CN107548323A - 堆叠式倾斜托盘和交叉带分拣系统 - Google Patents

Abstract

一种多层级产品分拣系统，包括在输送带上互连的多个分拣设备，以及控制其装载和卸载的站。每个设备都具有机架，该机架由底壁、从底壁向上延伸的间隔设置的相对侧壁，以及隔舱形成，其中隔舱位于底壁上方、处于侧壁之间且在顶部和两个相对端开口。每个设备都包括设置在隔舱内不同层的至少两个载物架，以及产品卸载控制机构，该机构可操作以将产品保持在载物架上并将产品从载物架上移除。一个载物架设置在另一个载物架上方，这两个载物架都在隔舱开口的两端之间纵向延伸，并在机架相对的侧壁间横向延伸。每个载物架都可以相对于机架在产品支撑位置与从产品支撑位置成角度地移位的产品卸载位置之间倾斜。

Description

堆叠式倾斜托盘和交叉带分拣系统

相关申请的交叉引用

本专利合作条约(PCT)专利申请要求申请号为15/080,693、申请日期为2016年3月25日的共同审查期间的美国非临时专利申请的优先权，该申请进而要求2015年3月25日提交的申请号为62/138,384的美国临时专利申请的权益。上述两个申请的全部内容通过引用并入本文。

发明背景

技术领域

本发明涉及产品分拣系统，更具体地说，涉及一种多层级产品分拣设备和系统。

背景技术

传统分拣系统使用多个分拣装置，每个分拣装置均具有平台或倾斜托盘并安装到移动带上。分拣系统对每个分拣装置在引入站接收的产品进行识别和选择，然后将选择的产品传送并放置在卸载站处的已知容器内，例如物品槽或物品箱等。传统分拣系统利用机电装置将产品从引入站装载到分拣装置，并将产品从分拣设备卸载到卸载站处的容器内。

上述传统分拣系统的分拣装置通常在线性分拣系统的一端，或在循环分拣系统的指定位置装载一个产品。随后，产品在线性分拣系统另一端的指定位置，或在循环分拣系统的指定位置卸载。分拣装置局限于只有一个平台或托盘，只能接收一个产品以及在卸载站将一个产品卸载到容器内。

因此，需要一项发明来克服这种传统分拣系统的限制，以及解决未能解决的相关问题。

发明内容

本发明涉及一种创新，其通过一种多层级产品分拣设备和系统来克服本领域中已知的限制并解决未能解决的问题。

在本发明的一个方面，一种多层级产品分拣装置包括：

机架，包括：

底壁，具有一对相对的侧部以及一对相对的端部，

一对彼此分离的相对侧壁，每个侧壁均具有相对的底部和顶部以及一对相对的端部，其底部附接至底壁的相对侧部，并沿着相对的侧部向上延伸，以及

隔舱，限定在底壁之上以及相对的侧壁之间，隔舱具有由底壁构成的底部、在侧壁的顶部之间开口的顶部、以及在侧壁相对的端部之间开口的一对相对端部；以及

设置在机架隔舱内部不同层的至少一对载物架，其中一个载物架设置在另一个载物架上方，这两个载物架都在隔舱开口的相对端部之间纵向延伸，并在机架的相对侧壁间横向延伸，每个载物架都可以相对于机架在产品支撑位置与从产品支撑位置成角度地移位的产品卸载位置之间倾斜。

在本发明的另一方面，分拣装置还包括倾斜机构，该倾斜机构支撑在机架上并与驱动地耦接至至少一个载物架。倾斜机构驱动地耦接至该对载物架。

在本发明的另一方面，至少一个载物架包括环形带组件。该至少一个载物架还包括驱动地耦接至环形带组件的动力装置。至少一个载物架包括具有滑动面的托盘。

在本发明的另一方面，载物架的每一个都具有至少一个用于将产品从载物架上卸载的端部。分拣设备还包括与载物架的每一个均关联的产品卸载控制机构，该产品卸载控制机构与各个载物架耦接，并具有设置在载物架的所述至少一端附近及外部的至少一个阻挡装置。产品卸载控制机构还具有控制轴，该控制轴旋转地安装在各个载物架下方，并用于安装该至少一个阻挡装置，使得控制轴的旋转能够相对于载物架的所述至少一端使该至少一个阻挡装置在阻挡状态与未阻挡状态之间切换。

