安装RFID射频模块。

方案20.一种基于云端互联网的物流管理系统，包括如上述方案19的集成RFID射频模块的物流系统。

方案21.包装箱盖板和底板上按照标准距离间隔地设置凸凹定位结构，其中凹坑结构设置在包装箱的盖板上，凸起结构设置在包装箱的底板上。在包装箱叠层码放时，箱下的定位凸起总能对应下层包装箱盖板上的定位凹坑，从而实现包装箱能够码放整齐，并保证码放时的上下定位与稳定。

方案22.一种用于方案19的物流系统的托盘装置，其中，该托盘装置包括配备RFID及GPS定位模块，以及具有定位凹坑结构。

方案23.托盘装置包括与托盘装置集成一体化的扎带与护角，在不使用时扎带能够收入收紧器中，使用时拉出，带绳长度能够调节，并自锁锁紧。

方案24.实现锁紧操作的扳手或把手机构设计安装在可折叠包装箱体的内部，当底板锁紧后，包装箱成型，可以放置物品，当盖板锁紧后，底板是无法从外部打开的，整个包装箱只有盖板上唯一的锁紧扳手安装在外部。

方案25.包装箱体还包括“铅”封装置，该“铅”封装置由铅封栓和铅封母两部分组成，其中铅封栓的尾部分布有环形直角牙，铅封母内也分布同样的牙扣，当铅封栓的尾部压入铅封母内，直角牙扣扣上，铅封母将再无法取下，除非破坏掉，铅封栓的尾部注塑退让槽，方便压入，铅封栓头部设置方便切断的环形凹槽，每个“铅”封装置都有唯一编码。

方案26.在箱体上专门设计有二维码、标签标准化区域，域边凸起设计，表面热压专门设计透明塑封膜，形成专用标签袋。可将打印的二维码或运单条形码码、运单号及地址收货人标签插入袋中即可，避免采用不干胶产品对箱体的污染，出现不易清理的问题。为防雨防潮，也为防止丢失与掉落，设计按扣式封口，或塑料拉链封紧。

本发明具有以下有益效果：

与现有技术相比，本发明的循环使用快递包装箱系统的优势主要体现在以下几个方面：

(1)完全实现快递包装的标准化，解决当前包装箱无标准、堆放散乱的问题。专门设计的托盘体系，实现了货物码垛、存放、运输、管理的标准化。将及大地改变快递收发、运输的行业业态；

(2)可折叠式包装箱方案，多锁点技术及内锁紧技术，能够保证包装箱的牢固可靠，并可以大大节约仓储空间；

(3)完全实现“循环使用”的绿色理念，彻底消除大量包装材料的物质浪费。集成充气式充填技术与气道布置，完全替代胶带、填充等塑料材料造成的环境污染问题，也解决了垃圾无法回收的体系性问题；

(4)因为能够循环使用，集成RFID、条码识别等先进传感、识别系统用于物流运输与分拣管理，彻底填补物流与互联网的接口技术，实现物联网的信息的整合化。可以真正实现货物的全程自动监控，避免分拣失误、投送失误及货物丢失的问题；

(5)配套设计互联网管理系统、自动分拣管理系统等可选子系统，组成完备的物联网基础体系，真正改变当前快递行业的管理、运输、分拣、投送的业态。

附图说明

图1为可折叠包装箱结构示意图

图2为盖板、底板紧固四块壁板示意图

图3为可转动270度的铰链位置及安装示意图

图4多锁点锁紧方案一结构示意图

图5为多锁点锁紧方案一工作原理示意图

图6为多锁点方案一运动方向转换结构示意图

图7为多锁点锁紧方案二锁钩结构示意图

图8为多锁点方案二锁舌结构剖视图

图9为多锁点方案二锁舌动作示意图

图10为的多锁点方案二锁紧状态图

图11为多锁点方案二运动方向转换原理图

图12为多锁点方案二运动转换结构图

图13为多锁点锁紧扳手式操作原理图

图14为多锁点锁紧把手式操作原理图

图15为专用“铅”封结构与安装关系示意图

图16为定位凸起及凹坑结构示意图

图17为气动充填防护气路原理图

图18为气路方案一示意图

图19为气路方案二示意图

图20为整体箱气路示意图

图21为独立气室及补充充气气囊结构示意图

图22为气室剖视及安装示意图

图23为单向阀安装及结构示意图

图24为气动锁紧气缸示意图

图25为专用托盘结构示意图

图26为自锁式收紧器(A)及棘轮扎紧器(B)剖视图

图27为护角结构示意图

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一、包装箱结构、尺寸模数系列及定位凹坑、定位凸起设计

包装箱可以是整体结构，为了减少仓储空间，也可以是折叠式结构。系统根据使用要求，系列产品设计成混合结构，及对于小尺寸费包装箱，采用整体式结构，对于中大型包装箱采用可折叠式结构。

具备标准化系列的不同大小规格的包装箱，保证组合后长、宽、高正好满足货运车辆内容积的大小。长宽方向通过不同规格的组合，正好等于箱式运货车辆内的长和宽。高度方向能够正好码平。参见图16，包装箱长、宽、高分别为L、W、H，各个方向尺寸系列确定原则为：按照集装箱或国家标准的运输车辆内容积减去托盘高度及安装间隙后1/2，1/4，1/8/，1/16…(1/2)n等比数列为基础，也可穿插部分1/3，1/6…专用模数的标准化尺寸系列。

为保证包装箱在码放及运输途中的稳定性，在包装箱盖板和底板上按照标准距离设置凸凹定位结构，参见图16，凹坑结构171设置在包装箱的盖板上，凸起结构172设置在包装箱的底板上。参见图16，定位凹坑171及定位凸起172的间距都是不变数值：X和Y。其最边上定位凹坑171及定位凸起172距边上的距离都是X/2和Y/2。即保持包装箱长度L为X的整数倍，包装箱的宽度W为Y的整数倍，以上原则保证了包装箱能够码放整齐。并保证码放时的上下定位与稳定。

在包装箱叠层码放时，无论上下包装箱是什么尺寸，箱下的定位凸起172总能对应下层包装箱盖板上的定位凹坑171，若包装箱就地码放时，底板上的定位凸起起到支撑腿的作用，使得与地面留有间隙，方便将来托起。若放置在专门配置的托盘上，参见图26，托盘上面也按照相同的模数设置了相同的定位凹坑171。

二、可折叠包装箱体及其多方向、多锁点锁定结构

本发明总体方案中可以采用整体式包装箱，为节约仓储空间，也可以采用可折叠式方案。对于具体产品系列也可以采用混合方案。对于较小的包装箱，可以采用整体方案，对于尺寸系列中比较大的包装箱，采用可折叠方案，以便节约仓储空间。无论采用何种方案，本发明中的多锁点技术、集成式充气充填防护、集成式RFID等传感技术都是相同的。

参照附图1-3，其显示出本发明的可折叠式包装箱结构，该可折叠式包装箱结构由四块壁板13-16、盖板11和底板12组成，四块壁板包括前壁板13，后壁板14，左壁板15和右壁板16。如图1所示，前壁板13，后壁板14，左壁板15和右壁板16之间通过铰链连接，在展开时成为箱体的四壁，若沿任意相对铰链方向压缩，可以折叠在一起。由于每块壁板的厚度问题，折叠时会发生干涉，本发明将前壁板13和后壁板14设计成L型结构(侧面视图呈L型)，左壁板15和右壁板16设计成长方体状，参见图1右图，当呈折叠状时，前壁板13和后壁板14所突出一侧的垂直长度正好是左壁板15和右壁板16的厚度，这样折叠后这四块壁板正好能够折叠成无间隙的长方体实体。

