CN111498404A - 一种物料分拣分流盘、物料分拣分流系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物料分拣分流盘，包括盘体，盘体为筒状弹性件，并且盘体沿其高度方向形成正反折叠的纸伞状褶皱，盘体沿其高度方向包括相对设置的固定端和自由端，盘体沿其厚度方向包括相对设置的外端面和内端面；固定端的径向尺寸小于自由端的径向尺寸；外端面设置有吸附组件以及吸附辅助组件，吸附组件设有若干与外部连通的容纳腔以及与若干容纳腔连通的吸附通道；内端面设置有伸展组件，用以将盘体由筒状伸展为近圆环状，伸展组件设有至少一个伸展腔，伸展腔沿盘体的周向延伸。通过物料分拣分流盘实现对物料的分拣分流，特别是通过吸附组件对颗粒状或液体物料以进行定量搬运以及定向释放，单次分拣分流方向多，效率高。

Description

一种物料分拣分流盘、物料分拣分流系统和方法

技术领域

本发明涉及物料分拣分流技术领域，如工业生产以及物流快递行业中的物料快速分拣，尤其涉及一种物料分拣分流盘、物料分拣分流系统和方法。

背景技术

物料分拣分流是工业生产以及物流快递行业中关系到物流时效的关键，将成堆无序物料定量、定向分拣分流输送。目前，自动化机器人广泛运用于物料分拣分流领域，以提高物料分拣分流的自动化程度。自动化机器人是自动执行工作的机器装置，包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械。在当代工业中，机器人指能自动运行任务的人造机器设备，用以取代或协助人类工作，一般会是机电设备，由计算机程序或是电子电路控制。新兴工业时代，机器人能满足快速/大批量加工节拍、节省人力成本、提高生产效率等要求，成为越来越多工厂的理想选择。

但目前机器人取料时一般直接插入物料堆内进行取料，然后脱离物料，首先，目前的机器人为单次取料单向释放，分拣分流效果差；其次，虽然目前机器人可以实现定量取料，但更为精准的个位数级别批量取料难以实现，即使可以实现，其也难以根据物料种类、数量级别更改进行适应性更改，通用性差；再次，机器人难以在取料的同时对物料姿态进行调整，需要后期再次调整。因此，针对上述问题，有必要提出进一步地解决方案以至少解决部分问题。

发明内容

本发明旨在提供一种物料分拣分流盘，以克服现有技术中存在的不足。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种物料分拣分流盘，包括盘体，所述盘体为筒状弹性件，并且所述盘体沿其高度方向形成正反折叠的纸伞状褶皱，所述盘体沿其高度方向包括相对设置的固定端和自由端，所述盘体沿其厚度方向包括相对设置的外端面和内端面；

所述固定端的径向尺寸小于所述自由端的径向尺寸；

所述外端面设置有吸附组件以及吸附辅助组件，所述吸附组件设有若干与外部连通的容纳腔以及与若干所述容纳腔连通的吸附通道；

所述吸附辅助组件设有至少与所述容纳腔的部分侧壁贴合的径向控制腔以及与所述径向控制腔连通的径向控制通道；

所述内端面设置有伸展组件，用以将所述盘体由筒状伸展为近圆环状，所述伸展组件设有至少一个伸展腔，所述伸展腔沿所述盘体的周向延伸。

优选地，所述伸展组件包括至少一个囊体，所述囊体沿所述盘体的周向延伸，所述囊体沿其长度方向设有所述伸展腔。

优选地，所述径向控制腔贴合所述容纳腔与外部连通处的至少部分侧壁。

优选地，所述径向控制腔沿所述容纳腔的深度方向设有多个。

优选地，沿同一所述容纳腔的深度方向设置的多个所述径向控制腔的膨胀性能不同。

优选地，所述径向控制腔为绕所述容纳腔周向的圆环形。

优选地，所述径向控制腔为沿所述容纳腔深度方向的条形。

优选地，所述容纳腔设置于所述盘体内部，并通过所述外端面与外部连通。

优选地，沿所述盘体的固定端连接有固定环，所述盘体与所述固定环部分连接。

优选地，所述固定环与所述盘体转动连接。

优选地，所述固定环沿其周向设置有滑块。

优选地，所述滑块设置有三块，并均匀分布于所述固定环的内环壁上。

本发明还提供了一种物料分拣分流系统，包括：

导轨，所述导轨呈倒U型；

物料分拣分流盘，所述物料分拣分流盘穿过所述导轨，并能够沿所述导轨滑动，所述物料分拣分流盘的内端面能够沿所述导轨朝向物料容置容器，所述物料分拣分流盘的外端面能够沿所述导轨朝向物料释放平台；

