CN109926353A - 一种集散中心自动分拣系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集散中心自动分拣系统及其方法，包括主控制器、RFID阅读器、服务器、检测装置和多个相互连接的万向传输装置，所述检测装置包括激光传感器和转速传感器，所述检测装置设置在万向传输装置上；所述万向传输装置包括矩形壳体和设置在矩形壳体正上方的转动板，所述转动板和矩形壳体之间设有轴承座，所述矩形壳体内设有辅助控制器和转向伺服电机，所述转向伺服电机的输出轴向上同轴连接有第一传动杆，所述第一传动杆顶端穿过矩形壳体和轴承座与转动板固连，所述第一传动杆与轴承座内的轴承转动连接，所述转动板顶端表面设有激光传感器、驱动伺服电机和两个滚轮架。本发明具有传送装置利用效率高、投资和维护成本小、工作效率高等优点。

Description

一种集散中心自动分拣系统及其方法

技术领域

本发明涉及物流分拣领域，具体来说，涉及一种集散中心自动分拣系统及其方法。

背景技术

自动分拣系统是配送中心所必需的设施条件之一，面对如今大批量的来自各地的快递包裹，自动分拣系统是提高物流配送效率的一项关键因素。想把堆积如山的快递快速的分拣完，传送带是必不可少的，但是一般的传送带只能实现货物的单方向传递，利用效率低，投资成本大，且当传送带的某部分出现问题时，整个传送带将会停止工作，维护成本大。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种集散中心自动分拣系统及其方法，具有传送装置利用效率高、投资和维护成本小、工作效率高等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种集散中心自动分拣系统，包括主控制器、RFID阅读器、服务器、检测装置和多个相互连接的万向传输装置，包括主控制器、RFID阅读器、服务器、检测装置和多个相互连接的万向传输装置，所述检测装置包括激光传感器和转速传感器，所述检测装置设置在万向传输装置上；所述万向传输装置包括矩形壳体和设置在矩形壳体正上方的转动板，所述转动板和矩形壳体之间设有轴承座，所述矩形壳体内设有辅助控制器和转向伺服电机，所述转向伺服电机的输出轴向上同轴连接有第一传动杆，所述第一传动杆顶端穿过矩形壳体和轴承座与转动板固连，所述第一传动杆与轴承座内的轴承转动连接，所述转动板顶端表面设有激光传感器、驱动伺服电机和两个滚轮架，所述两个滚轮架之间设有传动轮，所述传动轮与滚轮架之间通过第二传动杆连接，所述第二传动杆与滚轮架转动连接，所述第二传动杆一端与驱动伺服电机的输出轴同轴相连，另一端设有转速传感器，所述矩形壳体下端设有丝杆升降机，所述丝杆升降机的升降段与矩形壳体的外部底面连接；

所述RFID阅读器的信号输出端与服务器的信号输入端连接，所述服务器的信号输出端与主控制器的信号输入端连接，所述辅助控制器的第一信号输入端与主控制器的信号输出端连接，所述辅助控制器的第二信号输入端与激光传感器的信号输出端连接，所述辅助控制器的第三信号输入端与转速传感器的信号输出端连接，所述辅助控制器的第一信号输出端与驱动伺服电机的信号输入端连接，所述辅助控制器的第二信号输出端与转向伺服电机的信号输入端连接，所述辅助控制器的第三信号输出端与丝杆升降机的信号输入端连接，所述辅助控制器的第四信号输出端与主控制器的信号输入端连接。