盖板11和底板12通过L型铰接41分别与后壁板14、前壁板13成为一个不可拆卸的整体。盖板11与底板12从结构上因为干涉不可能向内折叠，只能分别向外折叠。所以，L型铰接41必须能够沿铰接轴转动270度。L型铰链41的结构参见附图3及A放大图，L型铰链41的长端安装在后壁板14的上部外表面，L型铰链41的短端安装在盖板11的上表面。为保证安装后表面平齐，需要预先在后壁板14设置安装槽42，在盖板11的相应位置也开安装槽。底板12与前壁板13的铰链结构与之相同，安装在前壁板13的下部外表面和底板12的外表面。如此安装结构，能够保证盖板11和底板12沿铰接轴旋转270度，保证盖板11与底板12分别能够向外折叠，既减少了仓储占用空间，同时包装箱的六块板在使用中又形成不可拆卸的整体，杜绝丢失和混用情况的发生。

可折叠包装箱装配后的刚度、牢固与否是衡量产品性能的重要指标，也是正常使用的基本要求。本发明的可折叠式包装箱不同于其他可折叠或可堆叠式包装箱的紧固方式。参见附图2，四块壁板在本身结构上不需要专门的锁定方式，在四块壁板13-16所形成的矩形体的上下两侧(即与盖板11与底板12的连接侧)分别设置有定位凸缘22，相应地，在盖板11的下侧四周和底板12的上侧四周分别设置有定位凹槽21。当四块壁板的定位凸缘22嵌入盖板11和底板12的定位凹槽21内，经下述的多锁点锁紧机构锁紧后，即形成具有良好刚度和坚固的箱体容器。另外，包装箱有两个非常重要的结合面：盖板11与四块壁板13-16的上端的结合面，为上结合面A；底板12与四块壁板13-16的下端的结合面，为下结合面B。参见附图2的上下结合面A、B的放大图，结合面的一侧为压紧面23和导向斜面24构成定位凸缘22；另一侧为压紧面23和导向斜面24构成定位凹槽21。上下结合面A、B结构相同，只是倒置而已。当锁紧时，定位凸缘22嵌入定位凹槽21中，导向斜面24起到自动导正的作用。压紧面23的设计具有非常重要的意义，其一是作为锁紧的限位面，其二为后续充气防护的进、排气道的密封与转接将起到关键的作用。

可折叠包装箱组合成型后还需进行锁紧固定才能使用，本发明采用的多锁点结构，保证锁紧效果，避免常规单点锁不紧的问题。本发明的多锁点结构主要有两种，分别介绍如下。

参照附图4-6，为本发明多锁点结构一：转动式多方向、多锁点锁紧方式。

参照附图4，前壁板13(左壁板15、右壁板16)的上下两端侧的定位凸缘22上分别设置有间隔排列的若干沟槽式锁舌54，该沟槽式锁舌54上设有锁紧沟槽55，在底板12(盖板11)上，锁舌54所对应的位置分别注塑成型有锁室57，沿底板12(盖板11)与前壁板13(左壁板15、右壁板16)的连接端贯穿地安装有转动式锁杆52，该转动式锁杆52为圆柱形，且间隔加工有若干让位缺口56，上述沟槽式锁舌54、锁室57和让位缺口56的数量相一致且设置位置相对应，对应的位置即形成一个锁点。相类似地，其他壁板与盖板11和底板12的锁紧结构完全相同，在此不再赘述。

参见附图5，在松开状态(非锁紧状态)时，转动式锁杆52上的让位缺口56的平面正好与锁室导向斜面24相平齐，这样，沟槽式锁舌54可以自由出入锁室57，这时可以方便地装上或卸下盖板11和底板12。

当转动式锁杆52在扳手工具的作用下旋转90度时，转动式锁杆52的让位缺口56处另一侧的柱面正好嵌入沟槽式锁舌54的锁紧凹槽55内，这时，转动式锁杆52锁住并压紧沟槽式锁舌55，将壁板上下的定位凸缘22紧紧镶嵌在盖板11和底板12的定位凹槽21内，盖板11和底板12与四块壁板的上、下结合面A、B压紧，即每个结合面上的压紧面23贴紧，使得可折叠包装箱形成一个刚性的、坚固的箱体容器。

为实现安全可靠的锁紧操作，传统的单锁点方式肯定不能满足使用要求，即使多锁点，紧靠单个边上的锁紧，也不能达到安全可靠的要求。本发明的多方向、多锁点技术，保证了各个边都能安全可靠地锁紧。

盖板11与后壁板14的上端，底板12与前壁板13的下端已经通过L型铰接41锁紧。盖板11与前壁板13、左壁板15、右壁板16三个方向需要通过多锁点锁紧；同理，底板12与后壁板14、左壁板15、右壁板16三个方向也需要锁紧。

本锁紧结构的优势在于多方向、多锁点锁紧，各锁点间间距不超过100mm，每相邻侧边至少2个以上的锁点。

因为需要前、左、右(后、左、右)三个方向的操作，为避免失误与操作遗漏，本发明的另一重要改进在于，通过仅一次操作来实现三个方向的、多锁点同时锁紧。具体实施方案如下：

参见附图6所示，相互垂直、相互啮合的伞齿轮组61，其由工程塑料注塑或铝合金压铸而成，安装在冲压壳体62内，形成一个标准组件，分别安装在盖板11和底板12的角部，需提前注塑有安装槽。

伞齿轮组61的齿轮轴为转动式锁杆52，其安装在壳体62相互垂直的安装孔中。当一个方向的转动式锁杆52在扳手的作用下转动时，伞齿轮组61通过相互啮合的伞齿轮将转动传递到90度的垂直方向。这样，以盖板11的锁紧为例，仅需要一个扳手安装在与前壁板13对应位置的转动锁杆52上，锁紧操作时，转动扳手带动转动锁杆52转动，盖板11与左壁板15、右壁板16连接的左、右两边的转动锁杆52在伞齿轮组61的作用下，也会同时转动，从而实现三个方向的锁紧操作。

参照附图7-10为本发明多锁点结构二：移动式多方向、多锁点锁紧方式

参见附图7-9，以盖板11的锁紧为例，在前壁板13、左壁板15和右壁板16的上端侧的定位凸缘22上设置有横跨定位凸缘22的若干锁钩25，盖板11与前壁板13、左壁板15和右壁板16的对应位置的定位凹槽21内设置有锁杆导向槽81，其由注塑直接成型或者镶嵌钣金槽结构，锁杆导向槽81内安装移动式锁杆82。在移动式锁杆82上与锁钩25的对应位置，设置有移动式锁舌83，当移动式锁杆82在扳手的作用下，在锁杆导向槽81内移动时，移动式锁舌83即可钩紧或者松开所对应位置的锁钩25，从而实现盖板11与前壁板13、左壁板15和右壁板16的锁紧与松开操作。锁杆导向槽81的作用是为移动式锁杆82在左右移动时提供导向作用，并传递来自移动式锁舌83的锁紧力。底板12的锁紧与松开方式与上述结构原理相同，不再赘述。

