CN101027236A - 高速率节省空间的物品单一化装置 - Google Patents

Abstract

一种物品合并单元(14)，该合并单元包括一个在具有第一速度的第一物流中输送物品(24，26)的第一输送机；一个具有多个横向推动器(46)的第二输送机(32，34)，及一个第三输送机(36)。第一输送机用于将第一物流中的物品输送至所述第二输送机，其中的横向推动器有选择地使物品转移跨过第二输送机到所述第三输送机。一种控制装置，其控制所述第三输送机的所述输送速度并选择地致动所述横向推动器以推动从所述第一和第二物流中选择的物品到所述第三输送机，其中在所述第三输送机上输送的物品以具有无并行物品的输出流输送且所述输出流具有比所述第一速度高的速度。

Description

高速率节省空间的物品单一化装置

技术领域

本发明涉及一种物品处理系统，更特别地，涉及一种用于顺序加工中使物品单一化形成一种单一物品流的系统。

背景技术

“单一化”(Singulation)是指使混乱的物品流或股重新排列形成一个或多个单一队列的输出流。单一化流的一个区别特征就是不存在并行的物品。另外，相邻的包裹被间隔分隔开。单一化在应用中的需求是在来自散装处理的包裹需要经过顺序处理步骤的地方。散装处理包括卸载、倾到、拆堆等。顺序的处理步骤包括条形码扫描、计量、称重、打标、分转等。“解重叠”(De shingling)是指消除包裹之间任何的互相重叠和堆垛一这也是本文的目标，散装流假定是被完全解重叠的。

单一化装置的一个关键规定是它们的持续处理速率(也即众所周知的生产量)，其以每小时数以千计的包裹，或千个包裹/每小时被测量。例如，目前一些商业化的设计能以7.5千个包裹/每小时的速率分转物品。

其它的规定是单一化装置的占地面积，也就是单一化装置占用了多少水平空间(有时是容积)。例如，15米宽5米长是传统的单一化装置的典型占地面积。一个节省空间的单一化装置应当具有一个大的占地率(rbf)比例。一个“高比率”的单一化装置在这里是指能够以至少10kpph的生产率来产生至少一个输出流。

目前，如在未审批的申请“装载单一化系统和方法”(顺序号No.10/208,703，申请日2002年7月29日)中所述，一种节省空间的将散装的物品流以装载处理单元阵列来传输的单一化装置已经被开发，其独立地被控制来移动和处理物品形成持续流。通过直接地使用标准操纵硬件来完成控制，其通过基于可视运动控制算法来驱动。另外，节省空间的双输出传送机已经被开发，其使用上面提及的节省空间的单一化装置来输出双物品流，然后双物品流通过一个传统的感应器被处理形成一个单一流。

这些节省空间的单一化装置解决了现有技术的单一化装置技术中存在的一些关键的缺点，此前的现有技术单一化技术由“开环”设备组成，其物品的运动几乎没有或无传感控制并提供低的空间和动力有效性能。开环的单一化装置典型地包括一套推动在散装流中的物品流向墙壁的斜辊。与墙壁齐平的物品被释放，但并行的物品通过一个抽取带被抽取并引导至一个回流/缓冲“凹坑”，在其上抽取的物品落下。这些抽取的物品然后被输送和提升到单一化装置的入口，在这个地方它们被重新插入进输入流中。

“合并”指的是将两个单独的物品流合并成一个。一个众所周知的合并的例子发生在公路的入口处，在这里进来的汽车基于观察到的流选择合适的进入时机。当多于一个的单一化流必须被合并成一个以便通过一个单一的硬件在下游处理时，合并在材料的处理中是重要的处理方式。这能发生都归因于经济的或生产量的问题。当机器不能加工超过一个物流时，经济的问题就产生。产生生产量的问题指的是当材料处理过程的输出必须高于每单元时间的一定数量的物品时的情况。例如，一个要求每小时输送12000个包裹的分选设备将需要合并两个或多个物流以产生所需的输出生产量的水平。当设计现代的材料处理工艺时，典型的考虑是费用、噪声、安全性和系统的尺寸。

当前的合并系统大多建立在公路入口模式之上。

物品被告知等待直到合适的进入事件被验证时，换句话说，将要被合并的输入流必须慢慢向下直到进入时机被认可，例如，被合并的物品的速度可通过一顺序的位置先于它们的进入主体流的入口处的输送带来控制。物品在合适的时机被引导进入流体中，在这里他们将不碰撞和/或干扰已经存在于合并流中的物品。在诸如在美国专利No.6,715,598和6,513,641中所述的“高速率”引导系统的其它的系统中，合并操作是被动的，但可通过在一顺序可变速度控制器上通过软件控制物品被输送的速度。

