CN114906558B - 快递包裹自动配送系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种快递包裹自动配送系统，包括配送系统机械结构、电气控制及信息识别系统和交互系统，其中外挂轨道装置用于为爬升装置提供可以抵达各个窗口载物箱的固定线路，并且每一条水平轨道与竖直轨道的交叉口处均设有交叉口变轨机构；爬升装置与轨道啮合滚动配合；微型主机规划出最优配送路线并控制爬升装置的驱动电机的运动，还控制位于最优配送路线上的交叉口变轨机构的变轨运动，以保证爬升装置通过相应的轨道交叉口，将快递包裹运送至窗口载物箱。本发明通过配送系统机械结构、电气控制及信息识别系统和交互系统的共同作用，能够将大部分中小件快递包裹准确地送入住户室内，实现快递包裹全自动配送，提高快递配送的效率，减少人员接触。

Description

快递包裹自动配送系统

技术领域

本发明属于智慧物流技术领域，特别涉及一种快递包裹自动配送系统。

背景技术

随着快递行业的飞速发展，物流公司与客户之间因为丢件、无通知派送、无通知寄存等一系列问题的存在，让解决“快递包裹运输最后100米”的痛点问题成为了一种迫切的需求。目前解决快递包裹运输最后100米问题的主要解决方式有“快递代收点式、楼内快递暂存柜式、快递员送货上门式”三种。

快递代收点支持多种快递存放位置编码，多家快递公司编号编码管理模式和取件码的任意自定义，收件人可凭取件码排队取件，但是有些代收点过于集中，距离收件人住址过远；且大部分人取件时间过于集中、排队时间较长，同时也增加了人员接触的风险。

快递暂存柜是一种为小区住户、大学生等配置的取快递装置，收件人可凭借手机验证码自动存取包裹。但是，快递暂存柜的数量有限，不能为每个人及时地提供存取服务，并且需要快递员将快递包裹放进暂存柜中。虽然其在一定程度上解决了派件时无人取的尴尬情况，但并没能有效地节约成本。

快递员送货上门在代收点较少的地区是一种较为广泛的送快递方法。但是采用这种方法派件时收件人可能不在或者不能及时接通电话，派件容易出错，并且需要大量的快递员进行不同地区、街道的派送。快递员与收货人直接接触，也可能引发矛盾和法律问题。

为此，解决“快递包裹运输最后100米”的痛点问题亟需一种能够减少人员接触、提高用户满意度、稳定安全、快捷方便的自动配送系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种快递包裹自动配送系统，该系统适用于墙体平整、楼体规则的写字楼、公寓楼等中高层场所，该系统通过配送系统机械结构、电气控制及信息识别系统和交互系统的共同作用，能够将大部分中小件快递包裹准确地送入住户室内，实现快递包裹“最后100米”全自动配送，提高快递配送的效率，减少人员接触，提高用户的满意程度，为用户带来的便捷的生活方式，同时也契合了当今社会“万物互联，智慧生活”的发展大势。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种快递包裹自动配送系统，包括配送系统机械结构、电气控制及信息识别系统和交互系统，所述配送系统机械结构包括外挂轨道装置、爬升装置、载物台、交叉口变轨机构、棘爪式防脱自锁结构、窗口载物箱以及回收箱，所述电气控制及信息识别系统包括微型主机、变频器、无线扫描器以及电源，所述电源为所述微型主机、所述变频器和所述无线扫描器供电，所述交互系统包括云端主机和装载在用户主机上的客户端APP；

所述外挂轨道装置固定在楼体的外部，用于为所述爬升装置提供可以抵达各个所述窗口载物箱的固定线路，并且所述外挂轨道装置中每一条水平轨道与竖直轨道的交叉口处均设有所述交叉口变轨机构，所述回收箱设置在所述外挂轨道装置最底层的轨道上；所述爬升装置与所述外挂轨道装置中的水平轨道或者竖直轨道啮合滚动配合，且所述爬升装置的下方铰接所述载物台和所述棘爪式防脱自锁结构，所述棘爪式防脱自锁结构在所述爬升装置沿水平轨道或者竖直轨道运动时顺时针旋转并与所述外挂轨道装置上的卡槽相卡接；

