CN117730042A - 运输系统 - Google Patents

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CN117730042A
CN117730042A CN202180101078.0A CN202180101078A CN117730042A CN 117730042 A CN117730042 A CN 117730042A CN 202180101078 A CN202180101078 A CN 202180101078A CN 117730042 A CN117730042 A CN 117730042A
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conveyor
conveyor module
module
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aperture
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V·A·卡尔波夫
T·D·罗提
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Abstract

一种用于传送物体的传送系统,包括:多个传送机模块,每个传送机模块包括:至少一个可旋转元件,其包括配置为与待传送物体的表面接合的接合表面;驱动机构,其配置为使至少一个可旋转元件旋转,使得至少一个可旋转元件的旋转引起接合表面的旋转并且由此引起物体的移动;以及控制机构,其配置为经由驱动机构来控制可旋转元件的旋转;以及传送框架,其包括:多个开孔,每个开孔配置为容纳传送机模块以便形成传送机模块的阵列,该传送机模块一起提供用于在其上传送物体的基本上平坦的表面;控制系统,其配置为与传送机模块的控制机构通信;其中,每个传送机模块配置为可释放地安装在开孔内;其中,将传送机模块安装在开孔内建立了控制机构与控制系统之间的电连接,这有助于控制系统与所安装的传送机模块之间的电通信。

Description

运输系统
技术领域
本发明涉及一种用于在物体运输系统内移动多个物体的系统。
背景技术
例如用于包裹分拣系统的分拣系统通常包括传送系统,该传送系统能够容纳包裹并将它们送到其目的地。传送系统包括运输表面(诸如,传送带或配合轮的系统),包裹搁置在运输表面上并且通过中央控制系统四处移动。运输表面可以采取多种不同的形式,如下所示。
第一示例性传送系统包括传送带环,该传送带环具有附接到主环的多个进给路径和送出路径。包裹经由进给传送路径传送至中心环并且围绕该环运输,直至每个包裹到达其指定的送出(fee-out)传送路径。这种系统的问题在于,传送系统通常是是大型的、固定的传送带系统,并且因此传送路径的灵活性非常有限。并且,这些系统通常太大且昂贵,以致于不能供小型和中型设施使用。这些系统不能容易地调整其功能或配置。
第二示例性传送系统包括穿梭机器人系统,其中运送机器人围绕板层(floor)移动以围绕板层上的不同位置收集和分发包裹。然而,该系统只能以二维方式移动包裹。进一步,有限数量的运送机器人在给定时间操作,并且因此在给定时间运输的包裹的数量也受到限制。此外,另一方面,运送机器人被设计为运送固定尺寸的物体,因此在需要处理的物体的尺寸变化很大的情况下效率较低。
第三示例性传送系统包括用于运输包裹的运输层和用于储存包裹的储存层。机器人通过运输层将包裹移动到其在储存层上的期望位置。包裹在设计成适合运输层的容器中移动。然而,由于使用容器运输包裹,因此可以通过容器内的系统运输的包裹的尺寸是有限的。此外,如果处理小包裹,则使用固定尺寸的容器是对空间的低效利用。
一些传送系统包括可以在所有方向上移动包裹的传送带,其称为全向传送带。传送带由向驱动系统发送命令的控制系统控制。系统通常包括多个板层区段,每个板层区段具有布置在该区段内的多个全向轮。每个区段中的全向轮通过导线连接至控制系统。在一些情况下,区段可以被抬出板层以检查布线。这些系统能够具有高吞吐量,但通常不具有高精度。
传统的电子商务自动化解决方案是大型的、庞大的、昂贵的,通常缺乏易扩展性和/或在所有三维空间上利用空间方面具有限制。此外,许多解决方案不允许运行时间的高灵活性,它们的功能参数经常由特定硬件配置一成不变地设定,从而为按需的操作调整和优化留下很少的空间。
期望具有灵活的模块化硬件系统,其允许在至少二维空间(并且优选地在三维空间)中操作,由允许按需调整和优化功能的软件提供动力。
发明内容
根据第一方面,提供了一种用于传送物体的传送系统,该传送系统包括多个传送机模块。每个传送机模块包括:至少一个可旋转元件,其包括配置为与待传送物体的表面接合的接合表面;驱动机构,其配置为使至少一个可旋转元件旋转,使得至少一个可旋转元件的旋转引起接合表面的旋转并且由此引起物体的移动;以及控制机构,其配置为经由驱动机构来控制可旋转元件的旋转。用于传送物体的传送系统还包括:传送框架,该传送框架包括多个开孔,每个开孔配置为容纳传送机模块以便形成传送机模块的阵列,传送机模块一起提供用于在其上传送物体的基本上平坦的表面;以及控制系统,其配置为与传送机模块的控制机构通信。每个传送机模块配置为可释放地安装在开孔内。通过将传送机模块安装在开孔内,建立了控制机构与控制系统之间的电连接,这有助于控制系统与所安装的传送机模块之间的电通信。
在无需使用任何螺钉或其他固定件来将传送机模块保持在适当位置的情况下,传送机模块可以仅仅插入传送框架中。类似地,在不必松开任何固定件的情况下,传送机模块可以仅仅通过将其提升出传送框架而从传送框架移除。每个传送机模块在设计上是紧凑、简单的,并且允许容易地放置在传送框架以及从传送框架移除。每个传送机模块包括集成的基于齿轮的动力传输系统,这有助于提供紧凑的传送机模块。
用于传送物体的传送系统提供了移动任何尺寸的物体、在任何方向上自由地移动物体、以及在不同方向上同时移动多个物体并且对可以同时移动多少物体没有任何限制的能力。
优选地,可旋转元件是全向轮。这提供了在第一方向和第二方向上的主动驱动移动,第一方向和第二方向彼此相反,例如正向和反向。全向轮还提供在第三方向和第四方向上的被动移动,第三方向和第四方向彼此相反并垂直于第一方向和第二方向,例如左向和右向。全向轮提供了用于在多个方向(包括垂直方向)上提供运动的便利机构,这减少了存在于传送机模块中的部件的总数。
在一些实例中,至少一个可旋转元件可以包括开孔,该开孔具有配置为与驱动机构的轴互锁的形状。具有与驱动轴互锁的可旋转元件可以允许可旋转元件仅通过互锁机构而不是额外的固定部件来固定地安装到轴。这有助于降低传送机模块的复杂性。此外,可旋转元件可以与驱动机构的轴接合,使得轴的旋转自动地引起可旋转元件的旋转。
