CN104128313A - 一种立交式分拣设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种立交式分拣设备及方法，所述装置包括分拣物流主线、桥连接、光电检测装置、立交控制器、缓冲器、接受输送机、移动空间和控制电脑；本发明装置结构简单，采用无作用的因势利导方式进行物件分拣，避免对其运动状态的干预，最大限度地减少对物件的挤压或者冲击，可容忍形状、大小和质地相差悬殊的物件的分类，克服了现行的自动分拣系统或者需要限制分拣对象或者结构复杂而造价很高的缺陷，特别适合于快递包裹的自动分拣。
Description
技术领域
本发明属于现代物流领域，尤其涉及一种立交式分拣设备及方法。
背景技术
随着电子商务的快速发展，快递业务量上升太快，人员相对短缺的矛盾十分突出。传统拣货是拣选人员根据拣货单逐一进行拣货，工人劳动强度大，容易造成拣错或漏拣现象。自动分拣是提高物流配送效率的一项关健因素。自动分拣系统目前已经成为发达国家大中型物流中心不可缺少的一部分。随着物流环境的逐步改善，它在我国物流领域的应用也会越来越大。
自动分拣系统由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。其中分类技术及其装置是关键技术。目前，应用于自动分拣系统的分类装置有近百种的型式和系统。自动分拣机按照其分拣机构的结构分为不同的类型，常见的主要类型有下列几种：
1.挡板式分拣机
挡板式分拣机是利用一个挡板(或挡杆)挡住在输送机上向前移动的商品，将商品引导到一侧的滑道排出。根据挡板原理，还有许多翻板、摆板、活动隔板等用作分拣过程。有关专利为数不少，如专利CN2483321和CN201816770均采用了翻板设计，专利CN101948017A公布了一种条烟高速分拣线，其分流单元为尾端可摆动至不同高度位置的摆动式输送机，CN102862808A也采用了摆动输送装置，专利CN202321611U提出的一种物料分流控制装置和CN2931406提出的斗轮堆取料机的分流装置均采用了类似的分流板。
2.滑块式分拣机
滑块式分拣机属于一种特殊形式的条板输送机。输送机的表面用金属条板或管子构成，如竹席状，而在每个条板或管子上有一枚用硬质材料制成的导向滑块，能沿条板作横向滑动。平时滑块停止在输送机的侧边，滑块的下部有销子与条板下导向杆联结，通过计算机控制，当被分拣的货物到达指定道口时，控制器使导向滑块有序地自动向输送机的对面一侧滑动，把货物推人分拣道口，从而商品就被引出主输送机。这种方式是将多次作用于商品，使其侧向逐渐推出，逐步改变物体运动轨迹，故商品不容易损伤，是目前国外一种最新型的高速分拣机。
3.浮出式分拣机
浮出式分拣机是把商品从主输送机上托起，从而将商品引导出主输送机的一种结构形式。从引离主输送机的方向看，一种是引出方向与主输送机构成直角；另一种是呈一定夹角。
浮出式分拣机又可分为：(1)胶带浮出式分拣机，这种分拣结构用于辊筒式主输送机上，将有动力驱动的两条或多条胶带或单个链条横向安装在主输送辊筒之间的下方。当分拣机结构接受指令启动寸，胶带或链条向上提升，接触商品底回把商品托起，并将其向主输送机一侧移出。(2)辊筒浮出式分拣机，这种分拣机构用于辊筒式或链条式的主输送机上，将一个或数十有动力的斜向辊筒安装在主输送机表面下方,分拣机构启动时，斜向辊筒向上浮起，接触商品底部，将商品斜向移出主输送机。这种上浮式分拣机，有一种是采用一排能向左或向右旋转的辊筒，以气功提升，可将商品向左或向右排出。(3)斜导轮式分拣机，当转动着的斜导轮，在平行排列的主窄幅皮带间隙中浮上、下降时，达到分拣目的。