在发明的另一方面，一种多层级产品分拣装置包括：

机架，包括：

底壁，

一对相对的侧壁，间隔设置并从底壁向上延伸，以便为机架提供一个U型构型，以及

隔舱，限定在底壁之上以及相对的侧壁之间，并且具有顶部和在侧壁之间开口的一对相对端部；

设置在机架隔舱内部不同层的至少一对载物架，其中一个载物架设置在另一个载物架上方，这两个载物架都在隔舱开口的相对端部之间纵向延伸，并在机架的相对侧壁间横向延伸，同时每个载物架都可以相对于机架在产品支撑位置与从产品支撑位置成角度地移位的产品卸载位置之间倾斜，每个载物架都具有至少一个用于将产品从载物架上卸载的端部；以及

与各个载物架均关联的产品卸载控制机构，该产品卸载控制机构与各个载物架耦接且可操作以将产品保持在载物架上并将产品从载物架上移除。

在本发明的另一方面，一种多层级产品分拣系统包括：

多个分拣装置，每个分拣装置均包括：

机架，包括：

底壁，

一对相对的侧壁，间隔设置并从底壁向上延伸，以便为机架提供一个U型构型，以及

隔舱，限定在底壁之上以及侧壁之间并且在顶部和相对端部开口，

设置在机架隔舱内部不同层的至少一对载物架，其中一个载物架设置在另一个载物架上方，这两个载物架都在隔舱开口的相对端部之间纵向延伸，并在机架的相对侧壁间横向延伸，同时每个载物架都可以相对于机架在产品支撑位置与从产品支撑位置成角度地移位的产品卸载位置之间倾斜，以及

与各个载物架均关联的产品卸载控制机构，该产品卸载控制机构与各个载物架耦接，该机构可操作以将产品保持在载物架上并将产品从载物架上移除；

多个支撑结构，每一个支撑结构均安装并互连最接近机架的相对侧壁的相邻分拣装置的机架；以及

细长输送带，其将支撑结构安装于其上，以便将多个分拣设备形成一行。

在本发明的另一个方面，支撑结构的每一个包括：由其行中的细长输送带安装的下主框架；以及一对上辅助框架，安装在下主框架上并且从下主框架向上延伸并且分别安装机架的相邻相反侧壁处的相邻分拣装置的机架。

在本发明的另一个方面，控制站设置在细长输送带附近并且配置成识别特定产品通过控制站、哪一个承载产品的载物架位于哪一个分拣设备的哪一个机架内、及到达卸载位置，以使所述一个载物架相对于所述一个机架倾斜并在卸载位置处卸载特定产品。

通过附图和以下对优选实施例的详细描述，本发明的这些和其他方面、特征和优点将变得更显而易见。

附图说明

下文将结合附图来说明本发明的优选实施例，所述附图供以说明并不限制本发明，图中：

图1示出了根据本发明的方面的两个多层级产品分拣设备的示例性实施例的等轴测视图，其中所示分拣设备上未加载任何产品；

图2示出了最初在图1中引入的分拣设备的侧面正视图；

图3示出了最初在图1中引入的两个分拣设备的等轴测视图，示出各层加载了产品；同时还示出了用于将产品引入各层的侧部引入滑轨或加载器，同时还具有一排垂直或水平安装的条码、摄像头或类似装置，用于识别各个独特的产品(例如，通过条码、包装尺寸、包装颜色等)；

