【《菜鸟驿站自动化快递收取装置的尺寸检测平台分析案例》3500字】

菜鸟驿站自动化快递收取装置的尺寸检测平台分析案例目录TOC\o"1-2"\h\u21332菜鸟驿站自动化快递收取装置的尺寸检测平台分析案例 1262241.1尺寸检测平台功能 1125571.2顶升转向装置设计 254001.3尺寸检测设计 61.1尺寸检测平台功能在如上图所示的总体布局中，尺寸检测平台装置放置在整个运输装置的边角位置，与先后两个辊筒输送线相连接。在总体方案设计中，包裹进入该装置应该会经过运输、检测、转向等工作流程。首先该装置应该具备运输包裹的基本功能，能够使得包裹进入该装置后，能够完整、平稳地运送到相邻的辊筒分拣运输线。同时控制包裹从该装置运送出的时间，使得后续推送装置、AGV搬运装置的时间更高效地利用。其次包裹经过该装置后，运输方向会有顺时针90°地转向，才能实现和两个垂直分布地辊筒输送线相配合。在该装置上包裹要进行尺寸包裹的检测，然后根据得到的尺寸大小分配其在货架上的位置。在检测包裹尺寸期间，要求包裹静止以得到准确的数据，因此尺寸检测区域应该是一个单独的装置，而不选择圆弧段的辊筒输送线来连接前后两输送线。该装置最简单的运输功能可以直接使用辊筒输送机构来完成，在低速传送之下，配合驱动电机的启动与停止来控制相邻物件的输送时间间隔。该检测平台在运输过程中辊子输送平面应该与前后两输送线的输送平面重合，同时整个输送线的平面截面为矩形，因此旋转过程时的呈90度的两个状态中始终只有一个能与输送线装置相连接。且直接进行旋转肯定会是装置发生碰撞，所以在旋转的前后应该对辊子输送平面进行举升和降落，这样既可以避免装置之间发生碰撞，又可以使得整个运输方案更加合理。因此选择用推举机构先将该装置进行上升到一定高度，然后辊子运输平面顺时针旋转90度，然后该运输平面下降到相接触的分拣输送机辊子平面同一高度。在装置的最上部使用和输送、分拣辊筒输送线相同的辊子输送结构。下部采用支架将整个装置支撑。中间选择可以旋转的轴作支撑，气缸工作控制与曲柄相连接的中心轴旋转，以此来达到整个转向装置可以顺时针旋转90度的要求。该顶升换向装置运用到该装置之中，有如下有点。该装置与两个垂直的辊筒输送机相连接，可以实现运输物件的90度的运输。该装置在整个输运线上为一个单独的装置，配有单独的驱动，可以准确控制包裹的输送速度。由于该装置在工作是具备上升，下降的工作状态，因此可以控制包裹的间隔运输时间由于该装置是上部辊筒运输部分转向，物件的摆放方向相对于与辊筒运输方向相对不变，相对于货架位置包裹发生90度变向，利于后面推送装置的工作。1.2顶升转向装置设计1.2.1辊筒运输部分设计由于顶升换向机构最上部辊筒运输的运动条件和分流输送机构一样，所以在此不过多计算，具体参见4-3，两部分运输机构采用的辊子，承载的货物包裹相同的情况下，辊子的型号、输送能力、强度校核也完全相同。F得到链条牵引动力为F=164N;其中k为系数，取10/9；根据公式n主动链轮和从动链轮的半径比i=nT=9550针对其在转向过程中，为了配合尺寸检测，可以通过控制电机停止转动的方式，来使其相对于顶升转向装置静止。控制电机转动可以使用如3-3的pwm控制方式，将其电机的占空比设置为0%即可以控制电机停止转动。1.2.2顶升换向部分设计由于方案设计要求中，该包裹运输到该装置之上，会经过顶升、转向、下降三个步骤的过程，将包裹的运输方向进行90°的转向，且尺寸检测也可以在转向的过程之中进行。整个辊子运输平台的竖直方向上只进行直线位移，整个运输过程的移动快速且频繁，需要在短时间内进行两次举升和下降来完成转向运输和复位，因此初步选择气缸作为驱动来推动物件。整个顶升装置支架选用钢材料，其密度为7.9×10F选择四个气缸同时工作来推动整个顶升换向装置的上升F=F=该气缸在工作过程中，位移活动为上下移动，形成为100mm，活动时间2s，工作压力0.5MPa，气缸平均速度v=st=1002=50mm/s,查表后气缸的负载率β=0.5气缸的理论推力为F=π根据现有气缸的型号，取圆整后得到气缸的缸径为40mm，查询现有的气缸型号，CQ2B-CDQ2B-32-50紧凑型气缸中的CDQ2B40-100DZ型号气缸满足该设计要求。