CN113843174A - 一种函件整理分拣装置 - Google Patents

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田桢干
李深伟
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孙金
何宇平
田相廷
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Abstract

本发明公开了一种函件整理分拣装置，包括函件整理箱、驱动机构、支撑架、函件输送带、固定架、动力机构、吸盘组件、红外探测器、异物识别检测器、分拣机械臂和分拣传送带；所述函件整理箱安装在支撑架上方；驱动机构安装在函件整理箱与支撑架之间，用于带动函件整理箱前后左右摆动；函件输送带安装在固定架上，函件输送带的一端靠近函件整理箱，函件输送带的另一端向后方布置；动力机构用以带动吸盘组件移动以将位于函件整理箱的函件移动至函件输送带上；红外探测器、异物识别检测器沿着函件运输方向依次设置在固定架上，分拣传送带设置在固定架中后方，分拣机械臂安装于分拣传送带与固定架夹角处。本发明结构简单，设计巧妙，提高自动化程度。

Description

一种函件整理分拣装置
技术领域
本发明涉及邮政、国际函件分拣设备领域，尤其涉及一种函件整理分拣装置。
背景技术
函件整理分拣装置是将杂乱堆积的函件整理整齐，摆放至传送带上后识别并分拣出违法函件的装置。随着物流业的快速发展，对物流整理分拣装置的要求也越来越高，不仅要求准确可靠，而且要求快速、经济。而目前国内函件邮递分拣工作主要采用纯手工分拣方式，函件内是否有违禁品也需人工识别，所需劳动力大，作业效率低，不满足其要求。
发明内容
基于上述背景技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种函件整理分拣装置，实现高效率大批量连续整理分拣函件，提高自动化程度。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种函件整理分拣装置，包括函件整理箱、驱动机构、支撑架、函件输送带、固定架、动力机构、吸盘组件、红外探测器、异物识别检测器、分拣机械臂和分拣传送带；所述函件整理箱安装在支撑架上方；驱动机构安装在函件整理箱与支撑架之间，用于带动函件整理箱前后左右摆动；函件输送带安装在固定架上，函件输送带的一端靠近函件整理箱，函件输送带的另一端向后方布置；动力机构用以带动吸盘组件移动以将位于函件整理箱的函件移动至函件输送带上；红外探测器、异物识别检测器沿着函件运输方向依次设置在固定架上，分拣传送带设置在固定架中后方，分拣机械臂安装于分拣传送带与固定架夹角处。
优选地，驱动机构包括第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸；所述第一电动缸、第二电动缸分别安装于函件整理箱下部前后两端；所述第三电动缸、第四电动缸分别安装于函件整理箱下部左右两端；各个电动缸缸体端固定安装于所述支撑架上表面，推杆端连接于所述函件整理箱底部。通过各电动缸的伸缩移动带动函件整理箱前后左右摆动使得杂乱堆积的函件整理整齐。
优选地，还包括支撑板、支撑轴、齿轮、齿条、挡板；所述函件整理箱前部上方接近中心处左右端各安装有所述支撑板，所述支撑板上安装有支撑轴，所述支撑轴上安装有齿轮，所述齿轮下方配合安装有齿条，所述齿条一端竖直连接有挡板，所述挡板设置在所述齿条上远离齿轮的一端并分别抵在函件整理箱两侧。利用齿轮齿条机构，配合可以相向运动的挡板，将整理整齐的函件推送至函件整理箱中心位置，以方便吸盘组件对函件的拾取。