发明内容

因此，本发明提供一种处理和操纵一无序物品流的方法和装置，以便使它们被转变成一有序的适于以一种比至今所知的需要较少的空间和潜在的较少的组件和消耗较少的能量的方式来连续处理的物品流。

在本发明的一个形式中，一种物品合并单元包括：一个输送具有第一速度的第一物流中的物品的第一输送机，一个具有多个横向推动器的第二输送机，及一第三输送机。所述第一输送机用于在第一物流中输送物品至所述第二输送机；所述横向推动器有选择地使物品转移穿过第二输送机到所述第三输送机。另外，合并单元包括一种控制装置，其控制所述第三输送机的所述输送速度并选择所述横向推动器的动作以推动从所述第一物流中选择的物品到所述第三输送机，其中在所述第三输送机上输送的物品在具有无并行物品的输出流中输送且所述输出流具有比所述第一输送机速度高的速度。

在一方面，合并单元也包括带有多个横向推动器的第四输送机和用于以第二速度的第二物流输送多个第二物品的第五输送机，所述第五输送机输送多个第二物品至所述第四输送机，所述控制装置控制所述第四输送机的所述横向推动器以有选择地将所述第二物流中的物品推动到所述第三输送机上，其中多个第一物品和多个第二物品在所述第三输送机上被引导到所述第三输送机上，从而以无并行物品的输出流输送物品且所述输出流具有比所述第一或第五输送机的速度高的速度。例如，输出速度可至少两倍于第一或第五输送机的速度。

在另一方面，第二输送机包括带有多个横向推动器的板条输送机。例如，横向推动器可包括分选滑块(shoe sorters)。

在另一方面，物品合并单元还与一双输出单一化装置相结合，所述双输出单一化装置输送两个单一化物品流至所述合并单元，所述物流之一被输送至所述第一输送机，另一个物流被输送至所述第五输送机。例如，双输出单一化装置包括单一化装置床。另外，单一化装置还包括诸如操纵轮转向器的转向器和诸如辊子连接的输送连接点，所述单一化装置床输送一个或多个物品至所述转向器，所述转向器输送一个或多个物品至所述连接点，且所述连接点分别以用于输入进所述第一和第五输送机的所述第一物流和所述第二物流输送物品。

在其它方面，单一化装置可与通常引导物品从输送机的中部离开的输送机相结合，诸如人字形输送机，以加宽输送散装流中的物品到单一化装置的物品流。

仍根据其它方面，单一化装置床具有一床宽，所述并行关系的第二、第三和第四输送机具有一横跨所述第二、第三和第四输送机的合并单元宽度，且可选择地所述床宽近似等于所述合并单元的宽度。

仍是其它方面，所述控制装置驱使多个所述横向推动器推动所选择的物品至所述第三输送机。例如，所述控制装置驱使多个邻接的推动器将所选择的物品推动到所述第三输送机上。

仍根据其它方面，所述第二输送机包括多个板条和多个提供横向推动器的滑块，例如，每一个滑块可安装在一对板条之间或所述多个板条的各板条上。

在另一形式中，一种物品处理系统包括：第一输入；第二输入；输出输送机；具有多个横向推动器的第一输送机，和具有多个横向推动器的第二输送机。所述第一输入以第一物流输送多个第一物品至所述第一输送机，所述第二输入以第二物流输送多个第二物品至所述第二输送机；另外，所述系统包括一控制装置，其控制所述横向推动器和所述输出输送机的输送速度，其中通过所述推动器转移到所述输出输送机的物品被以一无并行物品的物流中通过所述输出输送机以比所述第一或第二物流的速度都高的速度输送。

在一方面，所述第一输入包括单一化装置的输出。可选择地，所述系统包括，例如人字形输送机，其输送物品至单一化装置。

本发明的其它形式中，一种单一化方法包括提供第一输送机，在第一物流中以第一输送速度输送多个物品至第一输送机；提供第二输送机，有选择地在第二输送机上从第一输送机中推动物品中的一个以及在第二输送机上以高于第一输送机的输送速度的速度输送被推动的物品。

