CN110077659B - 滑梯式垂直多层级快递分拣系统及快递分拣方法 - Google Patents

Abstract

滑梯式垂直多层级快递分拣系统,包括外壳、螺旋滑梯及分拣单元；多个分拣单元从上至下间隔安装在外壳内腔中，所有分拣单元的收集袋下落通道从上至下依次连通，而形成一条连贯的收集袋排出通道；螺旋滑梯设在收集袋排出通道中，以接收每个分拣单元的收集袋排出口排出的收集袋。一种快递分拣方法，应用于滑梯式垂直多层级快递分拣系统，步骤如下：1，划分分拣单元组；2，包裹通过分拣路径进入对应的装袋输出装置；3，包裹装袋输出；4，收集袋通过螺旋滑梯排出。本发明可根据需要划分多个独立运行、互不干涉的分拣单元组，所有的分拣单元组可同时进行分拣，极大的提高了分拣效率。

Description

滑梯式垂直多层级快递分拣系统及快递分拣方法

技术领域

本发明涉及快递分拣技术领域，特别是一种滑梯式垂直多层级快递分拣系统及快递分拣方法。

背景技术

在当今信息时代，特别是在当前的互联网+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。目前，快递分拣设备已广泛应用于快递公司，在一定程度上减轻了快递分拣人员的工作量。

申请号为201810101142.5的发明专利公开了一种多层级叠加组合式包裹分拣-打包-输送装置，其用于包裹的分捡、打包、输送，可实现扫码后的包裹按地址归类装袋、整袋打包及整袋输送到传送带上。其存在的不足之处是：1、包裹装袋装满后，都需要通过取包裹器取出，取包裹器为带机械手的升降台，其一次只能取走一个装满包裹的收集袋。假如同一时间有多个装满包裹的收集袋，升降台要逐一取出，在等待升降台取出的过程中，整个分拣装置就需要暂时停止分拣，降低了分拣效率。2、收集箱内的收集袋在装满后，需要先进行收口处理，再通过取包裹器取出，最后自动撑开一个新的收集袋，在上述“满袋收口-取出满袋-撑开新袋”的过程中，整个分拣装置就需要暂时停止分拣，降低了分拣效率。

申请号为201610417812.5的发明专利公开了一种立体转塔快递分拣系统，它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。其存在的不足之处是：1、其中的转塔分拣装置具有多层级(最少两层)，多个转送工位，实现“一进口多出口”，呈“上小下大”的金字塔结构。当快递分拣的末端地区较多的情况下，有可能需要3层甚至4层，这会导致下端的占地面积非常大，并且每个包裹都是从最上层进入转塔分拣装置，经过逐层分拣才能进入最下层的包裹收集箱，包裹的分拣路径较长，设备的能耗较大。2、包裹只允许一次一个进入转塔分拣装置的最上层，在包裹数量较多时，该设备的效率略显低下。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种滑梯式垂直多层级快递分拣系统及快递分拣方法，它解决了现有的快递分拣装置运行过程中，在某些情况下需要暂停分拣，导致快递分拣效率低的问题；还解决了现有的快递分拣装置的包裹分拣路径较长，导致设备能耗大的问题；还解决了现有的快递分拣装置只允许以一次一个的方式进入包裹，分拣效率略低的问题。

本发明的技术方案是：滑梯式垂直多层级快递分拣系统，包括外壳、螺旋滑梯及分拣单元；

多个分拣单元从上至下间隔安装在外壳内腔中，分拣单元的中心处设有从上至下贯通整个分拣单元的收集袋下落通道，所有分拣单元的收集袋下落通道从上至下依次连通，而形成一条连贯的收集袋排出通道；分拣单元包括接收转运装置、设在接收转运装置下端的多个装袋输出装置、设在装袋输出装置下端的壳体，壳体内部设有上大下小的碗形内腔，壳体下端设有连通至碗形内腔的收集袋排出口，壳体上端设有连通至碗形内腔的收集袋入腔口；

螺旋滑梯设在收集袋排出通道中，以接收每个分拣单元的收集袋排出口排出的收集袋。

本发明进一步的技术方案是：接收转运装置包括安装板、活动板、第一驱动机构、扫盘及第二驱动机构；安装板上设有多个环形均布的包裹下落口；活动板通过铰链活动安装在每一个包裹下落口处，并与第一驱动机构关联，其在第一驱动机构的驱动下转动，进而打开或关闭任一包裹下落口；扫盘包括中心环和连接在中心环外壁上的多条扫臂，扫盘在相邻扫臂之间形成一个转运区域，扫盘活动安装在安装板的上端，并与第二驱动机构关联，其在第二驱动机构的驱动下转动，进而将转运区域内的包裹扫至任一包裹下落口处；接收转运装置设在壳体上端，其通过安装板固定安装在外壳内腔中。

本发明再进一步的技术方案是：分拣单元的壳体上设有一个位于包裹下落口正下方的包裹下落孔；包裹下落孔在下端正对下层分拣单元的包裹下落口。

本发明更进一步的技术方案是：装袋输出装置包括主架体、储袋架、收集袋、排袋板、第三驱动机构、衔袋框及第四驱动机构；

主架体包括下层板、位于下层板上端的上层板及连接在下层板与上层板之间的连接柱；上层板上设有供衔袋框往复移动的导轨和供包裹落入收集袋的上敞口，下层板上设有正对上层板上敞口的下敞口；主架体上层板的上敞口处设有光电对射传感器；

