CN115463843A - 一种抬升下翻式分拣小车及仓内翻盘分拣机 - Google Patents

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CN115463843A CN202211294356.1A CN202211294356A CN115463843A CN 115463843 A CN115463843 A CN 115463843A CN 202211294356 A CN202211294356 A CN 202211294356A CN 115463843 A CN115463843 A CN 115463843A
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Abstract

本发明公开了一种抬升下翻式分拣小车及仓内翻盘分拣机。该抬升下翻式分拣小车包括小车主体和翻转部。小车主体包括车架、翻转轴和限位轴。翻转部包括限位翻转板和翻盘。所述的车架上安装有转轴安装孔。翻转轴安装在转轴安装孔中，且能够上下移动。该分拣小车具有两个稳定状态，分别为运输状态和下包状态。运输状态下，限位轴卡入限位槽内，翻盘能够承载被分拣的货物；下包状态下，限位轴位于圆弧槽远离限位槽的端部，翻盘倾斜朝向下包方向，无法承载被分拣的货物。本发明提供了分拣小车的翻转部上各项尺寸需要满足的关系，从而使得分拣小车能够兼顾运输稳定性、下包成功率和下包速度，从而能够提高分拣机环线的运行速度。

Description

一种抬升下翻式分拣小车及仓内翻盘分拣机
技术领域
本发明属于物流分拣设备技术领域，具体涉及一种抬升下翻式分拣小车及仓内翻盘分拣机。
背景技术
目前市面上的主要分拣设备为交叉带分拣机、直线分拣机、翻盘式分拣机等。其中，翻盘式分拣机具有结构紧凑，易于小型化的优点，具有用于空间紧凑的仓内分拣的潜力；但现有翻盘式分拣机大多需要在每个分拣小车上安装电磁铁来控制翻盘翻转；该结构需要通过滑触线将电源和控制信号输入运动的分拣小车，这提高了设备的复杂度，并降低了设备运行的稳定性。此外，现有的翻盘式分拣机大多采用链式输送，存在噪音高的缺点。
申请号为“2020105542721”的专利申请提供了一种不带动力元件的分拣小车，但其采用下翻式结构，无法直接适用于下包格口位于环线轨道侧部的翻盘式分拣机；此外，该分拣小车中需要设置独立转动的锁扣，结构较为复杂，且长期使用中易出现卡顿的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抬升下翻式分拣小车及仓内翻盘分拣机。
第一方面，本发明提供一种抬升下翻式分拣小车，包括小车主体和翻转部；其特征在于：所述的小车主体包括车架、翻转轴和限位轴；所述的翻转部包括限位翻转板和翻盘；所述的车架上安装有转轴安装孔；翻转轴安装在转轴安装孔中，且能够上下移动；限位轴固定在车架上，且位于翻转轴的正上方；所述的限位翻转板与翻转轴固定或转动连接；限位翻转板上开设有限位导向槽；限位导向槽包括连接在一起的圆弧槽和限位槽；圆弧槽的圆弧中心位于翻转轴的轴线上；限位槽位于圆弧槽的端部远离翻转轴的一侧；限位轴穿过限位导向槽，并能够沿着圆弧槽滑动；限位轴进入限位导向槽时，阻挡限位翻转板相对于车架转动；翻盘固定在限位翻转板的顶部。
该分拣小车的参数同时满足以下条件：
Figure BDA0003902074760000011
Figure BDA0003902074760000021
其中，m1为翻转部的质量；L1为分拣小车处于运输状态时翻转部的质心与翻转轴轴线的水平距离；m2为预先设定的被分拣货物的最大重量；L2为分拣小车处于运输状态时翻盘内侧边缘与翻转轴轴线的水平距离。L3为翻转轴与限位轴的中心距；θ为分拣小车在运输状态下的极限支撑点到限位轴轴线的连线与水平面的夹角；极限支撑点为限位槽与连接槽靠近翻盘内侧的连接点；t1和t2为两个安全系数；安全系数t1的取值为1.5～2.0；安全系数t2的取值为1.1～1.6。
该分拣小车具有两个稳定状态，分别为运输状态和下包状态；运输状态下，限位轴卡入限位槽内，翻盘能够承载被分拣的货物；下包状态下，限位轴位于圆弧槽远离限位槽的端部，翻盘倾斜朝向下包方向，无法承载被分拣的货物。
