CN111069057A - 用于制造运动平面的引导模块 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于制造运动平面的引导模块(1)，包括：旋转单元(20)，该旋转单元能围绕纵向轴线(Z)旋转；滚珠(30)，该滚珠通过相应的致动销(31)以围绕垂直于纵向轴线(Z)的横向轴线(X)相对于旋转单元(20)能旋转的方式安装在旋转单元(20)上，横向轴线(X)相对于旋转单元(20)固定；第一致动器(52)，该第一致动器作用在旋转单元(20)上以使旋转单元以能调节的方式围绕纵向轴线(Z)运动；以及第二致动器(54)，该第二致动器作用在滚珠(30)的致动销(31)上，用于使滚珠(30)围绕横向轴线(X)运动。

Description

用于制造运动平面的引导模块

技术领域

本发明涉及用于分拣物体的系统的技术领域。

特别地，本发明涉及一种用于制造用于分拣物体的模块化运动平面的引导模块。本发明还涉及一种用于物体分拣的模块化运动平面。

背景技术

在运输和物流领域中，用于分拣包裹和其他物体的系统是特别重要的。

传统地，这些系统包括主传送器，该主传送器使待分拣的包裹和物体沿着路径移动，并且各种副传送器连接到该主传送器，这些副传送器根据预定标准从主传送器接收包裹并将其运送到相应的分配站。

这些年来已经开发了各种解决方案，以允许包裹离开主传送器并沿着其路径朝向副传送器偏离。

这些解决方案中的一个包括使用特殊的托架，这些托架使包裹沿着主传送器移动，并且装备有横向定向的辊子，这些辊子在正确的时刻被致动，以将包裹引向预期的副传送器。

所使用的另一系统包括使用可在主传送器上方移动的单元，这些单元构造为与包裹接触或横向接合，以将其引向副传送器。

还使用如下的辊子的系统：它们相对于主传送器的方向横向或倾斜并且可移动通过包裹的运动平面中的开口。因此，这些辊子能够根据指令以这样的方式出现和消失：仅接合预定包裹并且基于预期运动而使其转向。

不利地，这些系统局限于分拣包裹，并且不允许对用于在相应传送器上定位和移动包裹的参数进行完全和/或精确的控制。

发明内容

在此上下文中，形成本发明的基础的技术目的是提供一种用于制造运动平面的引导模块和相关模块化运动平面，其克服了现有技术的至少一些上述缺点。

更具体地，本发明的目标是提供一种引导模块和相关模块化运动平面，其能够允许相对于现有技术分拣系统更完全和/或更精确地控制包裹的位置和运动参数。

本发明的另一目标是提供一种用于分拣物体的模块化运动平面，其易于缩放并且可适应于不同尺寸的系统和/或物体。

所提到的技术目的和所规定的目标基本上通过包括在本发明中描述的技术特征的引导模块和相关模块化运动平面来实现。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于制造运动平面的引导模块，包括：-旋转单元，该旋转单元能围绕纵向轴线旋转；-滚珠，该滚珠通过相应的致动销以围绕垂直于纵向轴线的横向轴线相对于旋转单元能旋转的方式安装在旋转单元上，所述横向轴线相对于所述旋转单元固定；-第一致动器，所述第一致动器作用在所述旋转单元上以使所述旋转单元以能调节的方式围绕所述纵向轴线运动；-第二致动器，所述第二致动器作用在所述滚珠的所述致动销上，用于使所述滚珠围绕所述横向轴线运动。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于物体分拣的模块化运动平面，包括：-多个如上所述的引导模块；支撑罩，该支撑罩构造为支撑处于矩阵构造的所述引导模块，以限定由所述引导模块的所述滚珠接合的滑动平面。

