CN117339890A - 自动集包系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的自动集包系统及其控制方法，采取通过流转输送线将分拣后的批量包裹统一转移至指定的集中建包点位，从而实现一名操作人员在一个建包点位处理应对多个分拣格口的控制方式，以显著地减少现场人员数量、降低工人行走路程和劳动负荷，同时满足分拣后满格周转箱及时移走、分拣格口持续分拣作业、最大限度缩短分拣格口锁格时长和提高分拣效率的目的。自动集包系统包括包裹收集组件，周转箱流转组件，建包组件，周转箱；所述的包裹收集组件包括对接于交叉带分拣机每一分拣格口的落格滑槽、位于落格滑槽垂向下方的包裹收集单元、以及分别对称地连接于包裹收集单元两侧的满箱输送线和空箱输送线。

Description

自动集包系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种应用于自动化分拣的高效集包系统及其控制方法，属于物流仓储领域。

背景技术

在物流仓储行业的输送设备中，对于快速分拣过程的准确性与作业效率有着较高要求。随着国内电商行业的快速发展，自动化分拣设备在提高物流中转场分拣效率的同时如何高效地实施集包作业成为了新的难题。

国内外现有交叉带自动分拣系统，经输送与分拣后的小件包裹通过滑槽落入集包袋后主要依靠人工进行建包，通常由1个工人负责交叉带落格滑槽末端的10个左右建包工位。在建包过程中，操作人员需要不间断地在10个工位之间往复移动，行走过程既浪费大量时间且建包效率较低。同时，当一个工位满包后滑槽格口即会封锁、不再允许后续包裹进入，若操作人员处理不及时将直接导致大量包裹滞留在交叉带分拣小车上，进而该分拣工位后续所有包裹要么停留在小车上无法分拣、要么抵达导入台上件位置却无法上件，影响到交叉带整体运行的分拣效率。随着小件交叉带分拣机应用的越来越广泛，快递中转场及电商配送中心越来越趋向于无人化管理，因此自动集包系统的市场需求量非常巨大。

有鉴于此，特提出本专利申请。

发明内容

本发明所述的自动集包系统及其控制方法，在于解决上述现有技术存在的问题而采取通过流转输送线将分拣后的批量包裹统一转移至指定的集中建包点位，从而实现一名操作人员在一个建包点位处理应对多个分拣格口的控制方式，以显著地减少现场人员数量、降低工人行走路程和劳动负荷，同时满足分拣后满格周转箱及时移走、分拣格口持续分拣作业、最大限度缩短分拣格口锁格时长和提高分拣效率的目的。

为实现上述设计目的，所述的自动集包系统包括以下设备装置：

包裹收集组件，其沿交叉带分拣机输送方向的一侧或两侧设置、以将分拣后的包裹收集至周转箱中；

周转箱流转组件，包括至少2组单向输送输送装置，以用于将满载的周转箱从包裹收集组件一侧输送至建包组件、或将空置的周转箱从建包组件输送至包裹收集组件一侧；

建包组件，包括翻箱机和人工操作台，以将周转箱中的包裹倾倒出、重新实施集包作业；

集包带走组件，包括至少1组单向输送的输送装置，以将集包后的包裹从建包组件转运出。

周转箱，用于承载并输送从交叉带分拣机分拣的包裹，其由底板和位于底板上方的立板相互连接构成，在立板围成的内部腔体中、底板内置有RFID感应芯片；

所述的包裹收集组件包括对接于交叉带分拣机每一分拣格口的落格滑槽、位于落格滑槽垂向下方的包裹收集单元、以及分别对称地连接于包裹收集单元两侧的满箱输送线和空箱输送线；

所述的包裹收集单元包括机架，在机架顶部设置有用于读写所述周转箱内部RFID感应芯片的RFID读写器，在机架两侧、满箱输送线与空箱输送线之间设置推箱组件。

进一步地，所述的推箱组件包括安装于机架一侧的直线滑轨，在直线滑轨上滑动连接由伺服电机驱动运行的推箱支架，推箱支架的顶部安装至少一组推臂，在每组推臂的两端分别设置有外凸的止回块。

进一步地，推箱支架的底部通过滑块滑动地啮合连接于直线滑轨，伺服电机的驱动端传动连接一丝杆，丝杆沿长度方向贯穿辅设于直线滑轨的内部，套设于丝杆的丝母连接于推箱支架的底部。

进一步地，在推臂的端部固定连接一止回底座，在回底座的顶部、沿推送周转箱的直线方向设置一容纳止回块的通槽，止回块一端通过一横向设置的旋转轴轴设于通槽中，旋转轴沿垂直于推送周转箱直线方向贯穿止回底座和止回块，止回块的一端底部固定连接弹簧的一端，弹簧的另一端固定连接于通槽的底部；当弹簧处于无形变的自由状态时，止回块的顶部露于止回底座的垂向外部；止回块的顶部为倾斜的平面，邻近旋转轴的后端垂向高度较低。

进一步地，沿推箱组件推送周转箱的直线方向、在止回块的后端通过螺纹连接一螺栓，螺栓的前端穿过止回块后停止于旋转轴内部的螺纹孔中。

进一步地，所述周转箱流转组件的输送装置优选滚筒输送线，滚筒输送线由数组横向轴设于机身框架的无动力滚筒和电动滚筒组成，无动力滚筒与电动滚筒之间、相邻无动力滚筒之间各自通过多楔带传动连接；相邻两组电动滚筒的间距大于周转箱的长度；在机身框架一侧或两侧设置有数组用于实时检测感知周转箱运行位置的光电开关。

