專利名稱：一種實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及物聯(lián) 網技術領域，涉及商品的裝載、輸送技術及智能分揀、分流、配送 技術領域，尤其涉及固態(tài)商品或具有固態(tài)包裝物的液、氣態(tài)商品的智能管道輸送技術領域。
背景技術：
物聯(lián)網被稱為智慧地球，在人與物、物與物之間實現智慧交往。物聯(lián)網也確實實現 了一定程度的人與物、物與物的智慧交往，如智慧零售。遠程購物、移動購物亦即網購被公 認為是代表未來發(fā)展方向的智慧購物方式。網購商品可以因傳感裝置、電子標簽、二維碼等 相關技術被賦予智能，實現人與商品之間、商品與商品之間的信息交流。但絕大多數商品 如生活物品是靜止物體，人與物、物與物彼此相隔著或遠或近的物理空間，物聯(lián)網解決了物 物信息相連的問題，但沒有解決物物實體往來的問題，沒有人機車船的輸送，靜止的商品尤 其是生活物品不會呼之即來。實現如同人與人之間呼之即來的關系一樣實現人與物、物與 物之間呼之即來的關系始終是物聯(lián)網的夢想?！斑^去人類的思維方式一直是將物理世界的 社會基礎設施(高速公路、機場、電站、建筑物、煤炭生產建設)與信息基礎設施(互聯(lián)網、 計算機、數據中心)分開規(guī)劃、設計與建設，而物聯(lián)網的概念是將人、鋼筋混凝土、網絡、芯 片、信息整合在一個統(tǒng)一的基礎設施之上，通過將現實的物理世界與信息世界融合，通過信 息技術去提高物理世界的利用率、節(jié)能減排，達到改善物理世界環(huán)境與人類社會質量的目 的?！?引自吳功宜《智慧的物聯(lián)網》P. 19機械工業(yè)出版社2010年6月第一版)如果在人與 物、物與物之間連接無所不在的物品往來物理通道，讓生活物品可以呼之即來，自己來到需 要自己的人和物面前；如果家里的冰箱能夠直接通知商場的牛奶，而牛奶呼之即來，自己直 接走進家里的愿景實現時，人類就擁有了人與物、物與物之間真正智慧的關系。物聯(lián)網至今 沒有實現人、鋼筋混凝土、網絡、芯片、信息整合在一個統(tǒng)一的基礎設施之上這一技術突破。此外，現有網購商品的送達依然多數依賴人力。人力的低效率、高差錯率以及社會 最低工資標準的不斷提高所導致的人力資本的昂貴和人力資源的短缺，均令對人力高依存 度的網購行業(yè)被迫提高服務收費。僅就網購商品送達需求嚴重依賴的快遞行業(yè)而言，快遞 費近期一次性提價竟高達140%，高收費遏制了對網購商品的消費需求，網購行業(yè)的繁榮和 發(fā)展因此受限。此外，現代分揀、分流、配送裝置主要使用傳送帶及滑塊技術，其流水線裝置 不僅成本高昂，而且屬于高耗能、高噪音的非環(huán)境友好產品，與低碳社會建設有悖。近現代管道輸送技術解決了送水入戶、送氣入戶的問題，但管道輸送技術絕大多 數只與液態(tài)、氣態(tài)物的輸送技術相關聯(lián)。至于固態(tài)商品或具有固態(tài)包裝物的液、氣態(tài)商品的 管道輸送技術，目前只見于構想和試驗中的真空磁懸浮管道運輸及電磁管道運輸，即便其 方式成真，但真空磁懸浮管道運輸及電磁管道運輸技術像送水、送氣一樣送達網購商品如 日常生活物品入戶的可能性幾乎沒有。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現有技術的缺陷，提供一種實時響應購物指令自動送達商品入戶的智能裝置系統(tǒng)，實現被裝載商品的智能分揀、分流、配送、輸送，再經智能升降機提 升，進入終端用戶建筑，實現非人力自動送達商品入戶的功能。
本發(fā)明的技術方案如下一種實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系 統(tǒng)，包括一種球形載物器裝置，及一種智能分揀、分流、配送裝置，及一種智能輸送管道裝 置，所述實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)以球形載物器裝置為商品裝載 工具，利用重力原理在智能輸送管道裝置的斜置槽、斜置管道中使用無能源驅動方式行進 實現商品輸送，智能分揀、分流、配送裝置設有嵌入式WSN、RFID、射頻讀寫裝置、智能閥智能 設施，實現智能裝置系統(tǒng)實時感知、通信、控制、響應功能。進一步，如上所述的實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其中，所 述的球形載物器裝置是使用硬質、彈性、可塑、可降解物質制作球壁的空心球體；其球壁內 嵌入泡沫結構、氣泡結構、充氣結構或其它結構；其外球壁光潔或塑造為增加球壁強度和摩 擦系數的具有圖案突起物的結構；其外球壁在不改變球形載物器圓球結構的前提下設置可 被提起的手柄結構裝置；裝載商品的球形載物器上均附著RFID識別標簽。進一步，如上所述的實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其中，所 述的球形載物器設置為可啟可閉的兩部分球體；兩部分球體之間設置方便啟閉、保障該兩 部分球體連接牢固的鎖扣裝置。進一步，如上所述的實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其中，所 述的球形載物器的球體內設置與其內部體積相適配并可支撐內球壁的支架結構；該支架的 幾種基本結構為方形、圓球形、圓柱形、蜂窩形、橘瓣形、井字形、蛛網形；并設置與支架結 構相適配的載物箱。