参见附图7，四块壁板的上下端侧的定位凸缘22上分别间隔布置若干锁钩25，为避免与移动式锁舌83发生干涉，在定位凸缘22的中心开出让位槽，定位凸缘22的截面上也相应具有导向定位斜面24及压紧面23等。导向定位斜面24功能是保证四块壁板的准确定位并在箱壁在受力时保持刚度。压紧面23，在锁紧状态该面处于压紧状态，同样是为后述充气防护的充、排气道转接等起到密闭作用。

上述移动式锁舌83可以直接冲压成型，或用分离件点焊或铆接均可。本发明的特征是多锁点布置，锁点间间距不超过100mm，每侧边至少2个以上的锁点。

参见附图10，当安装在盖板11(或底板12)内的移动式锁杆82在扳手的作用下向右移动时，其上的移动式锁舌83勾住并拉紧对应位置上安装在壁板(13，14，15，16)上的锁钩25，当向左移动时，即松开锁钩25，从而实现锁紧与松开操作。

可选择地，移动式锁舌83的开口位置微微翘起形成微凸结构831以方便勾住锁钩25。随着移动式锁杆82向右的移动，锁舌83逐步钩住并拉紧锁钩25，将盖板11与壁板(13，14，15，16)上的压紧面23压紧。当锁钩25越过此微凸结构831后将不会回退，即实现自锁。为减少锁紧时摩擦，在锁钩25上还装配有滚动套管251。

与方案一同样的要求，需在左、右、前三个方向上布置多锁点，保证包装箱的每个边、每个位置都能压紧。本发明最重要的特征之一是用最少的操作：一次操作，实现三方向、多锁点的锁紧。

参见附图11和12，该方案的锁紧操作如下：

为实现一次操作就可将左、右、前三边壁板的所有锁点同时锁紧或松开，在左、右、前三边壁板的移动式锁杆82连接处还设置有传递锁紧力的铰链机构，该铰链机构包括转轮或V型件115、分别与两侧移动式锁杆82连接的横向运动连接杆113和纵向运动连接杆114，转轮或V型件115可绕转轮轴116转动，横向运动连接杆113和纵向运动连接杆114的另一端通过转轴117与转轮或V型件115连接。

当移动式锁杆82在扳手作用下左右移动时，带动横向运动连接杆113运动，推(拉)动转轮115(或V型件115)绕转轮轴116转动，进而转动轮115(或V型件)推(拉)纵向运动连接杆114运动，进而带动纵向布置的移动式锁杆82做纵向运动，从而实现运动方向90度的转换。

如上所述，横向和纵向设置的移动式锁杆82上均布置有多个移动式锁舌83，通过该铰链结构，可以仅靠单一操作就可以实现左、右、前三个边上多锁点同时锁紧(或者松开)。

参照图13-14，前述的锁紧操作又可通过两种操作方式或操作工具来实现，分别是扳手式和把手式。无论何种方式，为操作方便，均可采用集成方式，即扳手/把手作为系统的不可拆卸的组成部分，避免在使用时发生找不到工具的问题。

参见图13为扳手式机构示意图，对于转动式锁紧方式，在转动式锁杆52上直接安装扳手，通过转动该扳手即可实现锁紧与松开操作。而对于移动式锁紧方式，具体的扳手式机构如下：可设置到任意移动式锁杆82上的扳手141的下端通过安装在盖板11(底板12)上的固定转轴142连接到盖板11(底板12)上，驱动杆143通过两个转轴144分别与扳手141的中间段及移动式锁杆82相连接。当操作扳手141绕固定转轴142转动时，驱动锁杆143推动(拉动)移动式锁杆82在锁杆导向槽81中作左右滑动运动。再通过前述的铰链机构，将左右移动转换成纵向的上下移动，实现多方向、多锁点的锁紧和松开操作。需要明确的是，无论是在锁紧位置还是松开位置，驱动杆143与扳手141整体结构与移动式锁杆82三者需在同一直线上，即为结构的自锁位置，能够保障锁紧的稳固性。

参见图14为把手式机构示意图，把手可以是分离形式，为保证操作的方便性，这里以集成式把手结构为例介绍其原理及具体实施方案如下：把手操作时，在移动式锁杆82的中间位置设置把手操作机构，其包括两个驱动杆143以及与驱动杆143的一端分别连接的驱动轮152，两个驱动杆143分别通过转轴144连接到驱动轮152的圆周边缘上，驱动轮152的中心与两个转轴144在同一直线上，两个驱动杆143的另一侧又分别通过转轴144与移动式锁杆82连接。由此，驱动轮152通过两个驱动杆143分别与两侧的移动式锁杆82连接。

通过转动锁孔151带动转动驱动轮152，驱动轮152分别带动两侧的驱动杆143运动，推(拉)移动式锁杆82向两边做往复运动，实现锁紧和松开操作。当把手转动到锁紧位置时，驱动轮152的中心与驱动杆、移动式锁杆82基本在同一直线上，即此时为自锁状态，能够很好地保持锁紧状态。

还需说明的是，上述实现锁紧操作的扳手机构或把手机构设计安装在可折叠箱体内部。当底板锁紧后，包装箱成型，可以放置物品。当盖板锁紧后，底板是无法从外部打开的，整个包装箱只有盖板上唯一的锁紧扳手安装在外部，这是唯一可以开启的地方，即“内锁紧方式”。

虽然本发明单次操作可以将多方向、多锁点同时锁紧。但对于可折叠式包装箱仍需要盖板和底板分别锁紧，即至少需要两次操作：锁紧底板和盖板。实际使用中要求开箱最好只能打开盖板，而不是底板、盖板任意可以打开。这样为避免物品倒置。

整个包装箱上只有唯一“铅封”，避免操作上的重复与材料的浪费。当盖板锁紧后，在用户当面装上“铅”封装置封死，从此直到用户手中，除非破坏“铅”封，包装箱将无法打开。当收货方检验铅封装置完好没有损坏、“铅”封编号正确，说明运输途中没有开启过包装箱，避免了当前货运过程中物品经常丢失，而责任无法鉴定的问题。

参见图15，显示出一次性(破坏式)“铅”封装置，“铅”封的材料为塑料，通过注塑制作。该“铅”封装置由铅封栓161和铅封母162两部分组成，其中铅封栓161的尾部分布有环形直角牙，铅封母162内也分布同样的牙扣。这种配合的牙扣的特点是一旦扣上，只能向前推，不能向后退。当铅封栓161的尾部压入铅封母162内，直角牙扣扣上，铅封母162将再无法取下，除非破坏掉。

为保证能够顺利压入，铅封栓161的尾部注塑退让槽164，按90度方向分布两个，以保证铅封栓能够方便地压入铅封母内。铅封栓头部设置凹槽163，在开箱时，用裁纸刀可以很方便地切掉头部，或者沿环形直角牙根部切掉尾部。顺利取下铅封装置。在铅封栓顶部或者其他容易观察的部分印刷或者注塑上唯一编码166。该编码166作为与本次运输相关的唯一性标识之一。客户根据铅封是否完整、铅封编码是否正确，作为判定此包装箱在中途没有开过箱的重要依据，彻底解决货物中途被盗而责任无法判断的难题。