所述的限位翻转板远离下包方向的一侧设置有翻转推动部；翻转推动部受到向上的推力时，带动翻转部升高，将分拣小车由运输状态切换为下包状态。
作为优选，所述的车架上固定有水平设置的若干根支撑车轴；支撑车轴的两端均转动连接有支撑轮。
作为优选，所述的车架上固定有竖直设置的若干根导向车轴；导向车轴上转动连接有导向轮。
作为优选，所述的限位翻转板靠近下包方向的一侧固定有复位垫块。
作为优选，所述的转轴安装孔采用腰型孔。
作为优选，所述的车架上间隔设置有两块安装板；两块安装板的排列方向平行于分拣小车的行进方向；两块安装板上均开设有转轴安装孔；翻转轴的两端分别设置在两个转轴安装孔内；限位轴的两端与两块安装板的顶部分别固定。
作为优选，所述的翻转轴在转轴安装孔中最大的移动距离大于或等于限位轴从限位槽进入圆弧槽的距离。
作为优选，所述的翻盘包括承载板，以及设置在承载板的边缘处的限位边；承载板上靠近下包方向的一侧不设限位边。
作为优选，所述的分拣小车处于运输状态时，整个翻转部的重心位于翻转轴靠近下包方向的一侧。
作为优选，所述的翻转推动部为转动连接在限位翻转板上的翻转驱动滚轮；分拣小车处于运输状态的情况下，翻转驱动滚轮的轴线水平设置。所述翻转驱动滚轮的外圆周面上设置有弹性层。
作为优选，所述限位翻转板靠近下包格口一侧设置下翻限位板。车架上固定有缓冲垫块。缓冲垫块设置在下翻限位板的下方。分拣小车处于下包状态时，缓冲垫块对下翻限位板提供支撑，且下翻限位板与缓冲垫块贴合。
第二方面，本发明提供一种仓内翻盘分拣机，其包括上包台、机架、环线轨道、复位组件、下包执行器和下包格口；其特征在于：还包括如权利要求10所述的分拣小车；所述的环线轨道固定在机架上；多个分拣小车依次首尾相连排列在环线轨道上，并能够循环运行；环线轨道的外侧设置有上包台和多个下包格口。
所述的上包台包括上包支架、扫包件、上包带轮、上包传动带、条码读取器和支撑板；水平设置的两根轮轴分别支承在上包支架的两端；两根轮轴的两端均固定有上包带轮；两根轮轴相同端的上包带轮通过上包传动带连接；支撑板固定在上包支架上，且设置在两条上包传动带之间；两条上包传动带之间设置有依次间隔排列的多根扫包件；扫包件的两端与两条上包传动带分别固定；所述的支撑板上设有检测区和输出段；检测区采用透明材料；上包支架设置有多个条码读取器；其中两个条码读取器分别设置在检测区的正上方和正下方；其余条码读取器设置在检测区的侧部。
每个下包格口均对应一个下包执行器；分拣小车位于相互对应的下包格口与下包执行器之间；下包执行器用于对分拣小车的下包翻转部提供向上的推力，使得分拣小车由运输状态切换为下包状态。
所述的复位组件包括复位条；复位条与机架固定，且位于环线轨道的外侧；复位条的顶面沿着分拣小车在环线轨道上的行进方向逐渐升高；复位条用于带动分拣小车由下包状态恢复到运输状态。
作为优选，所述的检测区与输出段的连接处设置有对射式光电传感器；输出段的上方设置有灰度仪。
作为优选，所述的条码读取器共有六个，分别为上条码读取器、下条码读取器和四个侧条码读取器；上条码读取器位于检测区的正上方，且朝下设置；下条码读取器位于检测区的正下方，且朝上设置；四个侧条码读取器均高于支撑板的顶面，且低于上条码读取器；四个侧条码读取器以两个为一组，分为两组；两组侧条码读取器分别设置在检测区的相反侧；同组的两个侧条码读取器分别位于检测区靠近前置段的一端和靠近输出段的一端；四个侧条码读取器均朝向检测区。
作为优选，所述的下包执行器包括直线驱动器、滑块和导向斜块；滑块滑动连接在机架上；滑块由直线驱动器驱动进行滑动；导向斜块固定在滑块的顶部；所述的导向斜块在直线驱动器的驱动下具有两个极限位置，分别为工作位置和待命位置；导向斜块处于工作位置时，导向斜块与处于运输状态的分拣小车的下包翻转部对齐，且导向斜块的顶面沿着分拣小车的行进方向逐渐升高；导向斜块处于待命位置时，导向斜块与处于运输状态的分拣小车的下包翻转部错开。
处于运输状态的分拣小车经过处于工作位置的导向斜块时，下包翻转部与导向斜块的顶面接触；导向斜块推动驱动滚轮升高，使得限位轴脱离限位翻转板上的限位槽。
作为优选，所述的环线轨道中设置有等高的内、外两个支撑面，以及相互正对的内、外两个导向面；两个导向面的顶部边缘与两个支撑面的相对侧边缘分别连接；两个支撑面与安装在分拣小车上的不同支撑轮接触；两个导向面位于安装在分拣小车上的导向轮的两侧。
