CN108453062B - 基于速度匹配原理的包裹分拣方法 - Google Patents

基于速度匹配原理的包裹分拣方法 Download PDF

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65BMACHINES, APPARATUS OR DEVICES FOR, OR METHODS OF, PACKAGING ARTICLES OR MATERIALS; UNPACKING
    • B65B35/00Supplying, feeding, arranging or orientating articles to be packaged
    • B65B35/30Arranging and feeding articles in groups

Abstract

基于速度匹配原理的包裹分拣方法,应用于基于塔式分拣装置的物流分拣系统;流程如下:1,间隔无序输入的包裹等间距输出;2,包裹有序分流到前分流输送器上;3,通过扫码装置扫描包裹;4,包裹有序汇流到汇流输送器上;5,包裹有序分流到后分流输送器上;6,通过纠错装置检查包裹是否存在缺失;7,包裹经过分拣进入收集箱;8,收集箱将收集袋收口;9,收口的收集袋转移到载物台上;10,收集箱内自动撑开一个收集袋;11,收集袋通过推送器转移到输送器C上。本发明针对现有物流分拣流水线中存在的慢速环节(例如地址扫码),会导致整个分拣流水线快不起来的问题,采用将多条包裹慢速线并联的分拣方式,提高了整个物流分拣线的分拣效率。

Description

基于速度匹配原理的包裹分拣方法
技术领域
本发明涉及快递分拣技术领域,特别是一种基于速度匹配原理的包裹分拣方法。
背景技术
在当今信息时代,特别是在当前的互联网+、O2O经济模式下,物流是非常重要的一个环节。现在的消费者,特别是年轻一代,更多地倾向于在网上购物,因此国内外快递的日流通量是非常巨大的。在快递运输的过程中,对快递进行分拣是必不可少的,这个过程决定了快递是否能够运往正确的方向。
现有的快递公司中,快递的分拣很多仍然采用人工分拣的方式进行。人工分拣出错率高、效率低、工作量大,还存在暴力分拣等缺点。
目前现有的快递分拣设备已经能实现快递自动扫码、分拣、归类存放,在一定程度上减轻了快递分拣人员的工作量,但仍然存在以下不足之处:
1、现有的快递分拣设备存在某些慢速环节,例如包裹地址扫码,这些慢速环节形成的“瓶颈效应”会导致整个分拣流水线效率低下。
2、现有的快递分拣设备多为平面铺开的传送带流水线式的多级分拣设备,其占地面积较大,空间利用率低。
3、包裹在分拣流水线上运行时可能出现意外掉落的情况,如果这种情况发生在包裹地址扫码环节之后,则会导致后续大规模的分拣错误,在没有预警及应对措施的情况下,其可靠性较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,而提供一种基于速度匹配原理的包裹分拣方法,应用该方法能将快递包裹按目的地进行区分,并按照目的地的不同输送至相应的存储容器中,其占地面积小,分拣效率高。
本发明的技术方案是:基于速度匹配原理的包裹分拣方法,应用于基于塔式分拣装置的物流分拣系统;
基于塔式分拣装置的物流分拣系统,包括逐取分离装置、前分流器、前分流输送器、扫码装置、合流器、汇流输送器、后分流器、后分流输送器、纠错装置、塔式分拣装置及控制器;
逐取分离装置包括从前至后依次紧邻设置的输送器A、光滑分离板、滚筒输送装置及输送器B;
前分流器包括支承架J、驱动电机J、V形盘、压力感应器J及压力感应器K;V形盘上端设有第一面和第二面;
合流器包括丝杠、定位座、驱动电机K、丝母、导向杆、底台、小段传送带组件A及小段传送带组件B;小段传送带组件A包括小段传送带A、主动辊A、从动辊A、辊座A、驱动电机L及光电对射传感器A;小段传送带组件B包括小段传送带B、主动辊B、从动辊B、辊座B、驱动电机M及光电对射传感器B;
后分流器包括包括旋转架、驱动电机N、托举板及小段传送带组件C;小段传送带组件C包括小段传送带C、主动辊C、从动辊C、辊座C、驱动电机Q及光电对射传感器C;
纠错装置包括距离后分流输送器的后端即排出包裹的一端由远及近依次布置的扫码器和计时计数器;
塔式分拣装置包括分拣器、取包裹器、推送器及输送器C;
分拣器数量有多个,并在垂直方向上进行叠加,每个分拣器的中心区域设有一个圆柱形的中心通道,各分拣器的中心通道依次连通,而形成一条竖直连贯的包裹运输通道;分拣器包括底板、漏板、收集箱、收集袋、支承座、回转驱动机构A、拨叉及回转驱动机构B;收集箱包括箱底板、立柱、升降架、升降控制机构、收口组件、电磁铁A、电磁铁B及超高超重检测组件,超高超重检测组件包括包裹超高检测器和包裹超重检测器;箱底板在四个边角处分别设有左内凸台、左外凸台、右内凸台及右外凸台;升降控制机构包括钢丝绳、伺服电机A及收放轮;收口组件包括伺服电机B和齿轮;收集袋包括袋体、抽绳及铁片;袋体上端缘口的四个边角处分别设有外翻的耳片,耳片上固接有铁环;
取包裹器包括升降驱动器、载物台和取货机械手;取货机械手包括机械手臂、转轴、转轴座、夹板体及摆动驱动机构;夹板体包括左铁板、右电磁板、转销及扭簧;摆动驱动机构包括包括支承液压缸、活动链节及滑块;
推送器包括电动液压缸和推板;
包裹分拣之前,基于塔式分拣装置的物流分拣系统处在初始状态,在该状态下:
a、逐取分离装置的滚筒输送装置处在运行状态;
b、前分流器的V形盘的第一面或第二面正对输送器B的后端;
c、合流器的小段传送带A的前端正对一条前分流输送器的后端,小段传送带B的后端正对汇流输送器的前端;
d、后分流器的一条小段传送带C的前端正对汇流输送器的后端,其余三条小段传送带C的后端分别正对三条后分流输送器的前端;
e、最上层分拣器的上转运平面的临停区域正对外罩的包裹入口;
f、分拣器下转运平面的下落区域B正对其下一级分拣器上转运平面的临停区域;
g、收集箱的升降架位于其运动行程的最上端,并通过其下端的电磁铁A、B吸附并撑开一个收集袋;
h、收集箱的两个电磁铁A与箱底板上的左内凸台和左外凸台位置正对;
i、取包裹器的载物台处在其运动行程的最低位置;
j、取包裹器的取货机械手处在其转动行程的最下端;
k、取包裹器的右电磁板呈通电状态;
l、推送器的电动液压缸的活塞杆处于收缩状态;
包裹分拣流程如下:
S01,通过逐取分离装置将输送器A上间隔无序排列输入的包裹等间距排列输出在输送器B上:
a、将包裹放在运行中的输送器A上,当包裹从输送器A的货物排出端排出后,进入并静止在光滑分离板上;
b、后进入光滑分离板的包裹接触并顶推先进入光滑分离板的包裹,从而将先进入光滑分离板的包裹推上滚筒输送装置;
c、位于前端的包裹被滚筒输送装置带动移动,从而与位于后端的包裹分离,包裹从滚筒输送装置排出后,进入运行的输送器B,输送器B上的包裹间距相等;
S02,通过前分流器将从输送器B排出的包裹有序分流到两条前分流输送器上:
a、从输送器B排出的第一个包裹落在前分流器的V形盘的第一面上,再经过V形盘的第二面滑落入一条前分流输送器;
b、第一个包裹离开V形盘后,V形盘上的压力感应器J和压力感应器K分别传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即控制驱动电机J的机轴转动,使V形盘的第二面转动至正对输送器B的货物排出端;
c、从输送器B排出的第二个包裹落在分流器的V形盘的第二面上,再经过V形盘的第一面滑落入另一条前分流输送器;
d、第二个包裹离开V形盘后,V形盘上的压力感应器J和压力感应器K传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即控制驱动电机J的机轴转动,将V形盘第一面转动至正对输送器B的货物排出端,以迎接第三个包裹的到来;
e、重复a-d四个分步骤,实现将输送器B上的包裹平均分流到两条前分流输送器上;
S03,通过扫码装置扫描前分流输送器上的包裹的条形码信息:
包裹在前分流输送器上被扫码装置扫描条形码,扫描得到的地址信息传递给控制器,控制器再根据后续的包裹并齐装置既定的合流规则和分流器既定的分流规则,生成每条分流传送带上的包裹排序清单和每个包裹在塔式分拣装置内的分拣路线;
S04,通过合流器将多条前分流输送器排出的包裹有序汇流到汇流输送器上:
将两条前分流输送器分别编号为X、Y,将合流器的小段传送带A编号为x,将合流器的小段传送带B编号为y,将两条前分流输送器上的包裹按照排出的先后次序划分为两个一组,一组包裹按照排出的先后次序依次编号为Ⅰ、Ⅱ,下文描述中均用标号代替部件全称;
a、包裹汇流之前,合流器处在初始状态,初始状态下,x正对X,y正对汇流输送器;从X上排出的包裹Ⅰ落在x上,光电对射传感器A感应到包裹后随即发送电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机K启动,使x和y整体沿丝杠移动,当x正对汇流输送器,且y正对Y时,即停止移动;2、控制驱动电机L启动,使x运行,x上的包裹Ⅰ输送到汇流输送器上;
b、从Y上排出的包裹Ⅱ落入y上,光电对射传感器B感应到包裹后随即发送电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机K启动,使x和y整体移动至初始状态,即停止移动;2、控制驱动电机M启动,使y运行,y上的包裹Ⅱ被输送到汇流输送器上;
c、重复a、b分步骤,实现将两条前分流输送器上的包裹交替的输送到汇流输送器上;
S05,通过后分流器将汇流输送器排出的包裹有序分流到三条后分流输送器上:
将三条后分流输送器分别编号为b、c、d,将四条小段传送带C分别编号为A、B、C、D,将汇流输送器上连贯的12个包裹设为一组,一组包裹按照排出的先后次序依次编号为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩、⑪、⑫;
a、分流包裹之前,旋转架处在初始状态,初始状态下,A正对汇流输送器,B正对b,C正对c,D正对d;当汇流输送器排出的包裹①落在A上,与A对应的光电对射传感器C感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N启动,将旋转架转动一个工位,使A正对d,B正对汇流输送器,C正对b,D正对c;2、控制与A对应的C启动,A连同其上的包裹①同步运行;本分步骤完成后,B接到包裹②,A上的包裹①排放到d上;
