一种物流系统以及方法与流程

本发明涉及货物运输技术领域，尤其是涉及一种物流系统以及方法。

背景技术：

随着网络通信技术的发展，线上购买物品正在人们的生活中平常起来。人们线上订餐订货后，线下送货上门就成了必然的结果。现在的线下送餐送货上门都采用的是物流从业人员(包含送餐员，下同)人工的送货方式。并且物流从业人员送餐送货为了节省时间及成本，大部分都采用的是骑电单车的方式。

这些送餐送货方式有以下几项缺点：

1)、效率不能保证，因为物流从业人员不能只能为收货人一个快递件就单独跑一趟。他需要按照一定的时间规划在已定的路线逐一进行收发件操作。如果物流从业人员正好已经经过了发件人所在的地点，发件人就需要等到下次物流从业人员回来才能发送此快递，或者单独自己去快递公司发件。其次，路上的交通状况的不确定性，也给运送快递带了不小的麻烦。有时堵车会造成物流从业人员一车的件无法送达。普通快递晚点还不是什么大问题，如果是送餐，晚一个小时，不是饭不好吃了，就是会造成订餐者不能忍受挨饿，导致退单。

2)、经济成本高昂。快递收派送平均起来一件要1-3元，不同的快递公司，价格也不相同。送餐因为时效性较强，会更贵。起步价格一般5-6元，如果5公里距离会达到8-10元的费用。

3)、物流从业人员的人身安全得不到保证。由于要求时效性，物流从业人员闯红灯，逆行都是家常便饭。并且骑电车时也要不停的操作手机。这样更是增加了物流从业人员人身危险性。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种物流系统以及方法，以解决现有技术中存在的送货效率差、经济成本高昂以及物流从业人员的人身安全得不到保证的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种物流系统，其包括管道运输系统和用于在管道运输系统内运输货物的胶囊车；

所述胶囊车包括行走车体和胶囊舱，所述胶囊舱安装于所述行走车体上，且可与所述行走车体进行分离，所述胶囊舱的内部设置有用于装载货物容纳空间；

所述管道运输系统包括若干个进出站点、若干个换道机构、若干个换电池机构、若干个转向机构、若干个车辆存储维护机构和磁导航定位系统；若干个所述进出站点之间通过多个管道连接形成供所述胶囊车行驶的运输路线；若干个所述转向机构分别设置于所述管道上的转向位置，用于所述胶囊车转换行驶方向；若干个所述换电池机构分别设置于所述管道上，用于所述胶囊车更换电池；若干个所述换道机构分别设置于相邻多条所述管道之间，用于所述胶囊车更换行驶管道；若干个所述车辆存储维护机构分别设置于所述管道上，用于所述胶囊车的维护和备用储存；所述磁导航定位系统设置于管道内，用于为所述胶囊车进行导航与定位。

进一步的，所述进出站点包括：储物格、存车格、吊装模块和扫描模块；所述储物格与存车格集成组装于一体，且分别与所述管道相连；所述吊装模块对应设置于所述储物格和存车格的周围，所述吊装模块用于将胶囊舱吊离所述行走车体，并将所述胶囊舱、所述行走车体分别对应吊运至所述储物格、所述存车格中；所述扫描模块对应设置于所述储物格的周围，用于对放入的物品进行扫描。

进一步的，所述转向机构包括旋转单元和第一探测单元，所述旋转单元上设置有允许所述胶囊车驶入的车位，所述旋转单元能从所述管道转向位置的一端旋转至另一端，所述第一探测单元用于检测所述胶囊车在所述旋转单元上的位置信息。

进一步的，所述换道机构包括移动单元和第二探测单元，所述移动单元上设置有允许所述胶囊车驶入的车位，所述移动单元能够在相邻多条所述管道之间进行移动对接，所述第二探测单元用于检测所述胶囊车在所述移动单元上的位置信息。

进一步的，所述换电池机构包括换电模块和第三探测单元，所述换电模块上设置有若干个待换的电池和若干个充电卡槽，所述第三探测单元用于检测所述胶囊车相对于所述换电模块的位置信息。

进一步的，所述磁导航定位系统包括：铺设于所述管道内壁上的磁导航定位芯片和设置于所述行走车体上的磁导航测控装置，所述磁导航测控装置与所述磁导航定位芯片之间形成信号感应。