進一步，如上所述的實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其中，所 述的智能分揀、分流、配送裝置為行列組合體系裝置；該行列組合體系裝置被若干智能閥分 隔，四片互不相連的智能閥組成為可容納一個球形載物器的單元格，若干單元格互相連接， 組成為智能分揀槽及智能分流槽長方形槽體；分揀槽為列，分流槽為行，分流槽斜向排列 于分揀槽兩側，分流槽每一入口端端口均與分揀槽的一個單元格對應連接，每一單元格的 槽底板或設置為與智能閥聯(lián)動、可向左或向右傾斜的裝置；或設置為智能滾筒、滾珠動力裝 置。進一步，如上所述的實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其中，所 述的智能分揀、分流、配送裝置以起閥或落閥的機械運動方式控制球形載物器行進、停駐、 變向；其控制球形載物器行為的方式如下球形載物器在智能分揀槽中直行，單元格沿槽 方向的智能閥如進入起閥模式，球形載物器停駐；如進入落閥模式，球形載物器行進；球形 載物器在槽中欲變左向，其進入變向的單元格時，單元格沿槽方向的智能閥進入起閥模式， 制止其繼續(xù)行進，單元格左側智能閥進入落閥模式，單元格的槽底板或聯(lián)動向左傾斜、或啟 動智能動力滾筒、滾珠裝置左向轉動，球形載物器即受控進入左側智能分流槽槽體；反之亦 然。進一步，如上所述的實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其中，所 述的智能輸送管道裝置由斜置輸送管道和立置輸送管道組成；所述斜置輸送管道為圓形管 道，由金屬或其它硬質材料制作，連接輸送地與被輸送地；其傾斜角度滿足球形載物器利用 重力原理在其中滾動行進的需要。
進一步，如上所述的實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其中，所 述的智能輸送管道裝置設置齒條軌道、齒輪列車及車載智能控制槽；所述齒條軌道、齒輪列 車由金屬或其它硬質材料制作，齒條軌道架設于輸送管道底部半圓形金屬架上，供齒輪列 車行駛；所述齒輪列車車輪設置為齒輪型結構，當齒輪型車輪與齒條軌道噬合時，有助于該 列車在斜置管道中保持穩(wěn)定；該列車分段設置若干電動力車組，滿足列車分段駛出輸送管 道的需要；該列車設置車載智能控制槽。進一步，如上所述的實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其中，所 述車載智能控制槽為半圓形結構裝置，由金屬或其它硬質材料制作，分段固定設置于列車 每節(jié)車體上，當列車每節(jié)車體相互銜接時，每節(jié)車載智能控制槽即連接而形成為可供球形 載物器滾動行進的長形槽體；為滿足裝載商品的球形載物器為眾多送達目標服務必須多次分向行進的需要，車 載智能控制槽設置了管道智能配送裝置，由智能直行槽及智能變向槽組成；智能直行槽及 智能變向槽由智能閥組成的若干單元格互相連接構成，智能直行槽為列，智能變向槽為行， 智能變向槽斜向排列于智能直行槽兩側，智能變向槽每一入口端端口均與智能直行槽的一 個單元格對應連接，每一單元格的槽底板或設置為與智能閥聯(lián)動、可向左或向右傾斜的裝 置； 或設置為智能滾筒、滾珠動力裝置。進一步，如上所述的實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其中，所 述的立置輸送管道由金屬或其它硬質材料制作，管身為方形，是垂直設置的齒輪齒條智能 升降機管道井；其管身地下部分開口與斜置輸送管道連接，其管身地上部分開口與終端用 戶入戶斜置通道連接；所述齒輪齒條智能升降機為進入立置輸送管道的球形載物器的提升 及送達入戶服務。進一步，如上所述的實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其中，為 滿足裝載商品的球形載物器長距離輸送的需要，設置斜置輸送管道與立置輸送管道多級次 使用的方式；為避免輸送距離過長，斜置輸送管道斜向入地太深，每隔5000米將設置一個 連接斜置輸送管道并設有齒輪齒條升降機的立置輸送管道，由升降機將球形載物器反復提 升至可以重新利用重力的高度，如此周而復始，完成被裝載商品長距離輸送。本發(fā)明所提供的實時響應購物指令自動送達商品入戶的智能裝置系統(tǒng)在以球形 載物器為裝載、輸送工具，利用重力原理在斜置槽、斜置管道使用無能源驅動方式行進而實 現輸送功能的技術基礎上，采用WSN、RFID兩種成熟技術的協(xié)同使用實現系統(tǒng)感知、通信、 控制的智能化。在整個系統(tǒng)如分揀、分流、配送槽，輸送管道，輸送管道車載控制槽，升降機， 終端用戶入口端通道，均嵌入若干不同功能的傳感裝置，組成連接內網、外網的自組織無線 傳感網絡；在整個系統(tǒng)運行節(jié)點如分揀、分流、配送作業(yè)現場，輸送管道入口端、出口端、變 向入口端，終端用戶入口端，均設置射頻讀寫識別裝置；在每一裝載商品的球形載物器上， 均附著RFID識別標簽；并在上述相關節(jié)點采用智能閥成熟技術及智能動力滾筒、滾珠成熟 技術，設置若干不必通過外部控制器即可識別傳感信息自行動作實現控制的伺服智能閥及 智能動力滾筒、滾珠。上述成熟技術的設置，使以球形載物器為系統(tǒng)運行技術特征的本發(fā)明 裝置系統(tǒng)成為無處不標識，無處不感知，無處不通信，無處不響應、無處不控制的全智能系 統(tǒng)。


