多模块可组式物流传输装置研究

李晓慧 高昭 曹建波

【摘 要】针对目前传输系统在空间、应用及功能上的局限性等问题，本文设计制造了多模块可组式物流传输装置，本作品根据“模块式”设计理念，设计多个可根据不同的需求进行结构、功能的“柔性化”拼接的功能模块，有传输、分拣、称重和贴标模块，组合灵活，使用方便；收缩的结构节约空间，便于随车移动；可调的尺寸可以适应更多的场合。还可根据需求进行个性化扩展。

【关键词】便携式；模块化；传输装置；高效。

1 引 言

近年来，工业发达国家竞相开放具有模块化特征的机械工业产品，开发的基本原则是以少变应多变，用少量模块组合成多种产品，来优质、高效、最大限度地满足不同用户的需求，如今国内的工业市场也向着模块化发展[1-4]。并且随着社会经济的发展，商品的运输业也有了突飞猛进的发展，在物流输送领域中传输装置对物流输送具有重要意义，不仅节省了运输时间，也节约了人力资源，大大提高了运输的效率。但如今市面上的传输装置，大部分在空间及功能上具有局限性[5-9]：传统的传输系统多为针对某一地点或场合而特别定制的产品，应用范围受限；成本相对较高；物流包裹传输不能根据包裹不同的种类、目的地等进行分配，这使运输过程流程长、工序多；考虑到物流中转站的场地有限，传输设备不能集中放置。所以，市场需要一种成熟可靠的物流传输装置，而多模块可组式物流传输装置就是针对这种需求而进行创新设计的。

2 多模块可组式物流传输装置设计

该多模块可组式物流传输装置可分为四个模块：传输模块、称重模块、分拣模块、贴标模块。

（1）传输模块

如图1所示，传输模块整体分别选用动力式辊子和圆带作为输送和传动方式。辊子本身有驱动装置，转动呈主动状态，可以严格控制物品运行状态，按规定的速度精确、平稳、可靠地输送物品，便于实现输送过程的自动控制。传输模块分为直线传输部分和角度传输部分，前者直线可拉伸，高度可调，可上下传输；后者角度可选。以适应更多的场地。直线传输部分利用平行四边形的易变性的特点，使用多组平行四边形结构达到伸缩的效果，同时使用中间传动轮保证传输带伸缩时传动带长度不受到影响。角度传输部分是由多个小角度传输模块叠加而成，模块与模块之间用燕尾槽式连接。传输装置整体可以通过立脚的伸缩达到高度的调节，通过立脚的旋转与伸缩达到上下角度传输，通过蝶形螺丝进行放松和锁紧。

如图2所示，为了保证称重的准确性，在保证所有滚筒处于同一上表面的情况下，我们通过减小滚筒的直径来降低传输速度，延长称重时间从而保证称重的准确性。小直径滚筒的传输速度是标准直径滚筒传输速度的1/3。

（3）分拣模块

分拣模块主要由传输部分、分拣执行机构、射频识别控制系统和上位机软件四大部分构成。传输部分采用了滚筒式传输带作为传输部分，上面有多个连接扣，可以连接其他模块。分拣执行机构主要利用了齿轮齿条传动。射频识别控制系统的主要功能是通过射频读写器对快递中IC卡进行信息读取并通过51单片机进行电机运动的控制，从而达到信息分拣的目的；同时通过USB串口进行信息与上位机的共享。上位机软件是通过Visual Basic编写，它主要有四个功能，分别是物流分拣信息对比、对读取到的单号进行统计，并存入数据库、对分拣推动时间的调节以及对IC卡信息进行写入。

（4）贴标模块

贴标模块则是由以下五个机械结构组成。第一个机械结构是标签张紧机构，主要使标签带穿过几根轴的间隙，固定标签带在的位置并使标签带一直处于张紧状态。第二个是物品导向机构，主要利用弹簧的弹性和导向板的引导使物品移动到合理的位置进行标签的粘贴。第三个是升降机构，贴标机整体可随著型材套移动，达到高度调节的目的。第四个是微调机构，主要通过两个滑块的移动实现滚筒在方框内的移动，通过对拨标签板的旋转调节出标签口的位置。第五个是传感器移动机构，主要为了调节标签贴在箱体上的位置而设计的。

3 结 论

多模块可组式物流传输装置因其拥有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性、占据空间小等特点，并能适应各种工作环境工作的模块式、柔性化、移动性的设计，使其具有极其重要的意义。

从经济角度出发，模块化运输技术有利于满足物流工厂为减轻工人劳动力的实际需求，质量高、成本低，并且妥善解决了多品种小批量加工所带来的制作方面的问题有很大的市场前景，本装置不仅适用于货物比较重、数量多的传输场合物流运输车间，也将广泛应用于工厂、批发市场等各个生产领域，思维的不断开阔、制造技术的不断提高和制造材料的不断改进，便携传输装置将会以前所未有的速度发展，保障输送工作高效、安全、可靠的运转，并将在社会和经济发展领域继续起到更加重要的意义。

基金项目：浙江省大学生科技创新活动计划项目；国家级大学生创新创业训练计划项目；浙江师范大学学生课外学术科技活动课题。

参考文献：

[1] 濮良贵，陈定国，吴立言主编.机械设计[M].北京，高等教育出版社，2009.

[2] 刘英卫，何世松，张洪涛主编.工程力学[M].北京理工大学出版社，2010.8（2013.8重印）.

[3] 杨黎明 主编.机电传动控制技术[M].国防工业出版社，2007.

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[5] 李哲.射频识别技术事件处理框架在MES中的应用研究[D].湖南大学，2014.

[6] 居上游.论RFID技术及其应用领域[J].商场现代化，2009（02）.

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[8] 徐强.基于电子标签的配送中心分拣系统的研究与设计[D].武汉理工大学，2008.

[9] 刘昌祺主编.物流配送中心拣货系统选择及设计[M].机械工业出版社，2005.

作者简介：

李晓慧（1998—），女，浙江金华人，主要从事机电系统设计研究。

通讯作者：高昭，博士，讲师，主要从事机电系统节能技术的研究。

（作者单位：浙江师范大学 工学院）