图4示出了根据本发明的方面的三个多层级产品分拣设备的可选示例性实施例的等轴测视图，其中所示分拣设备上未加载任何产品；

图5示出了最初在图4中引入的三个分拣设备的等轴测视图，示出了各层加载了产品；

图6示出了根据本发明的方面的多层级产品分拣系统的示例性实施例的等轴测视图，示出该系统具有多个分拣设备，产品正从引入站被加载到一个分拣设备的多层级中；

图7示出了最初在图6中引入的分拣系统的等轴测视图，所示为出正从引入站向系统的卸载站移动；

图8示出了最初在图6中引入的分拣系统的等轴测视图，所示为正在通过系统的控制站，其中控制站相对于系统的引入站位于下游而相对于卸载站位于上游；

图9示出了最初在图6中引入的分拣系统的等轴测视图，所示为从一个分拣设备的底层将一个产品卸载到系统卸载站的容器内；以及

图10示出了最初在图6中引入的分拣系统的等轴测视图，所示为从一个分拣设备的顶层将另一个产品卸载到系统卸载站的另一个容器内。

在附图的所有几个视图中，相同附图标记表示相同部件。

具体实施方式

以下详细描述仅本质上是示例性的，并非意在限制描述的实施例或应用以及描述的实施例的用途。本文使用的术语“示例性”或“说明性”表示“作为一个实例或说明”。本文中描述为“示例性”或“说明性”实施例并不代表相对于其它实施例是优选或优先的。下面描述的所有实现方式均为示例性实现方式，提供这些实现方式是为了使本领域技术人员能够制定或使用本发明的实施例，而非意在限制由权利要求所限定的发明范围。在本文中，出于描述目的，术语“上部”、“底部”、“左”、“后”、“右”、“前”、“垂直”、“水平”及其衍生词应与图1所示的发明相关。此外，无意受前技术领域、发明背景、发明内容或以下详细说明所表述的或隐含的理论约束。还应当理解的是，附图中所示的以及在下面的说明书中所描述的具体装置和过程，只是在附加权利要求中定义的本发明概念的示例性实施例。因此，与本文中所公开的实施例相关的具体尺寸和其他物理特性不应被视为限制，除非权利要求另有明文规定。

现参照图1～3，图示了两个示范性多层级产品分拣设备的示范性实施例，每一个分拣设备通常以100表示。每个分拣装置100可包括机架102；由机架限定的隔舱104；以及至少一对载物架106、108，其以不同的间隔高度或水平支撑在隔舱104中，这样使得一个载物架106设置在另一个载物架108之上。对本领域的技术人员来说是显而易见的是，可提供两个以上载物架，相应地在每个多层级产品分拣装置100的机架102中的超过两层处设置成一个在另一个之上。出于说明的目的，图1和2所示为其上没有包裹或产品的两个多层级产品分拣装置100，而图3所示为每层均具有包裹或产品的两个分拣装置100。同样，图3所示的两个分拣装置100将横向延长部分(本领域中通常称为“引入滑动部分”106A、108B纳入，所示支撑产品与横向延长部分106A、108B关联并且安装至引入部分，从而允许从侧面将产品引入每一层，同时垂直或水平安装的一组摄像头或类似装置能够识别每个独特的产品(例如通过条形码包裹大小、包裹颜色、目标识别等)。

如图1～3所示，每个分拣装置100的机架102都包括底壁110(见图6)和一对相对的侧壁112、114，该相对的侧壁112、114相互间隔设置并且从底壁110向上延伸，以便为机架提供一个U型构型。底壁110具有一对相对的侧部110A以及一对相对的端部110B，每个侧壁112、114具有底部112A、114A，顶部112B、114B以及一对相对的端部112C、114C并附接至底部112A、114A并且沿着底壁110的相对侧部110A向上延伸。

每个分拣装置100的机架102中的隔舱104限定在底壁110之上并且位于机架的相对侧壁112、114之间。隔舱104具有由机架102的底壁110形成的底部、在机架的侧壁112、114的顶部112B、114B之间开口的顶部、以及在机架的侧壁112、114的相对端部112C、114C之间开口的一对相对端部。

设置在机架102的隔舱104中的每个分拣装置102的载物架106、108在隔舱的相对端部之间纵向延伸并且在机架的相对侧壁112、114之间横向延伸。每个载物架106、108都可以相对于机架102，在如图7和8所示的产品支撑位置与如图9和10所示的从产品支撑位置成角度地移位的产品卸载位置之间倾斜。每个载物架106和108都具有至少一个用于将产品从载物架上卸载的端部。

