MXPA04011957A - Sistema y metodo de franqueo. - Google Patents

Abstract

Un sistema de facturacion para determinar los cargos por transportacion de un paquete. El sistema de facturacion incluye un lector para leer un identificador de paquete asociado con dicho paquete y el lector genera una senal de identificacion del paquete y transmite la misma a un microprocesador. El sistema de facturacion tambien incluye un dimensionador del paquete teniendo una pluralidad de sensores opticos de no contacto ubicados a lo largo de cada uno de los ejes x, y y z, en donde cada sensor optico esta en una posicion conocida. Los sensores se orientan relativos a la banda trasportadora de manera que los paquetes que pasan sobre los sensores se detecten por los sensores y produzcan una senal correlacionada a dicho tamano del paquete. Tambien se proporciona un microprocesador para recibir y correlacionar dicho tamano del paquete y el identificador de senales y para determinar un cargo por envio apropiado con base en el mismo. Una escala de peso tambien se incorpora en el sistema, un metodo ara determinar un cargo por transportacion tambien esta comprendido, el cual incluye un procedimiento de iniciacion de autodiagnostico.

Description

European patent (AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, For two-ktter codes and other abbreviations, refer to the "Guid- ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, GG, LU, MC, NL, PT, RO, ance Notes on Codes and Abbreviations" appearing at the begin- SE, SI, SK, TR), OAPI patent (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, ning ofeach regular issue ofthe PCT Gazette. GA, GN, GQ, GW, ML, MR, ME, SN, TD, TG). Published: SISTEMA Y MÉTODO DE FRANQUEO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere generalmente a la transportación de paquetes para una tarifa. Más p articularmente, e sta invención se refiere a dispositivos y métodos usados para determinar una tarifa apropiada para transportar un paquete con base en el tamaño, peso u otros parámetros del paquete.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Muchas empresas de correo ofrecen recoger y entregar los paquetes en beneficio de sus clientes. Por el intercambio para enviar los paquetes al destino especificado del cliente, la empresa de correo carga una tarifa. Típicamente la tarifa se basa en uno o más tamaños de los paquetes, el peso del paquete, el destino del paquete y la urgencia de la entrega del paquete. Las empresas de correo más grandes típicamente tienen una estación de clasificación central. En la estación de clasificación central los paquetes se recogen desde el lugar de los clientes y se procesa para la entrega en el destino especificado por el cliente.

Existe un problema en determinar el cargo apropiado para el cliente por la entrega del paquete. En algunos casos, el volumen del paquete es la restricción limitante, especialmente para las mercancías enviadas mediante el correo aéreo durante la noche. En otras circunstancias, el peso de los paquetes puede ser de nuevo el factor limitante por ejemplo, cuando se está enviando por medio de un transportista aéreo. Lo que se necesita es una forma de medir un paquete para evaluar el cargo por flete apropiado para el cliente.

En el pasado se han hecho varios intentos para desarrollar dichos dispositivos de medición. Por ejemplo, las Patentes Norteamericanas Nos. 5,469,262 y 6,201 ,604 proporcionan mediciones de volumen remoto no destructivas de los paquetes usando rayos de luz. Sin embargo, dichos mecanismos de orientación involucrados son complejos y costosos. Esto pone a dichos dispositivos más allá del alcance de todas las compañías de correo a excepción de las más grandes.

La patente Norteamericana No. 2,708,368 presenta una alternativa menos costosa, que involucra a una persona que coloca el paquete en una rejilla de medición electrónica. El trabajador empuja el paquete en contra de la rejilla, en donde contacta los interruptores de accionamiento. Los interruptores se localizan en un eje x, y y z y se obtiene una medición del tamaño mediante la medición, en efecto, como muchos interruptores se accionan, mediante el contacto directo entre el empaque y los interruptores a lo largo de cada eje. Sin embargo, dicha medición por contacto directo es poco fiable dado que la mayoría de los paquetes a enviarse están hechos de material de empaquetamiento flexible, tal como cartón. Dicho material de empaque flexible puede ablandarse o deformarse bajo impacto y cualquier número de interruptores a lo largo de una longitud de paquetes no puede accionarse produciendo una falsa lectura (baja). Además, los interruptores de accionamiento por contacto físico involucran partes que se mueven que pueden desgastarse fuera de tiempo, que pueden pegarse y adherirse en una posición de encendido o apagado por la mugre, desechos o los similares y que son de otra manera costosos para mantenerse y operarse. Además, la necesidad para una persona de orientar el empaque en la rejilla para la medición es costosa. Por último, no existe una forma de detectar si el volumen medido es por todo exacto.

