CN107185840B - 一种小型快递包裹自动分拣机及其分拣方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型快递包裹自动分拣机及其分拣方法，包括控制模块以及分别与控制模块通信的机电传动模块和信息识别模块：机电传动模块包括支撑台面、设置在支撑台面上并呈圆周分布的多个托盘以及带动各托盘做圆周运动的托盘驱动机构，托盘上设有用于放置包裹以及将包裹向支撑台面外传送的包裹传送机构，支撑台面上设有多个呈圆周分布并与多个托盘同圆心的分拣口，各分拣口处设有用于接受包裹传送机构传送的包裹的包裹存放模块；信息识别模块包括设置在各分拣口处的条形码扫描仪，条形码扫描仪用于识别放置在包裹传送机构上的包裹的条码信息；控制模块存储有各分拣口的分拣信息。与现有技术相比，本发明结构简单，占地面积小，成本低。
Description
技术领域
本发明属于自动控制工程技术领域，涉及一种分拣机，尤其涉及一种小型快递包裹自动分拣机及其分拣方法。
背景技术
自动分拣输送技术和装备虽然在我国已有10多年的应用历史，但早期主要应用于在邮政行业，生产和流通领域运用的并不多。但是随着互联网时代的到来，以淘宝、京东等为首的一大批电商涌起，给物流行业带来前所未有的商机，同时剧增的包裹也给各个物流公司带来巨大的压力。于是，国内大型的物流公司繁忙的大型物流分拣中心引进分拣系统。系统主要由供件系统、长距离运输带、包裹分拣装置(如推杆、挡板等)、自动识别装置、光电传感系统、计算机控制系统等组成。各部分装置通过计算机管理系统联合，配合人工控制及相应的人工处理环节构成一个完整的自动分拣系统。其工作原理是在货物上做好分拣标识，然后通过机械装备送入长距离传送带，通过自动识别系统读入物料基本信息，由计算机对读入的物料信息进行相应得处理，物料信息读入计算机系统后，物料继续移动，仓储货架分拣系统实时检测物料移动的位置，当物料到达相应的分拣道口时，控制系统向分拣装置发出分拣的指令，分拣机构立刻产生相应的动作，使物料进入相应的分拣道口，最后由人工或机械装置将货物运至相应区域。
但是该分拣系统一次性投资大。自动分拣系统本身需要建设短则40～50米，长则150～200米的机械传输线，还有配套的机电一体化控制系统、计算机网络及通信系统等，这一系统不仅占地面积大，动辄2万平方米以上，而且一般自动分拣系统都建在自动主体仓库中，这样就要建3～4层楼高的立体仓库，库内需要配备各种自动化的搬运设施，这丝毫不亚于建立一个现代化工厂所需要的硬件投资。这种巨额的先期投入要花10～20年才能收回，如果没有可靠的货源作保证，则系统只能由大型生产企业或大型专业物流公司投资，小企业无力进行此项投资。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单，占地面积小，成本低的小型快递包裹自动分拣机及其分拣方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种小型快递包裹自动分拣机，包括控制模块以及分别与控制模块通信的机电传动模块和信息识别模块：
所述的机电传动模块包括支撑台面、设置在支撑台面上并呈圆周分布的多个托盘以及带动各托盘在支撑台面上做圆周运动的托盘驱动机构，所述的托盘上设有用于放置包裹以及将包裹向支撑台面外传送的包裹传送机构，所述的支撑台面上设有多个呈圆周分布的分拣口，多个分拣口与多个托盘同圆心设置，各分拣口处设有用于接受包裹传送机构传送的包裹的包裹存放模块；
所述的信息识别模块包括设置在各分拣口处的条形码扫描仪，所述的条形码扫描仪用于识别放置在包裹传送机构上的包裹的条码信息；
所述的控制模块存储有各分拣口的分拣信息。
作为优选的技术方案，所述的支撑台面的横截面呈环形，多个托盘与支撑台面同圆心设置，各托盘的底部均设有万向轮，万向轮与支撑台面的上表面滚动连接，所述的包裹传送机构由传送带和驱动传送带运动的小步进电机组成，所述的传送带沿支撑台面的径向设置。
作为优选的技术方案，所述的托盘驱动机构包括设置在支撑台面圆心处的大步进电机以及与大步进电机传动连接的转盘，各托盘均通过连杆与转盘连接。
作为优选的技术方案，多个分拣口沿圆周均匀分布，多个托盘沿圆周均匀分布，并且托盘的个数与分拣口的个数相一致。
作为优选的技术方案，所述的包裹存放模块为储物袋、储物箱或传送机。
作为优选的技术方案，该自动分拣机还包括与控制模块通信的计算机监控模块，所述的计算机监控模块用于监控自动分拣机的运行状态以及包裹的分拣状态。
作为优选的技术方案，该自动分拣机还包括与控制器通信的声光报警模块，用于在计算机监控模块监控到自动分拣机的运行状态或包裹的分拣状态异常时报警。
