一種新型全自動(dòng)快遞包裝機(jī)

摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)購物的飛速發(fā)展，快遞數(shù)量的突增，網(wǎng)絡(luò)商家的發(fā)貨壓力越來越大，文章設(shè)計(jì)了一種新型全自動(dòng)快遞包裝機(jī)，該裝置能夠自動(dòng)檢測商品的大小，能夠根據(jù)大小將商品裝入紙箱內(nèi)，能夠大大地縮減商品的包裝時(shí)間，提高網(wǎng)絡(luò)商家的包裝效率，提高服務(wù)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：全自動(dòng)；快遞包裝；自動(dòng)識(shí)別

1 項(xiàng)目背景和研究意義

近幾年，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)購物逐漸大放異彩，日益成為一種重要的購物形式，隨著當(dāng)當(dāng)網(wǎng)、淘寶、京東等各購物網(wǎng)站的發(fā)展，并伴隨著中國網(wǎng)名的增長，越來越多的人有了網(wǎng)絡(luò)購物的體驗(yàn)，除了交易可信度以外，物料配送成為直接影響人們購物體驗(yàn)的重要一環(huán)，本作品從類似淘寶賣家等的網(wǎng)絡(luò)商家出發(fā)，解決網(wǎng)絡(luò)商家的商品包裝問題，能夠大大地提高網(wǎng)絡(luò)商家的發(fā)貨效率，使人們能夠擁有更好的網(wǎng)絡(luò)購物體驗(yàn)。該作品[1-2]能夠自動(dòng)識(shí)別商品大小，并根據(jù)其大小使用不同尺寸的的紙箱進(jìn)行包裝，能夠降低人力成本，并提高效率。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一種新型全自動(dòng)快遞包裝機(jī)，包括傳感器機(jī)構(gòu)、傳送帶機(jī)構(gòu)、機(jī)械臂機(jī)構(gòu)、開箱機(jī)構(gòu)、整體支架、中心控制器。整體支架作為如圖1所示，傳送帶機(jī)構(gòu)安裝在整體支架的左側(cè)邊角，傳感器機(jī)構(gòu)底部通過固定角鐵與整體支架固定，具體安裝在傳送帶機(jī)構(gòu)的1/2處，傳送帶機(jī)構(gòu)的下方為置物架，用于物品的暫時(shí)存放，置物架左側(cè)為機(jī)械臂機(jī)構(gòu)，機(jī)械臂機(jī)構(gòu)底部與中心控制器組件的底板上部相連，底板直接固定在整體支架上，中心控制器固定在底板下部，通過銅柱連接。傳送帶機(jī)構(gòu)右側(cè)為開箱機(jī)構(gòu)，開箱機(jī)構(gòu)直接與下部整體支架相連，開箱機(jī)構(gòu)兩側(cè)為儲(chǔ)箱盒，用于存放不同大小的紙箱。

2.1 傳感器機(jī)構(gòu)

如圖2所示，傳感器機(jī)構(gòu)由傳感器、傳感器固定架和傳感器底座組成。傳感器固定在傳感器固定架的孔中，幾個(gè)傳感器同時(shí)在一個(gè)水平線上，傳感器固定架下端與傳感器底座相固定，最后將傳感器底座與整體支架相固定。工作時(shí)傳送帶機(jī)構(gòu)帶動(dòng)物品傳送時(shí)，物品開始經(jīng)過傳感器部分，從第一個(gè)傳感器開始，依次接收信號(hào)并亮燈，當(dāng)物品末端離開第一個(gè)傳感器，失去信號(hào)并滅燈，此時(shí)物品前端被帶到第n個(gè)傳感器處并亮燈，與此同時(shí)計(jì)算第n個(gè)亮燈傳感器與第一個(gè)傳感器的距離，得到物品長度尺寸。在本套系統(tǒng)演示裝置中，我們只安裝了單排的傳感器，但其可通過不同用戶的不同需求來改變傳感器的數(shù)量、間距、排數(shù)等等，從而能夠適應(yīng)更多人的使用需求，提高了它的應(yīng)用范圍。

2.2 開箱機(jī)構(gòu)

