高校快递收发点多功能印码扫描机设计

毛 秀，何 庆，周玉芳，王天予，董景峰，马宁蔚

（东北林业大学 工程技术学院，黑龙江 哈尔滨 150040）

1 引言

随着时代的发展，互联网已经高度普及，尤其促进了电商的发展，一定程度上改变了人们的消费方式。网购在时间地点上不受限制，并且通过网络可以获得大量的商品信息，省时省力。根据电商客户的特点和不同需求，可将客户分为四大群体：学生、在职人员、农村客户和其他人员[1]。网购尤其受大学生欢迎，校园快递量近年增速迅猛，校园内外每天堆积着大量快递[2]。学生群体居住在校内，集中度高，快件量大，但大部分商品体积和价值不大，收件地址一般为学生公寓或教学楼，不具备直接送货上门的条件。目前，顺丰、圆通、申通等一般有在校园设立快递收发点，并以发送短信的方式，通知学生上门领取快递，而天天、京东、全峰等一般每天中午12点和傍晚6点在学校固定地点临时摆摊，并通过发短信或打电话方式通知学生自提包裹，且过时不候[3]。

对于校园快递收发点，主要是快递人员给上架好的包裹依次手写编号或者粘贴标签，完成全部包裹的编号后再从头到尾通过扫描、语音输入等方式将手机号码输入到短信暂存系统中，最后统一发送给客户。这种工作流程方式存在工作流程繁琐，需要人力较多，且易出现编号错误、编号重复、中断等诸多问题，这些问题在一定程度上制约了快递企业的发展。

国内外企业及学者都对快递收发类似问题进行了研究，取得了很大的进展，发明了用于快递收发的智能手持巴枪和高解析喷码机。智能手持巴枪安装有智能软件、设有扫描仪，可快捷录入信息，加强业务管理，提升业务能力[4]，但是不具备对快件进行快速准确编号的功能；高解析喷码机内置有读码器，可同步实现扫描和喷码的功能，简化了扫描和印码的工作流程，提高了工作效率，但现在市面上的高解析喷码机价格普遍过高，并且不能对非工作状态下的扫描仪进行保护。

2 校园快递收发点应用设备的现状

目前快递收发点所使用的物流巴枪是一种智能移动终端，主要通过“物流巴枪”内的RFID读写器，实时采集物流企业的收件、分拣（分拨）、上架、分配、接件、装车、发件、派件的时间点、责任人等关键数据，汇集到统一的信息平台，再推送到“物流巴枪”上，后台管理人员均可实时查询各个环节的最新状态[5]。巴枪广泛应用于超市、物流快递、图书馆等扫描商品、单据的条码。例如，巴基斯坦TNT通过配置我国深圳华为公司的C3000智能手持终端，用于包裹的清点、分配、收件和交付等业务工作。除此之外，顺丰速运正式于2009年给公司快递员和库管员配备了结合多种技术的移动手持终端-AUTOID6[6]。但是学校快递收发点存在规模小、成本高、盈利困难、资源浪费的问题[7]，手持巴枪只是单纯地完成了信息录入和发送短信通知的工作[8]，工作人员需要手写编号，因此容易出现漏写、错写、重复等问题，给之后的派发工作造成隐患。

高解析喷码机又称为高解像喷码机，为不同于单喷孔CIJ点阵式喷码机的另一种DOD小字符喷码机。应用高解析喷码机有利于产品识别、产品追溯[9]，可以满足产品跟踪记录的需要。所以高解析喷码机广泛应用于食品、医药、化妆品、汽车等零件加工、电线电缆、铝塑管等行业以及其他领域[10]。例如，美国伟迪捷公司利用高解析喷码器为客户在产品标识、追溯、防伪等方面量身定制解决方案。创新之处在于高解析喷码机内置有读码器，可同步实施扫描和喷码功能。但是高解析喷码机的压力小，只适合于平面喷码，高解析喷码机墨水昂贵，且不适合喷印在塑料或者金属等非吸附性材料上[11]。高解析喷码机本身价格一般在7 000元以上，对于小规模的快递收发点来说，价格偏高，而且其操作也十分繁琐，不利于节约人力。

