CN105964557A - 邮包自助收寄系统以及邮包自助收寄方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种邮包自助收寄系统以及邮包自助收寄方法，邮包自助收寄系统包括供件输送机(1)、在线称重输送机(2)、延时输送机(3)、剔除输送机(4)、机器视觉系统(5)以及总控制器。优点为：采用先进的机器视觉技术、在线称重技术、伺服控制技术、自动输送技术等，实现邮包在线识别、称重、分拣全过程自动化，具有结构紧凑、摆放灵活、智能环保、称量精度高、分拣效率高的优点，适合国际小包等邮包自动分拣的市场需求。

Description

邮包自助收寄系统以及邮包自助收寄方法

技术领域

本发明属于邮政技术领域，具体涉及一种邮包自助收寄系统以及邮包自助收寄方法。

背景技术

随着物流行业的持续繁荣发展，邮政包裹收寄业务快速增加。

目前，邮政包裹收寄主要采用人工收寄操作方式，即：邮政包裹表面粘贴有面单，操作人员采用手持式PDA逐个扫描每个邮政包裹的面单条码，条码信息被传递给处理器，处理器对条码信息进行分析，得到邮寄参数，包括：邮政包裹标记重量信息、邮寄目的地信息等；然后，操作人员采用称重设备称量邮政包裹的实际重量，并与邮政包裹标记重量信息进行比对，判断二者是否一致，如果不一致，则为瑕疵的邮政包裹，将其分拣到一个地方；如果一致，则将邮寄目的地信息相同的包裹分拣到一起。

可见，上述人工收寄操作方式，具有劳动强度大，邮政包裹分拣效率低的问题，难以适应大批量邮政包裹分拣的需求。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种邮包自助收寄系统以及邮包自助收寄方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种邮包自助收寄系统，包括供件输送机(1)、在线称重输送机(2)、延时输送机(3)、剔除输送机(4)、机器视觉系统(5)以及总控制器；

其中，所述供件输送机(1)包括供件输送皮带、用于驱动所述供件输送皮带运动的供件驱动电机、分别布置于供件输送皮带入口端和出口端的第1检测传感器和第2检测传感器；所述在线称重输送机(2)包括在线称重输送皮带、称重单元、用于驱动所述在线称重输送皮带运动的在线称重驱动电机、分别布置于在线称重输送皮带入口端和出口端的第3检测传感器和第4检测传感器；所述延时输送机(3)包括延时输送皮带以及用于驱动所述延时输送皮带运动的延时驱动电机；所述剔除输送机(4)包括剔除输送皮带、用于驱动所述剔除输送皮带运动的剔除驱动电机、用于控制所述剔除输送皮带进行上下摆动的摆动驱动电机、分别布置于所述剔除输送皮带入口端和出口端的第5检测传感器和第6检测传感器；

其中，所述供件输送皮带的出口端与所述在线称重输送皮带的入口端接触；所述在线称重输送皮带的出口端与所述延时输送皮带的入口端接触；所述延时输送皮带的出口端与所述剔除输送皮带的入口端接触；

所述机器视觉系统(5)包括：支撑柱(5.1)，所述支撑柱(5.1)安装有升降驱动机构，所述升降驱动机构与图像采集装置(5.2)连接，用于调整所述图像采集装置(5.2)的高度；所述图像采集装置(5.2)位于所述在线称重输送皮带的上方，所述图像采集装置(5.2)的镜头垂直向下朝向所述在线称重输送皮带；所述支撑柱(5.1)还安装有高度检测传感器；所述高度检测传感器用于检测供件输送皮带上传输的邮包上表面距离高度检测传感器安装位置之间的垂直高度值；

所述总控制器分别与所述供件驱动电机、所述在线称重驱动电机、所述延时驱动电机、所述剔除驱动电机、所述摆动驱动电机、所述称重单元、所述升降驱动机构、所述图像采集装置(5.2)、所述高度检测传感器、所述第1检测传感器、所述第2检测传感器、所述第3检测传感器、所述第4检测传感器、所述第5检测传感器和所述第6检测传感器连接。