所述无线扫描器依次扫描读取装载到所述载物台内的快递包裹的信息，并将所述信息传输至所述微型主机，所述微型主机对所述信息进行存储并将所述信息与预先录入的住户信息、楼层信息进行匹配处理，根据匹配结果规划出最优配送路线，然后再根据所述最优配送路线发送运动指令至所述变频器，所述变频器根据所述运动指令控制所述爬升装置的驱动电机的运动，所述微型主机还控制位于所述最优配送路线上的交叉口变轨机构的变轨运动，以保证所述爬升装置通过相应的轨道交叉口；在所述载物台到达对应的窗口载物箱后，所述微型主机发送卸货指令至所述载物台内的第一传动机构，所述第一传动机构将对应的快递包裹运送至窗口载物箱内；窗口载物箱内设有传感器、载物箱主机和第二传动机构，所述载物箱主机通过所述传感器检测到快递包裹后，驱动所述第二传动机构运动，将快递包裹运送至室内，同时所述载物箱主机通过所述云端主机将包裹到达信息发送到用户主机的客户端APP上，所述客户端APP实时更新并显示包裹的配送状态，当包裹的配送状态出现异常情况时，所述客户端APP发出包裹异常情况提醒。

本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的快递包裹自动配送系统，符合智慧城市、智慧生活的城市发展目标，同时结合物联网、云计算、大数据以至万物互联发展格局，其研究与开发具有较大的意义与作用。

(2)本发明所述的快递包裹自动配送系统，对于物流公司来说，该设计节省了人力物力的成本，具有潜在的商业价值。

(3)本发明所述的快递包裹自动配送系统，在万物逐渐趋于互联的时代，新的快递运输方式势必会使人民的生活幸福度、满意度得到极大的提高，同时也解决了物流公司与客户之间的一系列冲突、矛盾。

(4)本发明所述的快递包裹自动配送系统，能够针对疫情期间快递取件难、排队时间长、疫情期间取件传播风险高等问题提出良好的解决措施，为生活带来便利。

(5)本发明所述的配送系统机械结构，避免了类似传统电梯的拖拽装置所涉及的布线方式的复杂性，为工程安装、后期维修提供了便利，同时整体结构更为美观。

(6)本发明所述的交互系统，能够为用户提供包裹信息实时更新功能、包裹异常情况提醒功能、预约件功能、反馈功能、购物功能、缴费功能，为用户提供了丰富、集成化的操作，极大地简化了用户购物、取件的操作复杂度。

附图说明

图1为本发明快递包裹自动配送系统的组成框图；

图2为本发明快递包裹自动配送系统整体方案图；

图3为本发明中外挂轨道装置结构示意图；

图4为本发明中爬升装置整体结构图；

图5为本发明中爬升装置的传动齿轮组结构示意图；

图6为本发明中交叉口变轨机构的工作原理图；

图7为本发明快递包裹自动配送系统的工作循环图；

附图标记说明：

4、载物台；5、棘爪式防脱自锁结构；6、窗口载物箱；7、回收箱；8、卡槽；9、轨道；10、墙体连接螺栓；11、布线槽；12、集成箱；13、转轴；14、阶梯轴；15、第一锥齿轮；16、第二锥齿轮；17、第三锥齿轮；18、第四锥齿轮；19、第五锥齿轮；20、侧向驱动齿轮；21、正向驱动齿轮；22、侧向从动齿轮；23、线圈及铁芯组件；24、可变衔铁组件；25、控制装置；26、第一水平轨道；27、第二水平轨道；28、第一竖直轨道；29、第二竖直轨道。

具体实施方式

下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

在其中一个实施例中，如图1和图2所示，本发明提出一种快递包裹自动配送系统，该系统包括配送系统机械结构、电气控制及信息识别系统和交互系统。下面对配送系统机械结构、电气控制及信息识别系统和交互系统分别进行说明。

