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        有智慧的傳輸帶

        2022-10-03 08:40:18浙江省寧波市實(shí)驗(yàn)小學(xué)401班趙樂川薛雯心金奕宏吳易軒
        發(fā)明與創(chuàng)新 2022年30期

        ◎浙江省寧波市實(shí)驗(yàn)小學(xué)401班 趙樂川 薛雯心 金奕宏 吳易軒

        設(shè)計(jì)背景:

        傳輸帶被廣泛應(yīng)用于物流等行業(yè)。目前,雖然傳輸帶具備自動(dòng)傳輸和自動(dòng)分揀等功能,但是仍需人工控制,耗時(shí)耗力,且上面易附著病毒和細(xì)菌,存在傳播隱患。另外,物流盤點(diǎn)工作主要依靠人工,比較費(fèi)時(shí)。我們決定發(fā)明智能傳輸帶。

        設(shè)計(jì)思路:

        傳輸帶與消毒裝置組裝在一起,在傳輸?shù)倪^程中直接完成消毒滅菌工作,大大提高工作效率。整個(gè)過程全自動(dòng)化,無需依靠人工。

        傳輸帶自帶計(jì)數(shù)、暫停功能,更加節(jié)能。

        制作過程:

        1.準(zhǔn)備材料

        我們備齊了木制框架、橡膠輸送帶、直流馬達(dá)、雙向開關(guān)、4.5 V電池盒、藍(lán)色KT泡沫板、超聲波加濕器模塊、UNO主控板、OLED顯示屏、2個(gè)繼電器、2個(gè)紅外避障傳感器等。

        2.搭建模型

        我們將木制框架作為傳輸帶模型主體,先將橡膠輸送帶裝在框架上方,再將滑輪安裝在木制框架的側(cè)上方,用來帶動(dòng)橡膠輸送帶,然后將雙向開關(guān)、4.5 V電池盒和直流減速電機(jī)裝在木制框架底部,直流減速電機(jī)通過橡皮筋與滑輪連接。

        圖1 木制框架及部分器件

        圖2 藍(lán)色KT泡沫板框架

        圖3 傳輸帶模型

        接著,我們對(duì)藍(lán)色KT泡沫板進(jìn)行切割、拼接,搭建消毒通道,并將其與木制框架、智能硬件等組裝在一起,搭出傳輸帶模型。

        3.連接硬件

        硬件包括UNO主控板、2個(gè)繼電器、2個(gè)紅外避障傳感器、顯示模塊,面包板主要為多數(shù)元器件解決供電問題,所有的線正極均與5 V相連,負(fù)極與GND相連。連接方式見表1。

        表1 硬件線路連接方式

        圖4 硬件連接圖

        4.設(shè)計(jì)流程

        (1)接通電源,程序初始化。

        (2)當(dāng)傳輸帶前端的紅外避障傳感器檢測(cè)到物品時(shí),傳輸帶連接的繼電器和霧化消毒裝置自動(dòng)開啟。

        (3)當(dāng)物品經(jīng)過傳輸帶后端的紅外避障傳感器時(shí),OLED顯示屏顯示數(shù)量為+1。

        (4)當(dāng)紅外避障傳感器檢測(cè)到一定數(shù)量的物品經(jīng)過旁邊時(shí),霧化消毒裝置暫停工作,以方便搬運(yùn)物品及更換轉(zhuǎn)移工具,OLED顯示屏上顯示倒計(jì)時(shí)。

        (5)當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)沒有物品通過傳輸帶時(shí),霧化消毒裝置自動(dòng)關(guān)閉,以節(jié)省能源和霧化藥劑。

        5.編寫程序

        (1)初始化模塊

        我們將變量聲明、OLED顯示屏和繼電器等進(jìn)行初始化,避免復(fù)位時(shí)程序出錯(cuò)。

        (2)定時(shí)中斷模塊

        當(dāng)通過傳輸帶的物品達(dá)到一定數(shù)量后,需要暫停10秒以卸貨并換轉(zhuǎn)運(yùn)車,10秒后傳輸帶和霧化消毒裝置自動(dòng)開啟(倒計(jì)時(shí)類型1)。一段時(shí)間沒有檢測(cè)到物品經(jīng)過,傳輸帶和霧化消毒裝置自動(dòng)關(guān)閉(倒計(jì)時(shí)類型0)。這里用了Mixly中的MsTimer模塊,實(shí)現(xiàn)定時(shí)中斷功能。

        (3)物品計(jì)數(shù)模塊

        每件物品的長度不一樣,通過單一的等間隔傳感器信號(hào)無法判斷物品是否經(jīng)過,所以,我們引入了紅外標(biāo)記。當(dāng)紅外避障傳感器檢測(cè)到有物品,紅外標(biāo)記賦值為1;當(dāng)紅外避障傳感器檢測(cè)到物品離開,也就是出口檢測(cè)數(shù)量變成0,而紅外標(biāo)記未改變時(shí),開始計(jì)數(shù)。數(shù)量+1,紅外標(biāo)記賦值為0。除了以上這些程序代碼,我們還編寫了顯示屏程序代碼、換搬運(yùn)工具等待程序代碼等。

        圖5 編寫的程序

        改進(jìn)的想法:

        1.在物品包裹上貼RFID標(biāo)簽,實(shí)現(xiàn)物品快速清點(diǎn),配合分揀程序在消毒滅菌的同時(shí)實(shí)現(xiàn)包裹分揀。

        2.用機(jī)械臂代替人工進(jìn)行物品搬運(yùn),或者用循跡小車代替人工,實(shí)現(xiàn)全過程自動(dòng)化。

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