圖1為外球壁圖案及突起物結構示意圖；圖2為球壁結構示意圖；圖3為兩個半球結構示意圖；圖4為外球壁上的手柄結構示意圖 ；圖5為球內正方形支架結構示意圖；圖6為球內球形支架結構示意圖；圖7為球內圓柱形支架結構示意圖；圖8為球內蜂窩形支架結構示意圖；圖9為球內橘瓣形支架結構示意圖；圖10為球內井字形支架結構示意圖；圖11為球內蛛網形支架結構示意圖；圖12為球內正方形載物箱結構示意圖；圖13為球內球形載物箱結構示意圖；圖14為智能分揀槽、分流槽結構示意圖；圖15為與智能閥聯(lián)動的單元格槽底板結構示意圖；圖16為連接輸送地與被輸送地的地下智能輸送管道結構示意圖；圖17為齒輪齒條軌道結構示意圖；圖18為地下智能輸送管道結構示意圖；圖19為智能輸送管道動力車組及車載智能控制槽結構示意圖；圖20為立置輸送管道升降機結構示意圖；圖21為長距離智能輸送管道結構示意圖；圖22為倉庫結構示意圖；圖23為蔬菜生產基地結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明所提供的實時響應購物指令自動送達商品入戶的智能裝置系統(tǒng)接獲購物 指令后，連接網絡的系統(tǒng)計算機控制中心(CNC)，以球形載物器為系統(tǒng)運行技術特征，設置 WSN,RFID技術的智能裝置系統(tǒng)實時響應，自動調度裝載訂制商品的球形載物器在系統(tǒng)斜置 槽、斜置管道中利用重力原理以無能源驅動方式行進，經由智能控制系統(tǒng)對其實施識別、行 進、停駐、變向控制，實現被裝載商品的智能分揀、分流、配送，經由地下管道相關智能設施 輸送，實現物聯(lián)網、人、鋼筋混凝土、網絡、芯片、信息整合在一個統(tǒng)一的基礎設施之上這一 技術突破，及非人力輸送生活物品自動入戶的目的。1、一種球形載物器裝置參照圖1-圖13進行說明。所述球形載物器是利用硬質、彈性、可塑、可降解物質制作的空心球體。以該空心 球體作為被裝載商品的裝載器。該球形載物器直徑根據不同需要設置為3cm-100cm。載物 入戶的球形載物器外直徑不超過45cm。其球壁強度依據所裝載物的重量確定，外球壁光潔 或塑造為增加球壁強度和摩擦系數的具有圖案突起物的結構，如圖1所示。為降低球體碰撞對球內被裝載商品形成的沖撞力，該球形載物器空心球體的球壁也可嵌入泡沫結構、氣 泡結構或充氣結構。如圖2所示，a為球壁嵌入泡沫結構，b為球壁嵌入氣泡結構，c為球壁 充氣結構。所述球形載物器的空心球體設置為可啟可閉的兩部分球體。如圖3所示，該兩部 分球體或以二分之一比二分之一分割(A)，或以三分之二比三分之一分割(B)，或以四分之 三比四分之一分割(C)，或以其它相關比例分割，均皆依據被裝載商品的特點。在不改變球 體形狀的前提下，比例較小半球的外球面中心點設置為能夠提起球形載物器的手柄結構1， 如圖4所示。所述球形載物器被分割的兩部分 球體之間設置方便啟閉、保障該兩部分球體連接 牢固的鎖扣裝置。在被分割的兩部分球體合為一體作為被裝載商品的裝載工具時，該鎖扣 裝置須保障該兩部分球體的連接牢固。該兩部分球體塑模時須預留鎖扣裝置的安裝位置。 該安裝位置的材料用量以及球壁厚度須滿足鎖扣裝置的安裝要求和被裝載商品的重量對 球形載物器的強度要求。所述球形載物器設置與球體內部體積相適配并可支撐內球壁的支架結構，該支架 結構或使用金屬或使用與球形載物器同質材料制作。其作用有二 一是支撐球壁保障球體 強度，同時在球體發(fā)生碰撞時，可分解其碰撞壓力。二是為該球形載物器內被裝載商品留置 防滾動、防碰撞、防擠壓的安全空間。該支架與球體內壁或塑為一體或另行制作為可裝可卸 的結構，其材料用量以被裝載商品的重量對該球形載物器的強度要求確定。該支架的幾種 基本結構為正方形支架結構，如圖5所示，其支架中心為正方形結構；圓球形支架結構，如 圖6所示，其支架中心為圓球形結構；圓柱形支架結構，如圖7所示，其支架中心為一大數 小多個圓柱形結構；蜂窩形支架結構，如圖8所示，其支架中心為多個蜂窩形結構；橘瓣形 支架結構，如圖9所示，其支架圍繞中心排列多個橘瓣形結構；井字形支架結構，如圖10所 示，其支架以井字組成支架結構；蛛網形支架結構，如圖11所示，其支架以縱橫交錯的彈性 絲狀材料組成蛛網形結構。所述球形載物器設置與支架結構相配適的載物箱。如與正方形 支架結構配適的正方形載物箱，如圖12所示。如與圓球形支架結構配適的圓球形載物箱， 如圖13所示，等等。該載物箱使用金屬或與球形載物器同質材料制作。根據被裝載商品的 裝載需求，載物箱或整體塑造或分層塑造。但無論整體還是分層，均需滿足球形載物器滾動 行進必須的重心要求。箱體與支架之間設置嵌入型簡易鎖扣裝置，保障該球形載物器滾動 行進中箱體與支架之間的牢固連接。2、一種智能分揀、分流裝置及配送裝置參照圖14-圖15進行說明。所述智能分揀、分流裝置由具備一定傾斜角度的斜置槽組成，滿足球形載物器在 其中無能源驅動行進的需要。其槽壁嵌入若干智能傳感裝置。其槽底設置若干智能動力滾 筒、滾珠裝置。其槽內設置若干起落智能閥。該智能閥帶有傳感器和邏輯回路，是氣動和光 電技術的結合物。