(1)配送系统机械结构包括外挂轨道装置、爬升装置、载物台4、交叉口变轨机构、棘爪式防脱自锁结构5、窗口载物箱6以及回收箱7。

外挂轨道装置为载物台4的运动提供了固定路线。外挂轨道装置中的轨道9采用三面含有齿条的工字型钢轨，以实现爬升装置的无绳自主爬升，并且轨道9朝墙一侧设计有布线槽11，以方便各类传感器的信号输送及电路布置。

爬升装置为载物台4在外挂轨道装置上的运动提供动力。通过电机驱动传动轴并配合圆锥齿轮组以实现动力传递的目的，并通过齿轮齿条的啮合实现竖直平面内的运动。同时，爬升装置的下方铰接载物台4和棘爪式防脱自锁结构5，棘爪式防脱自锁结构5在爬升装置沿水平轨道或者竖直轨道运动时顺时针旋转并与外挂轨道装置上的卡槽8相卡接，既限制了载物台的横向运动，又改变了现有升举装置依靠绳索爬升的不便之处，实现了载物台竖直、水平运动的集成化。

载物台4，即快递包裹的暂存装置。载物台4在到达指定楼层后，通过电机的驱动，将其内嵌的第一传动机构即传送带机构进行舒展，将货物直接送入住户窗外的窗口载物箱6中；窗口载物箱6中内含传感器、载物箱主机和第二传动机构即皮带传送机构，可将货物传送至住户的室内，并且载物箱主机通过交互系统将包括货物信息、到货时间等在内的包裹到达信息发到住户的移动端设备即用户主机的客户端APP上，以便其及时取走货物。

交叉口变轨机构使载物台4在楼体平面运动时能够实现转向，其原理是在轨道交叉点的位置采用双行程电磁铁吸引的方法控制可变衔铁组件的转向，以实现变轨的目的，即实现竖直与水平运动的转换。

回收箱7用来回收暂存出现配送错误的快递包裹，避免快递包裹送错。

(2)电气控制及信息识别系统包括微型主机、变频器、无线扫描器以及电源，其中电源为微型主机、变频器和无线扫描器供电。

微型主机内集成可编程逻辑控制器，负责处理各种信号的逻辑关系，向变频器发出启停信号，以控制在轨载物台的运动。

变频器完成调速功能，保证载物台4在预定地点、时间启停准确，同时变频器也将本身的工作状态输送给微型主机，形成双向联络关系。

无线扫描器用于扫描放入载物台4中的包裹信息，将信息传输到载物台4上的微型主机中处理，以实现快递包裹的准确入户。

优选地，无线扫描器在选择上应具有良好的兼容性，能适应不同快递公司的条码识别，以应对无法识别的突发情况。

优选地，无线扫描器在选择上应具备识别住户窗口载物台信息的功能，以便在轨载物台经过对应的住户窗口时，能通过其扫描的信息及时向微型主机发出停止信号。

微型主机用于处理无线扫描器传输而来的包裹信息，并将其与预先录入的住户信息、楼层信息进行匹配处理，确保快递包裹的准确送达。

优选地，微型主机在选择上应具备容错功能，即与其所在楼栋信息不符的快递包裹要进行回仓处理。

电源为载物台4上的各类电气设备进行供电，保证其正常运行。优选地，电源的供电类型应与所选择的驱动电机所适用的类型一致。

优选地，电源在选择过程中应选用能量密度大的可充电电池。

(3)交互系统包括云端主机和装载在用户主机上的客户端APP。

交互系统按照所实现的功能，主要包含包裹信息实时更新功能、包裹异常情况提醒功能、预约件功能、反馈信息收集功能、购物功能、缴费功能。

上述各个功能主要通过客户端APP、云端主机、载物箱主机共同作用而实现。

包裹信息实时更新功能用于实时让用户了解包裹的配送状态，当用户外出时，包裹入户后，会通过载物箱主机向云端主机发送包裹送达信号，再由云端主机发送该消息至用户主机(即用户随身携带的便携式通讯设备，例如智能手机)，即便用户外出，也不用担心包裹忘取、错取等事件的发生，为居住在楼中的用户提供了便利、节约了排队等候的时间。