进一步地，所述的建包组件包括用于将周转箱中的全部包裹倾倒出的翻箱机、分别设置于翻箱机两侧的输送装置和翻箱滑槽、以及位于翻箱滑槽垂向下方的人工操作台；所述的翻箱滑槽用于将周转箱倾倒出的包裹导引至人工操作台，集包作业人员在人工操作台上重新实施集包作业，集包后的货袋被推至集包带走组件转运出以进行后续操作。

进一步地，在输送装置与空箱输送线连接处设置下述接驳推箱装置，包括一前后衔接输送周转箱的滚筒输送线，在该滚筒输送线一侧安装一直线滑台，在直线滑台上滑动连接由接驳伺服电机驱动运行的转向架，转向架的顶部安装一组具有水平延伸设置的推杆。

基于上述自动集包系统的结构设计与控制原理，本申请提出以下自动集包控制方法：初始状态下，空置的周转箱通过上箱口进行上箱；

当周转箱抵达订单信息指定的集包工位时触发集包工位光电组件，RFID读写器读取周转箱的RFID信息并将其与交叉带分拣机的分拣格口地址信息进行绑定，随后自动集包控制系统解锁该分拣格口；

当有货物包裹需要分拣时，经分拣格口进行卸货并缓存至周转箱中直至满载，满载光电被触发，该分拣格口再次被锁定、暂停落件；

推箱组件将满载的周转箱从集包工位推送至满箱输送线，同时将另一空置的周转箱从空箱输送线推送至集包工位，每一包裹收集单元的全部集包工位均按此步骤各自循环实施周转箱进出推箱流程；

满载的周转箱经满箱输送线送达建包组件，RFID读写器再次读取周转箱底部的RFID芯片以获取绑定信息；由翻箱机将周转箱提升、翻箱倾倒以包裹倾倒入翻箱滑槽、集包袋中，由作业人员在人工操作台上进行建包，建包后的集包袋由集包带走组件输送至下一输送环节；

空置的周转箱由翻箱机放回输送装置，继而由空箱输送线返回包裹收集单元以循环地实施下一自动集包控制流程。

进一步地，在翻箱机翻箱倒件的过程中包括下述步骤：

1)制动

内部载有货物包裹的周转箱经输送装置输送至翻箱工位时，设置于输送装置内部的阻挡组件沿垂向翻转以阻挡并制动周转箱；

2)锁定

设置于机架组件一侧的提升组件由提升动力组件驱动从输送装置的底部升起，周转箱承载于直线模组；

直线模组从前向后拉动周转箱以将其倚靠于支架，然后周转箱的底部被防脱组件向内侧锁住；

3)翻箱

提升动力组件驱动继续提升承载周转箱的提升组件，提升组件的数组导向轮分别运行机架组件两侧的第一轨道和第二轨道中；

设置于支架顶部的盖板沿垂向翻转以封闭周转箱的开口部；

当导向轮滑行至第一轨道的弯轨部分时，支架的垂直部绕水平轴向偏转，周转箱整体向后侧翻转、其开口部从垂直向上转为倾斜向后侧下方；

4)倒件

盖板沿垂向翻转复位，周转箱的开口部得以打开，内部货物包裹从周转箱中倒出；

完成上述步骤1)至4)后，清空后的周转箱由提升组件承载下降并垂直放置于输送装置，继续向前输送。

综上内容，本申请自动集包系统及其控制方法具有的优点是，提出一种全新的自动集包系统和工艺方法，能够根据建包工位作业时长与效率综合匹配从包裹收集、周转箱流转、建包与集包后转走的系统结构设计，突出体现了一个建包工位应对数个分拣格口的控制构思。从而有效地降低操作工人的劳动强度、从根本上提高建包效率和解决因交叉带分拣格口锁格时间较长而导致分拣效率低下的现有技术弊端。

附图说明

现结合以下附图来进一步地说明本发明。

图1是本申请所述自动集包系统整体示意图；

图2是应用本申请自动集包系统的控制流程图；

图3是周转箱的剖示图；

图3-1是图3中A部放大示意图；

图4是流转输送线局部结构示意图；

图5是包裹收集工位示意图；

图6是包裹收集组件示意图；

图7是集包单元的结构示意图；

图8是推箱组件示意图；

图9是集包单元推箱过程的示意图；

图10是止回块的结构示意图；

图10-1是止回块在初始与工作状态的对比图；

图11是推箱滚筒机组件的结构示意图；

图12是建包工位的设备示意图；

图13是本申请所述自动集包翻箱装置的结构示意图；

图14是提升组件的结构示意图；

图15是如图1所示局部结构的后视图；

图15-1是提升组件与升降带连接的结构示意图；

图15-2是直线模组的结构示意图；

图15-3是防脱组件的结构示意图；

图15-4是如图3-3所示结构的连杆传动示意图；

图16是周转箱在输送线被阻挡状态的示意图；

图16-1是阻挡组件的结构示意图；

图16-2至图16-4是阻挡器从阻挡状态转至最低位放行状态的过程示意图；

图17是周转箱被提升、防脱钩住与封盖状态的示意图；

图18是周转箱在轨道顶端处于倾倒状态的示意图；

图19是周转箱倒件完成后返回输送线的状态示意图。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，新型自动集包系统应用连接于交叉带分拣机500，该系统包括：

