安装在上部空间的固定式购物箱的温控解决方案的制作方法

本发明涉及无人售货领域，尤其是一种安装在上部空间的固定式购物箱的温控解决方案。

背景技术：

本申请人在先申请的多个关于安装在墙壁上部空间、单根立柱顶部或公交站亭顶棚上的具有下降货道、升降货道或升降盒的固定式购物箱的专利申请，其中包括一种无人超市顶棚公交站亭、一种管道内降式单立柱购物箱、具有内置送货升降盒的悬挂式智能购物箱等专利申请。

上述专利申请中都没有关于温度控制的解决方案，而且基本上都是安装在室外环境中，当夏季气温高时不太利于商品的存放，尤其是饮料类温度高不利于解渴，冬季低于冰点时，饮料类易结冰，也不利于饮用，灌装或玻璃瓶装类饮料可能结冰甚至冰破包装瓶。

基于上述原因，本申请将在上述在先申请的基础上，增加温控装置及相应的保温结构，以实现上述在先申请中的安装在上部空间的固定式购物箱或棚顶无人超市的温度控制功能，以期更贴心地方便和服务于用户。

技术实现要素：

本发明将上述在先申请所述的安装在上部空间的固定式购物箱或棚顶无人超市的箱体外壁及箱门全部设计为具有保温层的箱体外壁和箱门，增加温控装置及相应的保温结构，以实现所述购物箱或棚顶无人超市的温度控制和温度调节的功能。由于上述棚顶无人超市就是更大空间的放大版购物箱，为方便说明，本申请将所述棚顶无人超市的货架顶棚也统称为购物箱。本申请所述安装在上部空间的固定式购物箱是相对于安装在上部空间的箱体部分可以整体升降的升降式购物箱而言的。

图1所示为本申请所述安装在上部空间的固定式购物箱的温控解决方案的示例1示意图，图中所示为一款单立柱购物箱a0的侧仰视图，所述购物箱a0包括立柱a1、箱体a2、托架a3，本示例是在上述在先申请的一种管道内降式单立柱购物箱的基础上，在所述箱体a2中安装温控装置组件，以及将托架a3内的空间加大，用于安装温控装置的组件。

图中所示所述托架a3一侧或两侧具有散热格栅a33，所述托架a3内空间加大后具有托架仓。

如图2所示为所述购物箱a0上部的局部示意图，为所述托架a3去掉一侧格栅面板后的托架仓内的示意图，本示例将采用压缩机制冷制热方式，所述托架仓内安装有作为温控组件的微型压缩机a80及其他温控组件，所述购物箱a0具有控制系统，所述托架仓内可以安装所述控制系统的控制主板a01、电源模块a02，甚至充电电池等。

如图3所示为所述购物箱a0沿中线处的剖切面示意图，所述箱体a2的箱体外壳中都具有保温层，所述箱体外壳保温层中紧贴箱体外壳的内壁一侧具有作为温控组件的蒸发器管a81，所述托架a3内壁安装有作为温控组件的冷凝器管a82，所述箱体a2内具有循环风扇a23，用于提高温控效率及温度均匀性，所述风扇a23的具体安装位置根据实际情况设计，不限于图中所示位置。

所述箱体a2内具有箱内货道，所述箱内货道具有货品下落口a20，所述下落口a20处具有下落口门a200，所述下落口门a200为保温材料或具有保温层，本示例采用对开式弹簧翻板下落口门结构，当货品下落到所述下落口门a200上时，通过重力自动打开所述下落口门a200下落到所述立柱a1的管内货道中，当货品穿过所述下落口门a200后，所述下落口门a200在弹簧的作用下自动关闭，图中所示为所述下落口门a200关闭时的状态，起到隔热保温、节能降耗的作用。当然地，所述下落口门a200也可以采用电控开关的方式，通过所述控制主板a01及传感器来控制所述下落口门a200的开关。

所述箱体a2内壁也可以安装电辅加热的温控制热组件以实现制热功能，所述制热组件可以有很多种方式，如电热丝、电热带、石英发热片、ptc陶瓷、半导体制冷片、石墨烯发热膜等，通过所述发热材料的制热功能及压缩机的制冷功能，实现所述购物箱a0的制冷制热双温控模式。