b、当汇流输送器排出的包裹②落在B上,与B对应的光电对射传感器C感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N启动,将旋转架转动一个工位,使A正对c,B正对d,C正对汇流输送器,D正对b;2、控制与D对应的驱动电机Q启动,D开始运行;本分步骤完成后,C接到包裹③;
c、当汇流输送器排出的包裹③落在C上,与C对应的光电对射传感器C感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N启动,将旋转架转动一个工位,使A正对d,B正对c,C正对d,D正对汇流输送器;2、控制与B对应的驱动电机Q启动,B连同其上的包裹②同步运行;本分步骤完成后,D接到包裹④,B上的包裹②排放到c上;
d、当汇流输送器排出的包裹④落在D上,与D对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N启动,将旋转架转动一个工位,使A正对汇流输送器,B正对b,C正对c,D正对d;2、控制与D对应的驱动电机Q启动,D连同其上的包裹④同步运行;本分步骤完成后,A接到包裹⑤,D上的包裹④排放到d上;
e,当汇流输送器排出的包裹⑤落在A上,与A对应的光电对射传感器C感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N启动,将旋转架转动一个工位,使A正对d,D正对c,C正对b,B正对汇流输送器;2、控制与C对应的驱动电机Q启动,C连同其上的包裹③同步运行;本分步骤完成后,B接到包裹⑥,C上的包裹③排放到b上;
f,当汇流输送器排出的包裹⑥落在B上,与B对应的光电对射传感器C感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N启动,将旋转架转动一个工位,使A正对c,B正对d,C正对汇流输送器,D正对b;2、控制与A对应的驱动电机Q启动,A连同其上的包裹⑤同步运行;本分步骤完成后,C接到包裹⑦,A上的包裹⑤排放到c上;
g,当汇流输送器排出的包裹⑦落在C上,与C对应的光电对射传感器C感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N启动,将旋转架转动一个工位,使A正对b,B正对c,C正对d,D正对汇流输送器;2、控制与C对应的驱动电机Q启动,C连同其上的包裹⑦同步运行;本分步骤完成后,D接到包裹⑧,C上的包裹⑦排放到d上;
h,当汇流输送器排出的包裹⑧落在D上,与D对应的光电对射传感器C感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N启动,将旋转架转动一个工位,使A正对汇流输送器,B正对b,C正对c,D正对d;2、控制与B对应的驱动电机Q启动,B连同其上的包裹⑥同步运行;本分步骤完成后,A接到包裹⑨,B上的包裹⑥排放到b上;
i,当汇流输送器排出的包裹⑨落在A上,与A对应的光电对射传感器C感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N启动,将旋转架转动一个工位,使A正对d,B正对汇流输送器,C正对b,D正对c;2、控制与D对应的驱动电机Q启动,D连同其上的包裹⑧同步运行;本分步骤完成后,B接到包裹⑩,D上的包裹⑥排放到c上;
j、当汇流输送器排出的包裹⑩落在B上,与B对应的光电对射传感器C感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N启动,将旋转架转动一个工位,使A正对c,B正对d,C正对汇流输送器,D正对b;2、控制与B对应的驱动电机Q启动,B连同其上的包裹⑩同步运行;本分步骤完成后,C接到包裹⑪,B上的包裹⑩排放到d上;
k,当汇流输送器排出的包裹⑪落在C上,与C对应的光电对射传感器C感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N启动,将旋转架转动一个工位,使A正对b,B正对c,C正对d,D正对汇流输送器;2、控制与A对应的驱动电机Q启动,A连同其上的包裹⑨同步运行;本分步骤完成后,D接到包裹⑫,A上的包裹⑨排放到b上;
l,当汇流输送器排出的包裹⑫落在D上,与D对应的光电对射传感器C感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N启动,将旋转架转动一个工位,使A正对汇流输送器,B正对b,C正对c,D正对d;2、控制与C对应的驱动电机Q启动,C连同其上的包裹⑪同步运行;本分步骤完成后,A接到下一组包裹的包裹①,C上的包裹⑪排放到c上;
m,当汇流输送器排出的下一组包裹的包裹①落在A上,重复a~l分步骤进行控制,如此循环往复,实现将汇流输送器排出的包裹有序分流到三条上;
S06,通过纠错装置检查后分流输送器上的包裹是否存在缺失情况:
a、后分流输送器上第一个包裹的前端通过计时计数器的红外线道时开始计数,第二个包裹的前端通过计时计数器的红外线道时计数+1;后分流输送器上第一个包裹的后端通过计时计数器的红外线道时开始计时,第二个包裹的前端通过计时计数器的红外线道时停止计时;至此,完成了一个计时计数循环,并同时开始下一个计时计数循环,每次计时计数循环中,计时均从0秒开始,计数采用累加的方式;
b、计时计数器通过不断对比前后相邻两个包裹的计时数据差异进行查错,若检查存在包裹缺失,计时计数器立即向控制器发送报警信号,(正常情况下因为相邻包裹间距是基本一致,所以计时数据基本一致;如果存在包裹丢失,那么相邻包裹之间的间距会变大并远超正常间距范围,相应的,计时数据也会变大并远超正常值,据此判断是否存在包裹缺失)控制器收到报警信号后启动扫码器,扫码器扫描出现空缺后第一个包裹的地址并发送至控制器;控制器先在包裹排序清单中搜寻出与空缺前第一个计数编号相对应的包裹地址,再从该包裹地址往后进行搜索,重新定位空缺后第一个包裹的地址,并根据重新定位的地址计算出包裹缺失数量,最后在包裹排序清单中,将缺失包裹的地址替换为空白地址,防止后续分拣错误(如果重新定位的地址与空缺前第一个包裹的地址相隔n个,说明空缺处包裹缺失n个);
c、控制器启动扫码器,扫码器扫描空缺后第二个包裹的地址并发送至控制器,控制器对比鉴别该包裹地址信息与包裹排序清单中的对应包裹信息是否一致,若一致,控制器不产生动作,若不一致,控制器控制整个物流分拣系统停止运行,防止出现分拣错误;
S07,从后分流输送器排出并进入塔式分拣装置的包裹经过分拣进入对应的收集箱:
a、包裹从后分流输送器排出后,落在塔式分拣装置最上层分拣器上转运平面的临停区域,控制器根据预先计算出的该包裹的分拣路线控制回转驱动机构A产生动作,使漏板的包裹下落孔A有选择性的正对收集箱上端开口或正对底板包裹下落孔B,再控制回转驱动机构B产生动作,通过拨叉将包裹拨动至漏板的包裹下落孔A处,包裹则通过漏板的包裹下落孔A落入本层分拣器的收集箱或下一层分拣器的上转运平面的临停区域;
b、包裹到达新一层分拣器的上转运平面的临停区域后,重复a分步骤控制过程,使包裹最终落入对应层分拣器的对应的收集箱;
S08,收集箱自动将达到收口标准的收集袋收口:当收集箱内的包裹达到预定重量或高度后,包裹超重检测器或包裹超高检测器随即向控制器报警,控制器收到报警信号后控制两个伺服电机B同时启动,两个伺服电机B分别带动齿轮沿齿轮容纳腔侧壁上的齿条移动,两个伺服电机B则分别在内、外弧形边杆的电机滑槽内移动,电磁铁A则逐渐靠近电磁铁B,当电磁铁A移动至与电磁铁B最接近的位置时,伺服电机B停止移动,此时收集袋上端开口被关闭;
S09,通过取货机械手将收口的收集袋转移到载物台上:
a、收集袋上端开口被关闭后,控制器控制升降驱动器产生动作,将载物台升至与报警的收集箱相对应的高度;
b、控制器再同时进行两项控制:1、控制支承液压缸的活塞杆伸出,将取货机械手向上推,使夹板体趋近收集袋的铁片;2、控制右电磁板断电,使闭合的夹板体在扭簧的作用下张开,张开的夹板体正对收集袋的铁片;
c、夹板体张开若干秒后,控制器再控制右电磁板通电,使夹板体合拢,夹板体合拢的同时,将收集袋的铁片吸附到右电磁板上,夹板体合拢之后,收集袋的铁片便被夹紧在夹板体的左铁板与右电磁板之间;
d、收集袋的铁片被夹紧之后,控制器先控制电磁铁A和电磁铁B断电,使收集袋与收集箱脱离连接,再控制支承液压缸的活塞杆进一步伸出,使取货机械手进一步向上推,从而将收集袋上端开口收紧,并从收集箱的包裹拽出口拽出,落在载物台上;
S10,收集箱内的收集袋转移出去后收集箱内自动撑开一个收集袋:
a、收集箱的包裹超重检测器检测到收集袋抽离后,传递信号给控制器,控制器收到信号后控制两个伺服电机B启动,伺服电机B机轴转动带动齿轮沿齿轮容纳腔侧壁上的齿条啮合运动,两个伺服电机B则分别在内、外弧形边杆的电机滑槽内移动,电磁铁A则逐渐远离电磁铁B,当电磁铁A移动到初始位置时停止移动;
b、控制器再控制伺服电机A启动,放下钢丝绳,升降架通过滚轮沿着立柱的滑槽下滑,待钢丝绳放空之后,升降架滑落到接近箱底板的高度;
c、控制器然后控制两个电磁铁A和两个电磁铁B通电,电磁铁A和电磁铁B分别吸附套在箱底板的左内凸台、左外凸台、右内凸台及右外凸台上的最上一层收集袋的四个耳片,从而完成收集袋的衔取;
d、控制器最后控制伺服电机A启动,收回钢丝绳,钢丝绳带动升降架上升,升降架带动新衔取的收集袋上升,最终上升到初始位置;
S11,载物台上的收集袋通过推送器转移到输送器C上:
a、包裹落在载物台上后,控制器同时进行三项控制:1、控制右电磁板断电,松开收集袋的铁片;2、控制支承液压缸的活塞杆缩回,使取货机械手下落至最低位置;3、控制升降驱动器产生动作,使载物台下降至最低位置;
b、当载物台下降到最低位置后,控制器控制电动液压缸的活塞杆伸出,通过推板将将载物台上的收集袋推上输送器C,动作完成后,电动液压缸的活塞杆缩回,等待下一次指令。
本发明进一步的技术方案是:S01步骤中,包裹在输送器A上放置呈一列;输送器A的运行速度<滚筒输送装置的滚动线速度≤输送器B的运行速度;
S03步骤中,两条前分流输送器的长度和运行速度均一致,两条前分流输送器的货物排出端以前后交替的方式排出包裹;
