一种快递包裹分拣机的制作方法

本发明涉及快递包裹的分拣技术，具体是一种快递包裹分拣机。

背景技术：

近些年来，互联网已飞快地走进千家万户，随着互联网应用的普及电子商务也赢得了突破性的发展，在此基础上，中国快递企业的数量大大增长，它所在的领域也在逐渐的扩大。对于广大的消费者来说，快递的时效性、安全性给消费者带来了极大的便利，人们“足不出户”就可以购买各种自己喜欢的商品，并享受送货上门的便捷服务。然而，在快递行业繁荣的背后，同样也存在着很多问题，尤其是涉及到消费者切身利益的服务问题引发了社会上各界人士的关注，制约了快递企业的发展。

目前我国在快递行业的配套管理设备相对落后，中转站内快递堆放杂乱，快递的分区分块以人工判别为主，需要大量人力，不但效率低下，且在分拣过程中存在不文明、不安全的现象，很多快递包裹都是在分拣的过程中因遭受了野蛮对待而受到不同程度上的损坏。越来越多的消费者反映快递物品的分拣时间过长，快递明显变成了“慢递”，严重影响了消费者网购热情，有时快递的延误甚至会对某些顾客造成重大的损失。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种快递包裹分拣机，它可完成大批量快递包裹的文明分拣，大大提高快递包裹的分拣效率。

本发明的技术方案：

一种快递包裹分拣机，包括框架，安装在框架上的机械手、快递输送机构、快递缓冲机构、快递推送机构、平台升降机构、快递存贮机构、控制器及显示屏；

所述框架包括底板，安装在底板下的万向轮，底板的四角立有外框架，外框架的顶端固定水平状的顶板，外框架一侧的上部固定有水平状的连接板；底板上由里及外立有里支架、箱体支架；

所述机械手包括安装在框架顶板上的两个主舵机和一个副舵机，两主舵机的轴之间连接有一转轴，转轴上固定有偏心轮，支撑杆架的底端也固定在转轴上，所述的支撑杆架由二根平行的支撑杆和将二根平行的支撑杆固定在一起的横杆构成，转轴上还空套一个不完全齿轮；下连杆架的底端铰接于偏心轮，所述的下连杆架由二根平行的下连杆和将二根平行的下连杆固定在一起的横杆构成，下连杆架的顶端与上连杆架的左端铰接，所述的上连杆架由二根平行的上连杆和将二根平行的上连杆固定在一起的横杆构成，上连杆架的左侧铰接于支撑杆架的顶端，上连杆架与支撑杆架的铰接处位于上连杆架与下连杆架铰接处的右侧，上连杆架的右端与吸盘座下部铰接；三角连杆的一角铰接于支撑杆架的顶端，另二角分别铰接于中连杆的顶端和中上连杆的左端，中连杆的底端与不完全齿轮铰接，中上连杆的右端与吸盘座的上部铰接；不完全齿轮与副舵机轴上的吸盘齿轮啮合；吸盘座上安装有吸盘和漫反射光电传感器，吸盘连接气泵；

所述快递输送机构包括通过轴承安装在框架连接板上的一对滚筒，滚筒上布置有平皮带，滚筒由安装在框架连接板上的皮带电机经带轮、同步带驱动；

所述快递缓冲机构包括水平布置的环形大转盘，大转盘固定在转盘大齿轮的上端面，转盘大齿轮通过第二端面轴承安装在框架的里支架的顶端，转盘大齿轮由安装在框架的连接板上的转盘电机轴上转盘小齿轮驱动；

所述快递推送机构位于快递缓冲机构的上方，快递推送机构包括通过第一端面轴承安装在框架的顶板上铅垂状的竖轴，竖轴由安装在框架的顶板上的推送上电机经一对锥齿轮驱动，竖轴的下端沿径向固定有导轨固定板，导轨固定板上固定有径向直线导轨，直线导轨上布有燕尾槽配合的推板；导轨固定板的一端安装有推送下电机，推送下电机的轴上固定同步带轮，导轨固定板的另一端安装有同步带轮，两同步带轮上设置有同步带，同步带与推板固接；

