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面向社区的智能无人快递小车（机器人）设计
摘 要：论文分析了国内现有的快递“最后一公里”配送方式的现状及存在的问题,对未来快递末端配送方式及其产品设计趋势做出了预测,提出了“智能无人快递小车（机器人）”的设计构想,并论述了其设计可行性及合理性.采用当前的“互联网+智能物流”技术,对智能无人快递小车（机器人）的功能、外观造型、内部结构等进行了概念设计,以此引导一种更高效、便捷、人性化的未来生活方式.
关键词：快递；智能；设计；配送
一、前言
最后一公里（Last kilometer）,在英美也常被称为LastMile（最后一英里/ 最后一公里）,原意指完成长途跋涉的最后一段里程,被引申为完成一件事情的时候最后的而且是关键性的步骤（通常还说明此步骤充满困难）[1].“最后一公里”问题广泛存在于各个领域,比如电子商务末端配送、人道物流末端配送、农业信息化建设、农村信息服务、通信服务、城市公共交通网络等[2].当前快递服务仍旧存在着很多问题,尤其是快递末端配送难题成为了矛盾的聚焦点.主要表现为“人+ 车”配送方式耗费人力、效率低下、配送时间安排不灵活、无法保障用户信息安全等问题.本研究对快递“最后一公里”配送产品的国内外现状进行了研究,开发设计了一款智能无人快递小车（机器人）,实现高效地完成快递到末端用户的配送流程,在任意时间为用户配送快递或餐饮,突破传统的人力快递配送方式.
二、“最后一公里”配送方式分析及设计概念提出
当前,我国的社区快递“最后一公里”配送方式还是以直接配送（）和定点自主取件（固定取件点）为主,同时,各领域在新的配送模式上也有一定的探索,如共享物流概念、无人机配送快递尝试、快递机器人研究等.
直接配送（）可是说是传统意义上的快递服务,也比较受用户欢迎,但它存在着一系列问题：①人力、物力、时间成本非常高,进而直接导致快配送效率较低；②货物安全性无法保障；③时间安排上不灵活,与客户时间冲突；④存在泄露用户隐私的风险；⑤配送车辆没有统一标准且存在安全隐患等[3].
定点自主取件（固定取件点）方式则主要用于解决“最后一公里”配送中存在的因投递失败、投递单过于分散等因素造成的投递成本过高等问题,其基本思路是采用集中投递、自主取件的方式来完成“最后一公里”的配送[4].根据提货点实现形式的不同,可以分为两种：一是与便民门店合作,二是建立专门的固定取件点,如在固定地点设置快递提取柜.这两种方式也存在一系列问题：①自主取件方式,被一些客户认为是降低了便利性或服务不到位,会受到一定排斥；②固定取件点的位置让用户不满意,由于位置是固定的,仅对距离其最近的一部分用户而言较为便利,而对大部分距离其较远的用户则依然不便；③可提货时间不灵活,目前国内的取件点大都需要人工值守,很难做到24 小时提货服务,这对客户来说很不方便.综合这三点,定点自主取件方式实际上更多的是解决配送人员缩短配送时间的问题,而对于用户需求的“个性化配送,即希望可以在合适的时间、方便的地点收到自己的快递件”则很难满足[5-6].
针对上述问题,本文提出了智能无人快递小车的设计概念,可24 小时为用户配送快递或餐饮,降低人力成本低.
三、系统分析
该智能无人快递小车需要实现自动上路行驶、感应路况、进行实时定位、与用户进行人机交互,高效地完成快递到末端用户的配送流程,实现时间安排灵活的目的,能在任意时间为用户配送快递或餐饮,（见图1）突破了传统的人力快递配送方式,优化乃至变革传统的快递配送模式,由此引导一种更高效、更便捷的全新未来生活方式.
定位人群主要为12—65 岁的人群,年龄范围较大,适应度比较广；面向城市社区人群,这类人群比较集中,对快递小车利用频率高,且对新事物接受能力强；使用场景为城市社区、高校等人员集中的场景.