在附图中示出的引导模块和相关模块化运动平面的优选实施方式的非限制性描述中，本发明的其他特征和优点更加明显。

附图说明

下面参考附图进行描述，附图仅用于说明的目的而提供，不限制本发明的范围，其中：

-图1是根据本发明制造的引导模块的立体图；

-图2是图1的引导模块的剖视图，其中，隐藏一些元件以更好地示出其他元件；

-图3示出了图1的引导模块的不同的剖视图，其中，隐藏一些元件以更好地示出其他元件；

-图4是图1的引导模块的分解立体图，其中，隐藏一些元件以更好地示出其他元件。

具体实施方式

参考附图，用于制造模块化运动平面的引导模块一般用数字1表示，其在下面将简称为“引导模块1”。

引导模块1包括具有管状形状的外部容纳主体10，该外部容纳主体以这样的方式定位和构造：保护和/或支撑引导模块1的下述部件中的至少一些。

优选地，外部容纳主体10限定用于将引导模块1与棱柱形状且优选地六边形形状联接的外表面，该棱柱形状且优选地六边形形状构造为允许多个相同的引导模块1根据预定定向连接到共用的罩以限定模块化运动平面。

容纳在外部容纳主体10内的引导模块1包括可围绕纵向轴线“Z”旋转的旋转单元20。

根据引导模块1的优选使用构造，纵向轴线“Z”相对于水平面竖直地定向。

优选地，旋转单元20以这样的方式由外部容纳主体10支撑：相对于外部容纳主体旋转。

根据优选实施方式，外部容纳主体10具有支撑表面12，在该支撑表面上具有杯形主体14，该杯形主体的形状与外部容纳主体10的内表面匹配。

优选地，旋转单元20由杯形主体14支撑，插入杯形主体14和外部容纳主体10之间，以相对于外部容纳主体10围绕纵向轴线“Z”旋转，而不与外部容纳主体摩擦。

优选地，旋转单元20具有围绕纵向轴线“Z”的管状形状，并且限定内部容纳空间“V”，在该内部容纳空间的内部容纳有该引导模块1的其他部件，如下所述。

在相对的第一端，旋转单元20具有两个彼此面对的座部，座部用于穿过纵向轴线“Z”的致动销31。

优选地，座部由一对彼此面对的孔21a和21b限定，并且在旋转单元20的相应的在直径上相对的部分处形成。

优选地，在与用于致动销31的座部相对或远离的相关部分处，旋转单元20具有由面向纵向轴线“Z”的径向齿限定的一排引导齿22。

引导模块1包括滚珠30，该滚珠通过致动销31以可围绕垂直于纵向轴线“Z”的横向轴线“X”旋转的方式而以可旋转的方式安装在旋转单元20上。

优选地，滚珠30以致动销31与滚珠30旋转地成一体的方式而键接在致动销31上。

此外，致动销31在相对端处具有传动小齿轮32，该传动小齿轮构造为使滚珠30围绕横向轴线“X”旋转。

致动销31的定向限定横向轴线方向“X”，其相对于旋转单元20固定，并且其可通过旋转单元在水平面内的旋转而相对于引导模块1的优选使用构造定向。

优选地，滚珠30的主要部分和整个致动销31定位在外部容纳主体10的内部，而滚珠30的顶端部分30a从外部容纳主体伸出，特别是相对于引导模块1的优选使用构造向上伸出。