不需外部執(zhí)行器，可直接讀取傳感器的信號，并由邏輯回路判斷以決定智 能閥和后續(xù)執(zhí)行元件的工作。該斜置槽設置的若干智能閥在CNC指令下或在自我邏輯回路 判斷下執(zhí)行以起閥或落閥的機械運動方式控制球形載物器行進、停駐、變向。斜置槽分為智 能分揀槽及智能分流槽，其控制球形載物器行為的方式如下所述智能分揀槽及智能分流槽是被若干智能閥分隔的行列組合體系。四片互不相連的智能閥組成為可容一個球形載物器的單元格。若干單元格互相連接，組成為分揀槽及 分流槽長方形槽體。分揀槽為列，分流槽為行。數十乃至數百分流槽斜向排列于分揀槽兩 側，其分流槽每一入口端端口均與分揀槽的一個單元格對應連接，如圖14所示。每一單元 格的槽底金屬板2，設置為與智能閥3聯(lián)動、可向左傾斜或向右傾斜的裝置，如圖15所示。所述每單元格是由四片互不相連的智能閥3組成，球形載物器在槽中欲直行，單 元格沿槽方向的智能閥如處于起閥模式，其停駐；如處于落閥模式，其行進，如圖14所示。 球形載物器在槽中欲變向，其進入變向的單元格時，單元格沿槽方向的智能閥起閥，制止其 繼續(xù)行進，如變左向，單元格左側智能閥落閥，單元格的槽底金屬板或同時向左傾斜，或由 設置于金屬板上的智能動力滾筒、滾珠裝置左向轉動，球形載物器即受控進入左側槽體，如 圖15所示。反之亦然。根據配送需要，可以以一組智能 分揀、分流裝置作業(yè)，也可以以多組智能分揀、分 流裝置聯(lián)合作業(yè)，進行商品的多次分揀、分流。因此，智能配送裝置可以以一組智能分揀、分 流裝置組成，也可以以多組智能分揀、分流裝置組成。如圖14所示。3、智能輸送管道裝置參照圖16-圖21進行說明。所述智能管道裝置由斜置輸送管道4和立置輸送管道5組成，分述如下所述斜置 輸送管道4為圓形管道。由金屬或其它硬質材料制作。其直徑與球形載物器直徑比例為4: 3，便于安裝智能輸送設施，便于球形載物器滾動、行進及變向。其管長根據輸送需要確定。 該斜置輸送管道連接輸送地6與被輸送地7。輸送地管道端口高于被輸送地管道端口。當 管長1000米，傾斜度為0. 296度時，被輸送地管道端口比輸送地管道端口下斜入地5米；當 傾斜度為0. 592度時，被輸送地管道端口比輸送地管道端口下斜入地10米。選擇斜置輸送 管道的傾斜角度，由被輸送商品的重量需求以及速度需求確定。無論選擇何種傾斜角度，均 需滿足球形載物器這一載物球體利用重力原理在斜置輸送管道滾動行進的需要。如圖16 所示。該斜置輸送管道安裝智能輸送設施，所述智能輸送設施包括齒條軌道8、齒輪列車 9及車載智能控制槽10，如圖18b所示。所述智能地下輸送管道齒條軌道設置為齒條結構，具備列車軌道簡單功能如 承重、變向、停駐齒輪列車并供齒軌列車在管內設施維修時行駛，如圖17所示。通常在 45cm-100cm直徑的管道內敷設。由金屬或其它硬質材料制作。架設于輸送管道底部半圓形 金屬架上。其半圓形金屬架外直徑與輸送管道內直徑基本一致。半圓形金屬架與輸送管道 底部半圓形管壁無縫銜接，以焊接或其它方式固定。智能地下輸送管道半圓形金屬架底部 設置動力線11、入戶光纖12及其它設備用線13布線裝置，如圖18a所示。所述齒輪列車具備列車簡單功能如銜接、承重、行駛。由金屬或其它硬質材料制 作。其車輪設置為齒輪結構，當齒輪型車輪與齒條軌道噬合時，有助于該列車在斜置管道中 保持穩(wěn)定。其每節(jié)車體的長度須滿足其最小角度轉彎的需要。該列車分段設置若干以蓄電 池電力驅動的動力車組，滿足因列車分段駛出輸送管道的需要。該列車無車廂裝置，車廂裝 置部位設置車載智能控制槽10，如圖19所示。所述車載智能控制槽10為半圓形結構裝置，由金屬或其它硬質材料制作，分段固 定設置于每節(jié)車體上。其內直徑與球形載物器外直徑基本一致。當列車車體銜接時，每節(jié)車載智能控制槽即連接成為可供球形載物器滾動行進的長形槽體。該智能控制槽對球形載 物器的智能控制方式類同上述智能分揀槽。其智能閥及智能滾筒、滾珠動力裝置在CNC指 令下或在自我邏輯回路判斷下執(zhí)行以起閥或落閥及轉動或變向轉動的機械運動方式控制 球形載物器行進、停駐、變向行為。為滿足裝載商品的球形載物器為眾多送達目標服務必須多次分向行進的需要，智 能控制槽設置了管道智能配送裝置，由智能直行槽及智能變向槽組成。這一智能配送槽裝 置的設置、作業(yè)及控制方式與上述智能分揀槽及智能分流槽的設置、作業(yè)及控制方式完全 一致。只是將智能分揀槽替換為智能直行槽，將智能分流槽替換為智能變向槽。其控制球 形載物器變向行為的方式同上述智能分揀、分流、配送裝置。設置齒條軌道及齒輪列車為管道輸送的微型化、無人化奠定基礎，由于齒軌列車 隨時可分段駛出管道，滿足了 30-90cm管道內輸送設備維修及緊急情況處置的需要。所述立置輸送管道為垂直設置的智能升降機管道井。其管身為方形。其使用金屬 或金屬材料制作。其邊長大于球形載物器直徑2-4cm，便于其智能升降機對球形載物器的提 升輸送。其管身高度根據輸送需要確定。其底部 設置齒輪齒條智能升降機。其管身分為地 上部分和地下部分，其地下部分開口與斜置輸送管道連接。其地上部分開口于終端用戶建 筑物指定部位如居家陽臺。其指定部位的開口端設置智能閥，以起閥落閥方式控制球形載 物器的入戶行為，如圖20所示。所述智能升降機具備感知環(huán)境、與其它物體信息交流及自動控制的能力，為進入 立置輸送管道的球形載物器的提升及送達入戶提供服務。