在其它方面，所述方法还包括提供第三输送机；在第二物流中以第三输送速度输送多个第二物品至第三输送机，有选择地在将第二物流中的一个物品推动到第二输送机上。

在更多方面，使无序的物品流单一化形成第一物流中的多个第一物品和第二物流中的多个第二物品。

仍在其它方面，物品被至少一个推动器有选择地推动。可选择地，物品被多个推动器有选择地推动，进一步可被毗连的多个推动器有选择地推动。

因此，本发明的物品处理系统提供更高效的系统，所述系统能获得高的生产率和比现有技术更小的空间，以及可降低系统费用的更少的设备。

本发明的这些和其它的目的、优点、目标和特征将结合附图从下述的阐述中变得更清楚。

附图说明

图1是本发明的物品处理系统的平面图；

图2是图1中的物品处理系统的单一化装置的透视图；

图3是图2中的单一化装置的示意性的平面图；

图4是图1-3中的控制系统和单一化装置的示意图；

图5是图1中的物品处理系统的合并单元的示意性平面图；

图6是图5中的合并单元的透视图；

图7是图6中的合并单元的控制器之一的放大图；

图8是与简化的单一化装置结合的本发明的合并单元的示意图；

图9是与合并单元结合的简化的单一化装置的其它实施例；

图10是与简化的单一化装置结合的本发明的合并单元的第二实施例；

图11是与一对单一化装置结合的本发明的合并单元的第三实施例；

图12是用于本发明的合并单元的合并运动控制器的合并算法；

图13是举例说明在输出的输送机上的被合并物品的顺序的平面图；

图14是将合并单元中的物品合并到输出输送机上的替代方法的平面图；

图15是在合并单元上用于控制物品合并的几何参数的图解合并单元的平面图。

具体实施方式

参照图1，标号10一般指本发明的一个物品处理系统。下面将更详细地描述，物品处理系统10提供一个系统和方法，其能够实现高速度、节省空间的物品双输出的单一化和随后将两个单一化的物品流引导形成一个无并行也就是没有与流动方向垂直的重叠物品的单一流。当物品一个接一个有条理地流到且所有毗邻物品以非零间隔分隔时，每一个流被认为是单一化的。

在图示的实施例中，系统10包括至少两个设备——即一个单一化装置12，其被配置和安排来带走散装流(即呈无序流的物品流)和输出成为两个单一化的物品流的物品；以及一个合并单元14，其随后引导这两个物品流形成一个单一化的没有并行物品的物品流以便后续的诸如扫描、打标、测量、称重、转移、分选或类似的加工。正如将在下面的描述中被了解的，系统10能够提供一个比传统的单一化和引导系统高的持续不变的生产率(也即众所周知的生产量)和更进一步的占用较少的平面空间，以及潜在的更少的容积，这能够减少元件的数量和因此而带来的费用。例如，已经验证本发明能够以12kpph或更多的生产量生产。

参照图2，单一化装置12接受来自一个散装输送机16的物品并包括一个单一化床18和诸如一个操纵轮转向器的转向器20，其引导物品到一个诸如辊子连接点的输送机连接点22。连接点22供给从单一化装置床18和转向器20输出的单一化的物品流到用于合并单元14处理的输出输送机24和26，如下所述。合适的操纵轮转向器在美国专利No.5,588,519和未审批的申请No.10/710,824中有描述，于此其全文可被用来参考结合。单一化装置12通过一个控制系统30(图4)控制，控制系统操纵在一个由基于可视运动控制算法来驱动的基本模块化的操作硬件的单一化装置上输送的物品，其在共同所有的未审批的申请“装载单一化系统和方法”(顺序号No.10/208703，申请日2002年7月29日)中有描述，于此其全文可被用来参考结合。单一化装置12的基本操作是当物品在单一化装置床18的处理单元的队列比如输送机带18a上流过时抽取物品，其最好每一个都具有独立地可控制的速度。单一化装置床18引导物品到分流器20，转向器提供侧向的物品转移并引导物品到连接点，接着以双输出单一化流顺次引导物品，如上所述。更多的控制系统30的细节参考上述所参考的未决申请。

再次参照图1，输出输送机24和26对齐并引导物品到合并单元14。合并单元14被配置和安排用来处理两个单一化物品流形成一个单一的物品流，其具有比从输送机24和26中引入的单一化流的任一速度都要高的速度，将在下面详细描述。

参照图5和图6，合并单元14包括一个第一输送机32和一个第二输送机34，合并单元将各物品横向转移到一个中央或输出输送机36上。在图示实施例中，输送机32和34包括板条输送机，该输送机装备有横向的诸如分选滑块的推动器，用于使物品在输送机36之上穿过各自的输送机32和34的输送表面转移。合适的分选滑块包括在共同转让的美国专利No.4,738,347，No.5,127,510和No.5,165,515，No.6,041,909和No.5,927,465中有描述的分选器，其全文在这里可被用来参考结合。其它的例子在美国专利No.3,361,247，No.5,409,095和No.4,884,677以及欧洲公开的专利申请EP 0602694 B1和EP 0444734 Al中有描述，它们的全文在这里可被用来参考结合。