储袋架设在主架体下层板与上层板之间，其包括安装在下层板上的底板、竖直布置并固接在底板上的多根立柱、活套在立柱上的中板及活套在立柱上并位于中板与底板之间的顶推弹簧，立柱上端设有弹压钮，弹压钮未受力时凸出在立柱表面，受力时缩回立柱内部；

收集袋包括袋体、抽绳及绳端耳片；袋体上端缘口处设有一圈抽绳安装腔及多个环形的衔接片，抽绳安装腔设有入口和出口；抽绳通过入口穿入抽绳安装腔，再从出口穿出抽绳安装腔，抽绳位于入口处的一端固接在袋体上端缘口处，或在袋体外打结，抽绳位于出口处的一端位于袋体外，并与绳端耳片固接；绳端耳片包括吸环片和固接在吸环片一端的勾环片；收集袋在竖直方向上多层堆叠安装在储袋架上，收集袋上的衔接片和吸环片分别通过各自的中心孔套装在对应的立柱上，所有收集袋均位于中板和弹压钮之间，所有收集袋的吸环片均在竖直方向上排列整齐；

排袋板通过铰链活动安装在下层板的下敞口处，并与第三驱动机构关联，其在第三驱动机构的驱动下转动，进而打开或关闭下敞口，其上设有压力传感器；

衔袋框呈矩形框架，其中心处设有供包裹落入收集袋的包裹入袋口，其下端固接有电磁铁A和翻转电机，翻转电机的机轴上连接有电磁铁B，电磁铁B上连接有勾指，电磁铁B在翻转电机的驱动下转动，进而使勾指在竖直朝上或竖直朝下之间切换；衔袋框活动安装在上层板的导轨内，并与第四驱动机构关联，其在第四驱动机构的驱动下在导轨内往复移动，进而在衔取收集袋位置和接收包裹位置之间变换；当衔袋框移动至衔取收集袋位置时，电磁铁A正对安装在储袋架上的收集袋的衔接片，电磁铁B正对安装在储袋架上的收集袋的吸环片，勾指正对安装在储袋架上的收集袋的勾环片；当衔袋框移动至接收包裹位置时，其位于上层板的上敞口处，并正对下层板的下敞口；

多个装袋输出装置围绕收集袋下落通道设在壳体与接收转运装置之间，每一个装袋输出装置分别对应接收转运装置的一个包裹下落口和壳体的一个收集袋入腔口，装袋输出装置通过下层板固接在壳体上，其上敞口正对接收转运装置的包裹下落口，其下敞口正对壳体的收集袋入腔口。

本发明更进一步的技术方案是：主架体的上层板上设有围绕上敞口一圈的接料围挡，接料围挡与上层板之间设有供衔袋框和连接布通过的条形间隙。

本发明更进一步的技术方案是：第一驱动机构包括液压缸A、缸体座A、连接块A及连接块座A；液压缸A通过转轴活动安装在缸体座A上，缸体座A固定安装在安装板下端，连接块A固接在液压缸A的活塞杆的端头上，并通过转轴与连接块座A活动连接，连接块座A固定安装在活动板下端；

第二驱动机构包括步进电机A、齿轮A和齿轮B；步进电机A固定安装在安装板下端，其机轴竖直向下伸出，齿轮A固接在步进电机A的机轴上，齿轮B固定安装在扫盘的中心环的内孔中，并在下端与齿轮A啮合；

第三驱动机构包括液压缸B、缸体座B、连接块B及连接块座B；液压缸B通过转轴活动安装在缸体座B上，缸体座B固定安装在主架体下层板下端，连接块B固接在液压缸B的伸缩杆的端头上，并通过转轴与连接块座B活动连接，连接块座B固定安装在排袋板下端；

第四驱动机构包括步进电机B、卷布筒、连接布、吊绳、定滑轮及配重块；步进电机B固定安装在主架体上层板上，其机轴与卷布筒连接，以驱动卷布筒转动；连接布一端绕设在卷布筒上，另一端连接在衔袋框的左外侧边缘处；吊绳一端连接在衔袋框的右外侧边缘处，另一端绕过固定安装在主架体上层板上的定滑轮后，与配重块连接。

本发明更进一步的技术方案是：其还包括控制器；控制器分别与第一驱动机构的液压缸A、第二驱动机构的步进电机A、第三驱动机构的液压缸B、第四驱动机构的步进电机B、光电对射传感器、压力传感器、电磁铁A、电磁铁B及翻转电机电连接。

本发明的技术方案是：一种快递分拣方法，应用于上述的滑梯式垂直多层级快递分拣系统，步骤如下：

在快递分拣之前，滑梯式垂直多层级快递分拣系统处在初始状态，在该状态下：

a、衔袋框衔取一个收集袋，并处在接收包裹位置；

b、排袋板处在关闭下敞口及收集袋入腔口的位置；

c、活动板处在关闭包裹下落口的位置；

S01，划分分拣单元组：

用户根据末端地区的数目及待分拣的包裹数量，在分拣系统内划分一个或多个分拣单元组用于分拣，分拣单元组包括一个或多个上下连通的分拣单元；划分出的分拣单元组应满足所有末端地区的分拣需要(即一个末端地区的包裹至少要有一个装袋输出装置来对应收集)；