Lo que se necesita es un sistema simple y confiable para medir el volumen de un paquete, comúnmente conocido como "cubicar" un paquete y p ara p esar u n p aquete p ara d eterminar u n cargo por flete.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un sistema de facturación para determinar los cargos de transportación para los paquetes. Más preferiblemente la presente invención proporciona un sensor óptico basado en el sistema de lectura sin contacto para dimensionar o cubicar el paquete. De conformidad con la presente invención las otras dimensiones del paquete pueden medirse, sin requerir el contacto físico o el accionamiento de múltiples interruptores en múltiples ejes de orientación. Además, la presente invención es simple, barata y en una modalidad pueden usarse en una banda transportadora motorizada, continua sin la necesidad de un asistente. La presente invención también proporciona una forma para confirmar el sentido de las marcas del volumen detectado o medido. Otro aspecto de la presente invención es proporcionar un lector para el propósito de leer un identificador de paquete único asociado con cada paquete. En esta forma, el tamaño medido del paquete puede correlacionarse a un identificador de paquete en una base de datos para los propósitos de facturación.

La presente invención además comprende un microprocesador que recibe los valores del sensor, determina un tamaño de cubo, recibe la información del identificador del paquete y correlaciona esta con la información d el tamaño y d etermina u na tasa d e facturación apropiada basada en la entrada del destino y urgencia.

En una modalidad adicional, se proporciona una escala de peso asociada para la medición en línea del peso del paquete cuya información también se proporciona electrónicamente al microprocesador, de esta manera también puede correlacionarse al identificador único y el volumen del paquete en la base de datos del microprocesador. La presente invención además comprende una pantalla para desplegar el tamaño medido y/o peso para permitir al operador, si es que lo hay, revisar los datos por errores de entrada obvios.

Más preferiblemente, los medios de orientación (o para "cubicar") del volumen de la presente invención consisten de sensores ópticos de no contacto, por ejemplo, fototransistores que tienen una carga en la salida de señal eléctrica de conformidad con la cantidad de luz chocando con el sensor. Mediante montar el sensor detrás de una cubierta transparente abajo o detrás de la ruta del paquete a lo largo de la banda transportadora, la presente invención proporciona un dispositivo que mide la dimensión el cual es simple y barato para fabricar y fácil y confiable de usar.

Por lo tanto, de conformidad con un aspecto de la presente invención se proporciona un sistema de facturación para determinar los cargos de transportación para los paquetes movibles a lo largo de la banda transportadora, dicho sistema de facturación comprende: un l ector para l eer un identificador de paquete asociado con dicho paquete, dicho lector generando una señal de identificación del paquete y transmitiendo la señal a un microprocesador; un dimensionador del paquete teniendo una pluralidad de sensores ópticos de no contacto separados siendo colocados en un último eje y y un eje x para medir una altura y un ancho de un paquete y medios para medir una longitud de dicho paquete, cada sensor óptico siendo localizado en una posición conocida y orientada relativa a dicha banda transportadora de manera que los paquetes que pasan más allá del dimensionador se detectan por dichos sensores ópticos, dicho dimensionador determinando un tamaño de dicho paquete y un microprocesador para recibir y correlacionar dicha señal de identificación del paquete y dicho tamaño del paquete para propósitos de facturación, dicho microprocesador incluyendo una pre-entrada de datos en los cargos de facturación, por medio del cual dicho tamaño del paquete medido puede compararse a dicha pre-entrada de datos para determinar un cargo de transportación para dicho paquete.

