一种实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统的制作方法

专利名称：一种实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及物联 网技术领域，涉及商品的装载、输送技术及智能分拣、分流、配送 技术领域，尤其涉及固态商品或具有固态包装物的液、气态商品的智能管道输送技术领域。
背景技术：
物联网被称为智慧地球，在人与物、物与物之间实现智慧交往。物联网也确实实现 了一定程度的人与物、物与物的智慧交往，如智慧零售。远程购物、移动购物亦即网购被公 认为是代表未来发展方向的智慧购物方式。网购商品可以因传感装置、电子标签、二维码等 相关技术被赋予智能，实现人与商品之间、商品与商品之间的信息交流。但绝大多数商品 如生活物品是静止物体，人与物、物与物彼此相隔着或远或近的物理空间，物联网解决了物 物信息相连的问题，但没有解决物物实体往来的问题，没有人机车船的输送，静止的商品尤 其是生活物品不会呼之即来。实现如同人与人之间呼之即来的关系一样实现人与物、物与 物之间呼之即来的关系始终是物联网的梦想。“过去人类的思维方式一直是将物理世界的 社会基础设施(高速公路、机场、电站、建筑物、煤炭生产建设)与信息基础设施(互联网、 计算机、数据中心)分开规划、设计与建设，而物联网的概念是将人、钢筋混凝土、网络、芯 片、信息整合在一个统一的基础设施之上，通过将现实的物理世界与信息世界融合，通过信 息技术去提高物理世界的利用率、节能减排，达到改善物理世界环境与人类社会质量的目 的。”(引自吴功宜《智慧的物联网》P. 19机械工业出版社2010年6月第一版)如果在人与 物、物与物之间连接无所不在的物品往来物理通道，让生活物品可以呼之即来，自己来到需 要自己的人和物面前；如果家里的冰箱能够直接通知商场的牛奶，而牛奶呼之即来，自己直 接走进家里的愿景实现时，人类就拥有了人与物、物与物之间真正智慧的关系。物联网至今 没有实现人、钢筋混凝土、网络、芯片、信息整合在一个统一的基础设施之上这一技术突破。此外，现有网购商品的送达依然多数依赖人力。人力的低效率、高差错率以及社会 最低工资标准的不断提高所导致的人力资本的昂贵和人力资源的短缺，均令对人力高依存 度的网购行业被迫提高服务收费。仅就网购商品送达需求严重依赖的快递行业而言，快递 费近期一次性提价竟高达140%，高收费遏制了对网购商品的消费需求，网购行业的繁荣和 发展因此受限。此外，现代分拣、分流、配送装置主要使用传送带及滑块技术，其流水线装置 不仅成本高昂，而且属于高耗能、高噪音的非环境友好产品，与低碳社会建设有悖。近现代管道输送技术解决了送水入户、送气入户的问题，但管道输送技术绝大多 数只与液态、气态物的输送技术相关联。至于固态商品或具有固态包装物的液、气态商品的 管道输送技术，目前只见于构想和试验中的真空磁悬浮管道运输及电磁管道运输，即便其 方式成真，但真空磁悬浮管道运输及电磁管道运输技术像送水、送气一样送达网购商品如 日常生活物品入户的可能性几乎没有。

发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种实时响应购物指令自动送达商品入户的智能装置系统，实现被装载商品的智能分拣、分流、配送、输送，再经智能升降机提 升，进入终端用户建筑，实现非人力自动送达商品入户的功能。
本发明的技术方案如下一种实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系 统，包括一种球形载物器装置，及一种智能分拣、分流、配送装置，及一种智能输送管道装 置，所述实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统以球形载物器装置为商品装载 工具，利用重力原理在智能输送管道装置的斜置槽、斜置管道中使用无能源驱动方式行进 实现商品输送，智能分拣、分流、配送装置设有嵌入式WSN、RFID、射频读写装置、智能阀智能 设施，实现智能装置系统实时感知、通信、控制、响应功能。进一步，如上所述的实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其中，所 述的球形载物器装置是使用硬质、弹性、可塑、可降解物质制作球壁的空心球体；其球壁内 嵌入泡沫结构、气泡结构、充气结构或其它结构；其外球壁光洁或塑造为增加球壁强度和摩 擦系数的具有图案突起物的结构；其外球壁在不改变球形载物器圆球结构的前提下设置可 被提起的手柄结构装置；装载商品的球形载物器上均附着RFID识别标签。进一步，如上所述的实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其中，所 述的球形载物器设置为可启可闭的两部分球体；两部分球体之间设置方便启闭、保障该两 部分球体连接牢固的锁扣装置。进一步，如上所述的实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其中，所 述的球形载物器的球体内设置与其内部体积相适配并可支撑内球壁的支架结构；该支架的 几种基本结构为方形、圆球形、圆柱形、蜂窝形、橘瓣形、井字形、蛛网形；并设置与支架结 构相适配的载物箱。