CN113382940B - 用于通过振动来控制物体在容器中的卸放的系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于控制物体的卸放的系统。所述系统包括容器系统，所述容器系统包括用于容纳物体的容器、用于将所述容器旋转至卸放角度的旋转装置以及用于以重复的方式移动所述容器系统的至少一部分的移动装置，其中所述容器系统的所述至少一部分的净行进距离为零，使得所述物体以受控的卸放速率从所述容器卸放。

Description

用于通过振动来控制物体在容器中的卸放的系统和方法

优先权

本申请要求于2019年2月27日提交的序列号为62/811,306号的美国临时专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

本发明总体上涉及可编程运动控制系统(其任务是将物体从一个位置移动到另一个位置)，并且具体涉及旨在用于例如需要多种物体(例如，产品、制品、小包、包裹等)被分类和/或配送到几个输出目的地中的任何一个的环境的可编程运动控制系统。

本发明具体涉及自动化材料处理应用，其中不同尺寸和形状的物体的容器需要清空其内容物，然后以有序的方式处理。这种容器可以是散装容器，也称为盖洛德容器，例如，其可能包含不同尺寸的盒子或包裹。此类散装容器通常由人工清空，只需将它们倾倒即可清空内容物。如果散装容器的内容物易碎，那么这种方法通常是不够的。当散装容器倾倒时，它会产生可能压碎崩落的底部的物品的大量货物。

在以杂乱无章的方式接收物体但需要提供随后以更有序的方式处理物体的许多物体配送系统中，清空此类容器是重要的步骤。从这样的容器中取出后，每个物体必须经过处理并配送到如由与物体相关的识别信息确定的正确的目的地位置，所述识别信息通常由印在物体上的标签或物体上的贴纸确定。到目的地位置的路线可能涉及将物体导引到可以采用多种形式(例如包或箱)的中间位置。

例如，分类这些物体的过程传统上是手工完成的。人工分拣员从进货箱中拾取物体，找到物体上的条形码，用手持条形码扫描仪扫描条形码，从扫描的条形码中确定适合制品的箱或货架位置，然后将制品放入这样确定的该订单的所有物品所属的箱或货架位置。还提出了用于订单履行的自动化系统。例如，参见美国专利申请公开第2014/0244026号，该专利公开了机械臂与可移动到机械臂可及范围内的弧形结构一起使用。

许多当前的配送中心分拣系统通常呈现为一种不灵活的操作序列，其中首先将杂乱无章的输入物体流分割成单个孤立的物体流，一次一个地呈现给识别物体的扫描仪。一个或多个感应元件(例如，输送机、倾斜托盘或手动移动箱)将物体运送到所需目的地或进一步处理站，其可以是箱、斜槽、袋子或输送机等。

在传统的包裹分拣系统中，人工或自动化系统可以从物体的杂乱无章的分组中检索物体，并基于一组给定的启发法将每个物体分类到收集箱中。例如，所有类似类型的物体可能会进入一个收集箱，或单个客户订单中的所有物体，或所有运往同一运输目的地的物体等。需要人工或自动化系统来接收物体并移动每一个到它们指定的收集箱。如果不同类型的输入(接收的)物体的数量很大，则需要大量的收集箱。

遗憾地是，这些系统没有解决需要人工将物体处理(例如，通过拣选来处理)成单一物体流使得可以通过手动或自动系统处理物体的限制。仍然需要一种更有效和更具成本效益的物体处理系统，所述系统将各种尺寸和重量的物体分配为更单一的物体流，但在处理大量这样变化的尺寸和重量的杂乱物体时是高效的。

发明内容

根据一方面，本发明提供一种用于控制物体的卸放的系统。所述系统包括容器系统，所述容器系统包括用于容纳物体的容器、用于将所述容器旋转至卸放角度的旋转装置以及用于以重复的方式移动所述容器系统的至少一部分的移动装置，其中所述容器系统的所述至少一部分的净行进距离为零，使得所述物体以受控的卸放速率从所述容器卸放。

根据另一方面，本发明提供一种用于控制物体从容器卸放的系统。所述系统包括：用于在提升和旋转机构处接收物体的所述容器的容器接收系统，所述提升和旋转机构适于提升容器并将容器旋转至卸放角度；以及用于以重复的方式移动所述提升和旋转机构的至少一部分的移动装置，其中所述提升和旋转机构的所述至少一部分的净行进距离为零，使得所述物体以受控的卸放速率从所述容器卸放。

