一种冷链物流周转快递箱

1.本实用新型涉及一种冷链物流周转快递箱，属于冷链物流技术领域。


背景技术：

2.随着社会经济的快速发展和人民物质生活水平的不断提高，人们的消费观念逐渐改变，人们在开始追求购物便利的前提下，对网络商品，尤其是生鲜产品的品质要求也越来越高，网购生鲜电商、蔬果宅配等方式都渐渐成为当下热门的消费方式。
3.调查数据显示，2017年生鲜电商市场交易规模约为1391.3亿元，同比增长59.7％，2018年其市场交易规模达到2103.2亿元，较2017年增长49.9％。预计未来几年，其市场将持续被资本市场看好，2020年其交易总额或将达到3470亿元。
4.在此情况下，对冷链物流也提出了更高的要求，如何保证配送品质、降低配送成本成为了冷链宅配发展的关键。
5.然而，目前生鲜供应依旧处于传统方式，对长距离小批量农产品的运输和包装还处于一个比较空白的状态。就包装技术而言，主要以纸箱、pe包装袋、网套及泡沫板等简易包材为主，且为降低成本，生鲜产品存在产品与其他普通包裹混装运输的情况，运输环境较差，损耗率居高不下。生鲜农产品平均损耗率在10％以上，是欧美国家的2
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3倍，较大提高了生鲜市场的成本。
6.就运输技术而言，目前冷链运输配送模式主要为b2b模式下的批发型运输和b2c模式下的即时送型运输，前者适合大批量、同种类、冷链车运输；后者适合城镇短距离、短时间内配送，但b2c模式下的远程运输却存在着很大的问题。一方面，电商模式下的送货量较小但距离远，生鲜货物只能和普通货物共同运输，温度的不稳定性和运送时的碰撞都会使其货损率增高；另一方面，商家为了降低成本通常会使用简易包装，从而会降低了货物的品质。
7.因此，设计出一种能够满足小批量农产品保质、保鲜、远距离普通运输和配送的需求冷链物流周转快递箱是很有必要的。


技术实现要素：

8.本实用新型要解决的技术问题是提供一种面向生鲜农产品的冷链物流周转快递箱，针对生鲜农产品鲜活、易腐的特性，解决运输过程中存在的冻伤、撞伤等问题，还具备监控、防震和定位功能，满足小批量农产品保质、保鲜、远距离普通运输和配送的需求。
9.本实用新型的技术方案是：一种冷链物流周转快递箱，包括开关、内胆、温度控制组件、降温技术组件、气调技术组件和附属组件。开关安装在箱体上，开关下方设置电源接入口，内胆设置在箱体内部，温度控制组件设置在内胆下方，降温技术组件设置在内胆的上方，气调技术组件设置在内胆四周，附属组件设置在箱体内部，降温技术组件中的进水管、出水管分别与附属组件中的水泵、水箱相连接，温度控制组件、降温技术组件均与附属组件中的单片机相连接，附属组件中的水泵与单片机相连接。
10.箱体由可发性聚苯乙烯树脂制作而成，用导热绝缘塑料制作内胆并将其放置在箱体内部，由内胆将箱体分为左右两个部分，生鲜产品储存在内胆之中，当周转箱投入使用时，首先通过箱体后方左下角设置的电源接入口接入电源，然后打开设置在电源接入口上方的开关，启动周转箱。
11.所述温度控制组件包括温度输入器、温度显示屏、热敏电阻、温控半导体制冷片、温控硬质隔热板、导热铝片。温度显示屏设置在箱体上，温度输入器设置在温度显示屏下方，温控半导体制冷片之间设置有温控硬质隔热板，温控硬质隔热板上方设置有导热铝片，导热铝片半包裹温控半导体制冷片的热端，温控半导体制冷片的热端面向内胆内部安装，热敏电阻设置在内胆内部，温度输入器、温度显示屏、继电器、电机、热敏电阻均与附属组件的单片机相连接，继电器与温控半导体制冷片和降温技术组件中的降温半导体制冷片相连，电机与降温技术组件中的散热风扇、散热肋片、冷端风扇相连。由温度输入器输入设定温度，由温度显示屏实时显示周转箱内部温度，由热敏电阻监控周转箱内部的温度，由继电器驱动温控半导体制冷片发热，由电机驱动降温技术组件中的散热风扇、散热肋片、冷端风扇工作。
12.所述降温技术组件包括散热风扇、散热肋片、进水管、出水管、降温半导体制冷片、硬质隔热板、冷端风扇、导冷铝片。降温半导体制冷片之间设有降温硬质隔热板，散热风扇、散热肋片、进水管、出水管依次设置在降温半导体制冷片的热端，导冷铝片、冷端风扇依次设置在降温半导体制冷片的冷端，降温半导体制冷片的冷端面向内胆内部安装，散热风扇、降温半导体制冷片、冷端风扇与附属组件中的单片机相连接，进水管和出水管与附属组件的水箱相连接。由单片机控制降温半导体制冷片制冷，由散热风扇和散热肋片在温度控制组件的电机驱动下为降温半导体制冷片散热，冷端风扇在电机的驱动下迅速将降温半导体制冷片工作形成的冷空气吹入周转箱内。
13.所述气调技术组件包括气调硅窗、保鲜剂放置盒。气调硅窗设置在内胆四周，其开窗面积根据具体情况具体设计，保鲜剂放置盒设置在内胆后方中间位置，由气调硅窗来调节内胆内部环境中的气体比例，由保鲜剂放置盒来存放保鲜剂且可实时更换。