三、包装箱气动充填防护

对发运物品进行充填保护是为保证运输途中安全的必要措施，目前防护主要是泡沫、胶带、废纸等充填物。此种材料几乎没有再利用价值或价值很低，使用后即丢弃成为垃圾，因而无法回收或无价值建立有效的回收体系，由此造成的垃圾问题广受社会诟病。本发明采用集成式(非分离式)的充气充填防护，完全绿色环保，可重复再利用。从根本上替代传统泡沫等充填方式，是解决垃圾及浪费问题的可行方式。

根据使用要求可知，气体充填需满足以下条件：(1)上下左右前后六个方向都必须有气垫防护才能对物品做到全方位保护。必要时还需要增加辅助气囊充填空隙。(2)各个气室必须独立，不能串气，这样在自重、翻滚、震动发生时才能够对物品做到有效地保护。(3)使用中不能发生漏气现象，防护能力至少要保持一个运输周期，即半个月以上。(4)充气操作简单是能否实用的关键：用最少的操作，完成充气和放气操作。

根据附图17所示的基本原理，结合具体结构及操作要求，给出系统性地解决方案如下：

参见附图17气动充填气路原理图，根据基本的使用要求，在盖板11、底板12及前后左右四块壁板13，14，15，16等六个方向上，分别集成布置独立气室1910-1960，压缩气体由唯一进气口19进入，经分支气道191进入各个独立气室1910-1960。在每个独立气室1910-1960的进气道上安装单向阀20，保证只能进气不能排气，也保证各个气室之间不能串气，保证了各个气室的独立。唯一的充气口设计，保证充气操作的最简单化。各排气道192之间是相互隔离的，保证了各个气室的独立性要求。(注意，在实际方案中，根据操作次序的不同，有时进气和排气可以共用，可以简化结构)；在气道上布置集成式气压显示及报警装置18，当充气达到额定气压时提示停止，当气压低于临界防护气压时能够发出警示，以便补充充气，避免防护失效。各个排气口安装单向阀20(根据操作方式的不同，有些情况下不需要安装该单向阀)。根据该原理图知道，一次充气可以将6个独立气室同时充满，各个气室相互独立并能够保持气压，对物品做到充气式防护。

之前已经陈述，包装箱可以有整体式包装箱和可折叠式包装箱两种结构形式，充气防护方案中最主要的难题是如何防漏气，并保证安全可靠。因可折叠式包装箱的结构复杂，各箱板之间为铰链组合结构而非整体结构，非常不利于气道布置，而整体式包装箱在气道布置的防泄漏问题上相对要简单的多。本发明的多锁点锁紧方案为组合气道的设计奠定了基础，成功地解决了气道转接、密封、防泄漏的问题，能够使充气操作做到最简单化。

如下分别就折叠式包装箱和整体式包装箱的气路布置方案、气室结构、独立补充充气气囊分别介绍如下：

可折叠包装箱气道布置方案一：

参见示意图18，是针对折叠式包装箱的组合式气道方案之一，满足一次性向对所有独立气室1910-1960充气，开箱后全部自动放气的操作要求，具有操作最简单的特点，缺点是无法观察充气保护效果。

参见附图18，唯一的充气口19设置在盖板11上，通向盖板11内注塑的分支气道191，从而将压缩气体导引到盖板11所对应的气室1910内，并越过上结合面A，接通四块壁板13-16所对应的进气道1913-1916，将压缩气体分别导入各个气室1930-1960。其中一个分支越过上结合面A，接通连通气道195，再越过下结合面B，接通底板12所对应气室的进气道1921，将压缩空气导入气室1920内。

充气口19为锥形孔，形状与充气枪充气口一致，设置在盖板的前端，分支气道的顶端。分支气道是直径为3-5mm的细长孔网络，直接注塑在盖板11的基体内。结合盖板强度设计，布置在加强筋内，既可以增强盖板的结构强度，又能使得塑料件的壁厚均匀，更适合于注塑工艺要求。

如下分别就盖板11、四壁板13-16及底板12所对应的进气道布置、转接方式、相互连接方式等介绍如下：

盖板11的气室1910的进气道1911也注塑在盖板11内，直接连接在分支气道191上。在进气道的出口处安装有单向阀20，其连接盖板气室1910的进气口，从而形成只能进气不能出气的密闭通路。具体实施方案为：参见附图23，注塑进气道1910时，在出口处镶嵌内螺纹金属套203，单向阀20作为标准件，外部有螺纹，旋入即可安装。为防止漏气，先放置密封圈202，当拧紧单向阀时压紧密封圈202，实现密封。气室1910的进气口设计成外凸缘的橡胶弹性材料进气口，由外六角凸缘螺丝204，旋入内螺纹金属套203，压紧气室背板232上的外凸缘橡胶进气口的凸缘，实现紧固并密封，方便维修更换。当然其他结构的安装形式亦可，只是实现该功能的不同方法而已，不影响本方案的实质。其他方案中相同功能也是该结构完成，不再赘述。

放气时，盖板气室1910需要另外的排气口，这里设置排气道1921，由气室通向上结合面A的压紧面23上，设计在靠近锁点的位置，以便保持压紧密封状态，排气口处镶嵌注塑金属管，略微比压紧面高出一点点，在对应壁板的压紧面上的相同位置，镶嵌橡胶密封柱。当锁紧后，压紧面23贴紧，金属管顶端压紧橡胶密封柱，排气道1921封闭，这时盖板气室1910成为一个密闭的气囊，可以对物品提供上保护。当开箱时，压紧面23松开，排气道1921与外界连通，即实现自动放气。

四块壁板进、排气道的布置及实施方案如下：因进气口19及与之相连的分支气道191都布置在盖板11内，而盖板11与四块壁板上的气室1930-1960所在的板件分属不同构件，各气室的进气道1913-1916必须越过上结合面A，转接到各壁板内各气室的进气道上。所以，各进气道1913-1916的位置应正好与相应的分支气道的出口相对应。能解决好气道转接的气密是问题的关键，基本的解决方案是：其一是靠多锁点锁紧技术保证上结合面A的压紧面23贴紧；其二是气道尽量布置在靠近锁点的位置；其三是采用密封圈202密封(参见附图23)：上结合面A的盖板侧的压紧面上安装单向阀，其出口安装密封圈202，上结合面A的壁板侧的压紧面上布置的进气道口，注塑镶嵌金属管，并微微凸起，当锁紧后，微微凸起的金属管顶端压紧密封圈202，保证气道转接的气密性。

在盖板11的各分支气道的出口处安装单向阀20，各单向阀20的出气口安装密封圈202。四块壁板上各气室的进气道1913-1916的进气口用注塑镶嵌金属管，并微微凸起，当上压紧面锁紧后，因为压紧面的贴合而实现密封。因此，多锁点锁紧使压紧面贴合不仅能保证包装箱的牢固，更重要的是实现组合气道转接的气密性。因为单向阀20分别布置在分支气道的各分支上，即上结合面A的盖板11一侧。四块壁板上的进气道同时可以当作排气道使用。当锁紧时压紧面23贴合，进气道连通可以对气室充气。当松开时，压紧面23分离，四个壁板上的各个气室1930-1960通过各进气道1913-1915可与外界联通，实现自动放气操作，故这里不需要专门的排气道。

与底板12集成的底板气室1920距充气口19最远，进气道1912需要穿越两个结合面：盖板11与各壁板的结合面(上结合面A)及底板12与各壁板的结合面(下结合面B)。故需要在一壁板上开通一个连通气道195，分支气道191通过该连通气道195与底板气室1920的进气道1912连通，其位置尽量靠近锁点，密封方式与壁板进气道的方式相同，不再赘述。