第一泵体，所述第一泵体连通所述伸展组件，以向伸展腔内输送第一流体，所述伸展腔膨胀带动所述盘体；

第二泵体，所述第二泵体连通所述吸附组件，以向吸附通道内抽排第二流体；

第三泵体，所述第三泵体连通所述吸附辅助组件，以向径向控制通道内输送第三流体。

本发明还提供了一种物料分拣分流方法，包括以下步骤：

(1)控制物料分拣分流盘沿导轨运动至物料容置容器内；

(2)当物料分拣分流盘位于物料容置容器内时，启动第二泵体以吸附物料，吸附初始阶段吸附负压以一定频率变化；

(3)当物料分拣分流盘由物料容置容器向物料释放平台移动时，启动第一泵体向伸展腔内逐步输送流体，以使得物料分拣分流盘由筒状伸展为近圆环状；

(4)当物料分拣分流盘由物料释放平台向物料容置容器移动时，停止第一泵体，并逐步排放伸展腔内的第一流体，以使得物料分拣分流盘恢复筒状。

优选地，控制第三泵体向径向控制通道内输送第三流体，以控制径向控制腔的体积。

优选地，当物料分拣分流盘位于物料容置容器内时，控制第一泵体以一固定频率使得伸展腔内压强变化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过物料分拣分流盘实现对物料的分拣分流，特别是通过吸附组件对颗粒状或液体物料以进行定量搬运以及定向释放，精度高，通用性强，并且单次分拣分流方向多，效率高。

(2)本发明通过盘体和伸展组件配合，实现盘体的纸伞状褶皱在自然收缩形态和受力伸展形态之间转换，使得其在获取物料工作状态时，能够以自然收缩形态取料，在不减少单次取料量的情况下，减小取料操作空间，并适宜多种规格的物料容置容器，通用性强；在释放物料工作状态时，能够以受力伸展形态，扩大释放范围，增强分拣分流效果；同时，通过伸展组件控制盘体形态变化，能够实现盘体与物料的相对晃动，提高取料效率。

(3)本发明通过吸附辅助组件，首先能够控制容纳腔的径向尺寸，使其能够更为精准的定量获取物料，并能够灵活调整适宜不同物料粒径以及取料数量级别要求，通用性强；其次能够在固定后对获取的物料实行进一步锁紧，对内部物料提供径向上的夹持力度，防止物料在搬运分拣分流过程中由于晃动、碰撞等作用力脱离物料分拣分流盘；以及还能够在搬运的同时对不规则物料进行姿态调整，通过适应性调整容纳腔的径向尺寸与物料不同端的尺寸相匹配，从而对物料实现特定姿态的固定搬运，缩减后续对物料姿态的调整工序，实现多工序合一，提高工作效率。

(4)本发明通过呈倒U型的导轨实现物料分拣分流盘在物料容置容器和物料释放平台之间的快速移动，并且实现物料分拣分流盘的便捷转向。

(5)本发明通过吸附初始阶段吸附负压以一定频率变化，从而使得物料能够晃动，物料姿态进行适当调整，以更优的角度进入容纳腔，从而增强其吸附稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的物料分拣分流盘在自然收缩形态下的立体结构示意图；

图2为本发明的物料分拣分流盘在受力伸展形态下的立体结构示意图；

图3为本发明的物料分拣分流盘在受力伸展形态下的另一角度立体结构示意图；

图4为本发明的物料分拣分流盘中吸附组件以及吸附辅助组件的放大透视示意图；

图5为图4的剖视示意图；

图6为本发明的物料分拣分流系统的立体结构示意图，其中，省略了相关泵体。

具体地，10-物料分拣分流盘，

100-盘体，101-固定端，102-自由端，103-外端面，104-内端面，110-容纳腔，120-吸附通道，130-径向控制腔，140-径向控制通道，150-囊体，