借助横向推动器的转移以及输出输送机36的速度都由控制器30通过使用一个基于传感器的算法来控制，诸如申请日为2002年7月29日的未决的申请No.10/208,703，现在已经于2003年7月31日在美国公开的公布号为No.US2003/0141165 A1的专利中所公开的算法，或如下所述的算法。算法的基本操作是当没有阻挡的包裹被证实在输送机36相关的部分上时，向输送机36的中间推动进入的物品。推动实际上是通过一个或多个诸如分选滑块的推动器的快速移动来完成的横移转移的滑块优选。横跨被推动物品长度的一组邻近设置或间隔设置的滑块优选被用于推动物品。

输送机36以比为合并单元14提供输入的输送机24和26的输送速度快的速度被操作运转，以便被推动的物品快速地接收任何引入的物品从而为任何随后的推动留出间隔。因此，合并单元14利用传统的感应装置的占地面积的小部分就实现了有效的和可靠的操作。另外，通过与合并单元14相结合的单一化装置12，系统10可实现高的持续不变的处理速率，例如典型地大约12kpph和最大大约为15kpph以及更多的如前面提及的处理速率，同时占用较少的占地面积，例如15米(m)×16米(90m²)。因而相比于能够实现高达15kpph但占地面积为15m×16m(90m²)的商业上可应用的装置的0.16的rbf，在6m×1.6m(9.6m²)的占地面积上12kpph的rbf率等于1.25的rbf。因此，能够欣喜的看到，本发明比传统的装置可以增加7-1/2倍的rbf。在仍提供无碰撞或缓和物品处理的同时，系统10以低的动力消耗和期望的可靠性和更多的可编程性来实现这些生产率和比率。

参照图7，每一个输送机32，34包括两个辊子40和42及一个带有多个板条44的板条带，每一个板条44与至少一个独立的推动器46相连，推动器46能够以期望的速度和时机被触发从板条44的一端44a移动到板条44的相对端44b。相反地，正如已提及的，推动器可在板条之间被导向，因此每一个板条能够与两个推动器相连。推动器46能被伺服电机或气动力驱动。一个合适的横向的移动输送机可被用于输送机32，34，参照共同拥有的美国专利No.6,698,571，于此其全文可被参考结合。正如在参考的专利中所述，每一个推动器或滑块在毗连的板条之间的槽上滑动。其它合适的滑块在普通美国专利No.5,127,510中公开，其全文在这里也被参考结合。在510专利中的滑块沿着板条而不是简单的在板条间延伸。当毗连的这些推动器的组一前一后地运作时，成倍板条宽度的包裹能垂直于流动的方向被转移。

再次参照图5，输入输送机24和26典型地以固定的速度和典型地相同的速度运作。然而，应当理解的是输送机24和26的速度可能是变化的和被控制器30控制。相反，输送机36最好以高于输入输送机24和26以及输送机32，34的速度并且优选地是两倍或更多倍于输送机32和34的速度运行。输送机32和34通常分别具有与输送机24和26同样的传送速度；然而，输送机32和34可能具有比输入到合并单元14的传送速度更高的速度，在下面的一些应用中将更全面的描述。因此，物品的速度比输入输送速度能增加两到四成或更高。

推动器46以特定的次数和可选择地以恒定的转移速度在输送机36之上被控制来横向地使物品转移。然而，值得欣赏的是每一个推动器的速度可能分别被控制，此外还可是变化的。同样地，所述的输送机32和34的输送速度可同样被控制以便它们各自的速度可被增加大于输入输送机26和24的输送速度。

在图示实施例中，物品被多个推动器推动，此外还可被多个横跨各自的物品的长度的毗连的推动器推动。另外，典型地推动器被驱动使得它们一致或成线性推动来为各个物品提供平行地转移。然而，应该理解两个间隔的推动器可被用来推动物品，优选地推动器间隔成使它们充分地横跨物品的长度一换句话说是物品的每一个端点一个推动器。间隔的推动器优选地是一致移动，它们可单独的移动，还可以不同的速度以及也可以比物品被期望的运转高的不同的倍数移动。当证实没有“阻挡”的包裹在输出输送机之上时，操作的原则是朝向输出输送机或中间的输送机推动进入的物品。“推动”(实质上是横向的转移)通过一个或多个推动器的快速移动来实现。正如上述，输送机带比输入和输送机32，34运行快，促使推动的物品快速地超越任何引入的物品，而为任意的随后推动释放出空间。合并单元用传统的基于感应的设计的占地面积的一部分完成了可靠的操作。

