CN110775569A

CN110775569A - 分拣机的摆臂速度控制方法

Info

Publication number: CN110775569A
Application number: CN201910923700.0A
Authority: CN
Inventors: 花岳东; 金卫平
Original assignee: Shanghai Xinba Automation Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Xinba Automation Technology Co Ltd
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2020-02-11
Anticipated expiration: 2039-09-27
Also published as: CN110775569B

Abstract

本发明公开了一种分拣机的摆臂速度控制方法，分拣机设置的摆臂板以一端为转动中心，另一端旋转摆动，摆动时可拍打邮包，从而推离邮包，摆臂板的摆臂速度分为至少三阶段，包括第一阶段高速运动、第二阶段低速运动和第三阶段高速运动，摆臂板从初始位置摆动至接近邮包的状态的位置使用第一阶段高速运动，摆臂板从接近邮包的状态的位置摆动至开始接触邮包的状态的位置使用第二阶段低速运动，摆臂板从开始接触邮包的状态的位置摆动直至将邮包推离传输带使用第三阶段高速运动。本发明在摆臂板从接近邮包的状态的位置运动至开始接触邮包的状态的位置使用较低的摆臂角速度，使得摆臂板接触邮包时撞击力量变轻，避免邮包受损。

Description

分拣机的摆臂速度控制方法

技术领域

本发明涉及一种分拣机的摆臂速度控制方法。

背景技术

传统摆臂式分拣机，动作机构为摆臂板，摆臂板以一端为转动中心，另一端旋转摆动，是在恒定速度下依靠摆臂拍打邮包，从而将邮包推离传输带，由于在皮带线上直线运动的邮包，对于摆臂运动的方向是相对静止的，所以在摆臂与邮包接触的瞬间会产生一个强烈的撞击动作，容易造成邮包的包装破损，甚至邮包损毁，造成不必要的损失。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种分拣机的摆臂速度控制方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种分拣机的摆臂速度控制方法，分拣机设置的摆臂板以一端为转动中心，另一端旋转摆动，摆动时可拍打邮包，从而推离邮包，摆臂板的摆臂速度分为至少三阶段，包括第一阶段高速运动、第二阶段低速运动和第三阶段高速运动，摆臂板从初始位置摆动至接近邮包的状态的位置使用第一阶段高速运动，摆臂板从接近邮包的状态的位置摆动至开始接触邮包的状态的位置使用第二阶段低速运动，摆臂板从开始接触邮包的状态的位置摆动直至将邮包推离传输带使用第三阶段高速运动。

根据本发明的一个实施方案，所述的开始接触邮包的状态的位置是指邮包进入摆臂板能够完全推送出邮包的区域内，且摆臂板即将推送邮包的位置。

根据本发明的一个实施方案，所述的开始接触邮包的状态的位置的确定通过设置三维扫描装置实现，具体是，三维扫描装置扫描邮包的长度、宽度和邮包位于传输带的横向位置，并将长度信息、宽度信息和横向位置信息传输至上位机，上位机根据长度信息、宽度信息、横向位置信息和摆臂板的长度确定开始接触邮包的状态的位置。

根据本发明的一个实施方案，所述的确定开始接触邮包的状态的位置通过上位机静态模拟得到。

根据本发明的一个实施方案，所述的接近邮包的状态的位置是指摆臂板从初始位置旋转至开始接触邮包的状态的位置所经过的角度T的85％～90％；或者接近邮包的状态的位置是指摆臂板从初始位置旋转至开始接触邮包的状态的位置所经过的距离L的85％～90％；或者接近邮包的状态的位置是指摆臂板从初始位置旋转至开始接触邮包的状态的位置所经过的时间S的85％～90％。

根据本发明的一个实施方案，所述的角度T的85％～90％为6度～6.3度；距离L的85％～90％为0.105米～0.11米；时间S的85％～90％为0.012秒～0.0125秒。

根据本发明的一个实施方案，所述的第二阶段低速运动的速度为摆臂板摆臂的角速度d＝(D-T)/[(B-A)/S]，其中，D为摆臂板的旋转角度，D根据开始接触邮包的状态的位置和摆臂板的初始位置之差得到，B为开始接触邮包的状态的位置，A为邮包的初始位置，即三维扫描装置设置的位置，S为传输带的速度，T为开始接触邮包的状态的位置与接近邮包的状态的位置之差。

所述的横向位置信息中的横向意为垂直于传输带运行的方向。

根据本发明的一个实施方案，所述的三维扫描装置设置于传输带的上方。

根据本发明的一个实施方案，所述的上位机控制分拣机的驱动装置以实现对摆臂板角速度的控制。

根据本发明的一个实施方案，所述的第一阶段高速运动和第三阶段高速运动的速度均为摆臂板摆臂的角速度，高速是指摆臂板摆臂的角速度的具体数值为：1200度/秒～1800度/秒。

