1.课题分析

1.1课题的研究背景及意义

随着目前电子商务、网购的升温，快递包裹也日益增多，物流业得到了快速发展，但是当前快递包裹在分拣的过程中存在很多问题，随着科技的不断发展，为了提高工作效率，提高企业竞争力，自动分拣已逐渐成为物流业主流的分拣方式。我国的物流业高速发展与集成物流自动化发展缓慢的矛盾，急需广泛应用自动化物流装备，来改善分拣速度慢、人工分拣效率低、分拣货品破损严重等问题。本课题设计的中小型包裹智能分拣设备具备很多优点，例如占地面积小，分拣效率较高，节约人力，简单、可靠，可短时间内维修，相对低的投入，这些优良的性能对解决大部分物流企业分拣方面的问题十分实用和高效，完全适用于物流行业的中小型包裹分拣，提高分拣效率，加快分拣速度。

1.2国内情况

我国在分拣系统和技术方面相对发达国家还比较落后，人工作业的情况仍比较普遍，电子标签、RF技术等辅助拣选系统的生产和使用还不多，自动拣选系统应用还不广泛。我国自20世纪70年代引进自动分拣技术以来，在立足自主开发的基础上不断吸收国外先进经验，紧跟世界先进技术，随着科技的日新月异，国内的一些物流配送中心结合自身特点、采用高技术含量的设备和系统来提高分拣配送效率，并且根据需求不断开发新的智能分拣设备，有的已达到世界先进水平。总的来说，我国分拣系统的应用和研究呈现出集约化程度低、自动化系统和设备应用范围不广泛的特点。

1.3国外概况

国外的物流配送中心倾向于采用自动化程度很高的分拣系统。以美国、日本及欧洲为代表的发达国家，在分拣系统的应用上呈现出自动化程度越来越高的特点。自动分拣系统已成为发达国家大中型物流中心、配送中心或流通中心不可缺少的一部分。自动分拣系统是二战后在美国、日本以及欧洲的大中型物流中心广泛采用的一种分拣系统，参照邮局分拣信件自动化的经验配置而成。其主要特点有三: 能连续、大批量地分拣货物，分拣误差率极低，分拣作业基本实现无人化。

1.4主要设计技术指标与参数：

分拣能力不低于5000件/h；

包裹成功识别率不低于98%；

中小型包裹或者邮件重量在1公斤以内；

符合分拣设备相关行业标准。

2.方案拟订

2.1主分拣系统方案拟定

上图所示为主分拣系统的初步草图设计，主传动系统主要有分裂盘、小车、导轨机架、货物箱、电机、减速器、链轮等，载有分裂盘的小车在链传动作用下沿导轨运动，当小车运动到指定位置时，分裂盘向下打开，包裹自由落体掉进货物箱，完成分拣。

2.2小车及分裂盘部分方案拟定

分裂盘的结构设计原理参考了机械原理中双摇杆结构，两块基板分别与两摇杆固连，当两摇杆转动时，带动两块分裂板向下打开，从而使包裹自由落体进入货物箱，小车及分裂盘的结构设计草图如下图所示：

2.3输送传动部分方案拟定

传动方案为链传动，该传动方案参考了大三下学期学习的自动化生产线课程上的实例，如下图，但是对该实例进行了改进，该实例也是封闭传输，但为凸轮分度器间歇输送，而自动分拣设备则采用了电机连续传送，提高了分拣效率。

2.3供件系统方案拟定

供件系统方案采用传送带输送，将需要分拣的包裹通过传送带输送到与主分拣系统交汇处，通过并联机械手将包裹准确地抓取并放置到小车中央。

2.4机械手部分方案拟定

初步选用并联机械手，也称为蜘蛛手机器人，具有3个空间自由度和1个转动自由度，通过示教编程或视觉系统捕捉目标物体，由三个并联的伺服轴确定抓具中心的空间位置，实现目标物体的快速拾取、分拣、装箱、搬运、加工等操作，具有重量轻、体积小、速度快、定位精、成本低、效率高等特点。通过并联机械手将包裹从供件系统准确地放到小车的中央，从而进行下一步分拣。