CN109335538B - 双环线交叉带分拣机、交叉带分拣系统及其分拣方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了双环线交叉带分拣机、交叉带分拣系统及其分拣方法,其中，双环线交叉带分拣机，包括至少一条环形轨道；两组交叉带小车，形成两个并排且可在所述环形轨道上循环转动的输送环线；动力装置，驱动两组交叉带小车沿所述环形轨道移动。本方案设计精巧，结构简单，通过在一条环形轨道内使用两套小车，可以在不增加占地面积的前提下，利用环线内部的空间，增加交叉带小车的数量，使分拣能力翻倍，提高分拣机的使用效率，降低了设备的成本，同时使两个输送环形的交叉带小车之间可以进行包裹的转载，因此能够减少小车的空置率，同时提高上包的灵活性，降低了上包线的布设要求和占用空间。

Description

双环线交叉带分拣机、交叉带分拣系统及其分拣方法

技术领域

本发明涉及物流分拣设备领域，尤其是双环线交叉带分拣机、交叉带分拣系统及其分拣方法。

背景技术

分拣是将物品按品种、出入库先后顺序、目的地等进行分门别类地堆放的作业。分拣是完善送货、支持送货准备性工作，是不同配送企业在送货时进行竞争和提高自身经济效益的必然延伸，所以，也可以说分拣是送货向高级形式发展的必然要求。

为了提高分拣效率，自动分拣系统在第二次世界大战后在美国、日本和欧洲的物流配送中心被广泛采用，其中，交叉带式分拣系统，如申请号为201810494195 .8所示，其由主驱动带式输送机和载有小型带式输送机的台车(简称“小车”)联接在一起，当“小车”移动到所规定的分拣位置时，转动皮带，完成把商品分拣送出的任务，其虽然极大的提高了分拣效率，但是系统本身需要建设短则40-50米，长则150-200米的机械传输线，并且输送线呈环形水平铺设，占地面积大，环线内部空间没有充分使用，因此对使用场地的要求高且场地利用率低，应用灵活性差。

另外，现有的小车驱动方式往往是电机+链轮+链条的方式，一方面，小车需要连接到链条上，增加了组装难度，另一方面，由于链条的节距限制，小车之间的间隙相对较大，导致了小车布设数量的减少；并且，由于动力点的数量有限，为了保证足够的驱动力，链条的长度往往需要控制在合理的范围，而链条长度的限制又给环线的延长带来阻碍，不利于进行线路的扩展。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种双环线交叉带分拣机、交叉带分拣系统及其分拣方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

双环线交叉带分拣机，包括

至少一条环形轨道；

两组交叉带小车，形成两个并排且可在所述环形轨道上循环转动的输送环线；

动力装置，驱动两组交叉带小车沿所述环形轨道移动。

优选的，所述的双环线交叉带分拣机中，所述环形轨道呈纵向布置或水平布置。

优选的，所述的双环线交叉带分拣机中，所述环形轨道为两个，且具有高度差，每个环形轨道上设置有两组并行的交叉带小车。

优选的，所述的双环线交叉带分拣机中，两条输送环线中的交叉带小车一一对应且同步移动。

优选的，所述的双环线交叉带分拣机中，并排的两个所述交叉带小车具有共同的可在所述环形轨道上滑动的车架或分别具有可在所述环形轨道上滑动的车架。

优选的，所述的双环线交叉带分拣机中，每个所述交叉带小车包括设置于车架上的皮带输送机，所述皮带输送机能够进行双向输送。

优选的，所述的双环线交叉带分拣机中，相邻车架通过杆端关节轴承连接。

优选的，所述的双环线交叉带分拣机中，所述动力装置包括至少设置于每条输送环线的部分所述交叉带小车上的驱动板以及通过电磁推力和/或摩擦力驱动所述驱动板的直线电机或摩擦驱动装置。