本步骤中，分拣单元内包含多个装袋输出装置，每个装袋输出装置仅用于收集一个末端地区的包裹；

S02，包裹通过分拣路径进入对应的装袋输出装置：

a，经过外部扫码的包裹输送至分拣单元组内最上层分拣单元的转运区域；

b，控制器先根据预先计算出的包裹分拣路径，控制步进电机A启动，使扫盘转动，将包裹扫至对应的包裹下落口处，再控制液压缸A启动，使该包裹下落口处的活动板向下转动，以敞开该包裹下落口，包裹则落入对应的装袋输出装置或进入包裹下落孔；

c，进入包裹下落孔的包裹掉落至下层分拣单元的转运区域，然后重复b分步骤的分拣过程，使包裹最终落入对应的装袋输出装置；

S03，包裹装袋输出：

a，同一末端地区的包裹落入装袋输出装置的收集袋后，透过收集袋压在排袋板上；

b，当光电对射传感器检测到收集袋内的包裹超过预设高度，或压力传感器检测到收集袋内的包裹超过预设重量时，控制器随即控制液压缸B启动，使排袋板向下转动，从而将装袋输出装置的下敞口及壳体的收集袋入腔口敞开；

c，控制器再控制电磁铁A和电磁铁B断电，使收集袋的衔接片和吸环片分别与电磁铁A和电磁铁B脱离连接，使收集袋仅通过勾环片挂在衔袋框的勾指上，则收集袋内的包裹通过自身重量将抽绳从抽绳安装腔的出口一端扯出，将收集袋收口；

d，然后控制器控制翻转电机启动，将勾指翻转至竖直朝下的状态，则已被收口的收集袋随即掉落，从装袋输出装置的下敞口排出；

S04，收集袋通过螺旋滑梯排出：

从装袋输出装置的下敞口排出的收集袋通过壳体的收集袋入腔口进入壳体的碗形内腔，顺着碗形内腔的腔壁滑落，从壳体的收集袋排出口排出并落在螺旋滑梯上，顺着螺旋滑梯滑落，最终从螺旋滑梯下端排出。

本发明的技术方案是：一种包裹自动装袋输出方法，应用于上述的滑梯式垂直多层级快递分拣系统中的装袋输出装置，步骤如下：

包裹自动装袋输出之前，装袋输出装置处在初始状态，在该状态下：

a，勾指处在竖直朝下的状态；

b，衔袋框衔取一个收集袋并处在接收包裹位置；

c，排袋板转动至水平位置，从而将装袋输出装置的下敞口及壳体的收集袋入腔口关闭；

S01，收集袋接收包裹：

经过分拣的包裹通过上层板的上敞口落入收集袋内，包裹落入收集袋后，透过收集袋压在排袋板上；

S02，收集袋收口输出：

a，当光电对射传感器检测到收集袋内的包裹超过预设高度，或压力传感器检测到收集袋内的包裹超过预设重量时，控制器随即控制液压缸B启动，使排袋板向下转动，从而将装袋输出装置的下敞口及壳体的收集袋入腔口敞开；

b，控制器再控制电磁铁A和电磁铁B断电，使收集袋的衔接片和吸环片分别与电磁铁A和电磁铁B脱离连接，使收集袋仅通过勾环片挂在衔袋框的勾指上，则收集袋内的包裹通过自身重量将抽绳从抽绳安装腔的出口一端扯出，将收集袋收口；

c，然后控制器控制翻转电机启动，将勾指翻转至竖直朝下的状态，则已被收口的收集袋随即掉落，从装袋输出装置的下敞口排出；

S03，衔取新的收集袋：

当收口的收集袋排出后，控制器随即同时进行以下两项控制：

a，控制步进电机B启动，使衔袋框移动到衔取收集袋位置；

b，控制液压缸B启动，使排袋板向上转动至水平位置，从而将装袋输出装置的下敞口及壳体的收集袋入腔口关闭；

当衔袋框移动到衔取收集袋位置后，衔袋框下端的电磁铁B和电磁铁A启动，将储袋架最上层的一个收集袋吸附到衔袋框下端；

当收集袋被吸附到衔袋框下端后，控制器同时进行以下两项控制：

a，控制翻转电机启动，将勾指翻转至竖直朝上的状态；

b，控制步进电机B启动，使衔袋框移动到接收包裹位置。

本发明进一步的技术方案是：S03步骤中，通过顶推弹簧的弹力使堆叠安装于储袋架上的收集袋相互贴紧，并使最上层收集袋始终抵在立柱上的弹压钮下端，从而确保了处在衔取收集袋位置的衔袋框与最上层收集袋之间的距离始终保持恒定，不会因收集袋的消耗而距离逐渐变远，从而消除了距离变化对吸附力的影响。

本发明进一步的技术方案是：S03步骤中，在衔袋框衔取收集袋时，最上层收集袋受到的吸附力大于下层收集袋受到的吸附力，衔袋框的电磁铁A、B提供的吸附力仅能使最上层收集袋通过立柱上的弹压钮而吸附到衔袋框下端，而不足以使下层收集袋通过立柱上的弹压钮。

本发明进一步的技术方案是：S03步骤中，在衔袋框衔取收集袋时，接料围挡和连接在衔袋框一侧并位于接料围挡下端的连接布合围形成了一个临时接收包裹的空间，起到临时接收包裹的作用；当衔取了收集袋的衔袋框从衔取收集袋位置移动至接收包裹位置后，连接布收入卷布筒内，使上敞口和包裹入袋口敞开，接料围挡内临时接收的包裹便掉入收集袋内，从而保证了快递分拣持续进行。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、多路同步分拣效率高：每个分拣单元均通过包裹下落孔与相邻下次分拣单元连通。从而可根据需要划分多个独立运行、互不干涉的分拣单元组，一个分拣单元组内均包含了所有末端地区分类的装袋输出装置。所有的分拣单元组可同时进行分拣，相当于多路分拣，相比现有的快递分拣系统的单路分拣，极大的提高了分拣效率。