每个分拣装置100还包括倾斜机构116，该倾斜机构支撑在机架102上并驱动地耦接至载物架106、108中的至少一个载物架。倾斜机构116可驱动地耦接至两个载物架。至少一个载物架，例如载物架106，可以包含环形带组件118以及驱动地耦接至与环形带组件118以驱动该组件的动力装置120，例如电动机。至少一个载物架，例如载物架108可以包括具有滑动面l24的托盘122。替代地，装有驱动装置的环形带组件118可体现所有载物架。装有驱动装置的环形带组件118可以借助助力更快地向指定卸载位置进行输送，进行更准确的输送，并且针对不易在滑动面托盘上滑动的产品(橡胶物体等)。仍然，替代地，滑动面托盘122可体现其上不具有或具有包裹或产品的所有载物架，如图4和图5所示。

每个分拣装置100还包括产品卸载控制机构126，该机构与载物架106和108分别相关联。产品卸载控制机构126与各个载物架106、108耦接，并且可操作以将产品保留或保持在载物架上，或者当载物架朝向其指定卸载位置倾斜时，将产品从载物架上移除。如图1、图2、图4和图5所示，产品卸载控制机构126具有细长控制轴128，该轴可旋转安装在每个所述载物架106、108下方；以及至少一对并且优选一对阻挡装置130，每个阻挡装置130均分别附接至细长控制轴的相对端部并且设置在各自载物架的相对端部附近及表面上，使得细长控制轴的旋转能够相对于载物架的各自端部使阻挡装置130在阻挡状态与未阻挡状态之间切换。产品卸载控制机构126还可为各种其他形式：在第一实例中，作为在机架102的底壁110中的销和分流器；在第二实例中，作为载物架上的机电致动器；以及在第三实例中，作为机架102的底壁110中的气动控制器。

现参照图6～10，图示了根据本发明各个方面的多层级产品分拣系统的示范性实施例，通常以200表示。分拣系统200包括多个分拣设备100，每个分拣设备均如上文所述。此外，分拣系统200包括多个支撑结构202，每个支撑结构都安装并互连最接近机架102的相对侧壁112、114的相邻分拣装置100的机架102。此外，分拣系统200包括细长皮带形式的细长输送带204，其将支撑结构202安装于其上，以便将多个分拣装置100形成其一行。每个支撑结构202都包括由其行中的细长输送带204安装的下主框架206；以及一对上辅助框架208，安装在下主框架206上并且从下主框架206向上延伸，并且通过下主框架206的连接杆210分别安装和连接机架102的相对侧壁112、114的相邻分拣装置100的机架102。

图6～10中，图示了两个示例性圆柱形和长方形包裹或产品C和R，在分拣系统200的一个选定多层级产品分拣装置100的载物架106和108上进行装载和卸载。图6示出了将产品C和R装载到一个分拣装置100的载物架106和108上。可以用来帮助装载产品C和R的代表性方法可能如下：使用手持或自动装置，可以利用条码阅读器或类似的唯一标识符(RFID、条码、文字、印刷数字、颜色等)进行手动扫描，然后可以利用机械、电子机械或气动装置将产品滑入或推入指定载物架和分层位置。重要的是获得已知载物架位置的指定条码，因此可以随后将具体产品放置到正确卸载站(物品槽或物品箱)进行进一步处理。

装载后，如图7所示，分拣系统200的一个装载有产品C和R的选定分拣设备100由分拣系统200的输送带204传送到位于细长输送带204附近且同时在其上延伸的控制站212。输送带204通过一个框架(未示出)安装，并由动力装置或类似装置(未示出)驱动。

控制站212配置成当产品通过控制站时识别出具体的产品，如图8所示。可以在控制站212使用一排垂直或水平安装的摄像头214，用于识别各个具体的产品(通常利用条码，但也可以利用尺寸、包裹颜色、目标识别等)以及传输具体产品的载物架、机架和分拣设备。利用产品侧部和相对两端的多个条码位置，条码阅读器和摄像头214可以方便地采用这种构型进行安装来准确地识别各个产品以及将它们传输到卸载站的载物架、机架和分拣设备。