S06步骤中,当包裹缺失数量大于等于三个,控制器控制整个物流分拣系统停止运行,同时触发外部报警器报警,以提醒操作人员来处理。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1、针对现有物流分拣流水线中存在的慢速环节(例如地址扫码),会导致整个分拣流水线快不起来的问题,本发明先通过逐取分离装置将包裹等间距排列输出(包裹快速线),再通过前分流器将包裹分配到多条前分流输送器上(包裹慢速线),地址扫码在多条前分流输送器上同时进行,再通过合流器将包裹汇集到汇流输送器上(包裹快速线),然后通过后分流器将包裹分配到到多条后分流输送器上(包裹慢速线),最后每条后分流输送器排出的包裹分别进入一个塔式分拣装置进行分拣,这种将多条包裹慢速线并联的分拣方式,提高了整个物流分拣线的分拣效率。
2、本发明提供的快递分拣方法,基于基于塔式分拣装置的物流分拣系统,其自动化程度较高,可实现包裹自动扫码、按地址归类装袋、整袋打包及整袋输出,相比人工分拣,快递员的工作量降低,分拣错误率降低,分拣效率提高。
3、针对物流分拣过程中地址扫码环节与包裹归类装袋环节之间的输送距离较长,易出现包裹掉落,导致包裹实际顺序与扫码地址顺序错位的问题,本发明在包裹归类装袋环节之前添加了具有地址查错-纠错-核错功能的纠错环节,以减少分拣错误率。
4、针对现有的物流分拣流水线通过传送带进行平面铺开分拣,占地面积大的问题,本发明通过塔式分拣装置实现了包裹在垂直方向上分拣,及分拣后自动打包和输出的功能,相比现有的分拣方法占地面积小且功能集成。
以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为基于塔式分拣装置的物流分拣系统的结构示意图;
图2为前分流装置的第一种状态示意图;
图3为前分流装置的第二种状态示意图;
图4为合流器的结构示意图;
图5为图4的A-A剖视图;
图6为后分流器的结构示意图;
图7为塔式分拣装置的结构示意图;
图8为塔式分拣装置的分拣器的结构示意图;
图9为分拣器的底板的结构示意图;
图10为分拣器的漏板的结构示意图;
图11为分拣器的收集箱在某一视角下的结构示意图;
图12为分拣器的收集箱在另一视角下的结构示意图;
图13为图12的A部分放大图;
图14为分拣器的收集袋的结构示意图;
图15为塔式分拣装置的取包裹器的结构示意图;
图16为图15的B部分放大图;
图17为取包裹器的夹板体的结构示意图;
图18为塔式分拣装置的外罩的结构示意图;
图19为本发明工作流程的S04步骤的合流器初始状态示意简图;
图20为本发明工作流程的S04步骤的a分步骤状态示意图;
图21为本发明工作流程的S04步骤的b分步骤状态示意图;
图22为本发明工作流程的S05步骤的旋转架初始状态示意简图;
图23为本发明工作流程的S05步骤的a分步骤状态示意图;
图24为本发明工作流程的S05步骤的l分步骤状态示意图。
图例说明:逐取分离装置1;输送器A11;光滑分离板12;滚筒输送装置13;滚动传递面131;输送器B14;前分流器2;支承架21;驱动电机J22;V形盘23;V形盘第一面231;V形盘第二面232;压力感应器J24;压力感应器K25;前分流输送器100;扫码装置200;合流器3;丝杠31;定位座32;驱动电机K33;丝母34;导向杆35;底台36;小段传送带A371;主动辊A372;从动辊A373;辊座A374;驱动电机L375;光电对射传感器A376;小段传送带B381;主动辊B382;从动辊B383;辊座B384;驱动电机M385;光电对射传感器B386;汇流输送器300;后分流器4;旋转架41;竖直转杆411;悬臂412;驱动电机N42;托举板43;小段传送带C441;主动辊C442;从动辊C443;辊座C444;驱动电机Q445;光电对射传感器C446;后分流输送器400;纠错装置500;扫码器501;计时计数器502;分拣器5;中心通道51;底板52;中心孔B521;包裹下落孔B522;环形槽B523;漏板53;包裹下落孔A532;收集箱54;箱底板541;左内凸台5411;左外凸台5412;右内凸台5413;右外凸台5414;立柱542;滑槽5421;升降架543;内弧形边杆5431;左边杆5432;外弧形边杆5433;右边杆5434;滚轮5435;移动通道5436;电机滑槽54361;齿轮容纳腔54362;升降控制机构544;钢丝绳5441;伺服电机A5442;收放轮5443;收口组件545;伺服电机B5451;齿轮5452;电磁铁A546;电磁铁B547;包裹拽出口548;收集袋55;袋体551;抽绳安装腔5511;入口55111;出口55112;耳片5512;抽绳552;铁片553;支承座56;下回转环561;支承杆562;回转驱动机构A57;主动链轮A571;步进电机A572;从动链轮A573;链条A574;拨叉58;回转环581;扫臂582;回转驱动机构B59;主动链轮B591;步进电机B592;从动链轮B593;链条B594;取包裹器6;升降驱动器61;载物台62;取货机械手63;机械手臂631;滑槽6311;转轴632;转轴座633;夹板体634;左铁板6341;右电磁板6342;转销6343;扭簧6344;摆动驱动机构635;支承液压缸6351;活动链节6352;滑块6353;推送器7;电动液压缸71;推板72;输送器C8;外罩9;包裹入口91;包裹出口92;底座600;包裹运输通道700。
具体实施方式
实施例1:
基于速度匹配原理的包裹分拣方法,应用于基于塔式分拣装置的物流分拣系统。
基于塔式分拣装置的物流分拣系统,包括逐取分离装置1、前分流器2、前分流输送器100、扫码装置200、合流器3、汇流输送器300、后分流器4、后分流输送器400、纠错装置500、塔式分拣装置及控制器。
逐取分离装置1包括从前至后依次紧邻设置的输送器A11、光滑分离板12、滚筒输送装置13及输送器B14。
前分流器2包括支承架J21、驱动电机J22、V形盘23、压力感应器J24及压力感应器K25。V形盘23上端设有第一面231和第二面232。
合流器3包括丝杠31、定位座32、驱动电机K33、丝母34、导向杆35、底台36、小段传送带组件A37及小段传送带组件B38。小段传送带组件A37包括小段传送带A371、主动辊A372、从动辊A373、辊座A374、驱动电机L375及光电对射传感器A376。小段传送带组件B38包括小段传送带B381、主动辊B382、从动辊B383、辊座B384、驱动电机M385及光电对射传感器B386。
后分流器4包括包括旋转架41、驱动电机N42、托举板43及小段传送带组件C44。小段传送带组件C44包括小段传送带C441、主动辊C442、从动辊C443、辊座C444、驱动电机Q445及光电对射传感器C446。
纠错装置500包括距离后分流输送器400的后端即排出包裹的一端由远及近依次布置的扫码器501和计时计数器502。
塔式分拣装置包括分拣器5、取包裹器6、推送器7及输送器C8。
分拣器5数量有多个,并在垂直方向上进行叠加,每个分拣器5的中心区域设有一个圆柱形的中心通道51,各分拣器5的中心通道51依次连通,而形成一条竖直连贯的包裹运输通道700。分拣器5包括底板52、漏板53、收集箱54、收集袋55、支承座56、回转驱动机构A57、拨叉58及回转驱动机构B59。收集箱54包括箱底板541、立柱542、升降架543、升降控制机构544、收口组件545、电磁铁A546、电磁铁B547及超高超重检测组件。箱底板541在四个边角处分别设有左内凸台5411、左外凸台5412、右内凸台5413及右外凸台5414。升降控制机构544包括钢丝绳5441、伺服电机A5442及收放轮5443。收口组件545包括伺服电机B5451和齿轮5452。收集袋55包括袋体551、抽绳552及铁片553。袋体551上端缘口的四个边角处分别设有外翻的耳片5512,耳片5512上固接有铁环5513。
取包裹器6包括升降驱动器61、载物台62和取货机械手63。取货机械手63包括机械手臂631、转轴632、转轴座633、夹板体634及摆动驱动机构635。夹板体634包括左铁板6341、右电磁板6342、转销6343及扭簧6344。摆动驱动机构635包括包括支承液压缸6351、活动链节6352及滑块6353。
推送器7包括电动液压缸71和推板72。
包裹分拣之前,基于塔式分拣装置的物流分拣系统处在初始状态,在该状态下:
a、逐取分离装置1的滚筒输送装置13处在运行状态;
b、前分流器2的V形盘23的第一面231或第二面232正对输送器B14的后端;
c、合流器3的小段传送带A371的前端正对一条前分流输送器100的后端,小段传送带B381的后端正对汇流输送器300的前端;
d、后分流器4的一条小段传送带C441的前端正对汇流输送器300的后端,其余三条小段传送带C441的后端分别正对三条后分流输送器100的前端;
e、最上层分拣器5的上转运平面的临停区域正对外罩9的包裹入口91;
f、分拣器5下转运平面的下落区域B正对其下一级分拣器5上转运平面的临停区域;
g、收集箱54的升降架543位于其运动行程的最上端,并通过其下端的电磁铁A546、B547吸附并撑开一个收集袋55;
h、收集箱54的两个电磁铁A546与箱底板541上的左内凸台5411和左外凸台5412位置正对;
i、取包裹器6的载物台62处在其运动行程的最低位置;
j、取包裹器6的取货机械手63处在其转动行程的最下端;
k、取包裹器6的右电磁板6342呈通电状态;
l、推送器7的电动液压缸71的活塞杆处于收缩状态。
包裹分拣流程如下:
S01,通过逐取分离装置1将输送器A11上间隔无序排列输入的包裹等间距排列输出在输送器B14上:
a、将包裹放在运行中的输送器A11上,当包裹从输送器A11的货物排出端排出后,进入并静止在光滑分离板12上。
b、后进入光滑分离板12的包裹接触并顶推先进入光滑分离板12的包裹,从而将先进入光滑分离板12的包裹推上滚筒输送装置13。
c、位于前端的包裹被滚筒输送装置13带动移动,从而与位于后端的包裹分离,包裹从滚筒输送装置13排出后,进入运行的输送器B14,输送器B14上的包裹间距相等。
本步骤中,包裹在输送器A上放置呈一列。输送器A的运行速度<滚筒输送装置的滚动线速度≤输送器B的运行速度。
S02,通过前分流器2将从输送器B14排出的包裹有序分流到两条前分流输送器100上:
a、从输送器B14排出的第一个包裹落在前分流器2的V形盘的第一面上,再经过V形盘的第二面滑落入一条前分流输送器100。
