有立式分拣器的分拣系统
技术领域
本发明涉及有立式分拣器的分拣系统,特别是用于传送和分拣包裹货物的一种分拣系统,如用于传送和分拣包裹或用于在机场中分拣行李的系统。
背景技术
这些立式分拣器是线式分拣器,在传送线的终端有立式转向装置。围绕接近水平的轴进行这样的垂直转向。立式分拣器通常装备有多个相继地装设的载架,每个载架与一个倾斜的托盘或横向传送器相连用于在运输路径上的预定或可选择的地点拣出被传送的包裹并改变其方向或转移所传送的包裹货物。
立式分拣器相对沿水平曲线运动的分拣系统所具有的优势在于,其具有闭合或非常接近闭合的传送平面,方便了传送长度超过一个分拣单元的大尺寸的包裹货物。
对于具有水平曲线的水平分拣器,从包裹货物伸出的部件、条带或环圈都可能在传送单元之间被勾住和阻塞,这可能造成包裹货物受损或者甚至分拣系统故障。
立式分拣器具有其传送面为连续面的优点,其中大大的避免了包裹货物的突出部件被卡住。
在现有技术中已知有各种设有立式分拣器的分拣系统。这些分拣系统的分拣单元通常在它们的前后端连接在一起,以便在整体上获得形成传送链的闭合的传送组,其中每个分拣单元包括支撑在分拣系统支持轨道上的轮子。因而每个支撑单元和与其关联的轮子一起构成传送链的一个链节。
这些分拣系统的缺点是当传送链转向时在垂直终端转向点处会产生所谓的多边形效应。转向的滑轮有圆形的截面而分拣单元组只能通过多边形的轨迹。随着每个分拣单元长度的缩短多边形效应也随着减轻。由于必须要增加分拣单元的数量这也增加了系统的复杂性。
还有,专利DE69719044T2已经公开了一种由传送带承载的可倾斜托盘分拣器,它有在纵向上相互间隔分布的多个可倾斜托盘。将可倾斜托盘支持在由滑座支撑的弹性传送带上用于接受和分散支持力。
为了拣出包裹货物,这个已知的系统使用可移动的开启部件,可将该部件装设在起动器的运动路径上用于提升该托盘的一侧,卸下包裹货物。
这种已知系统的缺点是由于可倾斜托盘的控制速度取决于立式分拣器的运动速度,是机械地控制包裹货物的卸货。还有因为可运动的开启部件敲打倾斜托盘的起动器所以有明显的噪音污染。
已知的现有技术的另一个缺点在于环形传送带的伸缩性,它仅允许有限的预应力,由于它的弹性造成传送带伸长,随着连续的操作这种伸长还将进一步增加。
发明内容
在所述现有技术之背景下,本发明的目的是提供具有立式分拣器的分拣系统,它在很大程度上避免了多边形效应并允许在最大重量负荷下有很高的传送速度。
该目的的实现在于具有权利要求1特征的分拣系统。本发明的各个优选的具体的实施例是从属权利要求的主题。实施例示出了本发明其他的优点和特征。
本发明所述的有立式分拣器的分拣系统用于传送和分拣包裹货物,该系统包括多个分拣单元,这些单元沿着运动路径按预先规定的相互之间特定的距离在闭合的传送带上伸展并与传送带连接且可以沿着运动路径运动。至少设置两个具有水平转轴的转向轮。至少一个转向轮用作驱动轮来转动和驱动传送带和绕着水平旋转轴装设在那里的分拣单元。将传送带构造成牵引载体,为此它用加强机构加强用于驱动分拣单元。至少有一个分拣单元包括至少一个有轮的移动装置。至少一个,优选为全部分拣单元与传送带连接。分拣单元包括至少一个包裹货物接受器,它能可控地卸下包裹货物。如果需要,由牵引载体支撑分拣单元和位于它上面的任何包裹货物。
