CN110238071B - 一种直线型翻盘式分拣机 - Google Patents

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Abstract

一种直线型翻盘式分拣机，包括自动上包机、机器视觉识别系统、分拣小车系统、循环式履带输送机、控制系统和分拣车内外侧分向装置；所述自动上包机位于循环式履带输送机的前端，用于将快递自动上包；所述机器视觉识别系统位于上包机的后端，用于识别快递地址信息；所述快递分拣小车系统，分拣小车用于分拣快递；所述控制系统用于对整个分拣系统进行控制；所述分拣车内外侧分向装置位于循环式履带输送机上，用于内外侧分向。本发明通过将软件系统、电气控制系统与机械结构相配合，运用无动力分拣小车形式实现快递的分拣，系统可靠性好、效率高、成本低，能够有效解决市场上类似产品价格昂贵、空间占用大，以及人工分拣效率低、差错率高等问题。

Description

一种直线型翻盘式分拣机
技术领域
本发明涉及物流装备领域，具体是一种直线型翻盘式分拣机。
背景技术
随着快递行业的发展，越来越多的企业开始意识到简单粗放型的经营模式及人力操作所带来的高成本低收益已不再适应当下的企业运营，由此引发的快递业变革自然而然的把人们的目光转向了对成本的压缩和对机器设备的引进上。众所周知，在配送中心搬运成本中，分拣作业搬运成本约占90％，而在劳动密集型配送中心，直接参与分拣操作的人力占50％。整个配送中心作业时间的30％～40％更是被分拣作业时间所占。
快递企业分拣技术的先进与否，很大程度上影响着企业的工作效率、服务质量和市场份额，甚至影响到企业的核心竞争力。根据调查显示，在先进分拣设备及技术的应用上我国快递行业仍然落后。先进的大型分拣处理中心在东南沿海一带尚且寥寥无几，在中西部地区更是几乎全无。这一情况也许在平日工作中并没有带来太大的影响，但在某些特殊时期，尤其是各大电商纷纷促销时，例如：双十一、双十二、店庆周年等，常常使快递企业出现“爆仓”、暴力分拣等现象。据统计，采用传统的人工分拣，不仅工作量大、差错率高，而且每人每天的分拣量最多2000件；而采用自动化分拣技术，每台机器每天分拣的数量是人工的五倍多，差错率也控制在万分之五以内。
可就目前情况看，国内的几大快递公司中，有的采用环形交叉带分拣机，虽然分拣效率高，可靠性好，但是占地面积大，且对地面的平整度要求较高，造价成本高昂，维修成本也较高。有的采用摆臂分拣机，虽然效率好，但用摆板击打快递的分拣方式，可能存在快递暴力分拣的现象，且快递分拣的可靠性低。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效率的快递分拣设备；该直线型翻盘分拣机具有节省人工成本，提高快递分拣效率，可靠性高等优点。
本发明实现发明目的采用如下技术方案：
一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：包括自动上包机、机器视觉识别系统、快递分拣小车系统、循环式履带输送机、控制系统和分拣车内外侧分向装置；所述自动上包机位于循环式履带输送机的前端，用于将快递自动上包；所述机器视觉识别系统位于上包机的后端，用于识别快递地址信息；所述快递分拣小车系统，分拣小车固定安装在循环式履带输送机上，用于分拣快递；所述循环式履带输送机用于给小车提供稳定的循环运动；所述控制系统用于对整个分拣系统进行控制；所述分拣车内外侧分向装置位于循环式履带输送机上，且在视觉识别系统后端，用于分拣平台内外侧分向。
所述的一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：所述自动上包机包括斜坡型皮带线，设置斜坡型皮带线的速度与循环式履带输送机速度一致，可实现自动上包。
所述的一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：所述视觉识别系统包括光源，工业相机，固定架，用于识别快递单上的地址信息。