优选地，动力机构包括磁偶式无杆气缸、双轴双杆气缸、第一气管、第二气管、第三气管、气泵、真空发生器，支架一和支架二；支架一安装在支撑架上，支架二安装在固定架上；磁偶式无杆气缸包括活塞杆及滑动安装在活塞杆上的磁体，活塞杆两端各安装在支架一和支架二上，活塞杆位于函件整理箱、函件输送带的上方，活塞杆沿函件的移动方向布置，活塞杆的两端均通过第一气管与气泵连接；双轴双杆气缸安装在磁体上，双轴双杆气缸通过第二气管与气泵连接；所述吸盘组件安装在双轴双杆气缸的输出端，所述吸盘组件与真空发生器连接，真空发生器通过第三气管与气泵连接。
优选地，还包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、控制器，第一电磁阀安装在第一气管上；第二电磁阀安装在第二气管上；第三电磁阀安装在第三气管上；第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀均与控制器通讯连接。
优选地，还包括第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关，第一限位开关、第二限位开关分别安装在活塞杆的两端；第三限位开关安装在函件整理箱上；第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关均与控制器通讯连接。
优选地，动力机构以及吸盘组件有重复两个，各设置在支架一与支架二之间，交错作业完成函件的拾取运输，提高自动化效率。
优选地，还包括红外信号发射器、红外信号接收器，无线信号接收器、无线信号发射器。所述固定架靠近异物识别检测器内部一侧安装有红外发射器，另一侧安装有红外接收器。所述无线信号发射器、无线信号接受器安装在控制器上。所述红外信号发射器和红外信号接受器均通过无线信号发射器和无线信号接受器与控制器相连接。
优选地，安装在固定架上的函件输送带为分体式传送带，异物识别检测信号不需要透过传送带，保证信号不被干扰。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著的技术进步：
1.本发明函件整理分拣装置由函件整理箱、驱动机构、吸盘组件、动力机构、红外探测器、异物识别检测器、分拣机械手构成，所述函件在函件整理箱中由驱动机构工作使得函件整齐叠放，接着由吸盘组件完成函件的拾取并运输摆放至函件输送带上；
2.本发明所述红外探测器准确定位函件所在位置并发送信号到控制器以驱动异物识别检测器进行在线函件阴性阳性检测，实现大批量队列函件风险标识检测，包括阴性和阳性检测。所述分拣机械手根据异物识别检测所传送的信号，包括阴性和阳性信号，结合定位信号，针对阳性函件，触发抓取信号，进行国际函件的自主分拣；
3.本发明整理分拣装置结构简单，制造方便，设计巧妙，可以实现高效率大批量连续整理分拣函件，提高自动化程度。
附图说明
图1为本发明优选实施例的函件整理分拣装置的结构示意图。
图2为本发明优选实施例的驱动机构的结构示意图。
图3为本发明优选实施例的函件整理箱的正视图。
图4为本发明优选实施例的动力机构的结构示意图。
图5为本发明优选实施例的动力机构的俯视图。
图6为本发明优选实施例的红外探测器的结构示意图。
具体实施方式
下面通过优选实施例结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例一：
参见图1，一种函件整理分拣装置，包括，函件整理箱1、驱动机构2、支撑架3、函件输送带4、固定架5、动力机构、吸盘组件6、红外探测器7、异物识别检测器8、分拣机械臂9和分拣传送带10；所述函件整理箱1安装在支撑架3上方；驱动机构2安装在函件整理箱1与支撑架3之间，用于带动函件整理箱1前后左右摆动；函件输送带4安装在固定架5上，函件输送带4的一端靠近函件整理箱1，函件输送带4的另一端向后方布置；动力机构用以带动吸盘组件6移动以将位于函件整理箱1的函件移动至函件输送带4上；红外探测器7、异物识别检测器8沿着函件运输方向依次设置在固定架5上，分拣传送带10设置在固定架5中后方，分拣机械臂9安装于分拣传送带10与固定架5夹角处。