作为优选，相邻的两个分拣小车通过连杆连接；前一个分拣小车上后端的导向车轴的顶部与连杆的一端通过球关节连接；后一个分拣小车上前端的导向车轴的顶部与连杆的另一端通过球关节连接。
作为优选，每个分拣小车的车架上均固定有第一防尘片；每根连杆的顶部均固定有第二防尘片。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明在由圆弧槽和限位槽组合形成的限位导向槽与限位轴相配合，将分拣小车锁定在运输状态，并利用向上推动分拣小车的翻转部的方式解除锁定，实现自动下包；该结构中不存在插销结构类结构，结构简洁，状态切换时不易卡顿，提高了设备的运行稳定性。
2、本发明提供了分拣小车的翻转部上各项尺寸需要满足的关系，从而使得分拣小车能够兼顾运输稳定性、下包成功率和下包速度，从而能够提高分拣机环线的运行速度。
3、本发明在上包台上使用扫包件拨动货物，并在上包台设置透明的检测区，从而能够使用检测区下方的条码读取器对货物底面上的条码进行读取，实现了对货物的六面扫；使得本发明对货物无形状要求，也无需找到条码后进行上包，显著提高了上包效率高，且对操作人员要求低，并能够兼容采用机械手上包。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的侧面示意图。
图3为本发明中上包台的结构示意图。
图4为本发明中扫包件的结构示意图。
图5为本发明中分拣小车与环线轨道的配合示意图。
图6为本发明中分拣小车的结构示意图。
图7为本发明中限位翻转板的结构示意图。
图8为本发明中分拣小车的翻转部的尺寸示意图。
图9为本发明中下包执行器的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和2所示，一种仓内翻盘分拣机，包括上包台1、机架2、分拣小车3、环线轨道4、驱动机构、复位组件5、下包执行器6和下包格口7。
如图3和4所示，上包台1包括上包支架1-1、扫包件1-2、上包带轮、上包传动带1-3、条码读取器1-4、支撑板1-5、对射式光电传感器1-6和灰度仪1-7。水平设置的两根轮轴分别支承在上包支架1-1的两端。两根轮轴的两端均固定有上包带轮。两根轮轴相同端的上包带轮通过上包传动带1-3连接。上包带轮为同步轮。上包传动带1-3为同步带。两条上包传动带1-3间隔设置。支撑板1-5固定在上包支架1-1上。支撑板1-5设置在两条上包传动带1-3之间。其中一根轮轴由电机驱动，从而控制上包传动带1-3的运动。
如图3和4所示，两条上包传动带1-3之间设置有多根扫包件1-2。扫包件1-2的两端与两条上包传动带1-3分别固定。扫包件1-2的长度方向平行于两条上包传动带1-3的排布方向。各扫包件1-2沿着上包传动带1-3的长度方向依次等间隔排列。扫包件1-2包括垫高块1-2-1、拨杆1-2-2和毛刷1-2-3。两个垫高块1-2-1与拨杆1-2-2同一侧的两端分别固定。拨杆1-2-2上设置有垫高块1-2-1的侧面设置有毛刷1-2-3。两个垫高块1-2-1与两条上包传动带1-3的外侧面分别固定。处于上包传动带1-3的上直线段的扫包件1-2的毛刷1-2-3抵住支撑板1-5。处于支撑板1-5上的货物能够在扫包件1-2的推动下在支撑板1-5上移动，实现货物的输送。
支撑板1-5由依次排列的前置段1-5-1、检测区1-5-2和输出段1-5-3组成。检测区1-5-2的材质为透明的玻璃。检测区1-5-2与输出段1-5-3的连接处设置有对射式光电传感器1-6；对射式光电传感器1-6用于检测货物尺寸，防止人工上包过程中，放上上包台的货物体积超出检测区域。条码读取器1-4共有六个，分别为上条码读取器1-4、下条码读取器1-4和四个侧条码读取器1-4。六个条码读取器1-4均固定在上包支架1-1上。上条码读取器1-4位于检测区1-5-2的正上方，且朝下设置，能够对检测区1-5-2上的货物的顶面进行扫码。下条码读取器1-4位于检测区1-5-2的正下方，且朝上设置，能够透过透明的检测区1-5-2，对检测区1-5-2上的货物的底面进行扫码。四个侧条码读取器1-4均高于支撑板1-5的顶面，且低于上条码读取器1-4。四个侧条码读取器1-4以两个为一组，分为两组；两组侧条码读取器1-4分别设置在支撑板1-5左右两侧。同组的两个侧条码读取器1-4分别位于检测区1-5-2靠近前置段1-5-1的一侧和靠近输出段1-5-3的一侧。四个侧条码读取器1-4均朝向检测区1-5-2，相互配合能够实现对货物前后左右四个侧面进行扫码。通过六个条码读取器1-4能够有效实现对货物的六面扫码。检测口朝下设置的灰度仪1-7固定在上包支架1-1，且位于输出段1-5-3的正上方。