200-固定环，210-滑块，

20-导轨，

30-物料容置容器，

40-物料释放平台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种物料分拣分流盘10，包括盘体100，并且盘体100沿其高度方向形成正反折叠的纸伞状褶皱，即盘体100能够如伞面一样收缩使其整体呈现筒形条状，也能够展开呈近圆形盘状。并进一步优选地，本申请盘体100为筒状弹性件，即其自然状态下呈伞面收缩状，受力后展开，使得其在获取物料工作状态时，能够以自然收缩形态取料，在不减少单次取料量的情况下，减小取料操作空间，并适宜多种规格的物料容置容器30，通用性强，在释放物料工作状态时，能够以受力伸展形态，扩大释放范围，增强分拣分流效果，同时，通过伸展组件控制盘体100形态变化，能够实现盘体100与物料的相对晃动，提高取料效率，并调整物料姿态，使其以需要的姿态被吸附以及释放，缩短后续工序。

进一步限定，盘体100沿其高度方向包括相对设置的固定端101和自由端102，盘体100沿其厚度方向包括相对设置的外端面103和内端面104。可以理解的是，为了呈现伞状展开形态，其固定端101径向尺寸小于自由端102径向尺寸，受力时由自由端102的平面向靠近固定端101的平面伸展，伸展过程中褶皱逐步展开，扩大了释放物料的面积。

如图1和图2所示，外端面103设置有吸附组件以及吸附辅助组件。吸附组件设有若干与外部连通的容纳腔110以及与若干容纳腔110连通的吸附通道120。容纳腔110优选设置于盘体100内部，并通过外端面103与外部连通。通过吸附组件对颗粒状或液体物料以进行定量搬运以及定向释放，精度高，通用性强，并且盘体展开形态下单次分拣分流方向多，效率高。可以理解的是，图2示出了盘体100的受力伸展形态在理想状态下的完全伸展展平，褶皱完全展开，此时盘体100外端面103呈水平状态，但不限于完全展平，实际上受其弹性限制，褶皱并不能够完全展开，特别是靠近固定端101，径向尺寸越小，褶皱越密集，其褶皱展开度越小，靠近自由端102，径向尺寸越大，褶皱越稀疏，其褶皱展开度越大。

本实施例中，仅示出了容纳腔110设置在正反折叠褶皱的一侧情形，可以理解的是，容纳腔110还可以设置在另一方向的褶皱上，并且通过沿盘体100周向划分不同区域，以更加精准的对物料进行分拣分流。

如图4和图5所示，吸附辅助组件设有至少与容纳腔110的部分侧壁贴合的径向控制腔130以及与径向控制腔130连通的径向控制通道140。通过吸附辅助组件，首先，能够控制容纳腔110的径向尺寸，使其能够更为精准的定量获取物料，并能够灵活调整适宜不同物料粒径以及取料数量级别要求，通用性强。其次，能够在固定后对获取的物料实行进一步锁紧，对内部物料提供径向上的夹持力度，防止物料在搬运分拣分流过程中由于晃动、碰撞等作用力脱离物料分拣分流盘10。并且，还能够在搬运的同时对不规则物料进行姿态调整，通过适应性调整容纳腔110的径向尺寸与物料不同端的尺寸相匹配，从而对物料实现特定姿态的固定搬运，缩减后续对物料姿态的调整工序，实现多工序合一，提高工作效率。

如图3所示，内端面104设置有伸展组件，用以将盘体100由筒状伸展为近圆环状，伸展组件设有至少一个伸展腔，伸展腔沿盘体100的周向延伸。在本实施例中，伸展组件包括至少一个囊体150，囊体150沿盘体100的周向延伸，囊体150沿其长度方向设有伸展腔。可以理解的是，囊体150的一侧与盘体100固定，即固定侧，相对的侧即自由侧，当囊体150内充气时，囊体150的自由侧膨胀，向其固定侧挤压，即使得盘体100的褶皱展开，并由于固定端101的径向尺寸小于自由端102的径向尺寸，故其自由端102展开程度大于固定端101展开程度，使得盘体100整体呈近圆形。囊体150可以设置有多个，其在盘体100的不同半径上延伸，以使得盘体100能够形成较好的展开形态。囊体150可以为闭环形囊体，也可以为开环形囊体，并且，当选用开环形囊体时，优选相邻囊体的开环处交叉设置。同样可以理解的是，图3示出了盘体100的受力伸展形态在理想状态下的完全伸展展平，褶皱完全展开，此时盘体100外端面103呈水平状态，但不限于完全展平。