本实施例可实现高效率大批量连续整理分拣函件，提高自动化程度。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
所述驱动机构2包括第一电动缸21、第二电动缸22、第三电动缸23、第四电动缸24；所述第一电动缸21、第二电动缸22分别安装于函件整理箱1下部前后两端；所述第三电动缸23、第四电动缸24分别安装于函件整理箱1下部左右两端；各个电动缸缸体端固定安装于所述支撑架3上表面，推杆端连接于所述函件整理箱1底部。通过各电动缸的伸缩移动带动函件整理箱1前后左右摆动，使得杂乱堆积的函件整理整齐。
还包括支撑板11、支撑轴12、齿轮13、齿条14、挡板15；所述函件整理箱1前部上方接近中心处左右端各安装有所述支撑板11，所述支撑板11上安装有支撑轴12，所述支撑轴12上安装有齿轮13，所述齿轮13下方配合安装有齿条14，所述齿条14一端竖直连接有挡板15，所述挡板15设置在所述齿条14上远离齿轮13的一端分别抵在函件整理箱1两侧。利用齿轮齿条机构，配合可相向运动的挡板15，将整理整齐的函件推送至函件整理箱1中心位置，以方便吸盘组件对函件进行拾取。
工作时，第一电动缸21、第二电动缸22保持相同高度不动，利用第三电动缸23、第四电动缸24活塞杆24的伸缩移动带动函件整理箱11左右摆动；后第三电动缸23、第四电动缸24保持相同高度不动，利用第一电动缸21、第二电动缸22活塞杆24的伸缩移动带动函件整理箱11的前后摆动，从而实现函件整理箱11中杂乱堆积的函件在函件整理箱1整齐叠放；接着第二电动缸22推杆端伸长使得整理整齐的函件滑动至函件整理箱1靠近函件输送带4的一端，然后第二电动缸22推杆端缩回，保持函件整理箱1水平放置；最后对称布置的齿轮13转动带动相应齿条14和挡板15相向运动，推动整理整齐的函件至函件整理箱1中心处，以方便吸盘组件6对函件的准确拾取。
实施例三：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
本实施例中，动力机构包括磁偶式无杆气缸16、双轴双杆气缸16、第一气管17、第二气管18、第三气管19、气泵20、真空发生器21，支架一22和支架二23；支架一22安装在支撑架3上，支架二23安装在固定架5上；磁偶式无杆气缸16包括活塞杆24及滑动安装在活塞杆24上的磁体，活塞杆24两端各安装在支架一22和支架二23上，活塞杆24位于函件整理箱1、函件输送带4的上方，活塞杆24沿函件的移动方向布置，活塞杆24的两端均通过第一气管17与气泵20连接；双轴双杆气缸16安装在磁体上，双轴双杆气缸16通过第二气管18与气泵20连接；所述吸盘组件6安装在双轴双杆气缸16的输出端，所述吸盘组件6与真空发生器21连接，真空发生器21通过第三气管19与气泵20连接。
本实施例中，还包括第一电磁阀25、第二电磁阀26、第三电磁阀27、控制器28，第一电磁阀25安装在第一气管17上；第二电磁阀26安装在第二气管18上；第三电磁阀27安装在第三气管19上；第一电磁阀25、第二电磁阀26、第三电磁阀27均与控制器28通讯连接。
本实施例中，还包括第一限位开关29、第二限位开关30、第三限位开关，第一限位开关29、第二限位开关30分别安装在活塞杆24的两端；第三限位开关安装在函件整理箱1上；第一限位开关29、第二限位开关30、第三限位开关均与控制器28通讯连接。
本实施例中，动力机构以及吸盘组件6设置有重复两个，安装在支架一22与支架二23之间，交错完成函件的拾取运输。
