CN1845802A - 用于物品处理的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

阐述了一种用于从传送带形状的封装塔(102)自动抽取物品隔室(POD)的系统和方法，该封装塔(102)包括用于在传送带维持其适当位置的同时啮接并移动传送带内的物品隔室(POD)的部件。物品隔室(POD)在包括六层物品隔室(POD)的传送带内的轨道上行进。在位于传送带至少一端处的抽取区内执行抽取，而在其它位置进行物品隔室(POD)的装载。物品隔室(POD)包括用于收容物品的口袋。物品可以是邮件。

Description

用于物品处理的系统和方法
发明背景
本发明涉及物品处理系统及方法，尤其涉及用于物品抽取的系统及方法，与相关现有系统相比，该系统及方法可降低成本和提高生产率。如在整个本申请中所使用的，物品指邮件、杂志及其它这类平面物品。然而，在本发明范围内且如本领域技术人员所能想象到的，其它物品也包括在物品定义内。
在物品分选中通常有三个主要步骤：物品单个化、物品输送以分出与适当目的地址对应的输出仓、以及从该输出仓抽取物品至用于进一步处理的其它设备。此进一步处理包括复合包装(polywrapping)、再分选和/或进一步分选、以及其它处理。本发明是对物品抽取领域的改进。然而，为理解本发明的范围，需要分析在实现上述优点中采用的整个系统和方法。为此，简要考察一下用于物品处理的现有系统和方法是有用的。
图1表示这样一种口袋分选器系统，此系统提供用于简单合并手册和/或DPS邮件、在末端进行任何类型封装的可能性以及简单的分选算法。此设计的缺点包括极大量活动且受控的口袋、需要物品按顺序处理以及由于按序物品的晚到时间而需要短时间窗。在操作中，物品10从外部供给器和扫描器(用箭头12表示)进入选定的单个口袋14。然后，该物品被分选入收集带18的适当部分16。带18是一种绕两个转动装置11的无边环形带，该转动装置11促使带朝向箭头13所示方向移动。还提供带18上物品的手动分选15。物品10被复合包装17并堆叠在盘19中以作进一步处理。
图2a和2b表示一种平底分选器装置，该装置提供每装载点较低的处理量性能、利用邮件压缩来简单地自动排空和包装、以及由于平底口袋而不需要自控机车技术。该平底分选器的缺点包括一个往返装载点用于封装部的每个水平、封装部内往返轨道系统的长度较大、以及在处理上存在等级和体积混合邮件的碰撞情况。在操作中，物品在各个供给器20，22处引入并被输送24至无边分段(26)带28，该带28接收物品21并把它们堆叠在盘23内。该设计具有大约23米的宽度(25)，且带间隔约150mm。
现有技术中还公开了盒和/或物品的输送，如US专利6,135,697所示范的。图3表示一种输送系统30，该系统包括沿着轨道34行进以输送一个或多个盒36和/或物品38至适当隔室31的机器人臂32。输送系统30包括分选器33和自动供给器35。自动供给器35具有包括供给站37、轻推边缘站39、排队站40和入坞站42在内的若干组件。装有物品38的盒36设置在入坞站。机器人臂32用于把盒36重新安置到隔室阵列44的选定隔室31内。机器人臂32沿着平行于隔室阵列44延伸的轨道34行进。如所需要的，包括缓冲架46，该缓冲架46具有多个设置成阵列41的缓冲隔室48。
现有系统依据同一设备或者设备的组合来从物品和/或盒的各自储存区域装载和抽取该物品和/或盒。此一个或多个设备必须单个用于每个储存区域。此装载和抽取过程昂贵且存在工程挑战。这些及其它负担转入用于物品处理的随后过程，包括复合包装、再供给等。
发明内容
本发明优点是提供一种与现有系统相比以更有效和更节省成本的方式来处理物品的系统和方法。另一优点是提供一种改善或至少维持后抽取处理而当前抽取装置不带来额外负担的系统和方法。这些和其它优点通过本系统和方法来实现，其中，引入静止抽取区且物品存储隔室(POD)被调动以横向移入抽取区，在那里，抽取物品储存于其内的隔室。在抽取区内，后抽取功能与抽取过程相结合，以维持和/或提高效率和物品产量。本系统和方法还限定了不同于抽取区的装载区。像这样，可在传送带不被转位(indexing)的同时进行装载和抽取。
本系统包括一种设置在具有两个操作部的传送带设计内的分段封装塔。第一操作部包括至少一个具有通道的固定塔部，车辆(ANT)可经由该通道到达或者引导至选定位置和/或交付点。第二操作部包括至少一个收容多个共轴POD于其内的移动塔。POD与车辆对齐，且每个POD分布在若干水平面上。第一操作部还提供用于第二操作部的至少横向支承件，另外，封装塔为两操作部提供支承。
操作时，ANT在装载区内从供给器提取物品，并通过上述通道的引导来输送该物品以到达特定POD。当POD位于若干水平面之一上时，利用各种开关和升降机来帮助引导ANT。一旦到达POD，ANT就把适当物品卸入POD内，直至ANT的有效载荷清空。一旦清空，ANT就返回到装载部以用于下一有效载荷。当需要进行抽取时，载体被转位至少一个长度以把该载体重定位到装载区内，在那里进行抽取。
抽取包括位于升降机构上的平台以及POD啮接件。该啮接件与POD上的匹配接收件连接。操作时，平台提升(或下降)至POD水平面，啮接件啮接并移动来自载体的POD到平台上。然后，平台下降(或提升)POD到适当水平面，以利用后抽取过程作进一步处理。此过程包括复合包装和手动处理。