优选地,开孔具有包括多个凹部(recess)或凹口(indentation)的截面,这些凹部或凹口被配置为例如以互锁方式与驱动机构的轴上相应的脊部或突出部接合。
多个凹部可以围绕开孔的圆周等距地间隔开。优选地,存在两个或更多个凹部。在一些发展中,开孔可以具有包括四个凹部的截面。在这种情况下,开孔可以被认为是十字形开孔,并且优选地对应轴包括四个具有十字形截面轮廓的脊部。在其他开发中,开孔可以包括五个凹部,并且因此该开孔可以被认为具有星形轮廓,该星形轮廓被配置为与具有对应的星形(start-shaped)截面轮廓的轴接合。如将理解的,可以使用任何数量(例如,两个、三个、六个、或七个或更多个)的凹部和对应脊部。包括多个凹部的开孔和包括对应脊部的轴提供了一种简单但有效的手段,在可旋转元件与轴之间提供所需的互锁接合以便将它们联接在一起。
驱动机构可以包括马达。马达可以包括接合构件,该接合构件被配置为将马达保持在传送机模块内的适当位置。这可以防止马达在传送机模块内横向移动。
接合构件可以包括从马达延伸的多个突出部。突出部可以被配置为与传送机模块内的对应凹部接合。突出部可以基本上彼此相对地定位、围绕马达的圆周定位。
优选地,传送机模块可以包括贯穿通道(through passageway),该贯穿通道在传送机模块的顶部上的第一开口与传送机模块的底部上的第二开口之间延伸。贯穿通道可以完全穿过传送机模块。贯穿通道可以允许水、灰尘或其他碎屑穿过传送机模块,使得水和/或碎屑不会积聚在传送机模块内。
在一些实例中,至少一个可旋转元件至少部分地位于贯穿通道内。这可以允许已经聚集在可旋转元件上的任何水和/或碎屑经由贯穿通道穿过传送机模块。
优选地,贯穿通道被布置为允许流体或物体在重力作用下从第一开口穿过贯穿通道到达第二开口。当传送机模块保持在其操作配置中时,贯穿通道可以基本竖直地定向。这在传送机模块内提供了被动排水系统,并且因此可以允许从传送机模块移除水和碎屑,而不需要主动排水或移除系统。
优选地,控制机构包括印刷电路板(printed circuit board,PCB)。PCB可以在不需要导线的情况下促进电连接。这可以有助于容易地组装传送机模块。
在一些实例中,传送机模块可以包括壳体,该壳体被配置为至少部分地容纳至少一个可旋转元件、控制机构以及驱动机构。壳体可以充当将内部部件与水和灰尘隔离的完整围封件。
在一些实例中,控制机构的一部分可以延伸超过壳体。这可以有助于容易地接触(access to)用于电连接的控制机构。
优选地,控制系统的一部分被布置为与传送框架的控制系统接合。在不需要导线的情况下,这提供用于将传送机模块电连接至传送框架的简单的机构。
传送框架可以包括底板。底板可以提供其他部件可以附接到其上的结构。
底板可以包括被配置为容纳控制机构的一部分的第一槽缝。底板可以包括被配置为容纳贯穿通道的一部分的第二槽缝。槽缝可以确保传送机模块已经通过控制机构的一部分和/或贯穿通道的一部分与传送框架的底板的接合来与传送框架接合。这可以帮助确保传送机模块牢固地插入传送框架中,并且可以有助于防止传送机模块在传送框架内的不期望的横向移动。
优选地,贯穿通道的一部分比控制机构的一部分延伸得更远离壳体。这可以具有以下效果:当传送机模块插入传送框架中时,第二槽缝在第一槽缝容纳控制机构的一部分之前容纳贯穿通道的一部分。这可以确保在经由控制机构的一部分进行传送机模块与传送框架之间的电连接之前,传送机模块正确地对准在开孔内。这可以确保在传送机模块与传送框架之间形成稳定的电连接。
壳体可以包括多个凸缘。多个凸缘可以被配置为与传送框架接合。凸缘可以基本上彼此相对地定位。凸缘可以允许传送机模块搁置在传送框架的一部分上,并且因此凸缘可以有助于将传送机模块支撑在传送框架内。凸缘可以有助于确保传送机模块不会插入传送框架中太深。
在一些实例中,壳体可以包括围绕壳体的周边延伸的轨道。轨道可以被配置为容纳一定长度的可弹性变形材料。当传送机模块插入传送框架中时,该材料可以有助于在传送机模块与传送框架之间提供紧密配合(snug fit)。这可以防止传送机模块在传送框架的开孔内四处移动,这可能中断电连接。
传送机模块优选地包括至少一个磁性部分。该磁性部分可以允许传送机模块被电磁体(electromagnetic)处理(例如,拾取并四处移动)。这可以提供用于将传送机模块插入传送框架和从传送框架移除的简单且方便的机构。
为了促进电磁体与传送机模块之间的接触,磁性部分优选地位于传送机模块的外表面上,并且优选地在传送机模块插入传送框架中时位于传送机模块的保持暴露的表面上。因此,优选地,磁性部分位于传送机模块的上部外表面上。
磁性部分可以包括任何合适的磁性材料,例如铁、钢或镍。
在传送机模块上可以存在多于一个磁性部分,例如,两个或更多个磁性部分。磁性部分也可以被称为磁性接触点。提供多于一个磁性接触点可以有助于提供电磁体与传送机模块之间稳定的连接。当电磁体正在处理传送机模块时,这可以减少在电磁体与传送机模块之间的不期望的移动。如将认识到的,可以存在任何适合数量的磁性部分,例如四个或更多个磁性部分。多个磁性部分可以围绕顶盖8的周边间隔开。在一些情况下,多个磁性部分可以彼此等距地间隔开。在其他情况下,多个磁性部分可以随机地彼此间隔开。
在一些实例中,一个或多个磁性部分可以采用金属板的形式。在其他实例中,一个或多个磁性接触点可以采取可以至少部分地拧入传送机模块中的至少一个螺钉的形式。然而,如将认识到的,可以使用用于将磁性部分结合到传送机模块中的任何其他适合的方式。
根据另一方面,提供了一种用于传送物体的传送系统的传送机模块,该传送机模块包括:至少一个可旋转元件,其包括被配置为与待传送物体的表面接合的接合表面;驱动机构,其被配置为使至少一个可旋转元件旋转,使得至少一个可旋转元件的旋转引起接合表面的旋转并且由此引起物体的移动,以及控制机构,其被配置为经由驱动机构控制来可旋转元件的旋转;其中,传送机模块被配置为可释放地安装在传送框架的开孔内;并且其中,将传送机模块安装在开孔内建立了传送机模块的控制机构与传送框架的控制系统之间的电连接,这有助于传送框架与传送机模块之间的电通信。
根据另一方面,提供了一种用于传送物体的传送系统的传送框架,该传送框架包括:多个开孔,每个开孔被配置为容纳如上所描述的传送机模块以便形成传送机模块的阵列,传送机模块一起提供用于在其上传送物体的基本上平坦的表面;控制系统,其被配置为与传送机模块的控制机构通信;其中,每个开孔被配置为具有可释放地安装在开孔内的传送机模块;其中,将传送机模块安装在开孔内建立了传送机模块的控制机构与传送框架的控制系统之间的电连接,这有助于传送系统与传送机模块之间的电通信。
