CN113452170B - 分拣设施、止动设备和传输单元 - Google Patents

分拣设施、止动设备和传输单元 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种分拣设施(10)，尤其用于传输和/或用于分拣件货(14)，具有：至少一个传输轨道(5)，其具有至少一个局部定子(30)；以及至少一个传输单元(1)，其具有至少一个输送元件(2)、尤其用于装载和/或卸载件货，和至少一个带有至少一个永磁体(7)、优选多个永磁体(7)的输送转子(6)以用于驱动输送元件(2)，其中，传输单元(1)设计用于在传输轨道(5)上在运动方向(4)上运动，其中，输送转子(6)设计为，当输送转子(6)与局部定子(30)电磁相互作用的时候使得旋转轴(R)旋转。本发明还涉及用于分拣设施(10)的止动设备(8)和用于分装设备(10)的传输单元(1)。

Description

分拣设施、止动设备和传输单元
技术领域
本申请涉及一种分拣设施、特别是用于传输和/或用于分拣件货的分拣设施、止动设备和传输单元。
背景技术
在分拣设施中、例如在包裹和行李分拣系统中使用所谓的用于传输件货的载体。该载体在装载站装载有件货并且在传输轨道上传输该件货到卸载站。每个载体都具有传送带(也称为交叉带或横向带)，其能够与载体的运动方向横向地、优选直角地移动件货。
大多借助于装载站的至少一个进料传送带或至少一个进料槽或至少一个进料轨道为载体供应件货。传送带容纳件货并且将其(优选居中)放置在载体上。
借助于卸载站的至少一个卸料传送带或至少一个出料槽或至少一个卸料轨道能够将件货从载体输出。
迄今为止，载体上的传送带通过变速电机驱动。
然而，使用变速电机具有缺点。如摩擦损耗、齿轮间隙、运动不准确性或磨损导致了差的效率。此外，变速电机是很难维护的。
此外，专利文献US 6 938 750 B2公开了具有用于支持和卸载物品的横向带的分拣输送器，其中，横向带通过利用横向带运动的转子与稳定的电定子部分之间的相互作用被驱动，其中，转子与横向带分离布置，并且利用驱动轴与变速器连接。
发明内容
本发明的目的能够在于，改进载体传送带的驱动器，即交叉带的驱动器。
该目的解决方案通过本发明实现，即一种分拣设施，尤其用于传输和/或用于分拣件货，具有：至少一个传输轨道、具有至少一个局部定子，以及至少一个传输单元、具有至少一个输送元件、尤其用于装载和/或卸载件货，和至少一个带有至少一个永磁体、优选多个永磁体的输送转子以用于驱动输送元件，其中，传输单元设计用于在传输轨道上在运动方向上运动，其中，输送转子设计用于当输送转子与局部定子电磁相互作用时使得旋转轴旋转，其中，传输轨道具有至少一个止动设备，其设计为，当输送转子与止动设备电磁相互作用时在输送转子上施加止动力矩。
传输单元优选是载体。输送元件优选地是交叉带。然而，也能考虑输送元件的其它的实施方式。例如，输送元件能够实施为倾斜元件，在其中，通过倾斜运动装载和/或卸载件货。
此外，载体也能够具有多个输送元件。
例如，载体能够具有两个或更多例如带有不同的运动方向的交叉带。
然而，载体也能够具有至少一个交叉带和至少一个倾斜元件。
局部定子有利地布置在装载站和/或卸载站处。然而也能考虑在传输轨道的其它部段处的布置。局部定子有利地通电为，得到输送转子以及输送元件的旋转方向，其能够实现件货的容纳和给出。
局部定子能够是单个定子或具有多个定子的定子组。在定子组中，有利地将定子在传输单元的运动方向上依次通电。
局部定子优选地实施为半开，尤其实施为区段定子。
输送转子和局部定子形成用于输送元件的电机。传输单元有利地不具有属于输送转子的定子。
输送转子和局部定子有利地形成同步电机。