附图说明
在以下结合附图的详细说明中将更详细地阐述本发明及其优点，其中：
图1-3表示现有系统；
图4表示本系统的示意顶视图；
图5表示本系统的示意剖视图；以及
图6表示放大的抽取区部分。
具体实施方式
图4表示本发明的示意概图。如所示，本系统100包括多个设置在封闭环状传送带104装置内的封装塔102。一种可能形状包括椭圆形。传送带的组件和功能是相同的，因此出于简明目的，仅详细说明其中一条传送带，条件是该说明应用于构成本系统的所有传送带。传送带的数目是设计问题。
封装塔102是分段的。每段限定了两个部分，即，外部静止车架101和内部载体孔103。封装塔包括两个区，即，用箭头106指示的装载区和用箭头108指示的抽取区。
装载区沿着传送带的长度延伸，而抽取区位于传送带的端部或者顶点处。封装塔102包括6个垂直水平面。水平面的数目和区数是设计问题。例如，抽取区108可位于传送带的两端处。
外部框架101包括多条垂直隔开的同轴车辆通道，该通道的数目与塔102的水平面数目(在此实施例中为六)相等。该通道的尺寸足以容纳输送车辆或ANT116和轨道112于其内。轨道112可以是单轨，ANT包括满足需要的装置以沿着该单轨行进。ANT可以是独立且自供电的。ANT的其它实施例也可用在本发明中。通道还包括ANT可支承它们于其上的底板。轨道绕封装塔102延伸，并连接该封装塔与其它塔和两个装载区114a和114b。从装载区运送ANT至塔的轨道表示为实线(112a)，而从塔运送ANT至装载区的轨道表示为虚线(112b)。内部载体孔103限定了多个载体110在封装塔102内行进的孔。载体从轨道上悬吊下来且经由连接件相互连接地行进。连接件和轨道的组合被标注为111，并将相对于图5更详细地对其进行论述。每条传送带包括一对相对的嵌齿轮113，该嵌齿轮113设计用于与载体啮合且通过转动来沿着载体的轨道横向移动该载体。每个载体包括与塔的水平面数目(在此实施例中为六)相等的物品容器或POD(145，图5)。POD垂直分布在载体内，以与塔102的六个水平面和车辆通道中的每个对齐。每个POD包括至少一个用于接收至少一个物品的口袋(160，图6)。
为便于ANT的横向移动，系统包括多个开关118。为便于ANT的向下移动，系统包括转向升降机120。为便于ANT的向上移动，系统包括合并升降机122。
现在将说明物品至口袋的输送。ANT到达装载站，并接收所要输送的物品。物品的目的地是预先已知的。其内包括物品的ANT变黑(116a)，空ANT用白框表示(116b)。利用装载区114a作为起始点，ANT提取物品并移向目标传送带(这里为中间传送带)。ANT116a1满载并在一个水平面112a上移动。传送带外部的轨道仅在一个水平面上延伸。在开关118，ANT116a1水平转向到中间传送带。然后，ANT遇到垂直升降该ANT至目标水平面的转向升降机120，该目标水平面是目标POD内的目标口袋所留驻的水平面。一旦到达目标水平面，ANT卸离转向升降机120，并沿着目标水平面轨道112行进，直至该ANT到达其目标POD和目标口袋并将其货物卸载到其内。利用ANT储存的物品数目经由设计而发生变化。假定目标口袋沿着封装塔102的一侧，ANT将在一次通过中排空其有效载荷，使其现在空载(116b1)。然后，ANT进入合并升降机122，该升降机122提升该ANT至无传送带轨道的水平面，从而允许ANT116b1沿着轨道112b前进至第二装载区114b，以提取新的有效载荷并重复以上步骤和路线。如果ANT116a1需要进入传送带的另一侧，其被水平转向118a至捷径115，并被再次水平转向118b。ANT116a1再一次进行输送，直至其空载(116b2)。这假定剩余口袋位于传送带的这一侧。如果空载，ANT116b2再次进入合并升降机120、被提升到图左侧上的无轨道水平面112b并前进回到装载区114a。如果ANT需要在单次行进过程中访问额外传送带，其将被水平和垂直转向，如上所述。
图5表示沿线A-A的封装塔102的剖视图。图5表示一部分封装塔被移除的剖视图。如所示，内部载体孔103包括载体110，该载体从轨道130起经由支承装置132悬吊，该支承装置132包括横拉条134和两个相互成一角度以与轨道130转动啮合的辊136。支承装置还包括与载体110顶部的枢转连接件138。轨道130本身搁置在与封装塔的一侧140连接的轨道支承件139上。由此，载体110在内部载体孔103中经由前述支承系统行进。选择性的，包括类似部件的支承装置可位于载体下方，从而自下方支承该载体。载体110包括六个垂直共轴POD145。静止车架101保持固定在适当位置，并限定了六条垂直共轴的车辆通道150。ANT116从其起悬吊的单轨112在每条车辆通道内延伸。每个水平面上的每条车辆通道与POD共面，从而便于利用ANT输送至POD。静止车架还包括横向支架142，从载体110起悬吊的辊在该支架142中延伸。因此，经由横向支架142，静止车架提供对载体110的横向引导。
