CN110170452B

CN110170452B - 一种工业物流用智能分拣设备

Info

Publication number: CN110170452B
Application number: CN201910472725.3A
Authority: CN
Inventors: 孔潇箫
Original assignee: Guangdong Saifeier Logistics Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Saifeier Logistics Technology Co ltd
Priority date: 2019-06-01
Filing date: 2019-06-01
Publication date: 2021-03-05
Anticipated expiration: 2039-06-01
Also published as: CN110170452A

Abstract

本发明公开了一种工业物流用智能分拣设备，涉及智能分拣技术领域。本发明包括主支架，主支架相对两侧面固定连接有若干副支架，副支架一侧面螺栓连接有驱动箱，驱动箱底部固定连接有第一电机，第一电机输出轴一端固定连接有第一圆形齿轮，驱动箱底部转动连接有轴杆，轴杆周侧面分别固定连接有第二圆形齿轮和第一锥形齿轮，第二锥形齿轮轴心处固定连接有连接杆，连接杆位于驱动箱外部一端固定连接有第一电动伸缩杆，第一电动伸缩杆一端固定连接有挡板。本发明通过副支架上的驱动箱和副传送带以及主支架上包裹扫描机构的配合，将主传送带上运输的包裹分类移动至各副传送带上，从而达到包裹智能分拣的目的。

Description

一种工业物流用智能分拣设备

技术领域

本发明属于智能分拣技术领域，特别是涉及一种工业物流用智能分拣设备。

背景技术

物流中货物的分拣工作是物流作业过程中重要的环节之一。分拣作业通常指物品寄递分拣与物品配送分拣两类。配送分拣是指物流配送中心依据顾客的订单要求或配送计划，迅速、准确地将商品从其储位或其他区位拣取出来，并按一定的方式进行分类、集中的作业过程；寄递分拣是邮政企业与快递企业在邮件或快件内部处理过程中的重要工序，分拣人员根据邮件或快件封面上所书写的地址，按企业内部自我编列的分拣路由或路向，逐件分入相关格口或码堆的过程。

如今大型物流工作站的分拣工作越来越趋于自动化，但是有许多中小型快递站的分拣工作还是由人力操作，工作人员在分拣物品时，需要人工对物品的目的地进行识别与判断，存在着工作效率低、出错率高、工作人员劳动强度大且暴力分拣等问题；而且不能正确判断代表目的地信息例如条形码是否出现，不能及时对错误的信息进行处理，而且不能根据快递的高度进行自动调节扫码，导致出现错误的可能性增大，以及因为高度不符合要求不能及时进行正确扫码。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工业物流用智能分拣设备，通过副支架上的驱动箱和副传送带以及主支架上包裹扫描机构的配合，将主传送带上运输的包裹分类移动至各副传送带上，从而达到包裹智能分拣的目的，解决了人工分拣包裹存在着工作效率低、出错率高、劳动强度大的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种工业物流用智能分拣设备，包括主支架：

所述主支架相对两侧面固定连接有两个副支架；所述副支架一侧面螺栓连接有驱动箱；所述驱动箱底部固定连接有第一电机；所述第一电机输出轴一端固定连接有第一圆形齿轮；所述驱动箱底部转动连接有轴杆；所述轴杆周侧面分别固定连接有第二圆形齿轮和第一锥形齿轮；所述第二圆形齿轮周侧面与第一圆形齿轮啮合；

所述第一锥形齿轮周侧面啮合有第二锥形齿轮；所述第二锥形齿轮轴心处固定连接有连接杆；所述连接杆一端贯穿驱动箱并延伸至驱动箱外部；所述连接杆周侧面与驱动箱转动连接；

所述连接杆位于驱动箱外部一端固定连接有第一电动伸缩杆；所述第一电动伸缩杆一端固定连接有挡板；

所述主支架一侧面通过连接板分别固定连接有第二电机和第三电机；所述第二电机输出轴一端贯穿主支架并固定连接有第一驱动辊；所述第一驱动辊周侧面传动连接有第一传送带；所述第三电机输出轴一端贯穿主支架并固定连接有第二驱动辊；所述第二驱动辊位于述第一驱动辊一侧；所述第二驱动辊周侧面传动连接有第二传送带；所述第一驱动辊和第二驱动辊一端均与主支架转动连接；