上述结构中，将多个万向传输装置组合连接在一起形成所需面积大小的分拣平台，分拣平台与主控制器连接，主控制器连通所有用电机构，将物品放入到分拣平台的入口处，RFID阅读器读取物品标签，获得物品的EPC码，之后将EPC码对称加密后发送到服务器，服务器对接收的EPC码进行解密与解码，得到对应物品的标识码，通过标识码获取存储在数据库中物品的相关信息，并将物品的相关信息发送给主控制器，主控制器根据物品的目的地，得到物品目的地所属区域的标志，根据标志为物品划分出对应路线，主控制器根据获得的物品相关信息得出物品与平台的最小接触面，且计算出最小接触面对应的万向传输装置数量，主控制器根据物品从起点到目的地的路线，得出物品下一步传输需要用到哪些万向传输装置，并使万向传输装置开始运行，位于传输路线的万向传输装置在运行前，丝杆升降机带动矩形壳体上升一定的距离，根据路线分配的需要，特定位置的万向传输装置内的转向伺服电机通过第一传动杆带动转动板转动相应的角度，驱动伺服电机通过第二传动杆带动传动轮运行，传动轮带动物品运行，激光传感器检测物品的位置信息，检测物品是否位于该万向传输装置上方，转速传感器检测传动轮转速，辅助控制器将转速信息和激光检测信息传送到主控制器，进而计算出传动轮的运行时间，方便及时停止传动轮运行，提高了万向传输装置的利用效率，减少了电能的浪费，同时传输物品完毕的万向传输装置中的丝杆升降机带动矩形壳体下降回归原位；通过计算万向传输装置传输物品所需时间以及检测装置检测到物品离开的信号以后，使万向传输装置停止运行，将停止运行的万向传输装置分配到其他物品运输的路线，提高了万向传输装置的利用效率，最终将物品传输到目的地。

优选的，还包括设置在矩形壳体内的报警器，所述报警器的信号输出端与辅助控制器的第四信号输入端连接，如此设置，报警器检测到万向传输装置出现故障时，将信号传递给辅助控制器，进而传递给主控制器，方便提醒操作人员及时维修更换出故障的万向传输装置。

一种集散中心自动分拣方法，包括以下步骤：

A、扫描待分拣的物品的标签，获取物品信息；

B、规划物品传输路线；

C、根据物品大小和传输路线，分配传输物品的对应路线的轮子矩阵以及轮子数目；

D、在传输轮矩阵上将物品从对应路线的出口送出。

优选的，步骤A中获取物品的方法包括以下过程：

A1、通过RFID阅读器读取物品标签，获得物品的EPC码，之后将EPC码对称加密后发送到服务器；

A2、对接收的EPC码进行解密与解码，得到对应物品的标识码，通过标识码获取存储在数据库中物品的相关信息，并将物品的相关信息发送给主控制器。

优选的，步骤B中规划路线的方法包括以下步骤：

B1、提前设置不同物品分别对应的目的地，对不同的目的地设置不同的区域标志，并将这些信息存储在数据库中；

B2、根据物品的目的地，得到物品目的地所属区域的标志，根据标志为物品划分出对应路线。

优选的，步骤C中分配轮子数目和对应路线轮子的方法包括以下步骤：

C1、根据获得的物品相关信息得出物品的最大边max和最小边mi，获得物品与平台的最小接触面，最小接触面对应的轮子数量为个，其中unitL表示轮子之间的单位距离；

C2、根据物品从起点到目的地的路线，得出物品下一步传输需要用到哪些轮子，并使轮子开始运行，通过计算轮子传输物品所需时间以及检测机构检测到物品离开的信号以后，使轮子停止运行。

优选的，还包括以下步骤：

C3、将停止运行的轮子分配到其他物品运输的路线。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过多个万向传输装置组成的分拣平台和主控制器配合，实现物品的自动化传送，分拣平台可多方向传送，提高了传送装置的利用率和分拣效率；