进一步的，所述行走车体包括壳体、驱动单元、两组行走轮和第四探测单元；其中一组所述行走轮设置于所述壳体的一端，另外一组行走轮设置于所述壳体的另一端，所述驱动单元用于驱动每个所述行走轮进行转动，所述壳体中部的一侧设置有用于安装所述胶囊舱的容纳空间，所述胶囊舱内设置有气囊；所述壳体上设置用于放置电池的电池舱，所述电池用于为所述驱动单元提供电能；所述第四探测单元用于检测电池相对于所述电池舱的位置；所述壳体上设置有卡销装置，所述卡销装置通过其自身的伸缩动作以实现对电池的卡装。

进一步的，所述壳体为圆筒状结构，在所述壳体的侧面且靠近端部的位置设置有多个间隔分布的导流槽。

进一步的，所述行走轮上设置有弹性伸缩装置，所述弹性伸缩装置与所述行走轮连接。

第二方面，本发明提供一种根据所述物流系统进行货物运输的方法，其包括如下步骤：

s1、将货物装载在一进出站点的任意一个胶囊车的胶囊舱内，并将装载完货物的胶囊舱吊装在胶囊车的行走车体上；

s2、启动该胶囊车使其按照预先设定的线路在管道中运行，胶囊车运行的过程中包括但不限于如下操作：转向行驶、换道行驶、换电池动作和车辆维护；

s3、该胶囊车到达指定的进出站点之后，将胶囊车的胶囊舱与行走车体之间进行分离，并将胶囊舱存放在对应的进出站点以待相关人员取走。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一套多点对多点的无需人为干预的全自动运行的物流系统，通过采用将管道运输系统与胶囊车配合使用，胶囊车可以替代物流从业人员而进行机械化操作，增加送货效率和减少经济成本，而且整个系统更加安全、节能和环保，利于推广与应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的物流系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的车辆存储维护机构的放大示意图；

图3为本发明实施例提供的胶囊车的第一种视角的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的胶囊车的第二种视角的结构示意图。

附图标记：

1-进出站点；2-转向机构；3-换道机构；

5-换电池机构；6-车辆存储维护机构；7-胶囊车；

11-储物格；12-存车格；71-胶囊舱；

72-行走轮；73-驱动单元；74-导流槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例一

结合图1至图4所示，本实施例提供一种物流系统，其包括管道运输系统和用于在管道运输系统内运输货物的胶囊车7。本实施例通过将管道运输系统与胶囊车7配合使用形成一套多点对多点的无需人为干预的全自动运行运输系统。

具体地，本实施中的所述胶囊车7包括行走车体和胶囊舱71，所述胶囊舱71安装于所述行走车体上，且可与所述行走车体进行分离，所述胶囊舱71的内部设置有用于装载货物容纳空间，所述行走车体能够实现带动所述胶囊舱71在管道中同步移动。

优选地，所述行走车体包括壳体、驱动单元73(例如：电机)和两组行走轮72；其中一组所述行走轮72设置于所述壳体的一端，另外一组行走轮72设置于所述壳体的另一端，所述驱动单元73用于驱动每个所述行走轮72进行转动(可以理解的是，电机的输出轴通过传动组件与行走轮72连接，这样该胶囊车7就可以由电机进行驱动，在管道中行驶，此过程无需人为干预。)，所述壳体中部的一侧设置有用于安装所述胶囊舱71的容纳空间。

优选地，所述壳体上还设置用于放置电池的电池舱，所述电池用于为所述驱动单元73提供电能。当然，电池舱内可以安转一块主电池，还可以在一旁设置有一块备用电池。

优选地，所述壳体为圆筒状(或者别的形状)结构，在所述壳体的侧面且靠近端部的位置设置有多个间隔分布的导流槽74。导流槽74可以使管道内高速行驶的胶囊车7减少空气阻力。可以理解的是，所述壳体为圆筒状仅仅其中一种优选的实施方式，其还可以采用其他形式。

优选地，所述胶囊车有雷达模块，避免行驶中撞车。

优选地，所述胶囊舱71的表面喷涂有用于区分货物的标识涂层。该标识涂层可以根据不同的颜色区分，也可以根据不同的图案或者文字加以区分。例如：胶囊舱71喷涂不同的颜色，不同的颜色运送不同类型的货物。但整个胶囊运送系统都不会运送有毒、有害、易燃、易爆的货物。

优选地，所述胶囊车7内置定位系统。其中，胶囊车7可通过管道系统中的磁导航定位系统进行定位，同时也内置了gps或者北斗定位系统。

优选地，所述胶囊舱71内设置有陀螺仪平衡系统。该陀螺仪平衡系统设置的目的：无论胶囊车7以何种角度行驶，胶囊舱71始终可以保持舱内物品处于水平状态。这样对于运送一些要求不能倾倒的物品时是非常有用的。

