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以RFID射頻識別技術為基礎，構建了一種倉儲物流分揀系統。根據速度和輸送量等參數進行了電機的選擇，完成了倉儲物流分揀系統的設計，具有一定的實踐參考價值。

1引言

近年來，網購的普及，人們對快遞的需求較大，以往的人工分揀方式不再適合縣級以下快遞公司的運營。快遞公司對貨物的卸載、挑揀、分類、整理后送至指定地區需要大量的人力，不合理的重復勞動造成人工成本的上升，而人工成本是快遞公司的一項重要成本。而一個現代化的大型分撥中心需要許多現代化的分揀設備，這些設備價格昂貴，維護費用較高，只有少數公司能實現。而我國許多小規模的快遞公司，由于其能力有限只能由人工進行冗贅的分揀工作。人工在快遞倉庫進行分揀貨物上需要耗費極大的時間，導致這一工作效率難以提高。這一現象在國內雙十一期間尤為明顯，數以萬計的快件堆疊等待挑揀分送工作量巨大卻沒有有效的方式提高效率（喜崇彬，自動分揀系統市場現狀與發展趨勢：物流技術與應用，2019；譚宇碩，等.多路段小包分揀作業系統設計：科技創新，2019）。本文設計倉儲物流分揀系統的主要目的，是以智能自動化的機械代替人工分揀、運輸及配送，以減輕物流人員的工作量。而系統機械結構簡單，使用方便，在轉運這個過程中能夠快速精確輕松的完成分類、傳遞，很好的避免了重復勞動，提高效率，降低人工的成本，時間成本，并且本系統較與國外的智能運輸系統價格低廉、原理簡單、上手快速對于國內有部分文化程度不高的物流工作者更合適，且運行成本不高很符合國內小規模運輸業的行情，填補了小規模快遞公司分揀智能化的空白。射頻識別（RFID）是一種自動識別技術（劉紅海，沈紅杰，聶長鵬，等．基于RFID的智能快遞管理與分揀系統：軟件工程，2017）。而條形碼是用以表示一定的商品信息的符號。物件的條形碼是由一組規則排列的條、空及其對應字符組成的標識。本文擬基于射頻識別（RFID）技術，進行物件物件條形碼信息獲取，根據現有快遞業運營方式和物件分揀方法等，研究分揀系統的組成，制定出設計方案。合理選擇分揀方法，可以有效達到節省人員、減少快遞公司人工成本的目的。根據以上分析可以看出，快遞行業在針對快件分揀、快件轉運這一塊具有極大的需求，自動化的分揀方式成為了首選。

2倉儲物流分揀系統的設計

本文設計的倉儲物流分揀系統是基于RFID技術的一種應用，其是一種自動化裝置，由自動分揀設備和后臺管理系統等組成。（楊丹丹，楊風，馬慧卿，智能分揀系統的研究：電子世界，2014；韓瀚，智能快遞分揀系統設計：科技創新，2019）

2.1分揀系統機械結構組成

本文設計的倉儲物流分揀系統機械結構主要由供貨裝置、分揀裝置和下貨裝置組成。圖1為倉儲物流分揀系統分揀裝置內部的主要傳動結構三維圖。（1）供貨裝置。供貨裝置作可實現將物件包裹送上傳送帶與登記條形碼的功能。工作人員將從快遞卡車上卸下的包裹有序地放置在供貨裝置的傳送帶上，利用傳送帶把貨物傳送至掃描快遞條形碼的位置，條形碼讀寫器將從貨物上的條形碼識別地點信息并登記，計算機控制系統根據分揀信號的指示按照快遞的種類、收貨地區位置進行分揀歸類，而后包裹順著供貨裝置的傳送帶把貨物送到主傳送帶上。（2）分揀裝置。貨物被送上分揀裝置的主傳送帶時，傳送帶將以高效的速度運送來節省時間，為了實現分類的功能，采用了轉向輪分揀的設計方案，如圖2所示，當貨物傳送到分揀設備的分道入口，位于傳送帶側方的紅外線傳感裝置，紅外線被阻擋為轉向輪的轉向提供信號，計算機控制器將根據包裹設定傾向于分道口的三個方向中指定一個方向，此時貨物由于轉向輪的導向而傳遞至不同的入口，實現快遞的分類。該分揀方案具有以下特點：采用橡膠材料分揀時，可防止包裹過重而打滑，對貨物的沖擊小；轉向輪的轉向由一個伺服電機來實現，可以左右擺動，變換角度可以實現雙方向的分揀，因此當空間有限時使用雙向分揀來滿足分揀需求;轉向輪的浮出由彈簧控制起到一定的緩沖作用；便于布置多個分道口，隨時擴充。（3）下貨裝置。物件通過分揀裝置的快速分類，將被帶入至下貨裝置，該機構主要由無動力輥筒組成。運動較快的貨物經過輥筒會起到一定的減速效果，使其有序的送到相應的位置等待配送人員搬運。