进一步，如上所述的实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其中，所 述的智能分拣、分流、配送装置为行列组合体系装置；该行列组合体系装置被若干智能阀分 隔，四片互不相连的智能阀组成为可容纳一个球形载物器的单元格，若干单元格互相连接， 组成为智能分拣槽及智能分流槽长方形槽体；分拣槽为列，分流槽为行，分流槽斜向排列 于分拣槽两侧，分流槽每一入口端端口均与分拣槽的一个单元格对应连接，每一单元格的 槽底板或设置为与智能阀联动、可向左或向右倾斜的装置；或设置为智能滚筒、滚珠动力装 置。进一步，如上所述的实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其中，所 述的智能分拣、分流、配送装置以起阀或落阀的机械运动方式控制球形载物器行进、停驻、 变向；其控制球形载物器行为的方式如下球形载物器在智能分拣槽中直行，单元格沿槽 方向的智能阀如进入起阀模式，球形载物器停驻；如进入落阀模式，球形载物器行进；球形 载物器在槽中欲变左向，其进入变向的单元格时，单元格沿槽方向的智能阀进入起阀模式， 制止其继续行进，单元格左侧智能阀进入落阀模式，单元格的槽底板或联动向左倾斜、或启 动智能动力滚筒、滚珠装置左向转动，球形载物器即受控进入左侧智能分流槽槽体；反之亦 然。进一步，如上所述的实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其中，所 述的智能输送管道装置由斜置输送管道和立置输送管道组成；所述斜置输送管道为圆形管 道，由金属或其它硬质材料制作，连接输送地与被输送地；其倾斜角度满足球形载物器利用 重力原理在其中滚动行进的需要。
进一步，如上所述的实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其中，所 述的智能输送管道装置设置齿条轨道、齿轮列车及车载智能控制槽；所述齿条轨道、齿轮列 车由金属或其它硬质材料制作，齿条轨道架设于输送管道底部半圆形金属架上，供齿轮列 车行驶；所述齿轮列车车轮设置为齿轮型结构，当齿轮型车轮与齿条轨道噬合时，有助于该 列车在斜置管道中保持稳定；该列车分段设置若干电动力车组，满足列车分段驶出输送管 道的需要；该列车设置车载智能控制槽。进一步，如上所述的实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其中，所 述车载智能控制槽为半圆形结构装置，由金属或其它硬质材料制作，分段固定设置于列车 每节车体上，当列车每节车体相互衔接时，每节车载智能控制槽即连接而形成为可供球形 载物器滚动行进的长形槽体；为满足装载商品的球形载物器为众多送达目标服务必须多次分向行进的需要，车 载智能控制槽设置了管道智能配送装置，由智能直行槽及智能变向槽组成；智能直行槽及 智能变向槽由智能阀组成的若干单元格互相连接构成，智能直行槽为列，智能变向槽为行， 智能变向槽斜向排列于智能直行槽两侧，智能变向槽每一入口端端口均与智能直行槽的一 个单元格对应连接，每一单元格的槽底板或设置为与智能阀联动、可向左或向右倾斜的装 置； 或设置为智能滚筒、滚珠动力装置。进一步，如上所述的实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其中，所 述的立置输送管道由金属或其它硬质材料制作，管身为方形，是垂直设置的齿轮齿条智能 升降机管道井；其管身地下部分开口与斜置输送管道连接，其管身地上部分开口与终端用 户入户斜置通道连接；所述齿轮齿条智能升降机为进入立置输送管道的球形载物器的提升 及送达入户服务。进一步，如上所述的实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其中，为 满足装载商品的球形载物器长距离输送的需要，设置斜置输送管道与立置输送管道多级次 使用的方式；为避免输送距离过长，斜置输送管道斜向入地太深，每隔5000米将设置一个 连接斜置输送管道并设有齿轮齿条升降机的立置输送管道，由升降机将球形载物器反复提 升至可以重新利用重力的高度，如此周而复始，完成被装载商品长距离输送。本发明所提供的实时响应购物指令自动送达商品入户的智能装置系统在以球形 载物器为装载、输送工具，利用重力原理在斜置槽、斜置管道使用无能源驱动方式行进而实 现输送功能的技术基础上，采用WSN、RFID两种成熟技术的协同使用实现系统感知、通信、 控制的智能化。在整个系统如分拣、分流、配送槽，输送管道，输送管道车载控制槽，升降机， 终端用户入口端通道，均嵌入若干不同功能的传感装置，组成连接内网、外网的自组织无线 传感网络；在整个系统运行节点如分拣、分流、配送作业现场，输送管道入口端、出口端、变 向入口端，终端用户入口端，均设置射频读写识别装置；在每一装载商品的球形载物器上， 均附着RFID识别标签；并在上述相关节点采用智能阀成熟技术及智能动力滚筒、滚珠成熟 技术，设置若干不必通过外部控制器即可识别传感信息自行动作实现控制的伺服智能阀及 智能动力滚筒、滚珠。上述成熟技术的设置，使以球形载物器为系统运行技术特征的本发明 装置系统成为无处不标识，无处不感知，无处不通信，无处不响应、无处不控制的全智能系 统。