例如：该陀螺仪平衡系统包括：陀螺仪和多轴电机驱动模块，陀螺仪用于检测胶囊舱71内的物品是否处于水平状态，如果其处于非水平状，陀螺仪就会发出信号给多轴电机驱动模块，多轴电机驱动模块来修正胶囊舱71直到保持水平为止。当然，这种调水平的方式可以沿用现有技术中有关陀螺仪的设计原理，例如：电机模块通过丝杠转动组件与悬浮的载物机构相连等等。

优选地，所述壳体上设置有卡销装置，所述卡销装置通过其自身的伸缩动作以实现对电池的卡装。对应地，所述胶囊车7还包括：第四探测单元(红外探头或者是激光探头)，所述第四探测单元用于检测电池相对于所述电池舱的位置。可以理解的是，胶囊车7的动力来源为电池，以确保胶囊车7的高效运行，胶囊车7的电池可以行驶到换电池机构5后自动进行更换。优选地，胶囊车7与电池的对接与分离均为自动进行。例如：当电池被推入到胶囊车7上后，胶囊车7的红外探头(或者是激光探头均可以实现)检测到电池就位后。之后会弹出卡销装置，实现胶囊车7与电池卡在一起，不松动。当电池需要被推离的时候，换电池模块会首先给胶囊车7发送推离请求，胶囊车7收到请求后确定到达分离条件，会抽回卡销，并发信号告诉换电池模块，这时换电池模块将电池从胶囊车7上推离到换电池模块的充电舱中，同时换电池系统会一并推入一块已经充好电的电池供胶囊车7继续使用。此种电源解决方案，节省了胶囊车7充电所使用的时间，并且在胶囊车7行驶的路程有时会比较远，这样在行驶途中随时可以根据电量在路上(管道系统中会分布很多换电池站)进行换电池操作。

对于胶囊车的充电形式并不局限，例如：胶囊车也可无线充电进行驱动，或者是直接与管道内的电线接触进行直接供电与充电。

其中，所述胶囊车7还包括：震动检测系统，所述震动检测系统用于检测自身车体的震动情况。当然，该胶囊车7还包括第四探测单元(红外探头或者是激光探头)，用以在行驶过程用检测管道是否完好。管道损害后通知维修人员进行维修。做到早发现，早维修。给维护人员带来极大的方便。

其中，所述行走轮72上设置有弹性伸缩装置，所述弹性伸缩装置与所述行走轮72连接。也就是说，胶囊车7的轮子是可以自主伸缩的，这样胶囊车7会控制轮子与管道之间的摩擦力。第一，可以达到减小功耗的目的。第二，当胶囊车7爬坡的时候不会因为摩擦力不足而爬坡失败。第三，可以适应管道的轻微弯曲。

优选地，轮子表面可以为弧形，弧度与管道弧度相吻合，已达到最佳摩擦效果。并且，轮胎可以根据使用环境温度自由进行更换，在温度低的环境中使用时换较软的轮胎，在温度较高的环境中使用时换较硬的轮胎。

优选地，每组行走轮72的数量可以为4个。即，胶囊车7可以有前后各4个轮子，此外也可以根据需要前后安装8个轮子，共计16个轮子。如果需要更大的摩擦力用于爬坡等需要，轮子还可以改为履带式，用以增强摩擦力，或者可以叠加驱动单元73，前后各安装两个驱动单元73。

其中，胶囊车7的轮子是可以轻微转向的，用来调整胶囊车7在管道中的姿态。

其中，所述胶囊舱71内设置有气囊。其中，胶囊舱71内有可供反复使用的气囊，当使用者把物品放入到胶囊舱71后。胶囊舱71在被吊装到胶囊车7前会对气囊进行充气，这样物品就会被气囊固定在胶囊舱71内，使胶囊车7在运送物品的时候物品不会因为自身行驶角度问题在胶囊舱71内乱动，以免损坏物品。

具体地，本实施例中的所述管道运输系统包括若干个进出站点1、若干个换道机构3、若干个换电池机构5、若干个转向机构2、若干个车辆存储维护机构6和磁导航定位系统；若干个所述进出站点1之间通过多个管道连接形成供所述胶囊车7行驶的运输路线；若干个所述转向机构2分别设置于所述管道上的转向位置，用于所述胶囊车7转换行驶方向；若干个所述换电池机构5分别设置于所述管道上，用于所述胶囊车7更换电池；若干个所述换道机构3分别设置于相邻多条所述管道之间，用于所述胶囊车7更换行驶管道；若干个所述车辆存储维护机构6分别设置于所述管道上，用于所述胶囊车的维护和备用储存；所述磁导航定位系统设置于管道内，用于为所述胶囊车7进行导航与定位。