交叉带分拣系统，包括上述任一的双环线交叉带分拣机，每个输送环线与至少一上包线衔接，所述双环线交叉带分拣机、上包线均连接控制装置。

优选的，所述的交叉带分拣系统中，所述上包线的输入端具有包裹定向装置。

优选的，所述的交叉带分拣系统中，所述上包线包括动态称重段，所述动态称重段的输送线的辊筒的平衡精度等级不低于G16。

优选的，所述的交叉带分拣系统中，所述辊筒的中间区域的壁厚大于其两侧区域的壁厚。

优选的，所述的交叉带分拣系统中，所述辊筒的中间区域的直径大于其两侧区域的直径，且两侧区域呈现为外端小，内端大的圆台状。

优选的，所述的交叉带分拣系统中，所述辊筒通过外球面带座轴承安装在输送线的支架上，且所述外球面带座轴承反向安装在支架上。

交叉带分拣系统的分拣方法，包裹可从一条输送环线转移到并排的另一条输送环线上。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本方案设计精巧，结构简单，通过在一条环形轨道内使用两套小车，可以在不增加占地面积的前提下，利用环线内部的空间，增加交叉带小车的数量，从而增加分拣格口的数量，提高分拣机的使用效率，降低了设备的成本，同时使两个输送环形的交叉带小车之间可以进行包裹的转载，即可根据分拣格口的位置要求，在轨道的内外侧各自上包后，进行包裹在内外侧小车之间的转载，达成进行相应格口滑槽的目的，因此能够减少小车的空置率，同时提高上包的灵活性，降低了上包线的布设要求和占用空间。

本方案的双环线交叉带分拣机，具有多种布局和组装形式，应用灵活性强，当采用轨道纵置的方式时，可以充分利用纵向空间，避免现有技术中采用水平布设的方式需要较大的水平空间的问题，对于应用场地的要求大大降低，应用的灵活性增加。

本方案采用双层环形轨道的布局方式，能够在不增加占地面积的同时，充分利用纵向空间，进一步增加分拣设备的数量，从而成倍的提高分拣能力，并且供包方式可以采用入口直接供应，可以在同一垂直线上；也可以采用供包机方式供应，具体可以根据高度，差位布置等进行调整，应用灵活性好。

本方案采用电磁驱动或摩擦驱动的方式，省去了链条等结构，不需要将交叉带小车与链条连接，组装更加容易，同时，交叉带小车的间距不再受到链条节距的限制，从而能够尽量做到的最小以充分利用环线的空间；并且，直线电机的点位和数量可以根据需要进行添加以增大驱动力，进而能够有效的实现环线的扩充，应用的灵活性更佳。

本方案的每个小车仅有一端设置有轮，并且采用杆端关节轴承连接相邻小车，从而使每个小车具有充分的转向自由度，改善了在圆弧区域转向的顺畅性和交叉带小车与轨道的贴合性。

在上包线上设置包裹定向装置，能够使包裹以同一的形态输送到交叉带小车上且在交叉带小车保持摆正状态，便于后续的分拣作业。

通过改善动态称重段的辊筒的动平衡性能，减弱辊筒高速转动时产生的振动，从而减小输送线产生的振动对传感器测量精度的影响，改进后最终的误差可控制在±30g内，相对与常规的±50-±100的误差范围，称重精度极大的提高。

通过对动态称重段的辊筒壁厚的设计，进一步改进辊筒的平衡精度，为称重精度的提高提供了可能。

动态称重段的辊筒造型的设计，能够充分利用皮带与辊筒紧贴时的形状特性，避免出现皮带跑偏的问题。

动态称重段中的轴承反向安装，一来可以增加设备的美观性，避免出现外凸的问题，同时能够减小同一辊筒连接的两个轴承上的顶丝的距离，以降低顶丝出现松动的风险，进而保证轴与轴承连接的牢固性，降低辊筒出现振动的可能性，有利于减小振动，保证称重精度的实现。

附图说明

图 1 是本发明的双环线交叉带分拣机水平布设的示意图；

图 2 是本发明的双环线交叉带分拣机纵向布置的侧视图；

图 3是本发明中交叉带小车和环形轨道的组装状态示意图（一个支架上安装一个皮带输送机）；

图4是本发明的交叉带小车的俯视图（一个支架上安装一个皮带输送机）；

图5、图6是本发明的交叉带小车的两侧视图（一个支架上安装一个皮带输送机）；

图7 是图2中B区域的放大图；

图8是本发明的双层双环线交叉带分拣机的示意图（一个支架上安装两个皮带输送机）；

图 9是本发明的交叉带分拣系统的俯视图；

图10是图9中A区域的放大图；

图11是本发明的上包线的结构示意图；

图 12是本发明的动态称重段的侧视图；

图 13是本发明的动态称重段中的辊筒示意图；

图14是本发明的动态称重段中的外球面带座轴承与辊筒安装状态示意图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本发明揭示的双环线交叉带分拣机进行阐述，如附图1所示，其包括

至少一条环形轨道1；

两组交叉带小车2，形成两个并排且可在所述环形轨道1上循环转动的输送环线。

其中，所述环形轨道1可以是如附图1所示的水平布置，并且环形轨道1的布设形状可以是不规则环线，也可以是圆形、椭圆形或腰形或圆角矩形等规则形状，优选所述环形轨道1为圆角矩形状，在另一实施例中，环形轨道1也可以是如附图2所示的呈纵向布置，即包括具有高度差的上层11、下层13及衔接它们的现阶段12。