根据另一方面,提供了一种用于规划物体运动的规划系统。该规划系统包括:信息采集系统,其配置为获取物体信息,其中,物体信息包括物体的目的地位置;以及处理系统,其配置为确定物体从扫描位置到目的地位置的路线。该规划系统还包括:主控制系统,其配置为与如上所描述的用于传送物体的传送系统通信,其中,主控制系统配置为控制传送机模块的驱动机构,使得物体通过可旋转元件的旋转沿着所确定的从扫描位置到目的地位置的路径在基本上平坦的表面上移动。
系统提供了高度模块化和智能的方法来设计和实施拣选、储存和运输解决方案,以用于电子商务和物流相关的设施和操作。该系统可以用于使仓库、配送中心和其他类似设施中存在的若干操作自动化。硬件的模块化设计与智能自动化软件相结合,实现了传统的电子商务和物流自动化解决方案中通常不存在的功能的极大的可扩展性和轻松调整。
系统提供模块化硬件平台,该模块化硬件平台使用全向运输表面的系统以在任何方向上自由地移动物体,同时在对物体尺寸具有较少限制的情况下有效地操作。结合具有对硬件平台的完全控制的智能软件系统,所得到的系统可以在使用中被调整,从而优化功能上的变化需求,例如随时间推移相对于彼此的不同操作的吞吐量。
规划系统提供了智能、模块化的分拣、储存和运输系统,该系统使用灵活的全向运输表面,其允许多个物体在运输表面上的精确移动。
任选地,规划系统包括升降机模块,该升降机模块被配置为升高和降低运输表面的至少一部分。包含升降机模块允许在三维空间中操作。
附图说明
现在将参考附图仅以示例的方式描述本发明的实施方式,其中:
图1示出了传送机模块的透视图;
图2示出了传送机模块的部分截面图;
图3示出了传送机模块的透视图;
图4示出了传送机模块的部分截面图;
图5示出了传送机模块的透视图;
图6示出了传送机模块的截面图;
图7示出了传送机模块的截面图;
图8示出了传送框架的透视图;
图9示出了传送框架的一部分的透视图;
图10示出了传送框架的一部分的俯视图;
图11示出了传送框架的透视图;
图12示出了传送框架的一部分的透视图;
图13示出了传送框架和传送机模块的透视图;
图14示出了传送框架和传送机模块的透视图;
图14a示出了传送框架和传送机模块的俯视图;
图14b示出了传送框架和传送机模块的截面图;
图14c示出了传送框架和传送机模块的截面图;
图15示出了传送框架和传送机模块的透视图;
图16示出了传送框架和传送机模块的透视图;
图17示出了传送机模块和物体的示意图;以及
图18示出了传送机模块的透视图。
具体实施方式
本公开涉及一种用于使物体在传送系统的表面上四处移动的传送系统。在以下描述中,包裹将被用作可以使用传送系统移动的一类物体的实例。通常,传送系统包括多个传送机模块和传送框架。每个传送机(conveying)模块包括至少一个可旋转元件,该至少一个可旋转元件具有配置为与包裹的表面接合的接合表面。每个传送机模块还具有配置为使至少一个可旋转元件旋转的驱动机构。以此方式,至少一个可旋转元件的旋转引起接合表面的旋转并且由此实现包裹在接合表面上的移动。传送机模块的控制机构被配置为经由驱动机构来控制可旋转元件的旋转,并且与通常位于传送机模块外部的控制系统进行通信。传送框架包括多个开孔。每个开孔配置为容纳传送机模块以便形成传送机模块的阵列。传送机模块的阵列一起提供了用于传送包裹的基本上平坦的表面。每个传送机模块配置为可释放地安装在传送框架的开孔内。通过将传送机模块安装在开孔内,建立了传送机模块与控制系统之间的电连接,由此有助于控制系统与所安装的传送机模块之间的电通信。
在使用中,搁置在传送机模块的接合表面上的包裹通过可旋转元件的旋转在所建立的基本上平坦的表面上移动,使得包裹从一个传送机模块的接合表面移动至相邻传送机模块的接合表面。这具有包裹在基本上平坦的表面上移动的效果。
包裹在基本上平坦的表面上行进的特定路径由主通信和控制系统确定和控制,该主通信和控制系统可以被称为规划系统。该规划系统跟踪并规划包裹在基本上平坦的表面上的移动。
现在将描述传送系统和规划系统的进一步细节。
首先看传送机模块,图1示出了示例性的传送机模块2。传送机模块2可以称为机动轮系统(motorised wheel system,MWS)。通常,传送机模块2是单个单元,该单个单元包括呈两个致动的全向轮4形式的可旋转元件。这些轮4允许在一个方向上对包裹施加力,同时还允许包裹在垂直方向上被动地在全方向轮4上滚动。
更详细地,传送机模块2包括壳体6和顶盖8,该壳体6由多个侧板组成并且具有大致长方体(cuboid)形状。顶盖8包括开孔10,每个全向轮4的一部分突出穿过该开孔,如图1所示。
每个全向轮4包括一对子轮12、14,这些子轮一起协作以用作单个轮。每个子轮12、14包括多个固定区段12a、14a和可移动区段12b、14b。多个固定区段12a、14a和可移动区段12b、14b构成每个子轮12、14的外圆周。特别地,固定区段12a、14a和可移动区段12b、14b围绕每个子轮12、14布置,使得它们彼此间隔开并且使得它们彼此交替。换句话说,固定区段12a在周向上邻近两个可移动区段12b(即,位于两个可移动区段12b之间),并且类似地,可移动区段12b在周向上邻近两个固定区段12a(即,位于两个固定区段12a之间)。
每个子轮12、14的外圆周的突出穿过顶盖中的开孔10的部分形成接合表面的一部分。接合表面是传送机模块2的一部分,包裹放置在该部分上并且该部分通过全向轮4的移动引起包裹的移动。
固定区段12a、14a与子轮主体固定地旋转(即,它们沿着由马达驱动子轮12、14的方向旋转),从而引起向前后运动。在全方向轮4的驱动运动期间,可移动区段12b、14b还将有助于实现包裹在接合表面上的前后运动。此外,可移动区段12b、14b能够垂直于所驱动的方向被动地旋转,从而引起侧向运动。
组成全向轮4的两个子轮12、14彼此偏移,使得一个子轮12的固定区段12a与另一子轮14的可移动区段14b相邻。
如图2所示,每个全向轮4安装到轮轴16上,该轮轴16连接到包括多个齿轮18和马达20的驱动机构。使用多个齿轮18,动力从马达20传递到轮轴16以驱动全向轮4。为每个齿轮18提供轴承,使得它们可以以非常小的摩擦自由旋转,从而导致从马达20到全向轮4的有效动力传递以及减少磨损。
在图3所示的具体实例中,轮轴16具有十字形截面。轮轴16的十字形轮廓被配置为当轮4安装到轮轴16上时以互锁方式与穿过全向轮4的主体的对应的成型孔接合。由于轮轴16与全向轮4之间的互锁接合,轮轴16的旋转直接引起全向轮4的旋转。然而,如将理解的,任何其他合适的形状可以用于轮轴16的截面轮廓和穿过全向轮4的主体的对应的成型孔,前提是实现轮轴和全向轮之间的互锁接合。例如,轮轴和穿过全向轮的主体的孔都可以具有n角(n-pointed)星形截面轮廓,其中n是大于2的整数。
