CN117208450A - 一种货物立体分拣系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种货物立体分拣系统，包括分播单元、供包机，以及货架，分播单元，包括机架；轨道，在机架上被设置为闭合的运行路径，运行路径具有至少一段直线路径；定子，位于机架上，沿运行路径间隔设置；多个运载小车组件，位于轨道上，沿运行路径方向两两之间铰接；升降运载机构，固定连接在运载小车组件上，沿竖直和水平方向输送货物；动子，固定设置在升降运载机构上；动子与定子配合构成直线电机，驱动升降运载机构随运载小车组件沿轨道的运行路径运行。本发明解决了传统分拣系统采用长链条大齿轮驱动方式，易出现链条拉伸致使升降输送机构与供包及分播口位置偏差不断增大，影响系统正常运行以及运行速度较慢分播效率低下的问题。

Description

一种货物立体分拣系统

技术领域

本发明涉及货物分拣技术领域，尤其是一种货物立体分拣系统。

背景技术

电子播种墙是电商仓储二次分拣中播种环节的智能化电子设备，其主要工作原理为：货物在供包位置通过供包装置送入播种墙的运载机构上，计算机视觉系统对货物识别判断出目的地，然后运载机构将货物分播到相应的配送区域。目前常见的播种墙存在的问题包括：一是，运载机构的数量受到其运行路径的限制，例如圆形路径下，如果要增加运载机构的数量，则必须增加圆形路径的半径，而半径增大的幅度受限于相应的旋转驱动机构(即带动运载机构沿圆形路径运行的机构)的动力负荷，导致运行速度受限，影响分播效率。二是，带动运载机构沿运行路径运行的驱动机构通常采用传动带、传动链等输送机构，长期使用过程中，皮带、链条会出现一定程度的变形，需要定期张紧，否则会使运载机构的定位出现累积误差，导致与供包位置及分播(出货)格口位置不匹配，影响系统准确运行。并且，随着运行路径总长度的增加，这种累积误差出现的概率越大，导致分播单元设计尺寸的可扩展性不强。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种货物立体分拣系统，目的是提高分播效率同时避免分播单元长期运行出现的运载机构与供包位置及出货格口位置不匹配而影响系统正常运行的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种货物立体分拣系统，包括，分播单元、供包机，以及货架，其中，所述分播单元，包括，

机架；

轨道，在所述机架上被设置为闭合的运行路径，所述运行路径具有至少一段直线路径；

定子，位于所述机架上，沿所述运行路径间隔设置；

多个运载小车组件，位于所述轨道上，沿所述运行路径方向两两之间铰接；

升降运载机构，固定连接在所述运载小车组件上，沿竖直和水平方向输送货物；

动子，固定设置在所述升降运载机构上；

所述动子与所述定子配合构成直线电机，驱动所述升降运载机构随所述运载小车组件沿所述轨道的运行路径运行。

进一步技术方案：

所述定子，包括，定子铁心和缠绕其上的线圈；

所述动子，包括，铁板和与其相连的铝板；

所述铝板的一侧面朝向所述定子，另一侧面与所述铁板的一侧面紧密贴合，铁板的另一侧面与所述升降运载机构固定连接。

所述定子与所述铝板之间设有限位装置，防止动子与定子吸附到一起。

所述轨道由上、下对应设置的一组导轨构成，上部导轨固定连接在所述机架的上端，下部导轨固定连接在所述机架的下端；

所述导轨，具有左右对称的两个导槽，每个导槽具有上、下对称的两个倾斜面。

所述运载小车组件，包括，位于上部导轨上的上运载小车和位于下部导轨上的下运载小车，所述上运载小车和所述下运载小车上、下一一对应并通过竖直连接件连接。

所述运载小车的结构包括小车罩壳，所述小车罩壳内部设有至少一导轮组，所述至少一导轮组包括左右、上下对称设置的导轮，所述导轮轮轴倾斜设置，上下对应的两个导轮分别与所述上、下对称的两个倾斜面相配合，倾斜面及与其配合的导轮轮轴的倾斜角度一致，所述倾斜角度为45°。