优选的，所述图像采集装置(5.2)照相机。

优选的，所述第1检测传感器、所述第2检测传感器、所述第3检测传感器、所述第4检测传感器、所述第5检测传感器和所述第6检测传感器均为光电开关。

本发明还提供一种邮包自助收寄方法，包括以下步骤：

步骤1，当需要分拣邮包时，总控制器同时启动供件驱动电机、在线称重驱动电机、延时驱动电机和剔除驱动电机，使供件输送皮带、在线称重输送皮带、延时输送皮带和剔除输送皮带进行传输运动；

步骤2，当第1邮包通过供件输送皮带的带动，而从供件输送机的入口端向供件输送机的出口端的运动过程中，高度检测传感器安装于位置点A，高度检测传感器检测到第1邮包的上表面到位置点A的垂直距离L，并将垂直距离L传输给所述总控制器；

步骤3，总控制器根据垂直距离L计算得到控制指令，并将控制指令发送到升降驱动机构，通过升降驱动机构调整图像采集装置(5.2)的高度，使图像采集装置(5.2)位于与第1邮包的高度相匹配的最佳位置，进而保证图像采集装置(5.2)能够采集到清晰的第1邮包的面单图像；

步骤4，同时，所述第1邮包在供件输送皮带的带动下继续向前移动，并最终落入到在线称重输送皮带；

第1邮包在在线称重输送皮带的带动下向前移动，当在线称重输送皮带入口端的第3检测传感器检测到第1邮包时，第3检测传感器将检测信号发送到总控制器；总控制器在接收到检测信号时，控制图像采集装置(5.2)动作，图像采集装置(5.2)此时已调整到与第1邮包高度相匹配的最佳位置，因此，图像采集装置(5.2)采集得到第1邮包表面固定的面单图像，并将所述面单图像立即传输给所述总控制器；

同时，在第1邮包在在线称重输送皮带的带动下向前移动的过程中，称重单元称量得到第1邮包的邮包实际重量值，并将所述邮包实际重量值立即传输给所述总控制器；

步骤5，总控制器在接收到第1邮包的面单图像和邮包实际重量值后，立即进行以下操作：

操作5.1：总控制器对第1邮包的面单图像进行分析，得到邮包标记重量信息和邮寄标记参数；所述总控制器判断所述邮包标记重量信息是否和所述邮包实际重量值一致，如果不一致，则得到第1邮包为瑕疵邮包的结论；如果一致，则进一步判断邮寄标记参数是否与本次分拣的邮寄实际参数一致，如果不一致，则得到第1邮包为瑕疵邮包的结论；如果一致，则得到第1邮包为正常邮包的结论；

所述总控制器在得到第1邮包为瑕疵邮包或正常邮包的结论后，根据邮包正常或瑕疵的结论，判断剔除输送皮带当前指向的角度是否与邮包状态对应；如果对应，则不向摆动驱动电机发出指令；如果不对应，则向摆动驱动电机发出摆动指令，通过摆动驱动电机调整剔除输送皮带的指向角度，使其指向的角度与邮包状态对应；

其中，总控制器进行上述操作5.1所用时间为T1；

另外，在总控制器进行上述操作5.1的过程中，第1邮包在在线称重输送皮带的带动下继续向前移动，并落入到延时输送皮带；其中，第1邮包在延时输送皮带带动下进行移动所需时间为T2；T2大于T1；

步骤6，当第1邮包从延时输送皮带落入到剔除输送皮带时，剔除输送皮带可确定处于与第1邮包的邮包状态对应的指向角度，因此，落入到剔除输送皮带的第1邮包在剔除输送皮带的带动下运动，并最终被输送到与其邮包状态对应的分拣区域；

采用步骤2-步骤6的过程，批量对后续邮包进行分拣操作。

优选的，还包括：每当将一个新的待分拣邮包P放到供件输送皮带的入口端时，供件输送皮带将该邮包P传输到供件输送皮带的出口端，并通过第2检测传感器将检测信号发送到总控制器；

总控制器在接收到检测信号时，立即判断在当前时刻，在线称重输送皮带上是否存在前一个邮包，如果不存在，则不发出控制指令；如果存在，则立即向供件驱动电机发出停机指令，停止供件输送皮带的传动，使邮包P停留在供件输送皮带上面，直到在线称重输送皮带上不存在邮包时，才重新启动供件驱动电机，使其将邮包P传输到在线称重输送皮带上，由此保证在线称重输送皮带在任意时刻最多只传输一个邮包。