De conformidad con otro aspecto de la invención, se proporciona un método para determinar los cargos de transportación para los paquetes mediante usar un sistema de facturación que tiene sensores ópticos de no contacto, dicho método comprende las etapas de: identificar un paquete por medio de un lector; pasar el paquete pasando los sensores localizados en un eje y y z y medir una longitud de dicho paquete en un eje x; determinar un volumen de dicho paquete de dichas lecturas del sensor y dicha longitud de dicho paquete; medir un peso del paquete; correlacionar el identificador del paquete con dicho peso medido y el volumen de dicho paquete en una base de datos; desplegar el peso y volumen medidos y determinar un cargo para dicho paquete con base a dicho peso medido y el volumen en la aceptación de los parámetros del empaque desplegados.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Ahora se hará referencia a los dibujos, que ilustran por medio de ejemplo solamente, las modalidades preferidas de la presente invención y en las cuales: La Figura 1 es una vista lateral de un sistema de conformidad con la presente invención; La Figura 2 es una vista superior del sistema de la Figura 1 ; La Figura 3 es una vista frontal del sistema de la Figura 1 , un sensor óptico de conformidad con la presente invención; La Figura 4 es una vista de extremo del sistema de la Figura 1 , que muestra un panel de despliegue de conformidad con la presente invención; La Figura 5 e s u na v ista d etallada d e u n s ensor ó ptico d e c onformidad c on I a p resente invención; La Figura 6 muestra un algoritmo para el microprocesador para recibir y correlacionar los parámetros medidos para propósitos de facturación; La Figura 7 muestra una modalidad adicional de la presente invención; La Figura 8 muestra la modalidad de la Figura 7 desde arriba; La Figura 9 muestra una modalidad adicional de un sistema de cubismo automático; La Figura 10 muestra el sistema de cubismo automático en vista de costado con un paquete siendo medido. La Figura 11 muestra los elementos de medición de la altura del paquete en forma esquemática y La Figura 12 muestra la base para medir el área del paquete.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La Figura 1 muestra un sistema de facturación 10 de conformidad con la presente invención para determinar los cargos d e transportación p ara l os empaques 1 2 m oviéndose a l o largo de un transportador 14. Como se muestra, el sistema 10 se lleva en una repisa 5 separada, que permite al sistema 10 funcionar como una unidad de solo una repisa. Sin embargo, la presente invención también comprende construir el sistema 10 en una línea de transportación sin una repisa separada 15.

El sistema de facturación 0 incluye un lector 16 para leer un identificador del paquete 18 en el paquete 12. Se entenderá por aquellos expertos en la técnica que existen muchas formas de identificador de paquetes 18 y el lector 16. Por ejemplo, el lector 16 puede ser un digitalizador óptico y p uede l eer u n identificador d e código d e barras digital en el paquete, que por ejemplo, puede ser un número de hoja de ruta. Alternativamente, el paquete puede equiparse con una etiqueta DIFR (Dispositivo de Identificación de Frecuencia de Radio) que puede leerse por un lector de etiquetas DIFR apropiado. Otras formas de identificadores y lectores se contemplan por la presente invención, pero el digitalizador óptico y la etiqueta de código de barras proporcionan resultados exactos y no costosos. También, mientras un- digitalizador fijo 16 se muestra, un digitalizador portátil también puede usarse y está comprendido por la presente invención. La salida del lector 16 es una señal de identificación del paquete, que se comunica electrónicamente a un microprocesador 30.

El siguiente elemento del sistema de facturación es un dimensionador del paquete 32 que tiene una pluralidad de los sensores ópticos espaciados 34. En una primera modalidad de la presente invención, un número de sensores 34 se localizan a lo largo de cada uno de los ejes x, y y Z como se muestra. Más preferiblemente, los ejes x, y y z se orientan perpendicularmente relativos a la banda transportadora 14. En esta forma es fácil calibrar las señales para dimensionar el paquete cuando los paquetes que pasan a lo largo de la banda transportadora 14 se detecten por los sensores ópticos. Sin embargo, la presente invención comprende orientar los ejes de los sensores ópticos en cualquier configuración que aún proporciona una lectura de una dimensión del empaque. Además, los ejes podrían inclinarse y calibrarse sin apartarse del alcance de la presente invención. En este sentido calibrado significa que las posiciones de los sensores individuales se conocen, de manera que la distancia entre un punto fijo y cada sensor también se conoce.

Como puede observarse a partir de la Figura 1 , los sensores ópticos 34 se separan a lo largo de los ejes en las direcciones x, y o z. El punto de intersección de los ejes se refiere como el origen 36. De esta manera, cada sensor óptico está en una distancia definida desde el origen 36. Más preferiblemente, de conformidad con la presente invención, los sensores ópticos están en la forma de fototransistores de silicón tal como las series SDP hechas por Honeywell. Dichos fototransistores pueden detectar el cambio en la cantidad de luz que toca el sensor y además puede sentirse cuando un objeto pasa sobre el sensor. Cuando dicho cambio se detecta, se produce una señal eléctrica. Mediante conocer la posición del sensor produciendo la señal, la presencia de un paquete en dicha ubicación específica puede orientarse como se explica en más detalle posteriormente.

