背景介绍
随着电子商务和物流业的蓬勃发展,快递件的数量以惊人的速度持续增长。快递件分拣作业量大、劳动力成本高等因素导致传统人力和半机械化的物流分拣方式难以满足现代物流的需求,爆仓等不利现象时有发生,制约了我国物流业的发展进程。因此,物流自动化的全面实现已成为物流业发展的必然趋势。运用了智能小车的分拣系统是一种集物联网、自动控制、计算机、机械、传感器、通讯等多学科技术的综合系统,具有安全可靠性强、自动化程度高、管理调度灵活方便等特点。智能分拣系统的广泛应用不仅能提高物流运作效率、降低物流经营成本,还能激励生产制造业,促进经济增长,对我国社会的发展具有十分重要的意义。为了保持企业的竞争优势,越来越多的物流企业采用智能分拣小车。
针对这一科技潮流,本方案将机械智能化技术和现代物联网技术相结合,设计出了一台智能快递分拣小车,小车上装配有机械臂、机械爪、万向轮和升降平台,气缸式机械爪的上方设有用于检测识别快递上智能标签的识别器。本方案结构简单、操作简易、实现了智能化且成本低,可帮助快递工作人员对快递进行分拣搬运,做到真正的创新设备,向智能工厂逐步迈进,响应“中国制造2025”号召。
作品简介

如图所示,这就是本次涉及的智能快递分拣小车,其结构主体为搭载升降平台的载体小车,小车上方的升降平台由电动机带动连珠丝杠的运动来完成升降工作,小车的侧面以及前面一共装有六个传感器,在小车的底部装配有四个万向轮,来保障小车在运动系统和定位系统的正常运行。小车的后方设有储货篮,用于快递的堆放。小车升降平台上还装有机械臂,此机械臂为一个六轴机械臂,大大提升了灵活度,并且在机械臂的前方,还装有识别器,配合上机械爪,精准抓取与识别快递。
在小车的功能方面,小车首先通过识别器来检测识别快递上的智能标签,识别完以后通过接收地址的不同来确认对快递是否抓取,将同一类接收地址的快递通过六轴机械臂进行抓取,放入后方的储货篮中。从识别智能标签到快递入储货篮整个过程只需要两三秒钟,就可以完成一件快递的分拣。分拣完第一件快递之后,小车通过侧面装有的万向轮可朝多个方向移动,小车上装有传感器,可保障运动系统和定位系统的正常运行,在遇到障碍时,小车收到传感器的障碍信号,通过万向轮可以进行智能避障,防止小车与障碍物发生碰撞,造成小车的损坏或者降低工作效率。小车还可以通过装有的定位系统对离小车最近的快递进行定位,可直接进行对最近的一件快递进行分拣,大大提高了效率。
小车工作演示视频
方案特色设计说明
先进性:智能快递分拣小车相比于普通的快递分拣小车,其在载体小车上装配了机械臂、机械爪、万向轮和升降平台。小车上方的升降平台由电动机带动连珠丝杠的运动来完成升降工作,可以对不同高度的快递进行更加准确的抓取。侧面装有的传感器和万向轮,小车通过定位系统,可以使小车向所需分拣的快递行驶,万向轮使得小车在行驶过程中更加灵活。小车上的六轴机械臂,大大提升了灵活度,配合上机械爪,可以精准抓取和识别快递。
实用性:小车可以取代人工分拣,对人力是一种解放,也提高了工作效率,使快递分拣更加智能化,机械化。操作简单,也不需要人为的进行操作,只需对进行编程后,即可让小车进行高效的工作
创新性:在传统快递分拣小车上,我们装有的六轴机械臂大大提升了其灵活度,更有利于对快递的抓取。搭配的升降平台可以抬高或降低机械臂的高度,进一步提高了机械臂的灵活度。小车所装配的万向轮和传感器,小车可进行智能避障,防止运输中小车遇到障碍出现问题。在小车的后方设有储货篮,用于快递的堆放,一次可分拣多个快递,大大提高了工作效率。智能标签和识别器的配套使用,是本次设计的最大创新点,在快递入库时,自动化机械将会根据快递的大小、形状、目的地等信息,编制出一个智能标签,粘贴在快递上方,同时智能便签还具备智能工厂的定位装置,以便于在分拣过程中,小车的对快递的定位,提高分拣效率。
爆炸图展示


设计小结
目前工业机器人,机械自动化设备正在被广泛运用,本项目的推行,也会加快“智能工厂”的建设,会有越来越多的企业选择工业机器人,使用机器人分拣可以满足大批量快递的需求,同时取代人工,降低人工劳动强度,降低工伤事故,提高工作效率及产品的品质。
也许这次的设计存在许多缺点,有很多的不足,但通过这次的设计,使我们学习到了很多实践知识,同时将机械制造基础、机械设计、材料力学等课程综合起来了,了解了机械设计的基本流程。在设计的过程中,我们大量查阅资料,积极请教老师,很好的培养了我们作为工科学生的基本素养。
相信这次设计的经验积累,会使我们在以后的学习或者实际工作中,能够设计出更高质量的机械产品。