图1为外球壁图案及突起物结构示意图；图2为球壁结构示意图；图3为两个半球结构示意图；图4为外球壁上的手柄结构示意图 ；图5为球内正方形支架结构示意图；图6为球内球形支架结构示意图；图7为球内圆柱形支架结构示意图；图8为球内蜂窝形支架结构示意图；图9为球内橘瓣形支架结构示意图；图10为球内井字形支架结构示意图；图11为球内蛛网形支架结构示意图；图12为球内正方形载物箱结构示意图；图13为球内球形载物箱结构示意图；图14为智能分拣槽、分流槽结构示意图；图15为与智能阀联动的单元格槽底板结构示意图；图16为连接输送地与被输送地的地下智能输送管道结构示意图；图17为齿轮齿条轨道结构示意图；图18为地下智能输送管道结构示意图；图19为智能输送管道动力车组及车载智能控制槽结构示意图；图20为立置输送管道升降机结构示意图；图21为长距离智能输送管道结构示意图；图22为仓库结构示意图；图23为蔬菜生产基地结构示意图。
具体实施例方式本发明所提供的实时响应购物指令自动送达商品入户的智能装置系统接获购物 指令后，连接网络的系统计算机控制中心(CNC)，以球形载物器为系统运行技术特征，设置 WSN,RFID技术的智能装置系统实时响应，自动调度装载订制商品的球形载物器在系统斜置 槽、斜置管道中利用重力原理以无能源驱动方式行进，经由智能控制系统对其实施识别、行 进、停驻、变向控制，实现被装载商品的智能分拣、分流、配送，经由地下管道相关智能设施 输送，实现物联网、人、钢筋混凝土、网络、芯片、信息整合在一个统一的基础设施之上这一 技术突破，及非人力输送生活物品自动入户的目的。1、一种球形载物器装置参照图1-图13进行说明。所述球形载物器是利用硬质、弹性、可塑、可降解物质制作的空心球体。以该空心 球体作为被装载商品的装载器。该球形载物器直径根据不同需要设置为3cm-100cm。载物 入户的球形载物器外直径不超过45cm。其球壁强度依据所装载物的重量确定，外球壁光洁 或塑造为增加球壁强度和摩擦系数的具有图案突起物的结构，如图1所示。为降低球体碰撞对球内被装载商品形成的冲撞力，该球形载物器空心球体的球壁也可嵌入泡沫结构、气 泡结构或充气结构。如图2所示，a为球壁嵌入泡沫结构，b为球壁嵌入气泡结构，c为球壁 充气结构。所述球形载物器的空心球体设置为可启可闭的两部分球体。如图3所示，该两部 分球体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)，或以其它相关比例分割，均皆依据被装载商品的特点。在不改变球 体形状的前提下，比例较小半球的外球面中心点设置为能够提起球形载物器的手柄结构1， 如图4所示。所述球形载物器被分割的两部分 球体之间设置方便启闭、保障该两部分球体连接 牢固的锁扣装置。在被分割的两部分球体合为一体作为被装载商品的装载工具时，该锁扣 装置须保障该两部分球体的连接牢固。该两部分球体塑模时须预留锁扣装置的安装位置。 该安装位置的材料用量以及球壁厚度须满足锁扣装置的安装要求和被装载商品的重量对 球形载物器的强度要求。所述球形载物器设置与球体内部体积相适配并可支撑内球壁的支架结构，该支架 结构或使用金属或使用与球形载物器同质材料制作。其作用有二 一是支撑球壁保障球体 强度，同时在球体发生碰撞时，可分解其碰撞压力。二是为该球形载物器内被装载商品留置 防滚动、防碰撞、防挤压的安全空间。该支架与球体内壁或塑为一体或另行制作为可装可卸 的结构，其材料用量以被装载商品的重量对该球形载物器的强度要求确定。该支架的几种 基本结构为正方形支架结构，如图5所示，其支架中心为正方形结构；圆球形支架结构，如 图6所示，其支架中心为圆球形结构；圆柱形支架结构，如图7所示，其支架中心为一大数 小多个圆柱形结构；蜂窝形支架结构，如图8所示，其支架中心为多个蜂窝形结构；橘瓣形 支架结构，如图9所示，其支架围绕中心排列多个橘瓣形结构；井字形支架结构，如图10所 示，其支架以井字组成支架结构；蛛网形支架结构，如图11所示，其支架以纵横交错的弹性 丝状材料组成蛛网形结构。所述球形载物器设置与支架结构相配适的载物箱。如与正方形 支架结构配适的正方形载物箱，如图12所示。如与圆球形支架结构配适的圆球形载物箱， 如图13所示，等等。该载物箱使用金属或与球形载物器同质材料制作。根据被装载商品的 装载需求，载物箱或整体塑造或分层塑造。但无论整体还是分层，均需满足球形载物器滚动 行进必须的重心要求。箱体与支架之间设置嵌入型简易锁扣装置，保障该球形载物器滚动 行进中箱体与支架之间的牢固连接。2、一种智能分拣、分流装置及配送装置参照图14-图15进行说明。所述智能分拣、分流装置由具备一定倾斜角度的斜置槽组成，满足球形载物器在 其中无能源驱动行进的需要。其槽壁嵌入若干智能传感装置。其槽底设置若干智能动力滚 筒、滚珠装置。其槽内设置若干起落智能阀。