(2)同时分拣平台由多个万向传输装置组合而成，一部分出现问题可快速更换维修，不影响其余万向传输装置的使用，提高了工作效率，且投资成本低，维护成本较小；

(3)在传送物品的过程中，只有对应的轮子会参与某一物品的运送，没有运行的轮子可参与其他物品的运送，这样大大提高了运送效率，节约了运送资源。

附图说明

图1是本发明所述的一种集散中心自动分拣系统的实施例1中万向传输装置的内部结构示意图；

图2是本发明所述的一种集散中心自动分拣系统的实施例1中万向传输装置的主视图；

图3是本发明所述的一种集散中心自动分拣系统的实施例1中万向传输装置的俯视图；

图4是本发明所述的一种集散中心自动分拣系统及其方法的实施例1中电路原理图；

图5是本发明所述的一种集散中心自动分拣方法的流程图；

图6是本发明所述的一种集散中心自动分拣系统的实施例2中万向传输装置的内部结构示意图。

附图标记说明：

1、辅助控制器；2、轴承座；3、转动板；4、滚轮架；5、传动轮；6、转速传感器；7、激光传感器；8、转向伺服电机；9、矩形壳体；10、驱动伺服电机；11、第一传动杆；12、第二传动杆；13、报警器；14、丝杆升降机；15、主控制器；16、RFID阅读器；17、服务器；18、检测装置；19、万向传输装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1：

一种集散中心自动分拣系统，包括主控制器15、RFID阅读器16、服务器17、检测装置18和多个相互连接的万向传输装置19，其中：

万向传输装置19，用于组合成分拣平台，并且根据传输路线传输物品。所述万向传输装置19包括矩形壳体9和设置在矩形壳体9正上方的转动板3，所述转动板3和矩形壳体9之间设有轴承座2，所述矩形壳体9内设有辅助控制器1和转向伺服电机8，辅助控制器1型号为Atmel公司的AVR系列控制芯片，所述转向伺服电机8的输出轴向上同轴连接有第一传动杆11，所述第一传动杆11顶端穿过矩形壳体9和轴承座2与转动板3固连，所述第一传动杆11与轴承座2内的轴承转动连接，所述转动板3顶端表面设有激光传感器7、驱动伺服电机10和两个滚轮架4，激光传感器7型号为WH11-INSIGHT-60，所述两个滚轮架4之间设有传动轮5，所述传动轮5与滚轮架4之间通过第二传动杆12连接，所述第二传动杆12与滚轮架4转动连接，所述第二传动杆12一端与驱动伺服电机10的输出轴同轴相连，另一端设有转速传感器6，所述转速传感器6型号为GTS211B-N-16，所述矩形壳体9下端设有丝杆升降机14，所述丝杆升降机14的升降段与矩形壳体9的外部底面连接；

检测装置18，用于检测轮子的转速和物品的位置，所述检测装置18包括激光传感器7和转速传感器6，所述检测装置18设置在万向传输装置19上，方便检测物品的传输位置以及万向传输装置19的转速。

所述RFID阅读器16的信号输出端与服务器17的信号输入端连接，所述服务器17的信号输出端与主控制器15的信号输入端连接，所述辅助控制器1的第一信号输入端与主控制器15的信号输出端连接，所述辅助控制器1的第二信号输入端与激光传感器7的信号输出端连接，所述辅助控制器1的第三信号输入端与转速传感器6的信号输出端连接，所述辅助控制器1的第一信号输出端与驱动伺服电机10的信号输入端连接，所述辅助控制器1的第二信号输出端与转向伺服电机8的信号输入端连接，所述辅助控制器1的第三信号输出端与丝杆升降机14的信号输入端连接，所述辅助控制器1的第四信号输出端与主控制器15的信号输入端连接。

