高校快遞收發(fā)點(diǎn)多功能印碼掃描機(jī)設(shè)計(jì)

毛 秀，何 慶，周玉芳，王天予，董景峰，馬寧蔚

（東北林業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)高度普及，尤其促進(jìn)了電商的發(fā)展，一定程度上改變了人們的消費(fèi)方式。網(wǎng)購在時(shí)間地點(diǎn)上不受限制，并且通過網(wǎng)絡(luò)可以獲得大量的商品信息，省時(shí)省力。根據(jù)電商客戶的特點(diǎn)和不同需求，可將客戶分為四大群體：學(xué)生、在職人員、農(nóng)村客戶和其他人員[1]。網(wǎng)購尤其受大學(xué)生歡迎，校園快遞量近年增速迅猛，校園內(nèi)外每天堆積著大量快遞[2]。學(xué)生群體居住在校內(nèi)，集中度高，快件量大，但大部分商品體積和價(jià)值不大，收件地址一般為學(xué)生公寓或教學(xué)樓，不具備直接送貨上門的條件。目前，順豐、圓通、申通等一般有在校園設(shè)立快遞收發(fā)點(diǎn)，并以發(fā)送短信的方式，通知學(xué)生上門領(lǐng)取快遞，而天天、京東、全峰等一般每天中午12點(diǎn)和傍晚6點(diǎn)在學(xué)校固定地點(diǎn)臨時(shí)擺攤，并通過發(fā)短信或打電話方式通知學(xué)生自提包裹，且過時(shí)不候[3]。

對于校園快遞收發(fā)點(diǎn)，主要是快遞人員給上架好的包裹依次手寫編號或者粘貼標(biāo)簽，完成全部包裹的編號后再從頭到尾通過掃描、語音輸入等方式將手機(jī)號碼輸入到短信暫存系統(tǒng)中，最后統(tǒng)一發(fā)送給客戶。這種工作流程方式存在工作流程繁瑣，需要人力較多，且易出現(xiàn)編號錯(cuò)誤、編號重復(fù)、中斷等諸多問題，這些問題在一定程度上制約了快遞企業(yè)的發(fā)展。

國內(nèi)外企業(yè)及學(xué)者都對快遞收發(fā)類似問題進(jìn)行了研究，取得了很大的進(jìn)展，發(fā)明了用于快遞收發(fā)的智能手持巴槍和高解析噴碼機(jī)。智能手持巴槍安裝有智能軟件、設(shè)有掃描儀，可快捷錄入信息，加強(qiáng)業(yè)務(wù)管理，提升業(yè)務(wù)能力[4]，但是不具備對快件進(jìn)行快速準(zhǔn)確編號的功能；高解析噴碼機(jī)內(nèi)置有讀碼器，可同步實(shí)現(xiàn)掃描和噴碼的功能，簡化了掃描和印碼的工作流程，提高了工作效率，但現(xiàn)在市面上的高解析噴碼機(jī)價(jià)格普遍過高，并且不能對非工作狀態(tài)下的掃描儀進(jìn)行保護(hù)。

2 校園快遞收發(fā)點(diǎn)應(yīng)用設(shè)備的現(xiàn)狀

目前快遞收發(fā)點(diǎn)所使用的物流巴槍是一種智能移動(dòng)終端，主要通過“物流巴槍”內(nèi)的RFID讀寫器，實(shí)時(shí)采集物流企業(yè)的收件、分揀（分撥）、上架、分配、接件、裝車、發(fā)件、派件的時(shí)間點(diǎn)、責(zé)任人等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，匯集到統(tǒng)一的信息平臺，再推送到“物流巴槍”上，后臺管理人員均可實(shí)時(shí)查詢各個(gè)環(huán)節(jié)的最新狀態(tài)[5]。巴槍廣泛應(yīng)用于超市、物流快遞、圖書館等掃描商品、單據(jù)的條碼。例如，巴基斯坦TNT通過配置我國深圳華為公司的C3000智能手持終端，用于包裹的清點(diǎn)、分配、收件和交付等業(yè)務(wù)工作。除此之外，順豐速運(yùn)正式于2009年給公司快遞員和庫管員配備了結(jié)合多種技術(shù)的移動(dòng)手持終端-AUTOID6[6]。但是學(xué)?？爝f收發(fā)點(diǎn)存在規(guī)模小、成本高、盈利困難、資源浪費(fèi)的問題[7]，手持巴槍只是單純地完成了信息錄入和發(fā)送短信通知的工作[8]，工作人員需要手寫編號，因此容易出現(xiàn)漏寫、錯(cuò)寫、重復(fù)等問題，給之后的派發(fā)工作造成隱患。