更具体地，控制站212记录产品C和R的唯一标识符和位置。例如可以在位置、载物架、机架和分拣装载73的第2层扫描。控制站212随后将阻挡装置置于“保持”位置来防止载物架意外倾斜时产品被传送。这适用于在机架每层的载物架。

为了卸载产品，如图9和10所示，控制站212会在传送位置前，将具体产品的阻挡装置从“保持”状态适当地转换到“释放”状态。如图9所示，“顶部”位置载物架106上的圆柱形产品C仍然处于“保持”状态，而“底部”位置载物架108上的长方形产品R转换到“释放”状态并相对于机架102倾斜，因此长方形产品R被准确地传送到位于正确卸载站的指定物品槽/物品箱216。如图10所示，这个过程将重复进行，将“顶部”位置的载物架106转换为“释放”状态，并使机架倾斜来将产品R准确地传送到指定的物品槽/物品箱中。

动量和重力或驱动输送带会使产品进入正确的传送位置。会针对多层级产品分拣系统200上加载和识别的全部产品重复这一过程。控制站212会采用正确顺序自动移动“保持”和“释放”机构，以便将不同产品传送到指定传送位置。各层的所有未识别产品都会移动到“释放”位置，并被传送到已知位置进行手动分拣或重新装载到分拣设备上。

上述实施例仅仅是为清楚理解本发明的原则而提出的实现方式的示例性说明。在不偏离本发明的范围的情况下，许多变化、组合、修改或等同变换可以替代本发明的元件。因此，本发明旨在不限制于所公开的用于实施本发明的最佳模式的具体实施方案，但是本发明将包括落入所附权利要求范围内的所有实施例。

Claims (20)

1.一种多层级产品分拣装置，包括：

机架，该机架包括：

底壁，该底壁具有一对相对的侧部以及一对相对的端部，

一对彼此分离的相对的侧壁，每个侧壁都具有相对的底部和顶部以及一对相对的端部，其底部附接至所述底壁的所述相对的侧部，并沿着所述相对的侧部向上延伸，以及

隔舱，该隔舱限定在所述底壁之上以及所述相对的侧壁之间，所述隔舱具有由所述底壁构成的底部、在所述底壁所述顶部之间开口的顶部、以及在所述侧壁的所述相对的端部之间开口的一对开口的相对的端部；以及

设置在所述机架所述隔舱内部不同层的至少一对载物架，其中一个载物架设置在所述另一个载物架上方，这两个载物架都在所述隔舱所述的开口两端之间纵向延伸，并在所述机架所述的相对的侧壁间横向延伸，每个所述的载物架能够相对于所述机架在产品支撑位置与从该产品支撑位置成角度地移位的产品卸载位置之间倾斜。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括支撑在所述机架上并且与至少一个所述载物架驱动耦接的倾斜机构。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述倾斜机构驱地动耦接至所述载物架对。

4.根据权利要求1所述的装置，其中至少一个所述载物架包括环形带组件。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述至少一个所述载物架还包括驱动地耦接至所述环形带组件的动力装置。

6.根据权利要求1所述的装置，其中至少一个所述载物架包括具有滑动面的托盘。

7.根据权利要求1所述的装置，其中每个所述载物架具有至少一个用于将该产品从所述载物架卸载的端部；并且进一步包括与所述载物架的每一个均关联的产品卸载控制机构，所述产品卸载控制机构与各个所述载物架耦接并具有至少一个阻挡装置，该阻挡装置设置在所述载物架的所述至少一端附近及表面上。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述产品卸载控制机构还具有控制轴，该控制轴旋转地安装在所述各个载物架下方，并安装所述至少一个阻挡装置，使得所述控制轴的旋转能够相对于所述载物架的所述至少一端使所述至少一个阻挡装置在阻挡状态与未阻挡状态之间切换。

9.根据权利要求1所述的装置，其中每个所述载物架具有一对相对的端部，使产品在一个或另一个端部从所述载物架卸载；并且进一步包括与所述载物架的每一个均关联的产品卸载控制机构，所述产品卸载控制机构与各个所述载物架耦接，并具有一对阻挡装置，每个阻挡装置设置在所述载物架的所述至少一个相对的端部附近及表面上。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述产品卸载控制机构还具有控制轴，该控制轴旋转地安装在所述各个载物架下方，并安装所述阻挡装置，使得所述控制轴的旋转能够相对于所述载物架的所述相对的端部使所述至少阻挡装置在阻挡状态与未阻挡状态之间切换。

