左壮1 王义豪2 王含博3 马小开4 卢子豪5
（华北水利水电大学机械学院 河南 郑州 450046）
一、快递行业的起源与发展
快递行业是一个萌芽于上世纪中期，在近40年来持续蓬勃发展的上升期行业。在当今人类社会中，绝大多数物流行业的兴起与其发展都与当地的、一个国家社会的经济状况有关。二十世纪五十年代到六十年代正是因为北美、欧洲的市场化和经济恢复，所以也促使了当今现代物流快递行业的发展和其雏形在当地的初步建立。到了我国二十世纪六十年代到七十年代，随着以电子计算机技术为主的先进信息化管理技术手段与方法的推广和应用，而且随着其他高收益公路、铁路、大型民用航空飞行器的出现与发展，促使我国快递行业开始迅猛地向整个全球互联网络大范围发展。二十世纪八十年代，韩国、日本、香港、新加坡等国家和地区的政治、电子计算机行业等各方面快速发展，世界各大快递公司纷纷捷足先登，想要率先开辟新的快递市场，这种趋势推动亚洲各经济快速发展地区的快递业的建立。而对于当代中国，自1978年施行了改革开放以来，国家的经济实现了持续快速的发展，与国内外的交往和沟通日益密切，快递服务行业也在这个与时俱进的当代中国内高速发展，那时的我国快递年平均人民币增长率已经远高于同年GDP的平均水平。直到上世纪末，各式的快递邮件驿站才在中国建立起来。经过十余年的努力和快速发展后，截止到2015年底，全国主要部分地区和重点城市公共自行车上均可安装的配送智能快递配送中的快递盒已安装超过6万组，投递智能配送中的快递件超过2亿件。快递电子物流信息服务相关产业各个板块从“1+1”拓展到“1+3”的融合拓展，逐步基本实现了快递电子商务、制造业、跨境出口贸易等多个领域的多点融合发展。目前我国快递已经逐渐成长为一个支撑互联网和电商发展的重要渠道，2015年，快递产品和服务行业的支撑互联网零售总交易规模已高达3万亿元。我国的快递服务业正从劳动密集型转变到资本和技术密集型的方式进行加速转变。2015年1月4日，从国家邮政局手中得知，“十二五”期间，中国快递行业年度支撑国内互联网购物总交易额首次突破3万亿元。2015年， 全国各个农村和偏远地区的各个乡镇企业快递配送服务网点经营管理网点的网络覆盖率已经达到百分之七十，其中江苏、上海、天津已经基本实现了百分之百的全方位覆盖。
快递行业的成立发展离不开近几十年来全球经济贸易的飞速增长，而随着全体人民经济状况的改善，现代科学技术提高以及国家社会的进步，人民在日常生活中的各种物质需求也在逐渐增多。在物流快递方面，关于快递、快件的运输、分拣和配送问题近年来一直是市场中的热门。根据中国邮政局近日发布的2020年截至第三季度全年我国境内快递业公共服务产品质量情况统计资料数据显示，全国今年第三季度我国快递业公共服务产品质量同比增速缓慢，具体表现情况如下：以快递用户对于我国快递业的优质服务和快递公众的满意度计算平均同志得分位78.2分，同比仅略微增长0.1。更为严重的一个问题是，快递业童工服务的整个快递间隔工作时竟然没有超过58.87个小时，72小时的准时效率仅仅只有百分之四点五。快递服务整个产业链中的问题是综合且复杂的，而具体到快递分拣这一环节时，问题就十分简单明了。
二、智能快递搬运车的优点
目前市场上的各大仓储物流公司和各处快递中转站在具体分拣出每个快递时，大部分仍在采用传统的人工分拣与放置快递的方式，而人工处理方式的效率和质量并不算高，在分拣放置时难免会出现拿错、放错和遗漏等现象，这就会拉低整个快递产业链的效率，并且严重增加企业的运营成本。有一项权威数据统计资料表明，当下中国快递业平均每一件包裹的实际运输成本已达137元。那么由人工处理快递发生疏漏，继而引发的包裹丢失、破损所造成的经济损失也在急剧上升。纵观整个快递行业，对于快递分拣处理这一部分，仍然需要一剂精准疗方来解决其中存在的各种问题，而使用智能时代快递搬运车代替传统的人工方式来分拣快递正是一个卓越的改善问题的方案。