外部容纳主体10还具有基本上环形形状的端盖16，该端盖具有中心开口，滚珠30的顶端部分30a通过该中心开口伸出。

优选地，端盖16具有外表面，该外表面构造为限定垂直于纵向轴线“Z”的滑动平面，该滑动平面优选地相对于引导模块1的优选使用构造而水平地定向。

特别地，外表面构造为与相同的引导模块1的类似外表面对准并结合操作，以限定公共滑动平面，各个引导模块1的滚珠30从公共滑动平面伸出。

优选地，上述顶端部分30a由滚珠30的半径的10％和40％之间的百分比限定，更优选地在20％和30％之间。

优选地，引导模块1还包括传动单元40，该传动单元可相对于旋转单元20以同轴方式围绕纵向轴线“Z”旋转，并且构造为使滚珠30围绕横向轴线“X”运动。

优选地，传动单元40由中心销43支撑就位，该中心销43可围绕纵向轴线“Z”旋转，并且连接到支撑件，该支撑件与外部容纳主体10一体或连接到外部容纳主体10。

优选地，传动单元40具有管状形状，容纳在由旋转单元20限定的内部空间“V”内，并且进而容纳滚珠30的主要部分。

特别地，传动单元40的外表面优选地成形为与旋转单元20的对应内表面匹配。

此外，传动单元40优选地具有用于连接到中心销43的优选为杯形的相反形状的部分44。

传动单元40在相关的第一端，特别是在相对于引导模块1的优选使用构造的上端，具有第一环形齿轮41，该第一环形齿轮41以这样的方式与传动小齿轮32啮合：使得传动单元40围绕纵向轴线“Z”的旋转致动滚珠30围绕横向轴线“X”的旋转。

优选地，第一环形齿轮41由一排沿着纵向轴线“Z”对准并根据引导模块1的优选使用构造向上延伸的前齿限定。

此外，传动单元40在与第一端相反的相关第二端处或其附近，特别是在根据优选使用构造的下端，包括第二环形齿轮42，该第二环形齿轮42构造为允许致动该传动单元40围绕纵向轴线“Z”的旋转。

优选地，第二环形齿轮42由一排面向纵向轴线“Z”的径向齿限定，并且这些径向齿根据优选使用构造分布在水平面中。

优选地，旋转单元40的第二环形齿轮42和旋转单元20的这排引导齿22基本上是同心的，在平行平面中延伸，并且处于彼此并排的位置，其中，根据引导模块1的优选使用构造，第二环形齿轮42位于这排引导齿22的上方。

引导模块1还包括第一致动器52和第二致动器54，第一致动器52作用在旋转单元20上，用于使旋转单元20以可调节的方式围绕纵向轴线“Z”运动，第二致动器54作用在滚珠30的致动销31上，用于使滚珠30围绕横向轴线“X”运动。根据优选实施方式，第一致动器52和第二致动器54都是旋转电动机。

优选地，第一致动器52和第二致动器54并排定位并彼此相邻，彼此平行地定向，并且优选地平行于纵向轴线“Z”定向。

优选地，第一致动器52和第二致动器54都具有各自的旋转轴，该旋转轴朝向滚珠30伸出并平行于纵向轴线“Z”，处于相对于其偏移的位置中。

第一致动器52包括致动小齿轮53，该致动小齿轮53键接在相应的轴上，并与旋转单元20的这排引导齿22啮合。

类似地，第二致动器54包括另一致动小齿轮55，该致动小齿轮55键接在相应的轴上，并与传动单元40的第二环形齿轮42啮合。

这样，第一致动器52的致动导致滚珠30围绕纵向轴线“Z”旋转，而第二致动器54的致动导致滚珠30围绕横向轴线“X”旋转。

为了给第一致动器52和第二致动器54供电，引导模块1具有一个或多个销60，该一个或多个销60构造为在销在相应支撑罩中联接期间接合相应的插口。

应注意，在上述构造中，除了滚珠30围绕纵向轴线“Z”旋转之外，第一致动器52的致动还确定了滚珠30围绕横向轴线“X”旋转的副作用，该副作用代数地添加到第二致动器54的作用上。

此副作用由传动小齿轮32相对于传动单元40的运动决定，并且在滚珠30围绕纵向轴线“Z”旋转之后，传动小齿轮与传动单元啮合。

引导模块1还包括控制单元，该控制单元连接到第一致动器52和第二致动器54，并且构造为至少接收滚珠30围绕纵向轴线“Z”旋转的第一控制信号和滚珠30围绕横向轴线“X”旋转的第二控制信号。