主控制器15，用于分配物品传输路线以及系统整体的协调运行，主控制器15为PLC控制器，型号为西门子S7-200系列CPU224型PLC；

RFID阅读器16，用于读取物品标签获得EPC码，对EPC码进行加密，并将加密的EPC码传输到服务器17，型号为AFD-8600A；

服务器17，用于解密与解码EPC码，获得物品的相关信息，并将物品信息传递给主控制器15；

上述结构中，将多个万向传输装置19组合连接在一起形成所需面积大小的分拣平台，分拣平台与主控制器15连接，主控制器15连通所有用电机构，将物品放入到分拣平台的入口处，RFID阅读器16读取物品标签，获得物品的EPC码，之后将EPC码对称加密后发送到服务器17，服务器17对接收的EPC码进行解密与解码，得到对应物品的标识码，通过标识码获取存储在数据库中物品的相关信息，并将物品的相关信息发送给主控制器15，主控制器15根据物品的目的地，得到物品目的地所属区域的标志，根据标志为物品划分出对应路线，主控制器15根据获得的物品相关信息得出物品与平台的最小接触面，且计算出最小接触面对应的万向传输装置19数量，主控制器15根据物品从起点到目的地的路线，得出物品下一步传输需要用到哪些万向传输装置19，并使万向传输装置19开始运行，位于传输路线的万向传输装置19在运行前，丝杆升降机14带动矩形壳体9上升一定的距离，根据路线分配的需要，特定位置的万向传输装置19内的转向伺服电机8通过第一传动杆11带动转动板3转动相应的角度，驱动伺服电机10通过第二传动杆12带动传动轮5运行，传动轮5带动物品运行，激光传感器7检测物品的位置信息，检测物品是否位于该万向传输装置19上方，转速传感器6检测传动轮5转速，辅助控制器1将转速信息和激光检测信息传送到主控制器15，进而计算出传动轮5的运行时间，方便及时停止传动轮5运行，提高了万向传输装置19的利用效率，减少了电能的浪费，同时传输物品完毕的万向传输装置19中的丝杆升降机14带动矩形壳体9下降回归原位。通过计算万向传输装置19传输物品所需时间以及检测装置18检测到物品离开的信号以后，使万向传输装置19停止运行，将停止运行的万向传输装置19分配到其他物品运输的路线，提高了万向传输装置19的利用效率，最终将物品传输到目的地。

如图1-5所示，一种集散中心自动分拣方法，包括以下步骤：

A、物品进入分拣入口，在入口通过RFID阅读器16扫描待分拣的物品的标签，获取物品重量、大小、目的地等信息，并将物品信息通过服务器17传输到主控制器15；

B、主控制器15根据获得的物品大小信息以及目的地信息，规划物品传输路线；

C、主控制器15根据物品大小和传输路线，按照动态递归方法分配传输物品的对应路线的轮子矩阵以及轮子数目；

D、主控制器15控制传输轮矩阵进行动态递归分配，并在物体到达瞬间即时激活，物品离开后自动退出；

E、万向传输装置19组成的轮子矩阵将物品从对应路线的出口送出。

步骤A中获取物品的方法包括以下过程：

A1、RFID阅读器16读取物品标签，获得物品的EPC码，之后RFID阅读器16将EPC码对称加密后发送到服务器17；

A2、服务器17对接收的EPC码进行解密与解码，得到对应物品的标识码，通过标识码获取存储在数据库中物品的相关信息，并将物品的相关信息发送给主控制器15。

步骤B中规划路线的方法包括以下步骤：

B1、在服务器17内提前设置不同物品分别对应的目的地，对不同的目的地设置不同的区域标志，并将这些信息存储在数据库中；

B2、由多个万向传输装置19组合成的自动分拣平台，共有1个入口，17个出口，其中平台左侧为入口，平台上侧和下侧分别有7个出口，平台右侧有3个出口，每个出口对应一个区域，主控制器15根据物品的目的地，得到物品目的地所属区域的标志，主控制器15根据标志为物品划分出对应路线。

步骤C中分配轮子数目和对应路线轮子的方法包括以下步骤：

C1、主控制器15根据获得的物品相关信息得出物品的最大边max和最小边min，进而获得物品与平台的最小接触面，最小接触面对应的轮子数量为个，其中unitL表示轮子之间的单位距离；

C2、主控制器15根据物品从起点到目的地的路线，得出物品下一步传输需要用到哪些轮子，并使轮子开始运行，通过计算轮子传输物品所需时间以及检测机构检测到物品离开的信号以后，使轮子停止运行，即全程只有个轮子参与运行。

还包括以下步骤：

C3、主控制器15将停止运行的轮子分配到其他物品运输的路线，即一个分拣平台可实现同时对不同物体进行不同目的地的同时运送，彼此互不干扰。

实施例2：

如图6所示，本实施例在实施例1的基础上，还包括设置在矩形壳体9内的报警器13，所述报警器13的信号输出端与辅助控制器1的第四信号输入端连接，报警器13检测到万向传输装置19出现故障时，将信号传递给辅助控制器1，进而传递给主控制器15，方便提醒操作人员及时维修更换出故障的万向传输装置19。

