目前，隨著國內(nèi)電商行業(yè)及物流行業(yè)的迅速發(fā)展，各大生產(chǎn)企業(yè)紛紛大力發(fā)展自己的倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)。由于目前的倉儲(chǔ)分揀貨物系統(tǒng)還過多地依賴于人工分揀貨物，存在管理和維護(hù)成本較高、工作效率低下等問題，不能實(shí)現(xiàn)客戶下單后快速發(fā)貨，發(fā)貨速度慢導(dǎo)致退貨率偏高、客戶滿意度差等問題。為了解決這個(gè)問題，設(shè)計(jì)了一款適用于倉儲(chǔ)分揀貨物的智能小車。

　　1 研制背景

　　隨著我國物流企業(yè)、電商企業(yè)迅速發(fā)展，各大生產(chǎn)企業(yè)紛紛大力發(fā)展自己的倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)，但由于目前的倉儲(chǔ)分揀貨物系統(tǒng)智能程度低，目前還十分依賴于人工分揀貨物，并且存在出錯(cuò)率比較高、維護(hù)成本比較高、效率低下等問題，不能實(shí)現(xiàn)智能化、機(jī)械化、高效率化，對(duì)于電商而言，客戶下單后的發(fā)貨速度慢，客戶等待時(shí)間長，運(yùn)轉(zhuǎn)效率低，最終會(huì)導(dǎo)致成交量低，利潤會(huì)受到很大影響。為了解決這個(gè)問題，筆者所在團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了這款適用于倉儲(chǔ)分揀貨物的智能小車。本產(chǎn)品利用現(xiàn)有技術(shù)，將自動(dòng)導(dǎo)引小車、視覺識(shí)別系統(tǒng)與機(jī)械臂等融合在一起，從而實(shí)現(xiàn)分揀貨物的功能。

　　本產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)并通過創(chuàng)新進(jìn)行設(shè)計(jì)整合，利用視覺識(shí)別系統(tǒng)和麥克納姆輪的移動(dòng)特性實(shí)現(xiàn)小車在倉庫中的快速移動(dòng)和貨物的精準(zhǔn)分揀，解決了現(xiàn)有倉儲(chǔ)人員工作強(qiáng)度大、白班夜班交替工作分揀貨物容易出錯(cuò)等問題，達(dá)到現(xiàn)有倉儲(chǔ)零錯(cuò)誤分揀貨物和快速出庫。

　　2 前期調(diào)研與設(shè)計(jì)

　　針對(duì)倉儲(chǔ)分揀貨物智能小車的研究設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了很多研究和討論工作。首先對(duì)企業(yè)需求進(jìn)行了調(diào)查，通過問卷調(diào)查和電話調(diào)查等收集和整理資料;然后針對(duì)代表性企業(yè)，做了有關(guān)企業(yè)物流倉儲(chǔ)成本的分析報(bào)告，得出了比較真實(shí)詳細(xì)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)有利于支撐倉儲(chǔ)分揀貨物智能小車的研究;接著認(rèn)真分析現(xiàn)在市場(chǎng)上已經(jīng)在使用和處于試驗(yàn)階段的倉儲(chǔ)分揀貨物智能小車，根據(jù)企業(yè)需求和現(xiàn)有的倉儲(chǔ)分揀貨物智能小車存在的問題，進(jìn)行詳細(xì)的分析和研究;最后做出倉儲(chǔ)分揀貨物智能小車的設(shè)計(jì)報(bào)告，并進(jìn)行可行性分析。

　　團(tuán)隊(duì)在前期調(diào)查和分析后，首先對(duì)小車的功能、采用的傳感器進(jìn)行分析研究和論證，在能達(dá)到功能的基礎(chǔ)上首選性價(jià)比高的傳感器;然后進(jìn)行小車的三維模型設(shè)計(jì)，確定小車的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)。綜合分析后決定采用麥克納姆輪作為小車的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，麥克納姆輪的機(jī)械結(jié)構(gòu)滿足全方位移動(dòng)和倉儲(chǔ)狹窄環(huán)境下使用的要求，參考現(xiàn)在一些采用麥克納姆輪的設(shè)備，使用效果比較好。