根据本发明的一优选实施方式，如图4和图5所示，径向控制腔130贴合容纳腔110与外部连通处的至少部分侧壁，从而直接对容纳腔110的开口处径向尺寸进行限制，达到对不同粒径物料的筛选。径向控制腔130还可以沿容纳腔110的深度方向设有多个，此时不仅能够对不同粒径物料进行筛选，同时直接缩小了容纳腔110的容积，通过容纳腔110的容积大小的改变来控制吸取量。另一方式为，沿同一容纳腔110的深度方向设置有多个的多个径向控制腔130，进一步地，多个径向控制腔130的膨胀性能不同，即使得容纳腔110沿其深度方向的径向尺寸不同，从而实现更好的夹持力度。具体地，径向控制腔130的形状可以为绕容纳腔110周向的圆环形，以提供均匀的形变量，另一方式为，径向控制腔130为沿容纳腔110深度方向的条形，设置简单。径向控制腔130的一种实施方式，径向控制腔130可以包括贴合容纳腔110内侧壁设置的薄膜片，通过径向控制通道140的输入流体量不同，从而薄膜片产生不同程度的膨胀形变。

根据本发明的一优选实施方式，如图1所示，沿盘体100的固定端101连接有固定环200，盘体100与固定环200部分连接。通过固定环200提供盘体100与外部的连接点。优选地，固定环200与盘体100的部分转动连接。具体可以是，盘体100与固定环200通过万向球连接，以使得盘体100能够顺畅地在自然收缩形态和受力伸展形态之间转换。进一步优选地，固定环200沿其周向设置有滑块210。一般而言，滑块210设置有三块，并均匀分布于固定环200的内环壁上。

如图6所示，本发明还提供了一种物料分拣分流系统，包括导轨20、本发明的物料分拣分流盘10以及第一泵体、第二泵体、第三泵体。图中省略第一泵体、第二泵体、第三泵体，可以理解的是，第一泵体、第二泵体、第三泵体为现有技术，本领域技术人员能够根据需求选择的，第一泵体、第二泵体、第三泵体仅为本系统提供流体，非本发明的发明点。

导轨20呈倒U型，通过呈倒U型的导轨20实现物料分拣分流盘10在物料容置容器30和物料释放平台40之间的快速移动，并且实现物料分拣分流盘10的便捷转向。物料分拣分流盘10穿过导轨20，并能够沿导轨20滑动，物料分拣分流盘10的内端面104能够沿导轨20朝向物料容置容器30，物料分拣分流盘10的外端面103能够沿导轨20朝向物料释放平台40。第一泵体连通伸展组件，以向伸展腔内输送第一流体，伸展腔膨胀带动盘体100。第二泵体连通吸附组件，以向吸附通道120内抽排第二流体。第三泵体连通吸附辅助组件，以向径向控制通道140内输送第三流体。

本发明还提供了一种物料分拣分流方法，包括以下步骤：

(1)控制物料分拣分流盘10沿导轨20运动至物料容置容器30内。此时，可以理解的是，要使得物料分拣分流盘10的横向体积尽可能小，以适应不同径向尺寸的物料容置容器30，因此，此时第一泵体可以不启动，物料分拣分流盘10为自然收缩形态。

(2)当物料分拣分流盘10位于物料容置容器30内时，启动第二泵体以吸附物料，因吸附组件设置在物料分拣分流盘10的外端面103，因此物料分拣分流盘10在收缩形态下不影响其物料获取功能。同时，吸附初始阶段吸附负压以一定频率变化，从而使得物料能够晃动，物料姿态进行适当调整，以更优的角度进入容纳腔110，从而增强其吸附稳定性。

(3)当物料分拣分流盘10由物料容置容器30向物料释放平台40移动时，启动第一泵体向伸展腔内逐步输送流体，以使得物料分拣分流盘10由筒状伸展为近圆环状，为物料分拣分流释放做准备。