b、第一个包裹离开V形盘23后,V形盘23上的压力感应器J24和压力感应器K25分别传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即控制驱动电机J22的机轴转动,使V形盘23的第二面232转动至正对输送器B14的货物排出端。
c、从输送器B14排出的第二个包裹落在分流器的V形盘的第二面232上,再经过V形盘的第一面231滑落入另一条前分流输送器100。
d、第二个包裹离开V形盘23后,V形盘上的压力感应器J24和压力感应器K25传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即控制驱动电机J24的机轴转动,将V形盘第一面231转动至正对输送器B14的货物排出端,以迎接第三个包裹的到来。
e、重复a-d四个分步骤,实现将输送器B14上的包裹平均分流到两条前分流输送器100上。
S03,通过扫码装置200扫描前分流输送器100上的包裹的条形码信息:
包裹在前分流输送器100上被扫码装置200扫描条形码,扫描得到的地址信息传递给控制器,控制器再根据后续的包裹并齐装置既定的合流规则和分流器既定的分流规则,生成每条分流传送带上的包裹排序清单和每个包裹在塔式分拣装置内的分拣路线。
本步骤中,两条前分流输送器100的长度和运行速度均一致,两条前分流输送器100的货物排出端以前后交替的方式排出包裹。
S04,通过合流器3将多条前分流输送器100排出的包裹有序汇流到汇流输送器300上:
将两条前分流输送器100分别编号为X、Y,将合流器3的小段传送带A371编号为x,将合流器3的小段传送带B381编号为y,将两条前分流输送器100上的包裹按照排出的先后次序划分为两个一组,一组包裹按照排出的先后次序依次编号为Ⅰ、Ⅱ,下文描述中均用标号代替部件全称。
a、包裹汇流之前,合流器3处在初始状态,初始状态下,x正对X,y正对汇流输送器300。从X上排出的包裹Ⅰ落在x上,光电对射传感器A376感应到包裹后随即发送电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机K33启动,使x和y整体沿丝杠移动,当x正对汇流输送器300,且y正对Y时,即停止移动。2、控制驱动电机L375启动,使x运行,x上的包裹Ⅰ输送到汇流输送器300上。
b、从Y上排出的包裹Ⅱ落入y上,光电对射传感器B386感应到包裹后随即发送电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机K33启动,使x和y整体移动至初始状态,即停止移动。2、控制驱动电机M385启动,使y运行,y上的包裹Ⅱ被输送到汇流输送器300上。
c、重复a、b分步骤,实现将两条前分流输送器100上的包裹交替的输送到汇流输送器300上。
S05,通过后分流器4将汇流输送器300排出的包裹有序分流到三条后分流输送器400上:
将三条后分流输送器400分别编号为b、c、d,将四条小段传送带C441分别编号为A、B、C、D,将汇流输送器300上连贯的12个包裹设为一组,一组包裹按照排出的先后次序依次编号为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩、⑪、⑫。
a、分流包裹之前,旋转架41处在初始状态,初始状态下,A正对汇流输送器300,B正对b,C正对c,D正对d。当汇流输送器300排出的包裹①落在A上,与A对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N42启动,将旋转架41转动一个工位,使A正对d,B正对汇流输送器300,C正对b,D正对c。2、控制与A对应的C启动,A连同其上的包裹①同步运行。本分步骤完成后,B接到包裹②,A上的包裹①排放到d上。
b、当汇流输送器300排出的包裹②落在B上,与B对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N42启动,将旋转架41转动一个工位,使A正对c,B正对d,C正对汇流输送器300,D正对b。2、控制与D对应的驱动电机Q445启动,D开始运行。本分步骤完成后,C接到包裹③。
c、当汇流输送器300排出的包裹③落在C上,与C对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N42启动,将旋转架41转动一个工位,使A正对d,B正对c,C正对d,D正对汇流输送器300。2、控制与B对应的驱动电机Q445启动,B连同其上的包裹②同步运行。本分步骤完成后,D接到包裹④,B上的包裹②排放到c上。
d、当汇流输送器300排出的包裹④落在D上,与D对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N42启动,将旋转架41转动一个工位,使A正对汇流输送器300,B正对b,C正对c,D正对d。2、控制与D对应的驱动电机Q445启动,D连同其上的包裹④同步运行。本分步骤完成后,A接到包裹⑤,D上的包裹④排放到d上。
e,当汇流输送器300排出的包裹⑤落在A上,与A对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N42启动,将旋转架41转动一个工位,使A正对d,D正对c,C正对b,B正对汇流输送器300。2、控制与C对应的驱动电机Q445启动,C连同其上的包裹③同步运行。本分步骤完成后,B接到包裹⑥,C上的包裹③排放到b上。
f,当汇流输送器300排出的包裹⑥落在B上,与B对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N42启动,将旋转架41转动一个工位,使A正对c,B正对d,C正对汇流输送器300,D正对b。2、控制与A对应的驱动电机Q445启动,A连同其上的包裹⑤同步运行。本分步骤完成后,C接到包裹⑦,A上的包裹⑤排放到c上。
g,当汇流输送器300排出的包裹⑦落在C上,与C对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N42启动,将旋转架41转动一个工位,使A正对b,B正对c,C正对d,D正对汇流输送器300。2、控制与C对应的驱动电机Q445启动,C连同其上的包裹⑦同步运行。本分步骤完成后,D接到包裹⑧,C上的包裹⑦排放到d上。
h,当汇流输送器300排出的包裹⑧落在D上,与D对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N42启动,将旋转架41转动一个工位,使A正对汇流输送器300,B正对b,C正对c,D正对d。2、控制与B对应的驱动电机Q445启动,B连同其上的包裹⑥同步运行。本分步骤完成后,A接到包裹⑨,B上的包裹⑥排放到b上。
i,当汇流输送器300排出的包裹⑨落在A上,与A对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N42启动,将旋转架41转动一个工位,使A正对d,B正对汇流输送器300,C正对b,D正对c。2、控制与D对应的驱动电机Q445启动,D连同其上的包裹⑧同步运行。本分步骤完成后,B接到包裹⑩,D上的包裹⑥排放到c上。
j、当汇流输送器300排出的包裹⑩落在B上,与B对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N42启动,将旋转架41转动一个工位,使A正对c,B正对d,C正对汇流输送器300,D正对b。2、控制与B对应的驱动电机Q445启动,B连同其上的包裹⑩同步运行。本分步骤完成后,C接到包裹⑪,B上的包裹⑩排放到d上。
k,当汇流输送器300排出的包裹⑪落在C上,与C对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N42启动,将旋转架41转动一个工位,使A正对b,B正对c,C正对d,D正对汇流输送器300。2、控制与A对应的驱动电机Q445启动,A连同其上的包裹⑨同步运行。本分步骤完成后,D接到包裹⑫,A上的包裹⑨排放到b上。
l,当汇流输送器300排出的包裹⑫落在D上,与D对应的光电对射传感器C446感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N42启动,将旋转架转动一个工位,使A正对汇流输送器300,B正对b,C正对c,D正对d。2、控制与C对应的驱动电机Q445启动,C连同其上的包裹⑪同步运行。本分步骤完成后,A接到下一组包裹的包裹①,C上的包裹⑪排放到c上。
m,当汇流输送器300排出的下一组包裹的包裹①落在A上,重复a~l分步骤进行控制,如此循环往复,实现将汇流输送器300排出的包裹有序分流到三条上。
S06,通过纠错装置检查后分流输送器上的包裹是否存在缺失情况:
a、后分流输送器400上第一个包裹的前端通过计时计数器502的红外线道时开始计数,第二个包裹的前端通过计时计数器502的红外线道时计数+1。后分流输送器400上第一个包裹的后端通过计时计数器502的红外线道时开始计时,第二个包裹的前端通过计时计数器502的红外线道时停止计时。至此,完成了一个计时计数循环,并同时开始下一个计时计数循环,每次计时计数循环中,计时均从0秒开始,计数采用累加的方式。
b、计时计数器502通过不断对比前后相邻两个包裹的计时数据差异进行查错,若检查存在包裹缺失,计时计数器立即向控制器发送报警信号,(正常情况下因为相邻包裹间距是基本一致,所以计时数据基本一致。如果存在包裹丢失,那么相邻包裹之间的间距会变大并远超正常间距范围,相应的,计时数据也会变大并远超正常值,据此判断是否存在包裹缺失)控制器收到报警信号后启动扫码器,扫码器扫描出现空缺后第一个包裹的地址并发送至控制器。控制器先在包裹排序清单中搜寻出与空缺前第一个计数编号相对应的包裹地址,再从该包裹地址往后进行搜索,重新定位空缺后第一个包裹的地址,并根据重新定位的地址计算出包裹缺失数量,最后在包裹排序清单中,将缺失包裹的地址替换为空白地址,防止后续分拣错误(如果重新定位的地址与空缺前第一个包裹的地址相隔n个,说明空缺处包裹缺失n个)。
c、控制器启动扫码器501,扫码器501扫描空缺后第二个包裹的地址并发送至控制器,控制器对比鉴别该包裹地址信息与包裹排序清单中的对应包裹信息是否一致,若一致,控制器不产生动作,若不一致,控制器控制整个物流分拣系统停止运行,防止出现分拣错误。
本步骤中,当包裹缺失数量大于等于三个,控制器控制整个物流分拣系统停止运行,同时触发外部报警器报警,以提醒操作人员来处理。
