高校快遞收發點多功能印碼掃描機設計

毛 秀，何 慶，周玉芳，王天予，董景峰，馬寧蔚

（東北林業大學 工程技術學院，黑龍江 哈爾濱 150040）

1 引言

隨著時代的發展，互聯網已經高度普及，尤其促進了電商的發展，一定程度上改變了人們的消費方式。網購在時間地點上不受限制，并且通過網絡可以獲得大量的商品信息，省時省力。根據電商客戶的特點和不同需求，可將客戶分為四大群體：學生、在職人員、農村客戶和其他人員[1]。網購尤其受大學生歡迎，校園快遞量近年增速迅猛，校園內外每天堆積著大量快遞[2]。學生群體居住在校內，集中度高，快件量大，但大部分商品體積和價值不大，收件地址一般為學生公寓或教學樓，不具備直接送貨上門的條件。目前，順豐、圓通、申通等一般有在校園設立快遞收發點，并以發送短信的方式，通知學生上門領取快遞，而天天、京東、全峰等一般每天中午12點和傍晚6點在學校固定地點臨時擺攤，并通過發短信或打電話方式通知學生自提包裹，且過時不候[3]。

對于校園快遞收發點，主要是快遞人員給上架好的包裹依次手寫編號或者粘貼標簽，完成全部包裹的編號后再從頭到尾通過掃描、語音輸入等方式將手機號碼輸入到短信暫存系統中，最后統一發送給客戶。這種工作流程方式存在工作流程繁瑣，需要人力較多，且易出現編號錯誤、編號重復、中斷等諸多問題，這些問題在一定程度上制約了快遞企業的發展。

國內外企業及學者都對快遞收發類似問題進行了研究，取得了很大的進展，發明了用于快遞收發的智能手持巴槍和高解析噴碼機。智能手持巴槍安裝有智能軟件、設有掃描儀，可快捷錄入信息，加強業務管理，提升業務能力[4]，但是不具備對快件進行快速準確編號的功能；高解析噴碼機內置有讀碼器，可同步實現掃描和噴碼的功能，簡化了掃描和印碼的工作流程，提高了工作效率，但現在市面上的高解析噴碼機價格普遍過高，并且不能對非工作狀態下的掃描儀進行保護。

2 校園快遞收發點應用設備的現狀

目前快遞收發點所使用的物流巴槍是一種智能移動終端，主要通過“物流巴槍”內的RFID讀寫器，實時采集物流企業的收件、分揀（分撥）、上架、分配、接件、裝車、發件、派件的時間點、責任人等關鍵數據，匯集到統一的信息平臺，再推送到“物流巴槍”上，后臺管理人員均可實時查詢各個環節的最新狀態[5]。巴槍廣泛應用于超市、物流快遞、圖書館等掃描商品、單據的條碼。例如，巴基斯坦TNT通過配置我國深圳華為公司的C3000智能手持終端，用于包裹的清點、分配、收件和交付等業務工作。除此之外，順豐速運正式于2009年給公司快遞員和庫管員配備了結合多種技術的移動手持終端-AUTOID6[6]。但是學校快遞收發點存在規模小、成本高、盈利困難、資源浪費的問題[7]，手持巴槍只是單純地完成了信息錄入和發送短信通知的工作[8]，工作人員需要手寫編號，因此容易出現漏寫、錯寫、重復等問題，給之后的派發工作造成隱患。

高解析噴碼機又稱為高解像噴碼機，為不同于單噴孔CIJ點陣式噴碼機的另一種DOD小字符噴碼機。應用高解析噴碼機有利于產品識別、產品追溯[9]，可以滿足產品跟蹤記錄的需要。所以高解析噴碼機廣泛應用于食品、醫藥、化妝品、汽車等零件加工、電線電纜、鋁塑管等行業以及其他領域[10]。例如，美國偉迪捷公司利用高解析噴碼器為客戶在產品標識、追溯、防偽等方面量身定制解決方案。創新之處在于高解析噴碼機內置有讀碼器，可同步實施掃描和噴碼功能。但是高解析噴碼機的壓力小，只適合于平面噴碼，高解析噴碼機墨水昂貴，且不適合噴印在塑料或者金屬等非吸附性材料上[11]。高解析噴碼機本身價格一般在7 000元以上，對于小規模的快遞收發點來說，價格偏高，而且其操作也十分繁瑣，不利于節約人力。