包裹收集组件100，其沿交叉带分拣机500输送方向的一侧或两侧设置、以将分拣后的包裹收集至周转箱2中；

周转箱流转组件200，包括至少2组单向输送的输送装置，以用于将满载的周转箱2从包裹收集组件100一侧输送至建包组件300、或将空置的周转箱2从建包组件300输送至包裹收集组件100一侧；

建包组件300，包括翻箱机和人工操作台，以将周转箱2中的包裹倾倒出、重新实施集包作业；

集包带走组件400，包括至少1组单向输送的输送装置，以将集包后的包裹从建包组件300转运出。具体地，

如图3和图3-1所示，所述的周转箱2用于承载并输送从交叉带分拣机500分拣的包裹，该周转箱2由底板26和位于底板26上方的立板27相互连接构成，在立板27围成的内部腔体中、底板26内置有RFID感应芯片28，RFID感应芯片28上方封装有非金属盖板29；

如图4所示，所述周转箱流转组件200的输送装置可优选滚筒输送线，滚筒输送线由数组横向轴设于机身框架201的无动力滚筒202和电动滚筒203组成，无动力滚筒202与电动滚筒203之间、相邻无动力滚筒202之间各自通过多楔带204传动连接；相邻两组电动滚筒203的间距大于周转箱2的长度(其长度值大于宽度值)；在机身框架201一侧或两侧设置有数组用于实时检测感知周转箱2运行位置的光电开关205；

如图5至图10-1所示，所述的包裹收集组件100包括对接于交叉带分拣机500每一分拣格口501的落格滑槽101、位于落格滑槽101垂向下方的包裹收集单元102、以及分别对称地连接于包裹收集单元102两侧的满箱输送线103和空箱输送线104；

其中，在落格滑槽101的底端设置有用于检测下方周转箱2是否满载的光电组件，包裹经过交叉带分拣机500识别并分拣至某一分拣格口501后，由对应的落格滑槽101滑入垂向下方、位于包裹收集单元102上的周转箱2中；周转箱2由周转箱流转组件200循环输送，空置的周转箱2被输送至包裹收集单元102，当周转箱2内的包裹数量达到一定量后会触发满格检测的光电组件；控制系统接收到光电组件反馈的信号后，将满载的周转箱2从包裹收集单元102转运出；

所述的满箱输送线103用于为满载的周转箱2提供流转的输送通道，空箱输送线104用于为空置的周转箱2提供流转的输送通道，满箱输送线103和空箱输送线104均可优选与周转箱流转组件200的输送装置相同结构与控制原理的滚筒输送线；

所述的包裹收集单元102包括机架106，在机架106顶部设置有用于读写所述周转箱2内部RFID感应芯片28的RFID读写器105，通过数据读写以识别周转箱2和获取所输送包裹的相关订单信息；

在机架106两侧、满箱输送线103与空箱输送线104之间，对称地设置纵向导边107和推箱组件108；

在提供周转箱2从空箱输送线104至包裹收集单元102的集包工位(当周转箱2停留在该工位时，RFID读写器105位于周转箱2的底部)、以及从包裹收集单元102的集包工位至满箱输送线103的被推送过程中，纵向导边107用于提供移动导向功能而防止推箱组件108推送周转箱2时发生箱体扭转或偏移等现象。

所述的推箱组件108包括安装于机架106一侧的直线滑轨108-0，在直线滑轨108-0上滑动连接由伺服电机108-1驱动运行的推箱支架108-2，推箱支架108-2的顶部安装至少一组推臂108-3，在每组推臂108-3的两端分别设置有外凸的止回块109；

具体地，推箱支架108-2的底部通过滑块(图中未示出)滑动地啮合连接于直线滑轨108-0，伺服电机108-1的驱动端传动连接一丝杆(图中未示出)，丝杆沿长度方向贯穿辅设于直线滑轨108-0的内部，同时套设于丝杆的丝母(图中未示出)连接于推箱支架108-2的底部；在伺服电机108-1的驱动下，推箱支架108-2沿直线滑轨108-0长度方向移动的过程中，推臂108-3两端的止回块109可同时向前推送2个周转箱2，以将一个空置的周转箱2从空箱输送线104推送至包裹收集单元102的集包工位，将另一个已经满载包裹的周转箱2从包裹收集单元102的集包工位推送至满箱输送线103；

依据上述推箱组件108可将空箱输送线104上空置的周转箱2、以及包裹收集单元102的集包工位上满载的周转箱2同时进行位移，能够有效地提高交叉带分拣效率，进而显著地缩短因滑槽格口满载而导致后续包裹不能进入、包裹滞留在分拣小车甚至发生交叉带停止运行问题的发生。

