CN112474374A - 可拓展式分拣装置、其分拣方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了可拓展式分拣装置、其分拣方法及其控制系统，其中可拓展式分拣装置，包括一组依次衔接的、可正反双向输送的输送机，相衔接的两个输送机中，一个沿X轴方向输送物品，另一个沿与X轴方向垂直的Y轴方向输送物品，除最后一个输送机外，其他输送机的第一端衔接在其后方衔接的输送机的侧部，每个所述输送机相对于第一端的第二端外侧无输送机。本方案采用多个输送机拼接的方式，并使相邻输送机的输送方向垂直，从而可以方便地根据场地大小进行输送机数量的调整，便于进行分拣机构的拓展或缩减，应用灵活，可调性强，适用范围广，能够有效地满足安装空间有限的快递网点的分拣需要。

Description

可拓展式分拣装置、其分拣方法及其控制系统

技术领域

本发明涉及物流设备领域，尤其是可拓展式分拣装置、其分拣方法及其控制系统。

背景技术

分拣是将物品按品种、出入库先后顺序进行分门别类地堆放的作业。分拣是完善送货、支持送货的准备性工作，是不同配送企业在送货时竞争和提高自身经济效益的必然延伸。

随着我国电商产业的飞速发展，分拣效率对于各物流企业而言愈加重要，因此，各物流企业竞相投入各种自动分拣系统以提高分拣效率。

自动分拣系统一般由控制器、分类装置、输送装置及分拣道口组成。其中，控制器的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，如可通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。

分类装置的作用是根据控制器发出的分拣指示，当具有相同分拣信号的商品经过该装置时，该装置动作，使改变在输送装置上的运行方向进入其它输送机或进入分拣道口。分类装置的种类很多，一般有推出式、浮出式、倾斜式和分支式几种，不同的装置对分拣物品的包装材料、包装重量、包装物底面的平滑程度等有不完全相同的要求。

输送装置的主要组成部分是传送带或输送机，其主要作用是使待分拣商品贯通过控制器、分类装置，并输送装置的两侧，一般要连接若干分拣道口，使分好类的商品滑下主输送机（或主传送带）以便进行后续作业。

分拣道口是已分拣商品脱离主输送机（或主传送带）进入集货区域的通道，一般由钢带、皮带、滚筒等组成滑道，使商品从主输送装置滑向集货站台，在那里由工作人员将该道口的所有商品集中后或是入库储存，或是组配装车并进行配送作业。

以上四部分装置通过计算机网络联结在一起，配合人工控制及相应的人工处理环节构成一个完整的自动分拣系统。

但是整个系统中，由于分类装置本身需要建设短则40-50米，长则150-200米的机械传输线，还有配套的机电一体化控制系统、计算机网络及通信系统等，这一系统不仅占地面积大，常常需要20000平方米以上，而且还要建3-4层楼高的立体仓库和各种自动化的搬运设施（如叉车）与之相匹配，这就造成自动分拣系统往往仅适用于大型的物流中心，而对于一些快递网点，往往难以适用。

并且常用的分类装置，例如交叉带分拣系统，其尺寸往往是固定的，很难根据场地的大小进行现场的适应性调整，现场布设的可调性差。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种可拓展式分拣装置、其分拣方法及其控制系统。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

可拓展式分拣装置，包括一组依次衔接的、可正反双向输送的输送机，相衔接的两个输送机中，一个沿X轴方向输送物品，另一个沿与X轴方向垂直的Y轴方向输送物品，除最后一个输送机外，其他输送机的第一端衔接在其后方衔接的输送机的侧部，每个所述输送机相对于第一端的第二端外侧无输送机，从而沿X轴方向输送物品的输送机的第二端呈阶梯状分布，沿Y轴方向输送物品的输送机的第二端呈阶梯状分布。

优选的，所述的可拓展式分拣装置中，所述输送机为皮带输送机或滚筒输送机。

优选的，所述的可拓展式分拣装置中，至少部分所述输送机的第二端处设置有接料装置。

优选的，所述的可拓展式分拣装置中，第一个所述输送机的侧部与称重扫码输送装置的输出端衔接，所述称重扫码输送装置的称重单元和扫码单元连接WCS系统，所述WCS系统及称重扫码输送装置的输送装置连接控制每个所述输送机的控制器。

