多模塊可組式物流傳輸裝置研究

李曉慧 高昭 曹建波

【摘 要】針對(duì)目前傳輸系統(tǒng)在空間、應(yīng)用及功能上的局限性等問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)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(jì)理念，設(shè)計(jì)多個(gè)可根據(jù)不同的需求進(jìn)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(dòng)；可調(diào)的尺寸可以適應(yīng)更多的場(chǎng)合。還可根據(jù)需求進(jìn)行個(gè)性化擴(kuò)展。

【關(guān)鍵詞】便攜式；模塊化；傳輸裝置；高效。

1 引 言

近年來(lái)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相開(kāi)放具有模塊化特征的機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品，開(kāi)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(lái)優(yōu)質(zhì)、高效、最大限度地滿足不同用戶的需求，如今國(guó)內(nèi)的工業(yè)市場(chǎng)也向著模塊化發(fā)展[1-4]。并且隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，商品的運(yùn)輸業(yè)也有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在物流輸送領(lǐng)域中傳輸裝置對(duì)物流輸送具有重要意義，不僅節(jié)省了運(yùn)輸時(shí)間，也節(jié)約了人力資源，大大提高了運(yùn)輸?shù)男?。但如今市面上的傳輸裝置，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(duì)某一地點(diǎn)或場(chǎng)合而特別定制的產(chǎn)品，應(yīng)用范圍受限；成本相對(duì)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(jìn)行分配，這使運(yùn)輸過(guò)程流程長(zhǎng)、工序多；考慮到物流中轉(zhuǎn)站的場(chǎng)地有限，傳輸設(shè)備不能集中放置。所以，市場(chǎng)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(duì)這種需求而進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的。

2 多模塊可組式物流傳輸裝置設(shè)計(jì)

該多模塊可組式物流傳輸裝置可分為四個(gè)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(dòng)力式輥?zhàn)雍蛨A帶作為輸送和傳動(dòng)方式。輥?zhàn)颖旧碛序?qū)動(dòng)裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)呈主動(dòng)狀態(tài)，可以嚴(yán)格控制物品運(yùn)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(shí)現(xiàn)輸送過(guò)程的自動(dòng)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(chǎng)地。直線傳輸部分利用平行四邊形的易變性的特點(diǎn)，使用多組平行四邊形結(jié)構(gòu)達(dá)到伸縮的效果，同時(shí)使用中間傳動(dòng)輪保證傳輸帶伸縮時(shí)傳動(dòng)帶長(zhǎng)度不受到影響。角度傳輸部分是由多個(gè)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(guò)立腳的伸縮達(dá)到高度的調(diào)節(jié)，通過(guò)立腳的旋轉(zhuǎn)與伸縮達(dá)到上下角度傳輸，通過(guò)蝶形螺絲進(jìn)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(guò)減小滾筒的直徑來(lái)降低傳輸速度，延長(zhǎng)稱重時(shí)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(jī)構(gòu)、射頻識(shí)別控制系統(tǒng)和上位機(jī)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(gè)連接扣，可以連接其他模塊。分揀執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要利用了齒輪齒條傳動(dòng)。射頻識(shí)別控制系統(tǒng)的主要功能是通過(guò)射頻讀寫器對(duì)快遞中IC卡進(jìn)行信息讀取并通過(guò)51單片機(jī)進(jìn)行電機(jī)運(yùn)動(dòng)的控制，從而達(dá)到信息分揀的目的；同時(shí)通過(guò)USB串口進(jìn)行信息與上位機(jī)的共享。上位機(jī)軟件是通過(guò)Visual Basic編寫，它主要有四個(gè)功能，分別是物流分揀信息對(duì)比、對(duì)讀取到的單號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)分揀推動(dòng)時(shí)間的調(diào)節(jié)以及對(duì)IC卡信息進(jìn)行寫入。

（4）貼標(biāo)模塊

貼標(biāo)模塊則是由以下五個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)組成。第一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)是標(biāo)簽張緊機(jī)構(gòu)，主要使標(biāo)簽帶穿過(guò)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(gè)是物品導(dǎo)向機(jī)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(dòng)到合理的位置進(jìn)行標(biāo)簽的粘貼。第三個(gè)是升降機(jī)構(gòu)，貼標(biāo)機(jī)整體可隨著型材套移動(dòng)，達(dá)到高度調(diào)節(jié)的目的。第四個(gè)是微調(diào)機(jī)構(gòu)，主要通過(guò)兩個(gè)滑塊的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)滾筒在方框內(nèi)的移動(dòng)，通過(guò)對(duì)撥標(biāo)簽板的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)出標(biāo)簽口的位置。第五個(gè)是傳感器移動(dòng)機(jī)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(jì)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(dòng)效率高、噪聲低、使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、工作可靠性、占據(jù)空間小等特點(diǎn)，并能適應(yīng)各種工作環(huán)境工作的模塊式、柔性化、移動(dòng)性的設(shè)計(jì)，使其具有極其重要的意義。

從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，模塊化運(yùn)輸技術(shù)有利于滿足物流工廠為減輕工人勞動(dòng)力的實(shí)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(lái)的制作方面的問(wèn)題有很大的市場(chǎng)前景，本裝置不僅適用于貨物比較重、數(shù)量多的傳輸場(chǎng)合物流運(yùn)輸車間，也將廣泛應(yīng)用于工廠、批發(fā)市場(chǎng)等各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，思維的不斷開(kāi)闊、制造技術(shù)的不斷提高和制造材料的不斷改進(jìn)，便攜傳輸裝置將會(huì)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(yùn)轉(zhuǎn)，并將在社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)域繼續(xù)起到更加重要的意義。

基金項(xiàng)目：浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目；國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目；浙江師范大學(xué)學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技活動(dòng)課題。

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作者簡(jiǎn)介：

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

通訊作者：高昭，博士，講師，主要從事機(jī)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）