优选地，引导模块1具有用于信号电缆的连接器61，该信号电缆连接到控制单元，用于将第一控制信号和第二控制信号传输到控制单元。

控制单元配置为根据第一控制信号来控制第一致动器52，以根据包含在第一控制信号中的命令来确定滚珠30围绕纵向轴线“Z”的旋转。

控制单元还配置为根据第二控制信号并根据第一控制信号以补偿方式来控制第二致动器54。

换句话说，控制单元配置为计算滚珠30在其围绕纵向轴线“Z”旋转之后围绕横向轴线“X”旋转的上述副作用，并且以补偿该副作用的方式致动第二致动器54。

优选地，引导模块1具有棱柱形联接表面，并且优选地为六边形，其构造为允许多个相同的引导模块1根据预定定向连接到共用的罩(特别是通过将销60插入相应插口)，以限定运动平面。

优选地，根据预定定向，每个引导模块1的纵向轴线“Z”垂直于支撑罩定向，并且特别地相对于优选使用构造竖直定向。每个引导模块1在支撑罩上的定位是可变的，以起到将销60插入相应插口的作用。

本发明的另一目的是一种用于分拣物体的模块化运动平面，其包括多个上述类型的引导模块1。

运动平面还包括支撑罩，该支撑罩构造为支撑处于矩阵构造的这些引导模块1，以限定由这些引导模块1的滚珠30接合的滑动平面。

优选地，支撑罩具有多个插口，该多个插口构造为接收引导模块1的销60，以确定与引导模块1的电力供应和/或信号连接。

优选地，这些销60构造为在引导模块1以矩阵构造定位在支撑罩上期间立即接合支撑罩的相应插口。

优选地，在矩阵构造中，这些引导模块1的棱柱形联接表面定位为彼此接触或抵靠以限定蜂房状布置。

此外，这些插口和销60优选地构造为在使用构造中支撑相应的引导模块1，其中，这些引导模块的纵向轴线“Z”定向为彼此平行且垂直于支撑罩。

优选地，运动平面还具有相应的控制单元，该控制单元构造为协调各个引导模块1的控制单元，以协调相应滚珠30的旋转。

本发明通过克服现有技术的缺点而实现设定目标。

有利地，所述引导模块允许产生模块化类型的运动平面，其易于缩放并且可适应于不同尺寸、重量和特征的物体和包裹。

此外，该运动平面通过在各种引导模块之间的协调而允许精确地控制各个物体的位置和运动以及执行不同类型的运动，包括物体的分拣、对准、运输、分离以及每个物体围绕其轴线(也就是说，基本上是与运动物体的延伸平面成直角的轴线)的旋转。

Claims (16)

1.一种用于制造运动平面的引导模块(1)，包括：

-旋转单元(20)，该旋转单元能围绕纵向轴线(Z)旋转；

-滚珠(30)，该滚珠通过相应的致动销(31)以围绕垂直于所述纵向轴线(Z)的横向轴线(X)相对于所述旋转单元(20)能旋转的方式安装在所述旋转单元(20)上，所述横向轴线(X)相对于所述旋转单元(20)固定；

-第一致动器(52)，所述第一致动器作用在所述旋转单元(20)上以使所述旋转单元(20)以能调节的方式围绕所述纵向轴线(Z)运动；

-第二致动器(54)，所述第二致动器作用在所述滚珠(30)的所述致动销(31)上，用于使所述滚珠(30)围绕所述横向轴线(X)运动。

2.根据权利要求1所述的引导模块(1)，包括传动单元(40)，所述传动单元能围绕所述纵向轴线(Z)旋转，并且在相关的第一端处具有第一环形齿轮(41)，所述第一环形齿轮与传动小齿轮(32)啮合，所述传动小齿轮与所述致动销(31)旋转地成一体，所述第二致动器(54)作用在所述传动单元(40)上，用于使所述第一环形齿轮(41)围绕所述纵向轴线(Z)旋转。

3.根据权利要求2所述的引导模块(1)，其中，所述传动单元(40)在与所述第一端相反的相关第二端处或附近还包括第二环形齿轮(42)，所述第二环形齿轮与致动小齿轮(55)啮合，所述第二致动器(54)作用在所述致动小齿轮上。