优选的，所述的可拓展式分拣装置中，每个所述输送机靠近与其衔接的输送机的第一端。

优选的，所述的可拓展式分拣装置中，每个所述输送机的物品输入侧设置有第一光电传感器；每个所述输送机的至少第二端设置有第二光电传感器，所述第一光电传感器、第二光电传感器连接控制每个所述输送机的控制器。

优选的，所述的可拓展式分拣装置中，最后一个输送机的两端均设置所述第二光电传感器，且其一端为分拣端，另一端为出货端。

可拓展式分拣装置的分拣方法，至少包括如下步骤：

物品在进入到一个输送机上时，判断该物品的分拣端口是否是其当前所在输送机的未与输送机衔接的第二端；

如是，则当前输送机启动将物品由其第二端输出；

如否，则判断下一输送机是否有物品；

如无，则当前输送机启动将物品输送至下一输送机上；

如有，则当前输送机不进行输送，重复判断下一输送机上是否有物品，至确定下一输送机上无物品时，当前输送机再启动将物品输送至下一物品上。

优选的，所述的可拓展式分拣装置的分拣方法中，每个物品在称重扫码输送装置处获取路由信息和重量信息后输送至第一个输送机。

优选的，所述的可拓展式分拣装置的分拣方法中，通过当前输送机侧部及端部的光电传感器及其下一输送机侧部的光电传感器的信号来判断当前输送机上是否存在物品。

优选的，所述的可拓展式分拣装置的分拣方法中，物品在输送至最后一个输送机上，且最后一个输送机的分拣端非其对应的分拣端口时，则最后一个输送机将物品由其出货端输出。

可拓展式分拣装置的分拣控制系统，用于上述的可拓展式分拣装置的控制，其包括

信息获取单元,至少用于获取物品的路由信息及各光电传感器的信号；

判断单元，用于根据各物品的路由信息及各光电传感器的信号判断每个所述输送机保持停止或向下一输送机输送或向接料装置输送。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本方案采用多个输送机拼接的方式，并使相邻输送机的输送方向垂直，从而可以方便地根据场地大小进行输送机数量的调整，便于进行分拣机构的拓展或缩减，应用灵活，可调性强，适用范围广，能够有效地满足安装空间有限的快递网点的分拣需要。

本方案结合称重扫码输送装置可以自动地进行扫码称重操作，降低人工操作步骤，能够有效地提高分拣效率，结合分拣

本方案采用光电传感器来进行每个输送机上有无物品的状态确定，控制简单且有利于保证准确性。

本方案输送机与相邻输送机的衔接位置设计能够进一步地缩小整体所需占用地空间，使整体结构更加紧凑，有利于在更小空间使用。

本方案最后一个输送机的一端用于分拣，另一端用于出货，因此在物品路由不属于任一输送机对应的接料装置时，能够有效地地将物品输出系统，从而避免对后续分拣的干扰，同时可以不对包裹进行预分拣，有利于简化分拣程序，提供效率。

附图说明

图1是本发明的分拣装置的示意图（图中输送机上的尖头表示其输送方向）；

图2是本发明的分拣装置具有接料装置的示意图；

图3是本发明的分拣装置中每个输送机紧邻另一输送机的示意图；

图4是本发明的分拣装置带第一光电传感器和第二光电传感器的示意图（图中箭头方向为光电传感器的检测方向）。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本发明揭示的可拓展式分拣装置进行阐述，如附图1所示，其包括一组依次衔接的、可正反双向输送的输送机100，所述输送机100可以是已知的各种皮带输送机或滚筒输送机，皮带输送机及滚筒输送机的具体结构为已知技术，此处不做赘述。同时，所述输送机100的数量、输送机100的尺寸（输送面的宽度、长度及高度）均可以根据不同的应用场景的实际情况进行调整，例如当一个应用场景所需分拣的物品为信件时，则输送机的长度和宽度可均不超过0.5m。又如，当一个应用场景所需分拣的物品为小件物品时，所述输送机的长度可超过1.0m,宽度可不超过0.5m等。