Los sensores ópticos preferidos son sensores de no contacto. Dichos sensores son exactos y sensibles suficientes para responder a un cambio en la luz, causado por un objeto que pasa sobre el sensor. Opcionalmente, los sensores ópticos 34 se protegen por una cubierta transparente 35. Alternativamente, los sensores ópticos pueden colocarse en una posición de no contacto, justo detrás de un plano definiendo un costado del paquete. Por ejemplo, en la modalidad preferida, el sistema 10 incluye rodillos 37 como parte de la banda transportadora. Los rodillos 37 se montan en cojinetes (no mostrados) en la manera usual para permitir a los paquetes ser fácilmente movidos a lo largo de la repisa 15, primero pasan el lector 16, posteriormente pasan el dimensionador 32. Los paquetes se mueven en la dirección de la flecha A en este ejemplo, pero pueden moverse en cualquiera de las dos direcciones sin apartarse del a lcance d e I a p resente invención. El sensor óptico puede ubicarse como se muestra entre un par de rodillos adyacentes, pero abajo del nivel d e I a p arte s uperior d e I os rodillos. D e e sta forma, e I p aquete p asará m uy cerca sobre los sensores sin necesidad de contactar realmente el sensor para generar una lectura.

La exactitud de la medición del dimensionador 32 será una función para detectar los bordes externos del paquete 12. Si los sensores 34 se separan más cercanamente juntos, puede obtenerse una medición más precisa de las dimensiones externas del paquete 12. Contrariamente, si la separación de los sensores 34 es por separado en forma adicional, entonces el tamaño del paquete 12 es medido con menor precisión. Colocar los sensores 34 en intervalos de 1.27 cm ha producido resultados razonables, pero la presente invención comprende otros espacios tales como medio centímetro o los similares. Además, puede desearse no medir paquetes pequeños en lo más mínimo, los paquetes medios completamente en una manera precisa y los paquetes grandes en una manera menos precisa. En algunos casos, los paquetes debajo de cierto tamaño no se facturarán de conformidad con el tamaño como un cargo mínimo aplicará. Además, en una forma de la invención, ningún sensor 34 podría colocarse adyacente al origen, los sensores espaciados completamente cerca entonces seguirían y por último los sensores ampliamente espaciados se colocarían en la parte más externa de los ejes x, y y z.

También es deseable medir el tamaño de paquetes pequeños, en cuyo caso, sensores espaciados más cercanamente pueden usarse para reducir el error de medición. Además, una forma preferida de la presente invención es tener sensores espaciados cercanamente más cerca al origen, tal como 1 mm aparte para los primeros 10 cm y posteriormente, además del origen tiene sensores más ampliamente separados, tal como cada 5 mm. Diferente al arte previo que determina una dimensión de paquete mediante sumar las salidas de todos los interruptores accionados, la presente invención confía en la identificación de cada sensor 34 y su posición. Además, más bien tomando todas las señales, la cual capitaliza cualquier error en la lectura, la presente invención simplemente utiliza el sensor más externo que genera una salida correspondiente a un cambio en la cantidad de luz, como un sustituto para el borde exterior del paquete 12 para determinar el tamaño del paquete. En esta forma la ubicación de los bordes externos de cualquier paquete pueden determinarse. Además, los errores de orientación, si cualquiera, no son cumulativos para cada sensor contactando el paquete como en el arte previo. Además, la presente invención usará, como una lectura, el último sensor cubierto 34 de un equipo continuo de sensores cubiertos 34. Además, si por a Iguna r azón u n s ensor 34 s e c ubre, e I s ¡guíente e s u no n o-cubierto y a demás posteriormente lejos del origen u n p oco d e m ás s ensores 34 s e c ubren y p roducen I ecturas, I a presente invención usa solamente el último del equipo de los sensores cubiertos 34 como el punto de medición. En este medio, las lecturas aisladas de los artículos sin paquete tal como una mano del operador o cualquier otra materia que podría causar una falsa lectura no rechaza la medición exacta del paquete.

Como ahora puede apreciarse, para orientar exactamente un tamaño de un paquete 12 en todas las tres dimensiones, x, y y z, se requiere que el paquete 12 pase sobre tres juegos de sensores calibrados (como en posición) 34. Además, se prefiere que se cause que una esquina del paquete 12 se ubique momentáneamente en el origen 36, para caer en contra de los ejes x, y y z. Además, el paquete 12 puede pasar una superficie vertical 39 en la cual el eje se ubica mientras al mismo tiempo pasa sobre los ejes x y z. En dicho caso, se necesita que se usen solamente el sensor del ancho más externo 34, el sensor de altura más elevada 34 y el sensor de longitud más grande 45. Como la posición de cada sensor se conoce, tomar una lectura de cualquier sensor dado proporcionará una medición de la dimensión del paquete para propósitos de "cubicar".