作为优选的技术方案，该自动分拣机还包括问题包裹存放模块，用于接受条码信息不能与任一分拣口的分拣信息相对应的包裹。
所述的小型快递包裹自动分拣机的分拣方法，包括以下步骤：
(1)将贴有条形码的包裹放置到包裹传送机构上，各包裹上的条码信息与相应的分拣口的分拣信息相对应；
(2)各托盘在托盘驱动机构的带动下做圆周运动，当包裹经过分拣口时，条形码扫描仪识别包裹上的条形码，将识别的条码信息传输至控制模块，并通过控制模块与该分拣口的分拣信息比较：
若对应，则通过控制模块控制包裹传送机构将包裹传送至包裹存放模块，完成包裹的分拣，
若不对应，则包裹传送机构不动作，托盘在托盘驱动机构的带动下继续做圆周运动，包裹经过下一个分拣口，并通过条形码扫描仪识别包裹上的条形码，直至包裹上的条码信息与一个分拣口的分拣信息相对应，
若托盘转动一周，包裹上的条码信息不能与任一分拣口的分拣信息相对应，则该包裹被包裹传送机构传送至问题包裹存放模块，等待人工处理。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)比起大型物流分拣系统，该分拣机创造性的采用两级运动的方式实现自动分拣，第一级运动采用托盘驱动机构带动托盘圆周运动的方式，第二级采用包裹传送机构带动包裹径向运动的方式，整体机电系统结构简单、紧凑，非常经济实用，工作稳定，制作成本低，占地面积小，方便运输和安装。
(2)用户可根据自身需求增加分拣区域，还可直接通过上位机或硬件速度调节按钮调节电机转动速度从而达到调节包裹分拣速度的目的。
(3)直接通过计算机监控画面就能了解系统的运行状态，实时反馈运行情况。包括各区域包裹分拣数量，有无不能分拣包裹，系统有无故障等，减少雇佣的工人从而降低生产成本并降低工人劳动强度。
(4)本发明提供的是一种方法思路，具有很大的可扩展性，稍作改动可以用来分拣其他的物品，例如将条形码扫描仪替换为金属探测仪，即可用于金属和非金属分拣等，也可以通过传送机，将分拣后的包裹运送至指定区域。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1为储物箱，2为条形码扫描仪，3为支撑台面，4为转盘，5为传送带，6为连杆，7为万向轮，8为大电机固定底座，9为固定脚架，10为齿轮，11为大步进电机，12为小步进电机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种小型快递包裹自动分拣机，如图1所示，包括控制模块以及分别与控制模块通信的机电传动模块和信息识别模块，机电传动模块包括支撑台面3、设置在支撑台面3上并呈圆周分布的多个托盘以及带动各托盘在支撑台面3上做圆周运动的托盘驱动机构，托盘上设有用于放置包裹以及将包裹向支撑台面外传送的包裹传送机构，支撑台面3上设有多个呈圆周分布的分拣口，多个分拣口与多个托盘同圆心设置，各分拣口处设有用于接受包裹传送机构传送的包裹的包裹存放模块，信息识别模块包括设置在各分拣口处的条形码扫描仪2，条形码扫描仪2用于识别放置在包裹传送机构上的包裹的条码信息；控制模块存储有各分拣口的分拣信息。
本发明的自动分拣机还包括问题包裹存放模块，用于接受条码信息不能与任一分拣口的分拣信息相对应的包裹。
本实施例的自动分拣机还包括与控制模块通信的计算机监控模块，计算机监控模块用于监控自动分拣机的运行状态以及包裹的分拣状态。
本实施例的自动分拣机还包括与控制器通信的声光报警模块，用于在计算机监控模块监控到自动分拣机的运行状态或包裹的分拣状态异常时报警。
该自动分拣机的分拣方法，包括以下步骤：
(1)将贴有条形码的包裹放置到包裹传送机构上，各包裹上的条码信息与相应的分拣口的分拣信息相对应；
(2)各托盘在托盘驱动机构的带动下做圆周运动，当包裹经过分拣口时，条形码扫描仪2识别包裹上的条形码，将识别的条码信息传输至控制模块，并通过控制模块与该分拣口的分拣信息比较：
若对应，则通过控制模块控制包裹传送机构将包裹传送至包裹存放模块，完成包裹的分拣，
若不对应，则包裹传送机构不动作，托盘在托盘驱动机构的带动下继续做圆周运动，包裹经过下一个分拣口，并通过条形码扫描仪2识别包裹上的条形码，直至包裹上的条码信息与一个分拣口的分拣信息相对应，
若托盘转动一周，包裹上的条码信息不能与任一分拣口的分拣信息相对应，则该包裹被包裹传送机构传送至问题包裹存放模块，待人工处理。