高解析噴碼機(jī)又稱為高解像噴碼機(jī)，為不同于單噴孔CIJ點(diǎn)陣式噴碼機(jī)的另一種DOD小字符噴碼機(jī)。應(yīng)用高解析噴碼機(jī)有利于產(chǎn)品識別、產(chǎn)品追溯[9]，可以滿足產(chǎn)品跟蹤記錄的需要。所以高解析噴碼機(jī)廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品、汽車等零件加工、電線電纜、鋁塑管等行業(yè)以及其他領(lǐng)域[10]。例如，美國偉迪捷公司利用高解析噴碼器為客戶在產(chǎn)品標(biāo)識、追溯、防偽等方面量身定制解決方案。創(chuàng)新之處在于高解析噴碼機(jī)內(nèi)置有讀碼器，可同步實(shí)施掃描和噴碼功能。但是高解析噴碼機(jī)的壓力小，只適合于平面噴碼，高解析噴碼機(jī)墨水昂貴，且不適合噴印在塑料或者金屬等非吸附性材料上[11]。高解析噴碼機(jī)本身價(jià)格一般在7 000元以上，對于小規(guī)模的快遞收發(fā)點(diǎn)來說，價(jià)格偏高，而且其操作也十分繁瑣，不利于節(jié)約人力。

通過對快遞收發(fā)點(diǎn)的現(xiàn)場調(diào)研，從技術(shù)手段方面分析各種技術(shù)的可行性與穩(wěn)定性，探究掃描與印碼功能的結(jié)合以及掃描儀的各種狀態(tài)，旨在設(shè)計(jì)出一種多功能印碼掃描機(jī)，可同時(shí)進(jìn)行掃描和印碼的工序，也可保護(hù)掃描儀，防止在非工作狀態(tài)下被碰到導(dǎo)致?lián)p壞。

3 印碼掃描機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

校園快遞收發(fā)站包裹量大、規(guī)格大小不一，學(xué)生通常只在下課放學(xué)后才有時(shí)間取快遞，但是一旦快遞員發(fā)送的取件碼與快件上的號碼不一致，就會造成學(xué)生取件時(shí)效率低下，也會影響快遞服務(wù)水平。這就要求快遞員在印碼并掃描時(shí)對快遞上所印取件碼的正誤進(jìn)行檢查，把出錯(cuò)率降到最低。同時(shí)也要在短時(shí)間內(nèi)對盡可能多的快件進(jìn)行印碼、掃描等操作，提高工作效率。除此之外，也應(yīng)該在非工作期間對掃描頭進(jìn)行保護(hù)，防止掃描頭因碰撞而損傷和損壞。

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

高校快遞收發(fā)點(diǎn)的特點(diǎn)決定了其對手持設(shè)備的印碼及掃描過程有如下要求：首先，快遞收發(fā)點(diǎn)快遞量大、人力少，這要求盡可能縮短編寫取件碼與掃描快遞單兩道流程的時(shí)間間隔；其次，快遞員對快件進(jìn)行印碼掃描時(shí)，要保證快件上所印取件碼與系統(tǒng)錄入取件碼相一致；最后，要求印碼清晰、印碼速度快、連續(xù)印碼，最好采用輪轉(zhuǎn)號碼機(jī)的原理[12]。

因此，針對上述要求，高?？爝f收發(fā)點(diǎn)手持印碼掃描設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)為：

（1）印碼與掃描的有效集成。因此，需要著重解決掃描儀與外殼的連接方式問題。

（2）在輕便的前提下，對掃描儀進(jìn)行最可靠有效的保護(hù)。最好利用升降裝置來對掃描儀與外殼進(jìn)行合理連接，通過掃描儀在外殼內(nèi)的升降來達(dá)到保護(hù)效果。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)上述分析，本文設(shè)計(jì)出的多功能印碼掃描機(jī)由外殼、掃描儀、顯示屏、輪轉(zhuǎn)號碼機(jī)、控制面板、墨盒、手柄、電池以及升降裝置組成，如圖1—圖3所示。

（1）外殼采用塑膠材料，減輕了裝置的重量，方便手持操作，對各部件起到了保護(hù)、連接、支撐和固定的作用，同時(shí)殼體中還安裝有數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。