该智能阀带有传感器和逻辑回路，是气动和光 电技术的结合物。不需外部执行器，可直接读取传感器的信号，并由逻辑回路判断以决定智 能阀和后续执行元件的工作。该斜置槽设置的若干智能阀在CNC指令下或在自我逻辑回路 判断下执行以起阀或落阀的机械运动方式控制球形载物器行进、停驻、变向。斜置槽分为智 能分拣槽及智能分流槽，其控制球形载物器行为的方式如下所述智能分拣槽及智能分流槽是被若干智能阀分隔的行列组合体系。四片互不相连的智能阀组成为可容一个球形载物器的单元格。若干单元格互相连接，组成为分拣槽及 分流槽长方形槽体。分拣槽为列，分流槽为行。数十乃至数百分流槽斜向排列于分拣槽两 侧，其分流槽每一入口端端口均与分拣槽的一个单元格对应连接，如图14所示。每一单元 格的槽底金属板2，设置为与智能阀3联动、可向左倾斜或向右倾斜的装置，如图15所示。所述每单元格是由四片互不相连的智能阀3组成，球形载物器在槽中欲直行，单 元格沿槽方向的智能阀如处于起阀模式，其停驻；如处于落阀模式，其行进，如图14所示。 球形载物器在槽中欲变向，其进入变向的单元格时，单元格沿槽方向的智能阀起阀，制止其 继续行进，如变左向，单元格左侧智能阀落阀，单元格的槽底金属板或同时向左倾斜，或由 设置于金属板上的智能动力滚筒、滚珠装置左向转动，球形载物器即受控进入左侧槽体，如 图15所示。反之亦然。根据配送需要，可以以一组智能 分拣、分流装置作业，也可以以多组智能分拣、分 流装置联合作业，进行商品的多次分拣、分流。因此，智能配送装置可以以一组智能分拣、分 流装置组成，也可以以多组智能分拣、分流装置组成。如图14所示。3、智能输送管道装置参照图16-图21进行说明。所述智能管道装置由斜置输送管道4和立置输送管道5组成，分述如下所述斜置 输送管道4为圆形管道。由金属或其它硬质材料制作。其直径与球形载物器直径比例为4: 3，便于安装智能输送设施，便于球形载物器滚动、行进及变向。其管长根据输送需要确定。 该斜置输送管道连接输送地6与被输送地7。输送地管道端口高于被输送地管道端口。当 管长1000米，倾斜度为0. 296度时，被输送地管道端口比输送地管道端口下斜入地5米；当 倾斜度为0. 592度时，被输送地管道端口比输送地管道端口下斜入地10米。选择斜置输送 管道的倾斜角度，由被输送商品的重量需求以及速度需求确定。无论选择何种倾斜角度，均 需满足球形载物器这一载物球体利用重力原理在斜置输送管道滚动行进的需要。如图16 所示。该斜置输送管道安装智能输送设施，所述智能输送设施包括齿条轨道8、齿轮列车 9及车载智能控制槽10，如图18b所示。所述智能地下输送管道齿条轨道设置为齿条结构，具备列车轨道简单功能如 承重、变向、停驻齿轮列车并供齿轨列车在管内设施维修时行驶，如图17所示。通常在 45cm-100cm直径的管道内敷设。由金属或其它硬质材料制作。架设于输送管道底部半圆形 金属架上。其半圆形金属架外直径与输送管道内直径基本一致。半圆形金属架与输送管道 底部半圆形管壁无缝衔接，以焊接或其它方式固定。智能地下输送管道半圆形金属架底部 设置动力线11、入户光纤12及其它设备用线13布线装置，如图18a所示。所述齿轮列车具备列车简单功能如衔接、承重、行驶。由金属或其它硬质材料制 作。其车轮设置为齿轮结构，当齿轮型车轮与齿条轨道噬合时，有助于该列车在斜置管道中 保持稳定。其每节车体的长度须满足其最小角度转弯的需要。该列车分段设置若干以蓄电 池电力驱动的动力车组，满足因列车分段驶出输送管道的需要。该列车无车厢装置，车厢装 置部位设置车载智能控制槽10，如图19所示。所述车载智能控制槽10为半圆形结构装置，由金属或其它硬质材料制作，分段固 定设置于每节车体上。其内直径与球形载物器外直径基本一致。当列车车体衔接时，每节车载智能控制槽即连接成为可供球形载物器滚动行进的长形槽体。该智能控制槽对球形载 物器的智能控制方式类同上述智能分拣槽。其智能阀及智能滚筒、滚珠动力装置在CNC指 令下或在自我逻辑回路判断下执行以起阀或落阀及转动或变向转动的机械运动方式控制 球形载物器行进、停驻、变向行为。为满足装载商品的球形载物器为众多送达目标服务必须多次分向行进的需要，智 能控制槽设置了管道智能配送装置，由智能直行槽及智能变向槽组成。这一智能配送槽装 置的设置、作业及控制方式与上述智能分拣槽及智能分流槽的设置、作业及控制方式完全 一致。只是将智能分拣槽替换为智能直行槽，将智能分流槽替换为智能变向槽。其控制球 形载物器变向行为的方式同上述智能分拣、分流、配送装置。设置齿条轨道及齿轮列车为管道输送的微型化、无人化奠定基础，由于齿轨列车 随时可分段驶出管道，满足了 30-90cm管道内输送设备维修及紧急情况处置的需要。所述立置输送管道为垂直设置的智能升降机管道井。其管身为方形。其使用金属 或金属材料制作。其边长大于球形载物器直径2-4cm，便于其智能升降机对球形载物器的提 升输送。其管身高度根据输送需要确定。其底部 设置齿轮齿条智能升降机。其管身分为地 上部分和地下部分，其地下部分开口与斜置输送管道连接。其地上部分开口于终端用户建 筑物指定部位如居家阳台。其指定部位的开口端设置智能阀，以起阀落阀方式控制球形载 物器的入户行为，如图20所示。