一種新型全自動快遞包裝機

摘 要：隨著網絡購物的飛速發展，快遞數量的突增，網絡商家的發貨壓力越來越大，文章設計了一種新型全自動快遞包裝機，該裝置能夠自動檢測商品的大小，能夠根據大小將商品裝入紙箱內，能夠大大地縮減商品的包裝時間，提高網絡商家的包裝效率，提高服務質量。

關鍵詞：全自動；快遞包裝；自動識別

1 項目背景和研究意義

近幾年，隨著互聯網的普及以及經濟的發展，網絡購物逐漸大放異彩，日益成為一種重要的購物形式，隨著當當網、淘寶、京東等各購物網站的發展，并伴隨著中國網名的增長，越來越多的人有了網絡購物的體驗，除了交易可信度以外，物料配送成為直接影響人們購物體驗的重要一環，本作品從類似淘寶賣家等的網絡商家出發，解決網絡商家的商品包裝問題，能夠大大地提高網絡商家的發貨效率，使人們能夠擁有更好的網絡購物體驗。該作品[1-2]能夠自動識別商品大小，并根據其大小使用不同尺寸的的紙箱進行包裝，能夠降低人力成本，并提高效率。

2 結構設計

一種新型全自動快遞包裝機，包括傳感器機構、傳送帶機構、機械臂機構、開箱機構、整體支架、中心控制器。整體支架作為如圖1所示，傳送帶機構安裝在整體支架的左側邊角，傳感器機構底部通過固定角鐵與整體支架固定，具體安裝在傳送帶機構的1/2處，傳送帶機構的下方為置物架，用于物品的暫時存放，置物架左側為機械臂機構，機械臂機構底部與中心控制器組件的底板上部相連，底板直接固定在整體支架上，中心控制器固定在底板下部，通過銅柱連接。傳送帶機構右側為開箱機構，開箱機構直接與下部整體支架相連，開箱機構兩側為儲箱盒，用于存放不同大小的紙箱。

2.1 傳感器機構

如圖2所示，傳感器機構由傳感器、傳感器固定架和傳感器底座組成。傳感器固定在傳感器固定架的孔中，幾個傳感器同時在一個水平線上，傳感器固定架下端與傳感器底座相固定，最后將傳感器底座與整體支架相固定。工作時傳送帶機構帶動物品傳送時，物品開始經過傳感器部分，從第一個傳感器開始，依次接收信號并亮燈，當物品末端離開第一個傳感器，失去信號并滅燈，此時物品前端被帶到第n個傳感器處并亮燈，與此同時計算第n個亮燈傳感器與第一個傳感器的距離，得到物品長度尺寸。在本套系統演示裝置中，我們只安裝了單排的傳感器，但其可通過不同用戶的不同需求來改變傳感器的數量、間距、排數等等，從而能夠適應更多人的使用需求，提高了它的應用范圍。

2.2 開箱機構

開箱機構如圖3所示，由轉軸連接架、開箱吸盤、開箱驅動電機、開箱轉軸組成。物體從起始位置通過傳送帶，傳感器能夠大概地識別出物體體積，然后將數據傳送給開箱驅動電機部分的機構，開箱驅動電機轉動并帶動轉軸連接架，轉軸連接架由一個類似圓狀加長桿組成，圓狀部分繞著其中心轉動，前端的長桿裝有開箱吸盤，開箱吸盤的位置可調以適應大小不同的紙箱，能夠根據不同商家的要求所定制的不同類型的紙箱進行調整，從而適應不同大小不同種類的紙箱，開箱吸盤2的末端與真空泵相連接，能夠保證開啟原本壓扁狀態的紙箱。

2.3 中心控制器

如圖4所示，中心控制器由電源接口、連接銅柱、STC89sc51單片機、傳感器輸入接口、L298電機驅動器、機械臂輸出接口、開箱電機控制數據輸出接口等組成。電源接口用于中心控制器的整體通電，傳感器輸入接口用于傳感器數據的輸入已經傳感器的供電，以傳感器模塊作為外部輸入端，STC89sc51單片機可通過對輸入信號的處理，從而通過判斷從機械臂輸出接口輸出不同的控制信號，使機械臂做出不同的動作，與此同時，開箱電機與開箱電機控制數據輸出接口相連，STC89sc51單片機通過傳感器輸入接口穿入的數據識別出需要開啟的箱子的種類，從而驅動開箱驅動電機轉動，帶動轉軸連接架，從而使與轉軸連接架連接的開箱吸盤開啟相應的紙箱。本裝置采用自動裝貨裝置，可在無人干擾的情況下實現對貨物的自動裝箱，從而大大節省人力資源投入。并且其主板留有相關的傳感器插口，便于用戶根據不同需求的情況更改設置，以適應不同的環境要求，完成不同的工作任務。對于程序采用高內聚低耦合的方式即多個子程序組成，使其高效穩定的運行。

3 操作過程的實現

（1）將要包裝的物品放在傳送帶機構上，傳送帶帶動物品經過傳送帶左側的傳感器。（2）傳感器機構已經將物品通過傳感器之后的數據傳給中心控制器，中心控制器通過傳入的數據進行判斷。（3）中心控制器將判斷后的結果數據傳送給開箱機構，開箱驅動電機部分通過中央控制器傳來的數據，開啟不同的紙箱。（4）最后中心控制器控制機械臂機構將不同尺寸的物品分別放入不同的紙箱中。

4 應用與推廣

該裝置能夠自動檢測商品的大小，能夠根據大小將商品裝入紙箱內，能夠大大地縮減商品的包裝時間。在未來，隨著技術的發展，隨著德國工業4.0、美國工業互聯網以及中國萬物互聯的發展，機械行業在未來會相著定制化發展，這一類包裝在未來會越來越適合各種網絡商家，能夠大大地削減網絡商家在包裝方面人力資源的投入，包裝提高網絡商家的包裝效率，提高服務質量，從而提高大眾在網購過程中的體驗，應用前景較為廣闊。

參考文獻

[1]濮良貴，陳國定，吳立言.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2013.

[2]孫艷，何署廷.工程力學[M].北京：中國電力出版社，2015.

*通訊作者：陳光。