环线轨道4固定在机架2顶部。环线轨道4中设置有相互正对的内、外两个导向面4-2，以及等高设置的内、外两个支撑面4-1。两个导向面4-2的顶部边缘与两个支撑面4-1的相对侧边缘分别连接。内侧的导向面4-2与内侧的支撑面4-1由一块板材弯折形成。外侧的导向面4-2与外侧的支撑面4-1由一块板材弯折形成。
环线轨道4分为首尾相连成环形的上包段与分拣段。上包台1设置在上包段的侧部。各下包格口7设置在分拣段的外侧，且沿着分拣小车3在环线轨道4上输送方向依次排列。各下包格口7均呈滑道状。每个下包格口7均对应一个下包执行器6。下包执行器6用于带动分拣小车3上的翻板向下翻转，使分拣小车3上承载的货物滑入对应的下包格口7。分拣小车3位于相互对应的下包格口7与下包执行器6之间。
如图5和6所示，分拣小车3包括小车主体和翻转部。小车主体包括车架3-1、支撑轮3-2、导向轮3-3、翻转轴3-4和限位轴3-5。翻转部包括限位翻转板3-6、翻转驱动滚轮3-7、翻盘3-8和复位垫块3-9。车架3-1的前后两端均固定有水平设置的支撑车轴以及竖直设置的导向车轴；支撑车轴的两端均转动连接有支撑轮3-2。导向车轴的底端转动连接有导向轮3-3。支撑车轴两端的支撑轮3-2分别支撑在环线轨道4的两个支撑面4-1上。导向车轴底端的导向轮3-3设置在两个导向面4-2之间。
车架3-1上间隔设置有两块安装板。两块安装板的排列方向平行于分拣小车3的行进方向。两块安装板上开设有相互对齐的两个转轴安装孔3-10。转轴安装孔3-10采用腰型孔。该腰型孔的长度方向竖直设置。翻转轴3-4的两端分别设置在两个转轴安装孔3-10内。翻转轴3-4的两端均固定有挡圈；两个挡圈分别位于两块安装板的相反侧，用以对翻转轴3-4进行轴向限位。转轴安装孔3-10仅允许翻转轴3-4沿竖直方向上下跳动，不允许翻转轴3-4进行其他直线运动。限位轴3-5的两端与两块安装板的顶部分别固定。限位轴3-5位于翻转轴3-4的正上方。
如图7所示，限位翻转板3-6的底部与翻转轴3-4的中部固定或转动连接。限位翻转板3-6上开设有限位导向槽。限位导向槽包括连接在一起的圆弧槽3-11和限位槽3-12。圆弧槽3-11的圆弧中心位于翻转轴3-4的轴线上；圆弧槽3-11的弧长为30°。限位槽3-12设置在圆弧槽3-11靠近下包格口7的端部，且位于圆弧槽3-11远离翻转轴3-4的一侧。限位轴3-5穿过限位导向槽。限位轴3-5的直径小于或等于圆弧槽3-11的宽度，使得限位轴3-5能够沿着圆弧槽3-11滑动。限位槽3-12的形状与限位轴3-5的截面形状对应，使得限位轴3-5能够卡在限位槽3-12中，使得限位翻转板3-6的位置保持稳定，直到限位翻转板3-6受到向上的推力，使得限位轴3-5脱离限位槽3-12，完全进入圆弧槽3-11。翻转轴3-4在转轴安装孔3-10中最大的移动距离大于或等于限位轴3-5从限位槽3-12完全进入圆弧槽3-11的距离。当翻转轴3-4与转轴安装孔3-10的底部接触时，限位轴3-5卡入限位槽3-12内，限位翻转板3-6无法转动。
翻盘3-8固定在限位翻转板3-6的顶部。翻盘3-8包括承载板和限位边。承载板上除朝向下包格口7的边缘外均设置有限位边；限位边用于将货物限定在翻盘3-8中。限位翻转板3-6远离下包格口7一侧转动连接有翻转驱动滚轮3-7。翻转驱动滚轮3-7用于配合下包执行器6带动翻盘3-8的外侧向下翻转。翻盘3-8处于运输状态时，翻转驱动滚轮3-7的轴线水平设置。翻盘3-8的底面靠近下包格口7的一侧固定有复位垫块3-9。翻转驱动滚轮3-7的外圆周面上设置有弹性层。
限位翻转板3-6靠近下包格口7一侧设置下翻限位板3-13。车架3-1上固定有缓冲垫块3-14。缓冲垫块设置在下翻限位板3-13的下方。缓冲垫块的顶面水平设置。当下翻限位板3-13随着限位翻转板3-6向下翻转时，缓冲垫块对下翻限位板3-13提供支撑。下翻限位板3-13与缓冲垫块接触时，下翻限位板3-13与缓冲垫块完全贴合。