本发明的另外的优点为：各个载体以及整个系统变得更简单、更轻便和更便宜，因为多个载体仅分配几个定子。
如上所述，传输单元设计用于在传输轨道上在运动方向上运动。这有利地利用线性驱动器来实现。然而其它的驱动器类型也是可行的。
线性驱动器是导致平移运动的驱动系统。线性驱动器能够实现机械或者机械元件和/或设施或设施部分在直线或其它预先给定的曲线的运动。用于使传输单元在传输轨道上的运动的优选的线性驱动器是线性电机。
线性电机是电驱动电机。与旋转电机不同地，线性电机不将由其驱动的物体置于转动运动，而是将其在直线或曲线的轨道上推动。线性电机执行平移运动。
止动力矩通过具有永磁体的输送转子与具有软磁材料的止动设备电磁相互作用来实现。转子由此有利地占据永磁体与止动设备的齿相对的位置。在此，适用的是，齿越多，则止动力矩越大。
保持力矩是附加的力矩，其通过装备具有永磁体的止动设备和/或利用有利地布置在槽中的绕组系统的通电来实现。
所描述的实施方案的优点在于，尤其当传输单元经过曲线、斜坡和/或其它的倾斜的时候，能够保持或固定输送元件、特别是输送转子。在曲线、斜坡和/或倾斜中，离心力和/或重力作用到输送元件和/或传输的件货上。如果这些力大于输送元件和/或输送转子(优选地包括可能的悬挂、变速器等)的摩擦转矩，那么存在件货从传输单元掉落的危险。然而，所描述的实施方案阻止了该危险。
在一个有利的实施方式中，止动设备布置在传输轨道的至少一个部段处，其设计为，使得在没有与定子电磁相互作用的下离心力和/或重力影响输送转子的旋转。
这样的旋转在传输轨道的前述部段处大多是不期望的，因为如所述那样件货能够从传输单元滑落或掉落。
在一个有利的实施方式中，止动设备具有软磁材料。
铁磁材料特别适合。有利地，止动设备具有铁和/或钢。此外，可行的是，止动设备具有镍和/或钴。
在一个有利的实施方式中，止动设备通过至少一个气隙与输送转子间隔开。
换句话说，这意味着：当传输单元在其路径上在传输轨道上经过止动设备时，输送转子和止动设备仅通过气隙间隔开。如果传输单元位于传输轨道的其它的部段上、例如没有止动设备的直线部上，那么间隔就明显更大。
在一个有利的实施方式中，止动设备具有至少一个齿，其中，齿指向气隙的方向。
有利地，齿设计为其在传输单元的运动方向上延伸。
有利地，齿例如在曲线中设计为拱形或正切的。
在一个有利的实施方式中，止动设备具有多个、优选在10至15个之间的齿，其中，止动设备在两个齿之间具有槽。
优选地，止动设备具有这样多的齿，即实现所需要的止动力矩并且充分利用可用的结构空间。
最大值为2p个齿，其中，2p是转子极数。
在一个有利的实施方式中，齿经由导磁的轭连接。
有利地，轭具有铁磁材料、优选铁和/或钢。
替代地，轭仅用于机械固定，并且因此具有不导磁或几乎不导磁的材料。这在附图说明中详细阐述。
在一个有利的实施方式中，止动设备具有多个材料层。
优选地，止动设备是具有材料层的结构，其中，材料层相互拧紧、铆接、焊接、冲压叠装、粘合和/或硬化。有利地，材料层是叠片。然而，能考虑其它类型的材料层。有利地，止动设备是叠片组。
替代地，止动设备也能够实施为实心的，例如具有铁和/或钢形式的实心件。然而，其它材料、特别是铁磁材料也适用。
此外，止动设备也能够由烧结的材料构成，或者具有至少烧结的材料。在此优选地使用导磁良好但不导电或几乎不导电的材料。
在一个有利的实施方式中，止动设备的内直径大于输送转子的外直径。
这是有利的，因为由此能够使传输单元连同输送转子易于行驶经过止动设备。
然而，偏心的布置也是可行的。
在一个替代的实施方式中，止动设备的内直径对应输送转子的外直径。
在此，止动设备与输送转子之间的气隙尺寸有利地确定为，使得输送转子和止动设备在经过传输单元时不接触。