在图4中可以看到马达20,该马达在此情况下是DC马达。马达20容纳在传送机模块壳体6的沟槽22内。为了防止马达20在该沟槽22内自由旋转,马达20包括远离马达20的主体径向延伸的一对突出部24。突出部24围绕马达20的圆周基本上彼此相对地间隔开。即,突出部24位于彼此相距约180度的位置。突出部24被布置为与沟槽22内的一对相应成型的槽缝26接合,以便将马达20保持在适当位置。由于这种接合,马达20不能围绕其中心点自由地旋转。
虽然在图3和图4中未示出,但是提供背板和侧板以覆盖齿轮18和马达20,从而保护驱动机构的零件免受灰尘和由于外部因素引起的损坏。此外,背板有助于防止马达20沿着壳体6中的沟槽侧向移动,并且因此背板防止马达20从壳体6中的沟槽22中掉出。
传送机模块2包括控制机构28,该控制机构采取印刷电路板(PCB)的形式,如图4所示。控制机构28经由马达上的连接点31连接至马达20,连接点31提供在马达20与控制机构28之间的电接口。控制机构28经由马达20和齿轮18控制全向轮4的旋转。
控制机构28还被布置为与在传送机模块2外部的控制系统(典型地是传送框架的一部分)通信。以此方式,控制机构28可以从控制系统接收命令并且相应地控制马达20。这将在后面更详细地解释。
如图5中所示,传送机模块2的壳体6包括从壳体6的底部7远离传送机模块2的主体而伸出的斜槽30。在此,壳体6的底部7对应于壳体6的与顶盖8相对的部分。斜槽30的细节可以在图6和图7中更清楚地看到。
斜槽30包括通道34,该通道34延伸到传送机模块2的主体中直至腔室36,全向轮4位于腔室36中以允许它们自由旋转。腔室36与传送机模块2的顶盖8中的开孔10流体连接。斜槽30起到排水和排尘系统的作用,允许进入开孔10的灰尘和水流过腔室36和通道34,并且经由开口32流出斜槽30。在使用中,传送机模块2的通道34将是基本上竖直的。这具有以下优点:聚集在腔室36中的任何碎屑能够在重力作用下向下流过通道34,并且流出斜槽30中的开口32。这避免了碎屑(特别是水和灰尘)积聚在围绕全向轮4的腔室36或空间内,这会影响轮4的旋转运动。因此,传送机模块2可以被认为包括贯穿通道,该贯穿通道在传送机模块2的顶部处的第一开口(即,顶盖8上的开孔10)与传送机模块的底部处的第二开口(即,斜槽30的开口32)之间延伸。全向轮4至少部分地位于贯穿通道内。
现在转到图8,以金属网格框架的形式示出了示例性的传送框架40。传送框架40包括多个开孔42,这些开孔以网格状方式遍布传送框架40规则地布置。如图14中所示,传送框架40的开孔42各自用于容纳传送机模块2,从而形成传送机模块2的阵列,这些传送机模块一起形成用于运输容纳在这个表面上的包裹的传送表面。因此,传送框架40充当用于将许多传送机模块2保持在一起以便形成运输表面的支撑结构,包裹可以在该运输表面上运输。
传送框架40包括图9所示的框架44和图10所示的底板58。
框架44包括两个支撑板46,这两个支撑板基本上彼此平行地定位并且彼此间隔开。支撑板46位于框架44的两个侧边缘附近并且与之平行,如图9所示。支撑板46由不锈钢制成,以便这些支撑板46足够坚固以能够承受传送系统的重量。
框架还包括多个主内板48,这些主内板基本上彼此平行地定位并且彼此间隔开。主内板48大致垂直于支撑板46,并且跨框架的中间区域延伸,如图9所示。支撑板46可以由铝制成。
多个连接器板50定位成基本上彼此平行并彼此间隔开,用于将多个内板48分成多个子组,如图9所示。连接器板50平行于内板48并且垂直于支撑板46。连接器板50可以由铝制成。每个连接器板50包括多个连接器支腿52,该多个连接器支腿在框架44下方远离框架44延伸,如图12所示。
为了完成网格状框架44,多个次内板54基本上平行于支撑板46定位,跨框架44的内部区域延伸。次内板54垂直于主内板48和连接器板50。次内板54可以由铝制成。
最后,将四个边缘板56围绕框架44的外边缘放置,从而形成框架44的外边界,如图9所示。边缘板56可以由铝制成。
框架的所有板使用每个板内的多个槽缝连接在一起。因此,一个板被插入(slotted)到另一板中,形成交叉。特别地,板被布置为在重力的作用下彼此插入,并且因此框架44可以在重力(而不是物理固定部件)的作用下保持在一起。在图9所示的实例中,所构造的框架44形成具有14x 14开孔42的网格,其中每个开孔42是大小为83mm x 83mm的正方形。然而,替代的框架尺寸也是可能的。
一旦框架44已经被构造,底板58附接至框架44的下侧,如图11所示。当底板58附接至框架44时,连接器支腿52延伸通过底板58中的对应槽缝,如图12所示。为了提高传送框架40的结构完整性,底板58可以焊接至框架44,例如使用点焊。
控制系统60被布置为与主控制系统以及每个传送机模块2通信。如图13所示,控制系统60形成传送框架40的一部分并且采取PCB系统的形式,该PCB系统包括多个PCB 62。PCB62,也可以被称为Mod-PCB(module PCB,模块PCB),以两种一般形式出现。第一形式可以被称为大型的PCB 62a,并且包括PCB,该PCB具有尺寸被确定成覆盖传送框架40中的4x 4开孔42的面积。第二形式可以被称为小型的PCB 62b,并且包括PCB,该PCB具有尺寸被确定成覆盖传送框架40中的1x 4开孔42的面积。由于底板58的形状,需要不同的形式,这可以在图10中更清楚地看到。虽然底板58的形状通常是正方形,但是在底板58的每个拐角处存在空隙或空的空间。这样,如图13所示,大型的PCB 62a用于覆盖底板58的主要正方形区域,而小型的PCB 62b用于覆盖底板58的四个较短外边缘区域中的每一个。由此,两种不同的PCB形式执行相同的功能。然而,它们的不同结构确保底板58被控制系统60完全覆盖。PCB 62的这种布置是覆盖底板58的整个区域的有效方式,同时使用尽可能少的不同形式和尽可能少的单独PCB。利用导线将多个PCB 62连接在一起。在示出的实例中,导线穿过连接器支腿52,以环的形式,以便确保导线保持整齐并且不挡道。然而,在未示出的其他实例中,导线可以以另一种方式布置,例如,导线可以放置在沟槽中。
控制系统60连接至位于传送框架40下方的主电源。具体地,每个PCB 62包括连接至电源单元(power supply unit,PSU)的电源入口。因此,对于每个传送框架40存在一个PSU。
