CN111301926B - 高速摆轮分拣机及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的高速摆轮分拣机及其方法，相应地采取直驱式输送动力机构、取消中间传动部件以有效地避免能量损耗，同时针对单一摆轮模组及模组间摆转传动方式加以改进，以期实现满足现有行业较高输送速度和较短摆转时间的技术要求。包括有底架、安装板和设置于安装板的数组分拣模组，每一组分拣模组具有排成队列的数个摆轮单元。至少2组相邻的分拣模组连接于同一组摆转驱动机构，并由该组摆转驱动机构同步地驱动所有的摆轮单元往复地定轴摆转；所述的摆转驱动机构包括伺服电机，在伺服电机的输出端套设有主动齿轮，主动齿轮啮合连接相邻摆轮单元上的从动齿轮，同组分拣模组中的其他摆轮单元之间则通过直连式传动机构进行传动连接；在摆轮单元顶部轴设有至少一个电动滚筒。

Description

高速摆轮分拣机及其方法

技术领域

本发明涉及一种实现高速率摆转与输送的摆轮分拣机及其控制，属于物流仓储领域。

背景技术

随着电商物流与生产自动化技术的快速发展，货物分拣与输送系统的规模越来越大，对于现场作业效率有了更高的要求。普遍采用的用于分拣与转向输送的摆轮分拣机，是根据不同分类或输送方向利用相应的摆转装置将货物输送到不同的出口，从而实现分拣功能。

现有的摆轮分拣机每小时分拣效率为2500-3000件，而目前由于电商与网购、移动支付等技术的广泛使用，分拣效率的目标值已达每小时7000件以上，显然现有结构与使用方法的技术不再满足国内行业的要求。

如在先公开以下内容的专利申请，申请号CN201720182819.3，名称为一种分拣机用转向装置，其主要方案是转向装置包括开有安装孔的安装板、输送轮、输送轮的旋转驱动机构及转向驱动机构、控制器。所述安装板的安装孔上分别安装一个安装架，所述安装架上安装由4个所述输送轮形成的输送轮组，所述旋转驱动机构包括：在所述安装架的底部各设置一套筒并活动安装在所述安装孔中，所述套筒内部设置一转轴，所述转轴与套筒活动连接，所述转轴的下端通过第一传动机构与外部驱动机构连接，所述转轴的上端通过第二传动机构与输送轮连接，所述外部驱动机构的控制端连接到所述控制器。

上述在先文献，采用气缸驱动齿条与齿轮机构的摆转传动机构以实现安装架带动输送轮摆转一定的角度。另外，该分拣机数组分拣模组采用一套同步带的输送传动机构，数组分拣模组一体地安装于框架上。如上述文献公开所代表的现有技术存在的主要缺点，一是存在中间传动结构，如摆轮输送传动部件多为O型带或同步带，受限于传动中的能量损耗而导致输送速度一般为1.5m/s左右，无法针对货物形成高速率输送；二是，摆轮模组及模组之间的驱动结构较复杂，从驱动电机到摆轮支架的响应速度较低而导致摆转时间被无效地延长了。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述的高速摆轮分拣机及其方法，在于解决上述现有技术存在的问题而相应地采取直驱式输送动力机构、取消中间传动部件以有效地避免能量损耗，同时针对单一摆轮模组及模组间摆转传动方式加以改进，以期实现满足现有行业较高输送速度和较短摆转时间的技术要求。

为实现上述设计目的，所述的高速摆轮分拣机，包括有底架、安装板和设置于安装板的数组分拣模组，每一组分拣模组具有排成队列的数个摆轮单元。

与现有技术的区别之处，至少2组相邻的分拣模组连接于同一组摆转驱动机构，并由该组摆转驱动机构同步地驱动所有的摆轮单元往复地定轴摆转；

所述的摆转驱动机构包括伺服电机，在伺服电机的输出端套设有主动齿轮，主动齿轮啮合连接相邻摆轮单元上的从动齿轮，同组分拣模组中的其他摆轮单元之间则通过直连式传动机构进行传动连接；在摆轮单元顶部轴设有至少一个电动滚筒。

如上述设计构思，采取电滚筒直接传动的单独输送结构和直连式传动结构，从而能够保证高速输送状态下的高速摆转机构的正常稳定运行。

进一步地，所述的直连式传动机构，包括设在定位轴上的传动齿轮、以及设在安装板上的过渡齿轮；从伺服电机沿驱动力传递方向，主动齿轮、从动齿轮、过渡齿轮和传动齿轮依次地两两相啮合，从而能够在360°范围内实现高速输送状态下的高速摆转。

或是，采取另一种直连式传动机构，如铰接于相邻两个支架的耳座之间的连杆。

针对摆轮单元结构的优选改进方案是，摆轮单元包括支架和连接于支架下方的定位轴，在定位轴上垂向地套设有从动齿轮和安装座；安装座向两侧延伸有安装臂，安装臂通过螺栓固定安装于安装板，安装座与定位轴之间套设轴承；所述的支架具有U型的整体结构，在其顶部横向地轴设有至少一个电动滚筒。