通过对快递收发点的现场调研，从技术手段方面分析各种技术的可行性与稳定性，探究扫描与印码功能的结合以及扫描仪的各种状态，旨在设计出一种多功能印码扫描机，可同时进行扫描和印码的工序，也可保护扫描仪，防止在非工作状态下被碰到导致损坏。

3 印码扫描机的关键技术及结构设计

校园快递收发站包裹量大、规格大小不一，学生通常只在下课放学后才有时间取快递，但是一旦快递员发送的取件码与快件上的号码不一致，就会造成学生取件时效率低下，也会影响快递服务水平。这就要求快递员在印码并扫描时对快递上所印取件码的正误进行检查，把出错率降到最低。同时也要在短时间内对尽可能多的快件进行印码、扫描等操作，提高工作效率。除此之外，也应该在非工作期间对扫描头进行保护，防止扫描头因碰撞而损伤和损坏。

3.1 关键技术

高校快递收发点的特点决定了其对手持设备的印码及扫描过程有如下要求：首先，快递收发点快递量大、人力少，这要求尽可能缩短编写取件码与扫描快递单两道流程的时间间隔；其次，快递员对快件进行印码扫描时，要保证快件上所印取件码与系统录入取件码相一致；最后，要求印码清晰、印码速度快、连续印码，最好采用轮转号码机的原理[12]。

因此，针对上述要求，高校快递收发点手持印码扫描设备的关键技术点为：

（1）印码与扫描的有效集成。因此，需要着重解决扫描仪与外壳的连接方式问题。

（2）在轻便的前提下，对扫描仪进行最可靠有效的保护。最好利用升降装置来对扫描仪与外壳进行合理连接，通过扫描仪在外壳内的升降来达到保护效果。

3.2 结构设计

根据上述分析，本文设计出的多功能印码扫描机由外壳、扫描仪、显示屏、轮转号码机、控制面板、墨盒、手柄、电池以及升降装置组成，如图1—图3所示。

（1）外壳采用塑胶材料，减轻了装置的重量，方便手持操作，对各部件起到了保护、连接、支撑和固定的作用，同时壳体中还安装有数据处理模块和数据存储模块。

（2）扫描仪可以对快递单上的二维码、条形码进行快速扫描和识别，并将信息发送到数据存储模块。

（3）显示屏采用液晶显示屏幕，可以显示快递信息，方便快递人员参照所显示信息对快件上所印号码进行检查。

（4）轮转号码机可实现自动上墨、自动跳码和自动进位等功能，操作人员只需轻轻按压即可在多种平面上印出清晰的号码，并且利用棘轮装置的原理可以实现一键调零。

（5）控制面板包括有确认键、电源开关键、删除键以及0-9的数字键，可实现对扫描的控制与操作。同时控制面板外设置有翻盖外壳，可实现对控制面板的保护。

（6）墨盒用透明硬质塑料制成，操作人员可以随时观察墨盒中的墨汁剩余情况。

图1 多功能印码扫描机侧视图

图2 多功能印码扫描机主视图

图3 升降装置侧视图

（7）手持柄一面设置为圆弧状，增加了手握的舒适感，手持柄上设置有号码机调零按钮，手持柄下端的底座使装置可以竖立放置在桌面上，同时操作人员可以通过底座下端的滑盖开关更换位于手柄内部的充电电池。

（8）升降装置包括上底板、下底板、第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、第一滑块、第二滑块、螺杆和电机。扫描仪固定安装在上底板上表面，上底板的下表面两端分别连接第一连接杆的一端和第二连接杆的一端，第一连接杆的另一端和第二连接杆的另一端分别铰接第一滑块的上表面和第二滑块的上表面，第一滑块的下表面和第二滑块的下表面分别铰接第三连接杆的一端和第四连接杆的一端，第三连接杆的另一端和第四连接杆的另一端分别连接下底板，第一滑块和第二滑块内设置有螺纹，且螺纹方向相反，螺杆穿过第一滑块和第二滑块与电机相连。