S07,从后分流输送器排出并进入塔式分拣装置的包裹经过分拣进入对应的收集箱54:
a、包裹从后分流输送器400排出后,落在塔式分拣装置最上层分拣器5上转运平面的临停区域,控制器根据预先计算出的该包裹的分拣路线控制回转驱动机构A57产生动作,使漏板53的包裹下落孔A532有选择性的正对收集箱54上端开口或正对底板52包裹下落孔B522,再控制回转驱动机构B59产生动作,通过拨叉将包裹拨动至漏板53的包裹下落孔A532处,包裹则通过漏板53的包裹下落孔A532落入本层分拣器5的收集箱54或下一层分拣器5的上转运平面的临停区域。
b、包裹到达新一层分拣器5的上转运平面的临停区域后,重复a分步骤控制过程,使包裹最终落入对应层分拣器的对应的收集箱54。
S08,收集箱54自动将达到收口标准的收集袋55收口:当收集箱54内的包裹达到预定重量或高度后,包裹超重检测器或包裹超高检测器随即向控制器报警,控制器收到报警信号后控制两个伺服电机B5451同时启动,两个伺服电机B5451分别带动齿轮5452沿齿轮容纳腔54362侧壁上的齿条移动,两个伺服电机B5451则分别在内、外弧形边杆5433的电机滑槽内移动,电磁铁A546则逐渐靠近电磁铁B547,当电磁铁A546移动至与电磁铁B547最接近的位置时,伺服电机B5451停止移动,此时收集袋55上端开口被关闭。
S09,通过取货机械手63将收口的收集袋55转移到载物台62上:
a、收集袋55上端开口被关闭后,控制器控制升降驱动器61产生动作,将载物台62升至与报警的收集箱54相对应的高度。
b、控制器再同时进行两项控制:1、控制支承液压缸6351的活塞杆伸出,将取货机械手63向上推,使夹板体634趋近收集袋55的铁片553。2、控制右电磁板6342断电,使闭合的夹板体634在扭簧6344的作用下张开,张开的夹板体634正对收集袋55的铁553片。
c、夹板体634张开若干秒后,控制器再控制右电磁板6342通电,使夹板体634合拢,夹板体634合拢的同时,将收集袋55的铁片35吸附到右电磁板6342上,夹板体634合拢之后,收集袋55的铁片553便被夹紧在夹板体634的左铁板6341与右电磁板6342之间。
d、收集袋55的铁片553被夹紧之后,控制器先控制电磁铁A546和电磁铁B547断电,使收集袋55与收集箱54脱离连接,再控制支承液压缸6351的活塞杆进一步伸出,使取货机械手63进一步向上推,从而将收集袋55上端开口收紧,并从收集箱54的包裹拽出口548拽出,落在载物台62上。
S10,收集箱54内的收集袋55转移出去后收集箱54内自动撑开一个收集袋55:
a、收集箱54的包裹超重检测器检测到收集袋55抽离后,传递信号给控制器,控制器收到信号后控制两个伺服电机B5451启动,伺服电机B5451机轴转动带动齿轮5452沿齿轮容纳腔54362侧壁上的齿条啮合运动,两个伺服电机B5451则分别在内、外弧形边杆5433的电机滑槽内移动,电磁铁A则546逐渐远离电磁铁B547,当电磁铁A546移动到初始位置时停止移动。
b、控制器再控制伺服电机A5442启动,放下钢丝绳5441,升降架543通过滚轮5435沿着立柱542的滑槽5421下滑,待钢丝绳5441放空之后,升降架543滑落到接近箱底板541的高度。
c、控制器然后控制两个电磁铁A546和两个电磁铁B547通电,电磁铁A546和电磁铁B547分别吸附套在箱底板541的左内凸台5411、左外凸台5412、右内凸台5413及右外凸台5414上的最上一层收集袋55的4个耳片5512,从而完成收集袋55的衔取。
d、控制器最后控制伺服电机A5442启动,收回钢丝绳5441,钢丝绳5441带动升降架543上升,升降架543带动新衔取的收集袋55上升,最终上升到初始位置。
S11,载物台62上的收集袋55通过推送器7转移到输送器C8上:
a、包裹落在载物台62上后,控制器同时进行三项控制:1、控制右电磁板6342断电,松开收集袋55的铁片553。2、控制支承液压缸6351的活塞杆缩回,使取货机械手63下落至最低位置。3、控制升降驱动器61产生动作,使载物台62下降至最低位置。
b、当载物台62下降到最低位置后,控制器控制电动液压缸71的活塞杆伸出,通过推板72将将载物台62上的收集袋55推上输送器C8,动作完成后,电动液压缸71的活塞杆缩回,等待下一次指令。
如图1-24所示,基于塔式分拣装置的物流分拣系统,包括逐取分离装置1、前分流器2、前分流输送器100、扫码装置200、合流器3、汇流输送器300、后分流器4、后分流输送器400、纠错装置500、塔式分拣装置及控制器。
逐取分离装置1包括从前至后依次紧邻设置的输送器A11、光滑分离板12、滚筒输送装置13及输送器B14。滚筒输送装置13包括多个并列且水平布置的滚筒及用于驱动全部的滚筒同步转动的滚筒驱动机构(图中未示出),滚筒驱动机构为电机驱动的链传动副。全部的滚筒在上端形成一条滚动传递面131,滚动传递面131的高度不高于光滑分离板12的上表面高度,光滑分离板12的上表面高度不高于输送器A11的上表面高度。
前分流器2设在设在输送器B14后端,其用于将输送器B14排出的包裹有序分流到所有的前分流输送器100上。前分流器2包括支承架21、驱动电机J22、V形盘23、压力感应器J24及压力感应器K25。支承架21下端固接在驱动电机J22的机轴上,上端固接在V形盘23的下端。V形盘23呈倒V形,其上端设有第一面231和第二面232。压力感应器J24和压力感应器K25分别安装在V形盘23的第一面231和第二面232上。
前分流输送器100设在前分流器2后端,其数量有两条。当V形盘23摆动至其第一面231正对输送器B14的后端时,其第二面232正对一条前分流输送器100。当V形盘23摆动至其第二面232正对输送器B14的后端时,其第一面231正对另一条前分流输送器100。
扫码装置200设在前分流输送器100上,其用于扫描包裹的条形码。
合流器3设在前分流输送器100的后端,其用于将前分流输送器100排出的包裹有序分流到汇流输送器300上。合流器3包括丝杠31、定位座32、驱动电机K33、丝母34、导向杆35、底台36、小段传送带组件A及小段传送带组件B。
丝杠31两端活动安装在定位座32上,其一端与驱动电机K33的机轴关联。驱动电机K33固定安装在定位座32上。丝母34与丝杠31旋配,其上设有供导向杆35通过的导向杆孔。导向杆35穿过丝母34上的导向杆孔,其两端固定安装在定位座32上。底台36固定连接在丝母34的上端。小段传送带组件A和小段传送带组件B均安装在底台36上端。
小段传送带组件A包括小段传送带A371、主动辊A372、从动辊A373、辊座A374、驱动电机L375及光电对射传感器A376。主动辊A372一端与驱动电机L375的机轴关联,另一端活动安装在辊座A374上,驱动电机L375及辊座A374均固定安装在底台36上,小段传送带A371绕设在主动辊A372和从动辊A373之间,光电对射传感器A376安装在底台36上,并位于小段传送带A371的上端及小段传送带A371的前端,其用于检测是否有包裹落在小段传送带A371上。
小段传送带组件B包括小段传送带B381、主动辊B382、从动辊B383、辊座B384、驱动电机M385及光电对射传感器B386。主动辊B382一端与驱动电机M385的机轴关联,另一端活动安装在辊座B384上,驱动电机M385及辊座B384均固定安装在底台36上,小段传送带B381绕设在主动辊B382和从动辊B383之间,光电对射传感器B386安装在底台36上,并位于小段传送带B381的上端及小段传送带B381的前端,其用于检测是否有包裹落在小段传送带B381上。
小段传送带组件A可整体随着底台36移动,进而使小段传送带A371有选择性的正对一条前分流输送器100的后端或正对汇流输送器300的前端。小段传送带组件B可整体随着底台36移动,进而使小段传送带B381有选择性的正对另一条前分流输送器100的后端或正对汇流输送器300的前端。
汇流输送器300设在合流器3后端。
后分流器4设在汇流输送器300的后端,其用于将汇流输送器300排出的包裹有序分流到所有的后分流输送器400上。后分流器4包括旋转架41、驱动电机N42、托举板43及小段传送带组件C。旋转架41包括竖直转杆411及呈环形均布固接在竖直转杆411上端的四根悬臂412,竖直转杆411下端固接在驱动电机N42的机轴上。托举板43固接在悬臂412的悬出端,四块托举板43的转动路径均重合。
小段传送带组件C安装在托举板43的上端,小段传送带组件C包括小段传送带C441、主动辊C442、从动辊C443、辊座C444、驱动电机Q445及光电对射传感器C446。主动辊C442一端与驱动电机Q445的机轴关联,另一端活动安装在辊座C444上,驱动电机Q445及辊座C444均固定安装在托举板43上,从动辊C443两端活动安装在辊座C444上,小段传送带C441绕设在主动辊C442和从动辊C443之间,光电对射传感器C446安装在托举板43上,并位于小段传送带C441的上端及小段传送带C441前进方向的前端,其用于检测是否有包裹落在小段传送带C441上。
后分流输送器400设在后分流器4后端,其数量有三条。当任一条小段传送带C441正对汇流输送器300的后端时,其余三条小段传送带C441分别正对三条后分流输送器400的前端。
纠错装置500设在每条后分流输送器400上,其包括距离后分流输送器400的后端由远及近依次布置的扫码器501和计时计数器502。
塔式分拣装置设在后分流输送器400的后端,其数量有三个,每个塔式分拣装置均与一条后分流输送器400对应。塔式分拣装置包括分拣器5、取包裹器6、推送器7、输送器C8、外罩9及底座600。
分拣器5包括底板52、漏板53、收集箱54、收集袋55、支承座56、回转驱动机构A57、拨叉58及回转驱动机构B59。
底板52呈环形板,其上设有中心孔B521和位于中心孔B521外侧的包裹下落孔B522,其上端面在中心孔B521外侧及包裹下落孔B522内侧之间的区域设有环形槽B523,底板52直接或间接固接在外罩9上。
漏板53为环形板,其上设有中心孔A531和位于中心孔A531外侧的包裹下落孔A532,其上端面在中心孔A531外侧及包裹下落孔A532内侧之间的区域设有环形槽A533。
收集箱54有多个,分别环绕底板52的中心孔B521安装在底板52上,并位于底板52的环形槽B523外侧,收集箱54上端设有敞口。收集箱54包括箱底板541、立柱542、升降架543、升降控制机构544、收口组件545、电磁铁A546、电磁铁B547及超高超重检测组件。
