CN107470160B

CN107470160B - 一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备

Info

Publication number: CN107470160B
Application number: CN201710644825.0A
Authority: CN
Inventors: 廖泽钦; 刘国高
Original assignee: Changzhou Campus of Hohai University
Current assignee: Changzhou Campus of Hohai University
Priority date: 2017-08-01
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2019-04-05
Anticipated expiration: 2037-08-01
Also published as: CN107470160A

Abstract

本发明公开了一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，包括：能够按照质量由小到大输出快件（80）的分离装置（10），能够令分离装置（10）输出的快件（80）上贴有可被读取的标签（802）的面或与该面相对的另一面朝下单个输出的输出装置（20），能够输送输出装置（20）输出的快件（80）的第一输送带（30），能够读取快件（80）信息并发出相应控制信号的读取装置（40），能够根据控制信号移除未被读取信息的快件（80）离开第一输送带（30）并返回至输出装置（20）中的移除装置（50），以及能够根据读取到的信息进行分类存储的存储装置（60）。本发明具有的有益效果：能够实现快件分类归纳存取，降低分拣强度，缩短分拣时间，提高分拣的自动化程度。

Description

一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备

技术领域

本发明属于仓储物流技术领域，具体涉及一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备。

背景技术

对于一个流通快速的现代化大型快递仓库来说，当快件被收回到仓库进行分类运输时，分拣员需要根据快件的信息进行人工逐一分类。这样一来，传统的人工分类方式面临着工作量大，成本高昂，效率低下等诸多问题，已难以适应快件管理的需要。目前市面已有的快件分类装置是根据快件的重量分类，装置结构复杂不易操作，而且如果两快件的重量相差不大则很容易造成分类混乱，因而已有的分类装置存在很多的不足。

此外，现有的快件包装盒主要为形状不规则的纸质盒和塑料袋，在防水和对快递物品保护方面存在很大的弊端，在装车运输过程中也带来了很大的不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，能够实现快件分类归纳存取，降低分拣强度，缩短分拣时间，提高分拣的自动化程度。

为解决现有技术问题，本发明公开了一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，其特征在于：包括：能够按照质量由小到大输出快件的分离装置，能够令分离装置输出的快件上贴有可被读取的标签的面或与该面相对的另一面朝下单个输出的输出装置，能够输送输出装置输出的快件的第一输送带，能够读取快件信息并发出相应控制信号的读取装置，能够根据控制信号移除未被读取信息的快件离开第一输送带并返回至输出装置中的移除装置，以及能够根据读取到的信息进行分类存储的存储装置。

进一步地，分离装置包括：中央位置开设有落件口的水平转盘以及能够令快件在水平转盘的盘面上由外向内引导至落件口中落入输出装置中的第一引导杆；水平转盘的转速可调，第一引导杆的数目为多个并沿周向固定于水平转盘的上方。

进一步地，分离装置还包括：漏斗状的输入装置，快件能够经输入装置落至水平转盘上。

进一步地，分离装置包括：倾斜转盘，能够令快件翻转为平躺状态并由在倾斜转盘的盘面上内向外引导的第二引导杆，能够在快件到达最高点或接近最高点时取件并将其在脱离前向一侧翻转的第二输送带，以及能够在快件被翻转后将其取下并放到第一输送带上的翻转机构；

第二引导杆的数目为多个并且沿周向固定于倾斜转盘的上方，第二输送带位于倾斜转盘的上方。

进一步地，第二输送带上设置有若干沿输送方向等间距分布的第一电磁装置，翻转机构上设置有若干能够绕轴向转动的第二电磁装置；第一电磁装置能够吸取快件贴有可被读取的标签的面或与该面相对的另一面，第二电磁装置能够吸取快件上与被第一电磁装置吸取的面相对的另一面。

进一步地，移除装置包括：能够移除未被读取信息的快件离开第一输送带的移除机构以及能够接收被移除的快件并输送到输出装置中的第三输送带。

进一步地，存储装置包括：若干储物箱，分拣片，第一检测装置以及第一驱动装置；第一检测装置设置于分拣片上，第一驱动装置的驱动端联接分拣片，第一检测装置检测到快件时分拣片根据读取装置读取到的信息移动到相应储物箱处并将快件放入其中。