　　3 工作原理與結(jié)構(gòu)組成

　　小車接受控制中心的指令，通過前期設(shè)定的定位系統(tǒng)給出的坐標(biāo)，快速移動(dòng)到目標(biāo)區(qū)域，通過機(jī)械臂上的攝像頭和視覺識(shí)別系統(tǒng)拍攝目標(biāo)并識(shí)別目標(biāo)，確認(rèn)后機(jī)械臂抓取貨物并將其放入筐中，最后快速運(yùn)送到指定地點(diǎn)。

　　倉儲(chǔ)分揀貨物智能小車整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：小車外殼、矩形管支架、五軸機(jī)械臂、視覺識(shí)別夾爪、麥克納母輪輪子、車頭液晶顯示屏、稱重電子秤等。目前小車結(jié)構(gòu)較為簡單，后期可以根據(jù)需求定制倉儲(chǔ)分揀貨物智能小車的尺寸、功率，用以適應(yīng)不同貨物的分揀。此款智能小車的造價(jià)比較低，保養(yǎng)簡單，使用壽命長，兼容性比較好，日后方便升級(jí)，使用的傳感器和控制系統(tǒng)技術(shù)比較成熟、損壞率低，能有效降低企業(yè)物流倉儲(chǔ)的人工成本，更適合商用。

　　4 性能特點(diǎn)

　　對(duì)目前物流站和快遞站調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，容易出錯(cuò)的往往是體積比較小、銷售量較大的貨物。針對(duì)這種現(xiàn)象，初步設(shè)計(jì)了一款模型小車，如圖2所示。該模型小車可抓取貨架最高高度為180 cm,最低為30 cm,產(chǎn)品總質(zhì)量60 kg.小車可以全方位移動(dòng)，掉頭便捷，轉(zhuǎn)彎半徑小，可斜向移動(dòng)等，實(shí)現(xiàn)快速到達(dá)指定位置。基于空間立體堆放編程技術(shù)，通過控制系統(tǒng)，小車快速定位到貨物的位置，以最短的時(shí)間到達(dá)貨物堆放位置，通過視覺識(shí)別系統(tǒng)，核實(shí)貨物后，機(jī)械手臂快速抓起貨物，放到物流筐內(nèi)，然后快速移動(dòng)到指定取貨口。取貨時(shí)間主要受到倉庫大小的影響，速度最高可達(dá)40 km/h.對(duì)于特殊尺寸大小的物流小車，后期可以繼續(xù)研發(fā)，改進(jìn)設(shè)計(jì)參數(shù)，適應(yīng)不同的工作情況，提供不同性能參數(shù)的小車供企業(yè)使用。

　　小車的創(chuàng)造性和先進(jìn)性有以下幾點(diǎn)。

　　(1)本產(chǎn)品定位于倉庫倉儲(chǔ)貨物的分揀，優(yōu)勢(shì)在于改進(jìn)了國內(nèi)倉儲(chǔ)系統(tǒng)裝備。

　　(2)小車?yán)�用多種技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)定位、識(shí)別、抓取和快速運(yùn)送，替代現(xiàn)有倉儲(chǔ)人工分揀貨物。

　　(3)小車裝有麥克納母輪，利用此輪特性實(shí)現(xiàn)小車的全方位快速的移動(dòng)。

　　(4)小車在機(jī)械臂夾爪部位裝有高清攝像頭，用于拍攝所抓取貨物的視覺信息并讀取二維碼，進(jìn)行貨物的精確識(shí)別。

　　(5)產(chǎn)品在貨物筐的下方裝有用于稱重復(fù)核的電子秤，這樣就可以實(shí)現(xiàn)貨物的快速稱重，用來核對(duì)所揀貨物是否出錯(cuò)。

　　倉儲(chǔ)分揀貨物智能小車改進(jìn)了現(xiàn)有的技術(shù)，解決了現(xiàn)有人工作業(yè)中出現(xiàn)的一些問題，瞄準(zhǔn)市場(chǎng)需求。現(xiàn)在正值國內(nèi)電商業(yè)、倉儲(chǔ)快遞物流行業(yè)蓬勃發(fā)展時(shí)期，該設(shè)備市場(chǎng)需求大，前景廣闊。

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　　《一種倉儲(chǔ)分揀貨物智能小車的設(shè)計(jì)》來源：《現(xiàn)代農(nóng)機(jī)》，作者：南慶霞; 江城城; 鄭紅; 劉宇航