最好如在图5中所见，当矩形的物品没有在流动的方向上排列时，这个平行的转移推动动作好象是提供一些转动以便物品将与箭头所示的输送机36的流动方向对齐。一个物品，例如B1，根据它预计的向物流的转移从输送机26进入输送机34可具有曲线的路径。如上述，输送机36的速度可是变化的和通过软件调节的以便在各个被转移到输送机的物品间产生期望的间隔。

正如上述，输送机32和34可包含横向平移输送机，诸如在图6中所示和上面参照图7的描述。然而，应当理解的是其它诸如交叉带分拣器或类似的横向移动装置可被用于在输送机36之上来横向移动物品。

可选择地，为了便于两个物品流的单一化，上述输送机32和34可以高于输入输送机24和26的速度被操作。例如，输送机32和34的速度比输入输送机24和26的速度可快达两到三倍。在这种方法中，为了进一步处理物品最好是间隔的。

参照图8，标号110一般指本发明的物品处理系统的其它实施例。在这个实施例中，合并单元14与一个由单一化装置床118组成的简化单一化装置组合构成，单一化装置床118类似于单一化装置床18且同时在设备的左边和右边使物品流单一化。在图示实施例中，单一化装置床118运输物品到各自的合并单元14的输送机32和34上，并因此提供两个输入到合并单元14。为了适当地与合并单元14匹配，单一化装置床118的床宽W1近似等于合并单元14的整个合并宽度W2，该宽度横跨并行设置的输送机32，34和36的宽度。为了避免在合并单元14的转动，物品交叉线L1或L2应当不带转动地被转移。例如，输出输送机36的输送速度可缓慢降低到比如输送机32或34的速度。

参照图9，数字210指的是本发明的物品处理系统的其它实施例，在其中合并单元14与单一化装置212组合成，单一化装置212具有少于整个合并单元宽W2的床宽W3。另外，系统210包括一个引导物品从输送机的中间离开的输送机219，诸如一个人字形输送机，其被用来加宽在输入到单一化装置212的单一化装置床218的包裹流。一个向着输送机的中间向内移动物品的人字形输送机的例子公开在美国专利No.6,401,936，其全文在这里被参考结合。应当理解，通过再定位的人字形辊子将导致物品流被加宽而不是变窄，正如在参考专利中所公开的人字形输送机的例子。

参照图10，标号310指的是本发明的物品处理系统的另一实施例。物品处理系统310包括一个改进的与类似于单一化装置212的一个单一化装置312和诸如人字形输送机的加宽物品流的输送机319相结合的合并单元314。在本申请中，单一化装置312的单一化装置床318的床宽W4在尺寸上与合并单元宽度W5相同。在图示的实施例中，合并单元314包括一个由第一输送机334和一个输出输送机336构成的单边的合并单元，第一输送机334为从单一化装置312传送到合并单元314的各物品提供横向推动。在这种方式中，合并单元314可更节省费用。尽管图示了带有加宽物品流的输送机319，应当理解输送机319是任选的，只要给定单一化装置和合并单元的相应的宽度。

参照图11，标号410指的是本发明的物品处理系统的另一实施例。物品处理系统410配置和安排用于在与一个附加的合并单元组合的两个单一化装置/合并单元中提供级联配置(cascading arrangement)，这样以便输出率成为所有输出流的总和——换句话就是四通道并行操作。本领域的技术人员应当理解，这个原理能被扩展以获得高的输出率，尽管这可能被装备的成本和可获得的输送速度所限制。

最好参见图11，系统410包括两个物品处理系统，诸如物品处理系统110。每一个系统110的各自的输出输送机36的输出为一个第三合并单元414提供输入，第三合并单元414能有效地使物品处理系统110的每一个输出翻倍以获得高的输出率。例如，单一化装置116的初始输送速度可通过各自的合并单元414被加倍，合并单元14顺次具有可被合并单元414加倍的输出速度。

例如，单一化装置116的传送速度可被设置为近似每秒0.5米，其中合并单元的输出具有每秒1.5米的传送速度，然后通过合并单元414增加到每秒3米。任选地，各个合并单元14的输送机32和34的传送速度可增加至超过物品进入到合并单元的速度，使得在各自的物品之间形成间隙。输出输送机36可具有与输送机32和34相似的传送速度以便在输出输送机36之上传送的各自物品之间的间隔基本上被消除。合并单元414然后可用双倍于给合并单元414提供输入的输出输送机36的速度横向推动在输出输送机436上的物品。