并且，在环形轨道1是纵置时，交叉带小车2运行到下层13时，在重力作用下会存在与环形轨道1脱离的趋势，因此，附图3所示，在所述环形轨道1的两侧面板14上分别形成有供交叉带小车2上的轮通行的滑动槽15，从而可以通过滑动槽15为交叉带上的轮提供支撑，保证其能够沿环形轨道继续滑动。

同时，在一种可行的实施例中，一条所述环形轨道1上可以形成有两个分别供一条输送环线循环转动的通道，此时，如附图3所示，每个输送环线的交叉带小车2包括独立的可在通道中滑动地车架21，因此，两条输送环线可以单独运动，它们即可以同速运动，也可以差速运动。

当然，在另一中实施例中，如附图8所示，一条所述环形轨道1上也可以仅有一个供两个输送环线循环转动的通道，此时，两条输送环线中的交叉带小车2一一对应且同步移动，且并排的两个所述交叉带小车2具有共同的可在所述通道上滑动的车架21，此时两个输送环线同步转动。

下面以一个车架21上设置一个皮带输送机23为例进行说明，如果要在一个车架21上安装两个皮带输送机23，只要增加车架21的尺寸即可，如附图4所示，所述车架21整体呈现为工字型，其包括短型材211、长型材213及垂直连接它们的连接型材212，所述短型材211的中间位置形成有一纵向孔2111，如附图5所示，所述纵向孔2111的外侧壁2112处形成有一连接孔2113；如附图4、附图6所示，所述长型材213的中间位置设置有一与其延伸方向相同的连接轴214，所述连接轴214下方的型材板2131上形成有与所述连接轴214位置匹配的缺口2132；如附图4所示，所述连接型材212包括两个等高且保持间隙的型材，它们分别螺接所述短型材211和长型材213的中间位置。

如附图4-附图6所示，所述长型材213的两端分别设置有位于其外侧的滚轮22，所述长型材213的底部靠近两端的位置还分别设置有一导向轮24，所述导向轮24的轴线与滚轮22的轴线垂直，当车架21置于环形轨道上时，两个所述滚轮22分别位于一个所述滑动槽15中，两个所述导向轮24分别与环形轨道的内侧壁贴合，从而避免车架21在水平方向上出现摆动；

如附图3-附图6所示，所述车架21上设置有皮带输送机23，所述皮带输送机23可以是各种可行的结构，优选的，所述皮带输送机23的两端231、232延伸到所述环形轨道1的两侧外，从而可以便于与其他输送线或设备进行衔接，避免受到环形导轨的干扰，并且，所述皮带输送机23可以进行双向运动，从而处于并排状态的两个交叉带小车之间可以进行包裹的转运。

进一步来看，如附图6所示，所述皮带输送机23包括设置于车架21上的基架233，所述基架233的两端分别设置有滚筒234，至少一个辊筒234为有动力辊，两个辊筒234之间的间距可调且它们上套装有至少一条皮带235。

调节两个所述辊筒234之间的间隙通过如下结构实现：如附图6所示，在所述基架233的两端侧板上分别开设有一对用于架设辊筒234的安装槽2331、2332，至少一个安装槽2331的延伸方向与皮带235的输送方向相同，架设在所述安装槽2331中的辊筒的支撑轴的两端分别连接一螺杆236，所述螺杆236穿过一所述基架233侧壁处的支撑板237上的通孔，并通过两个位于支撑板237两侧的螺母238固定，调节所述螺杆236与所述支撑板237的相对位置，即可实现对应辊筒的位置调整，从而实现皮带235张紧度的调整，避免皮带过紧出现断裂及过松出现打滑的问题，保证了输送的稳定性和设备的可靠性。

并且，两个所述辊筒234的中间区域直径大于两侧区域的直径，并且两侧的直径呈现向外端逐渐减小的趋势，从而皮带在两个辊筒234上转动时，其与辊筒234紧贴，其上下层均呈现为外凸的形态，从而相对于平面形态，不容易产生皮带跑偏问题。

进一步，所述双环线交叉带分拣机还包括动力装置3，用于驱动两组交叉带小车2沿所述环形轨道1移动，所述动力装置3可以是已知的各种驱动形式，如电机+链轮+链条的链式驱动，如附图2、附图3、附图7所示，所述动力装置3优选包括至少一直线电机31及至少设置于部分并排的所述交叉带小车2上且由直线电机31产生的电磁推力驱动的驱动板32，并且，所述直线电机31的布设数量及点位可以根据实际输送线的长度及要到达的环形速度进行调整，所述驱动板32插接在每个所述车架21的连接型材212的间隙处且通过螺栓固定。