本发明提供的邮包自助收寄系统以及邮包自助收寄方法具有以下优点：

采用先进的机器视觉技术、在线称重技术、伺服控制技术、自动输送技术等，实现邮包在线识别、称重、分拣全过程自动化，具有结构紧凑、摆放灵活、智能环保、称量精度高、分拣效率高的优点，适合国际小包等邮包自动分拣的市场需求。

附图说明

图1为本发明提供的邮包自助收寄系统的侧视图；

图2为本发明提供的邮包自助收寄系统的立体结构图；

图3为本发明提供的剔除输送机的侧视图；

图4为本发明提供的剔除输送机的立体结构图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图1-图4，本发明提供一种邮包自助收寄系统，包括供件输送机1、在线称重输送机2、延时输送机3、剔除输送机4、机器视觉系统5以及总控制器；

其中，供件输送机1包括供件输送皮带、用于驱动供件输送皮带运动的供件驱动电机、分别布置于供件输送皮带入口端和出口端的第1检测传感器和第2检测传感器；在线称重输送机2包括在线称重输送皮带、称重单元、用于驱动在线称重输送皮带运动的在线称重驱动电机、分别布置于在线称重输送皮带入口端和出口端的第3检测传感器和第4检测传感器；延时输送机3包括延时输送皮带以及用于驱动延时输送皮带运动的延时驱动电机；剔除输送机4包括剔除输送皮带、用于驱动剔除输送皮带运动的剔除驱动电机、用于控制剔除输送皮带进行上下摆动的摆动驱动电机、分别布置于剔除输送皮带入口端和出口端的第5检测传感器和第6检测传感器；

其中，供件输送皮带的出口端与在线称重输送皮带的入口端接触；在线称重输送皮带的出口端与延时输送皮带的入口端接触；延时输送皮带的出口端与剔除输送皮带的入口端接触；

机器视觉系统5包括：支撑柱5.1，支撑柱5.1安装有升降驱动机构，升降驱动机构可以为滚珠丝杆副，升降驱动机构与图像采集装置5.2连接，用于调整图像采集装置5.2的高度；图像采集装置5.2可采用国际高端工业级相机，位于在线称重输送皮带的上方，图像采集装置5.2的镜头垂直向下朝向在线称重输送皮带；支撑柱5.1还安装有高度检测传感器；高度检测传感器用于检测供件输送皮带上传输的邮包上表面距离高度检测传感器安装位置之间的垂直高度值；

总控制器分别与供件驱动电机、在线称重驱动电机、延时驱动电机、剔除驱动电机、摆动驱动电机、称重单元、升降驱动机构、图像采集装置5.2、高度检测传感器、第1检测传感器、第2检测传感器、第3检测传感器、第4检测传感器、第5检测传感器和第6检测传感器连接。实际应用中，第1检测传感器、第2检测传感器、第3检测传感器、第4检测传感器、第5检测传感器和第6检测传感器均可采用光电开关，用于检测是否有邮包通过。

本发明还提供一种邮包自助收寄方法，包括以下步骤：

步骤1，当需要分拣邮包时，总控制器同时启动供件驱动电机、在线称重驱动电机、延时驱动电机和剔除驱动电机，使供件输送皮带、在线称重输送皮带、延时输送皮带和剔除输送皮带进行传输运动；

步骤2，当第1邮包通过供件输送皮带的带动，而从供件输送机的入口端向供件输送机的出口端的运动过程中，高度检测传感器安装于位置点A，高度检测传感器检测到第1邮包的上表面到位置点A的垂直距离L，并将垂直距离L传输给总控制器；

步骤3，总控制器根据垂直距离L计算得到控制指令，并将控制指令发送到升降驱动机构，通过升降驱动机构调整图像采集装置5.2的高度，使图像采集装置5.2位于与第1邮包的高度相匹配的最佳位置，进而保证图像采集装置5.2能够采集到清晰的第1邮包的面单图像；