所述的一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：所述快递分拣小车系统一共包括若干个分拣小车(可根据实际现场所需分拣线的长度以及分拣口的数量来确定分拣小车的数量)分拣小车循环运动，用于快递的分拣；所述分拣小车包括分拣平台、门、支撑板、弹簧杆、齿轮传动系统、L型轴、轴承座、60度限定块、60度固定块固定架、门轴和90度锥齿轮换向器固定架，其中分拣平台用于装载快递，门通过门轴固定在分拣平台边，用于挡住倾斜的分拣平台上的快递，位于分拣平台下方，与分拣平台下方通过轴承连接，支撑下方与循环式履带输送机上的履带通过螺栓连接，使得分拣小车可以随循环式履带输送机运动，弹簧杆位于分拣平台侧边上，一端固定在门上，用于拉住门，使得门为闭合状态，齿轮传动系统包括小齿轮、大齿轮、圆锥齿轮换向器，小齿轮套在门轴上，小齿轮打孔，与门的接触面通过螺栓固定，使小齿轮可以随门一起转动，大齿轮套在90度圆锥齿轮换向器的输出轴上，且与小齿轮啮合，90度圆锥齿轮换向器位于分拣平台下方，包括输出轴、框架一组锥齿轮和L型轴，与分拣平台形成60度，通过90度锥齿轮换向器固定架螺栓固定，L型轴为90度圆锥齿轮换向器输入轴，垂直端套锥齿轮，另一端为水平端，旋转水平端用于提供90度圆锥齿轮换向器输入轴旋转动力，轴承座通过螺栓固定在分拣平台下方，分拣平台与支撑板通过分拣平台下方的轴承座与支撑板上方的带有台阶轴承的孔插一根轴组装在一起，使得分拣平台可以绕支撑板自由旋转，60度限定块位于支撑板上方，用60度限定块固定架通过螺纹固定安装，用于限定分拣平台绕支撑板的旋转角度，在分拣状态下分拣平台可以与支撑板形成最大为60度，分拣平台上的快递倾向一侧，该侧的90度圆锥齿轮换向器上的L型轴一端水平，用于与分拣口的分拣双轴气缸导板作用，使得L型轴可以旋转。
所述的一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：所述控制系统包括工控机、组态界面和PLC电气控制；控制系统连接工业相机、视觉识别区光电传感器、分向区光电传感器和分拣区光电传感器、分向双轴气缸和分拣双轴气缸，其中视觉识别区光电传感器、分向区光电传感器、分拣区光电传感器、分向双轴气缸和分拣双轴气缸都通过螺栓固定在循环式履带输送机侧边两侧，且每一个分拣口都安装一个分拣双轴气缸；所述分拣双轴气缸包括双轴气缸，双轴气缸固定架，导板，双轴气缸通过螺栓固定在双轴气缸固定架上，双轴气缸固定架通过螺栓固定在循环式履带输送机侧边，导板通过螺栓固定在双轴气缸活塞杆顶端。
所述的一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：所述分拣车内外侧分向装置包括导板、双轴气缸和双轴气缸固定架，双轴气缸通过螺栓固定在双轴气缸固定架上，双轴气缸固定架通过螺栓固定在循环式履带输送机边缘，导板通过螺栓固定在双轴气缸活塞杆顶端。
使用时，所需分拣的快递面单朝上放在自动上包机上，自动上包机将快递运送到自动上包机顶端，快递落在自动上包机顶端下方移动的分拣小车上，分拣小车载着快递在循环式履带输送机上移动，到达机器视觉识别区域时，触发视觉识别区光电传感器，工业相机拍下快递面单信息，视觉识别软件根据照片信息识别单号信息、地址信息，传入PLC控制系统，分拣小车到达内外侧分向装置时，若识别的地址信息为内侧分拣口，则外侧双轴气缸作用，外侧双轴气缸带着导板升起，载有快递的分拣小车平台底部外侧区域在运动路径上受导板影响向内侧倾斜，载有快递的分拣小车到达分拣区，每一个分拣口旁边布置一个光电传感器，PLC程序对经过传感器的小车进行计数，存储在寄存器中；当系统扫描到快递信息，获取快递的运单号与其地址信息对应的数字码，组态程序把该运单号对应的数字码赋予中间变量，系统提取中间变量里代表位置信息的数字，确定对应的分拣口，组态获取PLC中该分拣口对应寄存器数值K，存为N并进行运算处理，N＝N+M(M是扫描区到对应分拣口这一段小车的个数，这些小车会经过该分拣口的传感器，使得K值增加)。