作品名稱:智能分揀小車
學校名稱:武漢商學院
參賽隊伍:汪汪隊睡大覺
參賽學生:汪義欣 李寒 曹宇航
指導老師:高俊
背景介紹
隨著電子商務和物流業的蓬勃發展,快遞件的數量以驚人的速度持續增長。快遞件分揀作業量大、勞動力成本高等因素導致傳統人力和半機械化的物流分揀方式難以滿足現代物流的需求,爆倉等不利現象時有發生,制約了我國物流業的發展進程。因此,物流自動化的全面實現已成為物流業發展的必然趨勢。運用了智能小車的分揀系統是一種集物聯網、自動控制、計算機、機械、傳感器、通訊等多學科技術的綜合系統,具有安全可靠性強、自動化程度高、管理調度靈活方便等特點。智能分揀系統的廣泛應用不僅能提高物流運作效率、降低物流經營成本,還能激勵生產制造業,促進經濟增長,對我國社會的發展具有十分重要的意義。為了保持企業的競爭優勢,越來越多的物流企業采用智能分揀小車。
針對這一科技潮流,本方案將機械智能化技術和現代物聯網技術相結合,設計出了一臺智能快遞分揀小車,小車上裝配有機械臂、機械爪、萬向輪和升降平臺,氣缸式機械爪的上方設有用于檢測識別快遞上智能標簽的識別器。本方案結構簡單、操作簡易、實現了智能化且成本低,可幫助快遞工作人員對快遞進行分揀搬運,做到真正的創新設備,向智能工廠逐步邁進,響應“中國制造2025”號召。
作品簡介
如圖所示,這就是本次涉及的智能快遞分揀小車,其結構主體為搭載升降平臺的載體小車,小車上方的升降平臺由電動機帶動連珠絲杠的運動來完成升降工作,小車的側面以及前面一共裝有六個傳感器,在小車的底部裝配有四個萬向輪,來保障小車在運動系統和定位系統的正常運行。小車的后方設有儲貨籃,用于快遞的堆放。小車升降平臺上還裝有機械臂,此機械臂為一個六軸機械臂,大大提升了靈活度,并且在機械臂的前方,還裝有識別器,配合上機械爪,精準抓取與識別快遞。
在小車的功能方面,小車首先通過識別器來檢測識別快遞上的智能標簽,識別完以后通過接收地址的不同來確認對快遞是否抓取,將同一類接收地址的快遞通過六軸機械臂進行抓取,放入后方的儲貨籃中。從識別智能標簽到快遞入儲貨籃整個過程只需要兩三秒鐘,就可以完成一件快遞的分揀。分揀完第一件快遞之后,小車通過側面裝有的萬向輪可朝多個方向移動,小車上裝有傳感器,可保障運動系統和定位系統的正常運行,在遇到障礙時,小車收到傳感器的障礙信號,通過萬向輪可以進行智能避障,防止小車與障礙物發生碰撞,造成小車的損壞或者降低工作效率。小車還可以通過裝有的定位系統對離小車最近的快遞進行定位,可直接進行對最近的一件快遞進行分揀,大大提高了效率。
小車工作演示視頻
方案特色設計說明
先進性:智能快遞分揀小車相比于普通的快遞分揀小車,其在載體小車上裝配了機械臂、機械爪、萬向輪和升降平臺。小車上方的升降平臺由電動機帶動連珠絲杠的運動來完成升降工作,可以對不同高度的快遞進行更加準確的抓取。側面裝有的傳感器和萬向輪,小車通過定位系統,可以使小車向所需分揀的快遞行駛,萬向輪使得小車在行駛過程中更加靈活。小車上的六軸機械臂,大大提升了靈活度,配合上機械爪,可以精準抓取和識別快遞。
實用性:小車可以取代人工分揀,對人力是一種解放,也提高了工作效率,使快遞分揀更加智能化,機械化。操作簡單,也不需要人為的進行操作,只需對進行編程后,即可讓小車進行高效的工作
創新性:在傳統快遞分揀小車上,我們裝有的六軸機械臂大大提升了其靈活度,更有利于對快遞的抓取。搭配的升降平臺可以抬高或降低機械臂的高度,進一步提高了機械臂的靈活度。小車所裝配的萬向輪和傳感器,小車可進行智能避障,防止運輸中小車遇到障礙出現問題。在小車的后方設有儲貨籃,用于快遞的堆放,一次可分揀多個快遞,大大提高了工作效率。智能標簽和識別器的配套使用,是本次設計的最大創新點,在快遞入庫時,自動化機械將會根據快遞的大小、形狀、目的地等信息,編制出一個智能標簽,粘貼在快遞上方,同時智能便簽還具備智能工廠的定位裝置,以便于在分揀過程中,小車的對快遞的定位,提高分揀效率。
爆炸圖展示
設計小結
目前工業機器人,機械自動化設備正在被廣泛運用,本項目的推行,也會加快“智能工廠”的建設,會有越來越多的企業選擇工業機器人,使用機器人分揀可以滿足大批量快遞的需求,同時取代人工,降低人工勞動強度,降低工傷事故,提高工作效率及產品的品質。
也許這次的設計存在許多缺點,有很多的不足,但通過這次的設計,使我們學習到了很多實踐知識,同時將機械制造基礎、機械設計、材料力學等課程綜合起來了,了解了機械設計的基本流程。在設計的過程中,我們大量查閱資料,積極請教老師,很好的培養了我們作為工科學生的基本素養。
相信這次設計的經驗積累,會使我們在以后的學習或者實際工作中,能夠設計出更高質量的機械產品。