如先前所提及的,如图14所示,每个传送机模块2设计成插入传送框架40的开孔42中,以便形成由多个传送机模块2构成的运输表面。由于每个传送机模块2是相同的,使用多个相同的传送机模块2形成运输表面降低了总生产成本。此外,由于在每个传送机模块2内的所有全向轮4指向相同的方向,并且每个传送机模块2仅具有一个马达20来驱动轮4,所以每个传送机模块2的生产成本相对便宜。
具体地,传送机模块2设计成容易地插入开孔中并且容易地从开孔42中移除。换句话说,在传送机模块2与传送框架40之间不存在固定的或永久的连接。相反,传送机模块2可以在需要时插入开孔42中,并且随后在不需要时或为了更换或修理时从开孔42移除。以此方式,传送机模块2可以被认为是可释放地安装在开孔42内而不是固定地安装在开孔42内。当需要时插入和移除传送机模块2的能力可以称为“即插即用(Plug-and-Play)”。
传送机模块2被设计成使得当传送机模块2插入传送框架40的开孔42中时,传送机模块2的控制机构28将自动地与传送框架40的控制系统60(特别是PCB 62)连接。因此,这具有以下效果:当传送机模块2插入传送框架40的开孔42中时,传送机模块2的控制机构28将经由与传送框架40的控制系统60的连接而与主控制系统自动连接。
在传送机模块2插入传送框架40时自动地在传送机模块2与传送框架40之间建立电连接,意味着在传送机模块2插入传送框架40时自动地在传送机模块2与主控制系统之间建立电连接。
传送框架40的下侧上的每个PCB 62连接至PCB 62上方的多个传送机模块2,并且也连接至PCB 62下方的主电源和控制系统。以此方式,每个传送机模块2经由传送框架40的PCB 62而连接至主电源和控制系统。
由于传送机模块2的设计以及在传送框架40的下侧上提供用于连接和供电的大型PCB 62,每个传送机模块2可以简单地“落”到传送框架40的开孔42中,并且传送机模块2将其自身的控制机构以PCB形式连接至中央控制系统。这种“即插即用”的安装系统可以在现有的传送机模块发生故障时快速更换传送机模块2,由此降低了维护成本。
现在将讨论有助于即插即用解决方案的多个特征。
如至少在图3至图7中的任何一个图中可见,控制机构28包括延伸超过传送机模块2的壳体6的部分29。斜槽30还延伸超过传送机模块2的主壳体6。
如在图14a中可见,每个开孔42包括两个槽缝,即主槽缝64和次槽缝66。主槽缝64和次槽缝66两者在形状上基本上为矩形。通常,主槽缝64大于次槽缝66。如图10所示,每个开孔中的主槽缝64和次槽缝66对应于底板58中的槽缝64、66。
如在图14c中可以看到的,当传送机模块2插入开孔42中时,控制机构28的延伸部分29被布置为插入底板58中的次槽缝66中。具体地,传送机模块2的控制机构28的每个延伸部分29由传送框架40的PCB 62上的PCI连接接口61容纳。延伸部分29插入母PCI连接器61中,该母PCI连接器从安装在底板58下方的PCB 62向上延伸并且朝向传送机模块2延伸。当传送机模块2插入开孔42中时,延伸部分29滑入PCB 62上的PCI连接器61中,由此将传送机模块2的控制机构28连接至传送框架40的控制系统60。
传送机模块2上呈PCB形式的控制机构28以及传送框架40上对应的PCB 62和PCI连接61的使用提供了彼此独立地控制每个传送机模块2并为其供电的能力。使用PCB而不是基于导线的系统导致更紧凑的系统和更快的组装过程。而且,传送机模块2和传送框架40两者的维护更简单,因为在不必解开大量布线的情况下,传送机模块2可以简单地从传送框架40中的对应开孔42中移出来。
此外,如图14b中可见,当传送机模块2插入开孔42中时,斜槽30被布置为插入底板58中的主槽缝64中。这是重要的,因为延伸穿过底板58的斜槽30用于将传送机模块2锚固到传送框架40的开孔42中。具体地,斜槽30有助于将传送机模块2正确地对准在开孔42内,这有助于确保延伸部分29与PCB 62上的PCI连接61的正确对准。具体地,因为斜槽30比延伸部分29延伸得更远离壳体6,所以当传送机模块2插入开孔42中时,斜槽30首先插入底板中的主槽缝64中以确保正确的对准。当传送机模块2进一步插入开孔42中时,延伸部分29然后与传送框架40的PCB 62连接。
通过使斜槽30在延伸部分29之前插入底板58中,在与传送框架40和主控制系统进行电连接之前实现了传送机模块2在开孔42内的正确定位。这减少了在插入传送机模块2期间损坏电气部件的机会,并且确保形成良好的电连接。因此,底板中的主槽缝64可以被视为对准槽64,并且次槽缝66可以被视为连接槽66。
如图14b中可见,斜槽30还延伸通过PCB 62中的对应槽缝,并且因此开口32穿过PCB 62。这是必要的,因为斜槽30的功能是允许灰尘和水从传送机模块2的壳体6内部排出到外部。因此,斜槽30必须延伸通过PCB 62,以确保排出的灰尘和水不沉积在PCB上并且不与任何电气部件接触。这是重要的,因为任何可能与电气部件接触的水可能导致短路,这可能损坏部件并且具有潜在的火灾危险。
为了进一步便于将传送机模块2正确放置在开孔42内,传送机模块2的壳体6设置有一对凸缘68,例如,如图4所示。凸缘68基本上彼此相对地定位在壳体2的相对侧上。每个凸缘68沿着壳体6的侧面的长度延伸。当传送机模块2插入开孔42中时,凸缘68抵接框架44,从而防止传送机模块2进一步插入开孔42中。特别地,每个凸缘68搁置在框架44的板46、48、50、54、56的顶表面上。这有助于确保控制机构28的延伸部分29正确地插入控制系统60的PCI连接61中,从而确保良好的电连接。
由于凸缘68仅位于壳体6的两个相对侧上,而不是所有四个侧上,因此壳体6具有大致矩形形状而不是正方形形状。顶盖8被成形为与壳体6的总体形状相对应,并且因此顶盖具有大致矩形形状。具体地,如图6所示,顶盖8被布置为在凸缘68上方延伸。具有在凸缘68上方延伸的顶盖8减少了在插入开孔42或从开孔42移除过程中相邻的传送机模块2被彼此卡住的机会。
传送机模块还包括轨道70,该轨道围绕壳体6的周边延伸,并且可以在图5中部分地看到。轨道位于凸缘68的下方。轨道70被成形为容纳一定长度的可弹性变形材料。该材料也是柔性的,使得其可以遵循轨道70的形状。合适的材料的实例包括泡沫或橡胶。材料沿着轨道70的整个长度插入轨道70中,并且用于在传送机模块2已经被定位在开孔42内时在传送机模块2的壳体与框架44的板之间提供紧密配合。材料填充在壳体6与板之间的任何空间中,从而防止传送机模块2在开孔42中的横向移动。防止不期望的横向移动对于确保稳定的电连接并且防止部件的损坏是重要的。