4.倾斜式分拣机
倾斜式分拣机包括：(1)条板倾斜式分拣机，这是一种特殊型的条板输送机，商品装载在输送机的条板上，当商品行走到需要分拣的位置时，条板的一端自动升起，使条板倾斜，从而将商品移离主输送机.商品占用的条板数随不同商品的长度而定，经占用的条板数如同一个单元，同时倾斜，因此，这种分拣机对商品的长度在一定范围内不受限制。(2)翻盘式分拣机，这种分拣机是由一系列的盘子组成，盘子为铰接式结构，向左或向右倾斜。装载商品的盘子行上到一定位置时，盘子倾斜，将商品翻到旁边的滑道中，为减轻商品倾倒时的冲击力，有的分拣机能控制商品以抛物线状来倾倒出商品。这种分拣机对分拣商品的形状和大小可以不拘，但以不超出盘子为限。对于长形商品可以跨越两只盘子放置，倾倒时两只盘子同时倾斜。
5.交叉带式分拣机
托盘式分拣机主要由托盘小车、驱动装置、牵引装置等组成。其中托盘小车形式多种多样，有平托盘小车、U形托盘小车、交叉带式托盘小车等。交叉带式托盘小车的特点是取消了传统的盘面倾翻、利用重力卸落货物的结构，而在车体下设置了一条可以双向运转的短传送带，用它来承接上货机，并由牵引链牵引运行到格口，再由交叉带运送，将货物强制卸落到左侧或右侧的格口中。
6.悬挂式分拣机
悬挂式分拣机是用牵引链(或钢丝绳)作牵引的分拣设备。按照有无支线，它可分为固定悬挂和推式悬挂两种机型。前者用于分拣、输送货物，它只有主输送线路、吊具和牵引链是连接在一起的，后者除主输送线路外还具备储存支线，并有分拣、储存、输送货物等多种功能。悬挂式分拣机的缺点在于设备结构复杂，分拣效率低。
7.滚柱式分拣机
滚柱式分拣机是用于对货物输送、存储与分路的分拣设备，按处理货物流程需要，可以布置成水平形式，也可以和提升机联合使用构成立体仓库。
滚柱式分拣机的滚柱机的每组滚柱均各自具有独立的动力，可以根据货物的存放和分路要求，由计算机控制各组滚柱的转动或停止。货物输送过程中在需要积放、分路的位置均设置光电传感器进行检测。当货物输送到需分路的位置时，传感器给出检测信号，由计算机控制货物下面的那组滚柱停止转动，并控制推进器开始动作，将货物推人相应支路，实现货物的分拣工作。
8.摆臂式分拣机
这种分拣方式的特征在于，物品放置在钢带式或链板式输送机上，当到达分拣口时，摆臂转动使其沿摇臂杆斜面滑到指定的位置目。专利CN202609556U公开了一种分拣输送系统的摆臂机构。它包括机架、支撑于机架上的旋转驱动装置和辅助传送装置，及水平设置的悬架臂；所旋转驱动装置包括减速电机、驱动齿轮、从动齿轮、悬架臂固定连接；辅助传送装置包括减速电机、驱动轮、从动轮和传送带；驱动轮和从动轮分别活动设于悬架臂的前、后端上，驱动轮和从动轮之间安装有传送带。摆臂式分拣机的结构更加复杂，设备造价不菲。
9.落袋式分拣机
对于扁平件、小件货物以及软包货物，可落袋式分拣机。该分拣机的载体由两块合页的钢板构成，可通过自动导入和人工投放的方式将货物放置于分拣机上，到达分拣格口时下面一个机械装置将合页打开，货物自动掉落。