箱底板541为扇形板,其在四个边角处分别设有左内凸台5411、左外凸台5412、右内凸台5413及右外凸台5414。
立柱542有四根,四根立柱542分别固接在箱底板541的四个边角处并垂直于箱底板541向上伸出,其上设有滑槽5421。
升降架543为扇形框架,其包括依次连接的内弧形边杆5431、左边杆5432、外弧形边杆5433及右边杆5434,升降架543在四个边角处通过滚轮5435水平活动安装在四根立柱542之间,其通过滚轮5435与滑槽5421的配合实现沿立柱542上下移动。内弧形边杆5431和外弧形边杆5433的下端面上分别设有圆弧形的移动通道5436,移动通道5436沿内、外弧形边杆的长度方向延伸,并贯通内、外弧形边杆的两侧端面,移动通道5436包括上下相互连通的电机滑槽54361和齿轮容纳腔54362,齿轮容纳腔54362的侧壁上设有齿条,电机滑槽54361与内、外弧形边杆的下端面连通。
升降控制机构544包括钢丝绳5441、伺服电机A5442及收放轮5443,钢丝绳5441一端绕装在收放轮5443上,另一端固接在升降架543上,伺服电机A5442固定安装在立柱542顶端,收放轮5443固接在伺服电机A5442的机轴上。
收口组件545包括伺服电机B5451和齿轮5452,伺服电机B5451有两个,分别可滑动的安装在内、外弧形边杆的电机滑槽54361内,其机轴伸入齿轮容纳腔54362中,齿轮5452固接在伺服电机B5451的机轴上,并位于齿轮容纳腔54362内,并与齿轮容纳腔54362的齿条啮合。
电磁铁A546有两个,分别安装在伺服电机B5451的下端,并与箱底板541上的左内凸台5411和左外凸台5412相对应。
电磁铁B547有两个,分别固接在内、外弧形边杆的下端面上,并与箱底板541上的右内凸台5413和右外凸台5414相对应。
超高超重检测组件包括安装在立柱542上的包裹超高检测器和安装在箱底板541上的包裹超重检测器。
收集箱54在朝向包裹运输通道700的一侧设有包裹拽出口548。包裹拽出口548由朝向包裹运输通道700一侧的两根立柱542、内弧形边杆5431及箱底板541位于包裹运输通道700一侧的边沿合围而形成。
收集袋55包括袋体551、抽绳552及铁片553。袋体551在撑开状态下呈与收集箱54形状相适应的扇柱形,袋体551上端缘口处设有一圈抽绳安装腔5511,抽绳安装腔5511设有入口55111和出口55112,袋体551上端缘口的四个边角处分别设有外翻的耳片5512,耳片5512上固接有铁环5513。抽绳552通过入口55111穿入抽绳安装腔5511,再通过出口55112穿出抽绳安装腔5511,抽绳552一端头暴露在袋体551外,并与铁片553固接,另一端头固接在袋体551上端缘口处。
收集袋55多层堆叠放置在收集箱54的箱底板541上,其四个铁环分别套在箱底板541的左内凸台5411、左外凸台5412、右内凸台5413及右外凸台5414上。抽绳安装腔5511的入口55111、抽绳安装腔5511的出口55112、抽绳552的两端头、铁片553均位于收集箱54的包裹拽出口548一侧。
支承座56包括下回转环561和固接在下回转环561上端的至少三根支承杆562,下回转环561下端活动安装在底板52环形槽B523内,支承杆562上端固接在漏板53下端面上。
回转驱动机构A57与支承座56关联,以驱动支承座56在底板52环形槽B523内回转,支承座56带动漏板53做回转运动,使漏板53的包裹下落孔A532有选择的正对底板52包裹下落孔B522或正对收集箱54上端敞口。回转驱动机构A57包括主动链轮A571、步进电机A572、从动链轮A573及链条A574。主动链轮A571固定安装在步进电机A572的机轴上,步进电机A572直接或间接固接在底板52上,从动链轮A571套装并固接在支承座56的下回转环561上,链条A574绕设在主动链轮A571与从动链轮A573之间。
拨叉58活动安装在漏板53上,其包括上回转环581和扫臂582,上回转环581下端活动安装在漏板53的环形槽A533内,扫臂582固接在上回转环581的外壁上,并向上回转环581的径向外侧伸出。
回转驱动机构B59与拨叉58关联,以驱动拨叉58在漏板53的环形槽A533内转动。回转驱动机构B59包括主动链轮B591、步进电机B592、从动链轮B593及链条B594。主动链轮B591固定安装在步进电机B592的机轴上,步进电机B592直接或间接固接在外罩9上,从动链轮B593套装并固接在拨叉58的上回转环581上,链条B594绕设在主动链轮B591和从动链轮B593之间。
分拣器5数量有多个,并在垂直方向上进行叠加,各分拣器5均直接或间接固定安装在底座600上,每个分拣器5的中心区域设有一个圆柱形的中心通道51,各分拣器5的中心通道51依次连通,而形成一条竖直连贯的包裹运输通道700。分拣器4从上至下依次设有上转运平面和下转运平面,上转运平面上设有临停区域和下落区域A,下转运平面上设有存储区域和下落区域B,上转运平面可相对于下转运平面转动,进而使下落区域A有选择性的正对下转运平面的存储区域或下落区域B。分拣器5下转运平面上的下落区域B正对相邻下一级分拣器5的上转运平面临停区域。
所述中心通道51由从上至下依次连通的拨叉58上回转环581的内孔、漏板53的中心孔A531、支承座56下回转环561的内孔、底板52的中心孔B521而形成。所述上转运平面为漏板53上表面所在的平面,所述下落区域A为漏板53的包裹下落孔A532,所述临停区域为漏板53正对外罩9包裹入口91的区域。所述下转运平面为底板52上表面所在的平面,所述存储区域为底板52上安装收集箱54的区域,所述下落区域B为底板52的包裹下落孔B522。
取包裹器6设在包裹运输通道700内,其包括升降驱动器61、载物台62和取货机械手63。
升降驱动器61为剪叉式液压升降机,其下端安装在底座600上,其用于驱动载物台62做垂直升降运动。
载物台62固接在升降驱动器61上端。
取货机械手63安装在载物台62上,其用于将分拣器5存储区域的包裹转移到载物台62上。取货机械手63包括机械手臂631、转轴632、转轴座633、夹板体634及摆动驱动机构635。机械手臂631下端通过转轴632安装在转轴座633上,上端与夹板体634连接,其上设有沿其长度方向延伸的滑槽6311。转轴632两端活动安装在转轴座633上。转轴座633固定安装在载物台62上。夹板体634包括左铁板6341、右电磁板6342、转销6343及扭簧6344。左铁板6341和右电磁板6342均在一侧边固接有供转销6343插入的转销套,转销6343依次穿过左铁板6341和右电磁板6342的转销套,而将左铁板6341和右电磁板6342活动连接,转销6343在端部与机械手臂631的上端焊接固定,左铁板6341和右电磁板6342绕转销6343转动进而实现相对合拢或张开。扭簧6344套装在转销6343上,其一端抵住左铁板6341的内端面,另一端抵住右电磁板6342的内端面,进而使左铁板6341和右电磁板6342相对张开呈一个固定的角度。
摆动驱动机构635与机械手臂631关联,以驱动机械手臂631绕转轴632摆动。摆动驱动机构635包括支承液压缸6351、活动链节6352及滑块6353。支承液压缸6351固定安装在载物台62上。活动链节6352一端与支承液压缸6351的活塞杆活动连接,另一端与滑块6353活动连接。滑块6353活动安装在机械手臂631的滑槽6311内。
推送器7和输送器C8分别位于载物台62两侧。推送器7包括电动液压缸71和推板72,电动液压缸71固接在底座600上,其活塞杆沿水平方向伸出,推板72固接在电动液压缸71的活塞杆上,并呈竖直状态。输送器C8的前端位于外罩9内,后端从外罩9的包裹出口92穿出,输送带8的前端正对推送器7的推板72。
外罩9固定安装在底座600上,并将分拣器5和取包裹器6笼罩在内,其上端设有供包裹落入最上端分拣器5的包裹入口91,其下端设有供包裹输出的包裹出口92。外罩9的包裹入口91正对分流传送带3的后端。
控制器与分拣器5的伺服电机A5442、伺服电机B5451、电磁铁A546、电磁铁B547、包裹超高检测器、包裹超重检测器、步进电机A572、步进电机B592电性连接。控制器与取包裹器6的升降驱动器61、右电磁板6342、支承液压缸6351电性连接。控制器与电动液压缸71电性连接。控制器与前分流器2的驱动电机J22、压力感应器J24及压力感应器K25电性连接。控制器与合流器3的驱动电机K33、驱动电机L375、驱动电机M385、光电对射传感器A376及光电对射传感器B386电性连接。控制器与后分流器4的驱动电机N42、驱动电机Q445及光电对射传感器C446电性连接。控制器与纠错装置500的计时计数器502及扫码器501电性连接。控制器与扫码装置200电性连接。
优选,输送器A11、输送器B14、前分流输送器100、汇流输送器300、后分流输送器400及输送器C8为皮带输送机或滚筒输送机。

Claims (2)

1.基于速度匹配原理的包裹分拣方法,应用于基于塔式分拣装置的物流分拣系统;
基于塔式分拣装置的物流分拣系统,包括逐取分离装置(1)、前分流器(2)、前分流输送器(100)、扫码装置(200)、合流器(3)、汇流输送器(300)、后分流器(4)、后分流输送器(400)、纠错装置(500)、塔式分拣装置及控制器;
逐取分离装置(1)包括从前至后依次紧邻设置的输送器A(11)、光滑分离板(12)、滚筒输送装置(13)及输送器B(14);
前分流器(2)包括支承架J(21)、驱动电机J(22)、V形盘(23)、压力感应器J(24)及压力感应器K(25);V形盘(23)上端设有第一面(231)和第二面(232);
合流器(3)包括丝杠(31)、定位座(32)、驱动电机K(33)、丝母(34)、导向杆(35)、底台(36)、小段传送带组件A(37)及小段传送带组件B(38);小段传送带组件A(37)包括小段传送带A(371)、主动辊A(372)、从动辊A(373)、辊座A(374)、驱动电机L(375)及光电对射传感器A(376);小段传送带组件B(38)包括小段传送带B(381)、主动辊B(382)、从动辊B(383)、辊座B(384)、驱动电机M(385)及光电对射传感器B(386);