14.所述附属组件包括水泵、水箱、单片机、智能芯片、数据采集传感器。水箱设置在箱体底部，水箱内部设有水泵，智能芯片、数据采集传感器依次设置在水箱的前面，单片机设置在箱体内壁上，水泵与进水管相连，水箱与出水管相连，智能芯片由源rfid、低功耗蓝牙blue组成，可提供动态位置信息和位置追踪，数据采集传感器由加速度传感器、重力传感器、温度传感器等组成，可采集车辆的各种信息，单片机与水泵、温度控制组件、降温技术组件连接，可控制水泵运转，从而使水箱内的冷凝水流动达到对降温半导体制冷片的降温作用，此外，通过控制温度控制组件中的继电器、电机工作来使温度控制组件中温控半导体制冷片、控制降温技术组件中散热风扇、散热肋片、降温半导体制冷片、冷端风扇发挥作用。
15.本实用新型的操作步骤为：
16.步骤一：将生鲜产品装入内胆之中，而后通过电源接入口接入电源，然后打开开关，启动周转箱。
17.步骤二：当周转箱启动之后，运输人员通过温度输入器输入可满足当先生鲜产品运输需求的温度，由热敏电阻监控周转箱内部的温度，单片机接收到温度信息之后，控制装置开始工作。
18.步骤三：在生鲜产品放入箱内之初有箱体内的温度低于设定的温度、运输中降温技术组件的降温工作出现问题、外界环境使箱内温度出现改变等的情况下，使温度低于生鲜农产品运输的温度限定范围时，单片机将控制温度控制组件工作；即单片机将控制继电器工作，由继电器驱动半导体制冷片发热，而后通过导热铝片和具有导热性能的内胆迅速将温度调节到适宜水平。
19.步骤三：在生鲜产品放入箱内之初有箱体内温度高于设定温度、温度控制组件的升温工作出现问题、或外界环境使箱内温度出现改变等的情况下，使温度高于生鲜农产品运输的温度限定范围时，单片机将控制降温组件进行工作。
20.步骤四：首先，单片机控制半导体制冷片进行制冷，控制电机运转，使冷端风扇在电机的驱动下迅速将半导体制冷片工作形成的冷空气吹入周转箱内，把温度降至适宜范围；与此同时，散热风扇和散热肋片在电机的驱动下为半导体制冷片散热，且单片机驱动水泵运转，将水箱内的冰水混合物通过进水管，而后流经散热肋片，对半导体制冷片进行传热降温。
21.步骤四：在运输过程中，由气调硅窗对不同气体进行选择透气性，进而来调节环境中气体比例，由保鲜剂对生鲜产品在运输过程中产生的乙烯、水蒸气进行吸收，保鲜剂且可实时更换，两者相结合实现空气环境调节。
22.步骤五：在运输过程中，附属组件中的智能芯片可提供周转箱的动态位置信息，以便进行监控、追踪，数据采集传感器可采集车辆的各种信息，这些数据对周转箱的改进提升和冷链物流配送的调查具有一定的价值。
23.本实用新型的有益效果是：
24.1、温控技术方面，采用控温和降温相结合的方式，扩大了冷链物流周转箱的使用范围，使其具备了长途运输和短途配送的能力，提高了利用率；
25.2、控温技术方面，采用电子控温的方法，操作者可进行温度范围输入设定，热敏电阻会对箱内温度进行监控，当温度不符合运输要求时，单片机会控制相关部件进行调节；
26.3、降温技术方面，采用既能制冷又能加热的低成本半导体材料进行制冷，热端风冷与热端水冷相结合，长途运输时使用热端风冷，短途配送时使用热端水冷；
27.4、气调技术方面，利用硅窗气调和保鲜期来保证空气环境适宜度；
28.5、箱体材料方面，使用导热绝缘塑料制作箱体内胆，相较于传统的导热材料铝及其合金材料，导热绝缘塑料拥有绝缘、质量轻、耐高压、加工成本低的特点。
附图说明
29.图1是本实用新型的整体结构示意图；
30.图2是本实用新型的正面结构剖视图；
31.图3是本实用新型的正视图；
32.图4是本实用新型的俯视图；
33.图5是本实用新型的后视图；
34.图6是本实用新型的温控半导体结构细节图；
35.图7是本实用新型的降温技术组件结构细节图；
36.图8是本实用新型的温度调节功能运行图；
37.图9是本实用新型的程序流程图；
38.图10是本实用新型的控制系统电路图；
39.图11、12是本实用新型的控制电路图。
40.图中：1
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开关，2
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内胆，3
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温度控制组件，301
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温度输入器，302
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温度显示屏，303
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温控半导体制冷片，304
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温控硬质隔热板，305
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导热铝片，4
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降温技术组件，401