Para el propósito de obtener una lectura, es más apropiado detener temporalmente el paquete 12 en la banda transportadora 14 y posicionar el p aquete 1 2 e n contra d e l os ejes de medición. En la modalidad de las Figuras 1 a 4, esto se hace manualmente por un trabajador quien desliza e I p aquete e n I a p osición en e ontra d e I a p ared 39. U n b orde de obstrucción fijo puede proporcionarse extendiéndose fuera de la pared posterior para asegurar la alineación exacta. En la modalidad de las Figuras 7 y 8, la obstrucción se mueve automáticamente por medios mecánicos como se explica posteriormente. Una vez que el paquete 12 se coloca con una esquina en el origen 36, puede tomarse una medición de todas las tres dimensiones. La medición toma la forma de una señal de salida electrónica que se envía a y se recibe por el microprocesador 30. Adicionalmente, la p resente i nvención comprende pasar e l p aquete s obre o p asar u na barra de orientación y tomar las lecturas más externas, más que usar una posición de origen.

Asociado con el microprocesador 30 está un monitor o pantalla 40 como se muestra en la Figura 1. Puede montarse en un poste 41 e incluye los botones de entrada 43, que se explican en más detalle posteriormente. Alternativamente puede montarse en cualquier ubicación conveniente en donde es más fácilmente visible para un operador, tal como en el frente de la escala. El propósito del monitor 40 es para proporcionar de un despliegue visual de las lecturas hechas por el sistema 10. Por ejemplo, cuando el paquete 12 se coloca manualmente en los ejes de medición, el operador puede observar simplemente la cantidad medida y por lo tanto asegurar que la lectura es una buena lectura. Entonces el operador puede liberar el paquete para dejarlo que continúe a lo largo de la banda transportadora para el destino clasificado o los similares. Una ventaja de la presente invención es que el operador tiene la oportunidad de verificar las definiciones mediante observar de cerca el tamaño real del paquete 12. El valor estimado llegará con base en la experiencia del operador o a través del conocimiento general. Por ejemplo, si un paquete de 0.3048 cm por 0.3048 cm por 0.3048 cm se despliega como siendo de 0.002547 m3, el operador claramente conocerá que un error de medición ha ocurrido y puede remover y volver a medir el paquete 12 antes de que se produzca una factura para el cliente de transportación.

También asociada con la banda transportadora 14 está una escala de peso en línea 50 que más preferiblemente se construirá en la estructura de soporte para el sistema dimensionador 32. Además, la presente invención comprende que el peso del paquete 12 puede determinarse, ya sea a medida que el paquete 12 se mueve al dimensionador 32 o incluso mientras el dimensionador 32 está tomando las medidas. Las escalas de peso del Servicio de Escala de Matrices en Mississauga, Notario ha encontrado para producir resultados razonables proporcionar una señal de salida que puede convertirse en una lectura de peso. La escala de peso puede sopesar el peso individual de los paquetes 12 y en este diseño ambos, tanto el peso y el volumen de un paquete 12 puede medirse y correlacionarse al identificador del paquete en el microprocesador.

Ahora con referencia a la Figura 5, una vista lateral de un sensor óptico, se proporciona tal como un fototransistor. Incluye una superficie de detección 52 y un par de líneas eléctricas 54, 56. El fototransistor trabaja en una manera conocida y además no se describe en más detalle en este documento. Otro tipo de sensores de no-contacto se comprende por la presente invención pero los fototransistores ha proporcionado resultados razonables y además se prefieren.

Ahora con referencia a la Figura 6, se proporciona un diagrama de flujo ejemplarizador para la implementación de un sistema de facturación de conformidad con la presente invención. La primera etapa es un procedimiento de prueba cuando el sistema primero se enciende, el microcontrolador automáticamente realiza una prueba para confirmar que todos los fototransistores están trabajando y para verificar que la cantidad requerida de luz está presente para operar los sensores. Si un problema está presente el despliegue indicará un error y que se requiere el servicio. Para ayudar, el despliegue indicará que el problema existe.