单向阀20仍安装在盖板11一侧，这样底板气室1920与进气道1921、连通气道195共同构成一个密闭气室，实现对物体下部的充气防护。当盖板11打开时，上结合面A分离，压紧面23松开，气室1920通过连通气道195与外界连通，故，该气道又可作为排气道使用，实现自动放气操作。

可见，结合面上的压紧面23是该发明最重要的锁紧结构之一，一旦锁紧，既保证了压紧面上各个气道的连通，也保证了气密，不会漏气。为此每个气道接口处外圈设计微微凸起的密封圈结构202(参见图23)，用以确保锁紧后的气密性。各气道在包装箱壁板中，注塑时直接成型，结合加强筋的具体布置，既能增强包装箱刚度，又可以使壁厚均匀，更符合塑料注塑工艺的要求。

各气室与气道的连接与上述气室1910的连接方式相同或者用塑料压焊完成。件件之间的气道连接设置在上下盖板与壁板的压紧面上，盖板11、底板12在锁紧后气路既连通且密闭。部件之间的连接位置集成密封垫202，保证不会漏气。

可折叠包装箱气道布置方案二：

参见附图19，作为可折叠式包装箱的气道布置方案之二。

由于方案一中是将物品放置锁紧后进行统一充气，无法观察实际充气效果。因此，作为选项，方案二是为实现如下操作流程：包装箱组合后，放置物品，在开箱盖的情况下，可先为前、后、左、右及底等5个方向的气室充气，观察充气防护效果，满意后再盖上盖板11并锁紧，进行二次充气即为盖板气室充气，并为其他气室补气。因需要在开盖的情况下充气，必须要在该5个气室1920-1960的排气道上安装单向阀20，保证各气室封闭的气囊。开箱时盖板气室1910可以自动放气，而其他几个气室因有单向阀20的存在只能分别放气。此方案解决了方案一中无法观察充气防护效果的问题，相应地其操作要复杂些。

具体实施方案：基本原理、组合气道、密封方式、布置与安装方式与方案一基本相同，如下不再赘述。气道布置是为了实现封箱前充气，能够观察货物保护情况，故当盖上盖板并锁紧后，需要二次操作为盖板充气。

参见图19，该方案的进气口设置为两个，布置在底板12上的主进气口19和盖板11上的副进气口19。将主进气口19设置在底板12的前侧面上，与底板12内注塑的分支气道191相连，其中一个分支气道的分支连接底板进气道1912，经过单向阀20通向底板气室1920；底板气室1920的排气道192，需要越过下结合面B，转接到壁板的连通气道195上，通向上结合面A的压紧面23上，在上结合面B的壁板侧安装单向阀20。当底板12用多锁点技术锁紧后，底板气室12形成封闭的气囊，通过主充气口19充气时，底板气室1920可以建立压力用于产品防护。

分支气道的其他分支越过下结合面B与四块壁板内的进气道1913-1916连通，单向阀20安装在底板12的分支气道的各个转接口处，安装与密封方式与方案一相同，不再赘述。

压缩空气通过此进入各个气室1930-1960。该结构若能在开箱时就松开底板12的锁紧，各气室将会自动放气。但底板12与四块壁板是“内锁紧”，即锁紧机构在箱子内部，从外面无法打开，在充气保护的情况下又不方便取出物品。所以，该方案中进气道无法作为排气道使用，每个独立气室不得不安装独立排气道1923-1926，分别引向上压紧面，并分别安装单向阀20，位置布置、安装方式也与方案一相同，不再赘述。

因单向阀的存在使得能够在不锁紧盖板11的情况下充气，操作者可以观察防护效果。但当开箱时，也就无法自动放气了，操作者可以用笔尖等物体按压单向阀放气按钮201，部分放气，待物品可以顺利取出后，松开底板的锁紧扳手，所有气室即可自动放气。

气道布置方案三：对于整体箱的气道布置方案

整体包装箱是结构的重要选项之一。对于小箱，太复杂的折叠结构不太适合。对于大箱若采用整体结构形式，也可以通过套装的方式以减少仓储空间，故也是选择之一。因结构简单，大大方便了气动充填防护的气道布置与安全性。

采用整体式，结构简化成仅由箱体10(可以看作底板12与四块壁板锁紧后的结构)和盖板11组成，两者由普通合页连接为整体。下结合面B不再存在，仅保存上结合面A。因不需要折叠，结构大大简化，内部充气防护的气道布置也大大简化了，且不容易发生漏气等失误。折叠式方案中的定位凸缘22、定位凹槽21、压紧面23、定位导向面24等重要结构也是整体式包装箱的组成部分并发挥相同的作用，多方向、多锁点技术也是重要的技术基础，气道布置、单向阀的安装位置与方式、进出气道与气室的连接方式等技术细节与方案一相同，不再赘述。

分别将折叠式包装箱气道布置方案一、二的原理应用于整体包装箱可得出两个衍生的方案。以方案二为例介绍其原理与实施方案如下：

在箱体10的下部设置主充气口19，内注塑分支进气道191，各气道分支1912-1916分别通向前、后、左、右、底五个独立气室1920-1960，在各个分支进气道1912-1916上需要安装单向阀20。五个独立气室1920-1960分别设置排气道1922-1926，各排气道都通向上结合面A的压紧面23上。

若在各个排气道上安装单向阀20，在不需要盖板11锁紧的情况下，各个独立气室就可以充气，以便观察防护效果。但放气操作无法自动完成，需要操作各个单向阀放气，操作略嫌繁琐。

若不在各个排气道1922-1926上布置单向阀20，则需要靠压紧面23压紧来封闭各个排气道，封闭方式与方案一相同。故，只有在盖板11锁紧后，才能实现充气防护，缺点是无法观察防护效果，明显的优势是能够实现一次充气操作，将六个气室一次性充满，开箱时压紧面23离开，实现自动放气。

对于盖板11的气道布置，若需要在开盖状态下充气防护，希望能够观察防护效果。则需要开另外一个充气口19。在盖板11的进气道1911上安装单向阀20，布置排气道192，排气孔设置在压紧面上，该排气道上不需要安装单向阀20。靠盖板11锁紧后压紧面贴紧来封闭该排气道。可以实现的操作流程如下：打开箱包装箱盖板11，放置需要运输的物品，通过布置在箱体10上的充气孔19充气防护，观察防护效果，若满意，盖上盖板11，搬动扳手多锁点锁紧，对布置在盖板11上的充气孔19充气(给上气室1910充气)，加上铅封即完成操作。

如果操作流程为：打开箱包装箱盖板11，放置需要运输的物品，通过布置在箱体10上的唯一充气孔，对六个气室1910-1960一次性充气。搬动扳手多锁点锁紧，加上铅封即完成操作。当打开包装箱盖板11，11与10间的压紧面分离，密封解除，六个气室全部自动放气。参见图20，箱体10上各排气道1922-1926上所有的单向阀均不需要安装，直接靠压紧面23来密封即可。盖板10上不需要布置充气口19，需要开通一个联通气道195与分支气道192相连。如果也将单向阀20安装在箱体10一侧的联通气道195上，则盖板内的排气道可以与进气道共用。结构更加简单。

4.气室结构及独立防护气囊

现有的充气防护的产品基本上是一次性使用的，仍然存在垃圾与浪费问题。本发明的集成在包装箱六个方向的气室1910-1960作为与可循环使用包装箱集成一体的组成部分，与现有产品的思路完全不同，是本发明的重要特征。