为了便于从传送框架40移除传送机模块2,一些传送机模块2包括至少一个磁性部分5,如图18所示。该磁性部分允许包括电磁体的移除设备通过电磁体与传送机模块2上的至少一个磁性部分5之间的交互作用而从传送框架40移除传送机模块2。在图18所示出的实例中,磁性部分5位于传送机模块2的壳体6的顶盖8内,使得磁性部分5容易被电磁体触及,这有助于通过电磁体处理传送机模块2。
如图18中可见,传送机模块2包括多个磁性部分5,在此情况下为四个磁性部分5。在该实例中,磁性部分5位于顶盖8的开孔10的两侧。传送机模块2与移除设备的电磁体之间的多个磁性接触点5有助于传送机模块2从传送框架40的稳定移除。
一个或多个磁性部分5采用位于顶盖8中的金属板的形式,例如位于顶盖8中的凹部内。
图15示出了传送框架40,该传送框架填充有多个传送机模块2以形成运输表面或传送表面。如在图15和图16中可见,在传送框架40的每个拐角处存在空的空间72。空的空间72用于容纳用于额外部件的支撑结构(未示出),其实例将在后面描述。
传送机模块2以交替的或棋盘状的图案插入传送框架40中,这可以在图16中最清楚地看到。交替的意思是当从上方看传送框架40时,在传送机模块2中的全向轮4在被布置在前后驱动的方向与左右驱动的方向之间交替。传送机模块2内的全向轮4的驱动方向可以被认为是传送机模块2的纵向轴线。因此,传送机模块2的交替布置意味着多个传送机模块2的纵向轴线在以0度对准和以90度对准之间交替,当从上方观察时,对准角度是相对于传送框架40限定的。因此,如图16中所示的,以0度对准的全向轮可以被认为是沿着传送框架40上下定向的,并且以90度对准的全向轮4可以被认为是在传送框架40上左右定向的。
槽缝64、66在底板58中的布置有助于传送机模块2的这种交替布置。如先前所讨论的,并且如图10中所示的,底板58中的主槽缝64和次槽缝66的尺寸不同,因为它们各自容纳传送机模块2的不同部件。具体地,用于容纳斜槽30的主槽缝64大于用于容纳控制机构28的部分29的次槽缝66。这意味着每个传送机模块2仅可以在仅一个定向上插入开孔42中,以便斜槽30和延伸部分29可以与主槽缝和次槽缝64、66接合。如图10所示,每个开孔42中的槽缝以交替模式布置,其中一个开孔的槽缝以0度对准,并且相邻开孔的槽缝以90度对准。这意味着,当传送机模块2由于底板槽缝64、66的定向而插入传送框架40中时,传送机模块2将自动地以交替的方式而被布置,并且因此将不可能使具有不正确定向的传送机模块2插入传送框架40中。
如前所述,全向轮4允许物体被轮4前后推动,与任何其他轮式设备的情况一样。然而,轮4的可移动区段允许物体在轮4上方被动地左右滚动。
由于在传送机模块2中使用全向轮4,因此传送机模块2在传送框架40中的交替模式可以在任何方向上自由地移动任何物体,条件是该物体与彼此成90度对准的至少两个全向轮4接触。
由于每个传送机模块2可以在一个方向上提供驱动力,因此当许多传送机模块2布置在一起时,其中在相邻的传送机模块2之间以90度的旋转来回交替,所产生的运输表面可以在x方向和y方向施加驱动力以及这些力的任意总和。例如,x方向上的移动可以通过仅驱动“指向(point)”x方向的全向轮4来实现,并且对角线移动可以通过打开物体下的所有全向轮4来实现。因此,并非所有的传送机模块2都需要在任何给定时间而被驱动。相反,仅激活引起包裹的移动所需的传送机模块。这在图17中示出。
图17示出了表示传送表面上的两个包裹的两个轮廓线A1、A2。一组正方形B可以应用水平移动(在页面上左右移动),而交替模式中的另一组正方形C可以应用垂直移动(沿页面上下移动)。第一包裹A1通过驱动的水平正方形B在水平方向上移动,并且在垂直正方形C上被动地移动。第二包裹A2由于由正方形B和正方形C两者施加的驱动力的总和而在对角线方向上移动。
传送框架40基本上用作全向驱动器,该全向驱动器能够彼此独立地控制每个传送机模块2的全向轮4。即,任何一个传送机模块2的全向轮4的移动独立于任何其他传送机模块2的全向轮4的移动。换句话说,全向轮4不需要全部都是活动的并且同时运动;在任何给定的时间只需要驱动实现包裹移动所必需的轮。这允许对运输表面上的包裹进行精确和单独的控制。
传送机模块2在传送框架40中形成交替的网格状图案的特定布置意味着相邻的(在竖直方向和水平方向上都相邻的)传送机模块2之间的空间相对较小,并且因此全向轮4之间的距离也较小。这意味着在整个运输表面上方存在相对高密度的全向轮4。这导致了高的移动精度,因为包裹在其移动可以被调整之前不需要行进很大的距离,例如其行进方向改变。此外,在全向轮4之间具有相应小的距离的相对高密度的传送机模块2意味着更小的包裹可以在运输表面上方四处移动。
最终由主控制系统进行全向轮4的特定控制以实现包裹在运输表面上的特定移动,该主控制系统经由传送框架40的控制系统60向控制机构28发送命令。
传送框架40的控制系统60连接到主控制系统,该主控制系统对传送系统的传送框架40和多个传送机模块2具有总体控制。控制系统60的PCB 62使用以太网连接与主控制系统通信。控制系统的每个PCB 62具有以太网电缆,并且多个以太网电缆组合成路由到主控制系统的主以太网交换机,从而创建LAN网络。LAN网络和相关联的以太网协议是在中央控制系统与控制系统60之间通信的有效且可扩展的手段。
控制系统形成总体规划系统的一部分。通常,规划系统是控制包裹通过传送系统的移动以确保包裹到达其最终目的地的系统。
规划系统包括信息采集系统、处理系统和主控制系统。信息采集系统布置为从包裹获取包裹信息,其中,该包裹信息包括包裹的目的地位置。处理系统配置为确定包裹从扫描位置到目的地位置的路线。主控制系统配置为与先前描述的传送系统通信,其中,主控制系统配置为控制传送机模块的驱动机构,使得包裹通过可旋转元件的旋转沿着所确定的从扫描位置移动到目的地位置的路径在基本上平坦的表面上移动。在下文中将提供进一步的细节。
为了确定每个包裹的最终目的地,首先需要将每个包裹输入到规划系统中。一旦已经将包裹输入到系统中,就可以检索与包裹相关联的信息(例如,包裹ID和它的最终目的地),并且这些信息可以由规划系统用来规划包裹在运输表面上行进到它的最终目的地的路线。
因此,为了使规划系统知道如何处理每个单独的包裹,包裹需要标识并且与由客户提供的数据库中的包裹匹配。这通过使用采集系统获取关于包裹的信息来完成。在一些实例中,采集系统采用扫描系统的形式。在这种情况下,扫描系统扫描包裹上的条形码并且搜索在由客户提供的数据库中的代码。
特别地,当新的包裹放置在系统上时,通过将包裹放置在运输表面上的起始位置处,其将被组成运输表面的全向轮4驱动或移动至扫描区域。一旦包裹到达扫描区域,则扫描包裹上的条形码。这可以使用任何合适的成像装置(诸如,条形码扫描仪或摄像机)来完成。