包裹异常情况提醒功能，能够让用户及时了解包裹的动态，减少物流公司与用户之间的矛盾

预约送件功能，是针对不能用载物台直接运送入户的大型包裹所推出的功能，用户可采取预约送件的形式，通过客户端APP选择自己空闲的时间等待居住地附近代收点的服务人员上门送件的服务，这极大地解决了本发明系统的局限性，让该系统的适用更具普遍性。

反馈信息收集功能，是针对交互系统自我更新的一种方式，通过客户端APP对用户反馈情况的收集、统计，做出让用户更满意的服务，不断完善本发明的实用性。

购物功能，即顺应当下万物互联的发展时局，通过客户端APP的操作可将生活日需品直接购买齐全，并通过本系统运送至用户家中，极大地提高了用户的生活效率，为其带来了便利。

缴费功能，即用户可通过客户端APP直接对物流费、购物花销进行结算，避免多平台提现、转账所导致的手续费问题。

具体地，在本实施例中，外挂轨道装置固定在楼体的外部，用于为爬升装置提供可以抵达各个窗口载物箱6的固定线路，并且外挂轨道装置中每一条水平轨道与竖直轨道的交叉口处均设有交叉口变轨机构，回收箱7设置在外挂轨道装置最底层的轨道上；爬升装置与外挂轨道装置中的水平轨道或者竖直轨道啮合滚动配合，且爬升装置的下方铰接载物台4和棘爪式防脱自锁结构5，棘爪式防脱自锁结构5在爬升装置沿水平轨道或者竖直轨道运动时顺时针旋转并与外挂轨道装置上的卡槽8相卡接，但棘爪式防脱自锁结构5不能够逆时针旋转，以达到自锁固定的目的。

无线扫描器依次扫描读取装载到载物台4内的快递包裹的信息，并将信息传输至微型主机，微型主机对信息进行存储并将信息与预先录入的住户信息、楼层信息进行匹配处理，根据匹配结果规划出最优配送路线，然后再根据最优配送路线发送运动指令至变频器，变频器根据运动指令控制爬升装置的驱动电机的运动，微型主机还控制位于最优配送路线上的交叉口变轨机构的变轨运动，以保证爬升装置通过相应的轨道交叉口；在载物台4到达对应的窗口载物箱6后，微型主机发送卸货指令至载物台4内的第一传动机构，第一传动机构将对应的快递包裹运送至窗口载物箱6内；窗口载物箱6内设有传感器、载物箱主机和第二传动机构，载物箱主机通过传感器检测到快递包裹后，驱动第二传动机构运动，将快递包裹运送至室内，同时载物箱主机通过云端主机将包裹到达信息发送到用户主机的客户端APP上，客户端APP实时更新并显示包裹的配送状态，当包裹的配送状态出现异常情况时，客户端APP发出包裹异常情况提醒，使用户实时了解包裹动态。

当包裹信息匹配错误时，本发明的快递包裹自动配送系统会有一定的容错机制，将不属于本栋楼的包裹重新返回到回收箱7中，避免快递包裹送错等问题。例如，在微型主机未匹配到快递包裹对应的住户信息和/或楼层信息时以及在载物台4沿最优配送路线运动的过程中，载物台4未到达快递包裹对应的正确位置时，微型主机将该快递包裹标记为“不存在的货物”，并且微型主机在对载物台4中的货物进行清点时，将被标记为“不存在的货物”的快递包裹扣除，被标记的快递包裹随载物台4返回至回收箱7；在载物台4沿最优配送路线运动完成后，微型主机判断载物台4装载的全部快递包裹是否已运送完毕，若是，则发送返程指令至变频器，变频器根据返程指令控制爬升装置的驱动电机的运动，且微型主机还控制位于载物台4的返程路线上的交叉口变轨机构的变轨运动，以保证爬升装置通过相应的轨道交叉口后返回至回收箱7。