根据另外的方面，本发明提供一种用于控制物体的卸放的方法。所述方法包括：提供容器系统，所述容器系统包括用于容纳物体的容器；将所述容器旋转至卸放角度；以及以重复的方式移动所述容器系统的至少一部分，其中所述容器的所述至少一部分的净行进距离为零，使得所述物体以受控的卸放速率从所述容器卸放。

附图说明

参考附图可以进一步理解以下描述，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施方案的卸放系统的说明性图解视图；

图2示出了图1的系统的说明性图解视图，其中容器被容器装卸系统接合；

图3示出了图1的系统的说明性图解视图，其中容器装卸系统提升容器；

图4示出了图1的系统的说明性图解视图，其中容器装卸系统将容器倾卸到输送机系统上；

图5A和图5B示出了在根据本发明的一个方面的系统中使用的振动致动器的说明性图解侧视图，所述系统包括线性致动器；

图6A和图6B示出了图5A和图5B的振动致动器的说明性图解等距视图，示出了中央致动器；

图7A至图7C示出了根据本发明各个方面的系统中振动模式的说明性图形表示；

图8示出了根据本发明的一个方面的容器的振动相对于频率的说明性图形表示；

图9示出了图1系统的说明性图解视图，其中容器装卸系统控制物体从容器到输送系统上的卸放；

图10A至图10D示出了在根据本发明的一个方面的系统中使用的振动致动器的说明性图解侧视图，所述系统包括旋转致动器；

图11A至图11D示出了图10A至图10D的振动致动器的说明性图解等距视图，示出了中央致动器；

图12A至图12D示出了在根据本发明的一个方面的系统中使用的振动致动器的说明性图解侧视图，所述系统包括凸轮致动器；

图13A至图13D示出了图12A至图12D的振动致动器的说明性图解等距视图，示出了中央致动器；

图14A和图14B示出了在根据本发明的一个方面的系统中使用的振动致动器的说明性图解侧视图，所述系统包括竖直致动器；

图15A和图15B示出了图14A和图14B的振动致动器的说明性图解等距视图，示出了中央致动器；

图16示出了根据本发明的另外的方面的包括力扭矩传感器和感知系统的容器装卸系统的说明性图解视图；

图17示出了图16的感知系统的说明性图解视图；

图18示出了图16的容器装卸系统将物体卸放到输送机系统上的说明性图解视图；

图19A至图19C示出了根据本发明的一个方面的卸放过程的说明性图解视图；

图20示出了根据本发明的另外的方面的容器卸放系统的说明性图解视图，所述容器卸放系统包括具有单独铰接部分的铰接顶部；

图21示出了根据本发明另外的方面的包括运动控制斜槽的容器装卸系统的说明性图解视图；

图22示出了图21的系统将物体卸放到输送机系统上的说明性图解侧视图；以及

图23示出了根据本发明的另外的方面的包括容纳双宽容器的容器装卸系统的说明性图解视图。

示出附图仅用于说明性目的。

具体实施方式

根据一个实施方案，本发明提供了一种将物体的内容物作为物体流从容器中安全地卸放的方法，其损害比简单的倾斜方法少。为了在使容器倾斜的动作中无损坏地递送包裹，包裹和盒子不会不受控制地从容器中掉出很重要。根据某些应用，本发明提供了一种系统，所述系统通过将容器倾倒然后前后振动受约束的容器来清空装满包裹的散装容器。容器倾斜到一定斜率，在这个斜率之前，包裹不受控制地滑出——如本文所用，滑动开始的斜率是初始滑动的斜率，并且所述角度被称为初始角度。倾卸器不是将容器倾斜超出初始滑动的斜率，而是以一种振荡运动振动，其横向方向的净效应是在滑动方向上来回移动。振动的作用引起可控的滑动。当倾卸器停止振动时，滑动运动就会停止，因为动摩擦会迅速抑制运动至静止。当倾卸器振动时，它会在包裹上施加速度和动量，使它们瞬间超过防止包裹滑动的静摩擦力。

根据某些方面，本发明提供了一种用于清空容器的策略和机构，并且结合倾斜和摇动来清空容器的内容物。在某些方面，所述系统牢固地保持容器，使得其可以倾斜和摇动。牢固性提供了振动传递到容器本身，并且具体是容器的内部的表面在所容纳的物品下方振动。系统还可以自动调整到容器和/或容器内的物体的尺寸，如下所讨论的。