驱动箱外侧固定连接有距离传感器；所述主支架一表面固定连接有若干第二电动伸缩杆；所述第二电动伸缩杆一端固定连接有横梁；所述横梁一表面固定连接有包裹扫描机构；

在所述第二电动伸缩杆的进口前侧设置有第三电动伸缩杆，在所述第三电动伸缩杆的顶端设置有横板，在所述横板的靠近包裹流出方向一侧设置有斜板，所述斜板的一端通过转轴旋转固定在所述横板上，所述斜板的另一端靠近所述第一传送带但是不接触，在所述斜板靠近所述第一传送带的端部连接有竖板，所述竖板与所述斜板靠近所述第一传送带的端部圆弧连接，在所述圆弧连接处经过抛光处理，在所述斜板的上端部与所述横板之间设置有压力弹簧，所述压力弹簧与所述横板之间通过压力传感器连接，所述斜板与所述横板的夹角为θ，所述斜板的长度为r，所述压力弹簧与所述转轴的距离为r₁；

具有智能控制器，所述控制器接收所述压力弹簧压力值，在所述包裹未到达所述第二电动伸缩杆时，所述控制器根据所述压力值控制所述第二电动伸缩杆进行高度的调节，并判断在所述包裹的上端部是否具有目的地信息。

进一步地，所述具有目的地信息的标志为条形码，所述条形码具有高度h、长度L和宽度d，控制器根据所述公式（1）计算所述包裹的高度H，

(1)

其中，V为包裹传输速度，t为包裹刚接触所述斜板至包裹的顶端部接触所述斜板之间的时长即对应所述压力弹簧的压力值从零上升到最大值的所需的时间，Δx为压力弹簧的最大伸长量；

所述斜板接触所述包裹的上端部之后，压力传感器具有恒定的压力值F₁，接触上端部的凸起结构时的压力为F₂，凸起导致的压力变化为F₂-F₁，所述控制器中存有所述条形码的高度对应的压力F以及条形码长度、宽度对应的时间长度T，如果控制器检测到压力变化F₂-F₁接近压力F，所述接近是指压力变化F₂-F₁在80%•F至120%•F之间，当控制器检测到压力变化F₂-F₁接近所述压力F时，控制器开始检测所述压力变化F₂-F₁持续的时间T₁，如果时间T₁在90%•T至110•T之间，则控制器判断包裹上端部具有条形码，发出控制信号。

进一步地，还具有位于所述第二电动伸缩杆与所述第三电动伸缩杆之间的机械手，当所述机械手接收到所述控制信号时，所述机械手将对应于所述第二电动伸缩杆与所述第三电动伸缩杆之间的包裹取走，并放入至收集箱中。

进一步地，所述副支架一侧面通过连接板固定连接有第四电机；所述第四电机输出轴一端贯穿副支架并固定连接有第三驱动辊；所述第三驱动辊周侧面传动连接有第三传送带。

进一步地，两个所述副支架交错排列在主支架两侧。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过副支架上的驱动箱和第三传送带以及主支架上包裹扫描机构的配合，包裹扫描机构将包裹信息传递至控制器，控制器控制第一电机依次通过第一圆形齿轮、第二圆形齿轮、轴杆、第一锥形齿轮、第二锥形齿轮及连接杆带动第一电动伸缩杆转动，使挡板移动至第二传送带上方，第一电动伸缩杆横向拦住第二传送带上运输的包裹，同时第一电动伸缩杆收缩带动挡板运动，挡板将包裹推至第三传送带上，从而达到包裹智能分拣的效果，避免了人工分拣包裹存在着工作效率低、出错率高、工作人员劳动强度大且暴力分拣的问题。

2、本发明通过主支架上第一传送带和第二传送带以及副支架上距离传感器的配合，包裹从第二传送带移动至第三传送带后，距离传感器将信息传递至控制器，控制器控制第一传送带转动向第二传送带上补充包裹，避免了第二传送带上包裹过多出现拥堵，影响包裹分拣工作。