2、路径优化分拣效率高：多个分拣单元从上至下间隔安装在外壳内，分拣单元内设有确定的末端地区的装袋输出装置，即包裹的分拣路径可长可短，可直接在上层分拣单元的装袋输出装置内被收集，或进入下层分拣单元的装袋输出装置内被收集。相比现有的金字塔结构的快递分拣系统，所有的包裹都要经过最长的分拣路径进入最下层的包裹收集箱，本发明分拣路径更优，更节约能耗。

3、可持续分拣分拣效率高：当衔袋框处在衔取收集袋位置时，接料围挡和连接在衔袋框一侧并位于接料围挡下端的连接布合围形成了一个临时接收包裹的空间，可起到临时接收包裹的作用；当衔取了收集袋的衔袋框从衔取收集袋位置移动至接收包裹位置时，连接布收入卷布筒内，使上敞口和包裹入袋口敞开，接料围挡内临时接收的包裹便掉入收集袋内，从而保证了快递分拣持续进行，不必因衔袋框处在衔取收集袋位置就暂停整个分拣流程。

4、排出无需等待输出效率高：所有的分拣单元排出的收集袋都直接落在螺旋滑梯上，最终从螺旋滑梯下端排出，排出收集袋的过程未使用任何电力或机械辅助，消耗能量为零，并且每个分拣单元无需与其它分拣单元协调先后排出的关系，只要满足输出要求即排出收集袋。

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为本发明的结构示意图；

图2为分拣单元与螺旋滑梯的位置关系示意图；

图3为分拣单元的接收转运装置的结构示意图；

图4为分拣单元的壳体在俯视视角下的结构示意图；

图5为分拣单元的壳体在仰视视角下的结构示意图；

图6为装袋输出装置的衔袋框处在衔取收集袋位置时的状态示意图；

图7为装袋输出装置的衔袋框处在接收包裹位置时的状态示意图；

图8为第一驱动机构的安装位置及结构示意图；

图9为第二驱动机构的安装位置及结构示意图；

图10为第三驱动机构的安装位置及结构示意图；

图11为装袋输出装置的衔袋框的结构示意图；

图12为装袋输出装置的收集袋的结构示意图；

图13为装袋输出装置的储袋架的结构示意图；

图14为装袋输出装置的下层板的结构示意图；

图15为分拣单元组的划分示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1-14所示，滑梯式垂直多层级快递分拣系统，包括分拣单元、外壳5及螺旋滑梯6。

多个分拣单元从上至下间隔安装在外壳内腔中，分拣单元的中心处设有从上至下贯通整个分拣单元的收集袋下落通道1，所有分拣单元的收集袋下落通道1从上至下依次连通，而形成一条连贯的收集袋排出通道。

分拣单元包括接收转运装置、设在接收转运装置下端的多个装袋输出装置4、设在装袋输出装置4下端的壳体2。

壳体2内部设有上大下小的碗形内腔(碗形内腔的腔壁为斜坡面或弧面，从而起到引导装满包裹的收集袋向下滑动的作用)，壳体2下端设有连通至碗形内腔的收集袋排出口21，壳体2上端设有连通至碗形内腔的收集袋入腔口22。壳体2上设有一个位于包裹下落口311正下方的包裹下落孔23，包裹下落孔23在下端正对下层分拣单元的包裹下落口311。壳体2固定安装在外壳5内腔中。

接收转运装置包括安装板31、活动板32、第一驱动机构、扫盘34及第二驱动机构。安装板31上设有多个环形均布的包裹下落口311。活动板32通过铰链活动安装在每一个包裹下落口311处，并与第一驱动机构关联，其在第一驱动机构的驱动下转动，进而打开或关闭任一包裹下落口311。扫盘34包括中心环343和连接在中心环343外壁上的多条扫臂341，扫盘34在相邻扫臂341之间形成一个转运区域342，扫盘34活动安装在安装板31的上端，并与第二驱动机构关联，其在第二驱动机构的驱动下转动，进而将转运区域342内的包裹扫至任一包裹下落口311处。接收转运装置设在壳体2上端，其通过安装板31固定安装在外壳5内腔中。

装袋输出装置4包括主架体、储袋架、收集袋43、排袋板44、第三驱动机构、衔袋框45及第四驱动机构。

主架体包括下层板411、位于下层板411上端的上层板412及连接在下层板411与上层板412之间的连接柱413。上层板412上设有供衔袋框往复移动的导轨4121和供包裹落入收集袋43的上敞口4122，下层板411上设有正对上层板412上敞口4122的下敞口4111。主架体上层板412的上敞口4122处设有光电对射传感器4123。

储袋架设在主架体下层板411与上层板412之间，其包括安装在下层板411上的底板421、竖直布置并固接在底板421上的多根立柱422、活套在立柱422上的中板423及活套在立柱422上并位于中板423与底板421之间的顶推弹簧424，立柱422上端设有弹压钮4221，弹压钮4221未受力时凸出在立柱422表面，受力时缩回立柱422内部。弹压钮4221优选雨伞主握杆上的弹性压钮结构，具有未受压时弹出，受压时缩回的特性。