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散热风扇，402
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散热肋片，403
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进水管，404
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出水管，405
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降温半导体制冷片，406
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降温硬质隔热板，407
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冷端风扇，408
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导冷铝片，5
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气调技术组件，501
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气调硅窗，502
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保鲜剂放置盒，6
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附属组件，601
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水泵，602
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水箱，603
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单片机，604
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智能芯片，605
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数据采集传感器。
具体实施方式
41.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型作进一步说明。应该理解，这些描述只是实例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
42.如图1
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9所示，一种冷链物流周转快递箱，包括开关1、内胆2、温度控制组件3、降温技术组件4、气调技术组件5和附属组件6。开关1安装在箱体后方左下角，开关1下方设置电源接入口，内胆2设置在箱体内部，内胆2将箱体分为左右两个部分，箱体左侧位置中，温度控制组件3设置在箱体正前方右侧和内胆2下方，降温技术组件4设置在内胆2的上方，气调技术组件5设置在内胆2四周，附属组件6设置在箱体右侧内部，降温技术组件4中的进水管403、出水管404分别与附属组件6中的水泵601、水箱602相连接，温度控制组件3、降温技术组件4均与附属组件6中的单片机603相连接，附属组件6中的水泵601与单片机603相连接。
43.箱体由可发性聚苯乙烯树脂制作而成，用导热绝缘塑料制作内胆2并将其放置在箱体内部，由内胆2将箱体分为左右两个部分，生鲜产品储存在内胆2之中，当周转箱投入使用时，首先通过箱体后方左下角设置的电源接入口接入电源，然后打开设置在电源接入口上方的开关1，启动周转箱。
44.所述温度控制组件3包括温度输入器301、温度显示屏302、热敏电阻、温控半导体制冷片303、温控硬质隔热板304、导热铝片305。温度显示屏302设置在箱体正前方的右上角，温度输入器301设置在温度显示屏302下方，温控半导体制冷片303之间设置有温控硬质隔热板304，温控硬质隔热板304上方设置有导热铝片305，导热铝片305半包裹温控半导体制冷片303的热端，温控半导体制冷片303的热端面向内胆2内部安装，热敏电阻设置在内胆2内部，温度输入器301、温度显示屏302、继电器、电机、热敏电阻均与附属组件6的单片机603相连接，继电器与温控半导体制冷片303和降温技术组件4中的降温半导体制冷片405相连，电机与降温技术组件4中的散热风扇401、散热肋片402、冷端风扇407相连。
45.当周转箱启动之后，运输人员通过温度输入器301输入可满足当先生鲜产品运输需求的温度，由热敏电阻监控周转箱内部的温度，单片机603接收到温度信息之后，如若热敏电阻反馈箱体内的温度低于设定的温度，单片机603将控制继电器工作，由继电器驱动温控半导体制冷片303发热，而后通过导热铝片305和具有导热性能的内胆2迅速将温度调节到适宜水平。同时，当降温技术组件4的降温工作出现问题、或外界环境使箱内温度出现改变，使温度低于生鲜农产品运输的温度限定范围时，单片机603将继续控制温度控制组件3