参照图4，控制装置30包括一个可视系统50和一个控制器56。可视系统50包括一个或多个用于扫描在单一化装置床之上传送的物品的诸如数码相机的相机52，和一个或多个诸如被用于当物品进入单一化装置床时发出信号的图像眼条码或阵列的监测器54。可视系统50收集关于被传送的物品的实时形状信息并传送信息到控制器56，控制器用上述合适的算法编程，以发出运动控制命令给单一化装置的输送带或处理单元。正如在参考的申请中的描述，单一化装置床可包括具有形成装载处理表面的各个上表面的处理单元的一个矩阵。上表面配置用来支持物品水平地振动以便从一个单元的上表面到一个或多个毗连单元的上表面来移动物品。每一个单元包括一个或多个执行装置，所述执行装置配置成移动所述上表面并由此以所期望的方向移动物品，单元的数目和尺寸可根据系统为单一化配置的物品的应用和尺寸及型号变化。此外，阵列可具有非矩形的外形。如所述的，物品的引入流动态地重新排列形成成单列的输出流，其方式是通过使最接近出口的物品相对其它引入负载加速。

如先前所述，本发明中的各个输送机速度和变化的可运动组件的位置的运动控制依赖于局部的几何形状和通过实时可视模块周期报告的信息。合适的算法和运动控制详细参考未决的西门子公司的申请No.10/208,703，申请日2002年7月29日，名称“装载单一化系统和方法”。

参照图12，一个用于合并单元的其它运动控制算法的基本方案如伪代码所示。图12中的算法的基本目标是只在中间的输出装置(参见X块功能)上不存在“阻挡”的包裹的时候，插入完全进入板条输送机的包裹。由于中间输出流两倍于每一个板条输送机速度，这个合适的时机被保证存在，其允许阻挡物品以便经过一段反比于速率并与物品的相对长度相关的时间接收横向的物品。

算法包含一个所谓的在每一个运动控制器系统(比如像实际上典型的每10s或每毫秒一样的快)的迭代法的主要部分(称作“合并”)。这个算法预先假定呼叫者提供三个物品(不丧失普遍性，物品是矩形的包裹)列表。这些列表是顶部，底部和中部，对应于多套在合并单元14(图6)的A+D，B+E，和C区域上的当前的单一化的物品。建立这三个列表来自诸如位于A和B(和D和E)的入口处的照相眼P的传感器，或例如通过架高的与图像处理软件结合的视频摄像机的物品追踪传感器。这三个列表被传递以例如在图6中所见到的从左到右的最大X值以下降的顺序与分选的物品合并。在图中，顶部＝{G，A1，A2，A3}，底部＝{B1，B2，B3}和中部＝{C2，C1}。注意：只要包裹G被转移包裹G将从顶部移去并放置在中部的端点。合并利用一个全程常量，MIN_X，其表示系统的原点，即输出输送机36的最左边的X坐标C。通过规则，能设置MIN_X＝0。

在阶段1，顶部最大值和底部最大值被从每一个相关的列表(物品的最大x值将列表预分类，这样在每一个列表头处的单元将是最左边的成员)头中抽取。在p代码中，如果列表不包含成员，列表方法首先返回到列表头或空位。

在阶段2，布尔值top Valid和botValid被计算，其决定两个相关的列表是否具有开头和是否该项的最小X值已经通过了输出输送机(被MIN_X定义，见上)的入口。

在阶段3，合并决定一个有效的topMax(响应botMax)是否被通过中部的包裹的当前流阻挡。通过列表方法XBlock计算的阻挡显示在插入的底部，利用全程常量，GAP_MIN是允许在输出物品间的固定的间隔。通过XBlock做对比如下：如果加到GAP_MIN的给定物品的最大x值与中间物品上的最后的物品(例如和大于最后的物品的最小x值)，则XBlock确定在MID中的最后的物品阻挡所涉及的物品，否则它们没有阻挡。

阶段4如下执行：如果topMax(响应botMax)没有被阻挡，则调用Divert()方式。这种方式预先假定最窄毗连的成套的横向推动器(或滑块，或其它的转移实施例)被激活，产生如实际上的物品朝向中心或输出输送机的快速运动。这样转移在物品的当前位置必定产生。

阶段5意在解决“打结(tying)”问题，例如，当topMax和botMax都没有被阻挡时。通过简单地转移最右边的目标来解决这个问题。

除了执行正确的合并之外，可选择地运动控制确保最大分离的波阵面最小(这缩短了板条输送机的长度)，从图12中应理解，被渴望的算法(见图13)-它选择合并最右边的没有阻挡的物品。同时这样节省了CPU的时间，在这里导致弱选择的情况如图13所示，在这里图示的合并单元14的五个均匀间隔的快照显示了当前的从上到下的策略。字母K表示输出速度与输入速度的比，K典型地≥2。期望的策略合并第一个没有阻挡的物品A，一旦通过A物品B变成没有阻挡则进行合并物品B。这促使没有合并的波阵面-max₁几乎到达BOT输送机的端点。