在一个有利的实施方式中，止动设备的内直径小于输送转子的外直径。
在此，止动设备与输送转子之间的气隙有利地确定尺寸为，使得输送转子和止动设备在经过传输单元时不接触。
在一个有利的实施方式中，止动设备构造为区段，其中，区段呈角度α，其中，该角度α优选在90°与150°之间，尤其在110°与130°之间。
特别地，110°至130°的区段由于结构特性是有利的，因为以该方式能够实现足够多的齿并且因此实现好的止动力矩。此外，传输单元能够以简单的方式行驶经过止动设备。
然而，其它的角度也是可行的。
在一个有利的实施方式中，止动设备的齿间距至少基本上对应输送转子的永磁体的极间距。
这是有利的，因为由此使得永磁体面对齿并且因此得到好的止动力矩。
在一个替代的实施方式中，止动设备的齿间距至少基本上对应输送转子的永磁体的极间距多倍或一部分。
换句话说这意味着：永磁体面对两个或三个或四个或更多齿，或者齿面对两个或三个或四个或更多永磁体。
在一个有利的实施方式中，止动设备具有用于形成和/或提高保持力矩的绕组系统，其中，绕组系统优选地定位在槽中。
该实施方式的优点在于，也能够确保非常重的件货传输通过曲线。此外，能够由此克服较大的离心力，其例如由于传输单元在传输轨道上更快地运动、即更快地行驶引起。
绕组系统在槽中的定位是特别节省空间的。
然而，也能考虑的是，在轭上的齿之间实施绕组系统。换句话说：绕组系统在齿之间围绕轭缠绕。
在一个有利的实施方式中，止动设备具有用于形成和/或提高保持力矩的永磁体。
该实施方式也能够实现重的件货的安全的传输。
在一个有利的实施方式中，永磁体布置在槽中和/或布置在齿的指向气隙方向的侧面上。
永磁体在槽中的定位时特别节省空间的。
然而，也能考虑永磁体在轭中和/或其上的布置。
绕组系统和永磁体的组合也是可行的。
在一个有利的实施方式中，分拣设施具有多个传输单元，其中，多个传输单元构造为优选铰接连接的传输链。
在此，有利地，传输链具有较高的运行平稳性。
铰接连接能够实现传输单元在曲线中的良好的运动。
然而，传输单元也能够是独立的、即不与传输链连接。
此外，上述目的的解决方案通过本发明实现，即用于根据本发明的分拣设施的止动设备，其中，止动设备具有软磁材料，其中，止动设备具有至少一个齿。
在一个有利的实施方式中，止动设备具有多个、优选在10至15个之间的齿，其中，止动设备在两个齿之间具有槽。
在一个有利的实施方式中，齿经由导磁的轭连接。
在一个有利的实施方式中，止动设备具有多个材料层。有利地，材料层是叠片。
止动设备优选地实施为半开的，尤其实施为区段。
在一个有利的实施方式中，止动设备构造为区段，其中，区段呈角度α，其中，角度α优选在90°与150°之间，特别地在110°与130°之间。
在一个有利的实施方式中，止动设备具有用于形成和/或提高保持力矩的绕组系统，其中，绕组系统优选定位在槽中。
优选地，每个齿由线圈包围。
优选地，在齿与线圈之间布置绝缘材料。
在一个有利的实施方式中，止动设备具有用于形成和/或提高保持力矩的永磁体。
永磁体优选地布置在槽中和/或布置在齿的指向气隙方向的侧面上。
然而，绕组系统和永磁体的组合也是可行的。
此外，上述目的的解决方案通过本发明实现，即用于分拣设施的传输单元，其中，传输单元具有输送转子，其中，传输单元不具有与输送转子电磁相互作用的定子。
换句话说这意味着：传输单元具有输送转子，但是不具有属于输送转子的定子，利用其实现电磁的相互作用。
有利地，输送转子是永磁体激励的。然而也能考虑其它的激励。
此外，该目的的解决方案通过传输轨道实现，具有至少一个局部定子和/或至少一个止动设备。