欧美发达国家自动分拣技术已相当成熟，自动化程度高，分拣速度快。但国外自动分拣系统结构复杂，引进一套自动分拣流水线的一次性投资巨大。此外，现有的自动分拣机只适于分拣底部平坦且具有刚性的包装规则的商品。袋装商品、包装底部柔软且凹凸不平、包装容易变形、易破损的商品不能使用普通的自动分拣机进行分拣，因此，对于形状、大小和质地相差悬殊的物件需要开发新的自动分拣技术。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的问题，提供一种立交式分拣设备及方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种立交式分拣设备，用于对物件进行分拣，包括：分拣物流主线、桥连接、光电检测装置、立交控制器、缓冲器、接受输送机、移动空间和控制电脑；其中，所述分拣物流主线上设有一缺口，在缺口处设置一可移动的且具有传动机构的桥连接，桥连接下方设有一与分拣物流主线正交的接受输送机和移动空间；移动空间位于接受输送机末端；光电检测装置和立交控制器均与控制电脑相连，立交控制器与桥连接相连，光电检测装置置于分拣物流主线中未到达缺口处位置的两侧；此外，还包括一缓冲器，当桥连接缺位时，置于缺口处；所述桥连接的长度为物件最大长度的1.1倍-5倍。
进一步地，所述桥连接的长度为物件最大长度的1.2倍-2倍。
一种基于上述立交式分拣设备的立交式分拣方法，包括以下步骤：
(1)物件在分拣物流主线上移动，当移动到光电检测装置的位置时，光电检测装置检测到有物件经过，发送光电检测信号给控制电脑；
(2)控制电脑接收光电检测装置发送的光电检测信号后，发送分拣信号给立交控制器；
(3)立交控制器根据接收的分拣信号，控制桥连接作出相应的反应；如果分拣信号为拣出，则桥连接缺位，分拣物流主线有缺口，物件在缓冲器的保护下落到下方的接受输送机，送到移动空间中，然后桥连接迅速复位；如果分拣信号为前行，则物件在桥连接的传动机构带动下，继续在分拣物流主线上移动，直到进入下一个分拣道口。
进一步地，所述桥连接缺位方式为侧向平移、上升、侧翻转或弧线摆动。
进一步地，所述桥连接的驱动方式为气缸驱动、磁力、直线电机、螺杆推动、磁悬浮或弹簧驱动。
本发明的有益效果是：本发明分拣设备结构简单，造价低廉，符合中国国情；采用无作用的顺势而为方式进行物件分拣，避免对其运动状态的干预，既能最大限度地减少对物件的挤压或者冲击，又可忽视物件形状、大小和质地的差异；因此，本发明分拣设备特别适合快递包裹分拣，克服了现行的自动分拣系统或者需要限制分拣对象或者结构复杂而造价很高的缺陷。
附图说明
图1为立交式分拣设备结构示意图；
图2为物件分拣方法示意图；
图中，分拣物流主线1、桥连接2、光电检测装置3、立交控制器4、缓冲器5、接受输送机6、移动空间7、控制电脑8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-2所示，本发明一种立交式分拣设备，用于对物件进行分拣，包括：分拣物流主线1、桥连接2、光电检测装置3、立交控制器4、缓冲器5、接受输送机6、移动空间7和控制电脑8；其中，所述分拣物流主线1上设有一缺口，在缺口处设置一可移动的且具有传动机构的桥连接2，桥连接2下方设有一与分拣物流主线1正交的接受输送机6和移动空间7；移动空间7位于接受输送机6末端；光电检测装置3和立交控制器4均与控制电脑8相连，立交控制器4与桥连接2相连，光电检测装置3置于分拣物流主线1中未到达缺口处位置的两侧；此外，还包括一缓冲器5，当桥连接3缺位时，置于缺口处。桥连接1的长度为物件的最大长度的1.1倍-5倍，优选值为1.2倍-2倍。
本发明立交式分拣方法，包括以下步骤：
(1)物件在分拣物流主线1上移动，当移动到光电检测装置3的位置时，光电检测装置3检测到有物件经过，发送光电检测信号给控制电脑8；
(2)控制电脑8接收光电检测装置3发送的光电检测信号后，发送分拣信号给立交控制器4；