现在参照图6论述POD的抽取。图6表示抽取区108的放大图。如所示，传送带104包括多个具有POD145的载体110，该POD145本身包括口袋160。加载ANT116a输送来自沿着轨道112行进的转向升降机120的物品170，而空载ANT116b沿着在合并升降机122的行进路线上的轨道112行进。嵌齿轮113被表示为与载体支承件132啮合。相邻载体110经由联接件162联接到一起。抽取区108包括具有POD升降机166的抽取模块164。POD升降机包括现有技术中已知用于提升和下降并与传送带的选定水平面对齐的装置。另外，POD包括用于朝向和离开传送带横向移动的装置和用于物理啮接POD的POD连接件。类似的，POD包括用于与POD啮合装置配合的配合装置。前述装置可包括任何足以被设计用于实现前述和如本领域技术人员已知的后续操作的部件。
POD抽取发生在装载区内不进行任何输送时。一旦这种情况发生，嵌齿轮113就转动以朝向该嵌齿轮的转动方向利用一个载体来指引载体。为便于载体移动，POD升降机166与POD110充分远离。如所示，POD168被引入靠近POD升降机166的抽取区。一旦到达适当位置，装载区内的物品输送就恢复。POD升降机166伸展并提升以使其自身与POD对齐。升降机与支承在该升降机上的载体啮合并拉回该载体。然后，升降机移动以使POD与抽取模块164共面，于是POD移离升降机并被适当导向以作进一步处理172。进一步处理包括手动处理、复合包装等。
由此对本发明进行了说明，但显而易见的是可按照许多方式改变本发明。这种变化不被认为脱离本发明的实质和范围，且所述这种对本领域技术人员而言显而易见的变型都试图包括在以下权利要求书的范围内。

Claims (40)

1.一种用于分选物品的系统，包括至少一个分段封装塔，所述塔包括：
至少一个可移动载体，包括：
载体移动装置，以及
至少一个物品储存装置；
设在所述载体附近的静止机架，所述静止机架包括：
至少一个车辆通道，设置用以便于把车辆定位在所述物品储存装置附近，以及
限定第一位置的装载区，所述物品在那里被装入所述储存装置内；以及
限定第二位置的抽取区，所述至少一个物品储存装置在那里移离所述载体。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个分段封装塔包括多个设置在封装环状传送带内的塔。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括三条传送带，所述每个分段塔限定了六个垂直共轴水平面。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述至少一个可移动载体包括六个被设置成与所述六个共轴水平面中的每个共面的物品储存装置。
5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述静止机架包括六条被设置成与所述六个共轴水平面中的每个共面的车辆通道。
6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述传送带限定了两端和在其间延伸的两段长度，所述抽取区靠近所述端部中的至少一个设置。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述抽取区包括两个抽取区，所述抽取区中的每个靠近所述椭圆形的每个顶点设置。
8.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述装载区沿着所述椭圆形的长度设置。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个载体移动装置包括吊轨和载体支承件，所述载体支承件包括：与所述载体的枢转连接件、与所述吊轨可转动连接的至少一个辊、以及在所述枢转连接件与所述辊之间延伸以使所述载体悬吊在所述吊轨下方并可沿着所述吊轨移动的悬臂。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述至少一个载体包括多个载体，以及所述系统还包括用于连接相邻载体的所述载体支承件的连接件。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个载体移动装置包括轨道和载体支承件，所述支承支承件包括：与所述载体的枢转连接件、与所述轨道可转动连接的至少一个辊、以及在所述枢转连接件与所述辊之间延伸以使所述载体搁置在所述轨道上并可沿着所述轨道移动的悬臂。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述至少一个载体包括多个载体，以及所述系统还包括用于连接相邻载体的所述载体支承件的连接件。
13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个储存装置包括六个共轴储存装置。
14.如权利要求1所述的系统，其特征在于，每个所述储存装置包括至少一个其尺寸被设定用以容纳至少一个物品于其内的口袋。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述至少一个口袋包括二十五至三十五个口袋。
16.如权利要求14所述的系统，其特征在于，每个所述口袋具有近似1.25英寸的宽度。
17.如权利要求1所述的系统，其特征在于，每个所述物品储存装置包括抽取接合装置。
