CN107824464A - 一种货物分拣机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种货物分拣机构，属于货物分拣技术领域。底盘的四角均设有立柱构成框架式车身，左右两侧立柱的上、中、下分别设置三对齿条导轨，齿条导轨内侧设有第一滑块，第一滑块下部设有两个与齿条导轨下表面接触的限位轮，第一滑块内侧设有第一步进电机，其输出轴穿过第一滑块上的通孔与齿轮通过平键连接，第一步进电机底座与梳齿状置货架的边齿前端上表面固定；车身后侧中部设有与第二滑块配合的竖直导轨，第二步进电机设置于竖直导轨底部，通过同步带与第二滑块连接，第二滑块与第三步进电机固连，转动杆与两个对称的Z型翻转支架连接，Z型支架与梳齿状送货架背部固定，底盘设有电池和充电接口。

Description

一种货物分拣机构
技术领域
本发明属于货物分拣技术领域，具体涉及小件货物的自动搬运分拣技术。
背景技术
随着互联网的发展，网购正逐渐融入人们的生活，这带来了物流行业的迅速发展。与此同时物流企业存在大量的人工工作，但小件货物数量巨大，大小各异，这导致物流效率低，错误率高等缺陷。于是小件货物领域开始出现一系列分拣机构用于提高物流效率，节约物流时间。这其中就包括小件货物分拣机构，它主要用于不同目的地小件货物的分类。
小件货物分拣机构是自动导引小车(Automated Guided Vehicle)的一种。该分拣机构通过电池供电，可实现自主导航，由上位机等控制中心监控和发送指令，沿计算出的最优路径进行搬运。
射频识别(Radio Frequency Identification)技术，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。射频识别技术可提高识别速度，进而提高物流效率。
据检索，目前已存在小件货物自动分拣机构，例如中国专利申请号201611223394.2，名称为“分拣机器人”的专利，该专利由于使用托盘翻转进行卸货，所以只能携带一个小件货物或者携带卸货地点相同的多个小件货物，每次搬运完需要回装货点继续装货，这将需要数量较多的分拣机构且消耗过多的电能。
又如专利申请号为201710425813.9，名称为“小件货物分拣机器人”的专利，该专利采用多个托盘，托盘横向放置，搬运相同大小小件货物时，分拣机构整体占地面积翻倍，且该分拣机构需要在卸货口旁运行，卸货口之间的间隙需要留有分拣机构的轨道，对地面利用效率低。
鉴于上述状况，有必要研发一种可一次搬运不同种类小件货物，对地面利用效率高的小件货物分拣机构。
发明内容
本发明的目的是提供一种货物分拣机构，它能有效地解决小件物品的自动分拣问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种分拣机构，包括底盘、分拣机构和控制系统，底盘的前、后端分别设有主动轮和从动轮，分拣机构组成如下，底盘的四角均设有立柱构成框架式车身，车身左右两侧立柱的上、中、下分别设置三对齿条导轨，齿条导轨内侧设有第一滑块，第一滑块下部设有两个与齿条导轨下表面接触的限位轮，第一滑块内侧设有第一步进电机，其输出轴穿过第一滑块上的通孔与齿轮通过平键连接，第一步进电机底座与梳齿状置货架的边齿前端上表面固定；车身后侧中部设有与第二滑块配合的竖直导轨，第二步进电机设置于竖直导轨底部，通过同步带与第二滑块连接，第二滑块与第三步进电机固连，转动杆与两个对称的Z型翻转支架连接，Z型支架与梳齿状送货架背部固定，底盘设有电池和充电接口。
控制系统包括集成在控制板上的定位模块通过设置于底盘的二维码识别器和惯性导航判断位置；防碰撞模块通过设置在车身前后的第一超声波传感器和控制系统的下位机传送给上位机的即时位置信息判断分拣机构的行动；货物识别模块通过设在置货架前方的第二超声波传感器或射频识别器读取的数据判断小件货物在置货架的位置和货物目的地等信息，确认目的卸货地点并发送给上位机。所述分拣机构顶部还设置有开关按钮和急停按钮，用于分拣机构开启关闭和分拣机构紧急情况下的人工干预。
所述底盘后端设有主动轮，主动轮与直流电机通过联轴器连接。