例如，图1示出了包括容器系统12的处理系统10，所述容器系统可以接收容纳物体16的容器14，并且在一个或多个处理系统20的控制下将物体提升和倾倒到输送机系统18上。具体地，容器14可以包括托盘底座22，所述托盘底座可以接收本发明的一个方面的容器卸放系统26的升降叉钳24。升降叉钳24保持略微离开地板(地面)，使得托盘底座22可以滑到叉钳24上。替代地，叉钳24可在底部成角度，使得叉钳的自由端位于地板上方。此外，升降叉钳24的最厚部分可以与托盘底座22内的叉钳24插入其中的开口的厚度相同(或略大于其)。容器装卸系统26包括导向侧28以及铰接顶部30。图2示出了已经接合到叉钳24上的容器14，并且图3示出了由容器装卸系统26提升的容器。

如图4所示，容器装卸系统26包括底座32和提升臂34。不仅提升臂34向上提升容器(如图3所示)，提升臂34还可通过马达36旋转以使容器倾斜使得一侧是水平的。铰接顶部30可以笔直垂下，或者在某些方面，可以主动闭合以确保此时物体保持容纳在容器内。马达36还可包括力扭矩传感器，由此可确定容器内容物的重量。具体地，叉钳24安装到中央致动器38上并由其上下移动，所述中央致动器包括提升叉钳24的提升部分25，以及选择性地使中央致动器38相对于容器装卸系统26的其余部分进行振动的振动致动器40。提升部分25还包括称重传感器或力扭矩传感器23(如图1所示)，当容器如图4所示被提升至水平时，所述称重传感器或力扭矩传感器也可用于确定物体16以及容器14和托盘底座22的总重量。知道容器14和托盘底座22的重量，允许系统确定容器14内的所有物品16的重量。

图5A和图5B示出了根据本发明的一个方面的振动致动器40的侧视图，并且图6A和图6B示出了振动致动器40和提升臂34的等距视图。振动致动器40包括附接到中央致动器38的支架44，以及作用在支架44上的活塞或螺线管42，以及推动活塞或螺线管42到返回位置的可选的复位弹簧46。在某些方面，活塞或螺线管42可以可逆地启动。

振动致动器(例如，当使用两个或四个时)可以被一致采用以提供如下讨论的特定振动模式。此外，模式(或两个或更多模式)可以在一定频率范围内扫掠，同时系统监测(例如，经由检测系统19(诸如相机)，或经由称重传感器或力扭矩传感器23)容器的振动。以这种方式，可以确定容器呈现最共振的频率。该信息可提供有关容器的内容物的重要信息，例如包括容器内的物体的总重量和/或数量。

图7A至图7C示出了支架44(以及因此中央致动器38)随时间的推移的振动模式的不同表示。在图7A所示的系统振动中，活塞或螺线管42作用于支架44，如50处所示，并且复位弹簧46作用于支架44，如52处所示。支架的净移动距离为零，但是支架有效地振动，这导致中央致动器38和容器振动，这进而导致容器内的物体16滑动。振动可能具有约50％的占空比，如图7A所示。

在某些方面，振动的占空比可以变化。图7B在54处示出了由活塞或螺线管42作用的支架的移动，并且在56处示出了由复位弹簧46作用的支架的移动。活塞或螺线管的移动的占空比远小于50％(约为16.5％)。图7C在58处示出了由活塞或螺线管42作用的支架的移动，并且在59处示出了由复位弹簧46作用的支架的移动。此处活塞或螺线管的移动的占空比约为7.5％。以这种方式改变占空比的潜在影响是，当快速运动与慢得多的返回运动相结合时，可能会导致容器内的物体沿任一方向在容器内移动。换句话说，物体在缓慢移动时可能与容器一起移动，但是当容器快速移动时物体可能相对于容器滑动。该原理可用于将物体移出容器，或将它们保留在容器内以减缓它们的卸放。

图8示出了根据本发明的各方面的系统中的物体容器的振动与频率的图解图示。该关系在53处示出，并且如在55处所示，容器的峰值振动可能存在于频率F(c)处，在该频率处物体的容器看起来振动最显著(V_峰值)。同样，此信息可用于确定容器内物体的特性，例如物体的总重量和/或总数量。