所述平台升降机构包括框架轴心线上铅垂状的立轴，立轴的顶端固定有水平状的升降平台，立轴的下端通过轴承安装水平状的平台底盘；平台底盘上固定有丝母，丝母与铅垂状的丝杆配合，丝杆的下端与升降电机的轴连接，升降电机安装在框架的底板上；框架的底板上还固定有铅垂状的导杆，平台底盘与导杆滑动配合；立轴的下端还固定有同步带轮，安装在平台底盘上的升降舵机轴上固定有同步带轮，两同步带轮上设置有同步带；升降平台上安装有传送带，平台底盘上安装微型uhf超高频读写器；

所述快递存贮机构包括布置在框架侧面的出口朝外的存贮箱，存贮箱固定在底盘的箱体支架上；存贮箱至少包含一层，每层存贮箱中的托板由入口向出口倾斜，每层存贮箱出口的底端铰接有存贮箱门，存贮箱门上部的两侧连接拉绳，拉绳由牵引装置控制，每层的存贮箱门由对应的一套牵引装置控制；所述的每套牵引装置包括安装在存贮箱两侧的上滑轮，安装在框架底盘上可转动的滑轮轴，滑轮轴的两端固定有下滑轮，滑轮轴上还固定有左齿轮，左齿轮与安装在框架底盘的存贮电机轴上的右齿轮啮合，拉绳经上滑轮后缠绕在下滑轮上；

控制器及显示屏，所述控制器包括单片机、电机驱动模块，单片机与机械手中的主舵机和副舵机、平台升降机构中的升降舵机电连接；快递输送机构中的皮带电机、快递缓冲机构中的转盘电机、快递推送机构中的推送上电机和推送下电机、平台升降机构中的升降电机、快递存贮机构中的存贮电机分别与电机驱动模块电连接，电机驱动模块再分别与单片机电连接；单片机还分别与机械手中吸盘气泵上的继电器、吸盘座上的漫反射光电传感器、平台升降机构中平台底盘上的微型uhf超高频读写器电连接，显示屏与单片机电连接；

当机械手中吸盘座上的漫反射光电传感器检测到有快递包裹通过时，反馈信号至控制器的单片机，单片机就控制主舵机、副舵机转动，同时控制机械手中吸盘气泵上的继电器闭合或断开，将快递包裹便放在快递输送机构中的平皮带上；单片机通过电机驱动模块控制快递输送机构中的皮带电机转动，将快递包裹送入快递缓冲机构中环形大转盘上；单片机通过电机驱动模块控制快递缓冲机构中的转盘电机转动，让环形大转盘沿同一方向间隙性转动60°(就是每一件快递包裹落在大转盘上就转动60°)；单片机通过电机驱动模块控制快递推送机构中的推送上电机转动，让直线导轨沿环形大转盘相同方向转动60°，同时单片机通过电机驱动模块控制推送下电机转动，让推板将环形大转盘上的快递包裹推入平台升降机构中升降平台上的传送带上，之后让直线导轨回转60°，推板也返回初始位置；平台升降机构中平台底盘上的微型uhf超高频读写器对落下的快递包裹上的信息识别后，反馈信号至单片机，单片机通过电机驱动模块控制升降电机转动，将升降平台上的传送带上的快递包裹升至相应的存贮箱所在层数，单片机又控制升降舵机转动，将升降平台上的传送带上的快递包裹转动至同层的具体存贮箱，之后单片机通过电机驱动模块控制升降平台上的传送带的驱动电机转动，把快递包裹送入对应存贮箱中；单片机通过电机驱动模块控制快递存贮机构中存贮电机转动，让存贮箱门打开或关闭，方便取出快递包裹。

本发明显著提高了快递包裹的分拣效率，节省了大量人力，减轻了工人劳动强度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的框架结构示意图；