本实施例以第一个吸盘组件6工作流程为例，当杂乱堆积的函件在函件整理箱1中堆叠整齐后，利用控制器28控制第一电磁阀25打开，利用气泵20、第一气管17向活塞杆24通入气体，利用磁体带动双轴双杆气缸16移动，当双轴双杠气缸与第一限位开关29接触后，保持该位置即在函件整理箱1上方停顿1s后，利用控制器28控制第二电磁阀26打开，利用气泵20、第二气管18向双轴双杠气缸通气，控制吸盘组件6下移，当触碰到函件摆放架上的第三限位开关时，利用控制器28控制第三电磁阀27打开，利用气泵20、第三气管19、真空发生器21给吸盘组件6供气从而吸取函件，吸取函件后上移，上移动作结束并保持0.5s后，双轴双杆气缸16开始往第二限位开关30方向运动。当触碰到第二限位开关30后，控制吸盘组件6下移并释放函件到函件输送带4上，关闭第三电磁阀27，切断气源。让吸盘其组件上移，双轴双杆气缸16往第一限位开关29方向运动，当双轴双杆气缸16再次触碰到第一限位开关29时，整个取放函件过程结束，并开始下一个函件取放过程。第一个吸盘组件6工作的同时，控制器28间隔2s后控制第二个吸盘组件6所在活塞杆24的第一电磁阀25打开，使得双轴双杆气缸16向第一限位开关29移动，重复操作第一个吸盘组件6及其动力机构的工作流程：即第一个吸盘组件6吸取函件并向第二个限位开关移动的时候，第二个吸盘组件6开始工作，其所在双轴双杆气缸向第一个限位开关移动，两者交错完成拾取、运输、摆放函件作业，实现高效率大批量连续分拣函件，提高自动化程度。
实施例四：
本实施例与实施例三基本相同，特别之处如下：
本实施例中，还包括红外信号发射器71、红外信号接收器72，无线信号接收器、无线信号发射器。所述固定架5靠近异物识别检测器8内部一侧安装有红外发射器71，另一侧安装有红外接收器72。所述无线信号接收器、无线信号发射器安装在控制器28上，所述红外信号发射器71和红外信号接受器72均通过无线信号接收器和无线信号发射器与控制器28相连接。
本实施例中，安装在固定架5上的函件输送带4为分体式传送带，异物识别检测信号不需要透过传送带，保证信号不被干扰。
在异物识别检测器8前置位置，安装红外传感器进行函件准确位置的触发感知。函件经过时，相对应的一组红外信号探测器7即会捕捉到运输函件的经过并通过无线信号接收器和无线信号发射器反馈至控制器28，实现每一封函件的检测信号触发，控制和驱动异物识别检测器8进行在线函件阴性和阳性检测，形成函件在线检测队列信号，实现大批量队列函件风险标识检测，包括阴性和阳性检测。
采用分拣机械手方式，根据异物识别检测器8所传送的信号，包括阴性和阳性信号，结合定位信号，针对阳性函件，触发抓取信号，机械手臂根据设定角度进行旋转，将阳性函件放置到分拣传送带10上，分拣传送带10开始自动传输，将其输送到阳性函件收纳盒中。
由上可知，在本发明中，在函件整理箱1中直接放置杂乱堆积的函件，利用驱动机构2对函件整理箱1进行前后左右摆动，使得整理箱中的函件在靠近函件输送带4一端整齐叠放。利用齿轮齿条机构将整理整齐的函件推送至函件整理箱1前部的中心位置。接着吸盘组件6及其动力机构工作，完成函件从函件整理箱1到函件输送带4的一一分拣，函件在输送带上经过红外传感器时及异物识别检测器8时，完成函件的阴性以及阳性标识，针对阳性函件，分拣机械手抓取并移送至分拣传送带10上。该函件整理分拣装置结构简单，制造方便，设计巧妙，可以实现高效率大批量连续进行国际函件的自主分拣，提高自动化程度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种函件整理分拣装置，包括函件整理箱(1)、驱动机构(2)、支撑架(3)、函件输送带(4)、固定架(5)、动力机构、吸盘组件(6)、红外探测器(7)、异物识别检测器(8)、分拣机械臂(9)和分拣传送带(10)，其特征在于：所述函件整理箱(1)安装在支撑架(3)上方；驱动机构(2)安装在函件整理箱(1)与支撑架(3)之间，用于带动函件整理箱(1)前后左右摆动；函件输送带(4)安装在固定架(5)上，函件输送带(4)的一端靠近函件整理箱(1)，函件输送带(4)的另一端向后方布置；动力机构用以带动吸盘组件(6)移动以将位于函件整理箱(1)的函件移动至函件输送带(4)上；红外探测器(7)、异物识别检测器(8)沿着函件运输方向依次设置在固定架(5)上，分拣传送带(10)设置在固定架(5)中后方，分拣机械臂(9)安装于分拣传送带(10)与固定架(5)夹角处。