所述智能升降机具备感知环境、与其它物体信息交流及自动控制的能力，为进入 立置输送管道的球形载物器的提升及送达入户提供服务。其采用齿轮齿条升降装置，机身 为筒状围栏，可垂直放置1-3个球形载物器。筒状围栏底部即升降机顶部设置液压智能起 落装置14，以起落方式将球形载物器推入终端客户入户端口 15斜置通道，如图20所示。本发明具有以下优点及用途1、节约社会时间。设每成人购置日常生活品包括购餐时间平均每天约为30分钟，一个百万人口的 城市约70万成人每天因此花费的时间共约为35万小时，使用本发明系统的70万成人因此 花费的时间每天平均约为10分钟共约为12万小时。一个百万人口城市每天总节约时间量 约为23万小时。2、节约社会资源。设一个城市市内人口每人每天需要生活必需品2kg，一个百万人口的城市每天需 要2000000kg即2000t生活必需品的市内运输。 传统运输方式能耗如下设2000t生活必需品市内运输距离平均为2000m。设每卡车自重5t，载货10t，那么2000t生活必需品的市内运输共需要200辆卡 车，卡车自重总重量为looot。那么，卡车因自重及载货所做的功为W1 = μ (m 卡车 +m 生活品)gSl = 0. 7* (200*5000kg+2000000kg) *10N/kg*2000m = 4. 2*1010J(注μ = 0. 7g = 10N/kg It = 1000kg)采用本发明输送方式能耗如下
设2000t生活必需品市内运输距离平均为2000m。设每球形载物器自重0.5kg，载货5kg，那么2000t即2000000kg生活必需品 的市内运输共需要400000个球形载物器，球形载物器自重总重量为200000kg即200t ；升 降机自重2kg，输送2000t生活必需品及总重量为200t的球形载物器，平均共需要提升 200000次，则升降机自重总重量为400000kg。当装载商品的球形载物器在具有0. 29度倾斜度的地下斜置管道中利用重力原理 无能源驱动总距离达2000m时，它们在地下深度为10m，用升降机提升它们至地面做的功 是 W2 = μ (m生活品+m球形载物器+m升降机)gh= (2000000kg+200000kg+400000kg)*10N/kg*10m= 2. 61*08J(注h为提升高度)那么=W1 W2 = 161. 538综上所述，百万人口城市每天2000000kg即2000t生活必需品的市内运输所需要 的能耗如使用传统运输方式约为本发明输送方式的161倍。下面结合具体实施例对本发明进行详细的描述。实施例一实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统作业流程1、建立连通输送地与被输送地之间的斜置地下智能输送管道；2、在斜置地下智能输送管道内设置包括齿条轨道、齿轮列车及车载智能控制槽在 内的智能输送设施；3、建立输送地生活品配送地下仓库并制作商品预装球。根据CNC关于商品品类、 等级、批次、数量、时间的指令，生活品配送地下仓库成批制作装载不同品类商品的商品预 装球如大米预装球、花生油预装球、蔬菜预装球、调味品预装球等等。每一商品预装球均附 着RFID电子识别标签，载入该预装球被装载商品的信息及预装球在智能配送装置中的预 设路径图。RFID的特点使每一商品预装球均具备了地址、标识、感知、通信、可控智能。当预装球经由补货通道进入分拣、分流、配送智能装置现场RFID射频读写装置的 耦合磁场中，每一预装球的电子身份及预设路径图即被识别。该射频读写装置即向相关智 能阀发出该球形载物器身份及预设路径信号。带有传感装置和逻辑回路的智能阀接获信号 后自行决定其路径安排，通知后续执行元件的作业，如图15所示。具体方式是某身份球形 载物器的路径是进入智能分拣槽的第5单元格，再转左向进入智能分流槽停驻伺服。当其 电子身份一被识别，分拣槽的第1第2第3第4单元格的智能阀、以及与第5单元格连接的 分流槽所有没有停驻球形载物器的单元格智能阀均即落阀。该载物器无等待无障碍进入分 拣槽第5单元格后，由于该单元格的智能阀处于起阀模式无法通过，又由于与分拣槽第5单 元格相通的分流槽所有没有停驻球形载物器的单元格智能阀均处于落阀模式，而与智能阀 联动的槽底金属板装置或向左侧分流槽单元格倾斜或由金属板上设置的智能动力传动装 置左向转动，该身份球形载物器受控变向为左向进入智能分流槽，其所进入智能分流槽中 的所有球形载物器均具有相同电子身份。至此，具有相同电子身份球形载物器的分拣、分流 完成，在智能分流槽停驻伺服。换言之，在生活品地下配送仓库，成批装载不同品类商品的球形载物器随时都在伺服待命。4、建成自有交易平台并建立终端客户数据库。建立内连终端用户，外连公网网络 的计算机中央控制系统(CNC)，并以CNC为中心集成本系统WSN、RFID网络、智能配送装置、 智能输送管道，传感装置节点，RFID智能物品，终端客户计算机、PDA、移动电话及其它智能 装置，建成自有交易平台并建立终端客户数据库。为每一终端客户建立地址管理、标识管理 及购物习惯上下文管理和账户管理，保障终端客户发出购物指令时，获得准确、高速、无误 的结算、送达服务。