当然，驱动所述驱动板32的也可以是其他的驱动装置，如摩擦驱动的方式，即通过转动的摩擦轮或皮带与驱动板32接触，从而实现驱动，采用摩擦驱动的方式，同样可以实现多点驱动，摩擦驱动为已知技术，此处不再赘述。

另外，由于环形轨道具有圆弧的区域，因此交叉带小车彼此相连的结构可能会对每个交叉带小车在圆弧区域的滑动产生干涉，导致小车出现抖动等情况，对应的，本方案中使相邻交叉带小车的车架21枢轴连接，具体的，如附图7所示，相邻车架21通过杆端关节轴承4连接，所述杆端关节轴承4的螺杆端连接在所述车架上的连接孔2113，其另一端的内球套装在所述连接轴214上，且内球位于所述长型材的中间位置，其两侧分别通过套装在连接轴214上的限位套限位。

在另一可行的实施例中，如附图8所示，所述环形轨道1为两个，且具有高度差，并且两个环形轨道1在水平面上的投影重合，同时，每个环形轨道1上设置有两组并行的交叉带小车2，从而可以进一步提高纵向空间的利用率，在占用相同水平面积的条件下，成倍的提高分拣能力。

本发明进一步揭示了交叉带分拣系统，如附图9所示，包括上述的各种双环线交叉带分拣机10，每个输送环线与至少一上包线20衔接，所述双环线交叉带分拣机10、上包线20均连接控制装置（图中未示出）。

其中，如附图9所示，每个输送环线与三个所述上包线20衔接，并且外侧的输送环线的上包线20位于外侧，内输送环形的上包线位于内侧，同时，每个上包线20的宽度大于一个交叉带小车的皮带输送机23的宽度，优选为其宽度约为两个皮带输送机23的宽度，并且，在所述上包线20处还可以设置有扫码、动态称重、测体积等装置。

另外，如附图10所示，在每个所述上包线20的输入端具有包裹定向装置201，所述包裹定向装置201包括一直角定位槽2011，所述直角定位槽2011的一个平面2012与一个同上包线20衔接的交叉带小车的皮带输送机的辊筒的轴线方向平行，此时，上包线20输送的包裹能够在对应的交叉带小车上处于摆正状态。

在一可行的实施例中，如附图11所示，所述上包线20的具体结构如下：其包括依次衔接的供包段202、动态称重段203及加速输送段204，所述供包段202处设置所述包裹定向装置201，并且，在所述供包段202、动态称重段203及加速输送段204的一个或多个上通过支架207设置有条码或二维码识别装置205和体积测量装置206。

其中，所述动态称重段203，如附图12所示，其包括基架2031、通过称重传感器2032连接在所述基架2031上的输送线2033及与所述称重传感器2031通信的称重仪表2034，所述称重仪表2034连接整个系统的控制装置。

所述基架2031可以是各种可行的材质或形状，满足其能够提供稳定的支撑即可，优选的，如附图12所示，其包括至少四个通过型材连接成一体的立柱20311，每个立柱20311的顶面设置有一所述称重传感器2032，所述称重传感器可以是已知的各种称重传感器，如S型、悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式、柱筒式等各种样式、各种型号、各种品牌的产品。

四个所述称重传感器2032上设置有所述输送线2033，所述输送线2033可以是皮带输送机或辊筒输送机，优选以皮带输送机为例，如附图12所示，所述输送线2033包括支架20332，所述支架20332具有四个设置于四个所述称重传感器2032上的支脚203321，所述支架20332的两端分别可转动地架设一辊筒20331，所述辊筒20331的平衡精度等级不低于G16，两个所述辊筒20331上套装有皮带20333，且至少一辊筒20331的转轴连接驱动其转动的动力装置20334，所述动力装置20334可以是各种可行的方式，如电机+减速机+轮+皮带或电机+减速机+齿轮+链条或直接用电机+减速机的结构，所述动力装置20334驱动所述皮带20333的输送速度不低于80m/min。

进一步，由于常规的辊筒20331是热轧钢材质，制作成型后，辊筒筒壁不同区域的壁厚不均匀，从而导致其平衡精度相对较差，因此在辊筒形成后，用铣刀将从辊筒内壁处削去一层，并且，如附图13所示，使所述滚筒的中间区域203311的壁厚大于其两侧区域203312的壁厚；另外，发明人研究发现，辊筒20331的筒壁越厚，重量越大，其受到的惯性越大，就越容易出现动不平衡，因此控制所述辊筒20331的中间区域203311的壁厚在6-8mm，其两侧区域203312的壁厚在4±1mm。