为进一步地提高止回块109推送周转箱2的稳定性与灵活性，所述的止回块109可转动地连接于推臂108-3的端部，在推臂108-3的端部固定连接一止回底座109-0，在回底座109-0的顶部、沿推送周转箱2的直线方向设置一容纳止回块109的通槽，止回块109的一端通过一横向设置的旋转轴109-1轴设于通槽中，旋转轴109-1沿垂直于推送周转箱2直线方向贯穿止回底座109-0和止回块109，止回块109的一端底部固定连接弹簧109-4的一端，弹簧109-4的另一端固定连接于通槽的底部；当弹簧109-4处于无形变的自由状态时，止回块109的顶部露于止回底座109-0的垂向外部；止回块109的顶部为倾斜的平面，邻近旋转轴109-1的后端垂向高度较低；

基于上述改进方案，初始状态下，推箱组件108与周转箱2不接触，弹簧109-4不受外力作用而无形变，止回块109处于弹起状态，如图10-1中的左半部分所示；当推箱组件108沿线性方向同时推送空置的、满载的周转箱2时，止回块109的前部(邻近弹簧109-4的一侧)抵于周转箱2的后部，止回块109不能旋转而保持弹起状态，止回块109向周转箱2提供持续稳定的推力，空置的周转箱2被向前推送至包裹收集单元102的集包工位，满载的周转箱2被向前推送至满箱输送线103；当伺服电机108-1驱动推箱支架108-2反向移动返回初始位置的过程中，止回块109的顶部斜面从低到高沿直线方面压过周转箱2的底部，周转箱2向下压止回块109，继而导致弹簧109-4受压发生形变，止回块109绕旋转轴109-1旋转；当止回块109脱离与周转箱2的接触后，在弹簧109-4复位弹力的作用下，止回块109绕旋转轴109-1反向旋转而恢复初始状态；

进一步地，为避免止回块109与旋转轴109-1在旋转时发生打滑现象，沿推箱组件108推送周转箱2的直线方向、在止回块109的后端通过螺纹连接一螺栓109-3，螺栓109-3的前端穿过止回块109后停止于旋转轴109-1内部的螺纹孔中；

由于螺栓109-3分别螺纹连接于止回块109和旋转轴109-1，止回块109绕旋转轴109-1旋转的过程中两者相对静止而保持运动一致，从而旋转轴在止回块109的通槽中横向移动；

如图11和图12所示，所述的建包组件300包括用于将周转箱2中的全部包裹倾倒出的翻箱机301、分别设置于翻箱机301两侧的输送装置3和翻箱滑槽302、以及位于翻箱滑槽302垂向下方的人工操作台303；

所述的输送装置3可优选滚筒输送线，其结构设计与控制原理可与满箱输送线103和/或空箱输送线104相同；沿周转箱2的输送方向，输送装置3两端连接满箱输送线103和空箱输送线104；

所述的翻箱滑槽302用于将周转箱2倾倒出的包裹导引至人工操作台303，集包作业人员在人工操作台303上重新实施集包作业，集包后的货袋被推至集包带走组件400转运出以进行后续操作；

在建包组件300工位，满载的周转箱2输送至翻箱机301所在工位，由翻箱机301从输送装置3上提升周转箱2至设定高度并向后侧翻转而将其中的包裹倾倒至输送装置3对侧的翻箱滑槽302中，包裹经翻箱滑槽302滑入垂向下方的集包袋中，然后由作业人员对集包袋进行扎口建包；空置的周转箱2由翻箱机301放回输送装置3，向前输送进入空箱输送线104并最终返回包裹收集单元102的某一集包工位，循环实施下一自动集包输送流程。

进一步，如图11所示，在输送装置3与空箱输送线104连接处设置下述接驳推箱装置103，包括一前后衔接输送周转箱2的滚筒输送线，在该滚筒输送线一侧安装一直线滑台103-0，在直线滑台103-0上滑动连接由接驳伺服电机103-1驱动运行的转向架103-2，转向架103-2的顶部安装一组具有水平延伸设置的推杆103-3；

转向架103-2的底部通过滑块(图中未示出)滑动地啮合连接于直线滑台103-0，接驳伺服电机103-1的驱动端传动连接一丝杆(图中未示出)，丝杆沿长度方向贯穿辅设于直线滑台103-0的内部，同时套设于丝杆的丝母(图中未示出)连接于转向架103-2的底部；在接驳伺服电机103-1的驱动下，转向架103-2沿直线滑台103-0长度方向移动的过程中，推杆103-3沿滚筒输送线的横向推出以将周转箱2推送至空箱输送线104，空置的周转箱2从空箱输送线104回流至包裹收集单元102的集包工位，往复循环。

如图13至图19所示，所述的翻箱机301，包括用于沿水平方向输送周转箱2的输送装置3(优选滚筒输送线3)、设置于输送装置一侧的机架组件1、设置于输送装置内部并可沿垂向翻转以阻挡周转箱2的阻挡组件7、以及垂向连接于机架组件1并可承载周转箱2往复升降的提升组件4。

其中，所述的机架组件1，在其两侧分别对称地设置有一组顶部带有弯轨的第一轨道19、以及垂直延伸的第二轨道20，沿其垂向连接有用于连接并驱动提升组件4升降运行的升降组件18；