后分流器(4)包括旋转架(41)、驱动电机N(42)、托举板(43)及小段传送带组件C(44);小段传送带组件C(44)包括小段传送带C(441)、主动辊C(442)、从动辊C(443)、辊座C(444)、驱动电机Q(445)及光电对射传感器C(446);
纠错装置(500)包括距离后分流输送器(400)的后端由远及近依次布置的扫码器(501)和计时计数器(502);
塔式分拣装置包括分拣器(5)、取包裹器(6)、推送器(7)及输送器C(8);
分拣器(5)数量有多个,并在垂直方向上进行叠加,每个分拣器(5)的中心区域设有一个圆柱形的中心通道(51),各分拣器(5)的中心通道(51)依次连通,而形成一条竖直连贯的包裹运输通道(700);分拣器(5)包括底板(52)、漏板(53)、收集箱(54)、收集袋(55)、支承座(56)、回转驱动机构A(57)、拨叉(58)及回转驱动机构B(59);收集箱(54)包括箱底板(541)、立柱(542)、升降架(543)、升降控制机构(544)、收口组件(545)、电磁铁A(546)、电磁铁B(547)及超高超重检测组件,超高超重检测组件包括包裹超高检测器和包裹超重检测器;箱底板(541)在四个边角处分别设有左内凸台(5411)、左外凸台(5412)、右内凸台(5413)及右外凸台(5414);升降控制机构(544)包括钢丝绳(5441)、伺服电机A(5442)及收放轮(5443);收口组件(545)包括伺服电机B(5451)和齿轮(5452);收集袋(55)包括袋体(551)、抽绳(552)及铁片(553);袋体(551)上端缘口的四个边角处分别设有外翻的耳片(5512),耳片(5512)上固接有铁环(5513);
取包裹器(6)包括升降驱动器(61)、载物台(62)和取货机械手(63);取货机械手(63)包括机械手臂(631)、转轴(632)、转轴座(633)、夹板体(634)及摆动驱动机构(635);夹板体(634)包括左铁板(6341)、右电磁板(6342)、转销(6343)及扭簧(6344);摆动驱动机构(635)包括支承液压缸(6351)、活动链节(6352)及滑块(6353);
推送器(7)包括电动液压缸(71)和推板(72);
包裹分拣之前,基于塔式分拣装置的物流分拣系统处在初始状态,在该状态下:
a、逐取分离装置(1)的滚筒输送装置(13)处在运行状态;
b、前分流器(2)的V形盘(23)的第一面(231)或第二面(232)正对输送器B(14)的后端;
c、合流器3的小段传送带A(371)的前端正对一条前分流输送器(100)的后端,小段传送带B(381)的后端正对汇流输送器(300)的前端;
d、后分流器(4)的一条小段传送带C(441)的前端正对汇流输送器(300)的后端,其余三条小段传送带C(441)的后端分别正对三条后分流输送器(400)的前端;
e、最上层分拣器(5)的上转运平面的临停区域正对外罩(9)的包裹入口(91);
f、分拣器(5)下转运平面的下落区域B正对其下一级分拣器(5)上转运平面的临停区域;
g、收集箱(54)的升降架(543)位于其运动行程的最上端,并通过其下端的电磁铁A(546)、B(547)吸附并撑开一个收集袋(55);
h、收集箱(54)的两个电磁铁A(546)与箱底板(541)上的左内凸台(5411)和左外凸台(5412)位置正对;
i、取包裹器(6)的载物台(62)处在其运动行程的最低位置;
j、取包裹器(6)的取货机械手(63)处在其转动行程的最下端;
k、取包裹器(6)的右电磁板(6342)呈通电状态;
l、推送器(7)的电动液压缸(71)的活塞杆处于收缩状态;
其特征是:包裹分拣流程如下:
S01,通过逐取分离装置(1)将输送器A(11)上间隔无序排列输入的包裹等间距排列输出在输送器B(14)上:
a、将包裹放在运行中的输送器A(11)上,当包裹从输送器A(11)的货物排出端排出后,进入并静止在光滑分离板(12)上;
b、后进入光滑分离板(12)的包裹接触并顶推先进入光滑分离板(12)的包裹,从而将先进入光滑分离板(12)的包裹推上滚筒输送装置(13);
c、位于前端的包裹被滚筒输送装置(13)带动移动,从而与位于后端的包裹分离,包裹从滚筒输送装置(13)排出后,进入运行的输送器B(14),输送器B(14)上的包裹间距相等;
S02,通过前分流器(2)将从输送器B(14)排出的包裹有序分流到两条前分流输送器(100)上:
a、从输送器B(14)排出的第一个包裹落在前分流器(2)的V形盘的第一面上,再经过V形盘的第二面滑落入一条前分流输送器(100);
b、第一个包裹离开V形盘(23)后,V形盘(23)上的压力感应器J(24)和压力感应器K(25)分别传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即控制驱动电机J(22)的机轴转动,使V形盘(23)的第二面(232)转动至正对输送器B(14)的货物排出端;
c、从输送器B(14)排出的第二个包裹落在分流器的V形盘的第二面(232)上,再经过V形盘的第一面(231)滑落入另一条前分流输送器(100);
d、第二个包裹离开V形盘(23)后,V形盘上的压力感应器J(24)和压力感应器K(25)传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即控制驱动电机J(22)的机轴转动,将V形盘第一面(231)转动至正对输送器B(14)的货物排出端,以迎接第三个包裹的到来;
e、重复a-d四个分步骤,实现将输送器B(14)上的包裹平均分流到两条前分流输送器(100) 上;
S03,通过扫码装置(200)扫描前分流输送器(100)上的包裹的条形码信息:
包裹在前分流输送器(100)上被扫码装置(200)扫描条形码,扫描得到的地址信息传递给控制器,控制器再根据后续的包裹并齐装置既定的合流规则和分流器既定的分流规则,生成每条分流传送带上的包裹排序清单和每个包裹在塔式分拣装置内的分拣路线;
S04,通过合流器(3)将多条前分流输送器(100)排出的包裹有序汇流到汇流输送器(300)上:
将两条前分流输送器(100)分别编号为X、Y,将合流器(3)的小段传送带A(371)编号为x,将合流器(3)的小段传送带B(381)编号为y,将两条前分流输送器(100)上的包裹按照排出的先后次序划分为两个一组,一组包裹按照排出的先后次序依次编号为Ⅰ、Ⅱ,下文描述中均用标号代替部件全称;
a、包裹汇流之前,合流器(3)处在初始状态,初始状态下,x正对X,y正对汇流输送器(300);从X上排出的包裹Ⅰ落在x上,光电对射传感器A(376)感应到包裹后随即发送电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机K(33)启动,使x和y整体沿丝杠移动,当x正对汇流输送器(300),且y正对Y时,即停止移动;2、控制驱动电机L(375)启动,使x运行,x上的包裹Ⅰ输送到汇流输送器(300)上;
b、从Y上排出的包裹Ⅱ落入y上,光电对射传感器B(386)感应到包裹后随即发送电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机K(33)启动,使x和y整体移动至初始状态,即停止移动;2、控制驱动电机M(385)启动,使y运行,y上的包裹Ⅱ被输送到汇流输送器(300)上;
c、重复a、b分步骤,实现将两条前分流输送器(100)上的包裹交替的输送到汇流输送器(300)上;
S05,通过后分流器(4)将汇流输送器(300)排出的包裹有序分流到三条后分流输送器(400)上:
将三条后分流输送器(400)分别编号为b、c、d,将四条小段传送带C(441)分别编号为A、B、C、D,将汇流输送器(300)上连贯的12个包裹设为一组,一组包裹按照排出的先后次序依次编号为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩、⑪、⑫;
a、分流包裹之前,旋转架(41)处在初始状态,初始状态下,A正对汇流输送器(300),B正对b,C正对c,D正对d;当汇流输送器(300)排出的包裹①落在A上,与A对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N(42)启动,将旋转架(41)转动一个工位,使A正对d,B正对汇流输送器(300),C正对b,D正对c;2、控制与A对应的C启动,A连同其上的包裹①同步运行;本分步骤完成后,B接到包裹②,A上的包裹①排放到d上;
b、当汇流输送器(300)排出的包裹②落在B上,与B对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N(42)启动,将旋转架(41)转动一个工位,使A正对c,B正对d,C正对汇流输送器(300),D正对b;2、控制与D对应的驱动电机Q(445)启动,D开始运行;本分步骤完成后,C接到包裹③;
c、当汇流输送器(300)排出的包裹③落在C上,与C对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N(42)启动,将旋转架(41)转动一个工位,使A正对d,B正对c,C正对d,D正对汇流输送器(300);2、控制与B对应的驱动电机Q(445)启动,B连同其上的包裹②同步运行;本分步骤完成后,D接到包裹④,B上的包裹②排放到c上;
d、当汇流输送器(300)排出的包裹④落在D上,与D对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N(42)启动,将旋转架(41)转动一个工位,使A正对汇流输送器(300),B正对b,C正对c,D正对d;2、控制与D对应的驱动电机Q(445)启动,D连同其上的包裹④同步运行;本分步骤完成后,A接到包裹⑤,D上的包裹④排放到d上;
e,当汇流输送器(300)排出的包裹⑤落在A上,与A对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N(42)启动,将旋转架(41)转动一个工位,使A正对d,D正对c,C正对b,B正对汇流输送器(300);2、控制与C对应的驱动电机Q(445)启动,C连同其上的包裹③同步运行;本分步骤完成后,B接到包裹⑥,C上的包裹③排放到b上;