3、本发明通过斜板、竖板、横板、压力弹簧、控制器的组合，可以非常方便的获取所述包裹的高度，从而根据所述包裹的高度来调节第二电控伸缩杆的高度，从而可以正确无误的读取条形码信息，避免由于高度差的变化出现条形码读取出差，导致大面积的物流延迟，更为重要的，本发明通过内存有实际条形码高度对应的真实压力值，以及所述条形码的长度和宽度的对应的时间长度，从而通过检测压力值得变化判断出具有条形码高度对应的高度出现，其一定程度上代表条形码的出现，但是其具有误差，因为条形码较薄，设置误差范围较大，并配合凸起的时间与实际条形码比对，由于条形码长度和宽度相对较大，设置较低的误差，从而可以精确的判断是否有条形码的出现，这是本发明的一个很重要的发明点之一。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种工业物流用智能分拣设备的结构示意图；

图2为驱动箱内部的正视视角结构示意图；

图3为驱动箱内部的俯视视角结构示意图；

图4为主支架的结构示意图；

图5为高度检测和条形码检测装置；

图6为出现条形码时对应的压力值时序图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-主支架，2-副支架，3-驱动箱，4-第一电机，5-第一圆形齿轮，6-轴杆，7-第二圆形齿轮，8-第一锥形齿轮，9-第二锥形齿轮，10-连接杆，11-第一电动伸缩杆，12-挡板，13-距离传感器，14-第二电机，15-第三电机，16-第一驱动辊，17-第一传送带，18-第二驱动辊，19-第二传送带，20-第二电动伸缩杆，21-横梁，22-包裹扫描机构，23-第四电机，24-第三驱动辊，25-第三传送带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明为一种工业物流用智能分拣设备，包括主支架1；主支架1相对两侧面固定连接有两个副支架2；两个副支架2交错分布在主支架1两侧；副支架2一侧面螺栓连接有驱动箱3；驱动箱3底部固定连接有第一电机4；第一电机4输出轴一端固定连接有第一圆形齿轮5；驱动箱3底部转动连接有轴杆6；轴杆6周侧面分别固定连接有第二圆形齿轮7和第一锥形齿轮8；第二圆形齿轮7周侧面与第一圆形齿轮5啮合；

第一锥形齿轮8周侧面啮合有第二锥形齿轮9；第二锥形齿轮9轴心处固定连接有连接杆10；连接杆10一端贯穿驱动箱3并延伸至驱动箱3外部；连接杆10周侧面与驱动箱3转动连接；

连接杆10位于驱动箱3外部一端固定连接有第一电动伸缩杆11；第一电动伸缩杆11一端固定连接有挡板12；驱动箱3外侧固定连接有距离传感器13；距离传感器13型号为FD-L45A型。

其中，主支架1一表面固定连接有两个第二电动伸缩杆20；第二电动伸缩杆20一端固定连接有横梁21；横梁21一表面固定连接有包裹扫描机构22；第二电动伸缩杆20用于调节包裹扫描机构22高度；适应不同规格的包裹；包裹扫描机构22为现有技术；不再赘述；包裹扫描机构22用于读取和发送包裹的物流信息。

其中，第一电机4依次通过第一圆形齿轮5、第二圆形齿轮7、轴杆6、第一锥形齿轮8、第二锥形齿轮9、连接杆10带动第一电动伸缩杆11转动；使挡板12移动至第二传送带19上方；第一电动伸缩杆11横向拦住第二传送带19上运输的包裹；第一电动伸缩杆11收缩带动挡板12运动；挡板12将包裹推至第三传送带25上；第三传送带25继续运输包裹；从而达到分拣包裹的效果；距离传感器13用来检测包裹是否移动第三传送带25上。

其中如图1和图4所示，主支架1一侧面通过连接板分别固定连接有第二电机14和第三电机15；第二电机14输出轴一端贯穿主支架1并固定连接有第一驱动辊16；第一驱动辊16周侧面传动连接有第一传送带17；第三电机15输出轴一端贯穿主支架1并固定连接有第二驱动辊18；第二驱动辊18位于述第一驱动辊16一侧；第二驱动辊18周侧面传动连接有第二传送带19；第一驱动辊16和第二驱动辊18一端均与主支架1转动连接。

其中，副支架2一侧面通过连接板固定连接有第四电机23；第四电机23输出轴一端贯穿副支架2并固定连接有第三驱动辊24；第三驱动辊24周侧面传动连接有第三传送带25。