如图9所示，包括底座32和提升臂34的容器卸放系统26然后可用于将容器提升超过水平。同样，提升臂34不仅向上提升容器(如图3所示)，提升臂34还可通过马达36旋转以使容器倾斜。当这种情况发生时，铰接顶部摆动打开(或被致动打开)，并且托盘底座22接合叉钳24的底侧并由此被叉钳24保持。容器14固定到托盘底座22。根据另外的方面，导向侧28的内表面可以包括止动件15(例如，在如图3所示的导向侧的内侧上)，容器在翻转时可以靠在所述止动件上。同样，提升运动和旋转运动可由液压致动器或电动马达提供动力。

图10A至图10D示出了根据本发明的另一方面的振动致动器60的侧视图，并且图11A至图11D示出了振动致动器60和提升臂34的等距视图。可以使用振动致动器60代替本发明的先前方面的振动致动器40。振动致动器60包括附接到中央致动器38的支架64，以及附接到作用在支架64上的连杆66的旋转驱动装置62。当驱动装置62旋转时，连杆66使支架64(以及因此中央致动器38)以如上讨论的振动方式移动，尽管随时间的推移的位移将是更正弦的。

图12A至图12D示出了根据本发明的另一方面的振动致动器70的侧视图，并且图13A至图13D示出了振动致动器70和提升臂34的等距视图。振动致动器70可用于代替图1至图6B的方面的振动致动器40。振动致动器70包括用支架74、76附接到中央致动器38的旋转凸轮机构72。振动致动器70还可包括弹簧78、79，其抵抗凸轮的作用将支架推向中心位置。当凸轮72旋转时，支架74、76(以及因此中央致动器38)被推向左侧(图12B)，然后向右侧(图12D)，这导致中央致动器38以如上讨论的振动方式移动，随着时间的推移具有正弦位移。

根据各个方面，容器卸放系统可以包括一个或多个(例如，两个或四个)振动致动器40、60、70。例如，图4中所示的系统可以包括在提升臂34的任一侧上的振动致动器，并且两个或更多个振动致动器可以在一个或多个处理系统20的控制下一致地操作。

根据另外的方面，系统还可另外包括如图14A至图15B所示的竖直振动致动器80。图14A和图14B示出了根据本发明的一个方面的竖直振动致动器80的侧视图，并且图15A和图15B示出了竖直振动致动器80和提升臂34的等距视图。竖直振动致动器80包括附接到中央致动器38(具有底部39)的支架84，以及作用在支架84上的活塞或螺线管82，以及推动活塞或螺线管82到返回位置的复位弹簧86，类似于图5A至6B的振动致动器40。在图14B和图15B中示出了中央致动器38被提升(示出了中央致动器38的底部39)。在某些方面，活塞或螺线管82可以可逆地启动。图14A至图15B中所示的系统可以包括在提升臂34的任一侧上的竖直振动致动器；两个或更多个竖直振动致动器可以在一个或多个处理系统20的控制下一致地操作。本发明的系统可以提供水平和竖直运动中的一种或两种，并且当组合时可以调整以使物体跃出容器。

根据某些方面，系统可以倾斜到以下任一角度：1)通过使用力传感器、视觉传感器或3D传感器移动容器内的负载来感测，或2)针对给定应用通过以下方式自动学习：通过记录角度太大，有太多物体离开容器，或者太小，即使摇动也没有物体离开容器，然后执行二分搜索或其他优化以找到最佳角度，或者3)使用针对给定应用通过手动调整的预先确定的初始滑动的斜率。

图16示出了在图1至图4的处理系统10中使用的容器装卸系统90，其包括升降叉钳94和底座96。类似于图1至图4的系统，系统96包括提升臂98，所述提升臂包括中央致动器100以及控制马达102，所述控制马达包括用于确定容器的重量的力扭矩传感器。升降叉钳94连接到提升部分95，所述提升部分还包括称重传感器或力扭矩传感器93，当容器被提升至水平时(例如，如图4所示)，所述称重传感器或力扭矩传感器可用于确定物体以及容器和托盘底座的总重量。知道容器和托盘底座的重量，允许系统确定容器内的所有物品的重量。系统96还包括导向侧104和铰链顶部106，以及传感器、相机和/或探测器的阵列108。例如，如图17所示，阵列108可以包括灯110、相机112和/或其他运动传感器114(例如，运动检测器)，并且这些系统可以与一个或多个处理器130一起使用以检测容器内的任何移动。