进一步地，在所述支架、主动齿轮、从动齿轮、过渡齿轮和传动齿轮的多处位置，均设置有减重通孔。

进一步地，在支架的上方设置有顶盖，顶盖向下延伸有定位爪，定位爪通过螺栓安装连接于支架的侧部。

进一步地，在定位轴与安装板贯穿处，沿垂向套设有至少两个轴承。

在上述高速摆轮分拣机结构改进的基础上，本申请同时提出一种摆转控制方法：至少2组相邻的分拣模组连接于同一组摆转驱动机构，伺服电机通过主动齿轮啮合连接相邻摆轮单元上的从动齿轮，同组分拣模组中的其他摆轮单元之间则通过直连式传动机构进行传动连接；在每一摆轮单元的支架顶部，轴设有至少一个电动滚筒。

另外，摆转单元的顶盖向下延伸有定位爪，定位爪通过螺栓和平弹垫安装连接于支架的侧部。

以及，在定位轴与安装板的贯穿处沿垂向套设至少两个轴承。

综上内容，本申请高速摆轮分拣机及其方法具有以下优点：

1、本申请采取电滚筒直接传动的单独输送结构，取消了中间传动结构，避免了能量损耗，使得摆轮的输送速度达到了2.5m/s左右，分拣效率能够达到每小时7500件-8000件，是现有技术的2-3倍，充分地满足现有物流分拣效率的需要。

2、针对摆轮模组采取直连式传动结构，保证了高速输送状态下摆转机构的正常、稳定地运行，本申请的摆转时间仅为现有公开技术分拣机的1/2或者1/3。

3、摆轮单元的顶盖采取侧部固定方式，通过平弹垫等部件在高速摆转的过程中达到有效的防松性能。

4、通过双轴承支承结构，相应地提高了高速摆转过程中支架整体的稳定性能。

附图说明

现结合以下附图来进一步地说明本申请方案；

图1是本申请高速摆轮分拣机的结构示意图；

图2和图3是两种不同摆转传动结构的分拣模组对照示意图；

图4是如图2结构摆轮分拣模组的垂向剖面示意图；

图5至图7是三种不同结构的摆转支架结构的对照示意图；

图8是如图7所示结构的摆转支架分解后的部分结构示意图；

在以上附图中，底架1、安装板2、分拣模组3、摆轮单元4、摆转驱动机构5、轴承6、顶盖7；

从动齿轮40，支架41，定位轴42，安装座43，安装臂44，电动滚筒45，减重通孔46，定位爪47，传动齿轮48，耳座49；

伺服电机51，主动齿轮52，过渡齿轮53和连杆54。

具体实施方式

实施例1，如图1至图8所示，所述的高速摆轮分拣机包括有底架1、安装板2和设置于安装板2的数组分拣模组3，每一组分拣模组3具有排成队列的数个摆轮单元4。

其中，2组相邻的分拣模组3连接于同一组摆转驱动机构5，并由该组摆转驱动机构5同步地驱动2组分拣模组3中所有的摆轮单元4往复地定轴摆转。

所述的摆转驱动机构5包括，贯穿安装于安装板2的伺服电机51，在伺服电机51的输出端套设有主动齿轮52，主动齿轮52啮合连接相邻摆轮单元4上的从动齿轮40，同组分拣模组3中的其他摆轮单元4之间则通过直连式传动机构进行传动连接。

采用上述伺服电机51直连主动齿轮52、直连式传动机构的结构与驱动方式，能够减少中间传动环节而显著地减少传动能量损耗。

如图2所示，直连式传动机构包括设在定位轴42上的传动齿轮48、以及设在安装板2上的过渡齿轮53。从伺服电机51沿驱动力传递方向，主动齿轮52、从动齿轮40、过渡齿轮53和传动齿轮48依次地两两相啮合。此类齿轮间传动方式，能够在360°范围内实现高速输送状态下的高速摆转。

如图3所示，在支架41两侧设置有外凸的耳座49，直连式传动机构包括铰接于相邻两个支架41的耳座49之间的连杆54。

为配合上述传动机构，采取以下摆轮单元4的结构改进。

如图5至图8所示，所述的摆轮单元4包括支架41和连接于支架41下方的定位轴42，在定位轴42上垂向地套设有从动齿轮40和安装座43；

安装座43向两侧延伸有安装臂44，安装臂44通过螺栓固定安装于安装板2，安装座43与定位轴42之间套设轴承以供摆轮单元4整体以绕定位轴42旋转，以此完成在分拣模组3上方输送货物的摆转。

所述的支架41具有U型的整体结构，在其顶部横向地轴设有至少一个电动滚筒45；相应地，定位轴42为空心筒状结构，与电动滚筒45相连的管线从支架41、定位轴42引至安装板2的下方。