本发明的优点在于，通过定子和输送转子的分离而不需要载体上的高耗费的能量传输。
所描述的止动设备能够实现对载体上的执行机构的放弃，必须为其供应电和/或磁能，例如电或磁操作的用于传送带的制动。
磁止动力矩的使用能够实现传送带的制动或者保持，而不必对此为载体提供电能。此外，也不必与载体有带磨损的机械接触。
此外，所描述的止动设备是低成本的，因为不是每个载体都需要单独的制动装置。
附图说明
下面根据附图中示出的实施例详细描述和阐述本发明。在此示出：
图1是具有装载站和卸载站的分拣设施，
图2是传输轨道的部段，其邻接于卸载站，
图3是经过局部定子的输送转子，
图4是三个传输单元，其优选地相互铰接连接，
图5是止动设备的实施方案，
图6是图5的局部图，
图7是止动设备的另一个实施方案，
图8是止动设备的另一个实施方案，
图9是止动设备的另一个实施方案。
具体实施方式
图1示出了具有装载站13和卸载站12的分拣设施10。
此外，该视图示出了多个传输单元1、所谓的载体。多个传输单元1连接成传输链。
传输链具有多个传输单元1，各个传输单元铰接成闭合链。
传输单元1沿着传输轨道5以1m/s至3.5m/s的速度运动。优选的速度为2.5m/s。
附图示出，多个传输单元1分别装载有包裹形式的件货14。
为了装载/卸载件货14，传输单元1具有传送带或者交叉带形式的输送元件2。
传输单元1如图所示在装载站13处装载有件货14。换句话说：传输单元1在装载站13处容纳件货14。
传输单元1沿着传输轨道5将件货14传输至卸载站12。
在附图中，传输轨道5具有至少一个曲线11。在经过该曲线时，在传输单元1上以及在件货14上作用有至少一个离心力。
输送元件2具有用于驱动输送元件2的输送转子(未在附图中示出)。其是有利的，因为传输单元1由此能够良好地容纳并且放置、优选居中放置件货14。
图2示出了传输轨道5邻接于卸载站12的部段。
传输单元1在传输轨道5上行进。其借助于线性驱动器特别好地实现。然而也能够实现用于传输单元1在传输轨道5上运动的其它驱动器。
在卸载站12处的卸载区域31中布置有定子30。附图示出，传输单元1具有输送元件2以及驱动轮33和导向轮32。驱动轮33通过输送转子6被驱动，输送转子借助于悬挂61固定在传输单元1处。优选地，旋转轴为了驱动轮33的运动与驱动轮33连接。
附图示出了轴40以及力传递装置41，其用于从轴40至轮33的力传递。
适合作为力传递装置41的例如是皮带、齿带、链、齿轮或万向节轴。也能考虑其它的力传递装置。
传输单元1在运动方向4上在传输轨道5上运动。在经过卸载区域31时，输送转子6和布置在卸载区域中的局部定子30处于电磁相互作用。这导致输送转子6旋转并且件货能够被给出到卸载站12的卸载轨道中。输送转子6在此驱动轮33。轮32仅用作为导向轮。然而也能考虑的是，两个轮都通过输送转子6驱动。
局部定子30能够是单个定子。然而，可行的是，多个定子依次布置。优选地，局部定子30的轴向长度或者多个定子的轴向总长度大于输送转子6的轴向长度。
图3示出了经过局部定子30时的输送转子6。
输送转子6和定子30通过气隙34间隔开。输送转子6围绕旋转轴R旋转。
优选地，输送转子6具有永磁体。优选地，局部定子30是电激励的。优选地，在传输轨道1上布置有多个这样的局部定子30。局部定子30实施为，使得输送转子6经过装载站时旋转，以使得件货由进料传送带或进料轨道从传输单元1的边缘运动至传输单元1的中间。有利地布置在卸载区域31中的局部定子30优选地实施或优选地通电为，使得输送转子6在电磁相互作用的情况下旋转，使得件货14从传输单元1的中间被运送至传输单元1的边缘，因此，实现在卸料轨道中或卸料传送带上的卸料。