4.根据权利要求3所述的引导模块(1)，其中，所述第二环形齿轮(42)由面向所述纵向轴线(Z)的一排径向齿限定，和/或其中，所述第一环形齿轮(41)由沿着所述纵向轴线(Z)对准的相应的一排前齿限定。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的引导模块(1)，其中，所述传动单元(40)的所述第一端具有管状形状，用于在内部容纳所述滚珠(30)的至少一部分。

6.根据前述权利要求中任一项所述的引导模块(1)，其中，所述旋转单元(20)具有管状形状，该管状形状围绕所述纵向轴线(Z)延伸并且限定内部空间(V)，所述滚珠(30)和相应的所述致动销(31)至少部分地容纳在所述内部空间中。

7.根据权利要求5或6所述的引导模块(1)，其中，所述传动单元(40)容纳在所述内部空间(V)中并且优选地也具有围绕所述纵向轴线(Z)延伸的管状形状。

8.根据权利要求6或7所述的引导模块(1)，其中，所述旋转单元(20)在与所述滚珠(30)的所述致动销(31)相反或远离的相关部分中具有相应的一排引导齿(22)，这一排引导齿与所述第一致动器(52)的轴啮合，并且这排引导齿优选地由面向所述纵向轴线(Z)的径向齿限定。

9.根据前述权利要求中任一项所述的引导模块(1)，其中，所述第一致动器(52)和所述第二致动器(54)以并排构造安装并且沿着所述纵向轴线(Z)对准，优选地，所述第一致动器(52)和所述第二致动器(54)中的每一者均包括相应的致动小齿轮(53，55)，所述致动小齿轮能围绕平行轴线旋转并且优选地相对于所述纵向轴线(Z)偏移。

10.根据权利要求2至9中任一项所述的引导模块(1)，其中，所述传动单元(40)由能围绕所述纵向轴线(Z)旋转的中心销(43)支撑就位。

11.根据权利要求2至10中任一项所述的引导模块(1)，还包括具有管状形状的外部容纳主体(10)，所述旋转单元(20)、所述传动单元(40)、所述滚珠(30)的主要部分和所述滚珠(30)的所述致动销(31)被包围在所述外部容纳主体的内部；所述旋转单元(20)由所述外部容纳主体(10)旋转地支撑，优选地通过插入杯形主体(14)而旋转地支撑。

12.根据权利要求11所述的引导模块(1)，其中，所述外部容纳主体(10)具有基本上环形的端盖(16)，所述端盖具有中心开口，所述滚珠(30)的顶端部分(30a)通过所述中心开口伸出，所述端盖(16)还具有外表面，所述端盖的外表面限定垂直于所述纵向轴线(Z)的滑动平面。

13.根据前述权利要求中任一项所述的引导模块(1)，包括控制单元，所述控制单元连接到所述第一致动器(52)和所述第二致动器(54)并且构造为至少接收关于所述滚珠(30)围绕所述纵向轴线(Z)旋转的第一控制信号和关于所述滚珠(30)围绕所述横向轴线(X)旋转的第二控制信号，

所述控制单元配置为根据所述第一控制信号控制所述第一致动器(52)并且根据所述第二控制信号控制所述第二致动器(54)，所述控制单元还配置为根据所述第一控制信号以补偿方式控制所述第二致动器(54)。

14.根据前述权利要求中任一项所述的引导模块(1)，具有棱柱形联接表面，所述棱柱形联接表面构造为根据预定定向将多个相同的模块(1)连接到公共罩以限定运动平面。

15.一种用于物体分拣的模块化运动平面，包括：

-多个根据前述权利要求中任一项所述的引导模块(1)；

-支撑罩，该支撑罩构造为支撑处于矩阵构造的所述引导模块(1)，以限定由所述引导模块(1)的所述滚珠(30)接合的滑动平面。

16.根据权利要求15所述的运动平面，其中，所述支撑罩具有多个插口，并且所述引导模块(1)具有多个插头(60)，所述插头构造为接合所述插口，以在所述引导模块(1)定位在所述矩阵构造中期间，确定所述支撑罩和所述引导模块(1)之间的电力供应和/或信号连接。

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