进一步地，还包括：能够令第一输送带上的快件停留若干时间以使移除装置有足够的时间复位进行下一次动作的校准装置；

校准装置设置于读取装置的前方。

进一步地，校准装置包括：垂直于第一输送带设置的基板，能够相对基板平行移动的夹板，第二检测装置，以及联接并驱动夹板往复移动的第二驱动装置；

第二检测装置检测到快件时夹板向基板方向移动夹住快件。

进一步地，标签为RFID电子标签，读取装置包括RFID扫码仪。

本发明具有的有益效果：

1.结构简单，可靠性高，工作效率高，操作简便。

2.自动化程度高，使快件可以快速分类归纳存取，有效缩短了分拣时间。

3.将分类和储物两部分结合，实现一体化功能。

附图说明

图1为本发明一个优选实施例的结构示意图；

图2为图1所示实施例中分离装置和输出装置其中一部分的结构示意图；

图3为图1所示实施例中第一输送带、校准装置、读取装置和移除装置的结构示意图；

图4为图1所示实施例中存储装置的结构示意图；

图5为图1所示实施例中校准装置的结构示意图；

图6为图1所示实施例中快件翻转的结构示意图；

图7为图1所示实施例中快件外包装盒的结构示意图；

图8为图1所示实施例中第二驱动装置的结构示意图；

图9为图1所示实施例中控制方式对应的电路连接图。

附图标记：

10分离装置；101水平转盘；101a落件口；102第一引导杆；103输入装置；

20输出装置；201倾斜转盘；202第二引导杆；203第二输送带；203a第一电磁装置；204翻转机构；204a第二电磁装置；

30第一输送带；

40读取装置；401RFID扫码仪；

50移除装置；501移除机构；502第三输送带；

60存储装置；601储物箱；602分拣片；603第一检测装置；604第一驱动装置；

70校准装置；701基板；702夹板；703第二检测装置；704第二驱动装置；705不完整齿轮；706完整齿轮；

80快件；801磁性部件；802标签。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至8所示，本发明中所适用的快件80，其包装盒为可折叠的硬质塑料制成的长方体状结构，具有多种不同的尺寸，大大减少空盒运输时对空间的占用，包装盒可由揽件员提供，派送员回收。在包装盒面积最大的两个表面上分别设置一个磁性部件801，同时将记载有电子信息的标签802贴在其中一个表面上。

一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，包括：能够按照质量由小到大输出快件80的分离装置10，能够令分离装置10输出的快件80上贴有可被读取的标签802的面或与该面相对的另一面朝下单个输出的输出装置20，能够输送输出装置20输出的快件80的第一输送带30，能够读取快件80信息并发出相应控制信号的读取装置40，能够根据控制信号移除未被读取信息的快件80离开第一输送带30并返回至输出装置20中的移除装置50，以及能够根据读取到的信息进行分类存储的存储装置60。

作为优选方案，分离装置10包括：中央位置开设有落件口101a的水平转盘101以及能够令快件80在水平转盘101的盘面上由外向内引导至落件口101a中落入输出装置20中的第一引导杆102；水平转盘101的转速可调，第一引导杆102的数目为多个并沿周向固定于水平转盘101的上方。

快件80批量的落到水平转盘101上后，启动水平转盘101并使其在转速ω₁下匀速转动，此时快件80在离心力的作用下按照质量大小由小到大由转动中心向外依次分布。由于水平转盘101上方固定设置有第一引导杆102且第一引导杆102倾斜设置，因此质量较小的快件80在第一引导杆102的阻挡下沿其杆身向落件口101a方向移动从而通过落件口101a落入输出装置20中。为了更便于快件80的移动，第一引导杆102为弧面结构，其内弧面为由内向外渐变成型的螺旋面，内弧面上边缘为螺旋线，内弧面下边缘为弧形线，能使靠近其外端的部位对快件80的阻力更大，而靠近内端的部位则逐渐变小。当水平转盘101在转速ω₁将一部分质量较小的快件80分离出去后，减慢其转速到ω₂，在此转速下，质量大的快件80开始向落件口101a方向移动。通过转速调节将快件80按照质量分为较重的快件80和较轻的快件80，从而便于在输出装置20输出时进行单个取件和输出。