本实施例中的管道运输系统作为一套多点对多点的无需人为干预的全自动运行运输系统。

优选地，所述进出站点1包括：储物格11、存车格12和吊装模块；所述储物格11与存车格12集成组装于一体，且分别与所述管道相连；所述吊装模块对应设置于所述储物格11和存车格12的周围，所述吊装模块用于将胶囊舱71吊离所述行走车体，并将所述胶囊舱71、所述行走车体分别对应吊运至所述储物格11、所述存车格12中。该进出站点1可以根据实际地理环境自由搭配，可大可小，且均为模块化组装。

优选地，所述进出站点1还包括扫描模块，所述扫描模块对应设置于所述储物格11的周围，用于对放入的物品进行扫描。

优选地，该进出站点1带有扫描模块，对放入的物品进行扫描，发现违禁物品，会自动发出警报通知工作人员。同时使用此系统的用户必须经过实名认证，存取物品时都需要手机app操作，还可以增加人脸识别功能，在验明身份后方可使用，从而保证整个系统的安全性。

优选地，所述管道的内壁设置有隔音层和防滑涂层。

当然，对于所述管道的具体材质可不受限制，例如：管道的材质可以由金属、塑料、玻璃纤维加工而成。管道各处连接处实现无缝对接。此外，在管道内置供电线路，为整个运送系统提供电源。管道内置通信线路，供整个系统通信使用。

优选地，所述转向机构2包括旋转单元和第一探测单元，所述旋转单元上设置有允许所述胶囊车7驶入的车位，所述旋转单元能从所述管道转向位置的一端旋转至另一端，所述第一探测单元用于检测所述胶囊车7在所述旋转单元上的位置信息。

当胶囊车7即将行驶到转向模块时，会对转向模块发送需要进入的方向请求。转向模块根据胶囊车7的驶入方向把旋转单元旋转到胶囊车7需要的方向等待胶囊车7的驶入。胶囊车7驶入后，会通过第一探测单元(红外探头或者是激光探头)确定是否已驶入正确位置。胶囊车7确定驶入正确位置后，会给转向模块发送信号，转向模块会根据胶囊车7的信号旋转到指定的出口。此外，旋转模块还可通过限位开关确认旋转已到位后，会把结果发送给胶囊车7。然后胶囊车7会从旋转模块驶入目标管道中。旋转的轴心根据不同的使用环境可以在生产时做调整，已达到适用不同地理环境的目的。

优选地，所述换道机构3包括移动单元和第二探测单元，所述移动单元上设置有允许所述胶囊车7驶入的车位，所述移动单元能够在相邻多条所述管道之间进行移动对接，所述第二探测单元用于检测所述胶囊车7在所述移动单元上的位置信息。

当胶囊车7即将行驶到换道模块时，会对换道模块发送需要进入的方向请求。换道模块根据胶囊车7的驶入的管道调整移动单元与胶囊车7驶入的管道进行对接。胶囊车7驶入后，会通过所述第二探测单元(红外探头或者是激光探头)确定是否已驶入正确位置。胶囊车7确定驶入正确位置后，会给换道模块发送信号，换道模块会根据胶囊车7的信号与目的管道进行对接。其中，换道模块还可通过限位开关确认移动已到位后，会把结果发送给胶囊车7。然后胶囊车7会从换道模块驶入目标管道中。

其中，所述换电池机构5包括换电模块和第三探测单元，所述换电模块上设置有若干个待换的电池和若干个充电卡槽，所述第三探测单元用于检测所述胶囊车7相对于所述换电模块的位置信息。当胶囊车7的电池电量低于一定数值后，胶囊车7会通过服务器查询，也可以根据内置的地图进行查询附近的换电池机构5。由于各个支线线路换电池机构5会普遍存在。由于换电池机构5就存在于行驶的管道中，故无需胶囊车7特意行驶过去更换电池，而是在运送货物中就可以顺便更换电池，以增加运行效率。

具体而言，当胶囊车7驶入换电池机构5后，会通过第三探测单元(红外探头或者是激光探头)确定是否已驶入正确位置。胶囊车7确定驶入正确的位置后，会给换电池模块发送信号，并且把卡销装置抽出，换电模块会把胶囊车7的主电池推入到换点模块的充电卡槽中。然后换电模块会把已经充好电备用的电池推入到胶囊车7的电池舱中。胶囊车7检测到电池到位后，把卡销装置插入电池中进行固定。主电池就位后，会自动对胶囊车7的备用电池进行充电。主电池更换结束后，胶囊车7驶离换电模块继续运送货物。