分拣小车3具有两个稳定状态，分别为运输状态和下包状态。运输状态下，限位轴3-5卡入限位槽3-12内并保持稳定，翻盘3-8倾斜设置，承载板靠近下包格口7的一侧高于远离下包格口7的一侧，此时，翻盘3-8上的货物稳定支撑在翻盘3-8上。下包状态下，限位轴3-5位于圆弧槽3-11上远离限位槽3-12的位置，翻盘3-8倾斜朝向靠近下包格口7的一侧，限位翻转板3-6由缓冲垫块支撑。此时，翻盘3-8上的货物向下滑出。翻盘3-8处于运输状态时通过限位槽3-12对限位轴3-5提供的支持力保持稳定。翻盘3-8处于下包状态时通过圆弧槽3-11端部对限位轴3-5提供的支持力保持稳定。
处于运输状态的分拣小车3上翻盘的倾斜程度能够使得翻盘对货物支撑力的水平分力能够提供分拣小车3经过弯轨段时所需的向心力。
如图8所示，装有货物的分拣小车3的质心A会因为货物的规格不同而在一定位置范围发生变化，只有保证翻转部与货物的整体质心位置在翻转轴3-4轴线靠近下包格口的一侧；货物才能在翻盘打开后自动下滑；为了保证电商订单中绝大多数的货物(质量为0.1-3kg的货物)都能顺利下滑。
本发明对托盘的支撑位置做了优化设计：m1·L1>m2·L2；其中，m1为分拣小车的翻转部的重量；L1为分拣小车处于运输状态时翻转部的质心与翻转轴3-4轴线的水平距离；m2为预先设定的被分拣货物的最大重量；L2为分拣小车处于运输状态时翻盘3-8最远离下包格口的一侧边缘与翻转轴3-4轴线的水平距离。在满足该条件的情况下，即使达到最大重量的货物的重力直接作用于翻盘3-8的最内侧；依然能够在重力作用下顺畅地下翻。本实施例中，m1＝4.19kg；m2＝3kg。
为保证货物能够快速下滑，设定取值大于1的安全系数t1，获得下翻条件要求
Figure BDA0003902074760000081
其中，安全系数t1的取值过小时，翻转部的翻转速度不足，不利于提升环线速度；安全系数t1的取值过大时，翻转部的稳定性难以保证；因此，将安全系数t2设为1.5～2.0，本实施例中优选1.8。
在运输状态下，将限位轴3-5对限位翻转板3-6的支撑力称为支撑力Fs；翻转部由自身受到的重力产生的转矩由支撑力Fs对翻转部产生的转矩抵消。空载的分拣小车3上翻转部由重力G1产生的转矩M1＝G1·L1；由于限位轴3-5位于翻转轴的正上方；故支撑力Fs的竖直分量Fs竖经过翻转轴轴线，不对限位翻转板3-6产生转矩；故支撑力Fs的水平分量Fs平对限位翻转板3-6产生的转矩M2＝Fs·cosθ·L3；L3为翻转轴与限位轴的中心距；θ为支撑力Fs方向与水平面的夹角，取分拣小车在运输状态下的极限支撑点到限位轴3-5轴线的连线与水平面的夹角；极限支撑点为限位槽与连接槽的两个连接点中远离下包格口的那个连接点。本实施例中，极限支撑点高于限位轴的轴线，以避免限位轴完全嵌入限位槽难以脱出的情况出现。
因此，
Figure BDA0003902074760000082
因此，支撑力Fs的竖直分量
Figure BDA0003902074760000083
由于竖直分量Fs竖小于重力G1才能确保稳定翻转部保持稳定；故应满足以下不等式
Figure BDA0003902074760000091
(即
Figure BDA0003902074760000092
)。
又因为运输状态下的分拣小车的翻盘倾斜设置，货物在托盘上处于最远离下包格口的位置；故绝大多数情况下，货物的质心均在翻转部质心远离下包格口的一侧；因此，分拣小车空载稳定的情况下；装有货物时依然能够保持稳定。
为避免颠簸等因素带来的不稳定风险，设定取值大于1的安全系数t2，获得稳定条件要求
Figure BDA0003902074760000093
其中，安全系数t2的取值过大时，翻转部过于稳定，状态难度大的问题；因此，将安全系数t2设为1.1～1.6，本实施例中优选1.3。
本实施例中提供一个非必要的优选方案：分拣小车3处于运输状态时，整个翻转部的重心位于翻转轴3-4靠近下包格口7的一侧，使得限位轴3-5脱离限位翻转板3-6的限位槽3-12后，翻盘3-8能够在重力作用下自行向下翻转，提高下包的可靠性。