通過對快遞收發點的現場調研，從技術手段方面分析各種技術的可行性與穩定性，探究掃描與印碼功能的結合以及掃描儀的各種狀態，旨在設計出一種多功能印碼掃描機，可同時進行掃描和印碼的工序，也可保護掃描儀，防止在非工作狀態下被碰到導致損壞。

3 印碼掃描機的關鍵技術及結構設計

校園快遞收發站包裹量大、規格大小不一，學生通常只在下課放學后才有時間取快遞，但是一旦快遞員發送的取件碼與快件上的號碼不一致，就會造成學生取件時效率低下，也會影響快遞服務水平。這就要求快遞員在印碼并掃描時對快遞上所印取件碼的正誤進行檢查，把出錯率降到最低。同時也要在短時間內對盡可能多的快件進行印碼、掃描等操作，提高工作效率。除此之外，也應該在非工作期間對掃描頭進行保護，防止掃描頭因碰撞而損傷和損壞。

3.1 關鍵技術

高校快遞收發點的特點決定了其對手持設備的印碼及掃描過程有如下要求：首先，快遞收發點快遞量大、人力少，這要求盡可能縮短編寫取件碼與掃描快遞單兩道流程的時間間隔；其次，快遞員對快件進行印碼掃描時，要保證快件上所印取件碼與系統錄入取件碼相一致；最后，要求印碼清晰、印碼速度快、連續印碼，最好采用輪轉號碼機的原理[12]。

因此，針對上述要求，高校快遞收發點手持印碼掃描設備的關鍵技術點為：

（1）印碼與掃描的有效集成。因此，需要著重解決掃描儀與外殼的連接方式問題。

（2）在輕便的前提下，對掃描儀進行最可靠有效的保護。最好利用升降裝置來對掃描儀與外殼進行合理連接，通過掃描儀在外殼內的升降來達到保護效果。

3.2 結構設計

根據上述分析，本文設計出的多功能印碼掃描機由外殼、掃描儀、顯示屏、輪轉號碼機、控制面板、墨盒、手柄、電池以及升降裝置組成，如圖1—圖3所示。

（1）外殼采用塑膠材料，減輕了裝置的重量，方便手持操作，對各部件起到了保護、連接、支撐和固定的作用，同時殼體中還安裝有數據處理模塊和數據存儲模塊。

（2）掃描儀可以對快遞單上的二維碼、條形碼進行快速掃描和識別，并將信息發送到數據存儲模塊。

（3）顯示屏采用液晶顯示屏幕，可以顯示快遞信息，方便快遞人員參照所顯示信息對快件上所印號碼進行檢查。

（4）輪轉號碼機可實現自動上墨、自動跳碼和自動進位等功能，操作人員只需輕輕按壓即可在多種平面上印出清晰的號碼，并且利用棘輪裝置的原理可以實現一鍵調零。

（5）控制面板包括有確認鍵、電源開關鍵、刪除鍵以及0-9的數字鍵，可實現對掃描的控制與操作。同時控制面板外設置有翻蓋外殼，可實現對控制面板的保護。

（6）墨盒用透明硬質塑料制成，操作人員可以隨時觀察墨盒中的墨汁剩余情況。

圖1 多功能印碼掃描機側視圖

圖2 多功能印碼掃描機主視圖

圖3 升降裝置側視圖

（7）手持柄一面設置為圓弧狀，增加了手握的舒適感，手持柄上設置有號碼機調零按鈕，手持柄下端的底座使裝置可以豎立放置在桌面上，同時操作人員可以通過底座下端的滑蓋開關更換位于手柄內部的充電電池。

（8）升降裝置包括上底板、下底板、第一連接桿、第二連接桿、第三連接桿、第四連接桿、第一滑塊、第二滑塊、螺桿和電機。掃描儀固定安裝在上底板上表面，上底板的下表面兩端分別連接第一連接桿的一端和第二連接桿的一端，第一連接桿的另一端和第二連接桿的另一端分別鉸接第一滑塊的上表面和第二滑塊的上表面，第一滑塊的下表面和第二滑塊的下表面分別鉸接第三連接桿的一端和第四連接桿的一端，第三連接桿的另一端和第四連接桿的另一端分別連接下底板，第一滑塊和第二滑塊內設置有螺紋，且螺紋方向相反，螺桿穿過第一滑塊和第二滑塊與電機相連。