其采用齒輪齒條升降裝置，機身 為筒狀圍欄，可垂直放置1-3個球形載物器。筒狀圍欄底部即升降機頂部設置液壓智能起 落裝置14，以起落方式將球形載物器推入終端客戶入戶端口 15斜置通道，如圖20所示。本發(fā)明具有以下優(yōu)點及用途1、節(jié)約社會時間。設每成人購置日常生活品包括購餐時間平均每天約為30分鐘，一個百萬人口的 城市約70萬成人每天因此花費的時間共約為35萬小時，使用本發(fā)明系統(tǒng)的70萬成人因此 花費的時間每天平均約為10分鐘共約為12萬小時。一個百萬人口城市每天總節(jié)約時間量 約為23萬小時。2、節(jié)約社會資源。設一個城市市內人口每人每天需要生活必需品2kg，一個百萬人口的城市每天需 要2000000kg即2000t生活必需品的市內運輸。 傳統(tǒng)運輸方式能耗如下設2000t生活必需品市內運輸距離平均為2000m。設每卡車自重5t，載貨10t，那么2000t生活必需品的市內運輸共需要200輛卡 車，卡車自重總重量為looot。那么，卡車因自重及載貨所做的功為W1 = μ (m 卡車 +m 生活品)gSl = 0. 7* (200*5000kg+2000000kg) *10N/kg*2000m = 4. 2*1010J(注μ = 0. 7g = 10N/kg It = 1000kg)采用本發(fā)明輸送方式能耗如下
設2000t生活必需品市內運輸距離平均為2000m。設每球形載物器自重0.5kg，載貨5kg，那么2000t即2000000kg生活必需品 的市內運輸共需要400000個球形載物器，球形載物器自重總重量為200000kg即200t ；升 降機自重2kg，輸送2000t生活必需品及總重量為200t的球形載物器，平均共需要提升 200000次，則升降機自重總重量為400000kg。當裝載商品的球形載物器在具有0. 29度傾斜度的地下斜置管道中利用重力原理 無能源驅動總距離達2000m時，它們在地下深度為10m，用升降機提升它們至地面做的功 是 W2 = μ (m生活品+m球形載物器+m升降機)gh= (2000000kg+200000kg+400000kg)*10N/kg*10m= 2. 61*08J(注h為提升高度)那么=W1 W2 = 161. 538綜上所述，百萬人口城市每天2000000kg即2000t生活必需品的市內運輸所需要 的能耗如使用傳統(tǒng)運輸方式約為本發(fā)明輸送方式的161倍。下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。實施例一實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)作業(yè)流程1、建立連通輸送地與被輸送地之間的斜置地下智能輸送管道；2、在斜置地下智能輸送管道內設置包括齒條軌道、齒輪列車及車載智能控制槽在 內的智能輸送設施；3、建立輸送地生活品配送地下倉庫并制作商品預裝球。根據CNC關于商品品類、 等級、批次、數量、時間的指令，生活品配送地下倉庫成批制作裝載不同品類商品的商品預 裝球如大米預裝球、花生油預裝球、蔬菜預裝球、調味品預裝球等等。每一商品預裝球均附 著RFID電子識別標簽，載入該預裝球被裝載商品的信息及預裝球在智能配送裝置中的預 設路徑圖。RFID的特點使每一商品預裝球均具備了地址、標識、感知、通信、可控智能。當預裝球經由補貨通道進入分揀、分流、配送智能裝置現場RFID射頻讀寫裝置的 耦合磁場中，每一預裝球的電子身份及預設路徑圖即被識別。該射頻讀寫裝置即向相關智 能閥發(fā)出該球形載物器身份及預設路徑信號。帶有傳感裝置和邏輯回路的智能閥接獲信號 后自行決定其路徑安排，通知后續(xù)執(zhí)行元件的作業(yè)，如圖15所示。具體方式是某身份球形 載物器的路徑是進入智能分揀槽的第5單元格，再轉左向進入智能分流槽停駐伺服。當其 電子身份一被識別，分揀槽的第1第2第3第4單元格的智能閥、以及與第5單元格連接的 分流槽所有沒有停駐球形載物器的單元格智能閥均即落閥。該載物器無等待無障礙進入分 揀槽第5單元格后，由于該單元格的智能閥處于起閥模式無法通過，又由于與分揀槽第5單 元格相通的分流槽所有沒有停駐球形載物器的單元格智能閥均處于落閥模式，而與智能閥 聯(lián)動的槽底金屬板裝置或向左側分流槽單元格傾斜或由金屬板上設置的智能動力傳動裝 置左向轉動，該身份球形載物器受控變向為左向進入智能分流槽，其所進入智能分流槽中 的所有球形載物器均具有相同電子身份。至此，具有相同電子身份球形載物器的分揀、分流 完成，在智能分流槽停駐伺服。換言之，在生活品地下配送倉庫，成批裝載不同品類商品的球形載物器隨時都在伺服待命。4、建成自有交易平臺并建立終端客戶數據庫。建立內連終端用戶，外連公網網絡 的計算機中央控制系統(tǒng)(CNC)，并以CNC為中心集成本系統(tǒng)WSN、RFID網絡、智能配送裝置、 智能輸送管道，傳感裝置節(jié)點，RFID智能物品，終端客戶計算機、PDA、移動電話及其它智能 裝置，建成自有交易平臺并建立終端客戶數據庫。為每一終端客戶建立地址管理、標識管理 及購物習慣上下文管理和賬戶管理，保障終端客戶發(fā)出購物指令時，獲得準確、高速、無誤 的結算、送達服務。5、送達網購商品入戶流程?