所述的升降组件18包括沿机架组件1的垂直部横向轴设的2组升降轴18-3，每组升降轴18-3上套设有2组升降带轮18-1，在2组升降轴18-3上相同部位设置的升降带轮18-1之间分别闭环地缠绕有一组升降带18-2；位于机架组件1垂向底部的升降轴18-3的一侧端轴向地连接升降驱动电机18-0的驱动端，在升降驱动电机18-0的驱动下，该组升降轴18-3转动的同时带动其上2组升降带轮18-1同步地旋转，从而传动2组升降带18-2在机架组件1的垂向顶部与底部之间实现循环运行；

所述优选的滚筒输送线3包括数组用于输送周转箱2、且平行排列的滚筒31，数组滚筒31中包括有动力滚筒和经有动力滚筒传动而同步轴向旋转的无动力滚筒；周转箱2经滚筒31水平输送至翻箱工位时，由阻挡组件7拦阻并限位周转箱2，随后由提升组件4定位并承载周转箱2以实施后续提升、倾倒与复位操作。

所述的阻挡组件7包括由阻挡伺服电机71驱动以沿相邻滚筒31的间隙垂向摆转的阻挡器8；具体地，阻挡伺服电机71安装于滚筒输送线3一侧，其驱动端轴向地连接摆臂12的一端，摆臂12的另一端轴向地连接滚针轴承11,滚针轴承11滑动地套设于阻挡器8的滑槽81中并可沿滑槽81往复地移动；

在阻挡伺服电机71的驱动下，摆臂12沿逆时针或顺时针方向转动以带动滚针轴承11在滑槽81内部滑动，通过滚针轴承11与滑槽81之间相互的挤压作用，阻挡器8以滚针轴承11为中心沿垂向进行摆转；当摆转至垂向最高点时，阻挡器8沿水平方向拦阻并限位周转箱2继续向前输送；当摆转至垂向最低点时阻挡器8的垂向高度不高于滚筒输送线3的水平输送面，周转箱2得以通过该工位而被放行、继续向前输送；

进一步地，为提高阻挡器8针对周转箱2的阻挡稳定性，可采取的优选设计方案如下：所述的阻挡器8包括本体80，在本体80的一端设置滑槽81，在本体80的另一端设置可卡扣于滚筒31外周的弧形槽82、以及一方槽83，在弧形槽82向外延伸的末端设置具有扁平状阻挡面的阻挡端84；相应地，在滚筒输送线3的横向两侧之间通过轴承安装有一方轴9，方轴9穿套于本体80的方槽83并与其过盈配合连接；当阻挡器8沿垂向摆转时，通过本体80同步地带动方轴9转动；

当阻挡器8的阻挡端84停止于垂向最高点或垂向最低点时，即使周转箱2施加于阻挡器8较大的外力作用，较之于通常采取的筒轴(圆柱状)与圆槽(或弧形槽)等易发生周向滑脱的使用缺陷，方轴9与方槽83之间连接的正方体边棱接触的结构特点以及过盈配合关系，两者通过相互限位而体现出较明显的可靠阻挡效果，从而保证阻挡器8持续地向周转箱2提供稳定的拦阻而不后退；

另外，本实施例还可采取下述形成阻挡机械死点的设计方案：即在阻挡器8处于垂向最高点或垂向最低点时(以阻挡端84的垂向位置为准)，所述的滑槽81与水平方向呈一定的夹角(如10°至20°之间)，同时滚针轴承11位于滑槽81的侧端(分别位于不同的两端、或是位于同一侧端)；如当阻挡端84位于垂向最高点时，滚筒输送线3的滚筒31被阻挡器8卡扣于弧形槽82中，阻挡端84处于水平状态而向后阻挡周转箱2，如图16-1和图16-2所示，滚针轴承11分别位于滑槽81的同一端(远端，此时滚针轴承11也处于垂向最高点)，此时阻挡器8处于阻挡机械死点位置，处于倾斜状态的滑槽81将周转箱2作用于阻挡端84的反向作用力通过滚针轴承11和摆臂12作用于阻挡伺服电机71的驱动端，除非阻挡伺服电机71控制摆臂12转动，否则阻挡器8无法后退而起到完全可靠的阻挡限位作用。

所述的提升组件4包括整体呈L形的支架40，沿支架40的横向贯穿轴设有2组横轴41，其中一组横轴41同时固定连接于升降组件18的2组升降带18-2；在每组横轴41的两端分别转动地连接有一组导向轮25，固定连接升降带18-2的那组横轴41两端的2组导向轮25分别滑动地嵌套连接于机架组件1两侧的第二轨道20，另一组横轴41两端的2组导向轮25分别滑动地嵌套连接于机架组件1两侧的第一轨道19；

在升降组件18的驱动下，数组导向轮25在第一轨道19和第二轨道20中各自滑行而带动支架40整体地升降，当导向轮25滑行至第一轨道19的弯轨部分时，支架40的垂直部绕水平轴向发生偏转而导致周转箱2随同支架40的垂直部一并倾斜，从而达到倾倒其中包裹的翻箱操作目的；

为提高与升降组件18升降过程中的垂向传动稳定性、同时具备轴向连接的转动余量，进一步地，可在横轴41上通过内部轴承转动地套设连接回转轴套23，从而回转轴套23绕横轴41的外周具有一定的旋转自由度，回转轴套23与升降带18-2通过铆钉等类似紧固装置进行固定连接，在横轴41上、回转轴套23的两侧分别夹持固定有一组轴套挡圈23-1，轴套挡圈23-1从左右两侧阻止回转轴套23沿横轴41的轴向发生横向移动；在升降带18-2的带动下，横轴41沿垂向移动的同时传动位于其两端部的2组导向轮25在第二轨道20中往复升降，从而实现提升组件4沿垂向提升周转箱2或下降；