所述机架上设有多组感应装置，用于获取所述升降运载机构的位置，所述货物立体分拣系统的控制模块根据所述位置信息结合对应的采样时间，获取所述升降运载机构的运行速度。

所述升降运载机构，包括至少一个运载台，所述运载台沿竖直方向间隔设置，或者沿水平方向紧密排列以增大水平承载面积；

还包括驱动电机、传动机构、竖直滑轨和支架，所述驱动电机通过所述传动机构驱动所述运载台沿所述竖直滑轨升降运动，使运载台可在任意高度位置启停；

所述支架作为升降运载机构的支撑件，沿竖直方向设置在背面，用于支撑安装驱动电机、竖直滑轨；

所述动子与支架固定连接。

所述定子沿所述至少一段直线路径等间距设置。

所述供包机，位于所述至少一段直线路径处，所述供包机的输送方向与所述升降运载机构沿所述直线路径的运行方向呈30°-70°夹角。

本发明的有益效果如下：

本发明采用直线电机驱动实现升降输送机构沿闭合路径运行，和常规的采用带输送、链输送机构相比，不仅解决了带、链输送机构长期运行发生变形出现累积误差造成供包位置和待上包升降运载机构位置不匹配、以及待下包升降运载机构与出货格口位置不匹配的问题，还极大的提高了运行速度。同时，提高了分播单元尺寸设计的可拓展性，由于不受传送链、带变形的影响，轨道尺寸至少在(腰圆形)长度方向上的尺寸设计不受(驱动动力)限制，即长度拓展不影响运行速度，从而充分满足大规模仓储分拣的需求。

本发明的供包机通过30°-70°夹角设置，可确保供包速度在直线路径运行方向上的速度分量与待上包升降运载机构的运行速度一致，从而确保供包后货物在运载台上的姿态正确，防止货物包裹受冲击造成姿态偏移或受损，从而实现柔性分拣。同时避免了现有技术中为实现顺利供包必须使供包速度大幅度高于升降运载机构运行速度，而造成升降运载机构运行速度受限导致效率进一步降低、以及只能分拣较小尺寸的商品等问题。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

图1为本发明实施例的俯视图。

图2为本发明实施例分播单元的简略版主视图。

图3为图1中分播单元的主视图。

图4为本发明实施例的升降运载机构与动子的装配结构示意图。

图5为本发明实施例的定子的安装结构示意图。

图6为本发明实施例区别于图4所示的另一种升降运载机构的主视图。

图7为本发明实施例的运载小车与导轨的装配结构示意图。

图8为本发明实施例的立体结构示意图。

图中：1、分播单元；2、货架；3、供包机；4、升降运载机构；5、上运载小车；6、上部导轨；7、机架；8、感应装置；9、下部导轨；10、竖直连接件；11、定子；12、动子；13、U形安装支架；14、限位装置；15、下运载小车；16、铰接轴；121、铁板；122、铝板；21、出货格口；41、驱动电机；42、传动链；43、竖直滑轨；44、运载台；45、支架；51、小车罩壳；52、轮轴；53、导轮；61、上倾斜面；62、下倾斜面。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

参见图1、图2、图3和图8，本实施例的货物立体分拣系统，包括分播单元1，供包机3和货架2，分播单元1的结构包括轨道、机架7、定子11、动子12运载小车组件、升降运载机构4；

所述轨道，在机架7上被设置为闭合的运行路径，所述运行路径具有至少一段直线路径；其中，闭合的运行路径具体可以为环形，优选为腰圆形；轨道具体可以由上、下对应设置的一组导轨构成，上部导轨6固定连接在机架7的上端，下部导轨9固定连接在机架7的下端；