四、概念设计
（1）自主送快递到用户手中（自主行驶、感应不同路况）,突破了“人+ 车”的快递配送方式的局限.（2）卫星实时定位,云端随时对小车进行跟踪,确保小车运行路线准确和安全.（3）搭载APP 平台,快递配送过程中可以向客户发送信息,将快递包裹安全送达客户手中；客户也可以通过其下单、预约寄送快递,完成支付,安全、便捷.（4）太阳能充电和自助充电桩方式相结合,未来无人快递小车在运行途中发现电量不足时,可以自主寻找充电桩并完成充电.（5）配有行车记录装置,对外界环境进行捕捉、判断、记录,遇到危险情况（外力损坏、盗窃等）自动报警（见图2）.
五、产品具体设计
该智能无人快递配送车包括车架、分拣机构、行走机构、驱动机构、电池组、控制箱以及外壳；车架内部形成上部安装空间和下部安装空间,分拣机构位于上部安装空间内,电池组和控制箱位于下部安装空间内；行走机构包括驱动轮和辅助轮（万向轮）,驱动机构包括轮毂电机和控制电机,轮毂电机、控制电机、控制箱分别与电池组电连接,且轮毂电机和控制电机分别与控制箱电连接；外壳包括上壳组件、中壳组件和下壳组件,上壳组件与中壳组件之间、中壳组件与下壳组件之间的接缝处分别设置有LED 灯带（见图3）.
采用的技术包括：① GPS 定位,结合陀螺仪实现巡航；② 7 组超声波避障：车头三组,用于路面避障；两侧各一组,辅助转弯；车尾2 组,辅助倒车避障；③路径规划选择；④ PID 闭环控制；⑤蓝牙、巡航双模式无线切换；⑥轮毂电机驱动,差速转弯；⑦电磁阀控制开门；⑧太阳能电池面板；⑨ LED 灯带实现灯语传递等（见图4）.
六、产品的创新设计意义
目前的快递配送都是靠“人+ 车”送到客户手上,耗费人力、效率低下、配送时间安排不灵活、无法保障用户信息安全、用户体验性差等.本课题下的智能无人快递小车采用当前的“互联网+ 智能物流”技术,可以自动行驶上路、感应路况、与用户完成人机交互,并能在任意时间自主进行快递或餐饮配送,时间安排灵活,能够保证用户信息安全等,突破了传统的人力快递配送方式,引导的是一种高效、便捷的生活方式,有巨大的市场价值和社会意义.
基于“互联网+ 智能物流”的智能无人快递小车（机器人）设计从当前国内外快递“最后一公里”配送的现状出发,对当前快递“最后一公里”配送模式进行优化、革新,成功由概念转化为可实现功能的实物产品.
七、结语
本文对智能无人快递小车（机器人）的背景、意义、可行性进行了系统分析,对小车可能要面临的问题进行了预测和评估,提出了一些解决方案,对无人快递小车进行了开发设计.“互联网+ 智能物流”这样的快递配送模式今后必然将成为一个发展趋势,在国内企业尚未大面积投入到该领域研究的情况下,该无人快递小车（机器人）小车的设计研究在优化快递服务、提高社区人群生活便利、提升快递“最后一公里”配送效率等方面具有突破性意义.
它会为人们的生活创造更多的便利,和更好的提升用户体验.
参考文献
[1] 互动百科. 最后一公里[Z]. http://www.baike.com/wiki/ 最后一公里.
[2] 张锦, 陈义友. 物流“最后一公里”问题研究综述[J]. 中国流通经济, 2015(4):23-32.
[3] 巨芳芳, 李武强. 浅谈电商物流最后一公里的配送[J]. 物流工程与管理, 2015(7):146-148.
[4] 杨聚平. 以客户为中心“最后一公里”配送模式研究[D]. 对外经济贸易大学, 2014:33-35,86.
[5]Limosani R, Esposito R, Manzi A, et al. Robotic delivery servicein combined outdoor-indoor environments: Technical analysis and userevaluation[J]. Robotics & Autonomous Systems, 2018.
[6] Lee D H. Resource-based task allocation for multi-robotsystems[J]. Robotics & Autonomous Systems, 2018.
( 基金项目：教育部人文社会科学研究青年基金项目:
创意经济背景下山寨产业盛行其背后的理论机理及实证研究.编号：（12YJCZH123）)
( 作者单位：胡凯程,重庆大学艺术学院；胡凯程、林立、谭青青,重庆交通大学)
创新设计论文范文结:
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