在支架40的垂直部和水平部之间对称地连接有2组用于与滚筒输送线3接驳周转箱2并将其承载并支撑的直线模组24、以及2组辅助地将周转箱2紧固于直线模组24垂向上方的防脱组件42；

所述的直线模组24包括2组安装固定于支架40的模组架24-1，模组架24-1具有连接成一体式结构的垂直部与水平部，模组架24-1的垂直部固定连接于横轴41，模组架24-1的水平部安装有导轨24-2，在模组架24-1上安装连接有由第一驱动电机24-3驱动运行以承载并带动周转箱2沿水平方向移动的周转箱固定板22，周转箱固定板22固定连接滑动地卡扣于导轨24-2上的滑块24-4。

具体地，在每一周转箱固定板22的前后两端设置有用于防止周转箱2滑脱的止挡24-5；

在2组模组架24-1之间横向地转动连接有第一传动轴24-0；第一驱动电机24-3安装于模组架24-1的垂直部，其驱动端轴向地套设有第一驱动轮24-6，在第一传动轴24-0的侧端轴向地转动连接有第二驱动轮24-7，第一驱动轮24-6和第二驱动轮24-7之间闭环地缠绕有第一传动带24-8；在模组架24-1上、导轨24-2的前后部分别转动地连接有第一传动轮24-9和第二传动轮24-10，其中第一传动轮24-9套设于第一传动轴24-0，在第一传动轮24-9和第二传动轮24-10之间闭环地缠绕有第二传动带24-11，第二传动带24-11固定连接于周转箱固定板22；在第一驱动电机24-3的驱动下，通过第一驱动轮24-6、第二驱动轮24-7和第一传动带24-8带动第一传动轴24-0旋转，第一传动轴24-0转动过程中由第二传动带24-11传动周转箱固定板22沿导轨24-2前后移动，从而实现提升组件4承载周转箱2以将其拉动并倚靠于支架40的垂直部；

所述的防脱组件42包括2组安装固定于支架40的防脱架40-1，防脱架40-1具有连接成一体式结构的垂直部与水平部，防脱架40-1的垂直部固定连接于横轴41，防脱架40-1水平部的顶部安装连接有用于承载周转箱2的支撑板40-2，在防脱架40-1上对称地安装连接有由第二驱动电机40-3驱动伸缩运行的2组连杆机构，在每组连杆机构的前端设置有用于定位锁紧周转箱2的防脱钩5；

在本实施例中，所述的连杆机构优选地设计为下述五连杆组件，包括依次首尾连接的第一转臂15-1、第一杆15-2、第二转臂15-3、第二杆15-4和第三转臂15-5，在第三转臂15-5的自由端一体式地设置防脱钩5；

在2组防脱架40-1之间横向地转动连接有第二传动轴42-0，在第二传动轴42-0的两端分别套设有第四驱动轮42-2；所述的第二驱动电机40-3安装于防脱架40-1，其驱动端轴向地套设有第三驱动轮42-1，在第三驱动轮42-1和第四驱动轮42-2之间闭环地缠绕有第三传动带42-3，连杆机构中第一转臂15-1的一端轴向地套设于第二传动轴42-0，第一转臂15-1的另一端轴向地连接于第一杆15-2的一端，第一杆15-2的另一端轴向地连接于第二转臂15-3的一端，第二转臂15-3的中间部分通过销轴转动地连接于防脱架40-1，第二转臂15-3的另一端轴向地连接于第二杆15-4的一端，第二杆15-4的另一端轴向地连接于第三转臂15-5的一端，第三转臂15-5的中间部分通过销轴转动地连接于防脱架40-1；在第二驱动电机40-3驱动下，通过第三驱动轮42-1、第四驱动轮42-2和第三传动带42-3带动第二传动轴42-0定轴地转动，同时传动第一转臂15-1以第二传动轴42-0为轴向中心进行摆转，从而依据上述连杆机构的连接与传动关系，最终实现第三转臂15-5自由端即防脱钩5沿垂向实现往复地摆转；相对于周转箱2，当防脱钩5沿垂向摆转时可从内侧将其钩住限位或释放；

进一步地，当防脱钩5向外侧伸出时，其垂向位置略低于支撑板40-2，周转箱2在周转箱固定板22的带动下可向支架40内侧移动并倚靠于其垂直部；当防脱钩5向内侧回缩时，其垂向位置略高于支撑板40-2，则周转箱2的底部被防脱钩5向内支架40的内侧锁住而保证周转箱2不致于在升降过程中从支架40的水平部掉落或滑脱；

为保证周转箱2在垂向升降与旋转过程中不致撒漏内部的货物包裹，进一步地优选实施方案是，在提升组件4的支架40顶部横向地轴设一转动轴，该转动轴贯穿固定连接盖板6，在转动轴与安装于支架40一侧的回转伺服电机32的驱动端之间传动连接有一组回转带与回转带轮组21；在回转伺服电机32的驱动下，通过回转带与回转带轮组21的传动，上述转动轴沿轴向旋转的同时带动盖板6垂向地往复摆转以封闭或打开周转箱2的开口部；当周转箱2的开口部被封闭时，即使其随同提升组件4的升降和旋转也不会导致货物包裹外泄；当周转箱2绕支架40的垂直轴线翻转、且周转箱2的开口部处于打开状态时，货物包裹能够顺利地全部倾倒出来；