所述底盘前端的从动轮为牛眼轮，通过固定座与底盘连接固定。
所述第一滑块共六个，其下方的限位轮(23)的轮缘与各自配合的齿条导轨(17)的下表面接触。每个滑块由固定板、轴承和齿轮及两个限位轮组成。
所述第一步进电机共六个，其输出轴与齿轮通过键连接，通过电机座与第一滑块和梳齿状置货架固连。
所述竖直导轨与第二滑块采用同步带传动。所述齿条导轨有三对共六根，每对平行固定在立柱的上、中、下侧，可根据搬运的物品提前设置间隙。根据使用情况加减导轨数量和立柱长度。
所述第三步进电机与第二滑块通过电机座固连，通过同步带与转动杆连接。
所述梳齿状置货架和梳齿状送货架齿型互补且齿与齿之间留有余量。
所述底盘还固定有电池和充电模块，底盘后部有充电接口，当分拣机构检测电池电量不足时，会完成当前任务并发送电量低信息给上位机，并根据上位机返回充电位置进行导航并自动充电。
本发明工作过程和原理是：
取货过程：
分拣机构运动到指定装货位置，所有第一步进电机开始转动，带动置货架向车体外指定位置运动，机械手或人工将小件货物放到第一层置货架的梳齿上，第二超声波传感器判断小件货物已成功放置后，第一层的第一步进电机反转使第一层置货架收回分拣机构内，射频识别器读取小件货物信息并发送给上位机。接下来依次放置第二层和第三层小件货物并读取相关信息。
分拣过程：
上位机处理分拣机构读取的信息后将最优路径信息回传给分拣机构，分拣机构通过惯性导航确认位置信息实时发送给上位机，通过印在地面上的二维码校正位置，通过超声波传感器避让障碍物和其他分拣机构，运行至第一卸货点正上方。
第二步进电机转动，使第二滑块位置调整使送货架调至卸货点对应小件货物下方。对应第一步进电机旋转使置货架运动至送货架正上方，第二步进电机旋转使送货架上升，完成取货，第一步进电机旋转使置货架退回原位置。第二步进电机旋转使送货架调至卸货高度。第三步进电机旋转使送货架旋转90度，小件货物掉落进卸货点。接下来依次运行至第二第三卸货点，完成分拣过程，最后回到装货位置。
与现有技术比较，本发明的优势是：
置货架和送货架运用梳式结构，可以方便的完成货物的分拣。
本发明可以一次搬运三个货物，相比于一次只能搬运一个货物的分拣机构，在一个场地中需要分拣机构的数量大大减少。
本发明充分利用垂直空间，设置了多层置货架。
本发明充分利用地面空间，分拣机构在卸货口上方运动，使卸货口可以相对密集的布置在场地中，对场地大小要求低。
本发明结构上可变性高，使用者可根据实际使用情况进行置货架间高度的调节、置物架数量的增减。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是本发明底盘结构仰视图。
图3是本发明置货架结构示意图。
图4是本发明送货架结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种货物分拣机构，包括底盘13、分拣机构和控制系统，底盘主动轮1置于车身后侧，从动轮4置于车身前侧，驱动采用差速驱动方式。分拣机构组成如下，底盘13的四角均设有立柱12构成框架式车身分别在立柱12的上、中、下侧设置有三对齿条导轨17，每对齿条导轨17都通过四根立柱12与底盘13固连。齿条导轨17内侧设有第一滑块24，第一滑块24下部设有两个与齿条导轨17下表面接触的限位轮23，第一滑块24内侧设有第一步进电机16，其输出轴穿过第一滑块24上的通孔与齿轮25通过平键连接，第一步进电机16底座与梳齿状置货架14的边齿前端上表面固定。设置的多层置货架充分利用了垂直空间，可以一次性搬运多个小件货物，使同一个场地需要的分拣机构数量大大减少。车身后侧设置一条设置有第二滑块21的竖直导轨26，第二滑块21由置于车身底部的第二步进电机7驱动，滑块21与用于旋转转动杆20的第三步进电机22固连，转动杆20与两个对称的Z型翻转支架19连接，Z型支架19与梳齿状送货架15背部固定。置货架和送货架通过互补的梳齿状结构，可以方便的完成货物的分拣。控制系统包括定位模块、防碰撞模块、小件货物识别模块等。定位模块通过设置于底盘的二维码识别器9和惯性导航判断位置；防碰撞模块通过设置在车身前后的第一超声波传感器3和上位机接收各下位机即时位置信息判断分拣机构的行动；小件货物识别模块通过设置于置货架前方的第二超声波传感器18和射频识别器读取的数据判断小件货物在置货架的位置和小件货物目的地等信息，确认目的卸货地点并发送给上位机。控制系统根据目的地规划出最优路径发送给分拣机构，分拣机构运动到指定位置上方卸货。这种卸货方式可以使卸货口可以相对密集的布置在场地中，对场地大小要求较小。
