仓储物流分拣系统设计研究

仓储物流分拣系统设计研究

以RFlD射频识别技术为基础，构建了一种仓储物流分拣系统。根据速度和输送量等参数进行了电机的选择，完成了仓储物流分拣系统的设计，具有一定的实践参考价值。

1引言

近年来，网购的普及，人们对快递的需求较大，以往的人工分拣方式不再适合县级以下快递公司的运营。快递公司对货物的卸载、挑拣、分类、整理后送至指定地区需要大量的人力，不合理的重复劳动造成人工成本的上升，而人工成本是快递公司的一项重要成木。而一个现代化的大型分拨中心需要许多现代化的分拣设备，这些设备价格昂贵，维护费用较高，只有少数公司能实现。而我国许多小规模的快递公司，由于其能力有限只能由人工进行冗赘的分拣工作。人工在快递仓库进行分拣货物上需要耗费极大的时间，导致这一工作效率难以提高。这一现象在国内双十一期间尤为明显，数以万计的快件堆叠等待挑拣分送工作量巨大却没有有效的方式提高效率（喜崇彬，自动分拣系统市场现状与发展趋势：物流技术与应用，2019；谭宇硕，等. 多路段小包分拣作业系统设计：科技创新，2019）o木文设计仓储物流分拣系统的主要目的，是以智能自动化的机械代替人工分拣、运输及配送，以减轻物流人员的工作量。而系统机械结构简单,使用方便，在转运这个过程中能够快速精确轻松的完成分类、传递，很好的避免了重复劳动，提高效率，降低人工的成本，时间成本，并且木系统较与国外的智能运输系统价格低廉、原理简单、上手快速对于国内有部分文化程度不高的物流工作者更合适，且运行成

本不高很符合国内小规模运输业的行情，填补了小规模快递公司分拣智能化的空白。射频识别（RFID）是一种自动识别技术（刘红海，沈红杰，聂长鹏，等.基于RFID的智能快递管理与分拣系统：软件工程，2017）o 而条形码是用以表示一定的商品信息的符号。物件的条形码是由一组规则排列的条、空及其对应字符组成的标识。木文拟基于射频识别（RFID）技术，进行物件物件条形码信息获取，根据现有快递业运营方式和物件分拣方法等,研究分拣系统的组成,制定出设计方案。合理选择分拣方法，可以有效达到节省人员、减少快递公司人工成本的目的。根据以上分析可以看出，快递行业在针对快件分拣、快件转运这一块具有极大的需求，自动化的分拣方式成为了首选。

2仓储物流分拣系统的设计

本文设计的仓储物流分拣系统是基于RFlD技术的一种应用，其是一种自动化装置，由自动分拣设备和后台管理系统等组成。（杨丹丹，杨风，马慧卿，智能分拣系统的研究：电子世界，2014；韩瀚，智能快递分拣系统设计：科技创新，2019）

2.1分拣系统机械结构组成

木文设计的仓储物流分拣系统机械结构主要由供货装置、分拣装置和下货装置组成。图1为仓储物流分拣系统分拣装置内部的主要传动结构三维图。（2）供货装置。供货装置作可实现将物件包裹送上传送带与登记条形码的功能。工作人员将从快递卡车上卸下的包裹有序地放置在供货装置的传送带上，利用传送带把货物传送至扫描快递条形码的位置，

条形码读写器将从货物上的条形码识别地点信息并登记, 计算机控制系统根据分拣信号的指示按照快递的种类、收货地区位置进行分拣归类，而后包裹顺着供货装置的传送带把货物送到主传送带上。（2）分拣装置。货物被送上分拣装置的主传送带时，传送带将以高效的速度运送来节省时间，为了实现分类的功能，采用了转向轮分拣的设计方案，如图2所示，当货物传送到分拣设备的分道入口，位于传送带侧方的红外线传感装置，红外线被阻挡为转向轮的转向提供信号，计算机控制器将根据包裹设定倾向于分道口的三个方向中指定一个方向，此时货物由于转向轮的导向而传递至不同的入口，实现快递的分类。该分拣方案具有以下特点：采用橡胶材料分拣时，可防止包裹过重而打滑，对货物的冲击小；转向轮的转向由一个伺服电机来实现，可以左右摆动，变换角度可以实现双方向的分拣，因此当空间有限时使用双向分拣来满足分拣需求;转向轮的浮出由弹簧控制起到一定的缓冲作用；便于布置多个分道口，随时扩充。（3）下货装置。物件通过分拣装置的快速分类，将被带入至下货装置，该机构主要由无动力辘筒组成。运动较快的货物经过车昆筒会起到一定的减速效果，使其有序的送到相应的位置等待配送人员搬运。

2.2电机的选择

传送带、分拣设备、下货装置等都需要使用电机，因此电机的选择很重要。首先根据详细计算及数据查取，设计确定传送带速度、物件的输送量、传送带长度及输送功率与机械效率等参数，再选定减速器，最后确定电机型号。（1）电机的选择根据机械结构，计算相应的扭矩、传送带要达到的最大最小速度、传送带的最大负载，选择合适功率的电机。

电机的功率，要依据设备的负载来进行选择，尽量使电机在额定功率下运行。所选电机的额定功率尽量稍大于计算所得的功率。（2）电机控制选定完电机之后，进行相应的电机驱动板的电路设计，设计完成之后，进行测试。

2.3控制系统的设备选型

控制设备的选择是否得当，将直接影响系统是否能正常工作。根据分拣系统整体运行环境及要达到的目标标准和效果，合理设定系统内各设备运行参数及输出要求。然后根据这些设备的运行参数和要求选型和采购，从而达到预期的目的和效果。

2.4分拣系统的构成简图及实现

图3所示为仓储物流分拣系统构成的结构简图。本文设计的仓储物流分拣系统，实现了条形码读取，获取物件信息，物件的分拣。分拣系统通过电机，使传送带沿着环形轨道运动，通过扫描器获取贴有标签的物件条形码信息。扫描器读取物件的条形码信息后，控制装置根据获取的条形码记录物件信息并设定分拣口位置；传送带在电机带动下持续运输物件；分拣系统通过调整转向轮的方向，将物件输送到相应的分拣道口，实现分拣；完成分拣后，通过传送带物件可平稳传送至配送区域。（廖家骥，刘建群，等.基于机器视觉的机器人分拣系统设计：组合机床与自动化加工技术，2019；朱亚红，基于机器视觉的工业机器人分拣系统：机器视觉，2018）该仓储物流分拣系统的物件分拣过程如图4所示。

3结论

目前，分拣技术正朝着智能化、柔性化方向发展。分拣设备的智能化，主要体现在分拣技术与信息技术、物联网技术的结合。即在传统的分拣设备上，通过加装识别监控和数据分析等装置，再结合大数据、深度学习等，拓展设备的服务范围和服务能力，除了传统的分拣功能外，还有实时监控和数据上传功能。项目组在前期的方案设计及研究基础上，进行了新型物流分拣装置的加工、装配和调试。在实物的加工和装配方而，由于设计装配问题，分拣装置的灵活度还需要进一步改进，效果不是很理想。分拣装置目前运行还不够顺畅，后面需通过改造使之更加完善。该项目设计仓储物流分拣系统，主要目的是以智能自动化的机械代替人工分拣、运输及配送，以减轻物流人员的工作量；从科学设计的角度对小型快递公司的物流分拣系统进行优化设计；结合仓储物流分拣系统现实生活中具体应用的不足，具有一定创新性和研究意义。

作者:陈晓玉魏雅君谢路生单位:厦门大学嘉庚学院厦门大学航空航天学院