基于上述自动集包系统的结构设计与控制原理，如图2所示，本申请同时提出下述自动集包控制方法：

初始状态下，空置的周转箱2通过上箱口进行上箱；具体进，上箱口滚筒线的侧面安装有光电开关，周转箱2向前输送过程中触发检测光电，控制系统的宝贝RFID读写器对周转箱2底部的RFID芯片进行数据读取以判断运行状态；若RFID芯片读取失败，则上箱口滚筒线反转将周转箱2送达下箱口以更换；若读取RFID信号正常，周转箱2继续向下游供箱线流转并输送至空箱输送线104；

当周转箱2抵达订单信息指定的集包工位时触发集包工位光电组件，RFID读写器105读取周转箱2的RFID信息并将其与交叉带分拣机500的分拣格口501地址信息进行绑定，随后自动集包控制系统解锁该分拣格口501；

当有货物包裹需要分拣时，经分拣格口501进行卸货并缓存至周转箱2中直至满载，满载光电被触发，该分拣格口501再次被锁定、暂停落件；

推箱组件108将满载的周转箱2从集包工位推送至满箱输送线103，同时将另一空置的周转箱2从空箱输送线104推送至集包工位，每一包裹收集单元102的全部集包工位均按此步骤各自循环实施周转箱进出推箱流程；

满载的周转箱2经满箱输送线103送达建包组件300，RFID读写器再次读取周转箱2底部的RFID芯片以获取绑定信息；由翻箱机301将周转箱2提升、翻箱倾倒以包裹倾倒入翻箱滑槽302、集包袋中，由作业人员在人工操作台303上进行建包，建包后的集包袋由集包带走组件400输送至下一输送环节；

空置的周转箱2由翻箱机301放回输送装置3，继而由空箱输送线104返回包裹收集单元102以循环地实施下一自动集包控制流程。

进一步地，上述翻箱机301翻箱倒件的过程包括下述步骤：

1)制动

内部载有货物包裹的周转箱2经输送装置3输送至翻箱工位时，设置于输送装置3内部的阻挡组件7沿垂向翻转以阻挡并制动周转箱2；

2)锁定

设置于机架组件1一侧的提升组件4由提升动力组件18驱动从输送装置的底部升起，周转箱2承载于直线模组24；

直线模组24从前向后拉动周转箱2以将其倚靠于支架40，然后周转箱2的底部被防脱组件42向内侧锁住；

3)翻箱

提升动力组件18驱动继续提升承载周转箱2的提升组件4，提升组件4的数组导向轮25分别运行机架组件1两侧的第一轨道19和第二轨道20中；

设置于支架40顶部的盖板6沿垂向翻转以封闭周转箱2的开口部；

当导向轮25滑行至第一轨道19的弯轨部分时，支架40的垂直部绕水平轴向偏转，周转箱2整体向后侧翻转、其开口部从垂直向上转为倾斜向后侧下方；

4)倒件

盖板6沿垂向翻转复位，周转箱2的开口部得以打开，内部货物包裹从周转箱2中倒出；

完成上述步骤1)至4)后，清空后的周转箱2由提升组件4承载下降并垂直放置于输送装置，继续向前输送。

如上内容，结合附图中给出的实施例仅是实现本发明目的的优选方案。对于所属领域技术人员来说可以据此得到启示，而直接推导出符合本发明设计构思的其他替代结构。由此得到的其他结构特征，也应属于本发明所述的方案范围。

Claims (10)

1.一种自动集包系统，其特征在于：包括以下设备装置，

包裹收集组件，其沿交叉带分拣机输送方向的一侧或两侧设置、以将分拣后的包裹收集至周转箱中；

周转箱流转组件，包括至少2组单向输送输送装置，以用于将满载的周转箱从包裹收集组件一侧输送至建包组件、或将空置的周转箱从建包组件输送至包裹收集组件一侧；

建包组件，包括翻箱机和人工操作台，以将周转箱中的包裹倾倒出、重新实施集包作业；

集包带走组件，包括至少1组单向输送的输送装置，以将集包后的包裹从建包组件转运出。

周转箱，用于承载并输送从交叉带分拣机分拣的包裹，其由底板和位于底板上方的立板相互连接构成，在立板围成的内部腔体中、底板内置有RFID感应芯片；

所述的包裹收集组件包括对接于交叉带分拣机每一分拣格口的落格滑槽、位于落格滑槽垂向下方的包裹收集单元、以及分别对称地连接于包裹收集单元两侧的满箱输送线和空箱输送线；

所述的包裹收集单元包括机架，在机架顶部设置有用于读写所述周转箱内部RFID感应芯片的RFID读写器，在机架两侧、满箱输送线与空箱输送线之间设置推箱组件。

2.根据权利要求1所述的自动集包系统，其特征在于：所述的推箱组件包括安装于机架一侧的直线滑轨，在直线滑轨上滑动连接由伺服电机驱动运行的推箱支架，推箱支架的顶部安装至少一组推臂，在每组推臂的两端分别设置有外凸的止回块。