当K＝N时，位于该分拣口的分拣双轴气缸作用，分拣双轴气缸带着导板升起，分拣小车上的L型轴在运动路径上受到导板的作用，旋转一定的角度，并保持一定的时间，L型轴旋转，套在L型轴竖直端的锥齿轮旋转，由于是90度圆锥齿轮换向器，传动方向改变，输出轴上大齿轮旋转，大齿轮与小齿轮是啮合的，所以小齿轮旋转，小齿轮带动门绕门轴旋转，门打开，由于分拣平台是倾斜向分拣口的，所以快递由于自身重力，滑向分拣口，分拣小车完全经过分拣口，L型轴水平端完全经过分拣双轴气缸上的导板，由于弹簧杆的作用，门关闭，完成快递分拣，若识别的地址信息为外侧分拣口，则内侧双轴气缸作用，内侧双轴气缸带着导板升起，载有快递的分拣小车平台内侧底部区域在运动路径上受导板影响向外侧倾斜，由于分拣平台下方两侧都有相同的90度圆锥齿轮换向器，另一边也有相同的弹簧杆、门、齿轮和L型轴，所以快递达到所需分拣的分拣口时，同样会受到升起分拣双轴气缸上的导板作用，使得门打开，快递实现分拣。
与现有的技术相比，本发明自动化程度高，分拣效率高，可靠性好，成本低优点，可有效地解决目前物流市场快递分拣效率低，出错率高，人工成本大等问题。
具体体现在：
1、采用自动上包的方式，提高上包效率；
2、采用机器视觉技术直接提取纸质面单具体信息，效率高，通用性好；
3、采用双向分拣，空间利用最大化；
4、分拣小车无需自带动力源，结构简单，经济性好；
5、翻盘式结构效率高且可实现紧凑布置，占地面积小，整机性价比高。
附图说明
图1是本发明整体示意图；
图2是本发明分拣小车整体示意图
图3是本发明分拣小车局部图；
图4是本发明内外侧分向装置示意图；
图5是本发明分拣双轴气缸示意图；
图6是本发明90度圆锥齿轮换向器示意图。
具体实施方式
为了使本发明所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本发明。
如图1，一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：包括自动上包机1、视觉识别系统2、快递分拣小车系统3、循环式履带输送机4、控制系统5和分拣车内外侧分向装置6；所述自动上包,1位于循环式履带输送机4的前端，用于将快递自动上包；所述视觉识别系统2位于上包机1的后端；所述快递分拣小车系统3，分拣小车3.1固定安装在循环式履带输送机4上；所述循环式履带输送机4用于给分拣小车3.1提供稳定的循环运动；所述控制系统5用于对整个分拣系统进行控制；所述分拣车内外侧分向装置6位于循环式履带输送机4上，且在视觉识别系统2后端。
如图1，本发明提供的一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：所述视觉识别系统2包括光源2.1、工业相机2.2、固定架2.3、用于识别快递单上的单号与包含地址信息的数字码。
如图2、图3、图5和图6，本发明提供的一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：所述快递分拣小车系统3一共包括若干个个分拣小车3.1，分拣小车3.1循环运动，用于快递的分拣；所述分拣小车3.1包括分拣平台3.1.1、门3.1.2、支撑板3.1.3、弹簧杆3.1.5、小齿轮3.1.6、大齿轮3.1.7、90度圆锥齿轮换向器3.1.8、L型轴3.1.9、轴承座3.1.10、60度限定块3.1.11、60度固定块固定架3.1.12、门轴3.1.13和90度圆锥齿轮换向器固定架3.1.14，其中分拣平台3.1.1用于装载快递，门3.1.2通过门轴3.1.13固定在分拣平台3.1.1边，用于挡住倾斜的分拣平台3.1.1上的快递，位于分拣平台3.1.1下方，与分拣平台3.1.1下方通过轴承3.1.10连接，支撑板3.1.3下方与循环式履带输送机4上的履带通过螺栓连接，使得分拣小车3.1可以随循环式履带输送机4运动，弹簧杆3.1.5位于分拣平台3.1.1侧边上，一端固定在门3.1.2侧面上，用于拉住门3.1.2，使得门3.1.2为闭合状态，小齿轮3.1.6套在门轴3.1.13上，小齿轮3.1.6打孔，与门3.1.2的接触面通过螺栓固定，使小齿轮3.1.6可以随