本示例采用电辅加热及压缩机制冷的温控方式，当然地，也可以通过在所述箱体a2及所述托架a3中反向同时布置冷凝器管、蒸发器管，通过切换阀门进行制冷制热模式的切换。本示例所述压缩机a80也可以根据实际设计需要安装在所述箱体a2内，不限于安装在所述托架a3内。

所述箱体a2内具有箱内温度传感器，用于检测箱内实时温度，所述箱体a2外或所述立柱a1、托架a3上具有箱外温度传感器，用于检测环境实时温度，所述控制系统或云端后台根据货品的存储温度要求，以及环境的实施温度状态调节控制箱内温度。

图4所示为本申请所述安装在上部空间的固定式购物箱的温控解决方案的示例2示意图，图中所示为一款单立柱购物箱b0的侧仰视图，所述购物箱b0包括立柱b1、箱体b2、托架b3、井管b8，本示例是在上述在先申请的一种管道内降式单立柱购物箱的基础上，增加地下水温控组件，以实现通过地下水对所述购物箱b0内的温度进行一定调节控制的解决方案。

本示例将采用地下水进行温度调节的温控解决方案，主要用于地下水水位较高、地下水丰富，不方便接通市电的使用场景，电源将采用可更换的充电电池及太阳能电池板进行供电，所述箱体a2上部具有太阳能电池板b5，当然地，也可以同时配套小型风力发电机。

本示例所述井管b8与所述立柱b1可以通过固定件连接为一体，所述井管b8底部具有椎体结构，可以通过钻孔或锤击的方式将所述井管b8插入到地下，井管一般不超过50米深，优选为10-30米左右，地下水位高于20米以上的使用场景。

所述井管b8的管壁具有渗水孔b88，所述井管b8与所述立柱b1连接处具有埋深体b11，所述埋深体b11埋深在地面以下，以加强所述购物箱b03的结构稳定性。

如图5所示为所述井管b8沿中轴线的剖切示意图，所述井管b8内位于所述渗水孔b88处具有过滤材料b86，本示例所述地下水温控组件将采用井管开放而热交换管路闭环的半闭路循环系统，所述井管b8管内底部具有井底热交换体b83，所述井底热交换体b83采用导热性高的材料及热交换效率高、循环阻力小的结构，本示例所述井底热交换体b83将采用较简单的铜管螺旋体结构作为热交换体，作为热交换体的材料及结构可以设计很多种，不应限于图中所示的铜管螺旋体结构。

所述井底热交换体b83上部连接到连接管b82，所述连接管b82外具有保温层的保温套b820，所述连接管b82从所述立柱b1内穿过，所述连接管b82与所述井底热交换体b83管道可以为一样材质的一体化结构，也可以为不同材质，通过连接件进行连接，优选采用导热性不太好的塑料管材，这样可以尽量降低管路中的热损耗，也可以降低成本。

如图6所示为所述购物箱b0上部沿箱内货道中轴线的剖切示意图，所述箱体b2的箱体外壳内具有保温层，所述保温层内贴近箱体外壳内壁一侧盘绕有箱内热交换管b81。

所述箱内货道中间具有货品下落口b20，所述下落口b20处具有下落口门b200，所述下落口门b200具有保温层，本示例采用对开伸缩式下落口门结构，所述下落口门b200具有开关门伸缩机构b201，通过所述伸缩机构b201驱动所述下落口门b200伸缩，以打开或关闭所述下落口b20。

当所述箱内货道的传感器检测到分发的货品下落到所述箱内货道上时，通过控制系统驱动所述伸缩机构b201打开所述下落口门b200，延时一定时间或通过传感器检测到货品下落到所述立柱b1的管内货道中后，驱动所述伸缩机构b201伸出所述下落口门b200关闭所述下落口b20。

所述立柱b1内具有管内货道型材衬套b85，所述连接管b82从所述型材衬套内的侧管腔中穿过，为方便图示说明，图中所示所述型材衬套b85中的窗口内为穿过的所述连接管b82，实际设计时是没有该窗口的。另外一根所述连接管b82从所述型材衬套b85内的的另外一侧侧管腔中穿过。