5、送达网购商品入户流程。或为人或为物的终端用户约定的内网地址或密钥经内 网或公网向交易平台系统CNC发出购物信息，CNC即会发出该指定商品预装球出货令，指定 商品预装球所在智能配送装置的智能阀受控即由起阀进入落阀模式，指定商品预装球利用 重力在斜置系统滚动行进，进入连接地下智能管道的出发槽伺服。出货现场射频读写装置 即对该指定商品预装球RFID写入终端用户相关信息及路径并发出出发指令。地下输送管 道入口端智能阀受控即由起阀进入落阀模式，该指定商品预装球进入地下智能输送管道。 管道内智能输送装置相关路径智能阀按照CNC指 令路径图进入起阀或落阀模式，相关智能 滚筒、滚珠动力装置进入行进、停驻或左向或右向转动模式，该指定商品预装球在地下管道 智能阀控制下行进、停驻、变向，进入智能升降机筒状围栏。智能升降机执行路径图，提升该 预装球至指定建筑物入口端。升降机顶部智能起落装置进入升起模式，将该预装球推入终 端用户入口端斜置通道。该斜置通道智能阀受控即由起阀进入落阀模式，该指定商品预装 球沿斜置通道滚动行进进入终端用户阳台或客厅。6、长距输送办法。当输送距离过长，如超过5000米。为防止斜置输送管道斜向入 地过深，每5000米将设置一个连接斜置输送管道并设有齿轮齿条升降机的立置输送管道。 斜置输送管道将球形载物器送入立置输送管道底端升降机，升降机将该球形载物器提升至 可以重新利用重力的高度，并将其重新送入连接立置输送管道顶部端口的斜置输送管道， 使其继续在又一 5000米长度的斜置输送管道内滚动行进，完成被装载商品的输送。如此周 而复始，可完成商品的长距离输送。一立置输送管道与又一立置输送管道的距离不以5000 米为限，视被输送商品情况以及各地政府相关部门批准允许入地深度等综合因素确定，如 图21所示。实施例二 参照图22进行说明。一个城市面积100平方公里、100万人口的城市使用本发明可按以下方式设置。1、设置环城生活品配送大型地下仓库16 在城市东南西北的环城交通干线一侧 各设2个共8个距离均等的生活品配送大型仓库。每仓库面积为6000m2。可装载、储备各 类生活品预装球70000个。仓库为地下设施，仅入库通道占用极少地面土地。2、设置入城生活品配送中型地下仓库17 在城市人口聚居区根据需要设置若干 入城生活品配送中型仓库。每仓库面积为1000m2-2000m2不等。可储备各类生活品预装球 10000-20000个。该仓库为地下自动设施，仅入库人行通道占用极少地面土地。3、设置小区生活品配送微型地下仓库18 在城市生活小区根据需要设置若干小 区生活品配送微型地下仓库。每仓库面积为30m2-50m2不等。可储备各类生活品预装球 150-250个。该仓库为地下自动设施，仅维修通道占用极少地面土地。
上述三种地下仓 库与地下商品输送管网连接，受CNC控制，向城市输送长宽高在 45cm以下囊括90%以上生活品，尤其是米面油盐酱醋肉蛋奶烟酒茶类生活品。除环城生活 品配送大型地下仓库使用一定量人工作业外，入城生活品配送中型地下仓库及小区生活品 配送微型地下仓库均由CNC指挥相关智能配送、输送设施自动运行，基本不使用人工作业。 其运行方式如下1、环城生活品配送大型地下仓库16的主功能在CNC指令下，该大型库的主功能 是向各入城生活品配送中型仓库配送已装载不同类别的各类生活品预装球。因此也可以 说，该生活品大型配送仓库实际是一个生活品包装或再包装大型工场。每天将有约50万个 已装载各类生活品预装球从8个环城生活品配送大型地下仓库出发，根据CNC传递的入城 生活品配送中小型仓库的订货及补货需求，经由系统的地下商品输送管网，进入指定入城 生活品配送中小型仓库。该生活品大型配送仓库可以较长距离输送各类生活品预装球，一 次性输送最长距离可达5公里，所谓一次性输送特指其成品球形载物器无需被二次提升以 重新获得利用重力高度的输送。对于一个东西或南北长度大约10公里的百万人口城市，这 一输送长度足够了。环城生活品配送大型地下仓库制作、配送50万个装载不同类别商品的 成品球形载物器，基本满足城市百万人口基本生活品需求。2、入城生活品配送中型地下仓库17的主功能在CNC指令下，该中型库的主功能 是将90%以上的生活品为其输送能力覆盖面内的所有终端客户输送入户。以入城生活品 配送中型仓库为中心根据需要向不同方向输送商品，每一方向输送最佳距离为1公里，次 佳距离为2公里。因此，其次佳距离输送能力覆盖面积为16平方公里，其最佳输送能力覆 盖面积为4平方公里。该类型规模城市具备25-30个使用本发明的入城生活品配送中型仓 库即可基本满足城市生活品供应需要。采用经济方式鼓励生活品预定是入城生活品配送中 型仓库满足终端客户需求的主要方法。该中型库将预定需求向CNC即时反馈，在发生销售 后，其补货需求同样向CNC即时反馈，CNC即指令环城生活品配送大型地下仓库按照其预定 需求或补货需求配送。由于入城生活品配送中型仓库距城市人口聚居区较近，商品输送时 间相应较短，较易满足消费需求。此外，由于入城生活品配送中型仓库配送及送达的是已经 装载不同类别商品的成品球形载物器，其配送、输送智能设施又是自动运行，其输送量及输 送频次很高。