2.根据权利要求1所述函件整理分拣装置，其特征在于：所述驱动机构(2)包括第一电动缸(21)、第二电动缸(22)、第三电动缸(23)和第四电动缸(24)，所述第一电动缸(21)、第二电动缸(22)分别安装于函件整理箱(1)下部前后两端；所述第三电动缸(23)、第四电动缸(24)分别安装于函件整理箱(1)下部左右两端；各个电动缸缸体端固定安装于所述支撑架(3)上表面，而推杆端连接于所述函件整理箱(1)底部，通过各电动缸的伸缩移动带动函件整理箱(1)前后左右摆动，使得杂乱堆积的函件整理整齐。
3.根据权利要求1所述函件整理分拣装置，其特征在于：还包括支撑板(11)、支撑轴(12)、齿轮(13)、齿条(14)、挡板(15)；所述函件整理箱(1)前部上方接近中心处左右端各安装有所述支撑板(11)，所述支撑板(11)上安装有支撑轴(12)，所述支撑轴(12)上安装有齿轮(13)，所述齿轮(13)下方配合安装有齿条(14)，所述齿条(14)一端竖直连接有挡板(15)，所述挡板(15)设置在所述齿条上远离齿轮的一端并分别抵在函件整理箱(1)两侧；利用齿轮齿条机构，配合可相向运动的挡板(15)，将整理整齐的函件推送至函件整理箱(1)中心位置，以方便吸盘组件对函件进行拾取。
4.根据权利要求1所述函件整理分拣装置，其特征在于：所述动力机构包括磁偶式无杆气缸(16)、双轴双杆气缸(16)、第一气管(17)、第二气管(18)、第三气管(19)、气泵(20)、真空发生器(21)，支架一(22)和支架二(23)；支架一(22)安装在支撑架(3)上，支架二(23)安装在固定架(5)上；磁偶式无杆气缸(16)包括活塞杆(24)及滑动安装在活塞杆(24)上的磁体，活塞杆(24)两端各安装在支架一(22)和支架二(23)上，活塞杆(24)位于函件整理箱(1)、函件输送带(4)的上方，活塞杆(24)沿函件的移动方向布置，活塞杆(24)的两端均通过第一气管(17)与气泵(20)连接；双轴双杆气缸(16)安装在磁体上，双轴双杆气缸(16)通过第二气管(18)与气泵(20)连接；所述吸盘组件(6)安装在双轴双杆气缸(16)的输出端，所述吸盘组件(6)与真空发生器(21)连接，真空发生器(21)通过第三气管(19)与气泵(20)连接。
5.根据权利要求1所述函件整理分拣装置，其特征在于：还包括第一电磁阀(25)、第二电磁阀(26)、第三电磁阀(27)和控制器(28)，所述第一电磁阀(25)安装在第一气管上(17)；第二电磁阀(26)安装在第二气管(18)上；第三电磁阀(27)安装在第三气管(19)上；第一电磁阀(25)、第二电磁阀(26)、第三电磁阀(27)均与控制器(28)通讯连接。
6.根据权利要求1所述函件整理分拣装置，其特征在于：还包括第一限位开关(29)、第二限位开关(30)和第三限位开关，所述第一限位开关(29)、第二限位开关(30)分别安装在活塞杆(24)的两端；第三限位开关安装在函件整理箱(1)上；第一限位开关(29)、第二限位开关(30)、第三限位开关均与控制器(28)通讯连接。
7.根据权利要求1所述函件整理分拣装置，其特征在于：所述动力机构以及吸盘组件(6)有重复两个，各设置在支架一(22)与支架二(23)之间，交错完成函件的拾取运输。
8.根据权利要求1所述函件整理分拣装置，其特征在于：还包括红外信号发射器(71)、红外信号接收器(72)，无线信号接收器和无线信号发射器，所述固定架靠近异物识别检测器(8)内部一侧安装有红外发射器(71)，另一侧安装有红外接收器(72)；所述无线信号发射器、无线信号接受器安装在控制器(28)上；所述红外信号发射器(71)和红外信号接受器(72)均通过无线信号发射器和无线信号接受器与控制器(28)相连接。
9.根据权利要求1所述函件整理分拣装置，其特征在于：安装在固定架(5)上的函件输送带(4)为分体式传送带，异物识别检测信号不需要透过传送带，保证信号不被干扰。
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