1张承 2徐琅
1上海工程技术大学，机械与汽车工程学院 上海市 201600
2上海工程技术大学，城市轨道交通学院 上海市 201600
摘要：随着我国快递业的不断发展，快递柜的需求也日益增强。在快递柜的使用过程中也会存在诸多问题。例如，在特殊时期，如当前新冠疫情发生时，收件人仍需要通过触碰快递柜和包裹的方式取出包裹，这将增加收件人感染的风险。另外，当包裹位于取放不便的位置时或者质量较大时，取放快递就会变得较为困难。为了解决普通快递柜存在的这些问题，基于现有快递柜的不足，受其启发我们旨在设计一款新型智能消毒快递柜，可以在保证快递取放的高效率的前提之下，兼顾智能、便捷与卫生化。
关键词：创新；消毒；便捷；快递柜
The design and performance optimization of convenient express cabinet
XU Lang，ZHANG Cheng
（1.Shanghai University of Engineering Science ,School of Mechanical and Automotive Engineering ,Shanghai,201600；
2. Shanghai University of Engineering Science ,School of Urban Railway Transportation,Shanghai,201600）
Abstract
Abstract: With the development of Chinese Express industry ,the demand of express cabinets is increasing . There are also a number of problems associated with the use of courier cabinets. For example, during special times, such as the current neo-crowning epidemic, the recipient still needs to remove the parcel by touching the delivery cabinet and parcel, which increases the risk of infection to the recipient. In addition, when the parcel is located in an inconvenient location or when the mass of the package is large, it becomes more difficult to pick up and put the delivery. In order to solve these problems of ordinary courier cabinets, based on the inadequacy of the existing courier cabinets, inspired by their inspiration, we aim to design a new intelligent sterilized courier cabinets, which can ensure the high efficiency of courier pick and place, under the premise of both intelligent, convenient and hygienic.
Keywords：innovation；disinfection；convenient；express cabinet
0 引言
随着电子商务的兴起，我国快递业务也快速增长。2019年全年快递服务企业业务量完成635.2亿件，同比增长25.3%；快递业务收入完成7497.8亿元，同比增长24.2%。快递业务的飞速增长也促进了快递相关产业的发展。从2012年快递柜的出现，截止到2018年，我国快递柜投放数量达到了27.2万组，同比增长32.04%，仍有很大的上升空间。虽然说快递柜的出现给人们的生活带来了一定的帮助，但通过调查依然发现现有快递柜存在诸多不足：
1）特殊时期使用率严重降低。如新冠肺炎疫情期间，一些智能快递箱不能有效使用，直接影响了投递效率，2020年3月5日智能箱的利用率仅为47.1%。
2)收取快递不够方便。若收取质量很大、或者被存储在位置较高或很低的快递时，这样让收件人收取起来较为困难。
3）空间利用率低。现有快递柜舱柜数量有限，高度也有限，不能充分利用空间。
4）快递员存件较为麻烦。快递员存入快递时，需要对快递逐一录入信息，逐一放入舱柜，过程繁琐容易出错。面对现有的这些问题，我们有必要设计出一种便捷式消毒快递柜来满足人们的日常生活需求。
1便捷式消毒快递柜的诞生理念
1.1传统智能快递柜的功能
目前看来，我国传统智能快递有寄件、取件、暂存、广告、监控、照明和语音提示等功能。而取件功能作为智能快递柜设计的初衷，在运行的过程中需要进行以下几个步骤：