根据本发明的一个实施方案，所述的第二阶段低速运动是指摆臂板摆臂的角速度，低速是指摆臂板摆臂的角速度的具体数值为：250度/秒～500度/秒。

根据本发明的一个实施方案，所述的摆臂板将邮包推离传输带后，摆臂板摆臂的回复角速度为：1200度/秒～1800度/秒。

根据本发明的一个实施方案，三维扫描装置为三维扫描仪，或者称3D扫描仪。上位机可以是计算机。

本发明在摆臂板从接近邮包的状态的位置摆动至开始接触邮包的状态的位置使用较低的摆臂角速度，使得摆臂板接触邮包时撞击力量变轻，避免邮包受损。同时在其他过程中使用较高的角速度，控制整个过程的效率。本发明的整个过程可以通过自动化控制实现，节省人力成本。

附图说明

图1为分拣机的示意图；

图2为本发明使用第一阶段高速运动的区域示意图；

图3为本发明使用第二阶段高速运动的区域示意图；

图4为本发明使用第三阶段高速运动的区域示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

实施例1

本实施例分拣机的摆臂速度控制方法，设置传输带5用于传输邮包2，传输带5一侧设置分拣机9，分拣机9设置的摆臂板1以一端为转动中心，另一端旋转摆动，摆动时可以拍打邮包2，从而推离邮包2，摆臂板1的摆臂速度分为至少三阶段，包括第一阶段高速运动、第二阶段低速运动和第三阶段高速运动，如图2所示，摆臂板1从初始状态6摆动至接近邮包的状态7使用第一阶段高速运动，也就是图1中所示的摆臂区域I范围内使用第一阶段高速运动，如图3所示，摆臂板1从接近邮包的状态7摆动至开始接触邮包的状态8使用第二阶段低速运动，也就是图2中所示的摆臂区域II范围内使用第二阶段低速运动，如图4所示，摆臂板1从开始接触邮包的状态8摆动直至将邮包2推离传输带5使用第三阶段高速运动，也就是图3中所示的摆臂区域III范围内使用第三阶段低速运动。本发明的分拣机9是一种摆臂机构，具体为CN207346744U所述的一种物流分拣用摆臂机，摆臂板1就是该专利中所述的推板，也可以参考图1所示。

所述的开始接触邮包的状态8是指摆臂板从初始状态6旋转直至摆臂板1的某一点接触邮包2以后、摆臂板1将有效推送邮包2所经过的角度T或距离L或时间S，摆臂板1接触邮包2的该点为A，距离L为摆臂板1可旋转的端点D所经过的距离。所述的开始接触邮包的状态8的确定通过设置三维扫描装置3实现，三维扫描装置3设置于传输带5的上方，三维扫描装置3设置的位置为邮包2的初始位置，具体是，三维扫描装置3扫描邮包2的长度、宽度和邮包2位于传输带5的横向位置，并将邮包2的长度信息、宽度信息以及横向位置信息传输至上位机，上位机根据长度信息、宽度信息、横向位置信息和摆臂板1的长度确定开始接触邮包的状态8。上述过程通过上位机静态模拟得到，也就是假设在静止的情况下，将邮包2放置于摆臂板1能够推送的区域内，最佳位置是符合力学杠杆原理的位置点，这是常规技术。其中，横向位置信息中的横向意为垂直于传输带5运行的方向。

所述的接近邮包的状态7是指摆臂板1旋转直至摆臂板1离开初始状态6的角度T’或距离L’或时间S’为开始接触邮包的状态8的角度T或距离L或时间S的85％～90％，距离L’为摆臂板1可旋转的端点D离开初始状态的距离。

所述的第一阶段高速运动的速度为摆臂板1摆臂的角速度d₁，d₁＝T/[(B-C)/S]，其中，T为摆臂板1旋转至摆臂板1的某一点A接触邮包2以后、摆臂板1将有效推送邮包2所经过的角度，(B-C)为摆臂板1开始接触邮包的状态8时的邮包2和摆臂板1开始摆动时的邮包2的位移差，S为传输带5的速度。所述的开始接触邮包的状态8时的邮包2和摆臂板1初始状态6下的邮包2的位移差的确定方式是，在传输带上，邮包2从摆臂板1开始摆动时起行进至与摆臂板1的接触点A接触时所经过的位移，同样使用上位机静态模拟得到，在确定开始接触邮包的状态8时即可确定。所述的第二阶段低速运动的角速度d₂为第一阶段高速运动的的角速度d₁的13.89％～41.67％。所述的第三阶段高速运动的角速度d₃与第一阶段高速运动的角速度d₁相等。