另外，如果所述辊筒20331的表面是平面时，在辊筒20331转动时，其上的皮带20333易出现跑偏的情况，给设备运行的稳定性和输送的安全性，因此，在设计时，如附图13所示，将所述辊筒20331设置为中间区域203311的直径大于其两侧区域203312的直径，且两侧区域203312呈现为外端小，内端大的圆台状，从而皮带20333与辊筒20331贴紧时，其呈现为弓形，从而能够增加其平移的难度，避免发生皮带跑偏。

进一步，为了增加皮带与辊的贴合度，如附图12所示，在所述支架20332上还可转动地设置有一延伸方向与所述辊筒20331相同且位于两个辊筒20331之间的张紧辊20335，所述张紧辊20335与下层皮带331的底面抵靠，且其顶点位于所述辊筒20331的最低点的上方，从而所述下层皮带203331与张紧辊20335的接触点到上层皮带203332的距离小于辊筒20331的直径。

同时，如附图14所示，每个所述辊筒20331通过一对外球面带座轴承20336安装在支架20332上，正常安装时，所述外球面带座轴承20336的突出端朝外（即正向安装），这样，两个顶丝之间的距离相对较远，从而更易受到轴承动不平衡的影响出现松脱，因此，本方案中使所述外球面带座轴承36反向安装在支架20332上，及两个外球面带座轴承20336的突出端朝内设置且相对。

工作时，人工或通过自动化设备间包裹放置于供包段202的包裹定向装置201处定向后输送至动态称重段203，在动态称重段203，所述条码或二维码识别装置205读取包裹上的条码或二维码，获取包裹的路径等信息，另外，所述称重传感器、体积测量装置206分别测量包裹的重量及体积，并与该包裹的信息绑定并存储于控制装置，获取相应信息后的包裹被输送到加速输送段204进行加速并转移到一空置的交叉带小车2上，当交叉带小车2转动到达目的地后，交叉带小车的皮带输送机启动将包裹卸包。

当某一输送环线上的包裹的目的地在另一输送环环形上时，可通过两个并排的皮带输送机进行包裹的转载。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.交叉带分拣系统，包括双环线交叉带分拣机（10），其特征在于：所述双环线交叉带分拣机（10），包括

至少一条环形轨道（1）；

两组交叉带小车（2），形成两个并排且可在所述环形轨道（1）上循环转动的输送环线，两条输送环线单独运动，包裹可从一条输送环线转移到并排的另一条输送环线上；

每个所述交叉带小车（2）包括设置于车架（21）上的皮带输送机（23），所述皮带输送机（23）能够进行双向输送；相邻车架（21）通过杆端关节轴承（4）连接；

动力装置（3），驱动两组交叉带小车（2）沿所述环形轨道（1）移动；所述动力装置（3）包括至少设置于每条输送环线的部分所述交叉带小车（2）上的驱动板（32）以及通过电磁推力和/或摩擦力驱动所述驱动板的直线电机（31）或摩擦驱动装置；

每个输送环线与至少一上包线（20）衔接，所述双环线交叉带分拣机（10）、上包线均连接控制系统工作的控制装置；

所述上包线的输入端具有包裹定向装置（201）；所述上包线包括动态称重段（203），所述动态称重段的输送速度不低于80m/min，所述动态称重段（203）的输送线（2033）的辊筒（20331）的平衡精度等级不低于G16；所述辊筒（20331）是热轧钢材质，在辊筒形成后，用铣刀将从辊筒内壁处削去一层；所述辊筒（20331）的中间区域（203311）的壁厚大于其两侧区域（203312）的壁厚，所述辊筒（20331）的中间区域（203311）的壁厚在6-8mm，其两侧区域（203312）的壁厚在4±1mm；所述辊筒（20331）的中间区域（203311）的直径大于其两侧区域（203312）的直径，且两侧区域（203312）呈现为外端小，内端大的圆台状；

所述辊筒（20331）通过外球面带座轴承（20336）安装在输送线（2033）的支架（20332）上，且所述外球面带座轴承（20336）反向安装在支架（20332）上。

2.根据权利要求1所述的交叉带分拣系统，其特征在于：所述环形轨道（1）呈纵向布置或水平布置。

3.根据权利要求1所述的交叉带分拣系统，其特征在于：所述环形轨道（1）为两个，且具有高度差，每个环形轨道（1）上设置有两组并行的交叉带小车（2）。