定子11，位于机架7上，沿所述运行路径间隔设置；定子11具体可设置在机架7的立柱上；

多个运载小车组件，位于所述轨道上，沿所述运行路径方向两两之间铰接；所述运载小车组件具体包括：位于上部导轨6上的上运载小车5和位于下部导轨9上的下运载小车15，上运载小车5和下运载小车15上、下一一对应并通过竖直连接件10连接；上、下运载小车的顶端两侧各设置一个铰点，相邻的运载小车组件之间通过所述铰点及铰接轴16可拆卸式连接成整体；

升降运载机构4，固定连接在所述运载小车组件上，能沿竖直和水平方向输送货物；升降运载机构4具体可通过竖直连接件10与所述运载小车组件固定连接，连接后升降运载机构4的上、下两端各存在一个运载小车，以保证升降运载机构4运行过程中竖直方向所受支撑力保持平衡；

如图2、图3和图4所示，动子12固定设置在升降运载机构4上，动子12与定子11配合构成直线电机，动子12能相对于定子11作直线运动，从而驱动升降运载机构4随运载小车组件沿轨道按照闭合的运行路径运行，运行方向具体可以如图1围绕分播单元1外圈四个箭头所示的顺时针方向，也可以沿逆时针方向；

需要说明的是，图3为图1中分播单元1结构的前视视角，为了结构展示更加清晰，图2中相对于图3仅保留了一个升降运载机构4及部分运载小车组件并删除了控制线等附件结构。

参见图4和图5，定子11的结构包括定子铁心和缠绕其上的线圈，动子12的结构包括铁板121和与其相连的铝板122，铝板122的一侧面朝向定子11，铝板的另一侧面与铁板的一侧面紧密贴合，铁板121的另一侧面与升降运载机构4固定连接。

本实施例采用铁板121和与其贴合相连的铝板122构成电机次级板，通过控制沿运行路径方向上设置的定子11中线圈的通电方向，使动子12在磁力作用下，相对于定子11做直线运动，使通过运载小车组件连接成整体的升降运载机构4沿所述闭合的运行路径连续运动。和常规的直线电机动子相比，本实施例的动子结构简单，成本低。

定子11优选的沿所述至少一段直线路径等间距设置。

如图5所示，定子11与铝板122之间设有限位装置14，以防止动子与定子吸附到一起。图5中箭头所示为定子铁心的线圈通电后，动子12相对于定子11做直线运动的方向，可以理解，限位装置14防止动子与定子在垂直于所述直线运动方向上吸附到一起。

定子11具体可通过U形安装支架13进行固定安装，限位装置14具体可以采用两组限位轮组，两组限位轮组具体可分别设置在U形安装支架13的上下两侧。

如图4所示，升降运载机构包括至少一个运载台44，至少一个运载台44能沿竖直和水平方向输送货物，竖直及水平输送方向参见图4中箭头所示。

升降运载机构属于本领域比较成熟的机械装置，可通过常用的驱动传动机构及输送迥鼓的组合而实现或者通过采购获得。

如图4所示，本实施例中升降运载机构4的具体结构包括驱动电机41、传动链42、运载台44、竖直滑轨43和支架45，驱动电机41通过传动链42带动运载台44沿竖直滑轨43升降运动，使运载台44可在任意高度位置启停，从而实现对任意高度的出货格口进行分播出货。

支架45作为升降运载机构4的支撑件，沿竖直方向设置在背面，用于支撑安装驱动电机41、竖直滑轨43等固定件。动子12作为升降运载机构4固定连接的部分，具体可以与支架45固连。可以理解，支架45和竖直连接件10也可以设置成一个件。