所述主动轮1为两个，分别与直流电机2通过联轴器连接，通过电机座固定在底盘13后侧。
所述从动轮4为两个，均为牛眼轮，分别与底盘通过固定座连接，固定在底盘前侧。
所述第一滑块4共六个，分别与齿条导轨17配套使用。每个滑块24由固定板、齿轮25、两个限位轮23组成。
所述第一步进电机16共六个，分别与齿轮25通过键连接，通过电机座与第一滑块24和梳齿状置货架14固连。分拣机构结构上可变性高，使用者可根据实际使用情况进行置货架间高度的调节、置物架数量的增减。
所述竖直导轨26与第二滑块21采用同步带传动，由第二步进电机7驱动。
所述第三步进电机22与第二滑块21通过电机座固连，通过同步带与转动杆20连接。
所述底盘还固定有电池8和充电模块，底盘后部有充电接口6，当分拣机构检测电池电量不足时，会完成当前任务并发送低电量信息给上位机，并根据上位机返回充电位置进行导航并自动充电。
所述分拣机构顶部还设置有开关按钮10和急停按钮11，用于分拣机构开启关闭和分拣机构紧急情况下的人工干预。
所述分拣机构所有控制系统集成在控制板5上，用于控制分拣机构和与上位机通信。

Claims (7)

1.一种货物分拣机构，包括底盘(13)、分拣机构和控制系统，底盘(13)的前、后端分别设有主动轮(1)和从动轮(4)，其特征在于：分拣机构组成如下，底盘(13)的四角均设有立柱(12)构成框架式车身，车身左右两侧立柱(12)的上、中、下分别设置三对齿条导轨(17)，齿条导轨(17)内侧设有第一滑块(24)，第一滑块(24)下部设有两个与齿条导轨(17)下表面接触的限位轮(23)，第一滑块(24)内侧设有第一步进电机(16)，其输出轴穿过第一滑块(24)上的通孔与齿轮(25)通过平键连接，第一步进电机(16)底座与梳齿状置货架(14)的边齿前端上表面固定；车身后侧中部设有与第二滑块(21)配合的竖直导轨(26)，第二步进电机(7)设置于竖直导轨(26)底部，通过同步带与第二滑块(21)连接，第二滑块(21)与第三步进电机(22)固连，转动杆(20)与两个对称的Z型翻转支架(19)连接，Z型支架(19)与梳齿状送货架(15)背部固定，底盘(13)设有电池(8)和充电接口(6)；
控制系统包括集成在控制板(5)上的定位模块通过设置于底盘的二维码识别器(9)和惯性导航判断位置；防碰撞模块通过设置在车身前后的第一超声波传感器(3)和控制系统的下位机传送给上位机的即时位置信息判断分拣机构的行动；货物识别模块通过设在置货架前方的第二超声波传感器或射频识别器(18)读取的数据判断小件货物在置货架的位置和货物目的地等信息，确认目的卸货地点并发送给上位机。
2.根据权利要求1所述的一种货物分拣机构，其特征在于：所述底盘(13)后端设有主动轮(1)，主动轮(1)与直流电机(2)通过联轴器连接。
3.根据权利要求1所述的一种货物分拣机构，其特征在于：所述底盘(13)前端的从动轮(4)为牛眼轮，通过固定座与底盘(13)连接固定。
4.根据权利要求1所述的一种货物分拣机构，其特征在于：所述第一滑块(24)共六个，其下方的限位轮(23)的轮缘与各自配合的齿条导轨(17)的下表面接触。
5.根据权利要求1所述的一种货物分拣机构，其特征在于：所述第一步进电机(16)共六个，其输出轴与齿轮(25)通过键连接。
6.根据权利要求1所述的一种货物分拣机构，其特征在于：所述竖直导轨(26)与第二滑块(21)采用同步带传动。
7.根据权利要求1所述的一种货物分拣机构，其特征在于：所述分拣机构顶部还设置有开关按钮(10)和急停按钮(11)。
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