图3为本发明中机械手的结构示意图；

图4为本发明中快递输送机构的结构示意图；

图5为本发明中快递推送机构的结构示意图；

图6为本发明中快递缓冲机构的结构示意图；

图7为本发明中平台升降机构的结构示意图；

图8为本发明中快递存贮机构的结构示意图。

图中，1.控制器及显示屏，2.快递推送机构，3.平台升降机构，4.快递存贮机构，5.机械手，6.框架，7.快递缓冲机构，8.快递输送机构，9.外框架，10.顶板，11.连接板，12.里支架，13.箱体支架，14.底板，15.万向轮，16.中连杆，17.三角连杆，18.中上连杆，19.横杆，20.漫反射光电传感器，21.吸盘座，22.上连杆架，23.下连杆架，24.支撑杆架，25.主舵机，26.吸盘，27.转轴，28.不完全齿轮，29.偏心轮，30.副舵机，31.吸盘齿轮，32.皮带电机，33.平皮带，34.输送同步带，35.滚筒，36.座式轴承，37.上带轮，38.下带轮，39.推送上电机，40.第一锥齿轮，41.第二锥齿轮，42.第一端面轴承，43.直线导轨，44.导轨固定板，45.同步带轮，46.推板，47.推送下电机，49.同步带，50.大转盘，51.转盘大齿轮，52.转盘小齿轮，53.第二端面轴承，55.转盘电机，56.导杆，57.微型uhf超高频读写器，59.平台底盘，60.丝杆，61.升降平台，62.升降舵机，63.升降电机，64.存贮箱门，65.左齿轮，66.上滑轮，67.拉绳，68.存贮电机，69.右齿轮，70.下滑轮，71存贮箱，72托板。

具体实施方式

本发明中的吸盘26的型号：sc，单片机型号：stm32f103zet6(控制芯片)，电机驱动模块型号：l298n，液晶显示屏型号：12864，微型uhf超高频读写器57的型号：klm900，漫反射光电传感器20的型号：e3f3-ds50n2，均为外购件。

本发明中平台底盘59上设置的微型uhf超高频读写器57的射频范围覆盖本机，微型uhf超高频读写器57与后台数据系统连接，后台数据系统记录每一个快递包裹的信息。

本发明中各机构及工作过程如下：

如图1所示，本发明包括框架6，安装在框架6上的机械手5、快递输送机构8、快递缓冲机构7、快递推送机构2、平台升降机构3、快递存贮机构4、控制器及显示屏1。整体如一台小推车，布置于快递中转站的传送带流水线上。

机械手5的吸盘26将中转站流水线传送带上的快递包裹吸取放在快递输送机构8的平皮带33上，平皮带33将包裹输送至快递缓冲机构7的大转盘50上，接着，快递缓冲机构7和快递推送机构2配合，使快递包裹有条不紊地推送至平台升降机构3中升降平台61上的传送带上，平台升降机构3中的微型uhf超高频读写器57识别包裹单号后将快递包裹运送到快递存贮机构4中相应的存贮箱71内并统计记录信息在显示屏呈现出来。

如图2所示，所述框架6包括外框架9、里支架12、箱体支架13，分别支撑顶板10、快递缓冲机构7、快递存贮机构4；机械手5以螺栓连接的方式安装在顶板10上，吸盘26对着中转站流水线的传送带；快递输送机构8安装在外框架一侧的连接板11上；快递推送机构2以螺钉连接在顶板10的下面；快递缓冲机构7固定在里支架12的顶端；平台升降机构3由丝杆60带动上下运动并沿导杆56滑动；快递存贮机构4以螺栓连接在箱体支架13上。

如图3所示，所述机械手5安装在框架6的顶板10上，吸盘座21上装有漫反射光电传感器20，当快递中转站传送带流水线上快递包裹经过漫反射光电传感器20时，位于机械手5底部安装在顶板10上的两个主舵机25同步转动，两主舵机25的轴之间连接有一转轴27，与转轴27刚接的支撑杆架24和偏心轮29随之转动，所述的支撑杆架24由二根平行的支撑杆和将二根平行的支撑杆固定在一起的横杆构成；下连杆架23的底端与偏心轮29螺栓铰接，所述的下连杆架23由二根平行的下连杆和将二根平行的下连杆固定在一起的横杆构成；上连杆架22的左侧用铆钉铰接在支撑杆架24的顶端，所述的上连杆架22由二根平行的上连杆和将二根平行的上连杆固定在一起的横杆19构成，上连杆架22的左端铰接在下连杆架23的顶端，上连杆架22与支撑杆架24的铰接处位于上连杆架22与下连杆架23铰接处的右侧，上连杆架22的右端与吸盘座21下部铰接，随着上下连杆架的运动吸盘座21便左右移动，安装在吸盘座21上的吸盘26也一起运动；同时，置于机械手5底部安装在顶板10上的副舵机30带动其轴上的吸盘齿轮31旋转，与吸盘齿轮31啮合且空套在转轴27上的不完全齿轮28随之转动，与不完全齿轮28螺栓铰接的中连杆16随之运动；三角连杆17呈三角形形状，一角与中连杆16的顶端铰接，一角与支撑杆架24的顶端铰接，另一角与中上连杆18左端铰接，中上连杆18的右端与吸盘座21的上部铰接，吸盘座21及吸盘26便可完成抬起和放下的动作；吸盘26连接有气缸以获得吸力，由此实现机械手5有条不紊的将快递包裹放在快递输送机构8的平皮带33上。