多个分拣小车3依次首尾相连排列在环线轨道4上。相邻的两个分拣小车3通过连杆8连接；前一个分拣小车3上后端的导向车轴的顶部与连杆8的一端通过球关节连接。后一个分拣小车3上前端的导向车轴的顶部与连杆8的另一端通过球关节连接。每个分拣小车3的车架3-1上均固定有第一防尘片；每根连杆8的顶部均固定有第二防尘片。第一防尘片和第二防尘片用于遮挡环线轨道4的顶部开口，使得环形轨道内部以及分拣小车3与连杆8的连接处保持清洁。
各分拣小车3在驱动机构的驱动下，沿着环线轨道4循环运行；本实施例中，驱动机构采用平板直线电机，具体为三相扁平型直线异步电动机。各分拣小车3的底部固定有与平板直线电机配合的水平金属板，实现动力的非接触传递。
如图9所示，下包执行器6包括直线驱动器6-1、底座6-2、滑块6-3和导向斜块6-4。底座6-2固定在机架2上。滑块6-3通过导杆滑动连接在底座6-2上。滑块6-3滑动方向水平，且垂直于分拣小车3的行进方向。滑块6-3由直线驱动器6-1驱动进行滑动。本实施例中，直线驱动器6-1采用电磁推杆。
导向斜块6-4固定在滑块6-3的顶部。沿着分拣小车3的行进方向导向斜块6-4的顶面逐渐升高。导向斜块6-4在直线驱动器6-1的驱动下具有两个极限位置，分别为工作位置和待命位置。导向斜块6-4处于工作位置时，导向斜块6-4与处于运输状态的分拣小车3的翻转驱动滚轮3-7对齐。导向斜块6-4处于待命位置时，导向斜块6-4与处于运输状态的分拣小车3的翻转驱动滚轮3-7错开。
处于运输状态的分拣小车3经过处于工作位置的导向斜块6-4时，翻转驱动滚轮3-7与导向斜块6-4的顶面接触；导向斜块6-4推动驱动滚轮升高，使得限位轴3-5脱离限位翻转板3-6上的限位槽3-12，并对限位翻转板3-6和翻盘3-8施加朝向下包格口7翻转的转矩，使得翻盘3-8的锁定被解除。翻盘3-8翻转向下包格口7，使得翻盘3-8上的货物滑入下包格口7中。
复位组件5包括支撑架和复位条。复位条通过支撑架固定在环线轨道4的弯轨部分，且位于环线轨道4的外侧。复位条的顶面沿着分拣小车3在环线轨道4上的行进方向逐渐升高。复位条的位置与分拣小车3上的复位垫块3-9的位置对应。当处于下包状态分拣小车3的经过复位条的过程中，复位条通过复位垫块3-9推动翻盘3-8升高，直到限位轴3-5重新卡入限位槽3-12，分拣小车3恢复到运输状态。
本发明的工作原理如下：
各分拣小车在环线轨道上循环运行；供件员将货物依次放置到上包台的检测区1-5-2；由于六个条码读取器1-4能够对检测区1-5-2上的货物实现六面扫；故供件员可以随意放置货物，提高了上包效率。将不同的商品订单分配到不同的下包格口；经过上包台识别的货物在扫包件1-2带动送上其中一个分拣小车3的翻盘上；
通过环线小车将物流货物运送至目标下包格口处(目标下包格口的位置通过上包台的条码读取器1-4扫取货物上的条码得到)，接近目标下包格口时；目标下包格口对应的下包执行器6的导向斜块6-4移动至工作位置；分拣小车的翻转驱动滚轮3-7与导向斜块6-4接触，带动限位翻转板3-6向上抬升，限位槽对限位轴的锁止解除，翻盘在翻转驱动滚轮3-7的推动及自身的重力作用下向下翻转，使分拣小车转换至下包状态；物流货物自行滑入目标下包格口中；下包状态的分拣小车到达复位组件5时，翻盘在复位条的作用下向上翻转，恢复到运输状态，为下一个供件循环做准备。

Claims (18)

1.一种抬升下翻式分拣小车，包括小车主体和翻转部；其特征在于：所述的小车主体包括车架(3-1)、翻转轴(3-4)和限位轴(3-5)；所述的翻转部包括限位翻转板(3-6)和翻盘(3-8)；所述的车架(3-1)上安装有转轴安装孔(3-10)；翻转轴(3-4)安装在转轴安装孔(3-10)中，且能够上下移动；限位轴(3-5)固定在车架(3-1)上，且位于翻转轴(3-4)的正上方；所述的限位翻转板(3-6)与翻转轴(3-4)固定或转动连接；限位翻转板(3-6)上开设有限位导向槽；限位导向槽包括连接在一起的圆弧槽(3-11)和限位槽(3-12)；圆弧槽(3-11)的圆弧中心位于翻转轴(3-4)的轴线上；限位槽(3-12)位于圆弧槽(3-11)的端部远离翻转轴(3-4)的一侧；限位轴(3-5)穿过限位导向槽，并能够沿着圆弧槽(3-11)滑动；限位轴(3-5)进入限位导向槽时，阻挡限位翻转板(3-6)相对于车架(3-1)转动；翻盘(3-8)固定在限位翻转板(3-6)的顶部；
