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摘要：当今社会是物联网时代,大量的物流运送成为了物联网时代的主流,而快递业也成为了物流的主流服务之一。针对目前快递业在各大校园驿站配送物件时的工作量巨大等问题,设计全方位多功能的驿站配送服务系统。驿站以驿递车方式完成工作场景模式识别，夹取，配送。

关键词：物联网；智能；驿递车；物流；

一、引言：

据统计2025年双十一峰值期间，我国快递业务量已到7.7亿件。快递分拣机器人，自动化分拣流水线相继出现解决了分拣效率低等问题。本文针对最后配送入用户的过程中，各大驿站配送存在人流量大，取件时间短等问题，设计一款基于Linux操作系统、由四轮驿递车实现场景识别、取货码识别及包裹转运的智能驿站系统，来进行对包裹精准的入库、取件服务。以达到实现快速入库、精准取件、24小时服务的便捷取件流程。

设计理念：

1.1.智能驿站运行流程：

快件入库时，舱内摄像头对快件进行大小判断，运输驿递车机械手抓取快递进行重量测量及条码识别，完成后将数据上传至主机，主机将根据快件类型和大小重量进行分类并将数据存储到数据库同时发送指令运输驿递车将快件放到对用位置，待有人取件时从数据库中读取数据到相应位置取出快递送到快递出库口。

1.2.1材料介绍：

为了让驿递车更加适应运送过程中的环境，智能驿站的驿递车材料分为两种，其一种主体框架部分材料采用了铝方管，因铝方管是Al-Mg-Si系合金，故其具有中等强度，有良好的塑性和优良的耐蚀性。特别是无应力腐蚀开裂倾向，其焊接性优良，耐蚀性及冷加工性好。因此智能驿站驿递车采用铝方管材料，使其既没有钢铁的重量，但却具有了相对高的强度。另一种驿递车结构使用的是MC尼龙材料，MC尼龙产品作为一种工程塑料, 它具有重量轻,强度高,自润滑,耐磨,耐腐蚀,绝缘等多种独特性能。因此MC尼龙可以直接替代原来的铜不锈钢,铝合金等金属,不仅可以替代相应的金属产品,还可以降低制作成本,延长整机及零件的使用寿命,并显着提高经济效益。MC尼龙零件不仅可以提高机械效率并减少维护,而且可以将一般使用寿命延长4—5倍，尼龙零件也有效节省了驿递车的制作成本提高了使用寿命。

1.2.2机械结构介绍：

智能驿站的驿递车共分为两种：一种是采用了铝方管负责大型快递件的大型驿递车，该驿递车负责包裹分拣，入库等，该种驿递车因其独特的机械结构，可以将重物运送到指定位置。另一种是使用了MC尼龙材料负责快递取件任务的驿递车，该驿递车使用了较为轻便的MC尼龙材料，所以其具有了更加轻快的速度，大大在减少了在耗能上的问题，让驿递车可以具有更加长久的工作时间。

供能方面，作为驿递车主要的动力来源为电，我们没有采用传统的蓄电池，而是两种驿递车都采用了超级电容器与蓄电池相搭配的方式。超级电容器不同于蓄电池,在某些应用领域,它可能优于蓄电池。但是我们采用了超级电容器与蓄电池相搭配的方式，将电容器的功率特性和蓄电池的高能量存储特性相结合起来,使驿递车在短时间内快速充电，充电速度大约在10s到60s之内，便可达到其额定容量的95%以上，而其循环使用寿命也极长,深度充放电循环使用次数可达40万次,且没有记忆效应。最为重要的超级电容器大电流放电能力强，能量转换效率高、损耗小，大电流能量循环效率达90%，并且功率密度之高,可达300~5000w/kg,相当于蓄电池的5~10倍。且超级电容器原材料构成、生产、使用、储存以及拆解过程均没有污染,是理想的绿色环保材料。在正常工作状态下，驿递车使用超级电容器进行供电，当达到低电量时，驿递车在会完成当前任务后，优先自动选择对超级电容充电，当识别到无法充电是，自动启动蓄电池供电，且会在无任务时自动对蓄电池进行电量补充。

结构方面，驿递车采用了三层式结构。因全向移动经常是车辆必需的功能，其意味着可以在平面内做出任意方向平移同时自转的动作，因此驿递车第三层底盘使用正方形四轮麦克纳姆轮结构。麦克纳姆轮是由两大部分组成：轮毂和辊子。轮毂是整个轮子的主体支架，辊子则是安装在轮毂上的鼓状物。轮毂轴与辊子转轴呈45°角。理论上，这个夹角可以是任意值，根据不同的夹角可以制作出不同的轮子，但最常用的还是这两种。麦克纳姆轮在结构、力学特性、运动学特性上都与普通轮有差异，因此，其可以做出全向移动的运动，而本质原因是轮毂轴与辊子转轴的角度不同。并且在底盘装有装在有蓄电池，超级电容器，电机等原件，其中电机使用了3508电机驱动，该电机通过CAN信号线控制的连接方法，用7-Pin数据线分别插入c620电调和电机的7-Pin数据端口，连接电调和电机。然后将电机的三相输入接头与电调三相动力线接头相连接，连接时确保电调与电机连线正确(相同颜色的接线匹配连接，并且保证不可逆接头正确匹配连接)。然后将CAN信号线一头接入CAN信号端口，另一头接入目标接口。最后连接电源线至电源为电调进行供电。整体底盘负责驿递车的移动以及驿递车的初次升降。

中层是驿递车的承重主体，通过适当的配重来稳定机器，并进行二次升降。驿递车的第三层是最重要的抓取结构。其中一个负责机械臂的弯曲，另一个机械臂负责抓取快递件，并对快递件进行旋转识别。在机械臂爪子的掌心处安装有一个识别摄像头，负责对邮件条形码，取件码，二维码等信息进行初步识别，判断。在机械臂的正上方处，也具有一个识别摄像头，负责对邮件条形码，取件码，二维码等信息进行二次扫描，识别。

二、参考文献：

[1]刘光晓,吕月芬,韦珍丽,张胜莲,全钊锋,吴树添.利用raspberry pi4芯片开发一款快递驿递车[J].电子世界,2021(09):87-89.

[2]杨海军,侯永琪,王利祥,曹云龙,焦鸿韬,杨浩.一种基于ROS的蓝牙定位快递配送驿递车设计[J].科技创新与应用,2021,11(27):65-69+72.

[3]秦佳。传感器在机器人中的应用[J].科技与企业，2012(13):2-3.

[4]阎石。数字电子技术基础（第四版）。高等教育出版社1998.1

[5]刘刚，彭荣群。 Protel DXP2004SP2原理图与PCB设计（第二版），北京：电子工业出版社，2011

吴 晗 王凤仙

呼伦贝尔学院工学院，内蒙古 海拉尔

项目名称：小型智能物流分拣机器人的设计与研究，项目编号：2024XJCG16