；驗槿嘶驗槲锏慕K端用戶約定的內網地址或密鑰經內 網或公網向交易平臺系統(tǒng)CNC發(fā)出購物信息，CNC即會發(fā)出該指定商品預裝球出貨令，指定 商品預裝球所在智能配送裝置的智能閥受控即由起閥進入落閥模式，指定商品預裝球利用 重力在斜置系統(tǒng)滾動行進，進入連接地下智能管道的出發(fā)槽伺服。出貨現場射頻讀寫裝置 即對該指定商品預裝球RFID寫入終端用戶相關信息及路徑并發(fā)出出發(fā)指令。地下輸送管 道入口端智能閥受控即由起閥進入落閥模式，該指定商品預裝球進入地下智能輸送管道。 管道內智能輸送裝置相關路徑智能閥按照CNC指 令路徑圖進入起閥或落閥模式，相關智能 滾筒、滾珠動力裝置進入行進、停駐或左向或右向轉動模式，該指定商品預裝球在地下管道 智能閥控制下行進、停駐、變向，進入智能升降機筒狀圍欄。智能升降機執(zhí)行路徑圖，提升該 預裝球至指定建筑物入口端。升降機頂部智能起落裝置進入升起模式，將該預裝球推入終 端用戶入口端斜置通道。該斜置通道智能閥受控即由起閥進入落閥模式，該指定商品預裝 球沿斜置通道滾動行進進入終端用戶陽臺或客廳。6、長距輸送辦法。當輸送距離過長，如超過5000米。為防止斜置輸送管道斜向入 地過深，每5000米將設置一個連接斜置輸送管道并設有齒輪齒條升降機的立置輸送管道。 斜置輸送管道將球形載物器送入立置輸送管道底端升降機，升降機將該球形載物器提升至 可以重新利用重力的高度，并將其重新送入連接立置輸送管道頂部端口的斜置輸送管道， 使其繼續(xù)在又一 5000米長度的斜置輸送管道內滾動行進，完成被裝載商品的輸送。如此周 而復始，可完成商品的長距離輸送。一立置輸送管道與又一立置輸送管道的距離不以5000 米為限，視被輸送商品情況以及各地政府相關部門批準允許入地深度等綜合因素確定，如 圖21所示。實施例二 參照圖22進行說明。一個城市面積100平方公里、100萬人口的城市使用本發(fā)明可按以下方式設置。1、設置環(huán)城生活品配送大型地下倉庫16 在城市東南西北的環(huán)城交通干線一側 各設2個共8個距離均等的生活品配送大型倉庫。每倉庫面積為6000m2。可裝載、儲備各 類生活品預裝球70000個。倉庫為地下設施，僅入庫通道占用極少地面土地。2、設置入城生活品配送中型地下倉庫17 在城市人口聚居區(qū)根據需要設置若干 入城生活品配送中型倉庫。每倉庫面積為1000m2-2000m2不等?？蓛涓黝惿钇奉A裝球 10000-20000個。該倉庫為地下自動設施，僅入庫人行通道占用極少地面土地。3、設置小區(qū)生活品配送微型地下倉庫18 在城市生活小區(qū)根據需要設置若干小 區(qū)生活品配送微型地下倉庫。每倉庫面積為30m2-50m2不等?？蓛涓黝惿钇奉A裝球 150-250個。該倉庫為地下自動設施，僅維修通道占用極少地面土地。
上述三種地下倉 庫與地下商品輸送管網連接，受CNC控制，向城市輸送長寬高在 45cm以下囊括90%以上生活品，尤其是米面油鹽醬醋肉蛋奶煙酒茶類生活品。除環(huán)城生活 品配送大型地下倉庫使用一定量人工作業(yè)外，入城生活品配送中型地下倉庫及小區(qū)生活品 配送微型地下倉庫均由CNC指揮相關智能配送、輸送設施自動運行，基本不使用人工作業(yè)。 其運行方式如下1、環(huán)城生活品配送大型地下倉庫16的主功能在CNC指令下，該大型庫的主功能 是向各入城生活品配送中型倉庫配送已裝載不同類別的各類生活品預裝球。因此也可以 說，該生活品大型配送倉庫實際是一個生活品包裝或再包裝大型工場。每天將有約50萬個 已裝載各類生活品預裝球從8個環(huán)城生活品配送大型地下倉庫出發(fā)，根據CNC傳遞的入城 生活品配送中小型倉庫的訂貨及補貨需求，經由系統(tǒng)的地下商品輸送管網，進入指定入城 生活品配送中小型倉庫。該生活品大型配送倉庫可以較長距離輸送各類生活品預裝球，一 次性輸送最長距離可達5公里，所謂一次性輸送特指其成品球形載物器無需被二次提升以 重新獲得利用重力高度的輸送。對于一個東西或南北長度大約10公里的百萬人口城市，這 一輸送長度足夠了。環(huán)城生活品配送大型地下倉庫制作、配送50萬個裝載不同類別商品的 成品球形載物器，基本滿足城市百萬人口基本生活品需求。2、入城生活品配送中型地下倉庫17的主功能在CNC指令下，該中型庫的主功能 是將90%以上的生活品為其輸送能力覆蓋面內的所有終端客戶輸送入戶。以入城生活品 配送中型倉庫為中心根據需要向不同方向輸送商品，每一方向輸送最佳距離為1公里，次 佳距離為2公里。因此，其次佳距離輸送能力覆蓋面積為16平方公里，其最佳輸送能力覆 蓋面積為4平方公里。該類型規(guī)模城市具備25-30個使用本發(fā)明的入城生活品配送中型倉 庫即可基本滿足城市生活品供應需要。采用經濟方式鼓勵生活品預定是入城生活品配送中 型倉庫滿足終端客戶需求的主要方法。該中型庫將預定需求向CNC即時反饋，在發(fā)生銷售 后，其補貨需求同樣向CNC即時反饋，CNC即指令環(huán)城生活品配送大型地下倉庫按照其預定 需求或補貨需求配送。由于入城生活品配送中型倉庫距城市人口聚居區(qū)較近，商品輸送時 間相應較短，較易滿足消費需求。此外，由于入城生活品配送中型倉庫配送及送達的是已經 裝載不同類別商品的成品球形載物器，其配送、輸送智能設施又是自動運行，其輸送量及輸 送頻次很高。