步骤4，同时，第1邮包在供件输送皮带的带动下继续向前移动，并最终落入到在线称重输送皮带；

第1邮包在在线称重输送皮带的带动下向前移动，当在线称重输送皮带入口端的第3检测传感器检测到第1邮包时，第3检测传感器将检测信号发送到总控制器；总控制器在接收到检测信号时，控制图像采集装置5.2动作，图像采集装置5.2此时已调整到与第1邮包高度相匹配的最佳位置，因此，图像采集装置5.2采集得到第1邮包表面固定的面单图像，并将面单图像立即传输给总控制器；

同时，在第1邮包在在线称重输送皮带的带动下向前移动的过程中，称重单元称量得到第1邮包的邮包实际重量值，并将邮包实际重量值立即传输给总控制器；

步骤5，总控制器在接收到第1邮包的面单图像和邮包实际重量值后，立即进行以下操作：

操作5.1：总控制器对第1邮包的面单图像进行分析，得到邮包标记重量信息和邮寄标记参数；其中，邮寄标记参数包括但不限于邮寄目的地址等。总控制器判断邮包标记重量信息是否和邮包实际重量值一致，如果不一致，则得到第1邮包为瑕疵邮包的结论；如果一致，则进一步判断邮寄标记参数是否与本次分拣的邮寄实际参数一致，如果不一致，则得到第1邮包为瑕疵邮包的结论；如果一致，则得到第1邮包为正常邮包的结论；例如，如果需要批量实现将邮寄目的地址为A国的邮包分拣到一起的目的，则：如果当前处理邮包的标记重量和实际重量一致，则进一步判断标记目的地址是否为A国，如果是，则邮包为正常状态的邮包；如果不是，则邮包为瑕疵状态的邮包。

总控制器在得到第1邮包为瑕疵邮包或正常邮包的结论后，根据邮包正常或瑕疵的结论，判断剔除输送皮带当前指向的角度是否与邮包状态对应；如果对应，则不向摆动驱动电机发出指令；如果不对应，则向摆动驱动电机发出摆动指令，通过摆动驱动电机调整剔除输送皮带的指向角度，使其指向的角度与邮包状态对应；

其中，总控制器进行上述操作5.1所用时间为T1；

另外，在总控制器进行上述操作5.1的过程中，第1邮包在在线称重输送皮带的带动下继续向前移动，并落入到延时输送皮带；其中，第1邮包在延时输送皮带带动下进行移动所需时间为T2；T2大于T1；

步骤6，当第1邮包从延时输送皮带落入到剔除输送皮带时，剔除输送皮带可确定处于与第1邮包的邮包状态对应的指向角度，因此，落入到剔除输送皮带的第1邮包在剔除输送皮带的带动下运动，并最终被输送到与其邮包状态对应的分拣区域；

采用步骤2-步骤6的过程，批量对后续邮包进行分拣操作。

另外，还包括：每当将一个新的待分拣邮包P放到供件输送皮带的入口端时，供件输送皮带将该邮包P传输到供件输送皮带的出口端，并通过第2检测传感器将检测信号发送到总控制器；

总控制器在接收到检测信号时，立即判断在当前时刻，在线称重输送皮带上是否存在前一个邮包，如果不存在，则不发出控制指令；如果存在，则立即向供件驱动电机发出停机指令，停止供件输送皮带的传动，使邮包P停留在供件输送皮带上面，直到在线称重输送皮带上不存在邮包时，才重新启动供件驱动电机，使其将邮包P传输到在线称重输送皮带上，由此保证在线称重输送皮带在任意时刻最多只传输一个邮包。

本发明提供的邮包自助收寄系统，主要由依次拼接的供件输送机、机器视觉系统、在线称重输送机、延时输送机、剔除输送机等组成。其中，机器视觉系统选用国际高端工业级相机，当供件输送机上包裹高度不等时，通过快速响应升降驱动机构，调整相机的垂直高度，保证镜头的有效视野，从而实现不同高度的包裹清晰成像。

邮包自助收寄方法的步骤可简要描述为：

(1)供件输送机实现邮包上机传输；

(2)邮包在供件输送机传输过程中，间接测量得到邮包高度值，并根据邮包高度值调整相机的垂直高度；另外，由于相机位于在线称重输送机的正上方，因此，实现提前调整相机的垂直高度的效果；