进一步地，图3(a)～图3(c)所示分别为外挂轨道装置不同角度的结构示意图，外挂轨道装置为载物台4的运动提供了固定路线，轨道9固定在楼体的钢筋结构中，以保证其工作强度。外挂轨道装置包括轨道9和用于将轨道9固定在楼体上的墙体连接螺栓10，轨道9采用三面含有齿条的工字型钢轨，并且轨道9的正面设有若干个与棘爪式防脱自锁结构5卡接配合的卡槽8，以实现爬升装置的无绳自主爬升，轨道9的背面即朝墙一侧设有布线槽11，以方便各类传感器的信号输送、电路布置及轨道的固定。

轨道9分为水平轨道和竖直轨道，竖直轨道和每一个水平轨道交叉处都设有一个交叉口变轨机构。竖直轨道的数量遵循以下规则设置：每四列窗口载物箱6对应设置一条竖直轨道。图2中包含两条竖直轨道，每一条竖直轨道分管轨道两侧各两户的快递包裹运输，即以四列载物箱为一个竖直轨道安装单元。以上为优选的竖直轨道安装密度，但具体的水平轨道和竖直轨道的安装数量也可根据用户需求进行设定。

进一步地，图4所示为爬升装置整体结构图，集成在集成箱12内的传动齿轮组在轨道9上进行啮合滚动配合，同时棘爪式防脱自锁结构5结合外挂轨道装置上的卡槽8，防止载物台4竖直攀升的过程中滑脱，以实现无绳牵引攀升的目的。

爬升装置包括驱动电机、齿轮减速器、传动齿轮组和集成箱12，传动齿轮组设置在集成箱12内，棘爪式防脱自锁结构5铰接在集成箱12的底部，载物台4通过连接杆铰接在集成箱12的底部，且载物台4可绕集成箱12的轨道面做转动，以便集成箱12在运动到水平轨道或竖直轨道时仍能保持载物台4竖直向下。

如图5所示，传动齿轮组包括转轴13、阶梯轴14、第一锥齿轮15、第二锥齿轮16、第三锥齿轮17、第四锥齿轮18、第五锥齿轮19、侧向驱动齿轮20、正向驱动齿轮21和侧向从动齿轮22，驱动电机的输出轴输出的动力经齿轮减速器输出至转轴13上，转轴13与第一锥齿轮15通过花键连接，第一锥齿轮15和第三锥齿轮17分别与第二锥齿轮16啮合，且第一锥齿轮15和第三锥齿轮17之间轴的空缺部分采用内花键相连；第三锥齿轮17、第四锥齿轮18和正向驱动齿轮21位于阶梯轴14上，且第三锥齿轮17和第四锥齿轮18通过滚针轴承与阶梯轴14连接，正向驱动齿轮21通过花键与阶梯轴14连接，第三锥齿轮17和第四锥齿轮18的转向相同，第四锥齿轮18和正向驱动齿轮21的转向相反，第四锥齿轮18与第五锥齿轮19啮合，第五锥齿轮19通过花键与侧向驱动齿轮20同轴连接，轨道9三面的齿条分别啮合于侧向驱动齿轮20、正向驱动齿轮21和侧向从动齿轮22。动力经驱动电机输出轴输出后，经过齿轮减速器后，输出至图5所示的转轴13上，有两条输出路线：输出路线1：经与第一锥齿轮15配合的花键将动力传至第一锥齿轮15，再由第一锥齿轮15、第二锥齿轮16啮合将动力传至第二锥齿轮16，第二锥齿轮16与第三锥齿轮17啮合将动力以此传至第四锥齿轮18，再由第四锥齿轮18、第五锥齿轮19啮合并通过第五锥齿轮19所在轴上的花键将动力传至侧向驱动齿轮20；输出路线2：动力经由转轴13直接通过正向驱动齿轮21所配合的花键传至正向驱动齿轮21处，侧向从动齿轮22在侧向驱动齿轮20、正向驱动齿轮21的带动下进行啮合旋转。

进一步地，图6所示为交叉口变轨机构的工作原理图，交叉口变轨机构包括三个线圈及铁芯组件23、一个可变衔铁组件24和一个控制装置25，三个线圈及铁芯组件23分别安装在水平轨道与竖直轨道的交叉口处的其中三条轨道的端部，可变衔铁组件24的一端与交叉口处最后一条轨道的端部铰接，并且可变衔铁组件24可绕铰接点进行旋转，控制装置25在微型主机的控制下可以改变各个线圈及铁芯组件23的磁力，进而改变可变衔铁组件24的另一端的吸附位置，以实现竖直方向、水平方向运动的转换。