运载台44具体可采用滚筒或皮带输送机。

参见图6，为了提高输送效率，本实施例可以将运载台44沿水平或竖直方向设置两个或以上。如图6中(a)所示，两个运载台44沿水平方向紧密排列，增加了水平承载面积，可通过灵活组合适用不同尺寸的货物，实际使用时，对于小尺寸货物可只开启其中一个运载台进行上、下包，对于大尺寸货物则可同时开启两个运载台44进行上、下包。如图6中(b)所示，两个运载台44沿竖直方向间隔设置，可增加竖直方向上的运载密度，从而提升效率。

参见图2和图7所示，本实施例的上部导轨6与下部导轨9结构相同，结构为：具有左右对称的两个导槽，每个导槽具有上、下对称的两个倾斜面，分别为上倾斜面61、下倾斜面62，基于此，上运载小车5与上部导轨6和/或下运载小车15与下部导轨9之间的装配结构为：

运载小车的结构包括小车罩壳51，小车罩壳51内部设置至少一导轮组，所述至少一导轮组包括左右、上下对称设置的导轮52，导轮52的轮轴倾斜设置，上下对应的两个导轮52分别与所述上、下对称的两个倾斜面，即上倾斜面61、下倾斜面62相配合，两个倾斜面和与其配合的导轮轮轴的倾斜角度一致，所述倾斜角度(相对于水平或竖直方向)为45°，使导轨在水平方向的受力相互抵消，在竖直方向上的受力也相互抵消，使轨道零压力并实现静音运行。

所述导轮组优选设置为两个，分别设置在小车罩壳51沿运行方向的两端。

参见图2，机架7上设有多组感应装置8，用于获取升降运载机构4的位置，立体分拣系统的控制模块根据位置信息结合对应的采样时间，获取升降运载机构的运行速度。由于本实施例采用直线电机的驱动方式，无法使用编码器测速，因此设置感应装置通过位置信息计算获得速度信息。

感应装置8具体可采用光电开关(传感器)，优选的设置在直线路径上，以提高距离采样精度。

本实施例采用直线电机驱动和常规的带输送、链输送机构相比，不仅解决了带输送、链输送机构长期运行发生变形出现累积误差造成供包位置和待上包升降运载机构位置不匹配，以及待下包升降运载机构与出货格口位置不匹配的问题，而且极大的提高了运行速度。同时，提高了系统尺寸设计的可拓展性，不受传送链、带变形的影响，轨道尺寸至少在(腰圆形)长度方向上的尺寸理论上可无限拓展，从而满足于大规模仓储分拣的需求。

参见图1，本实施例的立体分拣系统，设置至少一个供包机3，至少一个供包机3设置在至少一段直线路径处，每个供包机3的输送方向与升降运载机构沿直线路径的运行方向呈夹角a，其范围为30°～70°。

由于现有技术中基本都采用垂直供包，即供包机的供包角度与升降运载机构运行方向之间呈90°夹角，这不仅会造成上述的包裹易受到冲击而破损，且要求供包速度必须很大，要高出升降运载机构运行速度很多才能确保顺利上包，因此为了顺利上包必须对升降运载机构运行速度进行限制，从而进一步限制了分播单元的分拣效率，并且垂直供包只适用于分拣较小尺寸的商品。本实施例的供包机通过30°-70°夹角的设置，保证供包速度在沿直线路径的运行方向上的速度分量与升降运载机构沿直线路径的运行速度一致，能确保供包后货物在升降运载机构的运载台上的姿态稳定，防止货物包裹受到冲击造成位姿偏移或受损，从而实现柔性分拣。

具体的，至少一个供包机3之间的间距与是相邻两个运载小车之间间距的整数倍。

供包机3具体可采用滚筒式或带式输送设备。

如图8所示，本实施例的货架2设在分播单元1的外圈，货架2上设有出货格口21，出货格口21内的接货结构可根据出货需求设置为滑槽式或普通周转箱式的。升降运载机构的运载台可在任意高度位置启停，从而实现对任意高度的出货格口21进行出货，每个货架2中出货格口21的高度可设置成相同或不同的，以满足不同高度尺寸包裹的分播，货架上的格口大小可任意组合，因此本实施例还可以用于电商退货流程。当待供包的升降运载机构移动到供包位置，参见图1，供包速度中心线与升降运载机构运载台的中心线对齐，即可进行供包上料。当待下包的升降运载机构移动到对应的出货格口21位置，运载台即可输送货物进行下包，实现分播。