其中，主支架1一表面固定连接有智能控制器；智能控制器内置型号为酷睿i5 64位处理器和独立dsp处理芯片。

其中，第一电机4、第二电机14、第三电机15、第四电机23、第一电动伸缩杆11、第二电动伸缩杆20、距离传感器13、包裹扫描机构22均通过导线分别与智能控制器和电源电线连接。

本实施例的工作原理为：使用时；多个包裹均匀分布在第一传送带17上；智能控制器控制第二电机14通过第一驱动辊16带动第一传送带17转动；使包裹向第二传送带19方向运输；包裹扫描机构22扫描包裹上表面的物流单；并将包裹的物流信息传递至智能控制器；包裹运输至始终转动第二传送带19上时；智能控制器控制第一传送带17停止转动；同时智能控制器根据包裹物流信息控制相对于的副支架2上的第一电机4转动；第一电机4依次通过第一圆形齿轮5、第二圆形齿轮7、轴杆6、第一锥形齿轮8、第二锥形齿轮9、连接杆10带动第一电动伸缩杆11转动；使挡板12移动至第二传送带19上方；第一电动伸缩杆11横向拦住第二传送带19上运输的包裹；智能控制器控制第一电动伸缩杆11收缩带动挡板12运动；挡板12将包裹推至第三传送带25上；从而达到分拣包裹的效果；包裹移动至第三传送带25上后；智能控制器控制第一电机4转动使第一电动伸缩杆11回到原始竖直状态；同时距离传感器13检测到包裹在第三传送带25上从驱动箱3一侧经过；距离传感器13将信息传递至智能控制器；智能控制器再次控制第二电机14带动第一传送带17向前转动指定距离；使下一个包裹被包裹扫描机构22扫描后运输至第二传送带19上；循环运作；以此分拣不同的包裹；大幅度减少了人工的参与；降低了工作人员的劳动强度；提高了工作效率。

更具体地，如图5所示，在所述第二电动伸缩杆20的进口前侧设置有第三电动伸缩杆，在所述第三电动伸缩杆的顶端设置有横板，在所述横板的靠近包裹流出方向一侧设置有斜板，所述斜板的一端通过转轴旋转固定在所述横板上，所述斜板的另一端靠近所述第一传送带17但是不接触，在所述斜板靠近所述第一传送带17的端部连接有竖板，所述竖板与所述斜板靠近所述第一传送带的端部圆弧连接，在所述圆弧连接处经过抛光处理，在所述斜板的上端部与所述横板之间设置有压力弹簧，所述压力弹簧与所述横板之间通过压力传感器连接，所述斜板与所述横板的夹角为θ，所述斜板的长度为r，所述压力弹簧与斜板连接的一端与所述转轴的距离为r₁；所述控制器接收所述压力弹簧压力值，在所述包裹未到达所述第二电动伸缩杆20时，所述控制器根据所述压力值控制所述第二电动伸缩杆进行高度的调节，并判断在所述包裹的上端部是否具有目的地信息。所述具有目的地信息的标志为条形码，所述条形码具有高度h、长度L和宽度d，控制器根据所述公式1计算所述包裹的高度H，

(1)

其中，V为包裹传输速度，t为包裹刚接触所述斜板至包裹的顶端部接触所述斜板之间的时长即对应所述压力弹簧的压力值从零上升到最大值的所需的时间，Δx为压力弹簧的最大伸长量；所述斜板接触所述包裹的上端部之后，压力传感器具有恒定的压力值F₁，接触上端部的凸起结构时的压力为F₂，凸起导致的压力变化为F₂-F₁，所述控制器中存有所述条形码的高度对应的压力F以及条形码长度、宽度对应的时间长度T，如图6所示，为出现条形码时的压力时序图，如果控制器检测到压力变化F₂-F₁接近压力F，所述接近是指压力变化F₂-F₁在80%•F至120%•F之间，当控制器检测到压力变化F₂-F₁接近所述压力F时，控制器开始检测所述压力变化F₂-F₁持续的时间T₁，如果时间T₁在90%•T至110•T之间，则控制器判断包裹上端部具有条形码，发出控制信号。

还具有位于所述第二电动伸缩杆20与所述第三电动伸缩杆之间的机械手，当所述机械手接收到所述控制信号时，所述机械手将对应于所述第二电动伸缩杆与所述第三电动伸缩杆之间的包裹取走，并放入至收集箱中。