(4)当物料分拣分流盘10由物料释放平台40向物料容置容器30移动时，停止第一泵体，并逐步排放伸展腔内的第一流体，以使得物料分拣分流盘10恢复筒状。

根据本发明的一优选实施方式，控制第三泵体向径向控制通道140内输送第三流体，以控制径向控制腔130的体积。

根据本发明的一优选实施方式，当物料分拣分流盘10位于物料容置容器30内时，控制第一泵体以一固定频率使得伸展腔内压强变化，以使得物料分拣分流盘10相对外部物料以及位于其容纳腔110内的内部物料晃动，一方面，疏松物料堆，提高取料效率，另一方面，配合吸附辅助组件，能够调整内部物料姿态。

综上所述，本发明通过物料分拣分流盘实现对物料的分拣分流，特别是通过吸附组件对颗粒状或液体物料以进行定量搬运以及定向释放，精度高，通用性强，并且通过在自然收缩形态和受力伸展形态之间转换，实现取料操作需求空间小，放料单次分拣分流方向多，效率高。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种物料分拣分流盘，包括盘体，其特征在于，所述盘体为筒状弹性件，并且所述盘体沿其高度方向形成正反折叠的纸伞状褶皱，所述盘体沿其高度方向包括相对设置的固定端和自由端，所述盘体沿其厚度方向包括相对设置的外端面和内端面；

所述固定端的径向尺寸小于所述自由端的径向尺寸；

所述外端面设置有吸附组件以及吸附辅助组件，所述吸附组件设有若干与外部连通的容纳腔以及与若干所述容纳腔连通的吸附通道；

所述吸附辅助组件设有至少与所述容纳腔的部分侧壁贴合的径向控制腔以及与所述径向控制腔连通的径向控制通道；

所述内端面设置有伸展组件，用以将所述盘体由筒状伸展为近圆环状，所述伸展组件设有至少一个伸展腔，所述伸展腔沿所述盘体的周向延伸。

2.根据权利要求1所述的物料分拣分流盘，其特征在于，所述伸展组件包括至少一个囊体，所述囊体沿所述盘体的周向延伸，所述囊体沿其长度方向设有所述伸展腔。

3.根据权利要求1所述的物料分拣分流盘，其特征在于，所述径向控制腔贴合所述容纳腔与外部连通处的至少部分侧壁。

4.根据权利要求1所述的物料分拣分流盘，其特征在于，所述径向控制腔沿所述容纳腔的深度方向设有多个。

5.根据权利要求4所述的物料分拣分流盘，其特征在于，沿同一所述容纳腔的深度方向设置的多个所述径向控制腔的膨胀性能不同。

6.根据权利要求1所述的物料分拣分流盘，其特征在于，所述径向控制腔为绕所述容纳腔周向的圆环形。

7.根据权利要求1所述的物料分拣分流盘，其特征在于，所述径向控制腔为沿所述容纳腔深度方向的条形。

8.包含如权利要求1-7任一所述的物料分拣分流盘的物料分拣分流系统，其特征在于，包括：

导轨，所述导轨呈倒U型；

物料分拣分流盘，所述物料分拣分流盘穿过所述导轨，并能够沿所述导轨滑动，所述物料分拣分流盘的内端面能够沿所述导轨朝向物料容置容器，所述物料分拣分流盘的外端面能够沿所述导轨朝向物料释放平台；

第一泵体，所述第一泵体连通所述伸展组件，以向伸展腔内输送第一流体，所述伸展腔膨胀带动所述盘体；

第二泵体，所述第二泵体连通所述吸附组件，以向吸附通道内抽排第二流体；

第三泵体，所述第三泵体连通所述吸附辅助组件，以向径向控制通道内输送第三流体。

9.利用权利要求8所述的物料分拣分流系统的物料分拣分流方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)控制物料分拣分流盘沿导轨运动至物料容置容器内；

(2)当物料分拣分流盘位于物料容置容器内时，启动第二泵体以吸附物料，吸附初始阶段吸附负压以一定频率变化；

(3)当物料分拣分流盘由物料容置容器向物料释放平台移动时，启动第一泵体向伸展腔内逐步输送流体，以使得物料分拣分流盘由筒状伸展为近圆环状；

(4)当物料分拣分流盘由物料释放平台向物料容置容器移动时，停止第一泵体，并逐步排放伸展腔内的第一流体，以使得物料分拣分流盘恢复筒状。

10.根据权利要求9所述的物料分拣分流方法，其特征在于，控制第三泵体向径向控制通道内输送第三流体，以控制径向控制腔的体积。

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