本实施例的支撑台面3的横截面呈环形，多个托盘与支撑台面同圆心设置，各托盘的底部均设有万向轮7，例如橡胶万向轮，万向轮7与支撑台面3的上表面滚动连接，包裹传送机构由传送带5和驱动传送带5运动的小步进电机12组成，传送带5沿支撑台面3的径向设置。托盘驱动机构包括设置在支撑台面3圆心处的大步进电机11以及与大步进电机11传动连接的转盘4，大步进电机11设置在大固定电机固定底座8上，大固定电机固定底座8通过固定脚架9设置在地面上，转盘通过齿轮10与大固定电机的转动轴传动连接，各托盘均通过连杆6与转盘4连接。本实施例的多个分拣口沿圆周均匀分布，多个托盘沿圆周均匀分布，并且托盘的个数与分拣口的个数相一致，均为四个。
本实施例的包裹存放模块为储物袋、储物箱1或传送机。储物袋和储物箱1可以将分拣的包裹存放在原地，传送机可以将分拣的包裹传输至指定存放区域。
本实施例的控制模块主要以PLC为核心，处理信息识别模块等输入的信号，做出逻辑判断后输出相应的控制信号给相应的执行模块。
本发明的条形码扫描仪扫描包裹的条码信息后，得到一组反射光信号，此信号经过光电转换后变为一组与线条和空白相对应的电子信号，经解码后还原为相应的数字，在传入控制模块，与控制模块存储的分拣信息比对。
本发明的计算机监控模块主要以组态王作为组态软件设计对应的监控画面，可以实时通过监控画面了解系统的运行状态以及包裹的分拣状态(例如各分拣口分拣包裹数、有无分拣错误等)。
本发明的声光报警模块由红色、黄色和绿色警报灯以及蜂鸣器组成。
本发明的问题包裹存放模块可以设置一个，位于任意两个相邻的分拣口之间；也可以设置多个，位于每两个相邻的分拣口之间。问题包裹存放模块的形式可以与包裹存放模块的形式一样。
Claims (5)
1.一种小型快递包裹自动分拣机的分拣方法，其特征在于，该自动分拣机包括控制模块以及分别与控制模块通信的机电传动模块和信息识别模块：
所述的机电传动模块包括支撑台面(3)、设置在支撑台面(3)上并呈圆周分布的多个托盘以及带动各托盘在支撑台面(3)上做圆周运动的托盘驱动机构，所述的托盘上设有用于放置包裹以及将包裹向支撑台面外传送的包裹传送机构，所述的支撑台面(3)上设有多个呈圆周分布的分拣口，多个分拣口与多个托盘同圆心设置，各分拣口处设有用于接受包裹传送机构传送的包裹的包裹存放模块；
所述的信息识别模块包括设置在各分拣口处的条形码扫描仪(2)，所述的条形码扫描仪(2)用于识别放置在包裹传送机构上的包裹的条码信息；
所述的控制模块存储有各分拣口的分拣信息；
该自动分拣机还包括问题包裹存放模块，用于接受条码信息不能与任一分拣口的分拣信息相对应的包裹；
所述的支撑台面(3)的横截面呈环形，多个托盘与支撑台面同圆心设置，各托盘的底部均设有万向轮(7)，万向轮(7)与支撑台面(3)的上表面滚动连接，所述的包裹传送机构由传送带(5)和驱动传送带(5)运动的小步进电机(12)组成，所述的传送带(5)沿支撑台面(3)的径向设置；
所述的托盘驱动机构包括设置在支撑台面(3)圆心处的大步进电机(11)以及与大步进电机(11)传动连接的转盘(4)，各托盘均通过连杆(6)与转盘(4)连接；
该自动分拣机的分拣方法，包括以下步骤：
(1)将贴有条形码的包裹放置到包裹传送机构上，各包裹上的条码信息与相应的分拣口的分拣信息相对应；
(2)各托盘在托盘驱动机构的带动下做圆周运动，当包裹经过分拣口时，条形码扫描仪(2)识别包裹上的条形码，将识别的条码信息传输至控制模块，并通过控制模块与该分拣口的分拣信息比较：
若对应，则通过控制模块控制包裹传送机构将包裹传送至包裹存放模块，完成包裹的分拣，
若不对应，则包裹传送机构不动作，托盘在托盘驱动机构的带动下继续做圆周运动，包裹经过下一个分拣口，并通过条形码扫描仪(2)识别包裹上的条形码，直至包裹上的条码信息与一个分拣口的分拣信息相对应，
若托盘转动一周，包裹上的条码信息不能与任一分拣口的分拣信息相对应，则该包裹被包裹传送机构传送至问题包裹存放模块，等待人工处理。
2.根据权利要求1所述的一种小型快递包裹自动分拣机的分拣方法，其特征在于，多个分拣口沿圆周均匀分布，多个托盘沿圆周均匀分布，并且托盘的个数与分拣口的个数相一致。
3.根据权利要求1所述的一种小型快递包裹自动分拣机的分拣方法，其特征在于，所述的包裹存放模块为储物袋、储物箱(1)或传送机。
4.根据权利要求1所述的一种小型快递包裹自动分拣机的分拣方法，其特征在于，该自动分拣机还包括与控制模块通信的计算机监控模块，所述的计算机监控模块用于监控自动分拣机的运行状态以及包裹的分拣状态。
5.根据权利要求4所述的一种小型快递包裹自动分拣机的分拣方法，其特征在于，该自动分拣机还包括与控制器通信的声光报警模块，用于在计算机监控模块监控到自动分拣机的运行状态或包裹的分拣状态异常时报警。
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