本发明有许多优点。本发明一个明显的优点是将传送带构造成牵引载体,它有为运输传送单元提供牵引力和支撑传送单元和位于其上面的包裹货物的两种作用。这是可能的,因为本身是柔性的传送带优选在纵向上用加强机构进行了加强,从而使传送带即使在很高的预应力情况下表现出最小的伸长。这是非常有利的,因为沿着运动路径的周长在不同的地点可能产生不同的预应力,如果牵引载体可以拉伸得很长,这就造成局部可变化的伸长,从而依次可以引起分拣单元之间的距离会随着时间和位置而变化。本发明使分拣单元之间的距离恒定和不会变化,这依次能造成基本连续的传送平面。
还有另一个优点是显著地减少或避免了多边形效应并且可能有很高的负荷承载能力。这能避免由多边形效应造成的在牵引载体中重复的牵引力变化,从而减少了机械负荷并降低了振动和噪音的发生。这样降低了驱动的机械负荷和噪音。
水平取向的转轴线在本申请的意义上应理解为立式分拣器转动轮的转轴线。可将这样的转轴线精确地设置成水平定向在水平上。或者另外可使转轴线倾斜,如偏离水平线一些角度。
优选地每个分拣单元装有马达,用于通过马达控制包裹货物接受器的起动,以便分别控制各个包裹货物的拣出或从包裹货物接受器卸下。
在本发明的优选实施例中传送带是由装有加强机构的弹性材料组成,以便除了传送带的低伸长之外能有高的强度和预应力。即使在分拣系统上有很高或最高负荷的情况下也能保证相同的工作条件,这是由于特别埋入的加强机构将使伸长是最小的。
加强机构可以包括多个相邻的加强缆索或可将其构造成在纵向上设置的和围绕整个运动路径、特别是在纵向上伸展的多根邻接的加强缆索。
加强缆索的终端优选互相连接。例如连接可以是螺栓连接,使两端收紧并互相夹紧在夹持位置中。
可以想象加强机构采取的加强缆索是由绞合或交织的金属丝组成。或者另外可以想象采用其他的加强缆索或加强金属丝。在本申请的意义上多线纤维构造的加强机构也可称作加强缆索。
在特别优选的构造中加强机构包括至少一根钢绳,优选为多根钢绳,并优选为将其置于被设置成牵引载体的传送带中。
由于这样做能使提供的传送带有最大的负荷承载能力,所以使用钢绳具有明显的优点。
在传送带的弹性材料优选为由橡胶或类似产品组成以使驱动系统具有良好的附着力的同时,钢绳又保证了在纵向上传送带最低的伸长。通过埋入钢绳,保持了弹性材料如橡胶的外部特性,而在另一方面钢绳的强度特征对牵引载体的特性有正面的贡献。
或者另外可以想象加强机构包括至少一根具有加强纤维的加强缆索。例如可以采用的纤维材料如在制造纤维复合材料中使用的材料。例如可以想象在传送带中使碳纤维、凯夫拉(Kevlar)纤维和玻璃纤维或类似材料作为加强纤维。这些纤维也能使在纵向具有很高的强度。
在本发明所述的分拣系统的所有构型中,优选地,将分拣单元牢固地与传送带连接在至少一个位置中。特别是,分拣单元优选在连接点上通过多个螺栓与传送带连接。
特别优选地使分拣单元在纵向上两个间隔的连接点处与牵引载体连接。
优选地使分拣单元在第一连接点处与牵引载体连接,以使其不发生相对移动却可只有转动。优选将分拣单元偶联在牵引载体上,使分拣单元在第二连接点处可以纵向移动。特别优选地使分拣单元偶联在牵引载体,从而分拣单元至少在某些连接点处可以自由转动。在特别优选的构造和更加具体的实施例中,分拣单元在第二连接点处可自由转动并可纵向移动地与牵引载体偶联,同时在第一连接点处不可移动但可自由转动地与牵引载体偶联。
特别是当采取许多平行的加强缆索伸展在传送带的纵向时,分拣单元的连接螺栓可以拧入穿过在两根缆索之间的传送带,使螺栓头和/或垫圈到达两根或多根加强缆索后面以便分拣单元在传送带上得到牢固的可靠的基座,也能承受很高的负荷。