该分拣小车的参数同时满足以下条件：
Figure FDA0003902074750000011
Figure FDA0003902074750000012
其中，m1为翻转部的质量；L1为分拣小车处于运输状态时翻转部的质心与翻转轴(3-4)轴线的水平距离；m2为预先设定的被分拣货物的最大重量；L2为分拣小车处于运输状态时翻盘(3-8)内侧边缘与翻转轴(3-4)轴线的水平距离；L3为翻转轴(3-4)与限位轴(3-5)的中心距；θ为分拣小车在运输状态下的极限支撑点到限位轴(3-5)轴线的连线与水平面的夹角；极限支撑点为限位槽与连接槽靠近翻盘内侧的连接点；t1和t2为两个安全系数；安全系数t1的取值为1.5～2.0；安全系数t2的取值为1.1～1.6；
该分拣小车(3)具有两个稳定状态，分别为运输状态和下包状态；运输状态下，限位轴(3-5)卡入限位槽(3-12)内，翻盘(3-8)能够承载被分拣的货物；下包状态下，限位轴(3-5)位于圆弧槽(3-11)远离限位槽(3-12)的端部，翻盘(3-8)倾斜朝向下包方向，无法承载被分拣的货物；
所述的限位翻转板(3-6)远离下包方向的一侧设置有翻转推动部；翻转推动部受到向上的推力时，带动翻转部升高，将分拣小车(3)由运输状态切换为下包状态。
2.根据权利要求1所述的一种抬升下翻式分拣小车，其特征在于：所述的车架(3-1)上固定有水平设置的若干根支撑车轴；支撑车轴的两端均转动连接有支撑轮(3-2)。
3.根据权利要求1所述的一种抬升下翻式分拣小车，其特征在于：所述的车架(3-1)上固定有竖直设置的若干根导向车轴；导向车轴上转动连接有导向轮(3-3)。
4.根据权利要求1所述的一种抬升下翻式分拣小车，其特征在于：所述的限位翻转板(3-6)靠近下包方向的一侧固定有复位垫块(3-9)。
5.根据权利要求1所述的一种抬升下翻式分拣小车，其特征在于：所述的转轴安装孔(3-10)采用腰型孔。
6.根据权利要求1所述的一种抬升下翻式分拣小车，其特征在于：所述的车架(3-1)上间隔设置有两块安装板；两块安装板的排列方向平行于分拣小车(3)的行进方向；两块安装板上均开设有转轴安装孔(3-10)；翻转轴(3-4)的两端分别设置在两个转轴安装孔(3-10)内；限位轴(3-5)的两端与两块安装板的顶部分别固定。
7.根据权利要求1所述的一种抬升下翻式分拣小车，其特征在于：所述的翻转轴(3-4)在转轴安装孔(3-10)中最大的移动距离大于或等于限位轴(3-5)从限位槽(3-12)进入圆弧槽(3-11)的距离。
8.根据权利要求1所述的一种抬升下翻式分拣小车，其特征在于：所述的翻盘(3-8)包括承载板，以及设置在承载板的边缘处的限位边；承载板上靠近下包方向的一侧不设限位边。
9.根据权利要求1所述的一种抬升下翻式分拣小车，其特征在于：所述的分拣小车(3)处于运输状态时，整个翻转部的重心位于翻转轴(3-4)靠近下包方向的一侧。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种抬升下翻式分拣小车，其特征在于：所述的翻转推动部为转动连接在限位翻转板(3-6)上的翻转驱动滚轮(3-7)；分拣小车(3)处于运输状态的情况下，翻转驱动滚轮(3-7)的轴线水平设置；所述翻转驱动滚轮(3-7)的外圆周面上设置有弹性层。
11.根据权利要求1所述的一种抬升下翻式分拣小车，其特征在于：所述限位翻转板(3-6)靠近下包格口(7)一侧设置下翻限位板；车架(3-1)上固定有缓冲垫块；缓冲垫块设置在下翻限位板的下方；分拣小车处于下包状态时，缓冲垫块对下翻限位板提供支撑，且下翻限位板与缓冲垫块贴合。
12.一种仓内翻盘分拣机，包括上包台(1)、机架(2)、环线轨道(4)、复位组件(5)、下包执行器(6)和下包格口(7)；其特征在于：还包括如权利要求10所述的分拣小车(3)；所述的环线轨道(4)固定在机架(2)上；多个分拣小车(3)依次首尾相连排列在环线轨道(4)上，并能够循环运行；环线轨道(4)的外侧设置有上包台(1)和多个下包格口(7)；