参见图21-22显示出各独立气室的气囊。作为组件，其能够独立生产并与包装箱组合安装而成。将弹性材料232(例如天然橡胶、丁基橡胶或者气垫膜材料等均可)通过热压工艺粘接在背板231上，周边封死形成可以充气的独立气室气囊。整个气室镶嵌到箱体壁板11-16上(即壁板、盖板和底板的内表面)，背板231上设置若干按扣233，相应地，在壁板、盖板和底板的内表面上设置对应的按扣孔，这样可与包装箱基体11-16实现多点固定，并可以方便拆卸维修。

参见附图23，气室与进气道、(若需要)排气道的连接，气室的进气口设计在背板232上，具有弹性橡胶的外凸结构，用外六角凸缘螺丝204，压紧该橡胶凸缘，实现紧固并密封，方便维修更换，当然也可以采用塑料焊接的方式安装并保持气密。

参见图21，为增大防护有效面积，每个独立气室可采用回型状222，或往复状结构221，使得充气后物品得到均匀防护。

实际应用中，因物品高低不齐或中间空隙需要专用防护的，或者对于专用物品，需要分别防护的。这里有独立防护气囊223方案。本发明所提供专用防护气囊，其一是通用防护气囊223，由弹性材料做成的气囊，进、出气为同一口，内部采用往复式结构，口部有延长气管2231，在气管顶端安装单向阀20。具体使用时，将保护气囊放入需充填部位，用气泵对单向阀2232充气使气囊涨开即可。或者安装在任何气室的排气端的单向阀口上，与其他气室同时充气。

对于产品需要隔离或者专门防护的批量产品，可以专门设计保护气囊。

5.气动辅助锁紧或锁紧保持功能

对于可折叠箱体，虽然各种操作机构都具有自锁功能，但提供多重保障功能能够够使得系统更加安全可靠。根据本发明的另一个方面，可利用现有气动充填的气动能量，布置专用气动辅助锁紧模块，基本原理就是利用现有气动防护的气压动力用于锁紧保持，避免因运输中的震动、颠簸等随机情况造成锁紧失效。可称作气动辅助锁紧或者称为锁紧保持功能

参见图24，在包装箱基体11-16上注塑安装有活塞251的活塞室，活塞251的活塞端与弹性材料232接触，活塞杆头252向外伸出包装箱基体11-16，从而将气动充填防护用的气压推动活塞251运动(或称施加气动锁紧力)。实现气动辅助锁紧，或称气动锁紧保持功能。

当各个独立气室1910-1960充气时，气压将驱动活塞251克服复位弹簧253的阻力移动(或产生一个压力)，导致活塞杆头252伸出，可以挡住扳手141或把手，实现保护功能。也可以让活塞杆头251与移动式锁杆82相连接，实现辅助锁紧及保压，避免因为震动等偶然事故造成的锁紧失效问题。气室壁为弹性材料232的密封体，该结构避免了可能发生的漏气现象。当开箱放气时，活塞在复位弹簧253的作用下复位。

四、集成的RFID传感模块及专用标签区设置

目前快递包装主要均采用不能重复使用的纸质包装，因为不能重复使用除造成大量垃圾与材料浪费外，最重要的缺陷是无法使用目前物联网最新的传感器技术，仅能采用一般印刷的条形码或二维码等识别方式，造成物流与互联网信息流的脱节。严重制约自动识别技术的应用，是物联网技术主要瓶颈，在仓储、分拣、运输、纠错等方面造成大量人员浪费和时间延误。

本发明将RFID等先进的自动识别传感技术集成一体，建立起物流与信息流间无缝的桥梁。

在箱体上固定安装RFID射频模块：箱盖上专门注塑RFID安装室，塑封后只有厂家能够用专用工具取出，以便修复或者更换。若采用有源FIRD产品，专门设计电池室。采用唤醒式专用RFID芯片，当接收到专用搜寻信号后，能够通过亮灯、蜂鸣等方式，帮助货物搜寻与定位。

在箱体上专门设计有二维码、标签标准化区域，域边凸起设计，表面热压专门设计透明塑封膜，形成专用标签袋。可将打印的二维码或运单条形码码、运单号及地址收货人标签插入袋中即可，避免采用不干胶产品对箱体的污染，出现不易清理的问题。为防雨防潮，也为防止丢失与掉落，设计按扣式封口，或塑料拉链封紧。

本发明中集成了RFID射频模块，就建立了永久的自动身份编码及自动的、非接触式的传感器，区别于二维码、条形码、标签等必须对准扫描才能识别。有此桥梁，才能够与互联网、云计算等协同，实现自动识别、纠错报警、信息实时共享、云端管理等互联网最先进的技术，真正实现物联网与互联网的有机融合。

具体实施方式：因为循环使用的包装箱集成安装了RFID，每个包装箱就有了一个永久的、唯一的、可长距离(几十米内)自动识别的电子标签。新系统通过外围一些列识别设备，建立起该包装箱与云端管理系统的联系，系统就可以实时监控、识别在整个运输过程中的位置信息，为用户提供全程的跟踪查询服务。为管理者建立全程的调度、跟踪、纠错等一系列的基础功能。这都是原来系统所不可能具备的。

五、专用托盘及相关设备

参见图16，专用托盘尺寸按照前述的模数原则进行设计；按照特定模数分布定位凹坑171，用以包装箱码放时定位，定位凹坑大小与间距完全与包装箱盖板上定位凹坑171相同；下部支脚分布间距能够满足叉车铲宽与间距；托盘码装完毕后总需要扎紧固定，采用一般打包带操作繁琐、角部防护不好会伤害包装箱。

参见图25-27，本发明采用集成式扎紧带设计，每个托盘本体26上集成配置四条扎紧带261，每条扎带上布置两个护角262。在不使用时扎带缩入收紧器中(参见图26)，避免带绳缠绕，护角放置在护角放置槽263上；使用时扎带拉出，操作棘轮机构进行捆绑收紧。对于大托盘，沿长度方向可以布置3或4条扎带，扎带间距50mm-60mm，根据包装箱的大小而定。附图26中以长宽方向各设两条扎带为例，介绍其工作原理、结构特点等，对于更多扎带布置的情况，同样适用。

参见附图26，托盘本体26安装扎带的位置的两端，分别注塑有自锁式收紧器和棘轮扎紧器安装腔，在扎带入口的地方注塑镶嵌有金属柱体，形成耐摩擦面275。在收紧器端，所镶嵌的金属柱表面滚花，增加摩擦力，以便今后能够锁紧牢靠。在棘轮扎紧器端耐摩擦面257不需要滚花，仅利用金属柱面的耐摩擦性能。

自锁式收紧器和棘轮扎紧器作为基本标准结构，分别安装在安装腔内。收紧器轴271与扎紧卷轴276的两端安装轴承，并分别安装在托盘基体26上注塑的轴承座内，这样收紧器轮与扎紧轮分别可以绕收紧器轴271和扎紧卷轴276旋转。棘轮扎紧器端是通过扎紧卷轴276将扎紧力传递给托盘基体26的。自锁式收紧器端是靠自锁，通过滚花的耐摩擦面及自锁器转轴274传递给托盘基体26。