(3)立交控制器4根据接收的分拣信号，控制桥连接2作出相应的反应；如果分拣信号为拣出，则桥连接2缺位，分拣物流主线1有缺口，物件在缓冲器5的保护下落到下方的接受输送机6，送到移动空间7中，然后桥连接2迅速复位；如果分拣信号为前行，则物件在桥连接2的传动机构带动下，继续在分拣物流主线1上移动，直到进入下一个分拣道口。
桥连接2脱离或复位于分拣物流主线1，可以通过多种方式实现，包括但不限于平移、上升、弧线摆动、侧向翻转平移或者折叠等方法，或者是它们的组合方式。平移就是将桥连接2退到分拣物流主线1主流水一侧。上升就是将桥连接2提升，高于物件的高度，保证物件进入接受输送机6。弧线摆动就是采用荡秋千方式来移开桥连接2。侧向翻转或者折叠方法也可以产生缺口，使物件分流。
桥连接2缺位与复位的驱动方式可以是，但不限于气缸驱动、磁力、直线电机、螺杆推动、磁悬浮或弹簧驱动，优先方式是气缸驱动或磁力或直线电机驱动。
实施例1：
立交式分拣设备的分拣物流主线1采用分段的皮带输送机，转弯处使用锥形滚筒皮带驱动的方式，输送宽度500mm，带速20-40m/min。桥连接2采用皮带输送，长度700mm，带速30-40m/min，整体横向平移或复位，气缸驱动，缺位与复位时间不大于0.5秒。道口两端配置光电检测装置3。
当被分拣物件到达道口时，电脑指令所到达的物件需要被拣出，则桥连接2向右侧移动，缓冲器5到位。该物件在分拣物流主线1的缺口处，在缓冲器5的保护下，落到下方的接受输送机6(带速40m/min)，送到左侧的移动空间7中。物件一旦落下，桥连接2迅速复位，以迎接下一物件的到临。
当被分拣物件到达道口时，电脑指示其继续前行，桥连接2复位，则分拣物流主线1畅通，物件直行进入后续的分拣道口。
实施例2：
如实施例1的立交式分拣设备，取重量不超过10kg的100件物品，其中20件为箱式包装物品，20件为纸袋包装物，10件为圆柱体物品，20位塑料异形日用品，10件为金属工具，10件书本捆扎物，10件信件(重量大于50g)。所有试验物品统一由电脑随机确定是否下线，赋予0或1的数字。然后，上机进行分拣操作，重复试验10批次，记录分拣结果，计算分拣实验的准确率。然后，调整皮带传动或者物品间距，进行重复实验。
分拣准确率与分拣速度的关系如表1所示。试验结果表明，立交式分拣装设备对分拣对象在形状、大小和质地方面差异性具有很好的容忍度，除了过重、过大的物件均可自动分拣。分拣速度对系统的稳定性有较大的影响力。
实验结果表明，过快节奏会造成设备紊乱，差错率迅速上升。
表1立交式分拣设备的试验结果
| 分拣速度，件/小时 | 分拣准确率，％ |
| 2000 | 100 |
| 2500 | 99.5 |
| 3000 | 99.2 |
| 3500 | 95.0 |
实施例3：
立交式分拣设备的分拣物流主线1采用分段的皮带输送机，转弯处使用锥形滚筒皮带驱动的方式，输送宽度500mm，带速30-40m/min。桥连接2采用皮带输送，长度700mm，带速30-40m/min。桥连接2整体由气缸驱动提升，高度为500mm。复位采用自然落体方式，提升缺位时间0.3-1.0秒，复位时间0.3-0.8秒。道口两端配置光电检测装置3。
当被分拣物件到达道口前置光电检测装置3时，电脑下达拣出指令，桥连接2快速提升脱离分拣物流主线1，缓冲器5到位。该物件在分拣物流主线1的缺口处，在缓冲器5的保护下，落到下方的接受输送机6。接受输送机6根据电脑指令，进行正转或者反转，将物件送到左侧或右侧的移动空间7中，完成二次分拣。物件一旦落下，桥连接2迅速复位，以迎接下一物件。当被分拣物件到达道口时，电脑下达前行指令，桥连接2处于复位状态，分拣物流主线1畅通，物件直行进入后续分拣道口。