在所需的高传送速度达到10米/秒或更高时,在立式分拣器的顶端特别是在转向点产生很大的离心力。由于每个分拣单元装有机械驱动,优选为电动马达驱动,它们有很大的固定重量,所以分拣单元到传送带的连接必须牢固以便达到所需的传送和分拣速度。
在优选的更加具体的实施例中每个分拣单元在两个纵向端部区域内与传送带连接。优选地将连接之一以固定枢转点的方式设置在牵引载体区域内,而另一个连接仅是垂直地固定在传送带上。因此这个连接能在传送方向进行纵向调整,这对皮带的转向装置是特别有利的。与牢固地连接相反,所述类型的连接能明显地减少在运动装置和包裹货物接收器在进入和离开转向轮时作用在其上面的加速度。用这种方式获得分拣单元与传送带之间特别可靠的连接。
分拣单元特别装有运动装置,每个装置在它们的纵向终端与传送带连接。运动装置装有包裹货物接受器,该接受器在传送带上伸展大于运动装置长度的一段长度,从而尽管运动装置是双重连接在传送带上,在转向点处多边形效应将是最小的或者在所述的优选连接点处将没有这种效应。
在这种构造中分拣单元与传送带的各连接点之间在纵向上的距离比包裹货物接收器在传送方向上的长度要小至少10%,优选为至少20%。在优选的构造中在传送带上连接点之间的距离可以构造成小于包裹货物接受器长度的一半。
在所有的构造中将至少一个包裹货物接受器,优选是所有的包裹货物接受器构造成可倾斜的托盘,通过马达可将托盘从输送位置带到至少朝一侧倾斜的卸货位置或拣出位置。每个包裹货物接受器优选可以朝任一侧倾斜以便能在传送方向的任一侧上拣出所接受的包裹货物。由于不仅在分拣系统的一侧上而且在另一侧上也能提供相应的输出工位数量,这就使分拣系统的分拣选择加倍。
在上述的所有构造中分拣单元的包裹货物接受器的传送表面优选地在上行程上形成基本靠合的传送表面。这就允许分拣包裹货物的长度显著地超过单个包裹货物接受器的长度。在这些情况下,平行地驱动两个、三个或多个分拣单元并且它们也能同步地卸下接受的包裹货物。可选地,卸货在时间上可以有偏差,以便使包裹货物转动并且最大程度地与分拣器轴线垂直或与其纵向对齐。
在优选的构造中立式分拣器的下行程可以装有至少两个带转向站以便能在下行程上进行附加的分拣,其中在下行程上进行加载货物和卸下运动到下一个带转向站的货物两种工作。总的来说这增加了分拣系统的工作能力。
在优选的更加具体的实施例和结构中至少一个分拣单元装有至少一个与传送方向的反向运行的运输带。优选地,每个分拣单元连接有一根运输带或两根运输带。将该运输带或该对运输带优选地设置在所述传送带的侧边。
在这种结构中将要传送的包裹放置在运输带上进行输送和分拣。当打算卸下包裹时使运输带运动在所设置的卸货站相反的方向上以便减小传送的包裹在传送方向上的有效速度。
优选地这能使传送的包裹在传送方向上的有效速度减少到零。在包裹卸货时使传送带相反方向上的速度等于运输带在传送方向的速度就能做到这一点。用这种方法可将包裹货物特别小心地卸下。还有,由于在传送方向上的速度是零,因而将后续的包裹精确地放置在前面的包裹上,所以就能堆垛卸下的包裹货物。通过合适的控制也可以做到并排地、精确地卸货。
这样结构的另一个优点是由于侧向放置的运输带包括在传送带的上行程上和下行程上有可用的运输带,所以也可在下行程上使用分拣系统。这要求分拣过程在传送带的下行程中或上行程中结束。
在所有的结构中特别是至少一个终端装有传送驱动力到传送带的驱动轮。为了增强力的传送,在传送带的横向上可以装设凸棱,或者可将作为牵引载体的传送带构造成齿状带,使它的齿与驱动轮的槽啮合。