3.根据权利要求2所述的自动集包系统，其特征在于：推箱支架的底部通过滑块滑动地啮合连接于直线滑轨，伺服电机的驱动端传动连接一丝杆，丝杆沿长度方向贯穿辅设于直线滑轨的内部，套设于丝杆的丝母连接于推箱支架的底部。

4.根据权利要求2或3所述的自动集包系统，其特征在于：在推臂的端部固定连接一止回底座，在回底座的顶部、沿推送周转箱的直线方向设置一容纳止回块的通槽，止回块一端通过一横向设置的旋转轴轴设于通槽中，旋转轴沿垂直于推送周转箱直线方向贯穿止回底座和止回块，止回块的一端底部固定连接弹簧的一端，弹簧的另一端固定连接于通槽的底部；当弹簧处于无形变的自由状态时，止回块的顶部露于止回底座的垂向外部；止回块的顶部为倾斜的平面，邻近旋转轴的后端垂向高度较低。

5.根据权利要求4所述的自动集包系统，其特征在于：沿推箱组件推送周转箱的直线方向、在止回块的后端通过螺纹连接一螺栓，螺栓的前端穿过止回块后停止于旋转轴内部的螺纹孔中。

6.根据权利要求1所述的自动集包系统，其特征在于：所述周转箱流转组件的输送装置优选滚筒输送线，滚筒输送线由数组横向轴设于机身框架的无动力滚筒和电动滚筒组成，无动力滚筒与电动滚筒之间、相邻无动力滚筒之间各自通过多楔带传动连接；相邻两组电动滚筒的间距大于周转箱的长度；在机身框架一侧或两侧设置有数组用于实时检测感知周转箱运行位置的光电开关。

7.根据权利要求1所述的自动集包系统，其特征在于：所述的建包组件包括用于将周转箱中的全部包裹倾倒出的翻箱机、分别设置于翻箱机两侧的输送装置和翻箱滑槽、以及位于翻箱滑槽垂向下方的人工操作台；

所述的翻箱滑槽用于将周转箱倾倒出的包裹导引至人工操作台，集包作业人员在人工操作台上重新实施集包作业，集包后的货袋被推至集包带走组件转运出以进行后续操作。

8.根据权利要求7所述的自动集包系统，其特征在于：在输送装置与空箱输送线连接处设置下述接驳推箱装置，包括一前后衔接输送周转箱的滚筒输送线，在该滚筒输送线一侧安装一直线滑台，在直线滑台上滑动连接由接驳伺服电机驱动运行的转向架，转向架的顶部安装一组具有水平延伸设置的推杆。

9.应用如权利要求1至8任一所述自动集包系统的自动集包控制方法，其特征在于：初始状态下，空置的周转箱通过上箱口进行上箱；

当周转箱抵达订单信息指定的集包工位时触发集包工位光电组件，RFID读写器读取周转箱的RFID信息并将其与交叉带分拣机的分拣格口地址信息进行绑定，随后自动集包控制系统解锁该分拣格口；

当有货物包裹需要分拣时，经分拣格口进行卸货并缓存至周转箱中直至满载，满载光电被触发，该分拣格口再次被锁定、暂停落件；

推箱组件将满载的周转箱从集包工位推送至满箱输送线，同时将另一空置的周转箱从空箱输送线推送至集包工位，每一包裹收集单元的全部集包工位均按此步骤各自循环实施周转箱进出推箱流程；

满载的周转箱经满箱输送线送达建包组件，RFID读写器再次读取周转箱底部的RFID芯片以获取绑定信息；由翻箱机将周转箱提升、翻箱倾倒以包裹倾倒入翻箱滑槽、集包袋中，由作业人员在人工操作台上进行建包，建包后的集包袋由集包带走组件输送至下一输送环节；

空置的周转箱由翻箱机放回输送装置，继而由空箱输送线返回包裹收集单元以循环地实施下一自动集包控制流程。

10.根据权利要求9所述的自动集包控制方法，其特征在于：在翻箱机翻箱倒件的过程中包括下述步骤，

1)制动

内部载有货物包裹的周转箱经输送装置输送至翻箱工位时，设置于输送装置内部的阻挡组件沿垂向翻转以阻挡并制动周转箱；

2)锁定

设置于机架组件一侧的提升组件由提升动力组件驱动从输送装置的底部升起，周转箱承载于直线模组；

直线模组从前向后拉动周转箱以将其倚靠于支架，然后周转箱的底部被防脱组件向内侧锁住；

3)翻箱

提升动力组件驱动继续提升承载周转箱的提升组件，提升组件的数组导向轮分别运行机架组件两侧的第一轨道和第二轨道中；

设置于支架顶部的盖板沿垂向翻转以封闭周转箱的开口部；

当导向轮滑行至第一轨道的弯轨部分时，支架的垂直部绕水平轴向偏转，周转箱整体向后侧翻转、其开口部从垂直向上转为倾斜向后侧下方；

4)倒件

盖板沿垂向翻转复位，周转箱的开口部得以打开，内部货物包裹从周转箱中倒出；

完成上述步骤1)至4)后，清空后的周转箱由提升组件承载下降并垂直放置于输送装置，继续向前输送。