实施例4：
立交式分拣设备的分拣物流主线1采用分段的滚筒输送机，转弯处使用锥形滚筒皮带驱动的方式，输送线宽度500mm，物件传动速度30-50m/min。桥连接2采用滚筒输送机械，长度880mm，传动速度同步与带速30-50m/min。桥连接2脱离主线或复位操作采用整体侧向翻转，由气缸驱动翻转90°。缺位与复位时间不大于0.5秒。道口两端配置光电检测装置3。
当被分拣物件到达道口时，电脑下达分拣指令，桥连接2预先向右侧朝下90°翻转，缓冲器5到位。该物件在分拣物流主线1的缺口处，在缓冲器5的保护下，落到下方的接受输送机6(带速60m/min)，送到左侧的移动空间7中。物件一旦落下，桥连接2迅速复位，以迎接下一物件。当被分拣物件到达道口时，电脑下达前行指令，桥连接2处于复位状态，分拣物流主线1畅通，物件直行进入后续分拣道口。
表2改进型立交式分拣设备的试验结果
| 分拣速度，件/小时 | 分拣准确率，％ |
| 2500 | 100 |
| 3000 | 99.5 |
| 3500 | 99.2 |
| 4200 | 98.0 |
Claims (5)
1.一种立交式分拣设备，用于对物件进行分拣，其特征在于，包括：分拣物流主线（1）、桥连接（2）、光电检测装置（3）、立交控制器（4）、缓冲器（5）、接受输送机（6）、移动空间（7）和控制电脑（8）；其中，所述分拣物流主线（1）上设有一缺口，在缺口处设置一可移动的且具有传动机构的桥连接（2），桥连接（2）下方设有一与分拣物流主线（1）正交的接受输送机（6）和移动空间（7）；移动空间（7）位于接受输送机（6）末端；光电检测装置（3）和立交控制器（4）均与控制电脑（8）相连，立交控制器（4）与桥连接（2）相连，光电检测装置（3）置于分拣物流主线（1）中未到达缺口处位置的两侧；此外，还包括一缓冲器（5），当桥连接（3）缺位时，置于缺口处；所述桥连接（2）的长度为物件最大长度的1.1倍-5倍。
2.根据权利要求1所述立交式分拣设备，其特征在于，所述桥连接（2）的长度为物件最大长度的1.2倍-2倍。
3.一种基于权利要求1所述立交式分拣设备的立交式分拣方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）物件在分拣物流主线（1）上移动，当移动到光电检测装置（3）的位置时，光电检测装置（3）检测到有物件经过，发送光电检测信号给控制电脑（8）；
（2）控制电脑（8）接收光电检测装置（3）发送的光电检测信号后，发送分拣信号给立交控制器（4）；
（3）立交控制器（4）根据接收的分拣信号，控制桥连接（2）作出相应的反应；如果分拣信号为拣出，则桥连接（2）缺位，分拣物流主线（1）有缺口，物件在缓冲器（5）的保护下落到下方的接受输送机（6），送到移动空间（7）中，然后桥连接（2）迅速复位；如果分拣信号为前行，则物件在桥连接（2）的传动机构带动下，继续在分拣物流主线（1）上移动，直到进入下一个分拣道口。
4.根据权利要求3所述的一种立交式分拣方法，其特征在于，所述桥连接（2）缺位方式为侧向平移、上升、侧翻转或弧线摆动。
5.根据权利要求3所述的一种立交式分拣方法，其特征在于，所述桥连接（2）的驱动方式为气缸驱动、磁力、直线电机、螺杆推动、磁悬浮或弹簧驱动。
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