1．选题的依据及意义

2017年，全国快递量破400亿件，同比增长28%，意味着国内快递包裹分发已经进入日均一亿的时代。但中国电商的繁荣以及为消费者所带来的便利，其实很大程度上是建立在巨大的人力成本上。中国物流成本占GDP的20%，但美国可能只有我们的一半，且根据相关数据显示，在未来三四年还可能翻倍。

从这角度考虑，为了能搞提高快递行业的核心竞争力，发展智能化产业而不是劳动密集型产业，许多快递企业加大科研投入，向科技公司转型，智能无人物流仓库、绿色物流、无人机，大数据等技术运用，在对快递行业进行改造。而在目前中国物流行业成本最高的环节，并不是开车司机，仓储管理，而是最后一公里的一线快递员，2017年快递相关的从业人员中一线快递员占了总体一半以上，招聘快递员的费用极大的增加了快递运输的成本。

因此，如果把一线快递员无人化，快递企业的经济效益肯定会显著提升，无人化物流服务成为了研究的重点，无人车、无人机、无人仓、无人站、配送机器人等“无人科技”正成为电商、外卖、物流的新宠儿，在新技术的重构下，“低头下订单，抬头收快递”的生活方式成为可能。无人机解决偏远山村地区配送的最后一公里、无人车解决城市最后一公里、配送机器人深入园区楼宇，根据不同环境匹配不同的解决方案进行批量送货，提升配送效率。这是智慧物流走出无人仓后的实践，也是现阶段所能达到的无人配送，而无人配送的终极目标是，改造传统的物流体系架构，彻底实现智慧物流下的无人运作。

无人配送领域走得最早的是亚马逊，2013年它便提出无人机送货计划，三年后开发出的Prime Air带着爆米花给客户送了第一单。在国内京东，苏宁，阿里也紧跟步伐，京东无人配送小车已经在北京一些高校试运行，阿里自己研发的末端配送机器人小G已经运营了一年多，室外长距离运输版小G plus和室内版小G2代也在进行一定规模的量产。

而在为了真正实现送货上门的过程中，楼梯，台阶成为了主要的障碍之一，由于中国楼房的电梯普及率较低，在中小城市仍然存在着大量未安装电梯的中小层楼房，这就对快递运输的最后一米带来了一定苦难，因此为无人配送小车设计出一个平稳的，高速的，适应性强的能灵巧翻越楼梯的集光机电一体爬楼机构尤为重要。

目前，爬楼机械主要为履带式结构，但是履带式结构机械重量大，运动不灵活，而且履带易对楼梯造成损害；而星轮式体积较大，重心起伏较大且运动不平稳，需要额外安装控制重心的装置，成本较高。随着科技的发展，机器人样的步进式爬楼机械也逐渐进入了人们的视野，但其又存在行动缓慢，结构复杂，控制要求高的缺点。因此发明一种结构简单，自动运行且速度快，成本低的步进式爬楼机械尤为关键，从而能真正实现快递员可以在指定地点将一些包裹放入小车，小车完成全部配送任务后返回的目标。

2．国内外研究现状

为了降低运输成本，提高企业竞争力，许多物流企业都推进了无人配送项目，亚马逊在2013便提出了无人机送货计划，虽然进展缓慢，但仍在三年后开发出Prime Air，迈出了无人配送的第一步。国内企业有紧随其后，京东无人配送小车已经在北京一些高校试运行，京东无人配送车可以实现针对城市环境下办公楼、小区便利店等订单集中场所进行批量送货，其灵活性和便捷性将大大提升京东的配送效率。无人送货车在配送站完成商品装载，根据目的地进行自主路径规划，寻找最短路径并规避拥堵路段；在行驶过程中，遇到行人、宠物、车辆等障碍物，可以进行避障，绕路行驶，遇到十字路口，可以识别红绿灯做出相应行驶决策。自动行驶到目标建筑的指定位置后，京东无人送货车会通过京东APP、手机短信等方式通知用户收货；用户到无人车前输入提货码就可以打开货仓，取走自己的包裹。