作为优选方案，分离装置10还包括：漏斗状的输入装置103，快件80能够经输入装置103落至水平转盘101上。通过漏斗状结构能够一次性地接收大批量快件80，但又能以较缓和的方式输入到水平转盘101上。

作为更具体地优选方案，分离装置10包括：倾斜转盘201，能够令快件80翻转为平躺状态并由在倾斜转盘201的盘面上内向外引导的第二引导杆202，能够在快件80到达最高点或接近最高点时取件并将其在脱离前向一侧翻转的第二输送带203，以及能够在快件80被翻转后将其取下并放到第一输送带30上的翻转机构204。

第二引导杆202的数目为多个并且沿周向固定于倾斜转盘201的上方，第二输送带203位于倾斜转盘201的上方。第二引导杆202具有一与快件80接触的弧面，该弧面为由内向内外渐变成型的螺旋面，内弧面上边缘为螺旋线，内弧面下边缘为弧形线。

倾斜转盘201的倾斜角度的设置范围是根据倾斜转盘201在特定转速ω₃下，位于其盘面上的快件80不会因为倾斜而发生滑移，一种典型的倾斜角度为10°。第二引导杆202平行于倾斜转盘201设置，其为弧形结构，其内弧面为由内向外渐变成型的螺旋面，外弧面上边缘为螺旋线，外弧面下边缘为弧形线。倾斜转盘的倾斜角度使快件在转盘较低的一侧汇聚，在引导杆外弧面的扫动作用和磁场的引导作用下，快件处于平躺状态。平躺后的快件80因此便会沿着杆身向外侧移动。在其引导下，快件80将沿着倾斜方向向外上方移动从而便于翻转机构204在此处取件。

第二引导杆202还可以水平设置，因此一部分第二引导杆202与倾斜转盘201之间的间隙会大于另一部分第二引导杆202与倾斜转盘201之间的间隙，这就导致了盘面上的一部分快件80遇到间隙较大的第二引导杆202时，在其阻挡下发生反转而处于平躺状态，平躺后的快件80便能越过间隙继续随倾斜转盘201转动，而当遇到间隙较小的第二引导杆202时，由于间隙不足以使其通过，因此便会沿着杆身向外侧移动。由于间隙最小的第二引导杆202只能是在倾斜转盘201最高处的一个直径方向的上方，因此在其引导下，快件80将沿着倾斜方向向外上方移动从而便于翻转机构204在此处取件。

作为优选方案，第二输送带203上设置有若干沿输送方向等间距分布的第一电磁装置203a，翻转机构204上设置有若干能够绕轴向转动的第二电磁装置204a；第一电磁装置203a能够吸取快件80贴有可被读取的标签802的面或与该面相对的另一面，第二电磁装置204a能够吸取快件80上与被第一电磁装置203a吸取的面相对的另一面。

快件80在到达倾斜转盘201的最高位置或接近最高位置时被第二输送带203上的第一电磁装置203a产生的磁力吸附其设置有磁性部件801的一个表面从而将其从倾斜转盘201上取走。第二输送带203吸附快件80后沿着移动路径移动快件80，当快到到翻转机构204取件位置时，第二输送带203发生外翻，令快件80上同样设置有磁性部件801的另一个表面朝向翻转机构204从而便于翻转机构204上的第二电磁装置204a将其从第一电磁装置203a上取走。然后经过翻转机构204的反转后，快件80被放到第一输送带30上。此时的快件80上设置有磁性部件801的表面与第一输送带30接触，从而为信息的读取提供了便利。

第二电磁装置204a的磁力大于第一电磁装置203a的磁力从而保证能够将快件80从第二输送带203上取走，同时由于在分离时，水平转盘101的转速可以人为调节，为了避免在取件时一次性地取走两个快件80，设定水平转盘101的转速使快件80在输出到输出装置20中时，快件80的最大质量不超过最小质量的两倍。

作为优选方案，移除装置50包括：能够移除未被读取信息的快件80离开第一输送带30的移除机构以及能够接收被移除的快件80并输送到输出装置20中的第三输送带502。

由于快件80上两个表面设置有磁性部件801，其中一个表面设置有标签802，因此会出现设置有标签802的一个表面朝下而与第一输送带30接触而无法被读取装置40读取到信息，这种情况下需要将这个快件80从第一输送带30上移除使其重新进入输出装置20中进行姿态调整直到设置有标签802的表面朝上而能够被读取装置40读取到信息。