收集袋43包括袋体431、抽绳432及绳端耳片。袋体431上端缘口处设有一圈抽绳安装腔及多个环形的衔接片4311，抽绳安装腔设有入口和出口。抽绳432通过入口穿入抽绳安装腔，再从出口穿出抽绳安装腔，抽绳432位于入口处的一端固接在袋体431上端缘口处，或在袋体431外打结，抽绳432位于出口处的一端位于袋体431外，并与绳端耳片固接。绳端耳片包括吸环片4331和固接在吸环片4331一端的勾环片4332。收集袋43在竖直方向上多层堆叠安装在储袋架上，收集袋43上的衔接片4311和吸环片4331分别通过各自的中心孔套装在对应的立柱422上，所有收集袋43均位于中板423和弹压钮4221之间，所有收集袋43的吸环片4331均在竖直方向上排列整齐。

排袋板44通过铰链活动安装在下层板411的下敞口4111处，并与第三驱动机构关联，其在第三驱动机构的驱动下转动，进而打开或关闭下敞口4111。排袋板44上设有压力传感器(图中未示出)。

衔袋框45呈矩形框架，其中心处设有供包裹落入收集袋43的包裹入袋口451，其下端固接有电磁铁A452和翻转电机453，翻转电机453的机轴上连接有电磁铁B454，电磁铁B454上连接有勾指455，电磁铁B454在翻转电机453的驱动下转动，进而使勾指455在竖直朝上或竖直朝下之间切换。衔袋框45活动安装在上层板412的导轨4121内，并与第四驱动机构关联，其在第四驱动机构的驱动下在导轨4121内往复移动，进而在衔取收集袋位置和接收包裹位置之间变换。当衔袋框45移动至衔取收集袋位置时，电磁铁A452正对安装在储袋架上的收集袋43的衔接片4311，电磁铁B454正对安装在储袋架上的收集袋43的吸环片4331，勾指455正对安装在储袋架上的收集袋43的勾环片4332。当衔袋框45移动至接收包裹位置时，其位于上层板412的上敞口4122处，并正对下层板411的下敞口4111。当衔袋框45衔取了收集袋43时，收集袋43的衔接片4311与电磁铁A452吸附连接，收集袋43的吸环片4331与电磁铁B454吸附连接，收集袋43的勾环片4332挂在衔袋框45的勾指455上，勾指455处在竖直朝上的状态。

多个装袋输出装置4设在壳体2与接收转运装置之间，每一个装袋输出装置4分别对应接收转运装置的一个包裹下落口311和壳体2的一个收集袋入腔口22。装袋输出装置4通过下层板411固接在壳体2上端，其上敞口4122正对接收转运装置的包裹下落口311，其下敞口4111正对壳体2的收集袋入腔口22。

外壳5呈中空圆柱形，其内设有容纳螺旋滑梯和分拣单元的内腔，其外壁上设有供包裹进入分拣单元转运区域的包裹入口51。

螺旋滑梯6设在收集袋排出通道中，以接收每个分拣单元的收集袋排出口21排出的收集袋。

优选，第一驱动机构包括液压缸A331、缸体座A332、连接块A333及连接块座A334。液压缸A331通过转轴活动安装在缸体座A332上，缸体座A332固定安装在安装板31下端，连接块A333固接在液压缸A331的活塞杆的端头上，并通过转轴与连接块座A334活动连接，连接块座A334固定安装在活动板32下端，液压缸A331的活塞杆伸缩即可带动活动板32绕铰链转动，进而打开或关闭包裹下落口311。

优选，第二驱动机构包括步进电机A351、齿轮A352和齿轮B353。步进电机A351固定安装在安装板31下端，其机轴竖直向下伸出，齿轮A352固接在步进电机A351的机轴上，齿轮B353固定安装在扫盘34的中心环343的内孔中，并在下端与齿轮A352啮合，步进电机A351启动带动齿轮A351和齿轮B353转动，齿轮B353带动扫盘34做水平面上的转动。

优选，第三驱动机构包括液压缸B491、缸体座B492、连接块B493及连接块座B494。液压缸B491通过转轴活动安装在缸体座B492上，缸体座B492固定安装在主架体下层板411下端，连接块B493固接在液压缸B491的伸缩杆的端头上，并通过转轴与连接块座B494活动连接，连接块座B494固定安装在排袋板44下端，液压缸B491的活塞杆伸缩即可带动排袋板44绕铰链转动，进而打开下敞口4111和收集袋入腔口22，或关闭下敞口4111和收集袋入腔口22。

优选，第四驱动机构包括步进电机B461、卷布筒462、连接布463、吊绳464、定滑轮465及配重块466。步进电机B461固定安装在主架体上层板412上，其机轴与卷布筒462连接，以驱动卷布筒462转动。连接布463一端绕设在卷布筒462上，另一端连接在衔袋框45的左外侧边缘(“左”仅为相对的位置概念，与下文的“右”相对，并无具体指代方向)处。吊绳464一端连接在衔袋框45的右外侧边缘(“右”仅为相对的位置概念，与上文的“左”相对，并无具体指代方向)处，另一端绕过固定安装在主架体上层板412上的定滑轮465后，与配重块466连接。步进电机B461启动带动卷布筒462转动，进而通过连接布463拉动衔袋框45在导轨4121内移动，配重块466起到提供衔袋框45从接收包裹位置移动至衔取收集袋位置时的牵引力的作用。