为实现轻量化设计而辅助提高本申请高速摆轮分拣机的摆转速率，在所述支架41、主动齿轮52、从动齿轮40、过渡齿轮53和传动齿轮48的多处位置，均设置有减重通孔46。

在支架41的上方设置有顶盖7，顶盖7向下延伸有定位爪47，定位爪47通过螺栓安装连接于支架41的侧部。

现有技术的摆轮单元的顶盖，其上是使用M4螺钉垂向地固定于支架41。由于螺钉不能突出而影响到货物输送，只能使用沉头螺孔结构则相应地缺少平弹垫的防松性能，因此导致顶盖在长期运行过程中较易出现松动情况。而上述顶盖7通过定位爪47在支架41侧部安装的方式，则可使用平弹垫等防松部件，进而达到有效的防松效果。

如图4所示，在定位轴42与安装板2贯穿处，沿垂向套设有至少两个轴承6。此处设计是为了适应摆轮单元4高速摆转时，避免支架41发生抖动问题进行的优化，以双轴承支承结构而提高支架41整体的稳定性能。

在应用如上所述高速摆轮分拣机结构改进的基础上，本申请实现了下述高速摆转控制方法：

2组相邻的分拣模组3连接于同一组摆转驱动机构5，伺服电机51通过主动齿轮52啮合连接相邻摆轮单元4上的从动齿轮40，同组分拣模组3中的其他摆轮单元4之间则通过直连式传动机构进行传动连接；

在每一摆轮单元4的支架41顶部，轴设有至少一个电动滚筒45。

具体地，可采取齿轮组的直连式传动机构，如从伺服电机51沿驱动力传递方向，主动齿轮52、从动齿轮40、过渡齿轮53和传动齿轮48依次地两两相啮合。

可采取齿轮+连杆的直连式传动机构，通过连杆54铰接于相邻支架41的耳座49之间。

为了实现轻量化设计而辅助提高摆转速率，在所述支架41、主动齿轮52、从动齿轮40、过渡齿轮53和传动齿轮48的多处位置，均设置有减重通孔46。

进一步地，顶盖7向下延伸有定位爪47，定位爪47通过螺栓和平弹垫安装连接于支架41的侧部，进而达到高速摆转过程中的防松性能。

在定位轴42与安装板2贯穿处沿垂向套设至少两个轴承6，以起到辅助摆轮单元4高速摆转过程中的稳定支撑作用。

综上内容，结合附图中给出的实施例仅是实现本发明目的的优选方案。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示，而直接推导出符合本发明设计构思的其他替代结构。由此得到的其他结构特征，也应属于本发明所述的方案范围。

Claims (2)

1.一种高速摆轮分拣机，包括有底架、安装板和设置于安装板的数组分拣模组，

每一组分拣模组具有排成队列的数个摆轮单元，其特征在于：

相邻2组分拣模组连接于同一组摆转驱动机构，并由该组摆转驱动机构同步地驱动所有的摆轮单元往复地定轴摆转；

所述的摆转驱动机构包括伺服电机，在伺服电机的输出端套设有一个主动齿轮，所述主动齿轮啮合连接相邻4个摆轮单元上的从动齿轮，同组分拣模组中的其他摆轮单元之间通过铰接于相邻支架的耳座之间的连杆进行传动连接；

所述的摆轮单元，包括支架和连接于支架下方的定位轴，在定位轴上垂向地套设有从动齿轮和安装座；安装座向两侧延伸有安装臂，安装臂通过螺栓固定安装于安装板，安装座与定位轴之间套设轴承；

在定位轴与安装板贯穿处，沿垂向套设有至少两个轴承；

在支架的上方设置有顶盖，顶盖向下延伸有定位爪，定位爪通过螺栓安装连接于支架的侧部；

所述的支架具有U型的整体结构，在其顶部横向地轴设有至少一个电动滚筒。

2.如权利要求1所述高速摆轮分拣机的摆转控制方法，其特征在于：在数组分拣模组中，每2组相邻的分拣模组连接于同一组摆转驱动机构，伺服电机通过一个主动齿轮啮合连接相邻4个摆轮单元上的从动齿轮，同一组分拣模组中的其他摆轮单元之间通过铰接于相邻支架的耳座之间的连杆进行传动连接；

在伺服电机的驱动下，一个主动齿轮驱动两组分拣模组中的4个相邻摆轮单元上的从动齿轮旋转，所述4个摆轮单元各自通过连杆传动每组其余摆轮单元同步地摆转；

所述摆轮单元的支架上方的顶盖向下延伸有定位爪，定位爪通过螺栓和平弹垫安装连接于支架的侧部；在所述摆轮单元的支架下方的定位轴与安装板之间的贯穿处，沿垂向套设有至少两个轴承；

在每一摆轮单元的支架顶部轴设有至少一个电动滚筒，在摆轮单元整体摆动的同时通过电动滚筒的转动实现货物的输送与分拣。

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