李曉慧 高昭 曹建波

【摘 要】針對目前傳輸系統(tǒng)在空間、應(yīng)用及功能上的局限性等問題，本文設(shè)計制造了多模塊可組式物流傳輸裝置，本作品根據(jù)“模塊式”設(shè)計理念，設(shè)計多個可根據(jù)不同的需求進行結(jié)構(gòu)、功能的“柔性化”拼接的功能模塊，有傳輸、分揀、稱重和貼標(biāo)模塊，組合靈活，使用方便；收縮的結(jié)構(gòu)節(jié)約空間，便于隨車移動；可調(diào)的尺寸可以適應(yīng)更多的場合。還可根據(jù)需求進行個性化擴展。

【關(guān)鍵詞】便攜式；模塊化；傳輸裝置；高效。

1 引 言

近年來，工業(yè)發(fā)達國家競相開放具有模塊化特征的機械工業(yè)產(chǎn)品，開發(fā)的基本原則是以少變應(yīng)多變，用少量模塊組合成多種產(chǎn)品，來優(yōu)質(zhì)、高效、最大限度地滿足不同用戶的需求，如今國內(nèi)的工業(yè)市場也向著模塊化發(fā)展[1-4]。并且隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，商品的運輸業(yè)也有了突飛猛進的發(fā)展，在物流輸送領(lǐng)域中傳輸裝置對物流輸送具有重要意義，不僅節(jié)省了運輸時間，也節(jié)約了人力資源，大大提高了運輸?shù)男省５缃袷忻嫔系膫鬏斞b置，大部分在空間及功能上具有局限性[5-9]：傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)多為針對某一地點或場合而特別定制的產(chǎn)品，應(yīng)用范圍受限；成本相對較高；物流包裹傳輸不能根據(jù)包裹不同的種類、目的地等進行分配，這使運輸過程流程長、工序多；考慮到物流中轉(zhuǎn)站的場地有限，傳輸設(shè)備不能集中放置。所以，市場需要一種成熟可靠的物流傳輸裝置，而多模塊可組式物流傳輸裝置就是針對這種需求而進行創(chuàng)新設(shè)計的。

2 多模塊可組式物流傳輸裝置設(shè)計

該多模塊可組式物流傳輸裝置可分為四個模塊：傳輸模塊、稱重模塊、分揀模塊、貼標(biāo)模塊。

（1）傳輸模塊

如圖1所示，傳輸模塊整體分別選用動力式輥子和圓帶作為輸送和傳動方式。輥子本身有驅(qū)動裝置，轉(zhuǎn)動呈主動狀態(tài)，可以嚴(yán)格控制物品運行狀態(tài)，按規(guī)定的速度精確、平穩(wěn)、可靠地輸送物品，便于實現(xiàn)輸送過程的自動控制。傳輸模塊分為直線傳輸部分和角度傳輸部分，前者直線可拉伸，高度可調(diào)，可上下傳輸；后者角度可選。以適應(yīng)更多的場地。直線傳輸部分利用平行四邊形的易變性的特點，使用多組平行四邊形結(jié)構(gòu)達到伸縮的效果，同時使用中間傳動輪保證傳輸帶伸縮時傳動帶長度不受到影響。角度傳輸部分是由多個小角度傳輸模塊疊加而成，模塊與模塊之間用燕尾槽式連接。傳輸裝置整體可以通過立腳的伸縮達到高度的調(diào)節(jié)，通過立腳的旋轉(zhuǎn)與伸縮達到上下角度傳輸，通過蝶形螺絲進行放松和鎖緊。

如圖2所示，為了保證稱重的準(zhǔn)確性，在保證所有滾筒處于同一上表面的情況下，我們通過減小滾筒的直徑來降低傳輸速度，延長稱重時間從而保證稱重的準(zhǔn)確性。小直徑滾筒的傳輸速度是標(biāo)準(zhǔn)直徑滾筒傳輸速度的1/3。