作为一种具体的实施方式，仍参见图6，三个线圈及铁芯组件23分别安装在水平轨道26、水平轨道27和竖直轨道28的端部，可变衔铁组件24的一端与竖直轨道29的端部进行铰接，并可绕铰接点进行旋转，可变衔铁组件24的另一端由线圈及铁芯组件23产生的磁场进行控制，通过强磁力进行吸附，以便可变衔铁组件24在三个线圈及铁芯组件23的作用下能处于图中A、B、C三种不同的工作状态，以实现爬升装置水平、竖直方向运动的转换。

当载物台4上升过程中未到达指定楼层时，交叉口变轨机构处于初始状态，即此时图6中的竖直轨道28端部的线圈及铁芯组件23处于工作状态，可变衔铁组件24与其结合并处于竖直状态，以实现载物台4向更高楼层的攀升，此时水平轨道26和水平轨道27的线圈及铁芯组件23处于休眠状态，以节省系统能耗；当载物台4上升过程中即将到达指定楼层时，由微型主机向控制装置25发送变轨指令，使图6中的水平轨道26或者水平轨道27端部的线圈及铁芯组件23处于工作状态，使得载物台4水平向左或水平向右进行同楼层间的货物运输；当载物台4将同楼层货物运送完成后，微型主机向控制装置25发送变轨指令，使图6中的水平轨道26或者水平轨道27端部的线圈及铁芯组件23处于工作状态，若此时载物台4中的货物均运送完成，则除载物台4所在楼层的交叉口变轨机构中的水平轨道上的线圈及铁芯组件23处于工作状态以外，载物台4所在竖直轨道的其余低楼层交叉口变轨机构中的线圈及铁芯组件23均处于工作状态，以保证载物台4的顺利下降；若此时载物台4中还有更高楼层的货物未运输完成，则载物台4先通过图6所示水平轨道27和竖直轨道29下降至稍低处，再由竖直轨道28端部的线圈及铁芯组件23进行工作，使得竖直轨道28与竖直轨道29实现连接，进而使得载物台4能够继续攀升至更高楼层运送货物，当货物均运送完毕后，再重复上述步骤使得载物台4下降至1层，进而完成并实现一次送货循环。以上即为交叉口变轨机构的工作原理及货物运送过程。

如图7所示，快递包裹自动配送系统的工作循环为：

由快递员人工装载货物至载物台4中，通过电气控制及信息识别系统录入包裹信息，并与系统中录入的住户信息、楼层信息进行匹配，再通过微型主机规划好最优选的配送路线。之后，由微型主机发送运动指令，通过电机驱动配送系统机械结构去执行指令。在载物台4运动过程中，电气控制及信息识别系统一直处于工作状态，以判断载物台4是否到达正确位置，若载物台4已到达正确位置，则实施卸货指令，当本次货物运送完成后，由电气控制及信息识别系统判断载物台4中的货物是否全部运送完成，若全部货物已运送完毕，则由电气控制及信息识别系统发送返程指令，载物台4返回出发点继续装卸剩余货物；若载物台4未达正确位置或没有与货物相匹配的住户信息(一般称为：因电气控制及信息识别系统所导致的配送错误)时，则将此货物在电气控制及信息识别系统中标记为“不存在的货物”，即当电气控制及信息识别系统在进行载物台4中货物清点的指令时，将上述被标记为“不存在的货物”的包裹刨除在外，以便错误运输的货物能够重新返回出发点，交由人工进行审核，此功能极大地保证了本系统的容错性，能够为本系统的稳定运行提供一定的保障。如图7所示，在本系统的工作循环中，各个环节实时地与交互系统进行反馈互动，不仅保证了用户能够准确知晓包裹的具体动态，也同样为减少快递公司与用户间的纠纷提供了一定的保障。

