一、开发背景

当前，中国的物流业发展依然滞后，第三方物流服务规模小、物流基础设施能力不足等瓶颈使得我国的物流成本远远高于其他国家。作为推动物流中间环节的物流自动化设备，则迫切需要改造与升级。

在物流终端，工人需要将运输来的快递按照地区进行分类，随后人工将分好类的快递存放到相应的货架，配送时则需要人工将快递从货架上取下。这使得快递分发太过繁琐，且耗时长，和快递的快捷性背道而驰。经调研发现市场上并无实现以上功能的产品，物流中心中的这一环节主要依靠人工完成存在许多缺点。

1、降低了快递配送的效率，滞后了物流行业的发展。由于部分生产环节仍然需要人来操作和监控，不仅浪费了人力资源，最重要的是降低了快递配送的效率，不利于现在物流行业实现高效率发展。

3、劳动力大，降低了工人劳动的积极性，增加了生产成本。

4、安全性低。由于人工存取，在存取过程中难免会发生一些意外，对工人的人身安全没有切实的保障。

二、结构说明

本作品主要包括快递存取装置、传送装置、检测信息系统和控制系统四部分。为了能够实现我们所设计的功能，考虑成本原因，我们只是做了一个模型，将相应的实物按一定比例缩放。

传送部分：为了使装置稳定，保持平衡，传送带的尺寸定为1450mm*200mm，并且用支架将传送部分支撑起来，高度定位700mm。

存取部分：为了适合操作，存取部分的支架长度为600mm，宽度为500mm，高度为1100mm，将整合存取部分的机械装置放于支架的上方。X轴方向在固定滑轨上运动，固定滑轨可用长度450mm；Y轴方向通过丝杠实现传动，丝杠可用长度为300mm；Z轴方向通过齿条实现传动，齿条可用长度200mm。

货架部分：货架部分为长方体结构，长、宽、高、分别为1000mm、200mm、830mm。

三、功能与使用说明

“快递自动分类存取机”是我们基于单片机，集检测分类装置、传送装置、存取装置等为一体，用以代替工人对快递分类存取这一过程的装置，同时也解放了人力劳动，提高了工作效率，降低了生产成本。

电源开启后，传送部分交流电机开始工作，使传送带运动，工人将不同大小的快递放到传动带上，传送到扫描枪位置，扫描枪检测快递的信息，按发往不同地方对快递进行分类，在计算机上显示信息，将信号传给单片机，不同地方的快递放到不同的货格处。

单片机控制存取装置开始工作，首先是X轴方向随步进电机运动，利用托架将快递从传送带上叉取，然后是Y轴方向随步进电机运动，调整位置，找到要存放货架的位置，接下来X轴方向随步进电机运动将快递放入货架，最后Z轴方向随步进电机运动将快递落在指定的货架里面，取快递同理，自此快递分类存取机实现了快递的自动分类存取。

一、设计原理：

本作品通过运用STC89C51单片机实现机器的全自动化运行，将编辑好的控制程序输入到单片机中，使扫描枪、短信发射模块、步进电动机、电机驱动器、直流电机等控制元件有序工作。

二、设计方案：

1、传送部分：该部分由直流电动机、调速器、传送带、圆筒滚子组成。220V直流电机带动圆筒滚子转动从而带动传送带运动，将快递传送到快递存取部分。

2、检测信息系统：扫描装置检测快递的信息，计算机数据库显示快递信息，按快递发往不同地方分类存取，将不同地方的快递存放在不同货格处，光电传感器检测快递位置，将信号传递给单片机，单片机控制下一模块将快递放到指定的货架。

3、快递存取部分

3.1、X轴方向运动的实现

该部分由57步进电机、电机驱动器（B6560）、限位开关（CWV103D)、直线导轨滑台（DX400T8—42B4）组成。

主要是通过单片机控制57步进电机转动，通过丝杠装置带动，在直线导轨滑台上实现X轴方向的运动，两侧的行程开关起到保护作用，防止运行距离过大，损坏电机。     

3.2、Y轴方向运动的实现

由单片机控制的57步进电机转动，通过带传动，能够实现直线导轨滑台在固定滑轨上运动，进而实现在Y轴方向的运动，两侧亦有行程开关起保护作用。

3.3、Z轴方向运动的实现

该部分主要由步进电机（0mmA42W200KE—1）、齿条、限位开关、快递插取装置组成。主要通过单片机控制电机转动，通过齿轮齿条带动叉取装置实现Z轴方向的运动。         四、产品特点：

1、先进性

通过应用单片机控制快递存取装置，能够实现快递抓手三个自由度方向的运动。通过接收光电传感器传来的信号，控制抓手将发往不同地方的快递放到指定的货架，定位准确，无误差。

2、高效性

此作品实现了快递分类存取的自动化，提高了快递分类存取的效率，同时给买家发送信息，符合现在快递行业高效的发展模式。

3、安全性高

由于是运用机器完成快递的存取，避免了工人直接存取，从而消除了对工人的安全隐患问题。而且，本作品在各运动方向都装有行程开关，从而更好地对运动过程进行保护。

4、创新性

在传送带前段安装扫描枪，这样可以使得物品在分类的同时就将信息发送到收货人。

5、实用性

该产品生产成本低、体积较小且便于移动，因此将会在大批量的快递分类中起到明显的作用。