优选，主架体的上层板412上端固接有围绕上敞口4122一圈的接料围挡47，接料围挡47与上层板412之间设有供衔袋框45和连接布463通过的条形间隙48。

简述本发明的工作流程：

在快递分拣之前，滑梯式垂直多层级快递分拣系统处在初始状态，在该状态下：

a、衔袋框45衔取一个收集袋43，并处在接收包裹位置；

b、排袋板44处在关闭下敞口4111及收集袋入腔口22的位置；

c、活动板32处在关闭包裹下落口311的位置。

S01，划分分拣单元组：

用户根据末端地区的数目及待分拣的包裹数量，在分拣系统内划分一个或多个分拣单元组用于分拣，分拣单元组包括一个或多个上下连通的分拣单元；划分出的分拣单元组应满足所有末端地区的分拣需要(即一个末端地区的包裹至少要有一个装袋输出装置来对应收集)；

本步骤中，分拣单元内包含多个装袋输出装置，每个装袋输出装置仅用于收集一个末端地区的包裹；

分拣单元组的划分以图15为例，假设一个分拣单元内有5个装袋输出装置(即可收集5个末端地区的包裹)，末端地区的数量有9个。则将上下相邻的两个分拣单元划分为一个分拣单元组，即可满足所有末端地区的分拣需要。如图15所示，A1、A2分拣单元为一个分拣单元组，A3、A4分拣单元为一个分拣单元组，共有2个独立运行的分拣单元组，A1、A3分别为各自的分拣单元组内最上层的分拣单元，每个分拣单元组内共有10个装袋输出装置，足够分配9个末端地区。

S02，包裹通过分拣路径进入对应的装袋输出装置：

a，经过外部扫码的包裹通过外壳5上的包裹入口51输送至分拣单元组内最上层分拣单元的转运区域342；

b，控制器先根据预先计算出的包裹分拣路径，控制步进电机A启动，使扫盘34转动，将包裹扫至对应的包裹下落口311处，再控制液压缸A331启动，使该包裹下落口311处的活动板32向下转动，以敞开该包裹下落口311，包裹则落入对应的装袋输出装置4或进入包裹下落孔23；

c，进入包裹下落孔23的包裹掉落至下层分拣单元的转运区域342，然后重复b分步骤的分拣过程，使包裹最终落入对应的装袋输出装置4。

S03，包裹装袋输出：

a，同一末端地区的包裹落入装袋输出装置4的收集袋43后，透过收集袋43压在排袋板44上；

b，当光电对射传感器4123检测到收集袋43内的包裹超过预设高度，或压力传感器检测到收集袋43内的包裹超过预设重量时，控制器随即控制液压缸B491启动，使排袋板44向下转动，从而将装袋输出装置4的下敞口4111及壳体2的收集袋入腔口22敞开；

c，控制器再控制电磁铁A452和电磁铁B454断电，使收集袋43的衔接片4311和吸环片4331分别与电磁铁A425和电磁铁B435脱离连接，使收集袋43仅通过勾环片4332挂在衔袋框45的勾指455上，则收集袋43内的包裹通过自身重量将抽绳432从抽绳安装腔的出口一端扯出，将收集袋43收口；

d，然后控制器控制翻转电机453启动，将勾指455翻转至竖直朝下的状态，则已被收口的收集袋43随即掉落，从装袋输出装置4的下敞口4111排出。

S04，收集袋通过螺旋滑梯排出：

从装袋输出装置4的下敞口4111排出的收集袋43通过壳体2的收集袋入腔口22进入壳体2的碗形内腔，顺着碗形内腔的腔壁滑落，从壳体2的收集袋排出口21排出并落在螺旋滑梯6上，顺着螺旋滑梯6滑落，最终从螺旋滑梯6下端排出。

简述装袋输出装置的工作流程：

包裹自动装袋输出之前，装袋输出装置处在初始状态，在该状态下：

a，勾指455处在竖直朝下的状态；

b，衔袋框45衔取一个收集袋43并处在接收包裹位置；

c，排袋板44转动至水平位置，从而将装袋输出装置4的下敞口4111及壳体2的收集袋入腔口22关闭。

S01，收集袋接收包裹：

经过分拣的包裹通过上层板412的上敞口4122落入收集袋43内，包裹落入收集袋43后，透过收集袋43压在排袋板44上。

S02，收集袋收口输出：

a，当光电对射传感器4123检测到收集袋43内的包裹超过预设高度，或压力传感器检测到收集袋43内的包裹超过预设重量时，控制器随即控制液压缸B491启动，使排袋板44向下转动，从而将装袋输出装置4的下敞口4111及壳体2的收集袋入腔口22敞开；

b，控制器再控制电磁铁A452和电磁铁B454断电，使收集袋43的衔接片4311和吸环片4331分别与电磁铁A452和电磁铁B454脱离连接，使收集袋43仅通过勾环片4332挂在衔袋框45的勾指455上，则收集袋43内的包裹通过自身重量将抽绳432从抽绳安装腔的出口一端扯出，将收集袋43收口；

c，然后控制器控制翻转电机453启动，将勾指455翻转至竖直朝下的状态，则已被收口的收集袋43随即掉落，从装袋输出装置4的下敞口4111排出。

S03，衔取新的收集袋：

当收口的收集袋43排出后，控制器随即同时进行以下两项控制：

a，控制步进电机B461启动，使衔袋框45移动到衔取收集袋位置；

b，控制液压缸B491启动，使排袋板44向上转动至水平位置，从而将装袋输出装置4的下敞口4111及壳体2的收集袋入腔口22关闭；

当衔袋框45移动到衔取收集袋位置后，衔袋框45下端的电磁铁B454和电磁铁A452启动，将储袋架最上层的一个收集袋43吸附到衔袋框45下端；

当收集袋43被吸附到衔袋框45下端后，控制器同时进行以下两项控制：

a，控制翻转电机453启动，将勾指455翻转至竖直朝上的状态；

b，控制步进电机B461启动，使衔袋框45移动到接收包裹位置。

S03步骤中，通过顶推弹簧424的弹力使堆叠安装于储袋架上的收集袋43相互贴紧，并使最上层收集袋43始终抵在立柱422上的弹压钮4221下端，从而确保了处在衔取收集袋位置的衔袋框45与最上层收集袋43之间的距离始终保持恒定，不会因收集袋43的消耗而距离逐渐变远，从而消除了距离变化对吸附力的影响。