另一端优选地装有转向轮。还可以想象在两端装有同步操作的驱动轮。通过驱动轮加驱动力是有利的,因为这些驱动是极其有效的。在现有技术中,倾向于采用线性驱动,其分拣单元实际上构成驱动系统的一部分。所需的电能是通过在轨道系统和分拣单元之间的间隙传送。尽管这种驱动能量传送方式能良好地工作,但这样做时降低了工作效率,因此本发明节省了很大一部分驱动能量。
在所有的结构中,优选传送方向是可转向的。
可以想象沿着运动路径在上行程中装设至少一个高度差是有利的,因而在运动路径上在上行程中有一个坡度或多个连续的坡度从而在不同的高度水平上有可能接受和/或卸下传送的货物。
优选地使立式分拣器定向在近似一条直线,其中运动路径可以略为水平的曲线,其中的分拣单元可以使传动带的接受器倾斜,以便防止由于离心力使传送的包裹意外地掉落。
优选地每个分拣单元包括一个运动装置,所述装置优选构造成载架。每个运动装置优选包括轮子,至少在水平段将轮子引导在轨道上。优选地装设水平和垂直的轮子以便能在导轨上水平或垂直地支持每个分拣单元。导轨的用途一方面是在细长的分拣系统中传送重力和另方面是减少振动,当接受和卸下传送的包裹货物时在垂直方向可能发生振动。
牵引载体的带终端,优选在该带连接处,是相互连接的,以能够抵抗拉力,但优选地是可拆卸的,以便能拆开该带(比如)进行维修。在两个带终端之间设置内部成型部件,而在外部优选地设置互相相对的两个成型部件以便精确地使带终端朝外转向。在这个位置装设多个螺栓连接,优选将其分布在牵引载体的宽度上以便确保牵引载体抗拉力的连接。
特别优选地将在带终端露出的加强结构,优选为加强缆索,互相连接在所述终端的缆索连接处。用这种方法固定每根加强缆索,防止被拉出,以便获得更好的负荷承载能力和增加操作的安全性。特别优选地使两个带终端的结构相同或完全一样。
优选使从带终端露出的加强缆索互相绞合。或者另外可以仅使加强缆索的金属丝互相绞合。
特别优选地将每个带终端的加强缆索封装在一个连接盒内,每根都在接合剂中,如合成树脂或粘合剂,优选为低熔点的金属。
每个带终端的金属丝终端分别连接将在整体上使得牵引载体成为可拆卸的连接,从而可以打开该带例如进行维修等,然后可以很容易地重新将它连接。
装设缆索连接的优点在于能调节带的长度,从而例如能按要求调节带上两个传送单元之间距离。为了能按要求进行带长度的调节,在每个缆索连接中可以插入可替换的垫片。通过选择合适的厚度可以按要求调节所需的带长度并使其适合当前的工作条件。
附图说明
本发明的其他优点和特征可从以下参照附图所描述的示例性实施例中得出。各图表示为:
图1为本发明的分拣系统的示意侧视图;
图2为图1所示的分拣系统的局部放大图;
图3为图1所示的分拣系统的分拣单元的透视图;
图4为图1所示的分拣系统的分拣单元的侧视图;
图5为图1所示的分拣系统的传送带的示意图;
图5分拣单元与传送带的连接的示意图;
图6为图1所示的分拣系统的传送带终端的连接点的图;和
图7为图6所示的缆索连接区的横剖面图。
具体实施方式
参考图1到图7现在将详细描述本发明的实施例。
图1和2示出了本发明的分拣系统1的示意侧视图,它包括立式分拣器2,装设分拣器用于传送和分拣包裹货物3。为了这个目的,立式分拣器2包括多个分拣单元5,这些分拣单元沿着运动路径7通过闭合的传送带6互相连接并可沿着运动路径7运动。
在本实施例中每个分拣单元5包括与传送带6连接的载架30,传送带现在被构造成牵引载体11,和安装在载架上的包裹货物接受器8,在本实施例中接受器的构造为可倾斜托盘9。
每个分拣单元5的长度现在基本上是由可倾斜托盘9的长度确定并基本上对应于两个分拣单元之间的距离4,从而在上行程23的顶面上获得基本上靠合的传送表面22。
