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智能转盘式快递分拣装置的设计与实现
作者：廖科 曹源文
来源：《教学考试》2017年第09期
摘要：分拣中心作为快递分拣在流通环节中必需流经的一个核心环节和关键部门，起着集聚，分拣再分散等诸多功能，而分拣快递的实际速率直接影响整个快递的运输速度。本作品以单片机为分拣系统控制器，利用三相异步交流电机、光电传感器、旋转圆盘等设备，完成了分拣系统的整体设计、功能实现。利用自动化机械设备控制扫码器自动识别条形码，从而减少了工人的工作强度，降低了分拣失误率，提高了分拣效率，优化了整个分拣过程，有利于提高整体服务水平。
关键词：快递；智能分拣；微机控制；扫码器；光电传感器
【中图分类号】TP311.52【文献标识码】A【文章编号】2095-2627（2017）9-0118-01 一、引言
随着数个五年计划的实施，我国经济得到快速发展。在“互联网+”的今天，电子商务和网络购物迅猛发展，随之日益庞大的物流配送工作对快递分拣行业提出了更高的要求。传统的快递分拣大部分由手工完成，浪费了大量的劳动资源 。大量研究表明，在物流中心的运作中，分拣作业成本占到物流中心的总运营成本的40%左右，分拣作业的时间占到整个物流中心总运作时间的60%以上 。分拣成本居高不下，分拣速度较慢一直是困扰快递行业的主要问题，建立一个低成本、高效率的物流配送体系是人们长期以来所希望的。
针对上述问题，本研究充分利用单片机在控制方面的卓越性能，结合推送机构在圆盘上的多方向推送，节省了占地空间，减少了工人劳动强度，节省了消费者时间且实现快递分拣线平稳运行、可靠分拣，并降低能耗的性能。 二、转盘式传输装置基本架构 1.传送带输送机构
皮带输送机构主要由输送带、主动滚筒、从动滚筒及动力传动装置等组成，皮带输送机动力来源于直流电动机，电动机通过传动链条驱动主动滚筒，从而带动输送带运动，实现快递物品的输送功能。 2.旋转圆盘传送机构
圆盘传送装置主要由三个部分组成：均分的圆盘机构、动力传动装置以及承载重力的机架。依靠齿轮传动的方式，电机将动力传给旋转圆盘用于传送快递。
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3.齿条推送装置
推送装置由三对相互啮合的齿轮齿条构成。电机通过DC的传动方式控制齿轮转动，齿轮正转反转控制齿条做往返直线运动，从而实现快速推出及收回动作。综合考虑分拣装置的结构及空间。 4.总体架构
快递分拣装置总体主要由三部分组成：皮带传送装置、圆盘分送装置、推送装置。皮带传送装置与圆盘传送装置处于相同的高度，两者通过机架固定连接。推送装置安装在圆盘转送装置中心的钢板，利用机架与传送圆盘的底盘固定相连。总体结构图如1-1所示： 三、传感装置的选取和安装方式 1.扫描器
为了便于传输信号和控制，选用PS2类扫码器，型号为830激光条形码扫描枪。通过一个智能接头进行信号转换；通过辅助机械结构控制自动完成扫码。其安装位置处于传送带运输装置一侧。 2.光电传感器
光电传感器，是一种以光电元件来完成检测功能的传感器。它首先将被测量的变化以光信号的变化来表示，然后将光信号进一步转换成电信号以完成传感的功能。根据传感器安装使用的方便性，选用红外光电感应器扩散漫反射型光电开关传感器，安装在每个推送出口与推送齿条所在直线上。
四、智能控制系统设计 1.智能识别分拣系统设计
系统的扫描识别部分主要由51单片机、反射式光电传感器和扫码器组成。当光电传感器感知货物，内部电平由低电平变为高电平，驱动电机控制扫码器扫描。扫描完成后把相应信号通过51单片机传输给推送机构的控制部分并作分区地址的标记，当快递经由圆盘到达指定分拣区域时，光电传感器再次感知，改变电路电平，最终连通整个推送电路，最终完成识别任务。51单片机控制电机带动推杆的原理图如下3-1： 2.控制器单元
系统以单片机为控制器，系统的流程图如图3-2所示。当快递进入输送带1时，光电传感器配合条码扫描器识别条码，将条码信息转为控制信号控制系统打开内部电路1；随后快递进
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入圆盘机构，随着圆盘做旋转运动，当到达一定位置时，快递挡住光电传感器的感光触头，系统检测到光电传感器的的输出由低电平变为高电平后发出脉冲信号，传给单片机控制器，此时控制内部电路2也将打开，使得整个控制系统电路接通，从而控制推手机构运动推出快递，然后由各个输出口输出。 五、结束语
本分拣系统提高了分拣效率，减少了分拣失误优化了分拣作业流程，有利于快递企业实现快速反应，提高服务水平。实践表明了该系统操作简单、功能良好，功能易于实现，取得了良好的效果。
但本作品也具有一定的局限性。
1）真实分拣中，快递的放置是随机的，而我们试验时是将快递整齐放置，便于扫描与推送，因而和实际是有一定区别的。不过如果配上校正定位装置，就能很好的贴合实际，用于实践。
2）真实输送中，快递的高低大小及条码的贴放比较随机。本次实验是将条码贴在大小相同的盒子的同等高度，不过我们可以将多个扫码器信号电路做并联处理，就可解决条码位置与快递大小随机贴放的问题。因而也并不影响此作品的应用价值。 参考文献：
[1]颜伊庆，潘丽萍.基于PLC的自动分拣系统[J].机电工程，2012（11）. [2]李庆磊.物流中心分拣策略的研究与应用[D].山东：系统工程，2006