移除机构501可以是气缸，采用平推的方式将快件80从第一输送带30上移除到第三输送带502上，也可以是划拨机构，通过一个摆动电机驱动一个划拨杆进行90°的转动令快件80在划拨杆的引导下移动到第三输送带502上。移除完毕，移除机构501自动复位为下一次动作做准备。

作为优选方案，存储装置60包括：若干储物箱601，分拣片602，第一检测装置603以及第一驱动装置604；第一检测装置603设置于分拣片602上，第一驱动装置604的驱动端联接分拣片602，第一检测装置603检测到快件80时分拣片602根据读取装置40读取到的信息移动到相应储物箱601处并以回缩或翻转的方式将快件80放入其中。

当快件80被读取装置40读取信息后，移动到第一输送带30的终点位置时便会继续移动到分拣片602上，此时会触发第一检测装置603发出控制信号，控制第一驱动装置604工作，此时分拣片602在第一驱动装置604的驱动下并根据读取装置40读取到的信息放入相应的储物箱601中，放入完毕后，分拣片602自动复位。

储物箱601可以是沿直线依次排成一排，分拣片602在第一驱动装置604的驱动下直线移动将快件80放入对应的储物箱601中，此时第一驱动装置604可以是直线滑轨装置；储物箱601也可以是沿圆周围成一圈，分拣片602在第一驱动装置604的驱动下周向转动将快件80放入对应的储物箱601中，此时第一驱动装置604可以是电机。

作为优选方案，快件80分拣设备还包括：能够令第一输送带30上的快件80停留若干时间以使移除装置50有足够的时间复位进行下一次动作的校准装置70；

校准装置70设置于读取装置40的前方。

快件80在移动到读取环节之前，会先有校准装置70进行校准，重新确定第一输送带30上的快件80之间的间隔，从而使移除装置50能够及时复位，避免与已被读取信息的正常快件80的移动发生干涉。

作为更具体地优选方案，校准装置70包括：垂直于第一输送带30设置的基板701，能够相对基板701平行移动的夹板702，第二检测装置703，以及联接并驱动夹板702往复移动的第二驱动装置704；

第二检测装置703检测到快件80时夹板702向基板701方向移动夹住快件80。

当快件80触发第二检测装置703动作时，第二检测装置703发出信号从而令第二驱动装置704工作而将快件80夹住一段时间，然后夹板702复位，快件80被放行继续移动。

作为更具体地优选方案，第二驱动装置704可选用凸轮传动机构和不完整齿轮705构成，由第二驱动装置704驱动不完整齿轮705转动，实现往复的间歇运动。其中，不完整齿轮705偏心联接一连接杆的一端形成凸轮，其齿数为完整齿轮706齿数的一半，保证不完整齿轮705转动一周，完整齿轮706齿数转动半周，夹板702与连接杆的另一端联接。不完整齿轮705有齿段长度远远小于不完整齿轮705的圆周长度，这保证夹板702的运动时间远远小于机构的间歇时间。当有快件80到达校准装置70时，不完全齿轮转动两周，夹块迅速移动，快件80被挤压固定，经过机构的间歇时间后，夹块复位，快件80通过。这保证了每个快件80被隔断了相同的时间，使快件80之间距离至少大于一个固定的距离，避免因快件80间距过小造成移除装置50还处于移除快件80的过程中下一个快件80提前到来的情况。除此之外，第二驱动装置704还可选用气缸作为执行器，配合计时器实现间隔设定。

作为优选方案，标签802为RFID电子标签802，读取装置40包括RFID扫码仪401。RFID扫码仪401的扫码头朝校准装置70方向倾斜从而令校准装置70在夹紧快件80时使其在RFID扫码仪401的扫码范围内。