使用这样的阵列108，系统可以从图4所示的位置旋转容器。容器内的物体的重量可以在提升臂尚未旋转到容器内的任何物体移动的角度时由力扭矩传感器确定(减去容器本身的重量和提升臂的重量)。然后进一步旋转提升臂直到容器内的任何物体移动，并且该角度对于容器被识别为物体的该容器的初始角度。在某些方面，然后可以稍微降低提升臂并且然后可以确定重量。

参考图18，提升臂98可类似地包括一个或两个或更多个水平和/或竖直振动致动器40，以用于使中央致动器相对于提升臂移动(振动)，从而使容器内的物体16以受控速率卸放到输送机系统18上。铰接顶部106还可包括马达致动器120，所述马达致动器可接合以调整顶部相对于容器的打开角度，从而控制或限制大物体或远高于容器的下侧壁的物体的卸放，如图18中的虚线所示。

图19A至图19C示出了根据本发明的一个方面使用本文讨论的方面和系统的处理方法。具体地，系统开始(步骤200)并确认容器被升降叉钳接合(步骤202)。容器可以滑到叉钳上(例如，由人员或由叉车)。系统然后将容器提升到水平，并且可以如本文所讨论的那样固定铰接顶部免于打开。容器也可以通过如本文所讨论的各种方式来固定，包括在导向侧内提供止动件和/或通过提供本文所讨论的与托盘底座接合的升降叉钳。然后，容器(以及物体和托盘底座)的重量W(o)由提升部分上的称重传感器或力扭矩传感器或由提供升力的旋转马达上的力扭矩传感器确定，也如本文所讨论的(步骤206)。

系统然后可以开始通过一系列频率(例如0.05Hz到200Hz)来振动容器(如本文所讨论的)(步骤208)。系统然后可以使用例如本文所讨论的任何固定相机、称重传感器或力扭矩传感器)来记录与当前振动频率相关联的容器的任何移动(步骤210)。系统还可以记录物体在容器内的任何移动(步骤212)，例如，使用也与当前振动频率相关联的检测阵列108(步骤212)。如果当前频率不在频率范围的末端(步骤214)，则系统将频率推进到频率范围内的下一个频率(步骤216)，并且系统返回到在改变的频率下振动的步骤208。重复步骤210、212和214直到系统到达频率范围的末端(步骤214)并且系统前进到分析模式。

在分析模式中并进一步参考图19B，系统将与容器的峰值移动相关联的频率识别为F(c)(步骤218)并将物体在容器内的峰值移动的频率识别为F(o)(步骤220)。然后系统将进一步使容器倾斜额外的量(超过水平)(步骤222)，然后确定容器内的任何物体是否已经移动(步骤224)。如果物体还没有移动，则过程返回到步骤222和224，每次稍微增加容器的角度直到物体移动。一旦容器内的物体确实移动，系统将记录容器的当前角度作为该物体的容器的初始角度A(i)(步骤226)。然后系统将确定振动容器时要使用的振动角度A(v)(步骤228)，本文也称为卸放角度。在一个方面，可以通过从初始角度A(i)中减去少量(例如，1-5度)(移动更接近水平)来提供振动角度A(v)。这可以设置为A(v)＝A(i)-n度(并且n可能为零)。根据另外的方面，振动角度A(v)可以进一步考虑容器中的物体的确定重量W(o)。例如，对于容器内较重的负载，振动角度A(v)可能会增加。这可以设置为例如A(v)＝A(i)-n度+(m度x权重因子)。根据另外的方面，可以进一步考虑容器的峰值移动频率F(c)和物体的峰值移动频率F(o)中的一者或两者。在任何情况下，系统然后将容器旋转到振动角度A(v)(步骤230)。

进一步参考图19C，系统然后可以确定中央致动器将被振动的控制频率F(控制)(步骤232)。在某些方面，这可能是容器呈现峰值移动的频率F(c)。因此，在这些方面，F(控制)＝F(c)。在其他方面，控制频率可以是容器内的物体呈现峰值移动的频率F(o)。因此，在这些方面，F(控制)＝F(o)。然而，因为物体会连续地从容器中卸放，F(c)会随着时间而改变。在另外的方面，具体是在F(c)与F(o)显著不同的情况下，控制频率可以是F(c)和F(o)两者的函数。在这些方面，例如，F(控制)＝|F(c)-F(o)|。这种系统将考虑容器以及物体(当容器装满时)的峰值振动频率。

