CN110834912A - 提高交叉带分拣机环线速度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高交叉带分拣机环线速度的方法，包括如下改进方法：调整上包角度θ为锐角；预先调整包裹位置至小车边缘。本发明中上包角度采用45°或30°，在保证环线速度v_d≥2m/s的基础上提高环线速度，使其既不影响上包的平稳性又对上包总时间产生较小影响。

Description

提高交叉带分拣机环线速度的方法

技术领域

本发明涉及一种提高交叉带分拣机环线速度的方法，属于交叉带分拣机工作系统技术领域。

背景技术

交叉带式分拣系统，有主驱动带式输送机和载有小型带式输送机的台车，也就是小车连接在一起。当校车移动到预期的分拣位置是，转动皮带，完成把商品分拣送出的任务。主驱动带式输送机与小车上的带式输送机呈交叉状。

交叉带分拣机利用交叉带式分拣系统分拣包裹，将堆积在指定位置的包裹上包、运输、下包，送至指定位置。影响上包工作的因素包括上包台数量、上包台的包裹等待方式、上包角度等因素，这些因素均能够影响上包总时间。其中，环线速度是影响上包时间的因素之一，而环线速度也受其他变量影响，例如上包速度、下包速度。

发明内容

本发明提供一种提高交叉带分拣机环线速度的方法，具有通过调整参数和改进简单因素就能提高环线速度的优势。

一种提高交叉带分拣机环线速度的方法，包括如下改进方法：

调整上包角度θ为锐角；

预先调整包裹位置至小车边缘。

上包角度采用45°或30°。

上包角度θ、单个上包台间距d₄、每个上包台和环线相连接的部分宽度d₂满足如下关系：

环形交叉带分拣机的机械效率满足如下关系：

式中，小车的节距为d₁(m)

小车在环线的运行速度为v_d(m/s)。

环线速度始终满足如下关系：

v_d≥2m/s。

迎包时，小车皮带向包裹上包的反方向转动。

本发明具有如下优势：

1、在保证环线速度v_d≥2m/s的基础上提高环线速度，使其既不影响上包的平稳性又对上包总时间产生较小影响。

2、本发明中提供的小车皮带反向转动动作，当包裹的上包速度v₃较慢，难以匹配环线速度v_d时，控制小车皮带向包裹上包的反方向转动，以此保证包裹滑入小车的中心位置；当包裹的上包速度v₃较大时，控制小车皮带向包裹上包的运动方向转动，以此保证包裹不会滑出小车外。

3、本发明中上包角度设置为45°或30°，若减小θ，v_y减小，理论上减小了惯性产生的加速度，在一定程度上提高了平稳性。

附图说明

图1为下包格口分布示意图；

图2为上包夹角为90°时的上包速度分解示意图；

图3位夹角为锐角的上包速度分解示意图。

具体实施方式

一种提高交叉带分拣机环线速度的方法，先考虑影响上包效率的因素。

智能交叉带分拣机系统的环线运行效率一般称作机械效率，是指在单位时间内通过某一个固定点的运载小车的数量，是智能交叉带分拣机系统能够达到的最高效率。环形交叉带分拣机的机械效率由小车的节距d₁(m)和小车在环线的运行速度v_d(m/s)决定：

由上式可知，可以通过两种方式来提高智能交叉带分拣机系统的机械效率Q_机，一是提高环线速度v_d，二是减小小车的节距d₁。

同时，还应考虑到环线速度和诸多方面的因素有关。对上包控制系统而言，要保证包裹上包的平稳性和准确性，必须保证其上包速度能在短时间内与环线速度相匹配，包裹才不至于因速度过渡不自然而发生翻滚现象。同理，要保证包裹下包的准确性，必须保证环线小车的运转速度和分拣机的下包控制系统的反应速度相匹配。

以下考虑环线速度可能产生影响的因素：

环线速度能够影响上包效率。

在加速级的传送带上，包裹由等待级传送带的速度加速至加速级传送带的速度。由此可计算得到包裹在加速级前行的距离为：

又由v₃＝v₂+at₃，v₂＝0.5v₃得：

综合以上各式可得：

分析上式可知，加速级传送带得长度与加速度a、环线速度v_d和上包的角度θ有关。由于加速度a取决于包裹的摩擦力，在本质点模型中可视作固定参数，因此在上包的角度θ不变的情况下，环线速度v_d越大，所需要的加速级传送带长度越长。

与此同时，包裹在加速级上运动的时间t₃也会随之延长，而时间t₃的延长会导致上包总时间的延长，降低上包效率，从而影响整个系统的分拣效率。

其次，要保证包裹上包的准确性和平稳性，实现包裹自上包台到环线的平滑过渡，就要使上包系统的终速v₃和环线小车v_d的速度匹配好。若环线速度太快，上包系统的终速v₃无法保证包裹平稳滑上小车，就会发生包裹翻滚的现象，增加分拣错误率，降低分拣效率。