a.快递员选择货品对应格口大小；
b.扫描运单；
c.输入手机号；
d.开箱放入快件；
e.触发取件微信/短信消息；
f.扫描/输入取件码, 取出快件；
但是，在非常时期，比如此次新型冠状疫情发生时，人们需要通过触碰快递柜以及触摸屏幕，这些公共区域的消毒不够及时可能会对人的安全产生威胁。其次，现有的快递柜不够便捷。如果包裹位于较高位置或者较低位置时，那么取放快递就会变得十分困难。另外，如果是较重包裹，取放快递的难度会更大。因此，目前智能快递柜还存在诸多的不足和短板。
在这个背景下，我们受到了启发，旨在设计一款智能消毒快递柜，可以在保证快递取放的高效率的前提之下，兼顾智能、便捷与卫生化。
1.2便捷式消毒快递柜特点
此快递柜的设计主要分为以下几部分:
a.参考当前快递柜的构造和工作原理，设计方便、高效、快捷的取放功能;
b.快递柜拥有一套传送装置，让处于不同位置的包裹都可以方便的取放;
c.快递柜配备消毒装置，在包裹投放后，能够在舱柜内对包裹进行消毒处理，另外在取件时进行二次消毒;
d.设计简洁、实用的外形和舱柜，方便安装，便于使用。
2便捷式消毒快递柜总体设计方案
如图1所示，便捷式消毒快递柜由柜体、传送装置、显示屏、取件扫码盒、快递存取平台、消毒喷雾器、信息扫描器、舱柜单元、舱柜内部传送带和舱柜内部消毒灯等部分组成。
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图1 整体结构示意图
3便捷式消毒快递柜具体操作流程
3.1快递员存件
快递员首先通过5-取件扫码盒进行扫码获得管理权限，然后将快递放在6-快递存取平台，在8-信息扫描器获取相关信息后经过3-传送装置以及10-舱柜内部传送带的配合送入合适的舱柜。随即，系统会自动将取件码发送到收件人的手机上，并提醒收件人取件。舱柜内定时打开11-舱柜内部紫外线消毒灯进行消毒
3.2收件人取件
取件人将系统发送的取件码经过5-取件扫码盒扫描后，系统确认相关信息后，快递会经过10-舱柜内部传送带以及3-传送装置运送到6-快递存取平台，从而达到合适的取件高度。经过7-消毒喷雾器二次消毒后，取件人即可取走快递。
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4传送装置的设计
传送装置的主要功能是在存取平台和舱柜之间传送快递的装置。它主要是由水平和竖直两个轨道组成，传送装置的传送带可以在前舱柜和后舱柜之间的平面内任意方向的运动从而达到任意一个舱柜，从而达到存入和取出快递的目的。
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图3 传送装置
5便捷式消毒快递柜消杀技术
我们设计的“便捷式消毒快递柜”主要在舱柜内采用紫外线杀菌灯进行消毒。紫外线可集中很高的强度在短时间内杀灭细菌和病毒，属于纯物理消毒方法，无二次污染；运行安全可靠；运行维护简单、费用低；占地小、无噪音。
5.1紫外线杀菌灯的技术特点
紫外线杀菌灯通常也被称为紫外线消毒灯，是一种利用紫外线的杀菌作用进行灭菌消毒的灯具。紫外线杀菌灯消毒原理主要是在特定的波长范围（灯波长为200-270nm，灭菌中心波长为253.7nm）以及足够高的剂量下，通过辐射损伤和破坏微生物（细菌、病毒、孢子）的核酸功能来杀灭微生物等病原体，紫外线对核酸作用从而阻碍DNA或RNA的复制，从而造成微生物细胞死亡，以达到消毒的目的。常见的紫外线杀菌消毒只需将紫外线杀菌灯照射需要消毒的物品，或在需要杀菌消毒的环境放置紫外线杀菌灯即可。
5.2紫外线消毒灯杀菌效率
紫外线技术的杀菌效率极高，可达到99%—99.9%，用时很短。下表是紫外线杀菌技术对常见细菌病菌的杀菌效率。与之比较，而传统的消毒剂如氯气、臭氧等化学消毒方法往往要花上20分钟—1小时，这是紫外线消毒的1200倍至3600倍的时间。
5.3紫外线杀菌灯适用范围及条件
由于紫外线辐照的穿透力弱，为了确保良好的杀菌消毒效果，紫外线杀菌灯与被消毒部位之间的距离不宜超过1米，且其无法穿透物体表面，因此要确保紫外线充分照射消毒快件表面。在使用紫外线消毒时，其适宜温度范围是（30±10）℃，温度在高于或低于这个温度下均会对紫外线产生削弱，影响消毒效果。由于快递柜其独特的空间，可以维持在紫外线杀菌灯使用范围和条件之下。
6结语
“便捷式消毒快递柜”不仅具有传统快递柜的优点，例如快递员在派送时无需等待客户面对面取件，减少可避免的沟通成本，并可以节省上下楼、等待客服的时间成本，在很大程度上提高了快递员的配送效率，为客户提供更加完善的服务。与此同时，也在一定程度上降低了客户暴露在病毒病菌下、交叉感染的危险。2020年10月12日，《纽约时报》称“过去3天全球确诊病例猛增100万。”这显示新冠肺炎的第二波疫情已经开始袭击欧洲和美国，而另外一些国家如印度、巴西等仍然处于不间断的疫情爆发期。截至2020年10月14日，青岛的12例新冠患者更是敲响了警钟：疫情还远没有结束，做好常态化防控一点也不能放松！
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