扫描系统包括定位在不同位置并且指向不同方向的多个扫描装置。这允许扫描系统识别和扫描包裹上的任何地方的条形码。具体地,在扫描区域中,扫描装置将位于扫描区域上方并且指向下方,以便捕获包裹顶部上的条形码。扫描装置还将围绕水平周边定位并且向内指向由该周边限定的区域的中心,以便捕获包裹侧面上的条形码。一些扫描装置将被定位在运输表面上并且指向上方,以便捕获在包裹下侧上的条形码。
一旦定位并扫描了条形码,规划系统然后将搜索由客户提供的包裹数据库,并且从条形码中找出与该包裹匹配的代码。
虽然已经提供扫描系统作为信息采集系统的实例,但是也可以使用其他系统。例如,在一些情况下,规划系统可以从外部源接收关于新包裹的信息。在这种情况下,信息采集系统可以是布置为接收关于包裹的信息以便识别包裹并与由客户提供的数据库中的包裹匹配的处理设备或计算设备。
在包裹被标识之后,规划系统还可以使用数据库查找包裹的最终目的地,使得规划系统能够相应地规划包裹的操作和移动。
包裹的移动由处理系统确定。处理系统包括观察系统和规划系统,观察系统用于观察包裹及其移动,规划系统用于确定包裹在运输表面上采取的路线。
通常,规划系统使用机器学习算法来确定系统中所有包裹的移动步骤。这具有以下优点:考虑系统的物理设置(例如,板层(floor)几何形状、板层数量)、操作模式、正在移动的其他包裹的数量以及包裹的尺寸和形状,该算法将针对每个部署的系统对本身优化。
观察系统包括能够在包裹在运输表面上移动时检测和跟踪包裹的多个摄像机。多个摄像机放置在运输表面上方,向下俯视该运输表面。整个系统的运输表面通常将由彼此相邻地定位的多个传送框架构成,以便建立期望的整体运输表面的形状。通常,在每个传送机模块上方具有几个摄像机。来自摄像机的视频流被软件算法使用以查看来自摄像机的流并且检测和连续地跟踪传输中的包裹。
观察系统和规划系统作为处理系统一起工作,在运输表面上按路线发送包裹,避开其他包裹和障碍物,到达其最终目的地。规划系统规划包裹的移动顺序,并且该顺序通过向传送机模块2发送适当的命令来执行,以控制全向轮4的移动。规划的移动序列由操作模式确定。一种示例性的操作模式被称为“排序”,其中,包裹四处移动,直到它们以期望的次序/顺序位于运输表面上。这个操作可以在将包裹逐一从系统取出并且放置在卡车中之前执行,从而使得卡车中的放置顺序与当卡车行驶通过递送路线时的卸载顺序匹配。
主控制系统是使用来自观察系统的观察数据来控制包裹移动的通用软件系统。控制系统将每个包裹的期望状态(位置和旋转)作为输入,并产生将包裹移向其期望状态的一组控制命令。在这样做时,控制系统使用来自观察系统的运行时间数据来检查移动轨迹中的误差,并且在需要时产生调整命令。
每个移动命令首先以矢量形式[线速度,角速度]表示,其中,每个矢量表示包裹在特定时间步长期间应当具有的线速度和角速度。然后,针对每个包裹创建矢量场,当将矢量场作为命令应用于传送机模块2时,矢量场将产生期望的线速度和角速度。最后,矢量场仅应用于包裹正下方的传送机模块2(这里,再次使用观察数据来确定每个包裹下方是哪些传送机模块2)。
最后,因为每个全方向轮4只能产生水平或垂直力场要素,所以发送到每个传送机模块2的控制信号仅表示场要素的矢量分量,该矢量分量平行于该特定的传送机模块2上的全方向轮4的方向。例如,如果要施加的均匀矢量场是[2,1](意味着在水平方向上为2并且在垂直方向上为1),则将2的控制信号发送到能够在水平方向上施加力的所有传送机单元2,并且将1的控制信号发送到能够在垂直方向上施加力的所有传送机单元2。最后,控制信号的这个数字被转换成实际RPM(因此2可以表示顺时针方向上的最大RPM,1可以表示顺时针方向上最大RPM的50%,-2可以表示逆时针方向上最大的RPM)。
现在将简要描述操作规划系统的一般步骤。
首先,将包裹放置在运输表面上。这通常在运输表面上的起始位置完成。然后,立即通过观察系统对包裹进行成像和检测,以便使包裹进入整个系统。然后为检测到的包裹分配ID,以便在系统内标识和跟踪包裹。分配ID,使得运输表面上的两个包裹不会同时具有相同的ID。创建“包裹示例”,该包裹示例包含关于包裹的相关信息,例如其当前位置和其尺寸。规划系统被通知新包裹,并且产生移动包裹的命令。第一移动命令通常是将包裹发送到扫描区域,使得扫描系统可以使用条形码来识别包裹的最终目的地,并且规划系统可以随后相应地规划包裹的移动。
随着包裹沿着运输表面移动,观察系统通过使用来自由摄像机捕获的先前时间帧的位置信息并将其与当前时间帧中的位置信息进行比较来跟踪包裹。用于沿着运输系统跟踪包裹的位置信息包括xy坐标、包裹的尺寸和包裹在运输表面上的取向。
多个假设用于将来自当前帧的检测与在先前帧中标识的包裹进行匹配,如下:
i)包裹不可能在两个帧之间移动不合理的距离(两帧之间的时间通常在1/20秒的范围内)。
ii)包裹不可能在两个帧之间将其角度改变不合理的量。
iii)包裹在其整个寿命中具有相同的尺寸。
iv)包裹的移动矢量与给定的移动命令相关,这意味着如果向包裹给予向左移动1cm的命令,则包裹极不可能向右移动1cm。
如前所讨论的,运输表面的物理表面具有棋盘状图案,这使得包裹的检测更容易、更精确。这是因为这样的事实:规划系统知道棋盘图案(其看起来像什么样子),而且这种图案在表面上始终且在任何地方都是一样的。因此,检测具有该图案的表面上的物体变得更容易,因为系统可以使用图案的规则性来更好地检测表面上的物体。
如先前所提及的,并且参见图15和图16,传送框架40包括多个空的空间72和每个传送框架40的拐角,以用于容纳多个额外的结构。在一些情况下,空的空间72可以容纳观察系统的摄像机的安装结构。
在其他实例中,可以存在第二运输表面,该第二运输表面包括位于第一层上方的第二层传送框架40。在这种情况下,空的空间提供了支撑结构,第二层传送框架支撑在该支撑结构上。
在包括多层传送框架的规划系统中,存在一个或多个升降机模块以允许包裹在不同层之间行进。升降机模块是能够竖直上下行进的传送框架。这通过在空的空间72中采用诸如齿条齿轮系统的机械升降机系统来实现。在这个实例中,四个轨道将位于每个空的空间72中,每个轨道具有沿着轨道的竖直长度的齿条。升降机模块将包括具有连接到齿条的相应齿轮的四个马达。
马达的致动使齿轮转动并且使升降机向上或向下移动。此外,在这个实例中,运输模块还具有安装在轨道上的多个滚轮。这些滚轮提供对准和稳定性,从而确保升降机模块总是正确地位于轨道上,并且齿轮保持与其齿条的良好接触。
多级(multi-level)规划系统具有许多优点。首先,所得到的系统是非常模块化的。在任何一级上有传送框架的地方,可以通过简单地将一组新的轨道放置在任何现有轨道的顶部上来添加新的板层或级。一些大型的多层系统可以使用基于电缆的升降机系统来代替齿条和齿轮。