入城生活品配送中型仓库也有一定量的自营业务和球形载物器的商品装载作 业，主要为鲜活水产品等需要现装现送的商品。当环城生活品配送大型地下仓库和入城生 活品配送中型仓库以及商品地下输送管网建成运行时，终端客户只要在手机或手持电子终 端或电脑上发出购物指令，一般生活品20分钟、特殊生活品40分钟就可以在自家阳台上的 管道输送终端取到。3、小区生活品配送微型地下仓库18的主功能在CNC指令下，该小型库的主功能 是为满足其所在小区终端客户的应急需求如油盐酱醋烟酒茶以及简易餐饮。由于入城生活 品配送微型仓库配送及送达的是已经装载商品的成品球形载物器，其配送、输送智能设施 又是自动运行，其输送量及输送频次也很高。在发生销售后，其补货需求向CNC即时反馈， CNC即指令入城生活品配送中型仓库按照需求补货。中型库与微型库之间输送距离短，补货 迅速。该微型库的特点是其位置几乎就在终端客户门前或楼下，对终端客户购买需求回应 快，其利用出货与补货的时间差以经常性生活品储备即时满足了终端客户的即时需要。正 常运行状况下，终端客户发出购买指令后，5分钟内其购买生活品输送入户。
实施例三纳入CNC系统控制的精准农业蔬菜生产基地按CNC指令实行规模化种植，产品极 受欢迎。虽然距离城市6公里。但入城道路堵车严重，使用本发明的解决方案如下可在环城交通干线一侧修建一座采用本发明的蔬菜配送地下设施。在输送地蔬菜 生产基地与被输送地蔬菜配送设施之间埋设一条斜置地下输送通道。输送地通道端口高于 被输送地通道端口，如图23所示。当通道长6000m，倾斜度为0. 296度时，被输送地通道端 口比输送地管道端口下斜30m，如图23所示。该输送通道内高50cm，内宽100或200cm，通 道内无需安装任何设施，其拐角为圆角，其四壁光洁，摩擦系数小。输送地输送通道端口与地面平齐，其所在地可建设相应设施满足蔬菜产品球形载 物器装载作业的需要。被输送地在该通道出口处设置地下大型升降机井并配置适配升降机。并在蔬菜配 送设施内设置分拣、分流、配送、送达智能系统，同时设置始自蔬菜配送设施到达终端客户 群的地下输送管网系统。蔬菜生产基地按CNC指令制作相应数量、不同类别的蔬菜产品预装球，并按CNC指 令分类别成批送入其输送端口。该IOOcm宽通道同时可并排滚动行进2个直径为45cm的 球形载物器，200cm宽通道同时可并排滚动行进4个直径为45cm的球形载物器，如图23所 示。由于通道可以满负荷昼夜输送，又不受气候、人工及地面交通因素影响，输送量大，输送 成本低、输送时间少。又彻底杜绝了传统方式运输、装卸、售卖过程中蔬菜产品的多次毁损 和污染。蔬菜产品球形载物器到达蔬菜配送仓库后，无须任何加工，即可在CNC指令下，启 动分拣、分流、配送、输送智能系统并经由地下输送管网系统送达向终端用户。以上针对具体实施例描述了本发明，关注本发明的人可以想到，在不脱离本发明 的权利要求所涵盖的范围内，还可以做出其它多种变化和修改，如自动备货补货无人售货 机、同城邮件物品自动快递入户智能系统、同城餐饮自动送达入户智能系统、城市生活垃圾 自动输送出城智能系统，均且在本发明的范围内。
权利要求
1.一种实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，包括一种球形载物器装 置，及一种智能分拣、分流、配送装置，及一种智能输送管道装置，其特征在于所述实时响 应购物指令自动送达商品入户智能装置系统以球形载物器装置为商品装载工具，利用重力 原理在智能输送管道装置的斜置槽、斜置管道中使用无能源驱动方式行进实现商品输送， 智能分拣、分流、配送装置设有嵌入式WSN、RFID、射频读写装置、智能阀智能设施，实现智能 装置系统实时感知、通信、控制、响应功能。
2.如权利要求书1所述实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其特征在 于所述的球形载物器装置是使用硬质、弹性、可塑、可降解物质制作球壁的空心球体；其 球壁内嵌入泡沫结构、气泡结构、充气结构或其它结构；其外球壁光洁或塑造为增加球壁强 度和摩擦系数的具有图案突起物的结构；其外球壁在不改变球形载物器圆球结构的前提下 设置可被提起的手柄结构装置；装载商品的球形载物器上均附着RFID识别标签。
3.如权利要求书1或2所述实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其 特征在于所述的球形载物器设置为可启可闭的两部分球体；两部分球体之间设置方便启 闭、保障该两部分球体连接牢固的锁扣装置。
4.如权利要求书3所述实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其特征在 于所述的球形载物器的球体内设置与其内部体积相适配并可支撑内球壁的支架结构；该 支架的几种基本结构为方形、圆球形、圆柱形、蜂窝形、橘瓣形、井字形、蛛网形；并设置与 支架结构相适配的载物箱。