入城生活品配送中型倉庫也有一定量的自營業(yè)務和球形載物器的商品裝載作 業(yè)，主要為鮮活水產品等需要現裝現送的商品。當環(huán)城生活品配送大型地下倉庫和入城生 活品配送中型倉庫以及商品地下輸送管網建成運行時，終端客戶只要在手機或手持電子終 端或電腦上發(fā)出購物指令，一般生活品20分鐘、特殊生活品40分鐘就可以在自家陽臺上的 管道輸送終端取到。3、小區(qū)生活品配送微型地下倉庫18的主功能在CNC指令下，該小型庫的主功能 是為滿足其所在小區(qū)終端客戶的應急需求如油鹽醬醋煙酒茶以及簡易餐飲。由于入城生活 品配送微型倉庫配送及送達的是已經裝載商品的成品球形載物器，其配送、輸送智能設施 又是自動運行，其輸送量及輸送頻次也很高。在發(fā)生銷售后，其補貨需求向CNC即時反饋， CNC即指令入城生活品配送中型倉庫按照需求補貨。中型庫與微型庫之間輸送距離短，補貨 迅速。該微型庫的特點是其位置幾乎就在終端客戶門前或樓下，對終端客戶購買需求回應 快，其利用出貨與補貨的時間差以經常性生活品儲備即時滿足了終端客戶的即時需要。正 常運行狀況下，終端客戶發(fā)出購買指令后，5分鐘內其購買生活品輸送入戶。
實施例三納入CNC系統(tǒng)控制的精準農業(yè)蔬菜生產基地按CNC指令實行規(guī)?；N植，產品極 受歡迎。雖然距離城市6公里。但入城道路堵車嚴重，使用本發(fā)明的解決方案如下可在環(huán)城交通干線一側修建一座采用本發(fā)明的蔬菜配送地下設施。在輸送地蔬菜 生產基地與被輸送地蔬菜配送設施之間埋設一條斜置地下輸送通道。輸送地通道端口高于 被輸送地通道端口，如圖23所示。當通道長6000m，傾斜度為0. 296度時，被輸送地通道端 口比輸送地管道端口下斜30m，如圖23所示。該輸送通道內高50cm，內寬100或200cm，通 道內無需安裝任何設施，其拐角為圓角，其四壁光潔，摩擦系數小。輸送地輸送通道端口與地面平齊，其所在地可建設相應設施滿足蔬菜產品球形載 物器裝載作業(yè)的需要。被輸送地在該通道出口處設置地下大型升降機井并配置適配升降機。并在蔬菜配 送設施內設置分揀、分流、配送、送達智能系統(tǒng)，同時設置始自蔬菜配送設施到達終端客戶 群的地下輸送管網系統(tǒng)。蔬菜生產基地按CNC指令制作相應數量、不同類別的蔬菜產品預裝球，并按CNC指 令分類別成批送入其輸送端口。該IOOcm寬通道同時可并排滾動行進2個直徑為45cm的 球形載物器，200cm寬通道同時可并排滾動行進4個直徑為45cm的球形載物器，如圖23所 示。由于通道可以滿負荷晝夜輸送，又不受氣候、人工及地面交通因素影響，輸送量大，輸送 成本低、輸送時間少。又徹底杜絕了傳統(tǒng)方式運輸、裝卸、售賣過程中蔬菜產品的多次毀損 和污染。蔬菜產品球形載物器到達蔬菜配送倉庫后，無須任何加工，即可在CNC指令下，啟 動分揀、分流、配送、輸送智能系統(tǒng)并經由地下輸送管網系統(tǒng)送達向終端用戶。以上針對具體實施例描述了本發(fā)明，關注本發(fā)明的人可以想到，在不脫離本發(fā)明 的權利要求所涵蓋的范圍內，還可以做出其它多種變化和修改，如自動備貨補貨無人售貨 機、同城郵件物品自動快遞入戶智能系統(tǒng)、同城餐飲自動送達入戶智能系統(tǒng)、城市生活垃圾 自動輸送出城智能系統(tǒng)，均且在本發(fā)明的范圍內。
權利要求
1.一種實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，包括一種球形載物器裝 置，及一種智能分揀、分流、配送裝置，及一種智能輸送管道裝置，其特征在于所述實時響 應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)以球形載物器裝置為商品裝載工具，利用重力 原理在智能輸送管道裝置的斜置槽、斜置管道中使用無能源驅動方式行進實現商品輸送， 智能分揀、分流、配送裝置設有嵌入式WSN、RFID、射頻讀寫裝置、智能閥智能設施，實現智能 裝置系統(tǒng)實時感知、通信、控制、響應功能。
2.如權利要求書1所述實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其特征在 于所述的球形載物器裝置是使用硬質、彈性、可塑、可降解物質制作球壁的空心球體；其 球壁內嵌入泡沫結構、氣泡結構、充氣結構或其它結構；其外球壁光潔或塑造為增加球壁強 度和摩擦系數的具有圖案突起物的結構；其外球壁在不改變球形載物器圓球結構的前提下 設置可被提起的手柄結構裝置；裝載商品的球形載物器上均附著RFID識別標簽。
3.如權利要求書1或2所述實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其 特征在于所述的球形載物器設置為可啟可閉的兩部分球體；兩部分球體之間設置方便啟 閉、保障該兩部分球體連接牢固的鎖扣裝置。
4.如權利要求書3所述實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其特征在 于所述的球形載物器的球體內設置與其內部體積相適配并可支撐內球壁的支架結構；該 支架的幾種基本結構為方形、圓球形、圓柱形、蜂窩形、橘瓣形、井字形、蛛網形；并設置與 支架結構相適配的載物箱。