（2）掃描儀可以對快遞單上的二維碼、條形碼進(jìn)行快速掃描和識別，并將信息發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲模塊。

（3）顯示屏采用液晶顯示屏幕，可以顯示快遞信息，方便快遞人員參照所顯示信息對快件上所印號碼進(jìn)行檢查。

（4）輪轉(zhuǎn)號碼機(jī)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上墨、自動(dòng)跳碼和自動(dòng)進(jìn)位等功能，操作人員只需輕輕按壓即可在多種平面上印出清晰的號碼，并且利用棘輪裝置的原理可以實(shí)現(xiàn)一鍵調(diào)零。

（5）控制面板包括有確認(rèn)鍵、電源開關(guān)鍵、刪除鍵以及0-9的數(shù)字鍵，可實(shí)現(xiàn)對掃描的控制與操作。同時(shí)控制面板外設(shè)置有翻蓋外殼，可實(shí)現(xiàn)對控制面板的保護(hù)。

（6）墨盒用透明硬質(zhì)塑料制成，操作人員可以隨時(shí)觀察墨盒中的墨汁剩余情況。

圖1 多功能印碼掃描機(jī)側(cè)視圖

圖2 多功能印碼掃描機(jī)主視圖

圖3 升降裝置側(cè)視圖

（7）手持柄一面設(shè)置為圓弧狀，增加了手握的舒適感，手持柄上設(shè)置有號碼機(jī)調(diào)零按鈕，手持柄下端的底座使裝置可以豎立放置在桌面上，同時(shí)操作人員可以通過底座下端的滑蓋開關(guān)更換位于手柄內(nèi)部的充電電池。

（8）升降裝置包括上底板、下底板、第一連接桿、第二連接桿、第三連接桿、第四連接桿、第一滑塊、第二滑塊、螺桿和電機(jī)。掃描儀固定安裝在上底板上表面，上底板的下表面兩端分別連接第一連接桿的一端和第二連接桿的一端，第一連接桿的另一端和第二連接桿的另一端分別鉸接第一滑塊的上表面和第二滑塊的上表面，第一滑塊的下表面和第二滑塊的下表面分別鉸接第三連接桿的一端和第四連接桿的一端，第三連接桿的另一端和第四連接桿的另一端分別連接下底板，第一滑塊和第二滑塊內(nèi)設(shè)置有螺紋，且螺紋方向相反，螺桿穿過第一滑塊和第二滑塊與電機(jī)相連。

4 印碼掃描機(jī)的工作原理

印碼掃描機(jī)的主要工作原理如下：

（1）將掃描儀和輪轉(zhuǎn)號碼機(jī)安裝在外殼內(nèi)，便于攜帶、移動(dòng)和使用；掃描儀與輪轉(zhuǎn)號碼機(jī)并排設(shè)置，并且均正面方向一致，以便于工作人員對快件進(jìn)行印碼后快速掃描快遞信息。工作人員首先給墨盒上墨并用撥號桿對號碼機(jī)進(jìn)行撥號，設(shè)置好快件編號起始碼，然后用控制面板編輯好取件短信模板并在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置好取件初始碼，接著用多功能印碼掃描機(jī)的掃描頭對一個(gè)快件進(jìn)行手動(dòng)印碼，然后工作人員對這個(gè)快件上的快遞單進(jìn)行掃描，掃描頭將信息傳輸?shù)叫畔⒋鎯δK，快件信息中的客戶號碼自動(dòng)錄入到短信模板中。每掃描一張快遞單，客戶的電話號碼被自動(dòng)填入待發(fā)送信息的收件人名單，顯示屏的取件碼自動(dòng)累加，輪轉(zhuǎn)號碼機(jī)也自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)號碼。操作人員對快件依次進(jìn)行印碼和掃描，在操作的同時(shí)可通過比對顯示屏的取件碼和快件上所印取件碼是否一致，實(shí)現(xiàn)對快件所印取件碼的檢查工作。待所有快件印碼掃描完成后，可一鍵發(fā)送取件信息，即可通知客戶根據(jù)取件碼上門取件。

（2）當(dāng)不使用掃描儀時(shí)，工作人員可以按下手柄上的掃描儀升降開關(guān)，電機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，由于第一滑塊和第二滑塊內(nèi)螺紋方向相反，所以通過第一連接桿、第二連接桿、第三連接桿和第四連接桿進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)，從而使上底板上固定的掃描儀進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，從而防止掃描儀在非工作狀態(tài)下因磕碰而導(dǎo)致?lián)p壞，實(shí)現(xiàn)保護(hù)的目的。