如附图1所示，相衔接的两个输送机100的输送方向垂直，如附图2所示，即当第一个输送机110驱动其上的物品沿Y轴方向输送时，与其衔接的第二个输送机120驱动其上的物品沿X轴方向输送，与第二个输送机120衔接的第三个输送机130驱动其上的物品沿Y轴方向输送，与第三个输送机130衔接的第四个输送机140驱动其上的物品沿X轴方向输送，按照上述排列方式将第五-第九个输送机150-190进行排布。

如附图1、附图2所示，每个所述输送机100的第一端101衔接在其后方输送机100的侧部102，且每个所述输送机100的未与输送机衔接的第二端外侧无输送机，即第一个输送机110的第一端101衔接在第二个输送机120的侧部，第二个输送机120的第一端101衔接在第三个输送机130的侧部，第三个输送机130的第一端101衔接在第四个输送机140的侧部，依此类推至最后一个输送机，且沿X轴方向输送物品的输送机的未与其他输送机衔接的第二端103呈阶梯状分布，沿Y轴方向输送物品的输送机的位于其他输送机衔接的第二端呈阶梯状分布，从而可以使每个所述输送机100的第二端103外侧无输送机，可以有充分的空间进行下包。

另外，为了避免输送机将其上的物品输送到下一输送机时，物品在惯性作用下从下一输送机上滑落，在每个输送机未与另一输送机的端部衔接的一侧104还设置有延伸到其输送面上方的挡板（图中未示出），从而可以有效地防止物品转载时掉落的问题。

同时，每个所述输送机100的第一端101可以衔接在其下一个输送机的侧部的任一位置，例如，可以设置在下一个输送机的侧部的中间位置，也可以靠近两端，优选的，如附图3所示，每个所述输送机100靠近与其衔接的输送机的第一端101，从而可以使全部输送机的布局更紧凑，有利于进一步减小占用空间。

在进行分拣时，将物品置入第一个输送机110后，开始判断物品的下料位置是否是当前输送机的第二端的下料位置，如是，则启动输送机进行下包，如不是，则将输送机将物品输送至与其衔接的下一个输送机，再次判断物品的下料位置是否是当前输送机的第二端的下料位置，并根据判断结果确定是下包还是输送至下一输送机，重复上述过程至物品完成分拣。

进一步，在实际应用时，可以人工或通过自动化设备扫码获取路由后，人工或通过自动化设备将物品置入第一个输送机100上进行输送。在优选地实施例中，如附图2所示，使第一个所述输送机110的侧部102与称重扫码输送装置300的输出端301衔接，所述称重扫码输送装置300通过称重单元获取经过其上的物品的重量同时进行输送，以及通过快手、CCD、读码器等扫码单元识别物品上的二维码、条码信息，所述称重扫码输送装置的称重单元和扫码单元连接WCS系统（图中为手持），所述WCS系统及称重扫码输送装置的输送装置连接控制每个所述输送机的控制器（图中未示出）。

每个所述输送机100的第二端103可以不设置任何其他结构，使物品直接输送至输送机100的第二端103外侧，此时输送机100的输送面需要尽量保持较低的位置以避免物品由过大的落差，造成损坏。但是此时，又会造成存储空间的减小，因此较优的方式是使所述输送机100保持一定的高度，同时为了保证物品的安全性，或与其他输送设备配合工作，如附图2所示，在至少部分所述输送机100的第二端103处设置有接料装置200，优选的全部所述输送机100的第二端103处设置有接料装置200，所述接料装置200可以是已知的各种可行装置，例如可以是格口或滑槽或接料带或输送设备等，并且每个所述输送机100所衔接的接料装置200可以是相同的，也可以是不同的，根据不同的应用场景需要进行调整，此处不做限定。并且最后一个输送机的两端中，一端191作为分拣端口用，另一端192作为出货用，即当一个物品输送至最后一个输送机且该物品的分拣端口不是最后一个输送机的分拣端口，则，最后一个输送机将物品向作为出货用的一端192输送，从而将物品从分拣系统中输出，避免影响后续的输送。