此结构所具有的又一好处是可以采用两个或多个传送单元5进行联合传送和分拣长于距离4或长于分拣单元5长度的包裹3。例如,如果打算要传送的包裹3其长度是两个分拣单元的长度4的1.5倍,则将包裹3放在两个分拣单元5上并由两个分拣单元5输送至卸下包裹3的信号发出之时,此时两个分拣单元5同步或时间上有偏差地放下包裹3。
一般来说,跟着卸货信号起动分拣单元5的马达10和使可倾斜托盘9从传送位置21倾斜到递送位置或卸货位置,在该位置躺在可倾斜托盘9上的包裹3由于重力作用从可倾斜托盘9向下滑动并递送到合适的位置中。
通过这种方法在立式分拣器2的两个终端25和26之间可将包裹货物3转移到定位在两端之间的任何一个递送站。还有可倾斜托盘9既可以将货递送到一侧19也可以送到另一侧20。
各个分拣单元5沿着运动路径7的周边通过构造成牵引载体11的传送带6互相连接和由牵引载体11支持。
立式分拣器2的终端25装有通过电动马达28驱动的驱动轮27。通过驱动轮27的转动在传送方向15上传送牵引载体11,其中牵引载体11被设置有很大的预应力。传送方向15按需要可以转向。
在本实施例中立式分拣器2的另一端26装有转向轮29,它将该传送带朝转向第一端25的方向回转。在其他结构中,可在第二端26装设与第一端25的马达28同步控制的马达28,用于在立式分拣器2的两端25和26施加驱动力矩。
分拣单元5的载架30至少在一个连接点18与传送带6连接。载架30在两端和两个侧边上装有轮子31,轮子运行在装设在侧边19和20上的导轨32上以便在两端25和26之间的水平运动路径上引导每个分拣单元5。用这种方法一方面将分拣单元上的重量导向到滑轨32,而在另一方面减少由接受和卸下包裹货物3可能引起的垂直振动。
在其他的结构中,可以在下行程24中装设两个转向站,每个使传送带6转动180度从而在下行程24中使可倾斜托盘9也能接受包裹货物3,并且不仅在上行程23区域而且在下行程24区域内都能进行分拣。
图3示出了分拣系统的分拣单元5的透视图和图4是图1所示的分拣系统1的分拣单元5的侧视图。
分拣单元5包括载架30,在载架上装设可倾斜托盘9。可倾斜托盘9由马达10电动驱动和可以有选择地将接受得到的包裹交付到侧边19或者到另一侧20。
在两个连接点18处每个载架30均与牵引载体11连接,这两点在纵向上互相间隔一段距离38。
在第一连接点35处将载架30可自由转动却不可移动地与牵引载体连接。这意味着在这个位置尤其不能产生纵向移动。
在第二连接点36处也将载架30可自由转动地与牵引载体11连接。在连接点36安装的可转动接受器沿着牵引载体可移动长度37。由于纵向的可移动性就可避免在终端25和26垂直转向处的多边形效应,这是因为产生长度调整。换句话说,尽管在连接点35和36之间的直线区间有一段长度是不同于圆周段,但载架30在所有的时间内都可与该表面接触。由可变化的长度37平衡所发生的长度差别。避免了由多边形效应造成的在牵引载体上机械负荷的增加。用这种方法也减小了发生的噪声。
还有,与固定的连接相反,在运动进入和离开转向轮时作用在载架30和包裹货物接受器8上的加速度可以显著地减少。
在立式分拣器2中人们通常追求在可倾斜托盘9之间有最小可能的距离,以便获得基本上靠合的传送表面22。用这种方法人们防止包裹货物向下穿过可倾斜托盘9之间的大的间隙。在那里它们可能造成堵塞。