4 印码扫描机的工作原理

印码扫描机的主要工作原理如下：

（1）将扫描仪和轮转号码机安装在外壳内，便于携带、移动和使用；扫描仪与轮转号码机并排设置，并且均正面方向一致，以便于工作人员对快件进行印码后快速扫描快递信息。工作人员首先给墨盒上墨并用拨号杆对号码机进行拨号，设置好快件编号起始码，然后用控制面板编辑好取件短信模板并在系统内设置好取件初始码，接着用多功能印码扫描机的扫描头对一个快件进行手动印码，然后工作人员对这个快件上的快递单进行扫描，扫描头将信息传输到信息存储模块，快件信息中的客户号码自动录入到短信模板中。每扫描一张快递单，客户的电话号码被自动填入待发送信息的收件人名单，显示屏的取件码自动累加，轮转号码机也自动跳转到下一个号码。操作人员对快件依次进行印码和扫描，在操作的同时可通过比对显示屏的取件码和快件上所印取件码是否一致，实现对快件所印取件码的检查工作。待所有快件印码扫描完成后，可一键发送取件信息，即可通知客户根据取件码上门取件。

（2）当不使用扫描仪时，工作人员可以按下手柄上的扫描仪升降开关，电机开始旋转，带动螺杆旋转，由于第一滑块和第二滑块内螺纹方向相反，所以通过第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆和第四连接杆进行伸缩运动，从而使上底板上固定的扫描仪进行上下运动，从而防止扫描仪在非工作状态下因磕碰而导致损坏，实现保护的目的。

5 与传统扫码枪作业流程对比及技术优势分析

5.1 作业流程对比

传统扫码枪作业流程：第一步，首先对快递进行卸货入库；第二步，将快件按大小分类并依此摆放在货架上；第三步，确定初始取件码，并通过手写或贴标签的方式对所有快件进行标号；第四步，按照上一步的标号顺序用扫码枪扫描快递单，将每个快件对应的客户电话导入取货信息发送名单；第五步，一键发送取货信息；第六步，客户凭收到的取货码领取快递。

多功能印码扫描机作业流程：第一步，首先对快递进行卸货入库；第二步，将快件按大小分类并依此摆放在货架上；第三步，确定初始取件码，对所有快件同时进行印码并扫描（扫描完毕后按动升降开关，将扫描仪缩进壳内，实现对扫描仪的保护）；第四步，一键发送取件信息；第五步，客户凭收到的取件码领取快递。

详细的作业流程对比如图4所示。相较之下，由于多功能印码扫描机具备连续印码扫描的功能，工作人员可同时实现对快递进行标号与扫描，将传统的两道流程合二为一，工作流程得到了简化。

5.2 多功能印码扫描机技术优势分析

多功能印码扫描机与传统扫码枪相比，具有如下技术优势：

（1）扫描仪通过升降装置能够在凹槽内伸缩，防止扫描仪在非工作状态下被碰到而导致损坏，提高了设备的使用寿命。

（2）轮转号码机能实现自动跳号的功能，工作人员只需设置初始值即可对多个快件连续编号并印码。轮转调零开关的设置，使得每次印码结束后即可快速轻松归零。

（3）通过转动轴将保护盖与手柄连接，用于对控制面板的保护，防止误触按键和刮花显示屏。显示屏位置的设置，方便工作人员参照所显示信息对快件上所印号码进行快速检查，避免了所印取件码与短信取件码不一致的情况。

（4）印码扫描机能对多个快件进行连续的印码和扫描，与传统的先手写编号或贴取件码再扫描相比，前者一步到位简化了工作流程，减少人力和工时，代替了人工手写，降低出错率，提升顾客对快递收发的满意度。

图4 传统扫码枪与多功能印码扫描机的工作流程图

6 结语

本文设计了多功能印码扫描机，其可广泛的应用于高校快递收发点。通过对多功能印码扫描机的设计结构分析，阐述了其工作原理、应用特点、技术优越性，扫描仪通过升降装置能够在凹槽内伸缩运动以免在非工作状态下被碰到而导致损坏，提高了该设备的使用寿命。印码扫描机能对多个快件进行连续的印码扫描，简化了工作流程，出错率低，提高了快递收发服务质量。特别是在“双十一”和小年前后快递收发高峰期，该设备有利于减少人力和工时，加快工作进度，提高工作效率，降低成本。与传统的扫描枪相比，多功能印码扫描机更适合市场需求。