门3.1.2一起转动，大齿轮3.1.7套在90度圆锥齿轮换向器3.1.8的输出轴上，且与小齿轮3.1.6啮合，90度圆锥齿轮换向器3.1.8位于分拣平台3.1.1下方，包括输出轴3.1.8.1、框架3.1.8.2、一组锥齿轮3.1.8.3、L型轴3.1.9，与分拣平台3.1.1形成60度，通过90度圆锥齿轮换向器固定架3.1.14螺栓固定，L型轴3.1.9为90度圆锥齿轮换向器3.1.8输入轴，垂直端套锥齿轮，另一端为水平端，旋转水平端用于提供90度圆锥齿轮换向器3.1.8输入轴旋转动力，轴承座3.1.10通过螺栓固定在分拣平台3.1.1下方，分拣平台3.1.1与支撑板3.1.2通过分拣平台3.1.1下方的轴承座3.1.10与支撑板3.1.2上方带有台阶轴承的孔插一根轴组装在一起，使得分拣平台3.1.1可以绕支撑板自由旋转，60度限定块位3.1.11位于支撑板上方，用60度限定块固定架3.1.12通过螺纹固定安装，用于限定分拣平台3.1.1绕支撑板3.1.2的旋转角度，在分拣状态下分拣平台3.1.1可以与支撑板3.1.2形成最大60度，分拣平台3.1.1上的快递倾向一侧，该侧的90度圆锥齿轮换向器3.1.8上的L型轴3.1.9一端水平，用于与分拣口的分拣双轴气缸5.2导板5.2.1作用，使得L型轴3.1.9可以旋转。
如图1和图5，本发明提供的一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：所述控制系统5包括工控机5.3、组态界面和PLC电气控制；控制系统连接工业相机2.2、视觉识别区光电传感器2.4、分向区光电传感器5.4和分拣区光电传感器5.1、分向双轴气缸6和分拣双轴气缸5.2；其中视觉识别区光电传感器2.4、分向区光电传感器5.4、分拣区光电传感器5.1、分向双轴气缸6和分拣双轴气缸5.2都通过螺栓固定在循环式履带输送机4侧边两侧，且每一个分拣口都安装一个分拣双轴气缸5.2；所述分拣双轴气缸5.2包括双轴气缸5.2.2，双轴气缸固定架5.2.3，导板5.2.1，双轴气缸5.2.2通过螺栓固定在双轴气缸固定架5.2.3上，双轴气缸固定架5.2.3通过螺栓固定在循环式履带输送机4侧边，导板5.2.1通过螺栓固定在双轴气缸5.2.2活塞杆顶端。
如图4，本发明提供的一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：所述分拣车内外侧分向装置6包括导板6.1、双轴气缸6.3和双轴气缸固定架6.2，双轴气缸6.3通过螺栓固定在双轴气缸固定架6.2上，双轴气缸固定架6.2通过螺栓固定在循环式履带输送机4边缘，导板6.1通过螺栓固定在双轴气缸6.3活塞杆顶端。
使用时，所需分拣的快递面单朝上放在自动上包机上，自动上包机1将快递运送到自动上包机1顶端，快递落在自动上包机1顶端下方移动的分拣小车3.1上，分拣小车3.1载着快递在循环式履带输送机4上移动，到达视觉识别区域时，触发视觉识别区光电传感器2.4，工业相机2.2拍下快递面单信息，视觉识别软件根据照片信息识别地址信息，传入PLC控制系统，分拣小车到达内外侧分向装置时，若识别的地址信息为内侧分拣口，则外侧双轴气缸6.3作用，外侧双轴气缸6.3带着导板6.1升起，载有快递的分拣小车3.1的分拣平台3.1.1底部右侧区域在运动路径上受导板6.1影响向内侧倾斜，载有快递的分拣小车3.1继续到达分拣区，每一个分拣口旁边布置一个分拣光电传感器5.1，PLC程序对经过传感器的分拣小车3.1进行计数，存储在寄存器中；当系统扫描到快递信息，获取快递的运单号与其地址信息对应的数字码，组态程序把该运单号对应的地址数字码赋予中间变量，系统提取中间变量里代表具体位置信息的数字，确定对应的分拣口，组态获取PLC中该分拣口对应寄存器数值K，存为N并进行运算处理，N＝N+M(M是扫描区到对应分拣口这一段分拣小车3.1的个数，这些分拣小车3.1会经过该分拣口的分拣光电传感器5.1，使得K值增加)。