18.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述静止机架还包括提供所述静止机架与所述至少一个可移动载体之间的机械连接的第一接合装置。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述接合装置包括许多横向导件，所述至少一个载体包括许多设置用于分别沿所述顶和底横向导件行进以便于横向移动所述载体的导辊。
20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述载体与所述静止机架之间的距离小于所述辊的宽度。
21.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述许多横向导件包括顶和底横向导件，所述至少一个载体包括设置用以在所述顶和底横向导件内工作的顶和底导辊。
22.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车辆通道与所述装载区内的所述至少一个储存装置共面。
23.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述抽取区包括用于与所述抽取接合装置连接以便从所述至少一个可移动载体起移动所述至少一个物品储存装置的抽取装置。
24.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述至少一个载体移动装置包括吊轨和载体支承件，所述载体支承件包括：与所述载体的枢转连接件、与所述吊轨可转动连接的至少一个辊、以及在所述枢转连接件与所述辊之间延伸以使所述载体悬吊在所述吊轨下方并可沿着所述吊轨移动的悬臂，以及所述系统还包括位于所述椭圆的每个顶点处且设置用于与每个所述载体支承件可转动啮接以给其提供横向力的嵌齿轮，所述横向力转换为所述载体沿所述吊轨的横向运动。
25.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一条车辆通道包括悬伸单轨，车辆可悬吊并引导于所述单轨上。
26.如权利要求1所述的系统，还包括至少一个车辆，所述至少一个车辆包括：
用于接收至少一个物品的装置，
用于引导至所述物品储存装置的装置，以及
用于与所述储存装置接合的装置，利用所述装置把所述至少一个物品放入选定的接收装置内。
27.一种处理物品的方法，包括：
把物品装入容纳在载体内的物品储存装置中，
给所述载体转位至少一个物品储存长度，以及
从所述载体抽取所述物品储存装置。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述装载步骤发生在装载区内。
29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述抽取步骤发生在抽取区内。
30.如权利要求27所述的方法，在所述装载步骤之前包括以下步骤：
发送所述车辆至容纳在载体内的物品储存装置中，
把至少一个物品送入车辆。
31.如权利要求30所述的方法，其特征在于，所述车辆沿着设置在所述载体附近的静止车架通道行进。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述静止机架为所述载体提供横向支承。
33.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述通道包括设置用以从上方支承所述车辆在所述车辆通道内的横向运动的单轨。
34.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述载体沿着载体轨道行进。
35.一种用于自传送带抽取POD的方法，包括如下步骤：
移动所述POD以使选定的POD位于抽取区内；
维持所述传送带在所述移动步骤过程中静止不动；以及
在所述抽取区内利用升降机从所述传送带自动抽取所述POD。
36.一种用于从容纳在传送带的封装塔内的POD抽取物品的方法，包括步骤：
当POD位于装载区内时，把至少一个物品装入POD；
移动所述POD，直至其位于抽取区内；以及
在所述抽取区内自所述POD抽取所述至少一个物品。
37.如权利要求36所述的方法，还包括在执行所述移动步骤之前停止所述装载步骤的步骤。
38.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述物品是平面物品，包括邮件、书籍和杂志中至少一种。
39.如权利要求34所述的方法，其特征在于，所述装载步骤还包括使自动移动车辆在装载区和所述封装塔之间循环的步骤，所述车辆包括用于容纳所述物品于其内的装置。
40.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述循环步骤还包括如下步骤：
首先，引导所述车辆至第一装载区；
其次，在所述第一装载区把物品放入所述车辆内；
第三，引导所述车辆至适当传送带，所述传送带包括与所述物品的目标地址对应的POD；
第四，把每个所述物品放入对应POD内；
第五，在所述抽取步骤之后，引导所述POD至所述装载区；以及
第六，在所述第二装载区把物品放入另一所述车辆内。
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