如图7所示为所述托架b3沿与所述箱内货道方向垂直的中轴线方向的剖切示意图，所述托架b3中具有托架仓，所述托架仓中具有循环泵b80，由于本示例采用管内闭路循环系统，所述循环泵b80可以设计安装在所述购物箱b03的任意位置，包括所述箱体b2、所述立柱b1底部或所述井管b8内，所述循环泵b80进水口和出水口与所述连接管b82、所述箱内热交换管b81连接，两根上下行所述连接管b82下端与所述井底热交换体b83连接，上端与所述箱内热交换管b81及所述循环泵b80连接，形成地下水上下行热交换循环回路。必要时可以安装2个所述循环泵b80来共同完成管内循环的驱动。

所述热交换管b81最高位置设有灌水阀门，用于安装完成后为整个管内循环系统灌满热交换介质及排气，本示例所述热交换介质采用较廉价易得的水，具体热交换介质可以根据地区不同进行配比。

由于本示例采用管内闭路循环系统，所述循环泵b80的扬程可以比直接将水从井底通过潜水泵提升到所述箱体b2高度的潜水泵的扬程要小很多，功率要低很多，可以不需要太计较扬程，只需考虑管内耗损，只需要同等扬程潜水泵的几分之一甚至十分之一即可，可以极大地降低所述循环泵b80的功率要求，以适应于无市电的环境下使用。利用地下水进行温度调节，虽然节能，但缺点是地下水一般15-20度左右，只能将所述购物箱b0内的温度调节到在夏季将所述购物箱内的饮料降低到凉爽程度，在冬季可以防止饮料类结冰。当然地，必要时可以与压缩机或电辅加热元件同时安装。

所述箱体b2内具有箱内温度传感器，用于检测箱内实时温度，所述箱体b2外或所述立柱b1、托架b3上具有箱外温度传感器，用于检测环境实时温度，所述井管b8内底部或所述井底热交换体b83上具有井底温度传感器，用于检测井底的地下水温度，必要时，所述箱内热交换管b81内或外的进出水端安装管内温度传感器，用于检测热交换情况，通过多个温度传感器的温度变化对比，所述控制系统或云端后台根据货品的存储温度要求，以及环境温度，实时调节控制箱内温度，实现对本示例所述的地下水温度调节温控装置的实时控制。

本示例主要针对的是地下水为较高的使用环境下的一种节能型温度调节方案，如果地下水位较低，或者水位变化较大的地区，也可以采用本示例所述的管内闭路循环系统的一种变通方案。

如图8所示为一种无渗水孔的井管c8的剖切侧视图，是将图5所示的所述井管b8去掉所述渗水孔b88及过滤材料b86后的井管埋深部分为密封型的密封型井管c8，其他结构和装置可以完全相同，即采用井管封闭而热交换管路闭环的全闭路循环系统。

将所述封闭性井管c8安装到地下后，井管内依然安装所述井底热交换体b83，在所述井管c8内充填导热介质，比如所述井管c8采用钢管，直接采用水或纯净水作为导热介质将所述井管c8灌装到一定高度，比如距地面2米，通过钢管与地底环境进行热交换，通过热交换介质的管内自动上下热循环，与所述井底热交换体b83进行封闭性管内热交换，也可以实现在一定程度上的对箱体内温度的调节控制，以适用于无法接通市电、地下水位过低的环境下使用，起到一定的温控和节能的效果。必要时在所述井管c8管内底部或所述井底热交换体b83安装浆叶扇，进行间隔式启动，尤其是冬季，可以实现所述井管c8内的导热交换介质的辅助上下循环，以提高热交换效率。

必要时，所述井管及井管内温控组件也可以采用2套以上井管及井管内温控组件对所述购物箱内温度进行调节，本申请全部以一套代替和包含一套以上进行说明。

如图9所示为本申请所述安装在上部空间的固定式购物箱的温控解决方案的示例3示意图，图中所示为一款无人超市顶棚公交站亭d0的侧俯视图，所述公交站亭d0包括立柱d1、货架顶棚d2，所述货架顶棚d2具有顶棚门d27，所述立柱d1旁具有垂直升降货道d7。