11.一种多层级产品分拣装置，包括：

机架，该机架包括：

底壁，

一对相对的侧壁，其彼此分离并且从所述底壁向上延伸，以便为所述机架提供U型构型，以及

隔舱，该隔舱限定在所述底壁之上以及所述相对的侧壁之间并且具有顶部和在所述侧壁之间开口的一对相对的端部；

至少一对载物架，设置在所述机架的所述隔舱内部的不同层，其中一个载物架设置在所述另一个载物架上方，这两个载物架都在所述隔舱所述开口的两端之间纵向延伸，并在所述机架的所述相对的侧壁间横向延伸，每个所述载物架都能够相对于所述机架在产品支撑位置与从该产品支撑位置成角度地移位的产品卸载位置之间倾斜；以及

与每个所述载物架相关联的产品卸载控制机构，该产品卸载控制机构与每个所述载物架耦接，且可操作以便将产品保留在载物架上或将产品从每个所述载物架上移除。

12.根据权利要求11所述的装置，进一步包括支撑在所述机架上并且驱动地耦接至至少一个所述载物架的倾斜机构。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述倾斜机构可与所述一对载物架驱动耦接。

14.根据权利要求11所述的装置，其中至少一个所述载物架包括环形带组件。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述至少一个所述载物架还包括驱动地耦接至所述环形带组件的动力装置。

16.根据权利要求11所述的装置，其中至少一个所述载物架包括具有滑动面的托盘。

17.根据权利要求11所述的装置，其中：

所述机架的所述底壁具有一对相对的侧部和一对相对的端部；并且

每个所述侧壁具有相对的底部和顶部、以及一对相对的端部，在所述底部与所述底壁的相对的侧部附接，并沿着所述底壁的相对的侧部之一向上延伸，所述隔舱具有在所述侧壁顶部之间的顶部开口的顶部、以及在所述侧壁的相对的端部之间开口的一对相对的端部。

18.一种多层级产品分拣系统，包括：

多个分拣装置，每个所述分拣装置包括：

机架，该机架包括：

底壁，

一对相对的侧壁，彼此分离并且从所述底壁向上延伸，以便为所述机架提供一U型构型，以及

隔舱，该隔舱限定在所述底壁之上，在所述相对的侧壁之间并且在所述隔舱的顶部和在相对的端部之间开口，

至少一对载物架，其设置在所述机架的所述隔舱内部的不同层的，其中一个载物架设置在所述另一个载物架上方，这两个载物架都在所述隔舱所述的开口的相对的端部之间纵向延伸，并在所述机架所述的相对的侧壁间横向延伸，每个所述的载物架都能够相对于所述机架在产品支撑位置与从该产品支撑位置成角度地移位的产品卸载位置之间倾斜，和

与每个所述载物架均相关联的产品卸载控制机构，该产品卸载控制机构与各个所述载物架耦接，且是可操作的以便保留产品在载物架上或将产品从每个所述载物架上移除；

多个支撑结构，每一个支撑结构均安装并互连最接近所述机架的所述相对的侧壁的相邻分拣装置的所述机架；以及

细长输送带，其上安装有支撑结构，以便将所述多个分拣装置形成其一行。

19.根据权利要求18所述的系统，其中每个所述支撑结构包括：

由其所述行中的所述细长输送带安装的下主框架；以及

一对上辅助框架，所述上辅助框架安装在所述下主框架上并且从下主框架向上延伸并且分别安装所述机架的所述相邻相反侧壁处的所述相邻分拣装置的所述机架。

20.根据权利要求18所述的系统，进一步包括控制站，该控制站设置在所述细长输送带附近并且配置成识别特定产品通过所述控制站、在所述载物架的哪一个上、在哪一个所述分拣装置的哪一个所述机架中以及到达其卸载站，从而使一个机架相对于一个机架倾斜，并在卸载位置卸载该特定产品。