5 與傳統(tǒng)掃碼槍作業(yè)流程對比及技術(shù)優(yōu)勢分析

5.1 作業(yè)流程對比

傳統(tǒng)掃碼槍作業(yè)流程：第一步，首先對快遞進(jìn)行卸貨入庫；第二步，將快件按大小分類并依此擺放在貨架上；第三步，確定初始取件碼，并通過手寫或貼標(biāo)簽的方式對所有快件進(jìn)行標(biāo)號；第四步，按照上一步的標(biāo)號順序用掃碼槍掃描快遞單，將每個(gè)快件對應(yīng)的客戶電話導(dǎo)入取貨信息發(fā)送名單；第五步，一鍵發(fā)送取貨信息；第六步，客戶憑收到的取貨碼領(lǐng)取快遞。

多功能印碼掃描機(jī)作業(yè)流程：第一步，首先對快遞進(jìn)行卸貨入庫；第二步，將快件按大小分類并依此擺放在貨架上；第三步，確定初始取件碼，對所有快件同時(shí)進(jìn)行印碼并掃描（掃描完畢后按動(dòng)升降開關(guān)，將掃描儀縮進(jìn)殼內(nèi)，實(shí)現(xiàn)對掃描儀的保護(hù)）；第四步，一鍵發(fā)送取件信息；第五步，客戶憑收到的取件碼領(lǐng)取快遞。

詳細(xì)的作業(yè)流程對比如圖4所示。相較之下，由于多功能印碼掃描機(jī)具備連續(xù)印碼掃描的功能，工作人員可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對快遞進(jìn)行標(biāo)號與掃描，將傳統(tǒng)的兩道流程合二為一，工作流程得到了簡化。

5.2 多功能印碼掃描機(jī)技術(shù)優(yōu)勢分析

多功能印碼掃描機(jī)與傳統(tǒng)掃碼槍相比，具有如下技術(shù)優(yōu)勢：

（1）掃描儀通過升降裝置能夠在凹槽內(nèi)伸縮，防止掃描儀在非工作狀態(tài)下被碰到而導(dǎo)致?lián)p壞，提高了設(shè)備的使用壽命。

（2）輪轉(zhuǎn)號碼機(jī)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跳號的功能，工作人員只需設(shè)置初始值即可對多個(gè)快件連續(xù)編號并印碼。輪轉(zhuǎn)調(diào)零開關(guān)的設(shè)置，使得每次印碼結(jié)束后即可快速輕松歸零。

（3）通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸將保護(hù)蓋與手柄連接，用于對控制面板的保護(hù)，防止誤觸按鍵和刮花顯示屏。顯示屏位置的設(shè)置，方便工作人員參照所顯示信息對快件上所印號碼進(jìn)行快速檢查，避免了所印取件碼與短信取件碼不一致的情況。

（4）印碼掃描機(jī)能對多個(gè)快件進(jìn)行連續(xù)的印碼和掃描，與傳統(tǒng)的先手寫編號或貼取件碼再掃描相比，前者一步到位簡化了工作流程，減少人力和工時(shí)，代替了人工手寫，降低出錯(cuò)率，提升顧客對快遞收發(fā)的滿意度。

圖4 傳統(tǒng)掃碼槍與多功能印碼掃描機(jī)的工作流程圖

6 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了多功能印碼掃描機(jī)，其可廣泛的應(yīng)用于高?？爝f收發(fā)點(diǎn)。通過對多功能印碼掃描機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析，闡述了其工作原理、應(yīng)用特點(diǎn)、技術(shù)優(yōu)越性，掃描儀通過升降裝置能夠在凹槽內(nèi)伸縮運(yùn)動(dòng)以免在非工作狀態(tài)下被碰到而導(dǎo)致?lián)p壞，提高了該設(shè)備的使用壽命。印碼掃描機(jī)能對多個(gè)快件進(jìn)行連續(xù)的印碼掃描，簡化了工作流程，出錯(cuò)率低，提高了快遞收發(fā)服務(wù)質(zhì)量。特別是在“雙十一”和小年前后快遞收發(fā)高峰期，該設(shè)備有利于減少人力和工時(shí)，加快工作進(jìn)度，提高工作效率，降低成本。與傳統(tǒng)的掃描槍相比，多功能印碼掃描機(jī)更適合市場需求。