本领域普通技术人员可以理解：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种货物立体分拣系统，其特征在于，包括，分播单元、供包机，以及货架，其中，所述分播单元，包括，

机架；

轨道，在所述机架上被设置为闭合的运行路径，所述运行路径具有至少一段直线路径；

定子，位于所述机架上，沿所述运行路径间隔设置；

多个运载小车组件，位于所述轨道上，沿所述运行路径方向两两之间铰接；

升降运载机构，固定连接在所述运载小车组件上，沿竖直和水平方向输送货物；

动子，固定设置在所述升降运载机构上；

所述动子与所述定子配合构成直线电机，驱动所述升降运载机构随所述运载小车组件沿所述轨道的运行路径运行。

2.根据权利要求1所述的货物立体分拣系统，其特征在于，

所述定子，包括，定子铁心和缠绕其上的线圈；

所述动子，包括，铁板和与其相连的铝板；

所述铝板的一侧面朝向所述定子，另一侧面与所述铁板的一侧面紧密贴合，铁板的另一侧面与所述升降运载机构固定连接。

3.根据权利要求2所述的货物立体分拣系统，其特征在于，所述定子与所述铝板之间设有限位装置，防止动子与定子吸附到一起。

4.根据权利要求1所述的货物立体分拣系统，其特征在于，所述轨道由上、下对应设置的一组导轨构成，上部导轨固定连接在所述机架的上端，下部导轨固定连接在所述机架的下端；

所述导轨，具有左右对称的两个导槽，每个导槽具有上、下对称的两个倾斜面。

5.根据权利要求4所述的货物立体分拣系统，其特征在于，所述运载小车组件，包括，位于上部导轨上的上运载小车和位于下部导轨上的下运载小车，所述上运载小车和所述下运载小车上、下一一对应并通过竖直连接件连接。

6.根据权利要求5所述的货物立体分拣系统，其特征在于，所述运载小车的结构包括小车罩壳，所述小车罩壳内部设有至少一导轮组，所述至少一导轮组包括左右、上下对称设置的导轮，所述导轮轮轴倾斜设置，上下对应的两个导轮分别与所述上、下对称的两个倾斜面相配合，倾斜面及与其配合的导轮轮轴的倾斜角度一致，所述倾斜角度为45°。

7.根据权利要求1所述的货物立体分拣系统，其特征在于，所述机架上设有多组感应装置，用于获取所述升降运载机构的位置，所述货物立体分拣系统的控制模块根据所述位置信息结合对应的采样时间，获取所述升降运载机构的运行速度。

8.根据权利要求1所述的货物立体分拣系统，其特征在于，所述升降运载机构，包括至少一个运载台，所述运载台沿竖直方向间隔设置，或者沿水平方向紧密排列以增大水平承载面积；

还包括驱动电机、传动机构、竖直滑轨和支架，所述驱动电机通过所述传动机构驱动所述运载台沿所述竖直滑轨升降运动，使运载台可在任意高度位置启停；

所述支架作为升降运载机构的支撑件，沿竖直方向设置在背面，用于支撑安装驱动电机、竖直滑轨；

所述动子与支架固定连接。

9.根据权利要求1所述的货物立体分拣系统，其特征在于，所述定子沿所述至少一段直线路径等间距设置。

10.根据权利要求1所述的货物立体分拣系统，其特征在于，所述供包机，位于所述至少一段直线路径处，所述供包机的输送方向与所述升降运载机构沿所述直线路径的运行方向呈30°-70°夹角。