本示例所述所述货架顶棚d2外壳壁及所述顶棚门d27都具有保温层，所述货架顶棚d2上部安装有独立的温控组件仓d8，所述温控组件仓d8内具有压缩机、冷凝器及相关制冷制热温控组件。

如图10所示为所述公交站亭d0的所述货架顶棚d2沿所述升降货道d7的前面板方向的剖切示意图，所述温控组件仓d8内具有压缩机d80、冷凝器d81，所述货架顶棚d2由于空间较大，没有必要将全部空间都设计为温控区，以节省能耗，本示例将所述货架顶棚d2通过中间的隔板d21分隔成左右两边，左边为温控区，用于存储需要温控存放的货品，如饮料类，右边为常温区，用于存储可以无需温控存放的货品，如纸巾，所述隔板d21也具有保温层。所述货架顶棚d2内能够安放货品分发装置，由于所述货品分发装置不是本申请的重点，为方便图示说明本申请的技术特点，图中将所述货品分发装置予以忽略，不代表没有。

如图11所示为图10中所示的所述货架顶棚d2左边温控区局部示意图，为方便图示说明，图中所述升降货道d7为去掉前面板的示意图，所述升降货道d7上端的货品下落口处具有下落口门d200，本示例所述下落口门d200采用电控单翻板门结构，具有保温层，通过电控驱动机构实现所述下落口门d200对所述下落口的开关。

所述货架顶棚d2左边温控区外壳壁内都具有保温层，所述温控区外壳以及所述隔板d21内壁具有温控组件的蒸发器盘管d81，与所述温控组件仓d8中的温控组件配套，以实现所述货架顶棚d2左边温控区内的温度控制。所述温控区内具有箱内温度传感器，所述温控区外的所述货架顶棚d2中或所述温控组件仓d8中具有箱外温度传感器，用于检测所述温控区内外温度。

本申请为一种安装在上部空间的固定式购物箱的温控解决方案，包括立柱、购物箱，其特征在于：所述购物箱或购物箱温控区的外壳都具有保温层，所述购物箱的下落口具有下落口门，所述下落口门为保温材料或具有保温层，所述购物箱具有温控装置组件，通过所述温控装置实现对所述购物箱或购物箱内温控区的温度控制或调节。

所述购物箱或购物箱温控区内具有箱内温度传感器，所述购物箱具有箱外温度传感器。

所述购物箱的温控装置为压缩机制冷制热组件，所述购物箱外壳内壁保温层内具有蒸发器，所述购物箱外壳外壁内或托架内具有冷凝器，或者独立的温控组件仓中具有冷凝器，所述温控装置的压缩机安装在所述购物箱、立柱、温控组件仓或者托架仓中，所述购物箱中具有电辅加热组件，用于为所述购物箱提供制冷制热双温控模式。

所述购物箱的温控装置采用地下水温度调节组件，所述购物箱外壳内壁保温层内或购物箱箱体内具有箱内热交换管，地面以下具有井管，所述井管底部具有井底热交换体或潜水泵，所述井管内及所述立柱内具有连接管，所述连接管具有保温层。

所述地下水温度调节组件采用井管开放而热交换管路闭环的半闭路循环系统，所述井管上具有渗水孔，所述井管内渗水孔处具有过滤材料，所述井管底部具有井底热交换体，所述购物箱、立柱、托架仓或井管内具有循环泵，所述箱内热交换管与所述连接管、循环泵，以及井底热交换体连接为闭路循环管路，所述闭路循环管路内具有导热介质，通过所述循环泵驱动所述导热介质在所述闭路循环管路中上下循环，实现利用地下水对所述购物箱内温度的调节。

所述地下水温度调节组件采用井管封闭而热交换管路闭环的全闭路循环系统，所述井管上没有渗水孔，所述井管为封闭式井管，所述井管底部具有井底热交换体，所述购物箱、立柱、托架仓或井管内具有循环泵，所述箱内热交换管与所述连接管、循环泵，以及井底热交换体连接为闭路循环管路，所述井管以及闭路循环管路内具有导热介质，通过所述循环泵驱动所述闭路循环管路内导热介质在所述闭路循环管路中上下循环，实现利用地下水对所述购物箱内温度的调节。