S03步骤中，在衔袋框45衔取收集袋时，最上层收集袋43受到的吸附力大于下层收集袋43受到的吸附力，衔袋框45的电磁铁A452、电磁铁B454提供的吸附力仅能使最上层收集袋43通过立柱422上的弹压钮4221而吸附到衔袋框45下端，而不足以使下层收集袋43通过立柱422上的弹压钮4221。

S03步骤中，在衔袋框45衔取收集袋43时，接料围挡47和连接在衔袋框45一侧并位于接料围挡47下端的连接布463合围形成了一个临时接收包裹的空间，起到临时接收包裹的作用；当衔取了收集袋43的衔袋框45从衔取收集袋位置移动至接收包裹位置后，连接布463收入卷布筒462内，使上敞口4122和包裹入袋口451敞开，接料围挡47内临时接收的包裹便掉入收集袋43内，从而保证了快递分拣持续进行。

Claims (5)

1.滑梯式垂直多层级快递分拣系统，其特征是：包括外壳、螺旋滑梯及分拣单元；

多个分拣单元从上至下间隔安装在外壳内腔中，分拣单元的中心处设有从上至下贯通整个分拣单元的收集袋下落通道，所有分拣单元的收集袋下落通道从上至下依次连通，而形成一条连贯的收集袋排出通道；分拣单元包括接收转运装置、设在接收转运装置下端的多个装袋输出装置、设在装袋输出装置下端的壳体，壳体内部设有上大下小的碗形内腔，壳体下端设有连通至碗形内腔的收集袋排出口，壳体上端设有连通至碗形内腔的收集袋入腔口；

螺旋滑梯设在收集袋排出通道中，以接收每个分拣单元的收集袋排出口排出的收集袋；

接收转运装置包括安装板、活动板、第一驱动机构、扫盘及第二驱动机构；安装板上设有多个环形均布的包裹下落口；多个活动板分别通过铰链活动安装在安装板的每一个包裹下落口处，并分别与第一驱动机构关联，活动板在第一驱动机构的驱动下转动，进而打开或关闭对应的包裹下落口；扫盘包括中心环和连接在中心环外壁上的多条扫臂，扫盘在相邻扫臂之间形成一个转运区域，扫盘活动安装在安装板上端，并与第二驱动机构关联，其在第二驱动机构的驱动下转动，进而将转运区域内的包裹扫至任一包裹下落口处；

分拣单元的壳体上设有一个位于包裹下落口正下方的包裹下落孔；包裹下落孔在下端正对下层分拣单元的包裹下落口；

装袋输出装置包括主架体、储袋架、收集袋、排袋板、第三驱动机构、衔袋框及第四驱动机构；

主架体包括下层板、位于下层板上端的上层板及连接在下层板与上层板之间的连接柱；上层板上设有供衔袋框往复移动的导轨和供包裹落入收集袋的上敞口，下层板上设有正对上层板上敞口的下敞口；主架体上层板的上敞口处设有光电对射传感器；

储袋架设在主架体下层板与上层板之间，其包括安装在下层板上的底板、竖直布置并固接在底板上的多根立柱、活套在立柱上的中板及活套在立柱上并位于中板与底板之间的顶推弹簧，立柱上端设有弹压钮，弹压钮未受力时凸出在立柱表面，受力时缩回立柱内部；

收集袋包括袋体、抽绳及绳端耳片；袋体上端缘口处设有一圈抽绳安装腔及多个环形的衔接片，抽绳安装腔设有入口和出口；抽绳通过入口穿入抽绳安装腔，再从出口穿出抽绳安装腔，抽绳位于入口处的一端固接在袋体上端缘口处，或在袋体外打结，抽绳位于出口处的一端位于袋体外，并与绳端耳片固接；绳端耳片包括吸环片和固接在吸环片一端的勾环片；收集袋在竖直方向上多层堆叠安装在储袋架上，收集袋上的衔接片和吸环片分别通过各自的中心孔套装在对应的立柱上，所有收集袋均位于中板和弹压钮之间，所有收集袋的吸环片均在竖直方向上排列整齐；

排袋板通过铰链活动安装在下层板的下敞口处，并与第三驱动机构关联，其在第三驱动机构的驱动下转动，进而打开或关闭下敞口，其上设有压力传感器；

衔袋框呈矩形框架，其中心处设有供包裹落入收集袋的包裹入袋口，其下端固接有电磁铁A和翻转电机，翻转电机的机轴上连接有电磁铁B，电磁铁B上连接有勾指，电磁铁B在翻转电机的驱动下转动，进而使勾指在竖直朝上或竖直朝下之间切换；衔袋框活动安装在上层板的导轨内，并与第四驱动机构关联，其在第四驱动机构的驱动下在导轨内往复移动，进而在衔取收集袋位置和接收包裹位置之间变换；当衔袋框移动至衔取收集袋位置时，电磁铁A正对安装在储袋架上的收集袋的衔接片，电磁铁B正对安装在储袋架上的收集袋的吸环片，勾指正对安装在储袋架上的收集袋的勾环片；当衔袋框移动至接收包裹位置时，其位于上层板的上敞口处，并正对下层板的下敞口；