然后系统可以使容器以控制频率F(控制)振动(步骤234)。系统可以继续直到容器是空的。具体地，系统然后将确定容器是否为空(例如，使用检测系统108)(步骤236)。如果是，则过程结束(步骤242)。如果不是，则系统然后确定物体移出容器的移动是否已经减慢超过阈值(步骤238)，例如每10秒一个物体。如果不是，系统返回到步骤234并且过程继续直到容器是空的。如果物体移出容器的移动已经减慢超过阈值(步骤238)，则系统将确定容器的总重量(经由称重传感器或力扭矩传感器)是否比来自步骤206的容器中的物体的初始重量W(o)显著低(例如，低于一定倍数)。例如，倍数可能是1/4。在这样的系统中，如果容器的当前重量小于当过程开始时重量的1/4，则系统将返回到步骤222并进一步稍微倾斜容器，直到确定新的初始角度(如上所讨论的)。然而，如果容器的当前重量不小于当过程开始时的重量的1/4，则系统将返回到步骤208并重新分析系统的特性(如上所讨论的)。以这种方式，如果移动变慢，如果容器中没有太多物体，系统可以简单地增加角度，或者如果容器中剩余很多物体，系统可以重新评估系统的参数。

如上所讨论的，根据另外的方面，系统包括铰接顶部(或挡板)以防止倾倒并进一步限制流动。安装到与升降架附接的开放式框架上的弹簧加载保持挡板限制包裹流动并防止最顶部的包裹倾倒在输送带上，并且挡板可以具有通过接头或铰链连接的多个部分，以便让较轻的包裹通过而不会卡在挡板后面。根据如图20所示的另外的方面(其中与图18的系统相同的元件具有相同的附图标记)，铰接顶部还可设置在部分126、128中，其中下部部分(例如，128)、进一步铰接以允许远离容器移动，可选地抵抗推动部分126、128对齐的保持力。

根据某些方面，系统可以在主动振动和非振动之间交替。换句话说，系统可以在有限的时间内对容器施加振动，例如一到五秒，然后在重新施加主动振动之前暂停一小段时间，例如一到五秒或十秒。这可以进一步允许物体在输送机上被单化。还可以响应于从输送机感测到的物体的移动来控制输送机的移动速度(例如，基于由力扭矩传感器23、36、97的称重传感器和/或检测系统19、108确定的输送机重量的变化)。

因此，根据各个方面，本发明的系统通过以下任何一种方式在初始滑动的斜率处或附近振动牢固保持的容器：1)马达利用至用于容器的刚性保持机构的连杆将旋转运动转换为振荡线性运动，从而导致直接机械传动；或2)马达驱动与容器保持机构串联的弹簧；或3)马达驱动具有与弹簧并联的阻尼器的弹簧；或4)马达驱动可变刚度弹簧，其中刚度针对负载进行调节；或5)其中调节弹簧-阻尼器系统的受迫频率和/或刚度两者，以便取得机械系统共振频率附近的振动，以便减少马达的工作；或6)其中所取得的横向运动曲线近似为锯齿形——使得容器壁大部分时间都处于下降状态并相对于内容物保持静止，且因此会受到静摩擦，而在倾斜期间，所述壁会快速向上移动，暂时克服静摩擦，从而使物品滑过容器壁。替代地，代替振动容器本身或与振动容器本身一起，系统可以使阻止内容物的限流斜槽振动，但其本身以振荡方式振动以逐渐将内容物从容器中抽出。

图21和图22示出了根据本发明的另外的方面的处理系统140，其还包括连接到中央致动器138的斜槽142，类似于图1至图4的中央致动器38。斜槽142可用于在将物体(如图19所示)掉落到输送机144上之前进一步分离物体，并且输送机144可以是平坦的或向上或向下倾斜。

此外，对于散装容器，系统包括将各种尺寸的散装容器提升到物品卸货区域的叉车，或者可以包括用于容纳双宽托盘的双宽叉车。例如，图23示出了处理系统160，其包括：双宽容器系统162，其可以接收包含物体166的双宽容器164并且将物体提升和倾倒到输送机系统168上；以及在如上所讨论的一个或多个处理系统的控制下的相机或其他运动检测系统169。具体地，双宽容器164可以包括托盘底座172，所述托盘底座可以接收本发明的一个方面的容器卸放系统166的升降叉钳174。同样，升降叉钳174保持略微离开地板(地面)，使得托盘底座172可以滑到叉钳174上。替代地，叉钳174可在底部成角度，使得叉钳的自由端位于地板上方。容器装卸系统166包括导向侧178以及铰接顶部180。