(3)当邮包传输到在线称重输送机时，一方面，实现邮包在线称重；另一方面，相机采集到邮包面单图像，并上传给总控制器；

(4)邮包继续传输到延时输送机，加设延时输送机的主要目的为：为总控制器识别邮包面单图像，得到邮包是否为瑕疵邮包，并根据邮包状态调整剔除输送机状态等提供了处理时间。

(5)剔除输送机设计为摆臂方式，采用曲柄连杆机构，将匹配正确的正常状

态的邮包输送到下一环节，而匹配不成功的邮件被剔除。

例如，剔除输送机可被设计有水平输送角度和向下倾斜输送角度；如果邮包状态正常，则对应水平输送角度；如果邮包状态瑕疵，则对应向下倾斜输送角度，由此实现邮包分拣。

由此可见，本发明提供的邮包自助收寄系统以及邮包自助收寄方法具有以下优点：

采用先进的机器视觉技术、在线称重技术、伺服控制技术、自动输送技术等，实现邮包在线识别、称重、分拣全过程自动化，具有结构紧凑、摆放灵活、智能环保、称量精度高、分拣效率高的优点，适合国际小包等邮包自动分拣的市场需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种邮包自助收寄系统，其特征在于，包括供件输送机(1)、在线称重输送机(2)、延时输送机(3)、剔除输送机(4)、机器视觉系统(5)以及总控制器；

其中，所述供件输送机(1)包括供件输送皮带、用于驱动所述供件输送皮带运动的供件驱动电机、分别布置于供件输送皮带入口端和出口端的第1检测传感器和第2检测传感器；所述在线称重输送机(2)包括在线称重输送皮带、称重单元、用于驱动所述在线称重输送皮带运动的在线称重驱动电机、分别布置于在线称重输送皮带入口端和出口端的第3检测传感器和第4检测传感器；所述延时输送机(3)包括延时输送皮带以及用于驱动所述延时输送皮带运动的延时驱动电机；所述剔除输送机(4)包括剔除输送皮带、用于驱动所述剔除输送皮带运动的剔除驱动电机、用于控制所述剔除输送皮带进行上下摆动的摆动驱动电机、分别布置于所述剔除输送皮带入口端和出口端的第5检测传感器和第6检测传感器；

其中，所述供件输送皮带的出口端与所述在线称重输送皮带的入口端接触；所述在线称重输送皮带的出口端与所述延时输送皮带的入口端接触；所述延时输送皮带的出口端与所述剔除输送皮带的入口端接触；

所述机器视觉系统(5)包括：支撑柱(5.1)，所述支撑柱(5.1)安装有升降驱动机构，所述升降驱动机构与图像采集装置(5.2)连接，用于调整所述图像采集装置(5.2)的高度；所述图像采集装置(5.2)位于所述在线称重输送皮带的上方，所述图像采集装置(5.2)的镜头垂直向下朝向所述在线称重输送皮带；所述支撑柱(5.1)还安装有高度检测传感器；所述高度检测传感器用于检测供件输送皮带上传输的邮包上表面距离高度检测传感器安装位置之间的垂直高度值；

所述总控制器分别与所述供件驱动电机、所述在线称重驱动电机、所述延时驱动电机、所述剔除驱动电机、所述摆动驱动电机、所述称重单元、所述升降驱动机构、所述图像采集装置(5.2)、所述高度检测传感器、所述第1检测传感器、所述第2检测传感器、所述第3检测传感器、所述第4检测传感器、所述第5检测传感器和所述第6检测传感器连接。

2.根据权利要求1所述的邮包自助收寄系统，其特征在于，所述图像采集装置(5.2)照相机。

3.根据权利要求1所述的邮包自助收寄系统，其特征在于，所述第1检测传感器、所述第2检测传感器、所述第3检测传感器、所述第4检测传感器、所述第5检测传感器和所述第6检测传感器均为光电开关。