其中，所述磁导航定位系统包括：铺设于所述管道内壁上的磁导航定位芯片和设置于所述行走车体上的磁导航测控装置，所述磁导航测控装置与所述磁导航定位芯片之间形成信号感应。

其中，维护人员也会根据车辆的使用情况，对车辆健康状况进行评估，发现问题车辆，会调配胶囊车7驶入所述车辆存储维护机构6，以供维护人员对胶囊车7进行维护保养。例如：当胶囊车7累计运行到一定公里数或者时间后，(以最先到达的为准)就会自动行驶到所述车辆存储维护机构6以供专业人员进行维护。而且，所述车辆存储维护机构6还会根据进出站点1货物的吞吐量自动对胶囊车7的备用存储数量进行调整。

实施例二

结合图1至图4所示，本实施例二在上述实施例一的基础之上提供一种货物运输的方法，其包括如下步骤：

s1、将货物装载在一进出站点1的任意一个胶囊车7的胶囊舱71内，并将装载完货物的胶囊舱71吊装在胶囊车7的行走车体上。

s2、启动该胶囊车7使其按照预先设定的线路在管道中运行，胶囊车7运行的过程中包括但不限于如下操作：转向行驶、换道行驶、换电池动作和车辆维护。

具体而言，还可以包括如下步骤：

s21、该胶囊车7的控制系统可内置轨道运行图(轨道运行图会通过服务器自动实时更新)，收到运送任务后会根据初始点与目的点自动计算出最优路线。

s22、所述转向行驶具体包括如下步骤：

当胶囊车7即将行驶到转换模块时，会对转向模块发送需要进入的方向请求。转向模块根据胶囊车7的驶入方向把旋转单元旋转到胶囊车7需要的方向等待胶囊车7的驶入。胶囊车7驶入后，会通过第一探测单元(红外探头或者是激光探头)确定是否已驶入正确位置。胶囊车7确定驶入正确位置后，会给转向模块发送信号，转向模块会根据胶囊车7的信号旋转到指定的出口。此外，旋转模块还可通过限位开关确认旋转已到位后，会把结果发送给胶囊车7。然后胶囊车7会从旋转模块驶入目标管道中。旋转的轴心根据不同的使用环境可以在生产时做调整，已达到适用不同地理环境的目的。

s23、所述换道行驶具体包括如下步骤：

当胶囊车7即将行驶到换道模块时，会对换道模块发送需要进入的方向请求。换道模块根据胶囊车7的驶入的管道调整移动单元与胶囊车7驶入的管道进行对接。胶囊车7驶入后，会通过所述第二探测单元(红外探头或者是激光探头)确定是否已驶入正确位置。胶囊车7确定驶入正确位置后，会给换道模块发送信号，换道模块会根据胶囊车7的信号与目的管道进行对接。其中，换道模块还可通过限位开关确认移动已到位后，会把结果发送给胶囊车7。然后胶囊车7会从换道模块驶入目标管道中。

s24、所述换电池动作具体包括如下步骤：

当胶囊车7驶入换电池机构5后，会通过第三探测单元(红外探头或者是激光探头)确定是否已驶入正确位置。胶囊车7确定驶入正确的位置后，会给换电池模块发送信号，并且把卡销装置抽出，换电模块会把胶囊车7的主电池推入到换点模块的充电卡槽中。然后换电模块会把已经充好电备用的电池推入到胶囊车7的电池舱中。胶囊车7检测到电池到位后，把卡销装置插入电池中进行固定。主电池就位后，会自动对胶囊车7的备用电池进行充电。主电池更换结束后，胶囊车7驶离换电模块继续运送货物。

s25、所述车辆维护包括如下具体步骤：

当胶囊车7累计运行到一定公里数或者时间后，(以最先到达的为准)就会自动行驶到所述车辆存储维护机构6以供专业人员进行维护。

s3、该胶囊车7到达指定的进出站点1之后，将胶囊车7的胶囊舱71与行走车体之间进行分离，并将胶囊舱71存放在对应的进出站点1以待相关人员取走。

具体而言，还可以包括如下步骤：

s31、胶囊车7到站后，胶囊舱71从胶囊车7吊离，胶囊舱71会被吊装模块吊装到指定的储物格11内。而此时胶囊车7会被吊到站点系统中的存车格12内，以备下次使用。

值得说明的是，本实施例二与实施例一相同的内容不再赘述，实施例一公开的技术也属于本实施例二的保护范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。