对于近几年和将来一段时间，快递搬运车都将会是一个热门的行业项目，直到快递行业内使用的各项技术接近人类社会的顶尖科技水平。目前来看，国内一部分快递企业已经在尝试研发、使用各自专用的智能快递搬运车，而经过研究调查，这些企业所使用的快递搬运车大多结构设计复杂、价格昂贵，难以大规模生产，在运行取件时多为单件搬运，并且搬运车在使用过程中经常会出现快递掉落的情况，实际的工作结果并未达到“精准、高效、节省成本”的设计初心，效果并不是十分理想。如今市场中也还没有业界认可的大规模生产的专业快递搬运车，现在正迫切需要一款合适的产品来解决这一问题。
在搜集了大量资料、咨询了专业人士，进行了其他产品工作方式的考察和操作后，我们根据前几代产品中的问题及市场中的具体需求，设计、制造出了一款新型智能快递搬运车。该系统的智能快递搬运车着重解决了快递在搬运过程中掉落和丢失的问题，并且特别设计了一个二维码识别任务并辨认、特有的快递辨认、自主行驶路径的计算、自动行车循迹、LED屏幕展示搬运任务等功能。这是目前市场上大多数企业所使用的快递搬运车所不具备的优点。
三、快递搬运车的构造和功能
本产品主要由两部分组成，分别是机械工作结构和控制中枢部分。机械结构是产品直接进行工作的部分，优秀的机械组成、结构搭配是提高搬运车工作质量和效率的根本，包括有：定位系统、夹具、挡圈、麦克纳姆轮、车身基础结构等。本产品的突出点在于先进的定位系统和麦克纳姆轮的使用，出色的定位系统可以帮助搬运车在运送快递过程中保持精确的位置锁定，提高工作效率。而麦克纳姆轮的使用可以使快递搬运车在移动过程中灵活地前进后退、左右平移以及左转右转。在夹具方面，采用多自由度设计，保障夹器在工作时的抓取力强、稳定性高，不会出现快递掉落的现象。车身结构采用先进的铝合金结构既保证了车身的设计强度、刚度，又尽可能减少了车身重量，使搬运车更加灵活。
本系统智能全自动快递搬运车的控制模块主要包括识别模块、任务识别处理模块、循迹模块、显示模块。本产品选择了合适且具有较高性价比的传感器模块，使得智能搬运车可以在多种环境状况下使用。循迹检测模块采用了更新换代模拟数字灰度检测传感器，可以对灰度传感器模块进行多种不同差分灰度检测循迹方法，更好的实现能够同时适应较大灰度范围内的检测工作量和光线循迹状态比较于传统模块只能同时输入几个模拟数字灰度值的红外光线传感器模块提供了更多的检测工作光线强度、精度，能有效地帮助用户降低在光线寻迹的工作中会同时发生光线脱离或者发生失踪的可能概率。
四、智能快递搬运车的适用对象
智能全自动快递搬运车用户群体广大、市场接受度高，随着现代社会对于自动化、智能化的追求，它将在在整个快递行业中扮演着不可或缺的角色。它的适用范围包括有具有一定规模的物流公司，比如：“三通一达”、百世快递、韵达快递、中国邮政等快递公司；具备一定规模的仓储公司与企业，比如：京东公司和阿里巴巴公司下属的一些旗舰店；具有一定流量的中转站，比如：各处快递中转站、粮油中转站等。
参考文献：
[1] Siegwart R, Nourbakhsh I R,李人厚译.自主移动机器人导论[M].西安：西安交通大学出版社，2006.
[2] 黄伟，蔡远游.中国快递史话[M].厦门：厦门大学出版社，2019-02.
[3] 张颖，张春林.机械原理 英汉双语 第二版[M].北京：机械工业出版社，2016-12.
[4] 刘江，张朝新.理论力学 第二版[M].武汉：武汉理工大学出版社，2012-05.
注：本论文为华北水利水电大学2020年大学生创新创业训练项目课题研究成果，研究方向：智能时代快递搬运车，基金号为：2020XB137