本发明所述的快递包裹自动配送系统，符合智慧城市、智慧生活的城市发展目标，同时结合物联网、云计算、大数据以至万物互联发展格局，其研究与开发具有较大的意义与作用；；对于物流公司来说，该设计节省了人力物力的成本，具有潜在的商业价值；在万物逐渐趋于互联的时代，新的快递运输方式势必会使人民的生活幸福度、满意度得到极大的提高，同时也解决了物流公司与客户之间的一系列冲突、矛盾；能够针对疫情期间快递取件难、排队时间长、疫情期间取件传播风险高等问题提出良好的解决措施，为生活带来便利；避免了类似传统电梯的拖拽装置所涉及的布线方式的复杂性，为工程安装、后期维修提供了便利，同时整体结构更为美观；其中的交互系统，能够为用户提供包裹信息实时更新功能、包裹异常情况提醒功能、预约件功能、反馈功能、购物功能、缴费功能，为用户提供了丰富、集成化的操作，极大地简化了用户购物、取件的操作复杂度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种快递包裹自动配送系统，其特征在于，包括配送系统机械结构、电气控制及信息识别系统和交互系统，所述配送系统机械结构包括外挂轨道装置、爬升装置、载物台(4)、交叉口变轨机构、棘爪式防脱自锁结构(5)、窗口载物箱(6)以及回收箱(7)，所述电气控制及信息识别系统包括微型主机、变频器、无线扫描器以及电源，所述电源为所述微型主机、所述变频器和所述无线扫描器供电，所述交互系统包括云端主机和装载在用户主机上的客户端APP；

所述外挂轨道装置固定在楼体的外部，用于为所述爬升装置提供可以抵达各个所述窗口载物箱(6)的固定线路，并且所述外挂轨道装置中每一条水平轨道与竖直轨道的交叉口处均设有所述交叉口变轨机构，所述回收箱(7)设置在所述外挂轨道装置最底层的轨道上，用于回收暂存出现配送错误的快递包裹；所述爬升装置包括驱动电机、齿轮减速器、传动齿轮组和集成箱(12)，所述传动齿轮组设置在所述集成箱(12)内，所述棘爪式防脱自锁结构(5)铰接在所述集成箱(12)的底部，所述载物台(4)通过连接杆铰接在所述集成箱(12)的底部，且所述载物台(4)可绕所述集成箱(12)的轨道面做转动；所述爬升装置与所述外挂轨道装置中的水平轨道或者竖直轨道啮合滚动配合，所述棘爪式防脱自锁结构(5)在所述爬升装置沿水平轨道或者竖直轨道运动时顺时针旋转并与所述外挂轨道装置上的卡槽(8)相卡接；

所述无线扫描器依次扫描读取装载到所述载物台(4)内的快递包裹的信息，并将所述信息传输至所述微型主机，所述微型主机对所述信息进行存储并将所述信息与预先录入的住户信息、楼层信息进行匹配处理，根据匹配结果规划出最优配送路线，然后再根据所述最优配送路线发送运动指令至所述变频器，所述变频器根据所述运动指令控制所述爬升装置的驱动电机的运动，所述微型主机还控制位于所述最优配送路线上的交叉口变轨机构的变轨运动，以保证所述爬升装置通过相应的轨道交叉口；在所述载物台(4)到达对应的窗口载物箱(6)后，所述微型主机发送卸货指令至所述载物台(4)内的第一传动机构，通过电机的驱动，将其内嵌的第一传动机构即传送带机构进行舒展，将货物直接送入住户窗外的窗口载物箱(6)中；所述第一传动机构将对应的快递包裹运送至窗口载物箱(6)内；窗口载物箱(6)内设有传感器、载物箱主机和第二传动机构，所述载物箱主机通过所述传感器检测到快递包裹后，驱动所述第二传动机构运动，将快递包裹运送至室内，同时所述载物箱主机通过所述云端主机将包裹到达信息发送到用户主机的客户端APP上，所述客户端APP实时更新并显示包裹的配送状态，当包裹的配送状态出现异常情况时，所述客户端APP发出包裹异常情况提醒，所述交互系统还包括包裹信息实时更新功能、包裹异常情况提醒功能、预约送件功能、反馈信息收集功能、购物功能以及缴费功能。