多个装袋输出装置围绕收集袋下落通道设在壳体与接收转运装置之间，每一个装袋输出装置分别对应接收转运装置的一个包裹下落口和壳体的一个收集袋入腔口，装袋输出装置通过下层板固接在壳体上，其上敞口正对接收转运装置的包裹下落口，其下敞口正对壳体的收集袋入腔口。

2.如权利要求1所述的滑梯式垂直多层级快递分拣系统，其特征是：主架体的上层板上设有围绕上敞口一圈的接料围挡，接料围挡与上层板之间设有供衔袋框和连接布通过的条形间隙。

3.如权利要求2所述的滑梯式垂直多层级快递分拣系统，其特征是：第一驱动机构包括液压缸A、缸体座A、连接块A及连接块座A；液压缸A通过转轴活动安装在缸体座A上，缸体座A固定安装在安装板下端，连接块A固接在液压缸A的活塞杆的端头上，并通过转轴与连接块座A活动连接，连接块座A固定安装在活动板下端；

第二驱动机构包括步进电机A、齿轮A和齿轮B；步进电机A固定安装在安装板下端，其机轴竖直向下伸出，齿轮A固接在步进电机A的机轴上，齿轮B固定安装在扫盘的中心环的内孔中，并在下端与齿轮A啮合；

第三驱动机构包括液压缸B、缸体座B、连接块B及连接块座B；液压缸B通过转轴活动安装在缸体座B上，缸体座B固定安装在主架体下层板下端，连接块B固接在液压缸B的伸缩杆的端头上，并通过转轴与连接块座B活动连接，连接块座B固定安装在排袋板下端；

第四驱动机构包括步进电机B、卷布筒、连接布、吊绳、定滑轮及配重块；步进电机B固定安装在主架体上层板上，其机轴与卷布筒连接，以驱动卷布筒转动；连接布一端绕设在卷布筒上，另一端连接在衔袋框的左外侧边缘处；吊绳一端连接在衔袋框的右外侧边缘处，另一端绕过固定安装在主架体上层板上的定滑轮后，与配重块连接。

4.如权利要求3所述的滑梯式垂直多层级快递分拣系统，其特征是：其还包括控制器；控制器分别与第一驱动机构的液压缸A、第二驱动机构的步进电机A、第三驱动机构的液压缸B、第四驱动机构的步进电机B、光电对射传感器、压力传感器、电磁铁A、电磁铁B及翻转电机电连接。

5.一种快递分拣方法，应用于权利要求4所述的滑梯式垂直多层级快递分拣系统，其特征是，步骤如下：

在快递分拣之前，滑梯式垂直多层级快递分拣系统处在初始状态，在该状态下：

a、衔袋框衔取一个收集袋，并处在接收包裹位置；

b、排袋板处在关闭下敞口及收集袋入腔口的位置；

c、活动板处在关闭包裹下落口的位置；

S01，划分分拣单元组：

用户根据末端地区的数目及待分拣的包裹数量，在分拣系统内划分一个或多个分拣单元组用于分拣，分拣单元组包括一个或多个上下连通的分拣单元；划分出的分拣单元组应满足所有末端地区的分拣需要；

本步骤中，分拣单元内包含多个装袋输出装置，每个装袋输出装置仅用于收集一个末端地区的包裹；

S02，包裹通过分拣路径进入对应的装袋输出装置：

a，经过外部扫码的包裹输送至分拣单元组内最上层分拣单元的转运区域；

b，控制器先根据预先计算出的包裹分拣路径，控制步进电机A启动，使扫盘转动，将包裹扫至对应的包裹下落口处，再控制液压缸A启动，使该包裹下落口处的活动板向下转动，以敞开该包裹下落口，包裹则落入对应的装袋输出装置或进入包裹下落孔；

c，进入包裹下落孔的包裹掉落至下层分拣单元的转运区域，然后重复b分步骤的分拣过程，使包裹最终落入对应的装袋输出装置；

S03，包裹装袋输出：

a，同一末端地区的包裹落入装袋输出装置的收集袋后，透过收集袋压在排袋板上；

b，当光电对射传感器检测到收集袋内的包裹超过预设高度，或压力传感器检测到收集袋内的包裹超过预设重量时，控制器随即控制液压缸B启动，使排袋板向下转动，从而将装袋输出装置的下敞口及壳体的收集袋入腔口敞开；

c，控制器再控制电磁铁A和电磁铁B断电，使收集袋的衔接片和吸环片分别与电磁铁A和电磁铁B脱离连接，使收集袋仅通过勾环片挂在衔袋框的勾指上，则收集袋内的包裹通过自身重量将抽绳从抽绳安装腔的出口一端扯出，将收集袋收口；

d，然后控制器控制翻转电机启动，将勾指翻转至竖直朝下的状态，则已被收口的收集袋随即掉落，从装袋输出装置的下敞口排出；

S04，收集袋通过螺旋滑梯排出：

从装袋输出装置的下敞口排出的收集袋通过壳体的收集袋入腔口进入壳体的碗形内腔，顺着碗形内腔的腔壁滑落，从壳体的收集袋排出口排出并落在螺旋滑梯上，顺着螺旋滑梯滑落，最终从螺旋滑梯下端排出。

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