根据另外的方面，输送机18、144、168可以是带式或防滑钉输送机，并且可以被主动控制以在更多物品从容器中卸放时将内容物移开。此外，输送机上的张力会受到监测，以免对卡住的物品施加过大的力。

本领域技术人员应该理解，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对所公开的实施方案作出许多修改和变化。

Claims (44)

1.一种用于控制物体卸放的系统，所述系统包括：

容器装卸系统，其包括用于容纳多个物体的容器；

旋转装置，其用于将所述容器旋转至卸放角度；和

移动装置，其用于以重复的方式移动所述容器装卸系统的至少一部分，其中所述容器的所述至少一部分的净行进距离为零，使得所述多个物体以受控的卸放速率从所述容器卸放，

其中，所述容器装卸系统还包括与所述容器分开的铰接顶部，用于允许被卸放的物体离开所述容器。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述容器装卸系统的所述容器由所述移动装置以所述重复的方式移动。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述容器装卸系统包括斜槽，所述斜槽由所述移动装置以所述重复的方式移动。

4.如权利要求1所述的系统，其中，当所述容器处于所述卸放角度时，所述容器装卸系统的所述铰接顶部笔直垂下。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述容器装卸系统的所述铰接顶部被弹簧偏置以处于闭合位置，从而用于限制所述容器内的所述多个物体，直到所述多个物体更靠近所述容器的地板。

6.如权利要求4所述的系统，其中所述容器装卸系统的所述铰接顶部包括上部部分和下部部分，所述下部部分比所述铰接顶部的所述上部部分对推动通过所述铰接顶部的物体的限制更少。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述卸放角度不大于所述容器中的至少一个物体克服所述物体与所述容器之间的摩擦力并开始移动的初始角度。

8.如权利要求7所述的系统，其中所述卸放角度等于所述初始角度。

9.如权利要求7所述的系统，其中所述卸放角度在所述初始角度的5度以内。

10.如权利要求1所述的系统，其中所述系统还包括用于确定所述卸放角度的确定装置。

11.如权利要求10所述的系统，其中所述确定装置包括与传感器相结合的处理系统，所述传感器确定所述容器中的至少一个物体何时由于重力而开始滑动。

12.如权利要求10所述的系统，其中所述确定装置包括与机器学习系统相结合的处理系统，所述机器学习系统存储关于物体的容器的不同卸放角度和不同特性的信息。

13.如权利要求12所述的系统，其中所述不同特性包括所述容器中的所述多个物体的重量以及所述容器中的所述多个物体内的物体的估计尺寸、体积和形状中的任一者。

14.如权利要求1所述的系统，其中所述移动装置包括以重复方式引起所述移动的连杆和旋转马达。

15.如权利要求1所述的系统，其中所述移动装置包括以重复方式引起所述移动的线性致动器和弹簧。

16.如权利要求15所述的系统，其中所述弹簧可调节以提供可变刚度。

17.如权利要求1所述的系统，其中所述移动装置包括机械系统，其中以重复方式的所述移动处于或接近所述机械系统的共振频率。

18.如权利要求1所述的系统，其中以重复方式的所述移动被提供为具有非平衡占空比的循环运动。

19.如权利要求1所述的系统，其中，所述容器装卸系统包括提升臂，其中，所述提升臂包括中央致动器，所述中央致动器控制安装到其上的升降叉钳，用于从地面向上提升容器，通过以重复的方式移动所述中央致动器来使所述容器振动，其中净行进距离为零，使得所述多个物体以受控的卸放速率从所述容器卸放。