5.如權利要求書1所述實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其特征在 于所述的智能分揀、分流、配送裝置為行列組合體系裝置；該行列組合體系裝置被若干智 能閥分隔，四片互不相連的智能閥組成為可容納一個球形載物器的單元格，若干單元格互 相連接，組成為智能分揀槽及智能分流槽長方形槽體；分揀槽為列，分流槽為行，分流槽斜 向排列于分揀槽兩側，分流槽每一入口端端口均與分揀槽的一個單元格對應連接，每一單 元格的槽底板或設置為與智能閥聯(lián)動、可向左或向右傾斜的裝置；或設置為智能滾筒、滾珠 傳動裝置。
6.如權利要求書5所述實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其特征在 于所述的智能分揀、分流、配送裝置以起閥或落閥的機械運動方式控制球形載物器行進、 停駐、變向；其控制球形載物器行為的方式如下球形載物器在智能分揀槽中直行，單元格 沿槽方向的智能閥如進入起閥模式，球形載物器停駐；如進入落閥模式，球形載物器行進； 球形載物器在槽中欲變左向，其進入變向的單元格時，單元格沿槽方向的智能閥進入起閥 模式，制止其繼續(xù)行進，單元格左側智能閥進入落閥模式，單元格的槽底板即聯(lián)動向左傾 斜，球形載物器即受控進入左側智能分流槽槽體；反之亦然。
7.如權利要求書1所述實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其特征在 于所述的智能輸送管道裝置由斜置輸送管道和立置輸送管道組成；所述斜置輸送管道為 圓形管道，由金屬或其它硬質材料制作，連接輸送地與被輸送地；其傾斜角度滿足球形載物 器利用重力原理在其中滾動行進的需要。
8.如權利要求書7所述實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其特征在 于所述的智能輸送管道裝置設置齒條軌道、齒輪列車及車載智能控制槽；所述齒條軌道、齒輪列車由金屬或其它硬質材料制作，齒條軌道架設于輸送管道底部半圓形金屬架上，供齒輪列車行駛；所述齒輪列車車輪設置為齒輪型結構，當齒輪型車輪與 齒條軌道噬合時，有助于該列車在斜置管道中保持穩(wěn)定；該列車分段設置若干電動力車組， 滿足列車分段駛出輸送管道的需要；該列車設置車載智能控制槽。
9.如權利要求書8所述實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其特征在 于所述車載智能控制槽為半圓形結構裝置，由金屬或其它硬質材料制作，分段固定設置于 列車每節(jié)車體上，當列車每節(jié)車體相互銜接時，每節(jié)車載智能控制槽即連接而形成為可供 球形載物器滾動行進的長形槽體；為滿足裝載商品的球形載物器為眾多送達目標服務必須多次分向行進的需要，車載智 能控制槽設置了管道智能配送裝置，由智能直行槽及智能變向槽組成；智能直行槽及智能 變向槽由智能閥組成的若干單元格互相連接構成，智能直行槽為列，智能變向槽為行，智能 變向槽斜向排列于智能直行槽兩側，智能變向槽每一入口端端口均與智能直行槽的一個單 元格對應連接，每一單元格的槽底板或設置為與智能閥聯(lián)動、可向左或向右傾斜的裝置；或 設置為智能滾筒、滾珠傳動裝置。
10.如權利要求書7所述實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其特征 在于所述的立置輸送管道由金屬或其它硬質材料制作，管身為方形，是垂直設置的齒輪齒 條智能升降機管道井；其管身地下部分開口與斜置輸送管道連接，其管身地上部分開口與 終端用戶入戶斜置通道連接；所述齒輪齒條智能升降機為進入立置輸送管道的球形載物器 的提升及送達入戶服務。
11.如權利要求書7所述實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)，其特征 在于為滿足裝載商品的球形載物器長距離輸送的需要，設置斜置輸送管道與立置輸送管 道多級次使用的方式；為避免輸送距離過長，斜置輸送管道斜向入地太深，每隔5000米將 設置一個連接斜置輸送管道并設有齒輪齒條升降機的立置輸送管道，由升降機將球形載物 器反復提升至可以重新利用重力的高度，如此周而復始，完成被裝載商品長距離輸送。
全文摘要
本發(fā)明涉及物聯(lián)網技術領域，尤其涉及商品裝載、輸送技術及分揀、分流、配送和管道輸送技術領域，提供一種實時響應購物指令自動送達商品入戶智能裝置系統(tǒng)。該系統(tǒng)接獲人或智能物體購物指令后，連接網絡的系統(tǒng)計算機控制中心(CNC)指令以球形載物器為系統(tǒng)運行技術特征、設置WSN、RFID、智能閥、升降機協(xié)同技術體系的智能裝置系統(tǒng)對購物指令進行實時響應，調度裝載商品的球形載物器進入本系統(tǒng)斜置槽及連接輸送地與被輸送地的斜置地下管道，利用重力無能源驅動行進，智能裝置系統(tǒng)對載物器實施識別、行進、停駐、變向控制，實現被裝載商品的智能分揀、分流、配送、輸送，再經智能升降機提升，進入終端用戶建筑，達到非人力自動送達商品入戶的目的。
文檔編號B65G51/18GK102092585SQ20101058642
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權日2010年10月26日
發(fā)明者盧鷹 申請人:盧鷹