通过上述设置，斜板、竖板、横板、压力弹簧、控制器的进行配合，通过非常简单的机械结构就可以同时判断所述包裹的高度，从而在对包裹进行扫描之前，控制器就可以根据扫描结构所在的高度与下一个要扫描的包裹的高度差是否符合扫描要求，如果符合扫描要求，则控制器控制所述第二电控伸缩杆不运动，如果判断所述高度差不适于扫描，或者高度差扫描的精度较差，则控制所述第二电控伸缩杆伸缩至合适的高度，提高了扫描效率和精度，这是一个很重要的发明点之一；另外，如果包裹上端部没有条形码，则扫描结构无法对其进行扫描，不能确定包裹的各种信息，此时扫描机构仍然进行扫描，费时费力，而且无法进行错误处理，为此，通过设置的条形码检测装置，具体是通过检测压力传感器的压力值时序，通过突变的压力值满足条形码高度对应的压力值，并且突变的压力值持续时间满足条形码长度或宽度对应的时间，则通过压力值和时间长度，可以很好的判断出出现的突变形状与条形码一致，从而判断出现条形码，如果不出现条形码，则说明包裹未贴条形码或者放置位置出现错误，从而可以通过机械手进行收集，可以集中处理错误的包裹，并不对包裹进行扫描，这也是本发明的一个重要发明点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种工业物流用智能分拣设备，包括主支架；其特征在于：所述主支架相对两侧面固定连接有若干副支架；所述副支架一侧面螺栓连接有驱动箱；所述驱动箱底部固定连接有第一电机；所述第一电机输出轴一端固定连接有第一圆形齿轮；所述驱动箱底部转动连接有轴杆；所述轴杆周侧面分别固定连接有第二圆形齿轮和第一锥形齿轮；所述第二圆形齿轮周侧面与第一圆形齿轮啮合；

在所述第二电动伸缩杆的进口前侧设置有第三电动伸缩杆，在所述第三电动伸缩杆的顶端设置有横板，在所述横板的靠近包裹流出方向一侧设置有斜板，所述斜板的一端通过转轴旋转固定在所述横板上，所述斜板的另一端靠近所述第一传送带但是不接触，在所述斜板靠近所述第一传送带的端部连接有竖板，所述竖板与所述斜板靠近所述第一传送带的端部圆弧连接，在所述圆弧连接处经过抛光处理，在所述斜板的上端部与所述横板之间设置有压力弹簧，所述压力弹簧与所述横板之间通过压力传感器连接，所述斜板与所述横板的夹角为θ，所述斜板的长度为r，所述压力弹簧与斜板连接的一端与所述转轴的距离为r₁；

2.根据权利要求1所述的一种工业物流用智能分拣设备，其特征在于，所述具有目的地信息的标志为条形码，所述条形码具有高度h、长度L和宽度d，控制器根据所公式（1）计算所述包裹的高度H，

(1)

所述斜板接触所述包裹的上端部之后，压力传感器具有恒定的压力值F₁，接触上端部的凸起结构时的压力为F₂，凸起导致的压力变化为F₂-F₁，所述控制器中存有所述条形码的高度对应的压力F以及条形码长度、宽度对应的时间长度T，如果控制器检测到压力变化F2-F1接近压力F，所述接近是指压力变化F2-F1在80%•F至120%•F之间，当控制器检测到压力变化F₂-F₁接近所述压力F时，控制器开始检测所述压力变化F₂-F₁持续的时间T₁，如果时间T₁在90%•T至110•T之间，则控制器判断包裹上端部具有条形码，发出控制信号。

3.根据权利要求2所述的一种工业物流用智能分拣设备，其特征在于，还具有位于所述第二电动伸缩杆与所述第三电动伸缩杆之间的机械手，当所述机械手接收到所述控制信号时，所述机械手将对应于所述第二电动伸缩杆与所述第三电动伸缩杆之间的包裹取走，并放入至收集箱中。

4.根据权利要求1所述的一种工业物流用智能分拣设备，其特征在于，所述副支架一侧面通过连接板固定连接有第四电机；所述第四电机输出轴一端贯穿副支架并固定连接有第三驱动辊；所述第三驱动辊周侧面传动连接有第三传送带。

5.根据权利要求1所述的一种工业物流用智能分拣设备，其特征在于，若干所述副支架交错排列在主支架两侧。