实施例2其余结构及工作原理同实施例1。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种集散中心自动分拣系统，其特征在于，包括主控制器、RFID阅读器、服务器、检测装置和多个相互连接的万向传输装置，所述检测装置包括激光传感器和转速传感器，所述检测装置设置在万向传输装置上；所述万向传输装置包括矩形壳体和设置在矩形壳体正上方的转动板，所述转动板和矩形壳体之间设有轴承座，所述矩形壳体内设有辅助控制器和转向伺服电机，所述转向伺服电机的输出轴向上同轴连接有第一传动杆，所述第一传动杆顶端穿过矩形壳体和轴承座与转动板固连，所述第一传动杆与轴承座内的轴承转动连接，所述转动板顶端表面设有激光传感器、驱动伺服电机和两个滚轮架，所述两个滚轮架之间设有传动轮，所述传动轮与滚轮架之间通过第二传动杆连接，所述第二传动杆与滚轮架转动连接，所述第二传动杆一端与驱动伺服电机的输出轴同轴相连，另一端设有转速传感器，所述矩形壳体下端设有丝杆升降机，所述丝杆升降机的升降段与矩形壳体的外部底面连接；

所述RFID阅读器的信号输出端与服务器的信号输入端连接，所述服务器的信号输出端与主控制器的信号输入端连接，所述辅助控制器的第一信号输入端与主控制器的信号输出端连接，所述辅助控制器的第二信号输入端与激光传感器的信号输出端连接，所述辅助控制器的第三信号输入端与转速传感器的信号输出端连接，所述辅助控制器的第一信号输出端与驱动伺服电机的信号输入端连接，所述辅助控制器的第二信号输出端与转向伺服电机的信号输入端连接，所述辅助控制器的第三信号输出端与丝杆升降机的信号输入端连接，所述辅助控制器的第四信号输出端与主控制器的信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种集散中心自动分拣系统，其特征在于，还包括设置在矩形壳体内的报警器，所述报警器的信号输出端与辅助控制器的第四信号输入端连接。

3.一种根据权利要求2所述的集散中心自动分拣系统的分拣方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、扫描待分拣的物品的标签，获取物品信息；

B、规划物品传输路线；

C、根据物品大小和传输路线，按照动态递归方法分配传输物品对应路线的轮子矩阵以及轮子数目；

D、在传输轮矩阵上将物品从对应路线的出口送出。

4.根据权利要求3所述的一种集散中心自动分拣方法，其特征在于，步骤A中获取物品的方法包括以下过程：

A1、通过RFID阅读器读取物品标签，获得物品的EPC码，之后将EPC码对称加密后发送到服务器；

A2、对接收的EPC码进行解密与解码，得到对应物品的标识码，通过标识码获取存储在数据库中物品的相关信息，并将物品的相关信息发送给主控制器。

5.根据权利要4所述的一种集散中心自动分拣方法，其特征在于，步骤B中规划路线的方法包括以下步骤：

B1、提前设置不同物品分别对应的目的地，对不同的目的地设置不同的区域标志，并将这些信息存储在数据库中；

B2、根据物品的目的地，得到物品目的地所属区域的标志，根据标志为物品划分出对应路线。

6.根据权利要求5所述的一种集散中心自动分拣方法，其特征在于，步骤C中分配轮子数目和对应路线轮子的方法包括以下步骤：

C1、根据获得的物品相关信息得出物品的最大边max和最小边min，获得物品与平台的最小接触面，最小接触面对应的轮子数量为个，其中unitL表示轮子之间的单位距离；

C2、根据物品从起点到目的地的路线，得出物品下一步传输需要用到哪些轮子，并使轮子开始运行，通过计算轮子传输物品所需时间以及检测机构检测到物品离开的信号以后，使轮子停止运行。

7.根据权利要求6所述的一种集散中心自动分拣方法，其特征在于，还包括以下步骤：

C3、将停止运行的轮子分配到其他物品运输的路线。