2.2電機的選擇

傳送帶、分揀設備、下貨裝置等都需要使用電機，因此電機的選擇很重要。首先根據詳細計算及數據查取，設計確定傳送帶速度、物件的輸送量、傳送帶長度及輸送功率與機械效率等參數，再選定減速器，最后確定電機型號。（1）電機的選擇根據機械結構，計算相應的扭矩、傳送帶要達到的最大最小速度、傳送帶的最大負載，選擇合適功率的電機。電機的功率，要依據設備的負載來進行選擇，盡量使電機在額定功率下運行。所選電機的額定功率盡量稍大于計算所得的功率。（2）電機控制選定完電機之后，進行相應的電機驅動板的電路設計，設計完成之后，進行測試。

2.3控制系統的設備選型

控制設備的選擇是否得當，將直接影響系統是否能正常工作。根據分揀系統整體運行環境及要達到的目標標準和效果，合理設定系統內各設備運行參數及輸出要求。然后根據這些設備的運行參數和要求選型和采購，從而達到預期的目的和效果。

2.4分揀系統的構成簡圖及實現

圖3所示為倉儲物流分揀系統構成的結構簡圖。本文設計的倉儲物流分揀系統，實現了條形碼讀取，獲取物件信息，物件的分揀。分揀系統通過電機，使傳送帶沿著環形軌道運動，通過掃描器獲取貼有標簽的物件條形碼信息。掃描器讀取物件的條形碼信息后，控制裝置根據獲取的條形碼記錄物件信息并設定分揀口位置；傳送帶在電機帶動下持續運輸物件；分揀系統通過調整轉向輪的方向，將物件輸送到相應的分揀道口，實現分揀；完成分揀后，通過傳送帶物件可平穩傳送至配送區域。（廖家驥，劉建群，等.基于機器視覺的機器人分揀系統設計：組合機床與自動化加工技術，2019；朱亞紅，基于機器視覺的工業機器人分揀系統：機器視覺，2018）該倉儲物流分揀系統的物件分揀過程如圖4所示。

3結論

目前，分揀技術正朝著智能化、柔性化方向發展。分揀設備的智能化，主要體現在分揀技術與信息技術、物聯網技術的結合。即在傳統的分揀設備上，通過加裝識別監控和數據分析等裝置，再結合大數據、深度學習等，拓展設備的服務范圍和服務能力，除了傳統的分揀功能外，還有實時監控和數據上傳功能。項目組在前期的方案設計及研究基礎上，進行了新型物流分揀裝置的加工、裝配和調試。在實物的加工和裝配方面，由于設計裝配問題，分揀裝置的靈活度還需要進一步改進，效果不是很理想。分揀裝置目前運行還不夠順暢，后面需通過改造使之更加完善。該項目設計倉儲物流分揀系統，主要目的是以智能自動化的機械代替人工分揀、運輸及配送，以減輕物流人員的工作量；從科學設計的角度對小型快遞公司的物流分揀系統進行優化設計；結合倉儲物流分揀系統現實生活中具體應用的不足，具有一定創新性和研究意義。

作者:陳曉玉 魏雅君 謝路生 單位:廈門大學嘉庚學院 廈門大學航空航天學院