在图15中图示的合并单元14中的第二个“优化的”策略从上到下如图示。控制装置测试系统选择等候A出并首先合并B(一旦它完全在间隔输送机之上)。在T＝3时，A由于它不再被B阻挡能被合并。

在这个策略下，这里的最大波阵面-max₂-显著地比max₁小。在“渴望”或一个优化合并之间的选择被相对于合并单元14的图15中图示的几何参数所定义。例如，字母A是一个完全包含在TOP横向地转移中的短物品，字母B是一个部分被BOT横向转移包含的长物品。假定这两个入口是以固定的速度v，且输出通道以Kv移动，同时K＞1(典型地为2)。

数量如下定义：

d₁＝A_max-B_min

d₂＝B_max-A_min

d₃＝X_min-B_min

最大波阵面则计算如下：

${\max }_1=\mathrm{MAX}(A_{\max },B_{\max }+\frac{d_2}{K-1})$

${\max }_2=\mathrm{MAX}(B_{\max },A_{\max }+\frac{d_1}{K-1})+d_3$

最优的策略是当max₂＜max₁时拾取，否则拾取是渴望的策略。应当理解最优化能被延伸以选择一个最优的涉及多于两个引入物品的合并顺序。这个策略包括预测用于特别的合并顺序的最大波阵面和选择产生最小的最大波阵面的顺序。以这种方法，假定忽略合并时间和内部物品包裹。然而，这些参数能作为额外的间隔被加入到模型。

为了适应缺乏和/或在给定的一对毗连物品间创造任何期望的间隔，例如当它们的高度通过图像处理被发现时，输出输送机速度能被控制。在应用中，合并被用作一个后处理阶段以便平行于单一化装置，如上所述，对单一化装置的这种允许在单一化期间强加了接近于零的间隔(因而增加生产量，或等效地，缩短了给定的生产量所需的设备)。

如上述，这种合并技术能被用作合并一个或多个单一化装置的输出流。这种合并技术导致的结果是两个或多个单一化流能被合并形成一般来说至少两倍生产量的一个流。

因此，本发明提供了一个有效的单一化散装流和随后合并单一化流的系统，同时解决和克服了现有技术中的系统的许多限制。此外，由于在柔性的、基于形状和传感器的软件控制下获得了功能性，当前的设计提供了大量的其它好处，比如自动方向修正，柔性输出间隔控制，柔性输出带宽控制，分离包裹的非再循环(持续流)等。在减少占地面积方面，本系统用于单一化散装物品流形成两个或多个被输入进合并单元以在其上合并成产量增加的单一化流。在输出流上的间隔可在线控制，操作能使得在输出方向上的矩形盒子的对齐更好。本发明可被用于一个宽范围的货物或物品的处理，诸如包裹、薄片、平板，其在一些材料处理的应用中被组织成流。

本发明的几种形式已经被显示和描述，本领域的技术人员现在将明白其它的形式。因此，应当理解在附图和上面描述中所示的实施例仅仅是用于示意的目的，并不意味着限制了下述的在包括等同原则的专利法原理之内解释的权利要求所定义的本发明的范围。

Claims (28)

1.一种物品合并单元，该合并单元包括：

以具有第一速度的第一物流中输送物品的第一输送机；

具有多个横向推动器的第二输送机，所述第一输送机用于将第一物流中的物品输送至所述第二输送机；

第三输送机，所述横向推动器可选择地使物品转移跨过第二输送机到所述第三输送机，且所述第三输送机具有一输送速度；及

控制装置，所述控制装置控制所述第三输送机的所述输送速度和所述横向推动器的选择致动以推动从所述第一物流中选择的物品到所述第三输送机，其中在所述第三输送机上输送的物品以具有无并行物品的输出流输送且所述输出流具有比所述第一速度高的速度。

2.根据权利要求1所述的物品合并单元，进一步包括带有多个横向推动器的第四输送机和用于以具有第二速度的第二物流输送多个第二物品的第五输送机，所述第五输送机输送多个第二物品至所述第四输送机，所述控制装置控制所述第四输送机的所述横向推动器以可选择地将所述所述多个第二物品推动到第三输送机之上，其中的多个第一物品和多个第二物品被引导至所述第三输送机上以便所述第三输送机以具有无并行物品的输出流输送物品且所述输出流具有比所述第一速度或所速第二速度高的速度。

3.根据权利要求2所述的物品合并单元，其中的所述输出速度至少两倍于所述第一或第二速度。

4.根据权利要求1所述的物品合并单元，其中的所述第二输送机包括一个具有所述多个横向推动器的板条输送机。

5.根据权利要求3所述的物品合并单元，其中的所述横向推动器包括分选滑块。

6.根据权利要求2所述的物品合并单元，该合并单元进一步还与双输出单一化装置相结合，所述双输出单一化装置输送两个单一化物品流至所述合并单元，所述物品流的第一物流被输送至所述第一输送机，所述物品流的第二物流被输送至所述第五输送机。