20.一种用于控制物体从容器卸放的系统，所述系统包括：

提升臂，所述提升臂包括中央致动器，所述中央致动器控制安装到其上的升降叉钳，用于从地面向上提升容器，并且其中，所述提升臂旋转，以使所述容器倾斜到卸放角度；以及

其中，所述提升臂包括振动致动器，所述振动致动器使所述提升臂的所述中央致动器和所述容器振动，使得多个物体以受控的卸放速率从所述容器卸放。

21.如权利要求20所述的系统，其中所述系统还包括用于确定所述卸放角度的确定装置。

22.如权利要求21所述的系统，其中所述卸放角度不大于所述容器中的至少一个物体克服所述物体与所述容器之间的摩擦力并开始移动的初始角度。

23.如权利要求21所述的系统，其中所述确定装置包括与传感器相结合的处理系统，所述传感器确定所述容器中的至少一个物体何时由于重力而开始滑动。

24.如权利要求21所述的系统，其中所述确定装置包括与机器学习系统相结合的处理系统，所述机器学习系统存储关于物体的容器的不同卸放角度和不同特性的信息。

25.如权利要求24所述的系统，其中所述不同特性包括所述容器中的所述多个物体的重量以及所述容器中的所述多个物体内的物体的估计尺寸、体积和形状中的任一者。

26.如权利要求20所述的系统，其中所述振动致动器包括旋转马达、联接到所述提升臂的所述中央致动器的支架和连杆，所述连杆使所述旋转马达联接到所述支架，其中，所述旋转马达驱动所述连杆，以使所述支架和所述提升臂的所述中央致动器振动。

27.如权利要求20所述的系统，其中所述振动致动器包括活塞、复位弹簧和联接到所述提升臂的所述中央致动器的支架，其中，所述活塞和所述复位弹簧在相反的方向上作用在所述支架上，以使所述支架和所述提升臂的所述中央致动器振动。

28.如权利要求27所述的系统，其中所述复位弹簧可调节以提供可变刚度。

29.如权利要求20所述的系统，其中所述振动致动器使所述提升臂的所述中央致动器振动，使得所述容器以处于或接近共振频率振动。

30.如权利要求20所述的系统，其中所述提升臂的所述中央致动器以非平衡占空比振动。

31.一种用于控制物体的卸放的方法，所述方法包括以下步骤：

提供容器装卸系统，所述容器装卸系统包括用于容纳多个物体的容器，所述容器装卸系统包括与所述容器分开的铰接顶部；

将所述容器旋转至卸放角度；以及

以重复的方式移动所述容器装卸系统的至少一部分，其中净行进距离为零，使得所述多个物体通过所述容器装卸系统的所述铰接顶部以受控的卸放速率从所述容器卸放。

32.如权利要求31所述的方法，其中所述方法还包括确定所述卸放角度。

33.如权利要求32所述的方法，其中所述卸放角度不大于所述容器中的至少一个物体克服所述物体与所述容器之间的摩擦力并开始移动的初始角度。

34.如权利要求32所述的方法，其中确定所述卸放角度包括使用传感器，所述传感器确定所述容器中的至少一个物体何时由于重力而开始滑动。

35.如权利要求32所述的方法，其中确定所述卸放角度包括使用与机器学习系统相结合的处理系统，所述机器学习系统存储关于物体的容器的不同卸放角度和不同特性的信息。

36.如权利要求35所述的方法，其中所述不同特性包括所述容器中的所述多个物体的重量以及所述容器中的所述多个物体内的物体的估计尺寸、体积和形状中的任一者。

37.如权利要求31所述的方法，其中以重复方式移动所述容器装卸系统的至少一部分包括使用连杆和旋转马达，所述连杆和旋转马达以重复方式引起所述移动。

38.如权利要求31所述的方法，其中以重复方式移动所述容器装卸系统的至少一部分包括使用线性致动器和弹簧，所述线性致动器和弹簧以重复方式引起所述移动。

39.如权利要求38所述的方法，其中所述弹簧可调节以提供可变刚度。

40.如权利要求31所述的方法，其中以重复方式移动所述容器装卸系统的至少一部分包括使用机械系统，其中以所述重复方式的所述移动处于或接近所述机械系统的共振频率。

41.如权利要求31所述的方法，其中以重复方式的所述移动被提供为具有非平衡占空比的循环运动。

42.如权利要求31所述的方法，其中所述方法还包括确定所述卸放角度。

43.如权利要求31所述的方法，其中所述方法还包括确定所述容器的振动的控制频率。

44.如权利要求31所述的方法，其中，所述容器装卸系统包括提升臂，其中所述提升臂包括中央致动器，所述中央致动器控制安装到其上的成对升降叉钳，并且所述方法还包括：

使用所述提升臂的所述升降叉钳从地面提升容纳有物体的容器；

旋转所述提升臂以将所述容器倾斜至卸放角度；以及

通过以重复的方式移动所述提升臂的所述中央致动器来使所述容器振动，其中净行进距离为零，使得所述物体以受控的卸放速率从所述容器卸放。