f,当汇流输送器(300)排出的包裹⑥落在B上,与B对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N(42)启动,将旋转架(41)转动一个工位,使A正对c,B正对d,C正对汇流输送器(300),D正对b;2、控制与A对应的驱动电机Q(445)启动,A连同其上的包裹⑤同步运行;本分步骤完成后,C接到包裹⑦,A上的包裹⑤排放到c上;
g,当汇流输送器(300)排出的包裹⑦落在C上,与C对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N(42)启动,将旋转架(41)转动一个工位,使A正对b,B正对c,C正对d,D正对汇流输送器(300);2、控制与C对应的驱动电机Q(445)启动,C连同其上的包裹⑦同步运行;本分步骤完成后,D接到包裹⑧,C上的包裹⑦排放到d上;
h,当汇流输送器(300)排出的包裹⑧落在D上,与D对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N(42)启动,将旋转架(41)转动一个工位,使A正对汇流输送器(300),B正对b,C正对c,D正对d;2、控制与B对应的驱动电机Q(445)启动,B连同其上的包裹⑥同步运行;本分步骤完成后,A接到包裹⑨,B上的包裹⑥排放到b上;
i,当汇流输送器(300)排出的包裹⑨落在A上,与A对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N(42)启动,将旋转架(41)转动一个工位,使A正对d,B正对汇流输送器(300),C正对b,D正对c;2、控制与D对应的驱动电机Q(445)启动,D连同其上的包裹⑧同步运行;本分步骤完成后,B接到包裹⑩,D上的包裹⑥排放到c上;
j、当汇流输送器(300)排出的包裹⑩落在B上,与B对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N(42)启动,将旋转架(41)转动一个工位,使A正对c,B正对d,C正对汇流输送器(300),D正对b;2、控制与B对应的驱动电机Q(445)启动,B连同其上的包裹⑩同步运行;本分步骤完成后,C接到包裹⑪,B上的包裹⑩排放到d上;
k,当汇流输送器(300)排出的包裹⑪落在C上,与C对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N(42)启动,将旋转架(41)转动一个工位,使A正对b,B正对c,C正对d,D正对汇流输送器(300);2、控制与A对应的驱动电机Q(445)启动,A连同其上的包裹⑨同步运行;本分步骤完成后,D接到包裹⑫,A上的包裹⑨排放到b上;
l,当汇流输送器(300)排出的包裹⑫落在D上,与D对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器,控制器收到信号后立即同时进行两项控制:1、控制驱动电机N(42)启动,将旋转架转动一个工位,使A正对汇流输送器(300),B正对b,C正对c,D正对d;2、控制与C对应的驱动电机Q(445)启动,C连同其上的包裹⑪同步运行;本分步骤完成后,A接到下一组包裹的包裹①,C上的包裹⑪排放到c上;
m,当汇流输送器(300)排出的下一组包裹的包裹①落在A上,重复a~l分步骤进行控制,如此循环往复,实现将汇流输送器(300)排出的包裹有序分流到三条上;
S06,通过纠错装置检查后分流输送器(400)上的包裹是否存在缺失情况:
a、后分流输送器(400)上第一个包裹的前端通过计时计数器(502)的红外线道时开始计数,第二个包裹的前端通过计时计数器(502)的红外线道时计数+1;后分流输送器(400)上第一个包裹的后端通过计时计数器(502)的红外线道时开始计时,第二个包裹的前端通过计时计数器(502)的红外线道时停止计时;至此,完成了一个计时计数循环,并同时开始下一个计时计数循环,每次计时计数循环中,计时均从0秒开始,计数采用累加的方式;
b、计时计数器(502)通过不断对比前后相邻两个包裹的计时数据差异进行查错,若检查存在包裹缺失,计时计数器立即向控制器发送报警信号,控制器收到报警信号后启动扫码器,扫码器扫描出现空缺后第一个包裹的地址并发送至控制器;控制器先在包裹排序清单中搜寻出与空缺前第一个计数编号相对应的包裹地址,再从该包裹地址往后进行搜索,重新定位空缺后第一个包裹的地址,并根据重新定位的地址计算出包裹缺失数量,最后在包裹排序清单中,将缺失包裹的地址替换为空白地址,防止后续分拣错误;
c、控制器启动扫码器(501),扫码器(501)扫描空缺后第二个包裹的地址并发送至控制器,控制器对比鉴别该包裹地址信息与包裹排序清单中的对应包裹信息是否一致,若一致,控制器不产生动作,若不一致,控制器控制整个物流分拣系统停止运行,防止出现分拣错误;
S07,从后分流输送器(400)排出并进入塔式分拣装置的包裹经过分拣进入对应的收集箱(54):
a、包裹从后分流输送器(400)排出后,落在塔式分拣装置最上层分拣器(5)上转运平面的临停区域,控制器根据预先计算出的该包裹的分拣路线控制回转驱动机构A(57)产生动作,使漏板(53)的包裹下落孔A(532)有选择性的正对收集箱(54)上端开口或正对底板(52)包裹下落孔B(522),再控制回转驱动机构B(59)产生动作,通过拨叉将包裹拨动至漏板(53)的包裹下落孔A(532)处,包裹则通过漏板(53)的包裹下落孔A(532)落入本层分拣器(5)的收集箱(54)或下一层分拣器(5)的上转运平面的临停区域;
b、包裹到达新一层分拣器(5)的上转运平面的临停区域后,重复a分步骤控制过程,使包裹最终落入对应层分拣器的对应的收集箱(54);
S08,收集箱(54)自动将达到收口标准的收集袋(55)收口:当收集箱(54)内的包裹达到预定重量或高度后,包裹超重检测器或包裹超高检测器随即向控制器报警,控制器收到报警信号后控制两个伺服电机B(5451)同时启动,两个伺服电机B(5451)分别带动齿轮(5452)沿齿轮容纳腔(54362)侧壁上的齿条移动,两个伺服电机B(5451)则分别在内、外弧形边杆的电机滑槽(54361)内移动,电磁铁A(546)则逐渐靠近电磁铁B(547),当电磁铁A(546)移动至与电磁铁B(547)最接近的位置时,伺服电机B(5451)停止移动,此时收集袋(55)上端开口被关闭;
S09,通过取货机械手(63)将收口的收集袋(55)转移到载物台(62)上:
a、收集袋(55)上端开口被关闭后,控制器控制升降驱动器(61)产生动作,将载物台(62)升至与报警的收集箱(54)相对应的高度;
b、控制器再同时进行两项控制:1、控制支承液压缸(6351)的活塞杆伸出,将取货机械手(63)向上推,使夹板体(634)趋近收集袋(55)的铁片(553);2、控制右电磁板(6342)断电,使闭合的夹板体(634)在扭簧(6344)的作用下张开,张开的夹板体(634)正对收集袋(55)的铁片(553);
c、夹板体(634)张开若干秒后,控制器再控制右电磁板(6342)通电,使夹板体(634)合拢,夹板体(634)合拢的同时,将收集袋(55)的铁片(553)吸附到右电磁板(6342)上,夹板体(634)合拢之后,收集袋(55)的铁片(553)便被夹紧在夹板体(634)的左铁板(6341)与右电磁板(6342)之间;
d、收集袋(55)的铁片(553)被夹紧之后,控制器先控制电磁铁A(546)和电磁铁B(547)断电,使收集袋(55)与收集箱(54)脱离连接,再控制支承液压缸(6351)的活塞杆进一步伸出,使取货机械手(63)进一步向上推,从而将收集袋(55)上端开口收紧,并从收集箱(54)的包裹拽出口(548)拽出,落在载物台(62)上;
S10,收集箱(54)内的收集袋(55)转移出去后收集箱(54)内自动撑开一个收集袋(55):
a、收集箱(54)的包裹超重检测器检测到收集袋(55)抽离后,传递信号给控制器,控制器收到信号后控制两个伺服电机B(5451)启动,伺服电机B(5451)机轴转动带动齿轮(5452)沿齿轮容纳腔(54362)侧壁上的齿条啮合运动,两个伺服电机B(5451)则分别在内、外弧形边杆的电机滑槽(54361)内移动,电磁铁A(546)则逐渐远离电磁铁B(547),当电磁铁A(546)移动到初始位置时停止移动;
b、控制器再控制伺服电机A(5442)启动,放下钢丝绳(5441),升降架(543)通过滚轮(5435)沿着立柱(542)的滑槽(5421)下滑,待钢丝绳(5441)放空之后,升降架(543)滑落到接近箱底板(541)的高度;
c、控制器然后控制两个电磁铁A(546)和两个电磁铁B(547)通电,电磁铁A(546)和电磁铁B(547)分别吸附套在箱底板(541)的左内凸台(5411)、左外凸台(5412)、右内凸台(5413)及右外凸台(5414)上的最上一层收集袋(55)的4个耳片(5512),从而完成收集袋(55)的衔取;
d、控制器最后控制伺服电机A(5442)启动,收回钢丝绳(5441),钢丝绳(5441)带动升降架(543)上升,升降架(543)带动新衔取的收集袋(55)上升,最终上升到初始位置;
S11,载物台(62)上的收集袋(55)通过推送器(7)转移到输送器C(8)上:
a、包裹落在载物台(62)上后,控制器同时进行三项控制:1、控制右电磁板(6342)断电,松开收集袋(55)的铁片(553);2、控制支承液压缸(6351)的活塞杆缩回,使取货机械手(63)下落至最低位置;3、控制升降驱动器(61)产生动作,使载物台(62)下降至最低位置;
b、当载物台(62)下降到最低位置后,控制器控制电动液压缸(71)的活塞杆伸出,通过推板(72)将载物台(62)上的收集袋(55)推上输送器C(8),动作完成后,电动液压缸(71)的活塞杆缩回,等待下一次指令。
2.如权利要求1所述的基于速度匹配原理的包裹分拣方法,其特征是:
S01步骤中,包裹在输送器A(11)上放置呈一列;输送器A(11)的运行速度<滚筒输送装置(13)的滚动线速度≤输送器B(14)的运行速度;
S03步骤中,两条前分流输送器(100)的长度和运行速度均一致,两条前分流输送器(100)的货物排出端以前后交替的方式排出包裹;
S06步骤中,当包裹缺失数量大于等于三个,控制器控制整个物流分拣系统停止运行,同时触发外部报警器报警,以提醒操作人员来处理。
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