如图4所示，快递输送机构8，当机械手5的吸盘26将快递包裹放到快递输送机构8(安装在框架6的连接板11上)的平皮带33上时，安装在连接板11上的皮带电机32启动，皮带电机32轴上的下带轮38随之转动，通过输送同步带34、上带轮37带动由座式轴承36支撑在连接板11上的一对滚筒35转动，滚筒35上的平皮带33随之运动，平皮带33将快递包裹输送至快递缓冲机构7的大转盘50上。

如图6所示，快递缓冲机构7，当快递输送机构8的平皮带33将快递包裹输送至快递缓冲机构7的环形大转盘(大转盘的中心设有包裹漏出孔)50上时，安装在框架6的连接板11上的转盘电机55启动，转盘电机55轴上的转盘小齿轮52随之转动，迫使与转盘小齿轮52啮合的转盘大齿轮51转动，固定在转盘大齿轮51上端面的水平状大转盘50跟着一起旋转，每次转动60°。转盘大齿轮51通过第二端面轴承53安装在框架6的里支架12的顶端。

如图5所示，快递推送机构2，位于快递缓冲机构7的上方，启动在框架6的顶板10上的推送上电机39，推送上电机39轴上的第一锥齿轮40随之转动，迫使与第一锥齿轮40啮合的第二锥齿轮41转动，与第二锥齿轮41共轴的铅垂状竖轴随之转动，由此带动固定在竖轴下端径向的导轨固定板44转动；径向的直线导轨43以螺钉刚接在导轨固定板44上，竖轴通过第一端面轴承42安装在框架6的顶板10上，直线导轨43随导轨固定板44转动，每次转动60°(转动方向同大转盘50)。直线导轨43带动与其燕尾槽配合的推板46转动，转动60°后正好是快递缓冲机构7的大转盘50上快递包裹的位置。接着，固定在导轨固定板44一端的推送下电机47带动在其轴上的同步带轮45转动，另一个同步带轮45安装在导轨固定板44的另一端，两同步带轮45上布有同步带49，同时，同步带49与推板46固接，使得推板46随同步带49沿直线导轨43往复移动，推板46便可将快递缓冲机构7中环形大转盘50上的快递包裹从大转盘的包裹漏出孔推送至平台升降机构3的升降平台61上的传送带上。

如图7所示，平台升降机构3，当快递包裹落入平台升降机构3中升降平台61上的传送带(传送带包括安装在升降平台61上的一对滚筒，滚筒上布置有平皮带，滚筒由电机驱动)上时，升降平台61下方的平台底盘59上装的微型uhf超高频读写器57对快递包裹上的电子标签进行识别；同时，固定在框架6的底板14上的升降电机63启动，随着升降电机63轴上连接的丝杆60旋转，与丝杆60配合的丝母迫使平台底盘59升降，安装在平台底盘59上方的升降平台61随之升降至快递包裹发放地址对应的快递存贮机构4中的存贮箱71的相应层数；同时布置在平台底盘59上的升降舵机62转动，升降舵机62轴上的同步带轮45与平台底盘59轴心的立轴上的同步带轮及其上的同步带49组成同步带传动，立轴顶端的升降平台61随之旋转，使升降平台61上的传送带中的平皮带对准快递存贮机构4中的相应层的存贮箱71入口，快递包裹便被送入相应层的存贮箱71中，完成快递包裹的分拣。(框架6轴心线上铅垂状的立轴与平台底盘59间安装轴承，与升降平台61固定)。框架6的底板14上还固定有铅垂状的导杆56，平台底盘59沿导杆56上下滑动。