所述地下水温度调节组件采用双井管与热交换管路全开放式的全开路循环系统，所述井管采用双井管，所述井管上具有渗水孔，所述井管内渗水孔处具有过滤材料，一根所述井管底部具有潜水泵，另一根所述井管底部具有出水阀，所述箱内热交换管与所述连接管、潜水泵、出水阀连接为开路循环管路，通过所述潜水泵将井管内的地下水抽到所述箱内热交换管进行热交换，通过所述出水阀回流到地下，实现利用地下水对所述购物箱内温度的调节。

所述箱内热交换管顶部具有灌水阀门，所述灌水阀门用于抽气、灌水或充灌导热介质。所述井管底部或井底热交换体、潜水泵上具有井底温度传感器。所述购物箱内具有循环风扇。所述购物箱上具有太阳能电池板或和小型风力发电机，所述购物箱具有可更换式充电电池及电源管理模块。

附图说明

图1为单立柱购物箱a0的侧仰视图。

图2为购物箱a0上部的局部示意图。

图3为购物箱a0沿中线处的剖切面示意图。

图4为单立柱购物箱b0的侧仰视图。

图5为井管b8沿中轴线的剖切示意图。

图6为购物箱b0上部沿箱内货道中轴线的剖切示意图。

图7为托架b3中轴线方向的剖切示意图。

图8为无渗水孔的井管c8的剖切侧视图。

图9无人超市顶棚公交站亭d0的侧俯视图。

图10为货架顶棚d2沿升降货道d7的前面板方向的剖切示意图。

图11为图10中所示的货架顶棚d2左边温控区局部示意图。

图12为固定式购物箱的温控解决方案的实施例示意图。

图13为货架顶棚e2左边温控区局部剖切示意图。

图14为井管e8-1底部沿中线部分的剖切示意图。

图15为井管e8-2底部沿中线部分的剖切示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例来说明本发明所述的安装在上部空间的固定式购物箱的温控装置的更多解决方案。

如图12所示为本申请所述的安装在上部空间的固定式购物箱的温控解决方案的实施例示意图，本实施例将在一种无人超市顶棚公交站亭e0的地下部分安装作为温控组件的地下水循环双井管e8-1、e8-2，本实施例将采用开放式地下水循环温控解决方案，以对所述公交站亭e0的货架顶棚e2内的温控区进行温度控制与调节。

图中所示的所述公交站亭e0是在上述在先申请的一个无人超市顶棚公交站亭示例的基础上，增加了本实施例所述的利用地下水进行温控调节的温控解决方案，所述公交站亭e0包括立柱e1、货架顶棚e2，与上述示例3一样，所述货架顶棚e2具有顶棚门e27，所述立柱e1旁具有垂直升降货道e7。

所述公交站亭e0还包括安装在地下的2根井管e8-1、e8-2，图中所示阴影代表地面，阴影以下部分代表地下部分，阴影以下十字立柱结构为所述立柱e1处于地面以下的埋深加强结构。

本实施例所述双井管e8-1、e8-2分开安装在2个所述立柱e1下部，即先将所述井管e8-1、e8-2插入地下，再安装所述立柱e1，所述井管e8-1、e8-2内的管路可以穿过所述立柱e1到达所述货架顶棚e2的温控区箱体内，当然地，所述井管e8-1、e8-2也可以安装在所述立柱e1的旁边位置，通过所述立柱e1地下部分的管孔进入到所述立柱e1内，理论上，2根所述井管e8-1、e8-2相距越远，温控交换的效果会越好。图中所示井管e8-1、e8-2的长度不代表实际长度。

图13所示为与图11所示一样的所述货架顶棚e2左边温控区局部剖切示意图，同样地，图中所述升降货道e7去掉前面板，所述升降货道e7的上端货品下落口处具有下落口门e200，所述下落口门e200为单开翻板门结构，所述下落口门e200可以采用弹簧翻板，也可以采用电控开关，所述下落口门e200具有保温层。

所述货架顶棚e2左边温控区外壳壁内都具有保温层，所述温控区外壳以及隔板e21中具有温控组件的箱内热交换管e81，当然地，所述箱内热交换管e81也可以盘绕在所述货架顶棚e2内的其他合适安装和热交换的位置，所述货架顶棚e2内具有循环风扇e23。