自锁紧器273安装在收紧器的扎带出口处，自锁器转轴274通过轴承安装在托盘基体26上，扎带缠绕通过自锁紧器273如附图26所示，扎带可以慢速、小力量拉出，当快速用力拉动扎带，自锁紧器在拉力量作用下，绕自锁转轴271转动，拉力越大，施加在扎带上的压力越大，与摩擦面275的摩擦力越大，扎带就越无法拉出，即实现了自锁。扎带的两端分别固定在托盘两侧的自锁式收紧器和棘轮扎紧器上，扎带总长度不小于两倍的最大货物码放高度加托盘长度(或宽度)。在不码货物的时候，扎带261在收紧器弹簧271的作用下，卷在收紧轴271上。当码放完物品需要扎紧时，像使用汽车安全带一样，扎带可以拉出，以便调整所需要的使用长度。

当突然用力拉动扎带261时，自锁器273在拉力的作用下夹住扎带，实现自锁，拉力越大，越无法拉动，这正是我们需要的既能调节扎带长度，又能够方便地固紧此端，以便能够进行扎紧操作的目的。参见附图26剖视B，扎带的另一端卷在棘轮扎紧器的扎紧卷轴276上，因为棘爪279在复位弹簧277的作用下，使得扎紧器卷轴只能沿顺时针方向转动，不能反转。操作时可以逐步将扎带卷在扎紧器卷轴上。实现扎紧操作。

每个扎带上布置两个特别制作的护角262，材质为工程塑料的注塑件，形成90度的刚性护角，增大扎带受力面积。注塑或者装配上三个防护柱体2621，也可以直接注塑长形孔，容许扎带261通过，一旦两头固定后，护角将不能拿走。避免使用过程中的丢失问题。

在专用托盘内集成安装有源或无源的RFID，自动识别系统通过云端的分配方案，自动比对，自查码包错误。同时内置GPS定位模块，管理人员可以通过在云端实时监控该托盘的位置信息。因为在运输途中，每个包装箱都与特定的托盘在信息上相关联，这样就能够为管理者、服务人员或直接为用户提供实时的、准确的、全程监控的定位信息服务。

六、系统其他相关设备：

根据本发明的另一个方面，一种基于云端互联网的物流管理系统，包括配套的自动识别、自动分拣、互联网信息管理及接口技术，包括如下方面。

(1)信息管理系统：

<1>公共客户端：通过计算机或手机等移动互联设备登陆，用户可以把发送物品的地址、定位信息及物品基本信息如重量、尺寸大小等信息填报。用户可以交付给就近网店，或派人取件。

<2>多层次管理端：统计货物信息所有到云端，系统自动安排取件网店或人员；统计安排仓储、运输、监控运行、纠错报警。

(2)专用识别设备：

基于云操作的，满足运行管理的要求，配置多层次、全程监控的自动识别设备：

<1>手持式终端：派送取件员、网点收件员等使用

一款专用基本款手机类终端，具备基本的通话上网功能，具有专用的二维码、条形码扫描功能、具有RFID接收功能。其基本工作就是建立包装箱编码识别，并上传到云端，系统自动将包装箱编码与客户信息建立起唯一性的关联管理。

专用功能还包括：选定一个特定的物品编码(货物用户信息或者包装箱编码)系统能够根据接收到的特定的射频信号进行定操作。

<2>大容量识别设备：用于中转库、网点等的仓储管理、校对纠错等

1>固定“门式”自动采集与识别设备：基于云数据的，互联网下同下运行的、大容量自动采集识别系统。用于站点、仓库的进出识别与数据采集，直接将监控采集数据上传到云端，云计算直接对比运出(入)端数据、计划数据等，若有误自动报警纠错，这样云端就有了任何重要节点的时间与地点，为管理方和用户实时追踪货物的进程提供了精确数据。结合运输托盘或车辆的GPS定位信息，用户可在网络上实时了解发运物品的真实位置。

2>可移动式大容量采集与识别系统：专门为盘库，校验物品及纠错开发的可移动式大容量识别与采集设备。定期按照库管要求，在库房巡回采集，并上传到云端，系统气动自动对比功能，及时发现因失误造成的物品短缺与多余问题。

(3)互联网下的分拣设备：后台定义分拣模式：分拣规划；卸货放入传送带；抵近自动识别，匹配上后执行机构将物品送入分支传送带；人工或机器码垛。

(4)专用工具：手持式电动与手动充气筒；一种集合电动充气泵和手动打气筒为一体的充气装置；现场对客户物品进行充气保护。

Claims (26)

1.一种可折叠式包装箱结构，由盖板(11)，底板(12)，前壁板(13)，后壁板(14)，左壁板(15)和右壁板(16)形成，上述四块壁板之间通过铰链连接，在展开时成为箱体的四壁，前壁板(13)和后壁板(14)设计成L型结构，左壁板(15)和右壁板(16)设计成长方体状，当呈折叠状时，前壁板(13)和后壁板(14)所突出一侧的垂直长度正好是左壁板(15)和右壁板(16)的厚度，这样折叠后这四块壁板正好能够折叠成无间隙的长方体实体；

在包装箱基体(11-16)上注塑安装有活塞(251)的活塞室，活塞(251)的活塞端与弹性材料接触，活塞杆头(252)向外伸出包装箱基体；当各个独立气室充气时，气压将驱动活塞(251)克服复位弹簧(253)的阻力移动或产生一个压力，导致活塞杆头(252)伸出，可以挡住扳手(141)或把手，实现保护功能；

其中，在盖板(11)、底板(12)、前壁板(13)、后壁板(14)、左壁板(15)以及右壁板(16)六个方向上，分别集成布置独立气室。

2.如权利要求1所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，盖板(11)和底板(12)通过L型铰接分别与后壁板(14)、前壁板(13)成为一个不可拆卸的整体，L型铰链(41)的长端安装在后壁板(14)的上部外表面，L型铰链(41)的短端安装在盖板(11)的上表面，如此安装结构，能够保证盖板(11)和底板(12)沿铰接轴旋转270度，保证盖板(11)与底板(12)分别能够向外折叠。

3.如权利要求1或2所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，其中盖板(11)和底板(12)上按照标准距离间隔地设置凸凹定位结构，其中凹坑结构设置在包装箱的盖板上，凸起结构设置在包装箱的底板上，在包装箱叠层码放时，箱下的定位凸起(172)总能对应下层包装箱盖板上的定位凹坑(171)，从而实现包装箱能够码放整齐，并保证码放时的上下定位与稳定。

4.如权利要求1或2所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，其中还包括“铅”封装置，该“铅”封装置由铅封栓和铅封母两部分组成，其中铅封栓的尾部分布有环形直角牙，铅封母内也分布同样的牙扣，当铅封栓的尾部压入铅封母内，直角牙扣扣上，铅封母将再无法取下，除非破坏掉，铅封栓的尾部注塑退让槽，方便压入，铅封栓头部设置方便切断的环形凹槽，每个“铅”封装置都有唯一编码。

5.如权利要求1或2所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，其中在箱体上专门设计有二维码、标签标准化区域，表面热压专门设计透明塑封膜，形成具有按扣式封口的专用标签袋，可将打印的二维码或运单条形码、运单号及地址收货人标签插入专用标签袋中。