进行温度调节工作。
46.所述降温技术组件4包括散热风扇401、散热肋片402、进水管403、出水管404、降温半导体制冷片405、硬质隔热板406、冷端风扇407、导冷铝片408。降温半导体制冷片405之间设有降温硬质隔热板406，散热风扇401、散热肋片402、进水管403、出水管404依次设置在降温半导体制冷片405的热端，导冷铝片408、冷端风扇407依次设置在降温半导体制冷片405的冷端，降温半导体制冷片405的冷端面向内胆2内部安装，散热风扇401、降温半导体制冷片405、冷端风扇407与附属组件6中的单片机603相连接，进水管403和出水管404与附属组件6的水箱602相连接。
47.当温度控制组件3中的温度设置和温度监控工作完成之后，如若热敏电阻反馈箱体内的温度高于设定的温度，即出现生鲜产品刚放入箱内时存在温度高于设定温度、温度控制组件3的升温工作出现问题、或外界环境使箱内温度出现改变等的情况，使温度高于生鲜农产品运输的温度限定范围时，单片机603将控制降温半导体制冷片405进行制冷，此时，冷端风扇407将在电机的驱动下迅速将降温半导体制冷片405工作形成的冷空气吹入周转箱内，把温度降至适宜范围。与此同时，由散热风扇401和散热肋片402在温度控制组件3的电机驱动下为降温半导体制冷片405散热，同时单片机603驱动水泵601运转，将水箱602内的冰水混合物通过进水管403，而后流经散热肋片402，对降温半导体制冷片405进行传热降温。
48.所述气调技术组件5包括气调硅窗501、保鲜剂放置盒502。气调硅窗501设置在内胆2四周，可根据不同的运输需求来进行厚度、开窗面积的设计，气调硅窗501采用可拆卸式硅橡胶膜窗设计，可对不同气体进行选择透气性来调节果蔬包装环境中气体比例，保鲜剂放置盒502设置在内胆2后方中间位置，可采用活性高锰酸钾氧化铝球小包，主要对生鲜产品在运输过程中产生的乙烯、水蒸气进行吸收，保鲜剂且可实时更换，两者相结合实现空气环境调节。由气调硅窗501来调节内胆内部环境中的气体比例，由保鲜剂放置盒502来存放保鲜剂且可实时更换。
49.包括水泵601、水箱602、单片机603、智能芯片604、数据采集传感器605。水箱602设置在箱体右侧底部，水箱602内部设有水泵601，智能芯片604、数据采集传感器605依次设置在水箱602的前面，单片机603设置在箱体右侧内壁上，水泵601与进水管403相连，水箱602与出水管404相连，智能芯片604由源rfid、低功耗蓝牙blue组成，可提供动态位置信息和位置追踪，数据采集传感器605由加速度传感器、重力传感器、温度传感器等组成，可采集车辆的各种信息，单片机603与水泵601、温度控制组件3、降温技术组件4连接，可控制水泵601运转，从而使水箱602内的冷凝水流动达到对降温半导体制冷片405的降温作用，此外，通过控制温度控制组件3中的继电器、电机工作来使温度控制组件3中温控半导体制冷片303、控制降温技术组件4中散热风扇401、散热肋片402、降温半导体制冷片405、冷端风扇407发挥作用。
50.如图10
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12所示，本实用新型的系统电路图为：
51.单片机603的型号是at89c51，xtal1、xtal2相接的电路为单片机工作所必须的起震电路，rst相接的是复位电路，可通过按键控制复位电路。
52.与p0.5、p0.6、p0.7、p0.8、p0.9相接的是nrf24l01无线收发模块，输出功率频道选择和协议的设置可以通过spi 接口进行设置实现单片与计算机芯片，内置频率合成器、功
率放大器、晶体振荡器、调制器等功能模块。
53.与p1.0相接的p10是降温半导体制冷片405，可完成装置的制冷工作；与p1.5相接的p15是水泵601，由水泵601将冰水混合物送入进水管403然后流经出水管404对降温半导体制冷片405进行降温。
54.与p1.1相接的p11是温度输入器301，可以通过加减调节按钮进行温度设定；由与p1.3相接的p13、与p1.4相接的p14、与p3.2相接的p32、与p3.3相接的p33、与p3.4相接p34来实现为温度调节工作。
55.操作人员通过温度输入器301温度，由热敏电阻监控周转箱内部的温度，单片机603接收到温度信息之后，控制温控半导体制冷片303制热，控制降温半导体制冷片405制冷，同时控制水泵601运转，从而使水箱602内的冷凝水流动达到对降温半导体制冷片405的降温作用，此外，通过控制温度控制组件3中的继电器、电机工作来使散热风扇401、散热肋片402、冷端风扇407发挥作用。
56.以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。