当K＝N时，位于该分拣口的分拣双轴气缸5.2.2作用，分拣双轴气缸5.2.2带着导板5.2.1升起，分拣小车3.1上的L型轴3.1.9在运动路径上受到导板5.2.1的作用，旋转一定的角度，并保持一定的时间，L型轴3.1.9旋转，套在L型轴3.1.9竖直端的锥齿轮旋转，由于是90度圆锥齿轮换向器3.1.8，传动方向改变，输出轴上大齿轮3.1.7旋转，大齿轮3.1.7与小齿轮3.1.6是啮合的，所以小齿轮3.1.6旋转，小齿轮3.1.6带动门3.1.2绕门轴3.1.13旋转，门3.1.2打开，由于分拣平台3.1.1是倾斜向分拣口的，所以快递由于自身重力，滑向分拣口，分拣小车3.1完全经过分拣口，L型轴3.1.9水平端完全经过分拣双轴气缸上的导板，由于弹簧杆3.1.5的作用，门3.1.2关闭，完成快递分拣，若识别的地址信息为外侧分拣口，则内侧侧双轴气缸6.3作用，内侧双轴气缸6.3带着导板6.1升起，载有快递的分拣小车3.1的分拣平台3.1.1内侧底部区域在运动路径上受导板6.1影响向外侧倾斜，由于分拣平台3.1.1下方两侧都有相同的90度圆锥齿轮换向器3.1.8，另一边也有相同的弹簧杆3.1.5、门3.1.2、大齿轮3.1.7、小齿轮3.1.6和L型轴3.1.9，所以快递达到所需分拣的分拣口时，同样会受到升起分拣双轴气缸6.3上的导板6.1作用，使得门3.1.1打开，快递实现分拣。
以上内容描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：包括自动上包机、机器视觉识别系统、分拣小车系统、循环式履带输送机、控制系统和分拣车内外侧分向装置；所述自动上包机位于循环式履带输送机的前端，用于将快递自动上包；所述机器视觉识别系统位于上包机的后端，用于识别快递单号、地址信息；所述分拣小车系统，分拣小车固定安装在循环式履带输送机上，用于分拣快递；所述循环式履带输送机用于给小车提供稳定的循环运动；所述控制系统用于对整个分拣系统进行控制；所述分拣车内外侧分向装置位于循环式履带输送机上，且在机器视觉识别系统后端，同时在分拣区前端，用于分拣平台内外侧分拣；
快递分拣小车系统一共包括若干个分拣小车，分拣小车循环运动，用于快递的分拣；所述分拣小车包括分拣平台、支撑板、弹簧杆、60度限定块、齿轮传动系统、L型轴；所述分拣平台通过轴承固定在支撑板上，且可以旋转；所述弹簧杆用于连接分拣平台上的门，使门保持关闭状态；所述60度限定块用于限制分拣平台的旋转角度最大为60度；所述齿轮传动系统用于将L型轴的旋转力传递到门轴上，使门打开，所述L型轴用于给齿轮传动系统提供动力；
所述自动上包机包括斜坡型皮带线，设置斜坡型皮带线的速度与循环式履带输送机速度一致，可实现自动上包。
2.根据权利要求1所述的一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：所述机器视觉识别系统包括光源、工业相机、固定架、用于识别快递单上的地址信息。
3.根据权利要求1所述的一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：所述控制系统包括工控机、组态界面和PLC电气控制；控制系统连接工业相机、视觉识别区光电传感器、分向区光电传感器和分拣区光电传感器、分向双轴气缸和分拣双轴气缸，其中视觉识别区光电传感器、分向区光电传感器、分拣区光电传感器、分向双轴气缸和分拣双轴气缸都通过螺栓固定在循环式履带输送机侧边两侧，且每一个分拣口都安装一个分拣双轴气缸；所述分拣双轴气缸包括双轴气缸、双轴气缸固定架、导板、双轴气缸通过螺栓固定在双轴气缸固定架上，双轴气缸固定架通过螺栓固定在循环式履带输送机侧边，导板通过螺栓固定在双轴气缸活塞杆顶端。
4.根据权利要求1所述的一种直线型翻盘式分拣机，其特征在于：所述分拣车内外侧分向装置包括导板、双轴气缸和双轴气缸固定架，双轴气缸通过螺栓固定在双轴气缸固定架上，双轴气缸固定架通过螺栓固定在循环式履带输送机侧边，导板通过螺栓固定在双轴气缸活塞杆顶端,可实现分拣小车内外侧分向。
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