综上所述，如何在保证环线速度v_d≥2m/s的基础上提高环线速度，使其既不影响上包的平稳性又对上包总时间产生较小影响，是本方案中需要解决的问题。

环线速度对下包效率产生影响：

本方案基于环线设置两个上包点的情况，且两个上包点平分整个环线。

如下图1所示，其中小车的节距长度为d₁，下包格口的间距长度为d₆。当运载包裹的小车进入目标下包区域时，系统会给小车发送信号，小车皮带转动使包裹移动落入目标格口，记此过程的时间为t₁。那么要使包裹准确下包，需要满足以下公式：

由于时间t₁的取值基于信号控制系统响应操作的灵敏度和皮带移动的速度，可视作固定参数，因此环线速度v_d和下包格口间距d₅成正比。

物流中心的分拣要求越高，所需要设置的下包格口数就越多。考虑到分拣场地大小的限制和系统设备的经济成本，设环线的长度不变，因此，要增加下包格口数目，必须减小落包口的宽度。

理想的下包格口间距设置是d₆＝d₁，此时环线长度利用达到最大化，可以满足包裹目的地数量多的需求。同时在下包系统信号控制方面也简化了程序，有利于提高包裹下包的准确性。但由上式(6-1)可知，减小落包格口的宽度，就必须减小环线速度，影响下包效率，进而影响了交叉带分拣机系统的分拣效率。

基于上述结论，在既不影响上包的平稳性又对上包总时间产生较小影响的情况下适当提高环线速度的问题，可从增加上包控制系统的终速v₃和环线速度v_d之间匹配度的角度考虑。

当包裹从加速级进入小车时，上位计算机控制该小车皮带配合包裹的运动转动，该动作即为迎包。

当包裹的上包速度v₃较慢，难以匹配环线速度v_d时，控制小车皮带向包裹上包的反方向转动，以此保证包裹滑入小车的中心位置；当包裹的上包速度v₃较大时，控制小车皮带向包裹上包的运动方向转动，以此保证包裹不会滑出小车外。

由公式v₃cosθ＝v_d可知，在上包台系统的终速v₃一定时，环线速度v_d和cosθ成正比。因此要提高环线速度v_d，可以适当增大cosθ的值，即适当减小θ的角度。但同时也应考虑上包台和环线之间的夹角θ和上包包裹的平稳性有关。

由于包裹在被获取信息之后和正式移上小车之前有一个过渡阶段，即在加速段，这一环节对速度的匹配程度要求比较高。同时，由于包裹前后运行的轨道不同，因此衔接的平稳性要求也很高，这与上包台和环线的夹角θ设置有很大的关系。

如下图2所示，假设夹角成90°，包裹经加速至匹配速度后到达小车的瞬间会因为惯性，在小车运行的垂直方向产生一个加速度，这个加速度只能靠摩擦力平衡。而且，包裹的质量越大，惯性产生的速度越大，这会严重影响包裹上包的平稳性，导致包裹翻滚，降低分拣效率。显然，上包角度为90°不可取。

将上包角度设为锐角，本实施例中上包角度为45°或30°，如图3所示，若减小θ，v_y减小，理论上减小了惯性产生的加速度，在一定程度上提高了平稳性。

但是，θ并不是无限度得越小越好，由式

可知，在单个上包台间距d₄一定的基础上，θ越小，d₂越大，单个上包台占据的小车节数越多，降低上包效率，进而影响系统的分拣效率。

针对小车上的包裹来不及下包的问题。可以在上包台按照环线运行方向最后面一侧分别设置视觉扫描装置，例如光电传感器。通过计算分析包裹的位置提前把包裹的位置调整至小车边缘，结合包裹质量确定小车电机的启动时间和启动速度实现准确下包。这样一来大大缩短了小车经过目标格口时包裹下包的时间，在适当增加环线速度的基础上也能进行准确下包。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (6)

1.一种提高交叉带分拣机环线速度的方法，其特征在于，包括如下改进方法：

调整上包角度θ为锐角；

预先调整包裹位置至小车边缘。

2.根据权利要求1所述的提高交叉带分拣机环线速度的方法，其特征在于，上包角度采用45°或30°。

3.根据权利要求1所述的提高交叉带分拣机环线速度的方法，其特征在于，上包角度θ、单个上包台间距d₄、每个上包台和环线相连接的部分宽度d₂满足如下关系：

4.根据权利要求1所述的提高交叉带分拣机环线速度的方法，其特征在于，环形交叉带分拣机的机械效率满足如下关系：

式中，小车的节距为d₁(m)

小车在环线的运行速度为v_d(m/s)。

5.根据权利要求1所述的提高交叉带分拣机环线速度的方法，其特征在于，环线速度始终满足如下关系：

v_d≥2m/s。

6.根据根据权利要求1所述的提高交叉带分拣机环线速度的方法，其特征在于，迎包时，小车皮带向包裹上包的反方向转动。

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