7.根据权利要求6所述的物品合并单元，其中的所述双输出单一化装置包括单一化装置床。

8.根据权利要求7所述的物品合并单元，其中所述单一化装置进一步包括转向器和输送连接点，所述单一化装置床输送一个或多个物品至所述转向器，所述转向器输送一个或多个物品至所述连接点，且所述连接点在用于输入进所述第一和第五输送机的所述第一物流和所述第二物流中分别输送物品。

9.根据权利要求7所述的物品合并单元，还包括配置有加宽物品流和输送散装流中的物品至所述单一化装置的加宽输送机。

10.根据权利要求7所述的物品合并单元，其中的所述单一化装置床具有一床宽，所述并行关系的第二、第三和第四输送机具有一横跨所述第二、第三和第四输送机的合并单元宽度，且所述床宽近似等于所述合并单元宽度。

11.根据权利要求1所述的物品单一化装置，其中所述控制装置驱使多个所述横向推动器推动所选择的物品至所述第三输送机。

12.根据权利要求11所述的单一化装置，其中所述控制装置驱使多个邻接的推动器将所选择的物品推到所述第三输送机上。

13.根据权利要求1所述的单一化装置，其中的所述第三输送机包括带输送机。

14.根据权利要求1所述的物品单一化装置，其中所述第二输送机包括多个板条和多个滑块，所述滑块包括所述横向推动器。

15.根据权利要求14所述的物品单一化装置，其中每一个所述滑块安装在所述多个板条的相应板条上。

16.一种物品处理系统，包括：

第一输入装置；

第二输入装置；

具有一输送速度的输出输送机；

具有多个横向推动器的第一输送机，所述第一输入装置以物流输送多个第一物品至所述第一输送机；

具有多个横向推动器的第二输送机，所述第二输入装置以一物流输送多个第二物品至所述第二输送机；及

控制装置，所述控制装置控制所述横向推动器和所述输出输送机的输送速度，其中通过所述推动器转移到所述输出输送机的物品被所述输出输送机以一无并行物品的物流中的和比所述第一或第二物流的任一速度都高的速度输送。

17.根据权利要求16所述的物品处理系统，其中所述第一输入装置包括一单一化装置。

18.根据权利要求16所述的物品处理系统，还包括一适于加宽物品流的加宽的输送机，所述加宽的输送机输送物品至所述单一化装置。

19.根据权利要求17所述的物品处理系统，其中所述单一化装置具有一床宽，所述第二、第三和第四输送机毗连设置并具有一合并单元宽，所述床宽近似等于所述合并单元的宽度。

20.根据权利要求19所述的物品处理系统，其中所述第一和第二输入包括一来自单一化装置的双输出。

21.一种单一化方法，该方法包括：

提供一第一输送机；

在第一物流中以第一输送速度输送多个物品至第一输送机；

提供一第二输送机；

有选择地将物品中的一个从第一输送机推动到第二输送机上；在第二输送机上以高于第一输送速度的第二输送速度输送被推动的物品。

22.根据权利要求21所述的单一化方法，进一步包括提供一第三输送机；

在第二物流中以第三输送速度输送多个第二物品至第三输送机；

所述有选择地推动包括有选择地将来自第一物流和第二物流的物品中的一个推动到第二输送机上；

所述在第二输送机上输送被推动的物品包括以高于第三输送速度的第二输送速度在第二输送机之上输送被推动的物品.

23.根据权利要求22所述的单一化方法，进一步还包括使无序的物品流单一化形成第一物流中的多个第一物品和第二物流中的多个第二物品。

24.根据权利要求21所述的单一化方法，进一步包括提供多个推动器，所述推动包括有选择地以所述推动器中的至少一个推动物品。

25.根据权利要求24所述的单一化方法，其中所述推动包括以多个所述推动器有选择地推动物品中的一个。

26.根据权利要求24所述的单一化方法，其中所述以多个推动器有选择地推动所述物品包括以多个毗连的推动器有选择地推动物品。

27.根据权利要求22所述的单一化方法，其中所述有选择地推动来自第一物流和第二物流的物品中的一个是建立在所期望的合并顺序上。

28.根据权利要求27所述的单一化方法，其中所述从第一物流和第二物流中选择物品中的一个包括基于从物品的尺寸和物品的位置中所选择的至少一个参数来从第一物流和第二物流中选择物品中的一个。

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