如图8所示，快递存贮机构4，在框架6的三个侧面各布置一个出口朝外的存贮箱71，存贮箱71固定在底盘14的箱体支架13上；每个存贮箱71包含三层，每层存贮箱71中的托板72由入口向出口倾斜(方便快递包裹滑出)，每层存贮箱71出口的底端铰接有存贮箱门64，存贮箱门64上部的两侧连接拉绳67，拉绳67由牵引装置控制，每层的存贮箱门64由对应的一套牵引装置控制；所述的每套牵引装置包括安装在存贮箱71两侧的上滑轮66，安装在框架6底盘14上可转动的滑轮轴，滑轮轴的两端固定有下滑轮70，滑轮轴上还固定有左齿轮65，左齿轮65与安装在框架6底盘14的存贮电机68轴上的右齿轮69啮合，拉绳67经上滑轮66后缠绕在下滑轮70上。当存贮电机68启动时，存贮电机68轴上的右齿轮69随之转动，迫使与右齿轮69啮合的左齿轮65转动，滑轮轴上两端的下滑轮70跟着一起旋转，将拉绳67释放，拉绳67经上滑轮66后放松存贮箱门64，在存贮箱门64重力作用下，存贮箱门64被打开，快递包裹沿存贮箱71的托板72从出口慢慢滑出。当存贮箱71内的快递包裹全部滑下时，存贮电机68反转，下滑轮70转动收起拉绳67，存贮箱门64闭合。

控制器及显示屏1(现有技术)，布置在框架6的顶板10上，所述控制器包括单片机、电机驱动模块，单片机与机械手5中的主舵机25和副舵机30、平台升降机构3中的升降舵机62电连接；快递输送机构8中的皮带电机32、快递缓冲机构7中的转盘电机55、快递推送机构2中的推送上电机39和推送下电机47、平台升降机构3中的升降电机63、快递存贮机构4中的存贮电机68分别与电机驱动模块电连接，电机驱动模块再分别与单片机电连接；单片机还分别与机械手5中吸盘26气泵上的继电器、吸盘座21上的漫反射光电传感器20、平台升降机构3中平台底盘上的微型uhf超高频读写器57电连接，显示屏与单片机电连接；

当机械手5中吸盘座21上的漫反射光电传感器20检测到有快递包裹通过时，反馈信号至控制器的单片机，单片机就控制主舵机25、副舵机30转动，同时控制机械手5中吸盘26气泵上的继电器闭合或断开，将快递包裹便放在快递输送机构8中的平皮带33上；单片机通过电机驱动模块控制快递输送机构8中的皮带电机32转动，将快递包裹送入快递缓冲机构7中环形大转盘50上；单片机通过电机驱动模块控制快递缓冲机构7中的转盘电机55转动，让环形大转盘50逆时针间隙性转动60°(就是每一件快递包裹落在大转盘50上就转动60°)；单片机通过电机驱动模块控制快递推送机构2中的推送上电机39转动，让直线导轨43逆时针转动60°，同时单片机通过电机驱动模块控制推送下电机47转动，让推板46将环形大转盘50上的快递包裹推入平台升降机构3中升降平台61上的传送带上，之后让直线导轨43回转60°，推板46也返回初始位置；平台升降机构3中平台底盘59上的微型uhf超高频读写器57对落下的快递包裹上的信息识别后，反馈信号至单片机，单片机通过电机驱动模块控制升降电机63转动，将升降平台61上的传送带上的快递包裹升至相应的存贮箱71所在层数，单片机又控制升降舵机62转动，将升降平台61上的传送带上的快递包裹转动至同层的具体存贮箱71，之后单片机通过电机驱动模块控制升降平台61上的传送带的驱动电机转动，把快递包裹送入对应的存贮箱71中；单片机通过电机驱动模块控制快递存贮机构4中存贮电机68转动，让存贮箱门64打开或关闭，方便取出快递包裹。

控制部分设置有手动模式。

采用rfid电子标签代替传统的条形码标签，信息存贮量更大，能够实现非接触式远距离识别；可以根据快递包裹的运送地址进行统计整理，并判断是否出现快递遗失等问题；可以高效地对快递包裹进行扫描识别与分拣，智能化自动吸取快递包裹。