所述的上包台(1)包括上包支架(1-1)、扫包件(1-2)、上包带轮、上包传动带(1-3)、条码读取器(1-4)和支撑板(1-5)；水平设置的两根轮轴分别支承在上包支架(1-1)的两端；两根轮轴的两端均固定有上包带轮；两根轮轴相同端的上包带轮通过上包传动带(1-3)连接；支撑板(1-5)固定在上包支架(1-1)上，且设置在两条上包传动带(1-3)之间；两条上包传动带(1-3)之间设置有依次间隔排列的多根扫包件(1-2)；扫包件(1-2)的两端与两条上包传动带(1-3)分别固定；所述的支撑板(1-5)上设有检测区(1-5-2)和输出段(1-5-3)；检测区(1-5-2)采用透明材料；上包支架(1-1)设置有多个条码读取器(1-4)；其中两个条码读取器(1-4)分别设置在检测区(1-5-2)的正上方和正下方；其余条码读取器(1-4)设置在检测区(1-5-2)的侧部；
每个下包格口(7)均对应一个下包执行器(6)；分拣小车(3)位于相互对应的下包格口(7)与下包执行器(6)之间；下包执行器(6)用于对分拣小车(3)的下包翻转部提供向上的推力，使得分拣小车(3)由运输状态切换为下包状态；
所述的复位组件(5)包括复位条；复位条与机架(2)固定，且位于环线轨道(4)的外侧；复位条的顶面沿着分拣小车(3)在环线轨道(4)上的行进方向逐渐升高；复位条用于带动分拣小车(3)由下包状态恢复到运输状态。
13.根据权利要求12所述的一种仓内翻盘分拣机，其特征在于：所述的检测区(1-5-2)与输出段(1-5-3)的连接处设置有对射式光电传感器(1-6)；输出段(1-5-3)的上方设置有灰度仪(1-7)。
14.根据权利要求12所述的一种仓内翻盘分拣机，其特征在于：所述的条码读取器(1-4)共有六个，分别为上条码读取器、下条码读取器和四个侧条码读取器；上条码读取器(1-4)位于检测区(1-5-2)的正上方，且朝下设置；下条码读取器(1-4)位于检测区(1-5-2)的正下方，且朝上设置；四个侧条码读取器(1-4)均高于支撑板(1-5)的顶面，且低于上条码读取器(1-4)；四个侧条码读取器(1-4)以两个为一组，分为两组；两组侧条码读取器(1-4)分别设置在检测区(1-5-2)的相反侧；同组的两个侧条码读取器(1-4)分别位于检测区(1-5-2)靠近前置段(1-5-1)的一端和靠近输出段(1-5-3)的一端；四个侧条码读取器(1-4)均朝向检测区(1-5-2)。
15.根据权利要求12所述的一种仓内翻盘分拣机，其特征在于：所述的下包执行器(6)包括直线驱动器(6-1)、滑块(6-3)和导向斜块(6-4)；滑块(6-3)滑动连接在机架(2)上；滑块(6-3)由直线驱动器(6-1)驱动进行滑动；导向斜块(6-4)固定在滑块(6-3)的顶部；所述的导向斜块(6-4)在直线驱动器(6-1)的驱动下具有两个极限位置，分别为工作位置和待命位置；导向斜块(6-4)处于工作位置时，导向斜块(6-4)与处于运输状态的分拣小车(3)的下包翻转部对齐，且导向斜块(6-4)的顶面沿着分拣小车(3)的行进方向逐渐升高；导向斜块(6-4)处于待命位置时，导向斜块(6-4)与处于运输状态的分拣小车(3)的下包翻转部错开；
处于运输状态的分拣小车(3)经过处于工作位置的导向斜块(6-4)时，下包翻转部与导向斜块(6-4)的顶面接触；导向斜块(6-4)推动驱动滚轮升高，使得限位轴(3-5)脱离限位翻转板(3-6)上的限位槽(3-12)。
16.根据权利要求12所述的一种仓内翻盘分拣机，其特征在于：所述的环线轨道(4)中设置有等高的内、外两个支撑面(4-1)，以及相互正对的内、外两个导向面(4-2)；两个导向面(4-2)的顶部边缘与两个支撑面(4-1)的相对侧边缘分别连接；两个支撑面(4-1)与安装在分拣小车上的不同支撑轮接触；两个导向面(4-2)位于安装在分拣小车上的导向轮(3-3)的两侧。
17.根据权利要求12所述的一种仓内翻盘分拣机，其特征在于：相邻的两个分拣小车(3)通过连杆(8)连接；前一个分拣小车(3)上后端的导向车轴的顶部与连杆(8)的一端通过球关节连接；后一个分拣小车(3)上前端的导向车轴的顶部与连杆(8)的另一端通过球关节连接。
18.根据权利要求12所述的一种仓内翻盘分拣机，其特征在于：每个分拣小车(3)的车架(3-1)上均固定有第一防尘片；每根连杆(8)的顶部均固定有第二防尘片。
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