气缸型号缸径行程最高使用压力最低使用压力活塞速度CDQ2B40-100DZ40mm100mm1mpa0.05mpa50-500mm/s由上表中的各参数，可知该气缸满足使用要求。1.2.1辊筒转向设计1.3尺寸检测设计1.3.1尺寸检测原理尺寸检测主要通过对包裹的三维尺寸的检测，确定其大小为在上述调查过程中的哪一类，以便于后续的装置能够准确的将包裹放于指定型号。选用GP2Y0A21传感器来实现包裹的尺寸检测，GP2Y0A21距离测量传感器采用，其有效测量距离在80cm之内，输出的信号为模拟信号，并且对光及温度的适应性较强将红外测距传感器与A/D转换器（ADC0804）相连接，将传感器所测得的模拟信号在A/D转换器的作用下转变为数字信号，A/D转换器与单片机相连接，在将8052芯片与LCD显示屏相连接。该装置的最终检测结果可以在液晶显示屏上得到显示。安装在尺寸检测平台上的传感器可在其顶升转向过程之中，包裹相对于顶升转向装置静止不动时将其进行尺寸检测，该尺寸检测的主要过程是包裹运输到合适的位置，然后顶升换向装置最上部辊筒输线停止运输，尺寸检测装置开始检测，同时顶升转向装置依次进行顶升、转向、下降。完成转向功能的同时，其尺寸检测也完成工作，在驱动电机将包裹输送到分拣辊筒输送线。由于本设计主要设计重点在在于设计，对于程序控制方面不做深入研究，因此部分的尺寸检测功能还可以进行进一步的设计、优化。1.3.2货架的编号在该自动化方案中，另一位同学设计将取发装置设计为AGV小车，为了方便对货物的存取，对货架进行改造，增加层数的同时，将单层只存放一个包裹。传统人工货物上架，由于一层统一位置存在多个包裹叠放，因此发送给取件人的信息中包含的编号为包裹的准确编号。而改装后的货架，由于固定位置只存放一个货物，可以直接对货架的每个位置进行编号，来准确指向该位置的包裹。传统的提货码直接表示货物的编码，但为了快速找到，其前面任然需要标注该包裹所在的货架位置。且各菜鸟驿站的编号也为完全同意。如D14120表示该包裹在编号为D的货架之上，在第1层的第120个包裹。又或者22-4-3007表示该包裹为第22个货架第4层的编号为3007的包裹。设计本自动化收取装置时，由于包裹和货架位置一一对应，可采用新的编码形式，直接通过货架的位置来尊亲确定该包裹位置，降低取货码的复杂性的同时方便取件人取件的同时，也便于取发装置快速定位目标包裹。本次设计中，在菜鸟驿站中初步设立8个货架，其编号则依次排列为1-8，，将编号的第一位字符表示为货架的代号。由于上述已经对货架进行改造，使得每一个货架的层数都不完全相同，货架的最多层数为8层，一层能放置的最大数量为10个，所以在货物码确定第一个货架编号后，后续编码便比完全相同以层数最高、每层能摆放的包裹数量最多的货架来说明，其能摆放八层，每层最多10个货架，因此其包裹货物的最大编号为1-8-9，每一层的第一个位置从0开始表示，因此新的货物编码方式可以只用三个字符即可确定该包裹的位置。1.3.3货物上架分配每一次进行进行完尺寸检测后，都应该根据预设定的包裹放置设定，给每一包裹预定位置，后续装置相互配合使其达到指定位置。通过调研结果和对尺寸的改造，将210mm×110mm×140mm的包裹，放置于A类货架之上，将260mm×150mm×180mm的包裹放置于B类货架之上。将430mm×210mm×270mm的包裹放置于B类货架之上.在确定货架类型后，在寻找该货架上的空位置，以放置包裹。由于包裹在运输上架的过程中，由于存货、取货为流动状态，因此货架上出现空闲、可以放置货物的位置也是随机的。例如某一层的第一个位置（编号0）已经存放货物，但第二个位置（编号1）位置为空，第三个位置（编号2）又存放货物。对于空位置的寻找，选择每一次都货架的第一层第一个位置开始检索。可以通过自己设定对应寄存器来检索货架上的空位置。为了不遗漏或错误识别货架上某一处位置是否已经存货，可以将该位置的状态又1/0来表示，每一次检测完货物的尺寸后，都从货架的第一个位置开始检索，查看状态是否为空，知道查询到状态为0的位置，将其状态改变为1，同时将该字符所在位置转换为对应的货架位置，发送给后续分拣、推送装置，以及对应的设计成AGV小车的取发装置。同时取件