如图14所示为所述井管e8-1底部沿中线部分的剖切示意图，所述井管e8-1上具有渗水孔e88，所述井管e8-1内具有过滤材料e86，所述井管e8-1底部具有潜水泵e80，所述潜水泵e80通过连接管e82连接到所述货架顶棚e2内的箱内热交换管e81，所述连接管e82外具有保温套e820，所述潜水泵e80或所述连接管e82底部具有单向阀。

如图15所示为所述井管e8-2底部沿中线部分的剖切示意图，所述井管e8-2上也具有渗水孔e88，所述井管e8-2内具有过滤材料e86，所述井管e8-2内也具有连接管e87，所述连接管e87外具有保温套e870，所述连接管e87底端具有电控出水阀e89，所述连接管e87上端连接到所述货架顶棚e2内的箱内热交换管e81。

本实施例的温控解决方案为，通过所述井管e8-1内的所述潜水泵e80抽取地下水，经过所述连接管e82进入到所述箱内热交换管e81进行热交换，经过循环后的地下水从所述井管e8-2一侧的所述连接管e87回流到所述井管e8-2中，通过所述井管e8-2渗透回流到地下，形成一个开放式循环回路，即采用井管与热交换管路全开放式的全开路循环系统，充分利用地下热资源的同时，不会对水资源造成浪费。

本实施例采用在所述井管e8-2内底部的连接管e87底端安装双稳态电控出水阀e89，当所述潜水泵e80启动时，打开所述出水阀e89，当所述潜水泵e80停止时，关闭所述出水阀e89，可以防止地下水位变化时，管路内可以进气，同时，所述箱内热交换管e81顶部具有灌水阀门，当本实施例所述地下水循环温控组件安装完成后，通过所述灌水阀门为管路中灌满水，当灌水时，所述出水阀e89为关闭状态，以方便灌水，所述灌水阀门兼具灌水放气作用，将管路中灌满水后，整个管路中形成一个倒置连通器，也可以形成一个半开放式的循环回路，由于连通器的原理，这样可以大大降低对所述潜水泵e80的功率要求，如果单纯将地下水抽到所述货架顶棚e2上后自然下流，对所述潜水泵的扬程要求要高几倍。当然地，如果不考虑功耗，也可以在所述连接管e87底端不安装所述出水阀e89，回水直接流到所述井管e8-2内。

当然地，也可以在所述井管e8-2内底部保留一定高度的管道没有所述渗水孔e88，保以持底部长期有水，再将管路中的空气抽完，也可以起到一定的连通器作用，也可以起到降低对所述潜水泵的功耗要求，这样较适合地下水位高，地下水丰富的环境下使用。

所述货架顶棚e2的温控区内具有箱内温度传感器，所述温控区外的所述货架顶棚e2中或所述立柱e1中具有箱外温度传感器，用于检测所述温控区内外温度，所述井管e8-1、e8-2底部或所述潜水泵e80中具有井下温度传感器，所述箱内热交换管e81中也可以安装一个或多个温度传感器，用于检测管路中的实时温度状态，以便于控制系统进行实时调节控制。

当然地，本实施例可以与上述示例3所述的压缩机温控组件进行混合实施，以达到更稳定更大温控范围的温度控制和节能降耗的双重效果。

必要时，所述双井管及井管内温控组件也可以采用2套以上双井管及井管内温控组件对所述购物箱内温度进行调节，当然地，为节省成本，也可以采用单井管的方式安装上述温控组件，本申请全部以一套代替和包含一套以上进行说明。

本申请的所有实施例和示例所述的具体数据、使用材料、成型方式以及图形的比例，仅仅是为了方便描述而设置，不应作为限定本发明专利权的限制。然而，本领域技术人员可能会意识到其中一个或多个具体细节描述可能会被省略，或者还可以采用其他的方法、组件、或材料，在实施例中一些实施方式并没有描述或者没有详细描述。此外，本文中记载的特征、实施或特点还可以在一个或者多个实例中以任意合适的方式组合，不应以此限制本发明之专利权。