在实际使用中，在将一个输送机上的物品输送至下一个输送机100上时，需要先判断其下一个输送机上是否有物品，只有在下一个输送机上无物品时，才能够将物品输送至下一个输送机上。在一种可行的方式中，可以通过记录每个所述输送机的启停次数来进行相应的判断，但是这种方式计算量大，容易出现误差。

在另一种可行地方式中，如附图4所示，在每个输送机100的物品输出侧（除第一个输送机外，每个输送机与其下一个输送机衔接的一侧102以及第一个输送机与称重扫码输送装置衔接的一侧）设置有第一光电传感器400以及在每个所述输送机100至少连接接料装置200的第二端设置有第二光电传感器500，优选除了最后一个输送机，其余输送机仅第二端设置所述第二光电传感器500，最后一个输送机100的两端均设置所述第二光电传感器500，所述第一、第二光电传感器均连接控制每个所述输送机的控制器。

当一个输送机侧部的第一光电传感器400被触发时，表明当前输送机100上输入物品，此时，当前输送机对应的物品有无标志为标记为有物品（采用0或1进行标记），当所述输送机端部的第二光电传感器500或其下一个输送机侧部的第一光电传感器400被触发时，表明当前输送机上的物品已近分拣到接料装置或下一输送机，则当前输送机对应的物品有无标志为标记为无物品。对于最后一个输送机上物品，当任一第二光电传感器500被触发时，表面其上无物品。

下面将描述上述可拓展式分拣装置的分拣方法，包括如下步骤：

S1,通过人工或自动化设备将物品（物品、邮件等）放置到所述称重扫码输送装置300上，通过称重扫码输送装置获取物品的路由信息和重量信息； 扫码单元识别物品条码信息，称重单元检测物品重量；并将物品条码信息和重量绑定，发送至所述WCS系统。所述WCS系统根据物品条码信息，查询数据库，检索出该货物对应的分拣端口编号，并将物品对应的分拣端口编号信息发送至控制器。

所述称重扫码输送装置300在将物品输送到第一个输送机100之前，所述控制器根据光电传感器的信号判断第一个输送机100上是否有物品，如有，如无，则启动称重扫码输送装置300将物品输送至第一个输送机100上。所述称重扫码输送装置100停止输送，并重复判断第一个输送机100上是否有物品，至确定第一个输送机100上无物品时启动将称重扫码输送装置300上的物品输送至第一个输送机。

S2,控制器判断物品路由信息对应的分拣端口是否是当前输送机所对应的接料装置，如是，则执行S3,如否则执行S4。

S3，控制器控制输送机启动反向输送将其上的物品输送至其第二端衔接的接料装置中，完成分拣。

S4，判断下一输送机上是否存在物品，具体是通过每个所述输送机的侧部及端部的光电传感器及其下一输送机侧部的光电传感器的信号来判断当前输送机上是否存在物品，如不存在物品，则执行S5,如存在物品，则执行S6。

S5,控制器控制当前输送机启动正向输送将物品输送至下一输送机,并执行S7；

S6,控制当前输送机保持停止，重复S4步骤；

S7,重复S2-S6，即在物品输送到的每个输送机上时，先判断该输送机对应的接料装置是否与物品对应的分拣端口编号一致，一致时，对应输送机启动分拣，不一致时，将物品当前所在的输送机将物品输送至其下一个输送机，且在输送前，判断其下一输送机上是否有，再次判断下一个输送机是否有物品，没有时，将物品输送至下一个输送机上，重复上述过程至物品分拣至对应的接料装置或由最后一个输送机的出货端移出到分拣装置外。

例如，当一个物品的路由对应的分拣端口是第四个输送机所衔接的接料装置，物品在进入第一个输送机后，控制器判断第一个输送机衔接的接料装置不是路由对应的分拣端口，且在确定第二个输送机上没有物品时，控制第一个输送机启动将物品输送到第二个输送机处；控制器判断第二个输送机衔接的接料装置不是路由对应的分拣端口，且在确定第三个输送机上没有物品时，控制第二个输送机启动将物品输送到第三个输送机处；控制器判断第三个输送机衔接的接料装置不是路由对应的分拣端口，且在确定第四个输送机上没有物品时，控制第三个输送机启动将物品输送到第四个输送机处，控制器判断第四个输送机衔接的接料装置是路由对应的分拣端口，控制第四个输送机启动将物品输送至其第二端衔接的接料装置中，完成分拣。

