一種智慧物流分揀裝置的結構設計

亢煒

（陜西職業技術學院，陜西 西安710038）

1 引言

21世紀初期，中國物流設備產業發展迅速，各種物流運輸設備的數量逐步增加，與計算機技術、物聯網的結合越來越緊密，技術發展日新月異[1]。計算機網絡技術與物流活動的有機結合，使物流設備逐步向智能化方向發展，各種各樣的自動分揀設備也開始廣泛被應用于倉儲物流系統當中[2]。

分揀作業作為物流活動中一個關鍵環節，需要依據客戶信息、貨品規格、發送要求來進行分揀，分揀設備需要將貨物從相應區域快速、準確地分揀出來，按照貨物流向進行分類并裝載運送，該過程是物流活動中最耗費人力、最煩瑣、設備占地面積最大的一個環節。隨著信息技術、自動化控制技術的發展，智能分揀設備應運而生，智能化自動分揀設備主要以數據收集為基礎，利用AI技術構建智能的識別及控制系統，從入庫、在庫、分揀到裝車，整個過程不需要人力參與或者需很少的人力參與。智能化自動分揀設備作為現代先進配送中心的核心設備，應用過程中具有如下特點[4]：能連續、高效分揀貨物，分揀誤差率極低，分揀作業基本實現無人化。

2 設計背景

分揀工作是物流作業過程中的重要環節之一，如今大型物流工作站的分揀工作越來越趨于自動化，但是許多中小型快遞站的大部分分揀工作還是由人力操作，自動化程度低，且人為分揀存在著工作效率低、出錯率高、工作人員勞動強度大、暴力分揀等問題；利用現有的物流分揀裝置進行分揀時容易發生包裝破裂或損壞易碎貨物的情況，這樣會給使用者帶來較大的經濟損失。

3 機構設計

針對現有技術中存在的問題，本文提出了一種智慧物流貨物分揀裝置。

3.1 機構組成

智慧物流分揀裝置機構設計如圖1～圖4所示，底座上端兩側固定安裝著轉軸及傳送帶，傳送帶兩側固定安裝著第一檔板，第一擋板外側設有出貨口，出貨口連接著出貨滑道，出貨滑道是由轉輥組成的向下傾斜的滾動滑道，出貨滑道兩側固定安裝著第二擋板，出貨滑道下端設有收集箱，收集箱分內外兩層。底座上固定安裝著支撐架，支撐架后端安裝著由氣缸、活塞桿、推板組成的推送裝置，支撐架上端固定安裝著橫桿，橫桿左側下方安裝著出貨信息掃描器，右側下方安裝著進貨信息掃描器。底座的右端為進貨滑道，進貨滑道兩端安裝著第三擋板。底座右側上方安裝著PLC控制器，PLC控制器與氣缸、進貨信息掃描器、出貨信息掃描器通過導線連接。

圖1 整體結構正視圖

圖2 整體結構俯視圖

圖4 B處結構放大圖

圖3 A處結構放大圖

3.2 工作原理

本智慧物流分揀裝置的工作原理為：當貨物從進貨滑道滑入傳送帶后，進貨信息掃描器和出貨信息掃描器對貨物進行掃描識別，經掃描后，收集貨物信息，然后轉化為電信號傳導至PLC控制器，再通過PLC控制器將命令執行經電信號反饋給氣缸，氣缸推動擋板，將需分揀貨物推送至收集箱，進而完成貨物的分揀[3]。智慧物流分揀裝置工作流程如圖5所示。

圖5 智慧物流分揀裝置工作流程圖

3.3 智慧物流分揀裝置的優點

相比于現有技術，本裝置的優點在于：①借助第一擋板、第二擋板、第三擋板，在整體運輸和分揀貨物過程中，不會發生滑出或者掉落的現象；②采用進貨信息掃描器和出貨信息掃描器收集貨物信息，然后轉化為電信號傳導至PLC控制器，再通過PLC控制器，將命令經電信號反饋至氣缸，分揀貨物；③采用出貨信息掃描器對貨物進行掃描識別，確認貨物后，氣缸推動推板，將分揀的貨物推送至收集箱；④通過轉輥的滾動滑道，以滾動摩擦代替滑動摩擦，減少貨物在出貨滑道上滑動時所受到的阻力，使貨物可直接通過慣性和自身重力滑入收集箱內，盡可能節約資源；⑤采用進貨信息掃描器分揀貨物，分類掃描，實現后續對貨物的分類分揀；⑥收集箱內層的海綿橡膠材質可防止貨物落入收集箱時發生碰撞。

4 結語

本方案以傳統貨物分揀機構為基礎，綜合運用信息掃描、PLC控制等策略，建立了新的可實現貨物自動化分揀的智慧物流分揀裝置模型，不僅提高了分揀系統的揀選效率，還提高了貨物的安全性。

本文設計該智慧物流分揀裝置的目的是以智能自動化分揀設備代替人工分揀，以減輕物流作業人員的工作量，并且本文所設計的智能化分揀裝置機械結構簡單，使用方便，在分揀過程中，能夠快速而準確地完成不同類型貨物的分揀任務，避免重復勞動，提高了整個物流過程的運轉效率，降低了人工成本、時間成本。并且該套智慧物流分揀裝置相較于以往的各類型分揀裝置，系統價格低廉、工作原理簡單、運行成本較低，很好地滿足了國內部分中小倉儲企業對于貨物分揀的迫切需求，有效填補了小型智能物流分揀裝置領域的空白。

未來該智慧物流分揀裝置還應朝著以下幾個發展方向繼續更新迭代：技術向智能化、數字物聯化方向發展，設備向標準化、模塊平臺化方向發展，應用向產業化、細分化方向發展，系統繼續向無人化方向發展。