本实施例中，以接近邮包的状态7的角度T’或距离L’或时间S’为开始接触邮包的状态8的角度T或距离L或时间S的90％、所述的第二阶段低速运动的角速度d₂为第一阶段高速运动的的角速度d₁的20.83％为例，所述的第一阶段高速运动和第三阶段高速运动的角速度d₁、d₃为：1200度/秒。第二阶段低速运动的角速度d₂为：250度/秒；角度T为60°，角度T’为54°；以A点至摆臂板1的旋转端点的距离为1m为例，距离L为1m，时间S为0.05s，距离L’为0.9m，时间S’以第一阶段高速运动的角速度d₁ 1200度/秒计算，同样也是时间S的90％、即0.045s。

所述的上位机控制分拣机9的驱动装置以实现对摆臂板1角速度的控制。摆臂板1的实时位置是通过设置于分拣机9的驱动装置，即伺服电机内部的编码器反馈的转角数据来计算摆臂的实时位置。传输带5的速度也是由上位机控制的。上位机的驱动和控制为常规技术。

三维扫描装置3为三维扫描仪，或者称3D扫描仪，本实施例中，在邮包2即将进入摆臂板1的作用范围处，也就是摆臂板1摆臂最大限度的位置附近，设置一个门形机架4，机架4的顶部设置三维扫描装置3，三维扫描装置3朝下设置，可以扫面下方的邮包2。上位机可以是计算机。

所述的摆臂板1将邮包2推离传输带5后，摆臂板摆臂的回复角速度为1200度/秒，从而使得摆臂板1在下一个邮包2到位前复位至初始状态6，初始状态6一般为摆臂板平行于传输带的前进方向，也可以是摆臂板1的旋转角度小于接近邮包的状态7的一个位置，在下一个邮包2到达摆臂板1的作用范围时，摆臂板1可以再次进行摆臂操作。如果，摆臂板1再次摆臂不是从初始状态6出发，也还是需要遵循接近邮包的状态7和开始接触邮包的状态8的定义。

使用时，如图2至图4所示，当邮包2即将进入摆臂板1的作用范围时，三维扫描装置3扫描邮包2的长度、宽度和邮包2位于传输带5的横向位置，并将长度信息、宽度信息和横向位置信息传输至上位机，上位机根据长度信息、宽度信息、横向位置信息和摆臂板1的长度静态模拟确定出摆臂板1开始接触邮包的状态8，然后按照接近邮包的状态7的定义确定接近邮包的状态7，再根据角速度d₁的公式依次算出角速度d₁、角速度d₂和角速度d₃。上位机随即控制分拣机的驱动装置，比如控制电机的输出功率，从而控制摆臂板1的转动角速度。摆臂板1从初始状态6摆动至接近邮包的状态7使用第一阶段高速运动，摆臂板1从接近邮包的状态7摆动至开始接触邮包的状态8使用第二阶段低速运动，摆臂板1从开始接触邮包的状态8摆动直至将邮包2推离传输带5使用第三阶段高速运动。摆臂板1将邮包2推离传输带5后，往回转动，摆臂板1可以复位至初始位置，以便对下一个邮包2的推离作准备。

实施例2

本实施例中，以接近邮包的状态7的角度T’或距离L’或时间S’为开始接触邮包的状态8的角度T或距离L或时间S的85％、所述的第二阶段低速运动的角速度d₂为第一阶段高速运动的的角速度d₁的41.67％为例，所述的第一阶段高速运动和第三阶段高速运动的角速度d₁、d₃为：1200度/秒。第二阶段低速运动的角速度d₂为：500度/秒；角度T为50°，角度T’为42.5°；以A点至摆臂板1的旋转端点的距离为1m为例，距离L为0.845m，时间S为0.042s，距离L’为0.718m，时间S’为0.036s。

实施例3

本实施例中，以接近邮包的状态7的角度T’或距离L’或时间S’为开始接触邮包的状态8的角度T或距离L或时间S的88％、所述的第二阶段低速运动的角速度d₂为第一阶段高速运动的的角速度d₁的27.78％为例，所述的第一阶段高速运动和第三阶段高速运动的角速度d₁、d₃为：1800度/秒。第二阶段低速运动的角速度d₂为：500度/秒；角度T为45°，角度T’为39.6°；以A点至摆臂板1的旋转端点的距离为1m为例，距离L为0.765m，时间S为0.025s，距离L’为0.673m，时间S’为0.022s。

实施例4

本实施例中，以接近邮包的状态7的角度T’或距离L’或时间S’为开始接触邮包的状态8的角度T或距离L或时间S的87％、所述的第二阶段低速运动的角速度d₂为第一阶段高速运动的的角速度d₁的13.89％为例，所述的第一阶段高速运动和第三阶段高速运动的角速度d₁、d₃为：1800度/秒。第二阶段低速运动的角速度d₂为：250度/秒；角度T为40°，角度T’为34.8°；以A点至摆臂板1的旋转端点的距离为1m为例，距离L为0.684m，时间S为0.022s，距离L’为0.595m，时间S’为0.019s。