本方案进一步揭示了一种可拓展式分拣装置的分拣控制系统，用于上述的可拓展式分拣装置的控制，其包括

信息获取单元,至少用于获取由wcs系统发送的物品的路由信息及各光电传感器的信号；

判断单元，用于根据各物品的路由信息及各光电传感器的信号判断每个所述输送机保持停止或向下一输送机输送或向接料装置输送。

本发明尚有多种实施方式，例如，除了采用控制器进行自动控制外，也可以通过控制按钮等来控制每个所述输送机的正反输送及启停状态，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.可拓展式分拣装置，其特征在于：包括一组依次衔接的、可正反双向输送的输送机，相衔接的两个输送机中，一个沿X轴方向输送物品，另一个沿与X轴方向垂直的Y轴方向输送物品，除最后一个输送机外，其他输送机的第一端衔接在其后方衔接的输送机的侧部，每个所述输送机相对于第一端的第二端外侧无输送机。

2.根据权利要求1所述的可拓展式分拣装置，其特征在于：所述输送机为皮带输送机或滚筒输送机。

3.根据权利要求1所述的可拓展式分拣装置，其特征在于：至少部分所述输送机的第二端处设置有接料装置。

4.根据权利要求1所述的可拓展式分拣装置，其特征在于：第一个所述输送机的侧部与称重扫码输送装置的输出端衔接，所述称重扫码输送装置的称重单元和扫码单元连接WCS系统，所述WCS系统及称重扫码输送装置的输送装置连接控制每个所述输送机的控制器。

5.根据权利要求1所述的可拓展式分拣装置，其特征在于：每个所述输送机靠近与其衔接的输送机的第一端。

6.根据权利要求1-5任一所述的可拓展式分拣装置，其特征在于：每个所述输送机的物品输入侧设置有第一光电传感器；每个所述输送机的至少第二端设置有第二光电传感器，所述第一光电传感器、第二光电传感器连接控制每个所述输送机的控制器。

7.根据权利要求6所述的可拓展式分拣装置，其特征在于：第一个输送机的最后一个输送机的两端均设置所述第二光电传感器，且其一端为分拣端，另一端为出货端。

8.可拓展式分拣装置的分拣方法，其特征在于：至少包括如下步骤：

物品在进入到一个输送机上时，判断该物品的分拣端口是否是其当前所在输送机的未与输送机衔接的第二端；

如是，则当前输送机启动将物品由其第二端输出；

如否，则判断下一输送机是否有物品；

如无，则当前输送机启动将物品输送至下一输送机上；

如有，则当前输送机不进行输送，重复判断下一输送机上是否有物品，至确定下一输送机上无物品时，当前输送机再启动将物品输送至下一物品上。

9.根据权利要求8所述的可拓展式分拣装置的分拣方法，其特征在于：每个物品在称重扫码输送装置处获取路由信息和重量信息后输送至第一个输送机。

10.根据权利要求8所述的可拓展式分拣装置的分拣方法，其特征在于：通过当前输送机侧部及端部的光电传感器及其下一输送机侧部的光电传感器的信号来判断当前输送机上是否存在物品。

11.根据权利要求8-10任一所述的可拓展式分拣装置的分拣方法，其特征在于：物品在输送至最后一个输送机上，且最后一个输送机的分拣端非其对应的分拣端口时，则最后一个输送机将物品由其出货端输出。

12.可拓展式分拣装置的分拣控制系统，其特征在于：用于权利要求6或7所述的可拓展式分拣装置的控制，其包括

信息获取单元,至少用于获取物品的路由信息及各光电传感器的信号；

判断单元，用于根据各物品的路由信息及各光电传感器的信号判断每个所述输送机保持停止或向下一输送机输送或向接料装置输送。

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