4 印碼掃描機的工作原理

印碼掃描機的主要工作原理如下：

（1）將掃描儀和輪轉號碼機安裝在外殼內，便于攜帶、移動和使用；掃描儀與輪轉號碼機并排設置，并且均正面方向一致，以便于工作人員對快件進行印碼后快速掃描快遞信息。工作人員首先給墨盒上墨并用撥號桿對號碼機進行撥號，設置好快件編號起始碼，然后用控制面板編輯好取件短信模板并在系統內設置好取件初始碼，接著用多功能印碼掃描機的掃描頭對一個快件進行手動印碼，然后工作人員對這個快件上的快遞單進行掃描，掃描頭將信息傳輸到信息存儲模塊，快件信息中的客戶號碼自動錄入到短信模板中。每掃描一張快遞單，客戶的電話號碼被自動填入待發送信息的收件人名單，顯示屏的取件碼自動累加，輪轉號碼機也自動跳轉到下一個號碼。操作人員對快件依次進行印碼和掃描，在操作的同時可通過比對顯示屏的取件碼和快件上所印取件碼是否一致，實現對快件所印取件碼的檢查工作。待所有快件印碼掃描完成后，可一鍵發送取件信息，即可通知客戶根據取件碼上門取件。

（2）當不使用掃描儀時，工作人員可以按下手柄上的掃描儀升降開關，電機開始旋轉，帶動螺桿旋轉，由于第一滑塊和第二滑塊內螺紋方向相反，所以通過第一連接桿、第二連接桿、第三連接桿和第四連接桿進行伸縮運動，從而使上底板上固定的掃描儀進行上下運動，從而防止掃描儀在非工作狀態下因磕碰而導致損壞，實現保護的目的。

5 與傳統掃碼槍作業流程對比及技術優勢分析

5.1 作業流程對比

傳統掃碼槍作業流程：第一步，首先對快遞進行卸貨入庫；第二步，將快件按大小分類并依此擺放在貨架上；第三步，確定初始取件碼，并通過手寫或貼標簽的方式對所有快件進行標號；第四步，按照上一步的標號順序用掃碼槍掃描快遞單，將每個快件對應的客戶電話導入取貨信息發送名單；第五步，一鍵發送取貨信息；第六步，客戶憑收到的取貨碼領取快遞。

多功能印碼掃描機作業流程：第一步，首先對快遞進行卸貨入庫；第二步，將快件按大小分類并依此擺放在貨架上；第三步，確定初始取件碼，對所有快件同時進行印碼并掃描（掃描完畢后按動升降開關，將掃描儀縮進殼內，實現對掃描儀的保護）；第四步，一鍵發送取件信息；第五步，客戶憑收到的取件碼領取快遞。

詳細的作業流程對比如圖4所示。相較之下，由于多功能印碼掃描機具備連續印碼掃描的功能，工作人員可同時實現對快遞進行標號與掃描，將傳統的兩道流程合二為一，工作流程得到了簡化。

5.2 多功能印碼掃描機技術優勢分析

多功能印碼掃描機與傳統掃碼槍相比，具有如下技術優勢：

（1）掃描儀通過升降裝置能夠在凹槽內伸縮，防止掃描儀在非工作狀態下被碰到而導致損壞，提高了設備的使用壽命。

（2）輪轉號碼機能實現自動跳號的功能，工作人員只需設置初始值即可對多個快件連續編號并印碼。輪轉調零開關的設置，使得每次印碼結束后即可快速輕松歸零。

（3）通過轉動軸將保護蓋與手柄連接，用于對控制面板的保護，防止誤觸按鍵和刮花顯示屏。顯示屏位置的設置，方便工作人員參照所顯示信息對快件上所印號碼進行快速檢查，避免了所印取件碼與短信取件碼不一致的情況。

（4）印碼掃描機能對多個快件進行連續的印碼和掃描，與傳統的先手寫編號或貼取件碼再掃描相比，前者一步到位簡化了工作流程，減少人力和工時，代替了人工手寫，降低出錯率，提升顧客對快遞收發的滿意度。

圖4 傳統掃碼槍與多功能印碼掃描機的工作流程圖

6 結語

本文設計了多功能印碼掃描機，其可廣泛的應用于高校快遞收發點。通過對多功能印碼掃描機的設計結構分析，闡述了其工作原理、應用特點、技術優越性，掃描儀通過升降裝置能夠在凹槽內伸縮運動以免在非工作狀態下被碰到而導致損壞，提高了該設備的使用壽命。印碼掃描機能對多個快件進行連續的印碼掃描，簡化了工作流程，出錯率低，提高了快遞收發服務質量。特別是在“雙十一”和小年前后快遞收發高峰期，該設備有利于減少人力和工時，加快工作進度，提高工作效率，降低成本。與傳統的掃描槍相比，多功能印碼掃描機更適合市場需求。