2.根据权利要求1所述的快递包裹自动配送系统，其特征在于，在所述微型主机未匹配到快递包裹对应的住户信息和/或楼层信息时以及在所述载物台(4)沿所述最优配送路线运动的过程中，所述载物台(4)未到达快递包裹对应的正确位置时，所述微型主机将该快递包裹标记为“不存在的货物”，并且所述微型主机在对所述载物台(4)中的货物进行清点时，将被标记为“不存在的货物”的快递包裹扣除，被标记的快递包裹随所述载物台(4)返回至所述回收箱(7)；

在所述载物台(4)沿所述最优配送路线运动完成后，所述微型主机判断所述载物台(4)装载的全部快递包裹是否已运送完毕，若是，则发送返程指令至所述变频器，所述变频器根据所述返程指令控制所述爬升装置的驱动电机的运动，且所述微型主机还控制位于所述载物台(4)的返程路线上的交叉口变轨机构的变轨运动，以保证所述爬升装置通过相应的轨道交叉口后返回至所述回收箱(7)。

3.根据权利要求1所述的快递包裹自动配送系统，其特征在于，所述外挂轨道装置包括轨道(9)和用于将所述轨道(9)固定在楼体上的墙体连接螺栓(10)，所述轨道(9)采用三面含有齿条的工字型钢轨，且所述轨道(9)的正面设有若干个与所述棘爪式防脱自锁结构(5)卡接配合的卡槽(8)，所述轨道(9)的背面设有布线槽(11)。

4.根据权利要求3所述的快递包裹自动配送系统，其特征在于，所述轨道(9)分为水平轨道和竖直轨道，所述竖直轨道的数量遵循以下规则设置：每四列窗口载物箱(6)对应设置一条竖直轨道。

5.根据权利要求1所述的快递包裹自动配送系统，其特征在于，所述传动齿轮组包括转轴(13)、阶梯轴(14)、第一锥齿轮(15)、第二锥齿轮(16)、第三锥齿轮(17)、第四锥齿轮(18)、第五锥齿轮(19)、侧向驱动齿轮(20)、正向驱动齿轮(21)和侧向从动齿轮(22)，所述驱动电机的输出轴输出的动力经所述齿轮减速器输出至所述转轴(13)上，所述转轴(13)与第一锥齿轮(15)通过花键连接，第一锥齿轮(15)和第三锥齿轮(17)分别与第二锥齿轮(16)啮合，且第一锥齿轮(15)和第三锥齿轮(17)之间轴的空缺部分采用内花键相连；第三锥齿轮(17)、第四锥齿轮(18)和正向驱动齿轮(21)位于所述阶梯轴(14)上，且第三锥齿轮(17)和第四锥齿轮(18)通过滚针轴承与所述阶梯轴(14)连接，正向驱动齿轮(21)通过花键与所述阶梯轴(14)连接，第三锥齿轮(17)和第四锥齿轮(18)的转向相同，第四锥齿轮(18)和正向驱动齿轮(21)的转向相反，第四锥齿轮(18)与第五锥齿轮(19)啮合，第五锥齿轮(19)通过花键与侧向驱动齿轮(20)同轴连接，所述轨道(9)三面的齿条分别啮合于侧向驱动齿轮(20)、正向驱动齿轮(21)和侧向从动齿轮(22)。

6.根据权利要求1所述的快递包裹自动配送系统，其特征在于，所述交叉口变轨机构包括三个线圈及铁芯组件(23)、一个可变衔铁组件(24)和一个控制装置(25)，三个所述线圈及铁芯组件(23)分别安装在水平轨道与竖直轨道的交叉口处的其中三条轨道的端部，所述可变衔铁组件(24)的一端与交叉口处最后一条轨道的端部铰接，并且所述可变衔铁组件(24)可绕铰接点进行旋转，所述控制装置(25)在所述微型主机的控制下可以改变各个所述线圈及铁芯组件(23)的磁力，进而改变所述可变衔铁组件(24)的另一端的吸附位置。

7.根据权利要求1所述的快递包裹自动配送系统，其特征在于，所述电源采用可充电电池。

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