其次,所得到的系统容易地允许两个升降机模块放置在同一竖直柱内,这意味着两个升降机模块使用相同的升降系统来操作,同时允许升降机模块彼此独立地操作。
总之,规划系统包括硬件方面和软件方面。硬件主要由多个传送框架组成,每个传送框架具有可以在所有方向上自由移动包裹的表面。这个表面可以被称为全方向传送带。任选地,硬件可以包括多个升降机模块以上下移动运输表面。若干传送框架可以通过将不同板层连接在一起的升降机模块堆叠在彼此的顶部上。传送机模块和运输模块两者被设计成使得它们可以在所有方向上堆叠在一起,由此允许形成可以覆盖任何表面区域并且具有任意数量的板层的系统。然后,包裹可以使用传送机模块在每个板层上自由移动,也可以使用升降机模块在板层之间自由移动。总体(overarching)软件系统使用摄像机来检测和跟踪包裹。它还规划包裹的移动,并且实施适当的移动控制例程和程序。
规划系统是模块化的全方向传送带系统,该系统能够在一些情况下在三维尺度上自由地移动包裹。系统具有对多个包裹同时并行执行复杂的分拣、储存、检索和其他操作序列(在同一空间中并行执行操作)的能力。

Claims (23)

1.一种用于传送物体的传送系统,包括:
多个传送机模块,每个传送机模块包括:
至少一个可旋转元件,其包括配置为与待传送物体的表面接合的接合表面;
驱动机构,其配置为使所述至少一个可旋转元件旋转,使得所述至少一个可旋转元件的旋转引起所述接合表面的旋转并且由此引起所述物体的移动;以及
控制机构,其配置为经由所述驱动机构来控制所述可旋转元件的旋转;以及
传送框架,其包括:
多个开孔,每个开孔配置为容纳所述传送机模块以便形成传送机模块的阵列,所述传送机模块一起提供用于在其上传送物体的基本上平坦的表面;以及
控制系统,其配置为与所述传送机模块的所述控制机构通信;
其中,每个传送机模块配置为可释放地安装在开孔内;
其中,将传送机模块安装在开孔内建立了所述控制机构与所述控制系统之间的电连接,这有助于所述控制系统与所安装的传送机模块之间的电通信。
2.根据权利要求1所述的传送系统,其中,所述至少一个可旋转元件包括开孔,所述开孔具有配置为与所述驱动机构的轴互锁的形状。
3.根据权利要求2所述的传送系统,其中,所述开孔具有包括多个凹部的截面,所述凹部配置为与所述驱动机构的轴上的对应脊部接合。
4.根据任一项前述权利要求所述的传送系统,其中,所述驱动机构包括马达,并且所述马达包括配置为将所述马达保持在所述传送机模块内的适当位置中的接合构件。
5.根据权利要求4所述的传送系统,其中,所述接合构件包括多个从所述马达延伸的突出部,所述突出部配置为与所述传送机模块内的对应凹部接合。
6.根据任一项前述权利要求所述的传送系统,其中,所述传送机模块包括贯穿通道,所述贯穿通道在所述传送机模块的顶部上的第一开口与所述传送机模块的底部上的第二开口之间延伸。
7.根据权利要求6所述的传送系统,其中,所述至少一个可旋转元件至少部分地位于所述贯穿通道内。
8.根据权利要求6或7所述的传送系统,其中,所述贯穿通道布置为允许流体或物体在重力作用下从所述第一开口穿过所述贯穿通道到达所述第二开口。
9.根据任一项前述权利要求所述的传送系统,其中,所述控制机构包括印刷电路板。
10.根据任一项前述权利要求所述的传送系统,其中,所述传送机模块包括壳体,所述壳体配置为至少部分地容纳所述至少一个可旋转元件、所述控制机构以及所述驱动机构。
11.根据权利要求10所述的传送系统,其中,所述控制机构的一部分延伸超出所述壳体。
12.根据权利要求11所述的传送系统,其中,所述控制系统的所述一部分布置为与所述传送框架的所述控制系统接合。
13.根据任一项前述权利要求所述的传送系统,其中,所述传送框架包括底板。
14.根据权利要求13所述的传送系统,其中,所述底板包括第一槽缝,所述第一槽缝配置为容纳所述控制机构的所述一部分。
15.根据权利要求13或14所述的传送系统,其中,所述底板包括第二槽缝,所述第二槽缝配置为容纳所述贯穿通道的一部分。
16.根据权利要求15所述的传送系统,其中,所述贯穿通道的所述一部分比所述控制机构的所述一部分延伸得更远离所述壳体。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的传送系统,其中,所述壳体包括配置为与所述传送框架接合的多个凸缘。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的传送系统,其中,所述壳体包括围绕所述壳体的周边延伸的轨道,所述轨道配置为容纳一长度的可弹性变形材料。
19.根据权利要求10至18所述的传送系统,其中,所述壳体包括至少一个磁性部分。
20.根据权利要求19所述的传送系统,其中,当所述传送机模块处于其操作配置时,所述至少一个磁性部分位于所述传送机模块的上部的外表面上。
21.一种用于传送物体的传送系统的传送机模块,所述传送机模块包括:
至少一个可旋转元件,其包括配置为与待传送物体的表面接合的接合表面;
驱动机构,其配置为使所述至少一个可旋转元件旋转,使得所述至少一个可旋转元件的旋转引起所述接合表面的旋转并且由此引起所述物体的移动,以及
控制机构,其配置为经由所述驱动机构来控制所述可旋转元件的旋转;
其中,所述传送机模块配置为可释放地安装在传送框架的开孔内;
其中,将所述传送机模块安装在开孔内建立了所述传送机模块的控制机构与所述传送框架的控制系统之间的电连接,这有助于所述传送框架与所述传送机模块之间的电通信。
22.一种用于传送物体的传送系统的传送框架,所述传送框架包括:
多个开孔,每个开孔配置为容纳根据权利要求21所述的传送机模块以便形成传送机模块的阵列,所述传送机模块一起提供用于在其上传送物体的基本上平坦的表面;
控制系统,其配置为与所述传送机模块的控制机构通信;
其中,每个开孔配置为具有可释放地安装在所述开孔内的传送机模块;
其中,将所述传送机模块安装在开孔内建立了所述传送机模块的控制机构与所述传送框架的控制系统之间的电连接,这有助于所述传送系统与所述传送机模块之间的电通信。
23.一种用于规划物体移动的规划系统,包括:
信息采集系统,其配置为获取物体信息,其中,所述物体信息包括所述物体的目的地位置;
处理系统,其配置为确定所述物体从扫描位置到所述目的地位置的路线;以及
主控制系统,其配置为与根据权利要求1至20中任一项所述的用于传送物体的传送系统通信,其中,所述主控制系统配置为控制所述传送机模块的驱动机构,使得所述物体通过所述可旋转元件的旋转沿着所确定的从所述扫描位置到所述目的地位置的路径在所述基本上平坦的表面上移动。
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