4.一种邮包自助收寄方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，当需要分拣邮包时，总控制器同时启动供件驱动电机、在线称重驱动电机、延时驱动电机和剔除驱动电机，使供件输送皮带、在线称重输送皮带、延时输送皮带和剔除输送皮带进行传输运动；

步骤2，当第1邮包通过供件输送皮带的带动，而从供件输送机的入口端向供件输送机的出口端的运动过程中，高度检测传感器安装于位置点A，高度检测传感器检测到第1邮包的上表面到位置点A的垂直距离L，并将垂直距离L传输给所述总控制器；

步骤3，总控制器根据垂直距离L计算得到控制指令，并将控制指令发送到升降驱动机构，通过升降驱动机构调整图像采集装置(5.2)的高度，使图像采集装置(5.2)位于与第1邮包的高度相匹配的最佳位置，进而保证图像采集装置(5.2)能够采集到清晰的第1邮包的面单图像；

步骤4，同时，所述第1邮包在供件输送皮带的带动下继续向前移动，并最终落入到在线称重输送皮带；

第1邮包在在线称重输送皮带的带动下向前移动，当在线称重输送皮带入口端的第3检测传感器检测到第1邮包时，第3检测传感器将检测信号发送到总控制器；总控制器在接收到检测信号时，控制图像采集装置(5.2)动作，图像采集装置(5.2)此时已调整到与第1邮包高度相匹配的最佳位置，因此，图像采集装置(5.2)采集得到第1邮包表面固定的面单图像，并将所述面单图像立即传输给所述总控制器；

同时，在第1邮包在在线称重输送皮带的带动下向前移动的过程中，称重单元称量得到第1邮包的邮包实际重量值，并将所述邮包实际重量值立即传输给所述总控制器；

步骤5，总控制器在接收到第1邮包的面单图像和邮包实际重量值后，立即进行以下操作：

操作5.1：总控制器对第1邮包的面单图像进行分析，得到邮包标记重量信息和邮寄标记参数；所述总控制器判断所述邮包标记重量信息是否和所述邮包实际重量值一致，如果不一致，则得到第1邮包为瑕疵邮包的结论；如果一致，则进一步判断邮寄标记参数是否与本次分拣的邮寄实际参数一致，如果不一致，则得到第1邮包为瑕疵邮包的结论；如果一致，则得到第1邮包为正常邮包的结论；

所述总控制器在得到第1邮包为瑕疵邮包或正常邮包的结论后，根据邮包正常或瑕疵的结论，判断剔除输送皮带当前指向的角度是否与邮包状态对应；如果对应，则不向摆动驱动电机发出指令；如果不对应，则向摆动驱动电机发出摆动指令，通过摆动驱动电机调整剔除输送皮带的指向角度，使其指向的角度与邮包状态对应；

其中，总控制器进行上述操作5.1所用时间为T1；

另外，在总控制器进行上述操作5.1的过程中，第1邮包在在线称重输送皮带的带动下继续向前移动，并落入到延时输送皮带；其中，第1邮包在延时输送皮带带动下进行移动所需时间为T2；T2大于T1；

步骤6，当第1邮包从延时输送皮带落入到剔除输送皮带时，剔除输送皮带可确定处于与第1邮包的邮包状态对应的指向角度，因此，落入到剔除输送皮带的第1邮包在剔除输送皮带的带动下运动，并最终被输送到与其邮包状态对应的分拣区域；

采用步骤2-步骤6的过程，批量对后续邮包进行分拣操作。

5.根据权利要求4所述的邮包自助收寄方法，其特征在于，还包括：每当将一个新的待分拣邮包P放到供件输送皮带的入口端时，供件输送皮带将该邮包P传输到供件输送皮带的出口端，并通过第2检测传感器将检测信号发送到总控制器；

总控制器在接收到检测信号时，立即判断在当前时刻，在线称重输送皮带上是否存在前一个邮包，如果不存在，则不发出控制指令；如果存在，则立即向供件驱动电机发出停机指令，停止供件输送皮带的传动，使邮包P停留在供件输送皮带上面，直到在线称重输送皮带上不存在邮包时，才重新启动供件驱动电机，使其将邮包P传输到在线称重输送皮带上，由此保证在线称重输送皮带在任意时刻最多只传输一个邮包。