优选地，所示的输送转子定子装置是直接驱动器的一部分。因此，与迄今为止使用的变速器电机相比省去了高花费的能量传输。
图4示出了三个传输单元1，其优选地相互铰接链接。
然而，传输单元1也能够是独立的。
传输单元1在运动方向4上沿着传输轨道5或者在传输轨道5上运动。该运动有利地利用线性电机实现，然而也能考虑其它的驱动器类型。
此外，附图示出了也被称为交叉带的输送元件2以及输送元件2的运动方向3。
图5示出了止动设备8的实施方案。
止动设备8具有至少一个齿、优选多个齿9。在两个齿之间布置有槽23。齿在附图中经由轭50连接。有利地，轭50具有导磁的材料。
附图示出了输送转子6，其装备有永磁体7。止动设备8在附图中构造为区段。区段构造呈角度α，其中，角度α的角顶点布置在输送转子6的中点，即从端侧看旋转轴R所在的位置。
优选地，止动设备8具有特别是以叠片的形式的多个材料层。因此，优选地，止动设备8是叠片组。有利地，止动设备8具有软磁材料。止动设备8通过气隙35与转子6间隔开。
优选地，止动设备8具有多个齿9、特别是在10至15个之间的齿。止动设备8最大具有对应转子极数的数量的齿9。然而，在具有最大数量时止动设备8不再实施为区段，而是整圆。
图6示出了图5的局部。
图6示出了转子6的极间距τP以及止动设备8的齿间距τz。满足τP＝τz。这是有利的，因为转子在没有存在电激励时处于永磁体7面对齿9的位置并且因此止动。
附图示出了止动力矩20，其在所示方向上起作用。由于永磁体7与止动设备8中的软磁材料处于电磁相互作用而力求达到齿与永磁体面对的位置。
优选地，在图5和6中示出的止动设备8布置在传输轨道5的部段上，其设计为，离心力和/或重力引起输送转子的不期望的旋转。因此，在此不存在能够使转子旋转的、与定子的电磁相互作用，而是离心力和/或重力导致输送元件(在此：传送带)或者输送转子6的不期望的运动。这例如在传输带的曲线或倾斜上发生。只要由离心力和/或重力得到转矩小于止动力矩，那么输送转子6的运动就在两个旋转方向上限制在最大1/4极间距上。只要转子与止动设备8之间的磁力开始起作用，那么就能够实现输送转子6的运动增加最大1/2极间距。
止动设备8中的齿9的数量直接与止动力矩的高度相关，因为止动设备8的齿9存在的越多，止动力矩就越高。
图7示出了止动设备8的另一个实施方案。
图7示出了装备有永磁体7的输送转子6。此外，有利地，附图示出了三个永磁体7的南极和北极。附图示出了具有齿9的止动设备8。在两个齿9之间实施有槽23。在槽23中定位有绕组系统21。
绕组系统21用于提高保持力矩。当止动力矩不足以可靠地阻止输送元件2或者交叉带的不期望的运动时候，通过附加的绕组系统21能够提高保持力矩。对此，如图所示，止动设备8装备有附加的绕组系统21。在通电时，保持力矩能够增大超过止动力矩。
当直流电压的极性根据待保持或待制动的输送转子6的极位置调节时候，只要输送转子6与止动设备之间开始力作用，输送转子6就运动最大1/2极间距。然而在此需要附加的传感器(未示出)。如果直流电压的极性固定，那么就能够实现一个极间距的运动。只要输送转子6被磁性地保持，则能够实现在两个方向上从极间距的1/4的原始位置产生最大偏转。
图8示出了止动设备8的另一个实施方案。
止动设备8具有用于提高保持力矩的永磁体。如图所示，永磁体布置在齿9的指向气隙方向的侧面上。有利地，永磁体布置为，在止动设备8处的极序列对应输送转子6的极序列。使用永磁体使得，当力作用开始时，输送转子6运动最大一个极间距。只要输送转子6在磁性方面被保持，则在两个方向上从极间距的1/4的原始位置产生最大偏转。
图9示出了止动设备8的另一个实施方案。