5.如权利要求书1所述实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其特征在 于所述的智能分拣、分流、配送装置为行列组合体系装置；该行列组合体系装置被若干智 能阀分隔，四片互不相连的智能阀组成为可容纳一个球形载物器的单元格，若干单元格互 相连接，组成为智能分拣槽及智能分流槽长方形槽体；分拣槽为列，分流槽为行，分流槽斜 向排列于分拣槽两侧，分流槽每一入口端端口均与分拣槽的一个单元格对应连接，每一单 元格的槽底板或设置为与智能阀联动、可向左或向右倾斜的装置；或设置为智能滚筒、滚珠 传动装置。
6.如权利要求书5所述实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其特征在 于所述的智能分拣、分流、配送装置以起阀或落阀的机械运动方式控制球形载物器行进、 停驻、变向；其控制球形载物器行为的方式如下球形载物器在智能分拣槽中直行，单元格 沿槽方向的智能阀如进入起阀模式，球形载物器停驻；如进入落阀模式，球形载物器行进； 球形载物器在槽中欲变左向，其进入变向的单元格时，单元格沿槽方向的智能阀进入起阀 模式，制止其继续行进，单元格左侧智能阀进入落阀模式，单元格的槽底板即联动向左倾 斜，球形载物器即受控进入左侧智能分流槽槽体；反之亦然。
7.如权利要求书1所述实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其特征在 于所述的智能输送管道装置由斜置输送管道和立置输送管道组成；所述斜置输送管道为 圆形管道，由金属或其它硬质材料制作，连接输送地与被输送地；其倾斜角度满足球形载物 器利用重力原理在其中滚动行进的需要。
8.如权利要求书7所述实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其特征在 于所述的智能输送管道装置设置齿条轨道、齿轮列车及车载智能控制槽；所述齿条轨道、齿轮列车由金属或其它硬质材料制作，齿条轨道架设于输送管道底部半圆形金属架上，供齿轮列车行驶；所述齿轮列车车轮设置为齿轮型结构，当齿轮型车轮与 齿条轨道噬合时，有助于该列车在斜置管道中保持稳定；该列车分段设置若干电动力车组， 满足列车分段驶出输送管道的需要；该列车设置车载智能控制槽。
9.如权利要求书8所述实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其特征在 于所述车载智能控制槽为半圆形结构装置，由金属或其它硬质材料制作，分段固定设置于 列车每节车体上，当列车每节车体相互衔接时，每节车载智能控制槽即连接而形成为可供 球形载物器滚动行进的长形槽体；为满足装载商品的球形载物器为众多送达目标服务必须多次分向行进的需要，车载智 能控制槽设置了管道智能配送装置，由智能直行槽及智能变向槽组成；智能直行槽及智能 变向槽由智能阀组成的若干单元格互相连接构成，智能直行槽为列，智能变向槽为行，智能 变向槽斜向排列于智能直行槽两侧，智能变向槽每一入口端端口均与智能直行槽的一个单 元格对应连接，每一单元格的槽底板或设置为与智能阀联动、可向左或向右倾斜的装置；或 设置为智能滚筒、滚珠传动装置。
10.如权利要求书7所述实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其特征 在于所述的立置输送管道由金属或其它硬质材料制作，管身为方形，是垂直设置的齿轮齿 条智能升降机管道井；其管身地下部分开口与斜置输送管道连接，其管身地上部分开口与 终端用户入户斜置通道连接；所述齿轮齿条智能升降机为进入立置输送管道的球形载物器 的提升及送达入户服务。
11.如权利要求书7所述实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统，其特征 在于为满足装载商品的球形载物器长距离输送的需要，设置斜置输送管道与立置输送管 道多级次使用的方式；为避免输送距离过长，斜置输送管道斜向入地太深，每隔5000米将 设置一个连接斜置输送管道并设有齿轮齿条升降机的立置输送管道，由升降机将球形载物 器反复提升至可以重新利用重力的高度，如此周而复始，完成被装载商品长距离输送。
全文摘要
本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及商品装载、输送技术及分拣、分流、配送和管道输送技术领域，提供一种实时响应购物指令自动送达商品入户智能装置系统。该系统接获人或智能物体购物指令后，连接网络的系统计算机控制中心(CNC)指令以球形载物器为系统运行技术特征、设置WSN、RFID、智能阀、升降机协同技术体系的智能装置系统对购物指令进行实时响应，调度装载商品的球形载物器进入本系统斜置槽及连接输送地与被输送地的斜置地下管道，利用重力无能源驱动行进，智能装置系统对载物器实施识别、行进、停驻、变向控制，实现被装载商品的智能分拣、分流、配送、输送，再经智能升降机提升，进入终端用户建筑，达到非人力自动送达商品入户的目的。
文档编号B65G51/18GK102092585SQ20101058642
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月14日 优先权日2010年10月26日
发明者卢鹰 申请人:卢鹰