（3）分揀模塊

分揀模塊主要由傳輸部分、分揀執(zhí)行機構(gòu)、射頻識別控制系統(tǒng)和上位機軟件四大部分構(gòu)成。傳輸部分采用了滾筒式傳輸帶作為傳輸部分，上面有多個連接扣，可以連接其他模塊。分揀執(zhí)行機構(gòu)主要利用了齒輪齒條傳動。射頻識別控制系統(tǒng)的主要功能是通過射頻讀寫器對快遞中IC卡進行信息讀取并通過51單片機進行電機運動的控制，從而達到信息分揀的目的；同時通過USB串口進行信息與上位機的共享。上位機軟件是通過Visual Basic編寫，它主要有四個功能，分別是物流分揀信息對比、對讀取到的單號進行統(tǒng)計，并存入數(shù)據(jù)庫、對分揀推動時間的調(diào)節(jié)以及對IC卡信息進行寫入。

（4）貼標(biāo)模塊

貼標(biāo)模塊則是由以下五個機械結(jié)構(gòu)組成。第一個機械結(jié)構(gòu)是標(biāo)簽張緊機構(gòu)，主要使標(biāo)簽帶穿過幾根軸的間隙，固定標(biāo)簽帶在的位置并使標(biāo)簽帶一直處于張緊狀態(tài)。第二個是物品導(dǎo)向機構(gòu)，主要利用彈簧的彈性和導(dǎo)向板的引導(dǎo)使物品移動到合理的位置進行標(biāo)簽的粘貼。第三個是升降機構(gòu)，貼標(biāo)機整體可隨著型材套移動，達到高度調(diào)節(jié)的目的。第四個是微調(diào)機構(gòu)，主要通過兩個滑塊的移動實現(xiàn)滾筒在方框內(nèi)的移動，通過對撥標(biāo)簽板的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)出標(biāo)簽口的位置。第五個是傳感器移動機構(gòu)，主要為了調(diào)節(jié)標(biāo)簽貼在箱體上的位置而設(shè)計的。

3 結(jié) 論

多模塊可組式物流傳輸裝置因其擁有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、噪聲低、使用壽命長、運轉(zhuǎn)穩(wěn)定、工作可靠性、占據(jù)空間小等特點，并能適應(yīng)各種工作環(huán)境工作的模塊式、柔性化、移動性的設(shè)計，使其具有極其重要的意義。

從經(jīng)濟角度出發(fā)，模塊化運輸技術(shù)有利于滿足物流工廠為減輕工人勞動力的實際需求，質(zhì)量高、成本低，并且妥善解決了多品種小批量加工所帶來的制作方面的問題有很大的市場前景，本裝置不僅適用于貨物比較重、數(shù)量多的傳輸場合物流運輸車間，也將廣泛應(yīng)用于工廠、批發(fā)市場等各個生產(chǎn)領(lǐng)域，思維的不斷開闊、制造技術(shù)的不斷提高和制造材料的不斷改進，便攜傳輸裝置將會以前所未有的速度發(fā)展，保障輸送工作高效、安全、可靠的運轉(zhuǎn)，并將在社會和經(jīng)濟發(fā)展領(lǐng)域繼續(xù)起到更加重要的意義。

基金項目：浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動計劃項目；國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目；浙江師范大學(xué)學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技活動課題。

參考文獻：

[1] 濮良貴，陳定國，吳立言主編.機械設(shè)計[M].北京，高等教育出版社，2009.

[2] 劉英衛(wèi)，何世松，張洪濤主編.工程力學(xué)[M].北京理工大學(xué)出版社，2010.8（2013.8重?。?

[3] 楊黎明 主編.機電傳動控制技術(shù)[M].國防工業(yè)出版社，2007.

[4] 王宇飛，戚元華，林偉國.基于RFID的貴重設(shè)備移動監(jiān)測方法[J].電子測量技術(shù)，2013（12）.

[5] 李哲.射頻識別技術(shù)事件處理框架在MES中的應(yīng)用研究[D].湖南大學(xué)，2014.

[6] 居上游.論RFID技術(shù)及其應(yīng)用領(lǐng)域[J].商場現(xiàn)代化，2009（02）.

[7] 吳澤鋒.對日本大規(guī)模配送中心的事例研究[J].物流科技，2005（07）.

[8] 徐強.基于電子標(biāo)簽的配送中心分揀系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D].武漢理工大學(xué)，2008.

[9] 劉昌祺主編.物流配送中心揀貨系統(tǒng)選擇及設(shè)計[M].機械工業(yè)出版社，2005.

作者簡介：

李曉慧（1998—），女，浙江金華人，主要從事機電系統(tǒng)設(shè)計研究。

通訊作者：高昭，博士，講師，主要從事機電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的研究。

（作者單位：浙江師范大學(xué) 工學(xué)院）