6.如权利要求1或2所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，前壁板(13)和/或左壁板(15)和/或右壁板(16)的上下两端侧的定位凸缘(22)上分别设置有间隔排列的若干沟槽式锁舌(54)，该沟槽式锁舌(54)上设有锁紧沟槽(55)，在底板(12)和/或盖板(11)上，沟槽式锁舌(54)所对应的位置分别注塑成型有锁室(57)，沿底板(12)和/或盖板(11)与前壁板(13)和/或左壁板(15)和/或右壁板(16)的连接端贯穿地安装有转动式锁杆(52)，该转动式锁杆(52)为圆柱形，且间隔加工有若干让位缺口(56)，上述沟槽式锁舌(54)、锁室(57)和让位缺口(56)的数量相一致且设置位置相对应，对应的位置即形成一个锁点。

7.如权利要求6所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，当转动式锁杆(52)在扳手工具的作用下旋转90度时，转动式锁杆(52)的让位缺口(56)处另一侧的柱面正好嵌入沟槽式锁舌(54)的锁紧凹槽内，这时，转动式锁杆(52)锁住并压紧沟槽式锁舌，将壁板上下的定位凸缘(22)紧紧镶嵌在盖板(11)和底板(12)的定位凹槽(21)内，盖板(11)和底板(12)与四块壁板的上、下结合面压紧。

8.如权利要求7所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，锁紧操作时，转动扳手带动转动锁杆(52)转动，盖板(11)与左壁板(15)、右壁板(16)连接的左、右两边的转动锁杆(52)在伞齿轮组(61)的作用下也会同时转动，从而实现三个方向的锁紧操作。

9.如权利要求7所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，实现锁紧操作的扳手或把手机构设计安装在可折叠包装箱体的内部，当底板锁紧后，包装箱成型，可以放置物品，当盖板锁紧后，底板是无法从外部打开的，整个包装箱只有盖板上唯一的锁紧扳手安装在外部。

10.如权利要求1或2所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，在前壁板(13)、左壁板(15)和右壁板(16)的上端侧的定位凸缘(22)上设置有横跨定位凸缘(22)的若干锁钩(25)，盖板(11)和底板(12)与前壁板(13)、左壁板(15)和右壁板(16)的对应位置的定位凹槽(21)内设置有锁杆导向槽(81)，其由注塑直接成型或者镶嵌钣金槽结构，锁杆导向槽(81)内安装移动式锁杆(82)。

11.如权利要求10所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，在移动式锁杆(82)上与锁钩(25)的对应位置设置有移动式锁舌(83)，当移动式锁杆(82)在扳手的作用下，在锁杆导向槽(81)内移动时，移动式锁舌(83)即可钩紧或者松开所对应位置的锁钩(25)，从而实现盖板(11)和底板(12)与前壁板(13)、左壁板(15)和右壁板(16)的锁紧与松开操作。

12.如权利要求11所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，为避免与移动式锁舌(83)发生干涉，在定位凸缘(22)的中心开出让位槽，定位凸缘(22)的截面上也相应具有导向定位斜面(24)及压紧面(23)。

13.如权利要求11所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，移动式锁舌(83)的开口位置微微翘起形成微凸结构(831)以方便勾住锁钩(25)，随着移动式锁杆(82)向右的移动，移动式锁舌(83)逐步钩住并拉紧锁钩(25)，将盖板(11)与四块壁板(13，14,15，16)上的压紧面(23)压紧，当锁钩(25)越过此微凸结构(831)后将不会回退，即实现自锁。

14.如权利要求10所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，在左、右、前三边壁板的移动式锁杆(82)连接处还设置有传递锁紧力的铰链机构，该铰链机构包括转轮或V型件(115)、分别与两侧移动式锁杆(82)连接的横向运动连接杆(113)和纵向运动连接杆(114)，转轮或V型件(115)可绕转轮轴(116)转动，横向运动连接杆(113)和纵向运动连接杆(114)的另一端通过转轴(117)与转轮或V型件(115)连接；当移动式锁杆(82)在扳手作用下左右移动时，带动横向运动连接杆(113)运动，推动或拉动转轮或V型件(115)绕转轮轴(116)转动，进而转动轮或V型件推或拉纵向运动连接杆(114)运动，进而带动纵向布置的移动式锁杆(82)做纵向运动，从而实现运动方向90度的转换。

15.如权利要求1所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，压缩气体由唯一进气口(19)进入，经分支气道(191)进入各个独立气室，在每个独立气室的进气道上安装单向阀(20)，保证只能进气不能排气，也保证各个气室之间不能串气，保证了各个气室的独立。

16.如权利要求15所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，唯一的充气口(19)设置在盖板(11)上，通向盖板(11)内注塑的分支气道(191)，从而将压缩气体导引到盖板(11)所对应的盖板气室(1910)内，并越过上结合面A，接通四块壁板(13-16)所对应的进气道，将压缩气体分别导入各个气室；在盖板(11)的各分支气道的出口处安装单向阀(20)，各单向阀(20)的出气口安装密封圈(202)，四块壁板上各气室的进气道的进气口用注塑镶嵌金属管，并微微凸起，当上压紧面锁紧后，通过压紧面的贴合而实现密封。

17.如权利要求16所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，气室(1910)的进气口设计成外凸缘的橡胶弹性材料进气口，由外六角凸缘螺丝(204)，旋入内螺纹金属套(203)，压紧气室背板(232)上的外凸缘橡胶进气口的凸缘，实现紧固并密封，方便维修更换。

18.如权利要求16所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，当锁紧后，压紧面(23)贴紧，金属管顶端压紧橡胶密封柱，排气道(1921)封闭，这时盖板气室(1910)成为一个密闭的气囊，可以对物品提供上保护，当开箱时，压紧面(23)松开，排气道(1921)与外界连通，即实现自动放气。

19.如权利要求16所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，四块壁板上的进气道同时可以当做排气道使用，当锁紧时压紧面(23)贴合，进气道连通可以对气室充气，当松开时，压紧面(23)分离，四个壁板上的各个气室通过各进气道可与外界联通，实现自动放气操作。

20.如权利要求1所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，还包括设置在底板(12)上的主进气口(19)和盖板(11)上的副进气口(19)，将主进气口(19)设置在底板(12)的前侧面上，与底板(12)内注塑的分支气道(191)相连，其中一个分支气道的分支连接底板进气道(1912)，经过单向阀(20)通向底板气室(1920)；底板气室(1920)的排气道(192)，需要越过下结合面B，转接到壁板的连通气道(195)上，通向上结合面A的压紧面(23)上，在上结合面B的壁板侧安装单向阀(20)。

21.如权利要求15-20任一项所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，每个独立气室可采用回型状(222)或往复状结构(221)，使得充气后物品得到均匀防护。

22.如权利要求1所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，或者也可让活塞杆头(252)与移动式锁杆(82)相连接，实现辅助锁紧及保压。

23.一种物流系统，包括如上述权利要求1-22任一项所述的可折叠式包装箱结构，其特征在于，在可折叠式包装箱上专门注塑RFID安装室，可安装RFID射频模块。

24.一种基于云端互联网的物流管理系统，其特征在于，包括如权利要求23所述的物流系统。

25.一种用于如权利要求23所述的物流系统的托盘装置，其特征在于，其中，该托盘装置包括配备RFID及GPS定位模块，以及具有定位凹坑结构。

26.如权利要求25所述的托盘装置，其特征在于，其包括与托盘装置集成一体化的扎带与护角，在不使用时扎带能够收入收紧器中，使用时拉出，带绳长度能够调节，并自锁锁紧。