实施例5

本实施例中，以接近邮包的状态7的角度T’或距离L’或时间S’为开始接触邮包的状态8的角度T或距离L或时间S的89％、所述的第二阶段低速运动的角速度d₂为第一阶段高速运动的的角速度d₁的18.75％为例，所述的第一阶段高速运动和第三阶段高速运动的角速度d₁、d₃为：1600度/秒。第二阶段低速运动的角速度d₂为：300度/秒；角度T为42°，角度T’为37.38°；以A点至摆臂板1的旋转端点的距离为1m为例，距离L为0.717m，时间S为0.026s，距离L’为0.638m，时间S’为0.023s。

本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。

Claims

1.一种分拣机的摆臂速度控制方法，其特征在于，设置传输带用于传输邮包，传输带一侧设置分拣机，分拣机设置的摆臂板以一端为转动中心旋转摆动，旋转摆动时可拍打邮包，从而推离邮包，摆臂板的摆臂速度分为至少三阶段，包括第一阶段高速运动、第二阶段低速运动和第三阶段高速运动，摆臂板从初始状态摆动至接近邮包的状态使用第一阶段高速运动，摆臂板从接近邮包的状态摆动至开始接触邮包的状态使用第二阶段低速运动，摆臂板从开始接触邮包的状态摆动直至将邮包推离传输带使用第三阶段高速运动。

2.根据权利要求1所述的分拣机的摆臂速度控制方法，其特征在于，所述的开始接触邮包的状态是指摆臂板从初始状态旋转直至摆臂板的某一点接触邮包以后、摆臂板将有效推送邮包所经过的角度T或距离L或时间S，摆臂板接触邮包的该点为接触点A，距离L为摆臂板可旋转的端点D所经过的距离。

3.根据权利要求2所述的分拣机的摆臂速度控制方法，其特征在于，所述的开始接触邮包的状态的确定方式是通过设置三维扫描装置实现，具体是，三维扫描装置扫描邮包的长度、宽度和邮包位于传输带的横向位置，并将长度信息、宽度信息和横向位置信息传输至上位机，上位机根据长度信息、宽度信息、横向位置信息和摆臂板的长度确定。

4.根据权利要求3所述的分拣机的摆臂速度控制方法，其特征在于，所述的确定方式通过上位机静态模拟得到。

5.根据权利要求3或4所述的分拣机的摆臂速度控制方法，其特征在于，所述的接近邮包的状态是指摆臂板旋转直至摆臂板离开初始状态的角度T’或距离L’或时间S’为开始接触邮包的状态的角度T或距离L或时间S的85％～90％，距离L’为摆臂板可旋转的端点D离开初始状态的距离。

6.根据权利要求5所述的分拣机的摆臂速度控制方法，其特征在于，所述的第一阶段高速运动的速度为摆臂板摆臂的角速度d₁，d₁＝T/[(B-C)/S]，其中，T为摆臂板旋转至摆臂板的某一点A接触邮包以后、摆臂板将有效推送邮包所经过的角度，(B-C)为摆臂板开始接触邮包的状态时的邮包和摆臂板开始摆动时的邮包的位移差，S为传输带的速度。

7.根据权利要求6所述的分拣机的摆臂速度控制方法，其特征在于，所述的开始接触邮包的状态时的邮包和摆臂板开始摆臂时的邮包的位移差的确定方式是，在传输带上，邮包从摆臂板开始摆动时起行进至与摆臂板的接触点A接触时所经过的位移。

8.根据权利要求6所述的分拣机的摆臂速度控制方法，其特征在于，所述的第二阶段低速运动的角速度d₂为第一阶段高速运动的的角速度d₁的13.89％～41.67％。

9.根据权利要求8所述的分拣机的摆臂速度控制方法，其特征在于，所述的第三阶段高速运动的角速度d₃与第一阶段高速运动的角速度d₁相等。

10.根据权利要求9所述的分拣机的摆臂速度控制方法，其特征在于，所述的第一阶段高速运动和第三阶段高速运动的速度均为摆臂板摆臂的角速度，高速是指摆臂板摆臂的角速度的具体数值为：1200度/秒～1800度/秒；第二阶段低速运动是指摆臂板摆臂的角速度，低速是指摆臂板摆臂的角速度的具体数值为：250度/秒～500度/秒；摆臂板将邮包推离传输带后，摆臂板摆臂的回复角速度为：1200度/秒～1800度/秒。

11.根据权利要求3所述的分拣机的摆臂速度控制方法，其特征在于，所述的三维扫描装置设置于传输带的上方。

12.根据权利要求10所述的分拣机的摆臂速度控制方法，其特征在于，所述的上位机控制分拣机的驱动装置以实现对摆臂板旋转速度的控制。