本发明中，硬质塑料是指邵氏硬度达到90的塑料，包括但不限于ABS、POM、PS、PMMA、PC、PET、PBT、PPO。磁性部件为磁片或铁片等能够被磁力吸引的物体。第一检测装置603为对射型光电传感器，第二检测装置703为漫反射型光电传感器，可选用“OMRON E3Z-D62系列”光电传感器，但并不局限于此。采用单片机作为控制装置的控制核心，第一驱动装置604、第二驱动装置704、读取装置40、第一检测装置603和第二检测装置703分别与单片机电连接，具体连接方式如图9所示。由于控制方式为本领域技术人员掌握的常规技术手段，且控制方式并非本发明的发明点所在，故不作具体阐述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，其特征在于：包括：能够按照质量由小到大输出所述快件（80）的分离装置（10），能够令所述分离装置（10）输出的所述快件（80）上贴有可被读取的标签（802）的面或与该面相对的另一面朝下单个输出的输出装置（20），能够输送所述输出装置（20）输出的所述快件（80）的第一输送带（30），能够读取所述快件（80）信息并发出相应控制信号的读取装置（40），能够根据所述控制信号移除未被读取信息的所述快件（80）离开所述第一输送带（30）并返回至所述输出装置（20）中的移除装置（50），以及能够根据读取到的信息进行分类存储的存储装置（60）；

所述分离装置（10）包括：倾斜转盘（201），能够令所述快件（80）翻转为平躺状态并由在所述倾斜转盘（201）的盘面上内向外引导的第二引导杆（202），能够在所述快件（80）到达最高点或接近最高点时取件并将其在脱离前向一侧翻转的第二输送带（203），以及能够在所述快件（80）被翻转后将其取下并放到所述第一输送带（30）上的翻转机构（204）；

所述第二引导杆（202）的数目为多个并且沿周向固定于所述倾斜转盘（201）的上方，所述第二输送带（203）位于所述倾斜转盘（201）的上方。

2.根据权利要求1所述的一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，其特征在于：所述分离装置（10）包括：中央位置开设有落件口（101a）的水平转盘（101）以及能够令所述快件（80）在所述水平转盘（101）的盘面上由外向内引导至所述落件口（101a）中落入所述输出装置（20）中的第一引导杆（102）；所述水平转盘（101）的转速可调，所述第一引导杆（102）的数目为多个并沿周向固定于所述水平转盘（101）的上方。

3.根据权利要求2所述的一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，其特征在于：所述分离装置（10）还包括：漏斗状的输入装置（103），所述快件（80）能够经所述输入装置（103）落至所述水平转盘（101）上。

4.根据权利要求1所述的一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，其特征在于：所述第二输送带（203）上设置有若干沿输送方向等间距分布的第一电磁装置（203a），所述翻转机构（204）上设置有若干能够绕轴向转动的第二电磁装置（204a）；所述第一电磁装置（203a）能够吸取所述快件（80）贴有可被读取的标签（802）的面或与该面相对的另一面，所述第二电磁装置（204a）能够吸取所述快件（80）上与被所述第一电磁装置（203a）吸取的面相对的另一面。

5.根据权利要求1所述的一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，其特征在于：所述移除装置（50）包括：能够移除未被读取信息的所述快件（80）离开所述第一输送带（30）的移除机构以及能够接收被移除的所述快件（80）并输送到所述输出装置（20）中的第三输送带（502）。

6.根据权利要求1所述的一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，其特征在于：所述存储装置（60）包括：若干储物箱（601），分拣片（602），第一检测装置（603）以及第一驱动装置（604）；所述第一检测装置（603）设置于所述分拣片（602）上，所述第一驱动装置（604）的驱动端联接所述分拣片（602），所述第一检测装置（603）检测到所述快件（80）时所述分拣片（602）根据所述读取装置（40）读取到的信息移动到相应所述储物箱（601）处并将所述快件（80）放入其中。

7.根据权利要求1所述的一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，其特征在于：还包括：能够令所述第一输送带（30）上的所述快件（80）停留若干时间以使所述移除装置（50）有足够的时间复位进行下一次动作的校准装置（70）；

所述校准装置（70）设置于所述读取装置（40）的前方。

8.根据权利要求7所述的一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，其特征在于：所述校准装置（70）包括：垂直于所述第一输送带（30）设置的基板（701），能够相对所述基板（701）平行移动的夹板（702），第二检测装置（703），以及联接并驱动所述夹板（702）往复移动的第二驱动装置（704）；

所述第二检测装置（703）检测到所述快件（80）时所述夹板（702）向所述基板（701）方向移动夹住所述快件（80）。

9.根据权利要求1所述的一种适用于硬质包装盒的快件分拣设备，其特征在于：所述标签（802）为RFID电子标签（802），所述读取装置（40）包括RFID扫码仪（401）。