止动设备8具有布置在槽23中的永磁体。轭51在附图中仅用于齿的机械固定并且有利地不导磁或几乎不导磁。轭51例如具有塑料。

Claims (17)

1.一种分拣设施(10)，所述分拣设施具有：
至少一个传输轨道(5)，所述传输轨道具有至少一个局部定子(30)，
至少一个传输单元(1)，所述传输单元具有：
至少一个输送元件(2)，
至少一个输送转子(6)，所述输送转子带有至少一个永磁体(7)，以用于驱动所述输送元件(2)，
其中，所述传输单元(1)设计用于在所述传输轨道(5)上在运动方向(4)上运动，
其中，所述输送转子(6)设计用于，当所述输送转子(6)与所述局部定子(30)处于电磁相互作用时，所述输送转子围绕旋转轴(R)旋转，其特征在于，
所述传输轨道(5)具有至少一个止动设备(8)，所述止动设备设计为，使得当所述输送转子(6)与所述止动设备(8)处于电磁相互作用时，止动力矩(20)作用到所述输送转子(6)上。
2.根据权利要求1所述的分拣设施(10)，其中，所述止动设备(8)具有软磁材料。
3.根据权利要求1或2所述的分拣设施(10)，其中，所述止动设备(8)通过至少一个气隙(35)与所述输送转子(6)间隔开。
4.根据权利要求3所述的分拣设施(10)，其中，所述止动设备(8)具有至少一个齿(9)，其中，所述齿(9)指向所述气隙(35)的方向。
5.根据权利要求3所述的分拣设施(10)，其中，所述止动设备(8)具有多个齿(9)，其中，所述止动设备(8)在两个所述齿(9)之间具有槽(23)。
6.根据权利要求4所述的分拣设施(10)，其中，所述齿(9)经由导磁的轭(50)连接。
7.根据权利要求1或2所述的分拣设施(10)，其中，所述止动设备(8)具有多个材料层。
8.根据权利要求1或2所述的分拣设施(10)，其中，所述止动设备(8)的内直径大于所述输送转子(6)的外直径。
9.根据权利要求1或2所述的分拣设施(10)，其中，所述止动设备(8)构造为区段，其中，所述区段呈角度α，其中，所述角度α在90°与150°之间。
10.根据权利要求5所述的分拣设施(10)，其中，所述止动设备(8)的齿间距(τz)至少基本上对应所述输送转子(6)的所述永磁体(7)的极间距(τP)。
11.根据权利要求5所述的分拣设施(10)，其中，所述止动设备(8)具有用于形成和/或提高保持力矩的绕组系统(21)，其中，所述绕组系统(21)定位在所述槽(23)中。
12.根据权利要求5所述的分拣设施(10)，其中，所述止动设备(8)具有用于形成和/或提高保持力矩的永磁体(22、24)。
13.根据权利要求12所述的分拣设施(10)，其中，所述止动设备的永磁体(22、24)布置在所述槽(23)中和/或布置在所述齿(9)的指向所述气隙(35)的方向的侧面上。
14.根据权利要求1或2所述的分拣设施(10)，其中，所述止动设备(8)布置在所述传输轨道(5)的至少一个部段处，所述部段设计为，使得在没有与定子的电磁相互作用的情况下，离心力和/或重力引起所述输送转子(6)的旋转。
15.根据权利要求1或2所述的分拣设施(10)，具有多个所述传输单元(1)，其中，多个所述传输单元(1)构造为传输链。
16.一种用于根据前述权利要求中任一项所述的分拣设施(10)的止动设备(8)，其中，所述止动设备(8)具有软磁材料，其中，所述止动设备(8)具有至少一个齿(9)。
17.一种用于根据前述权利要求中任一项所述的分拣设施(10)的传输单元(1)，其中，所述传输单元(1)具有输送转子(6)，其中，所述传输单元(1)不具有与所述输送转子(6)处于电磁相互作用的定子。
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