開箱機(jī)構(gòu)如圖3所示，由轉(zhuǎn)軸連接架、開箱吸盤、開箱驅(qū)動(dòng)電機(jī)、開箱轉(zhuǎn)軸組成。物體從起始位置通過傳送帶，傳感器能夠大概地識(shí)別出物體體積，然后將數(shù)據(jù)傳送給開箱驅(qū)動(dòng)電機(jī)部分的機(jī)構(gòu)，開箱驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸連接架，轉(zhuǎn)軸連接架由一個(gè)類似圓狀加長桿組成，圓狀部分繞著其中心轉(zhuǎn)動(dòng)，前端的長桿裝有開箱吸盤，開箱吸盤的位置可調(diào)以適應(yīng)大小不同的紙箱，能夠根據(jù)不同商家的要求所定制的不同類型的紙箱進(jìn)行調(diào)整，從而適應(yīng)不同大小不同種類的紙箱，開箱吸盤2的末端與真空泵相連接，能夠保證開啟原本壓扁狀態(tài)的紙箱。

2.3 中心控制器

如圖4所示，中心控制器由電源接口、連接銅柱、STC89sc51單片機(jī)、傳感器輸入接口、L298電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、機(jī)械臂輸出接口、開箱電機(jī)控制數(shù)據(jù)輸出接口等組成。電源接口用于中心控制器的整體通電，傳感器輸入接口用于傳感器數(shù)據(jù)的輸入已經(jīng)傳感器的供電，以傳感器模塊作為外部輸入端，STC89sc51單片機(jī)可通過對(duì)輸入信號(hào)的處理，從而通過判斷從機(jī)械臂輸出接口輸出不同的控制信號(hào)，使機(jī)械臂做出不同的動(dòng)作，與此同時(shí)，開箱電機(jī)與開箱電機(jī)控制數(shù)據(jù)輸出接口相連，STC89sc51單片機(jī)通過傳感器輸入接口穿入的數(shù)據(jù)識(shí)別出需要開啟的箱子的種類，從而驅(qū)動(dòng)開箱驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸連接架，從而使與轉(zhuǎn)軸連接架連接的開箱吸盤開啟相應(yīng)的紙箱。本裝置采用自動(dòng)裝貨裝置，可在無人干擾的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物的自動(dòng)裝箱，從而大大節(jié)省人力資源投入。并且其主板留有相關(guān)的傳感器插口，便于用戶根據(jù)不同需求的情況更改設(shè)置，以適應(yīng)不同的環(huán)境要求，完成不同的工作任務(wù)。對(duì)于程序采用高內(nèi)聚低耦合的方式即多個(gè)子程序組成，使其高效穩(wěn)定的運(yùn)行。

3 操作過程的實(shí)現(xiàn)

（1）將要包裝的物品放在傳送帶機(jī)構(gòu)上，傳送帶帶動(dòng)物品經(jīng)過傳送帶左側(cè)的傳感器。（2）傳感器機(jī)構(gòu)已經(jīng)將物品通過傳感器之后的數(shù)據(jù)傳給中心控制器，中心控制器通過傳入的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。（3）中心控制器將判斷后的結(jié)果數(shù)據(jù)傳送給開箱機(jī)構(gòu)，開箱驅(qū)動(dòng)電機(jī)部分通過中央控制器傳來的數(shù)據(jù)，開啟不同的紙箱。（4）最后中心控制器控制機(jī)械臂機(jī)構(gòu)將不同尺寸的物品分別放入不同的紙箱中。

4 應(yīng)用與推廣

該裝置能夠自動(dòng)檢測商品的大小，能夠根據(jù)大小將商品裝入紙箱內(nèi)，能夠大大地縮減商品的包裝時(shí)間。在未來，隨著技術(shù)的發(fā)展，隨著德國工業(yè)4.0、美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以及中國萬物互聯(lián)的發(fā)展，機(jī)械行業(yè)在未來會(huì)相著定制化發(fā)展，這一類包裝在未來會(huì)越來越適合各種網(wǎng)絡(luò)商家，能夠大大地削減網(wǎng)絡(luò)商家在包裝方面人力資源的投入，包裝提高網(wǎng)絡(luò)商家的包裝效率，提高服務(wù)質(zhì)量，從而提高大眾在網(wǎng)購過程中的體驗(yàn)，應(yīng)用前景較為廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1]濮良貴，陳國定，吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2]孫艷，何署廷.工程力學(xué)[M].北京：中國電力出版社，2015.

*通訊作者：陳光。