为了确保所需的稳定性和传送带的负荷承载能力,将传送带6构造成牵引载体11和用加强机构12加强,如图5所示。此处,加强机构构造成加强缆索13,其尤其包括埋设在传送带6中的钢绳16,加强缆索在以牵引载体11构成的传送带6中是互相邻接或特别是平行设置的。
或者另外可以想象将加强机构12加强纤维17结合到牵引载体11内,从而沿着传送方向15在纵向14上使载体11得到加强。
优选地在牵引载体11中装设互相紧挨的多根加强缆索13以便获得在纵向上的高度稳定性,同时在钢绳16之间保持一定空间用于在连接点18装设螺栓连接器34,将分拣单元5的载架30连接在牵引载体11上。特别优选地采用钢绳加强且设置无缆索区以便螺栓连接的牵引载体。
优选地传送带的两端(未表示)也用如在图6中所示的螺栓连接器34进行互相连接。
如在图6中所示,构造成牵引载体的传送带6的带端41和42在带连接处39互相连接成抵抗拉力的。特别构造成剑状外形的下成型部件40和相对设置的两个成形部件45专门使带终端41和42向外转向约90度。在牵引载体的宽度上装设多个螺栓连接器43和多个螺栓连接器44,以便通过两排连接的螺栓连接器43和44确保牵引载体11能够抵抗拉力地连接,从而承受很高和最高的负荷。用锁定螺母或类似物可以固定每个螺栓。
从图6和7可见,从一个带端露出的加强缆索在缆索连接处47处的每个带端41和42都是互相连接。在带端41和42的加强缆索13的相邻的单根铜丝或所有铜丝都在这个地方互相绞合。
此外,加强缆索13的端部被一个为连接盒33的连接接收器容纳,在盒中用接合剂46将它们封装。接合剂46可以是一种树脂或合成树脂或其他的两组份或多组分的粘合剂。还可想象用金属合金埋封。重要的是在每个带端41、42加强缆索要分别互相连接从而使在带连接处39的牵引载体11的各终端是牢固却可拆卸地互相连接。
装设形状如填料板的衬垫48,将它可更换地设置在缆索连接处47。选择所要厚度的另一种衬垫48以调节牵引载体11的长度,例如专门调节分拣单元5在带连接处39的间距。
总之本发明提供一种分拣系统,其中即使有很高的预应力,传送带6的牵引载体将有最小的伸长,这是因为由于加强机构12使牵引载体11在纵向14上的伸长很小并且随着操作寿命的增加也不会改变。
其所能产生的显著的优点在于,在运动路径7上传送带6的局部伸长几乎不变并与负荷无关。在没有加强机构的传送带中,局部伸长将取决于当前负荷条件而变化,从而如果传送带不采用加强机构,那么分拣单元的起点和终点的位置可能显著地移动。由于分拣单元可倾斜托盘的位置不是精确地限定,这就妨碍了要分拣的包裹货物的接受和卸货。本发明提供了大幅减少这些不确定性的重要优点。还有,本发明所述的分拣系统可设置成用于较高的输送和分拣速变以及较大的包裹货物重量。
附图标记:
1 分拣系统
2 立式分拣器
3 包裹货物
4 距离
5 分拣单元
6 传送带
7 运动路径
8 包裹货物接受器
9 可倾斜托盘
10 马达
11 牵引载体
12 加强机构
13 加强缆索
14 纵向
15 传送方向
16 钢绳
17 加强纤维
18 连接点
19 侧
20 侧
21 传送位置
22 传送表面
23 上行程
24 下行程
25 终端
26 终端
27 驱动轮
28 马达
29 转向轮
30 载架
31 轮子
32 滑轨
33 连接盒
34 螺栓
35 第一连接点
36 第二连接点
37 可移动长度
38 距离
39 带连接处
40 成型部件
41 带端
42 带端
43 螺栓连接器
44 螺栓连接器
45 成型部件
46 接合剂
47 缆索连接处
48 衬垫
49 支撑片