El sistema entonces está listo para los paquetes, indicado por el inicio 100. La etapa de inicio puede iniciarse, por ejemplo por el lector óptico orientando un identificador del paquete. En loa siguiente etapa 102, el paquete se digitaliza. En este punto, la digitalización toma la forma del peso del paquete por medio de una escala de peso en línea 50 incorporado en la repisa de soporte 15 y cubicando el paquete con el dimensionador 32, a saber identificando el volumen del paquete mediante el uso de los sensores ópticos de no contacto colocados en posiciones predeterminadas en los tres ejes de medición u orientación óptica como se explicó anteriormente. Una vez que se hacen las lecturas, la información se establece como una señal electrónica para una caja de control del procesador de cubismo, que convierte las señales electrónicas en señales de datos en la etapa 104. Entonces, en la etapa 106, los datos se establecen a partir de la caja de control del proceso de cubismo para una pantalla o monitor. Entonces, en la etapa 108, el monitor despliega las dimensiones, el peso, el número de hoja de ruta y cualquier otra información pertinente para el empaque. En este punto, la información puede observarse por el operador, si cualquiera, y generalmente se verifica como su exactitud aparente.

La siguiente etapa en 1 2, es enviar los datos verificados a la computadora de facturación (no mostrado) para el sistema. La computadora de computación es responsable para correlacionar los datos electrónicos a una escala de cargos para determinar la carga de la hoja de ruta apropiada para el cliente del envío. Esto puede hacerse mediante la mesa de búsqueda o lo similar, en donde los cargos de facturación de pre-entrada se proporcionan para los tamaños o rangos de tamaños del paquete específico. Antes de producir exactamente una hoja de ruta, los datos se verifican para determinar si son o no confiables. Por ejemplo, la computadora asegura que el número de hoja de ruta tiene el número de dígitos apropiado y que el peso y el volumen que se miden caen dentro de los parámetros aceptables. Si la información no es aceptable, entonces, el programa en la etapa 114 cuestiona si o no los datos se han enviado tres veces. En 116, si los datos ya se han enviado tres veces y aún no es aceptable, entonces un mensaje de error se envía al despliegue, en cuyo caso el paquete se remueve y se re-inserta en la banda transportadora para la re-medición. Si los datos no han enviado un número predeterminado de veces, entonces en la etapa 118, los datos se re-envían a la microcomputadora.

En la etapa 112, si los datos son buenos, entonces un reconocimiento de los datos recibidos se envía para desplegarse en 120 de manera que el operador conozca que la información se ha registrado en la base de datos de la computadora. Una vez que los datos se han confirmado como se han desplegado, entonces el programa finaliza en 124 y está listo para recibir el siguiente paquete para pesarlo. Si por alguna razón los datos no se despliegan en 122, entonces el programa vuelve a colocarse en el establecimiento del error y el paquete deberá volverse a medir de nuevo en la etapa 102.

La siguiente etapa es determinar los cargos de facturación para el paquete. Existen muchas maneras diferentes para determinar los cargos de facturación y varios multiplicadores pueden usarse para la distancia, la urgencia y el peso y/o volumen. Teniendo la pre-entrada de información de facturación relevante en un microprocesador en la forma electrónica significa que el microprocesador puede generar una factura apropiada para el volumen, peso, destino y urgencia del paquete.

Ahora con referencia a la Figura 7, una versión automatizada de la presente invención se muestra. Los mismos números se usan para los mismos componentes como aparecen en la primera modalidad. En esta versión el operador no se requiere y la banda transportadora automáticamente mueve los paquetes a lo largo por medio de los rodillos energizados o los similares. Como se muestra, el brazo de obstrucción 80 se proporciona el cual se monta arriba de la banda transportadora. El brazo de obstrucción 80 de preferencia se acciona entre una posición de obstrucción y una posición de liberación en la dirección de la flecha 84. En la posición de obstrucción, el brazo de o bstrucción 80 causa q ue el paquete se contiene e n contra del eje d e medición en el origen 36. En la recepción de una señal válida, el microprocesador entonces puede proporcionar una salida para el brazo de obstrucción 80 para liberar el brazo de obstrucción 80 y dejar el paquete continuar en su camino mediante girar en la dirección de la flecha 84. De esta manera, la medición del paquete a manos libres puede llevarse a cabo.

En muchos casos será necesario también asegurar que el paquete se coloque en contra del lado lejano del dimensionador para asegurar las buenas mediciones en el eje x y el eje y del dimensionador. Además, un brazo de posicionamiento 90 se proporciona, el cual gira aproximadamente a 92. Una fuerza de torsión predeterminada se usó para asegurar que los paquetes se empujen lateralmente en contra de los ejes de medición x e y, pero el brazo de posicionamiento 90 también girará para dejar los paquetes más grandes de un lado a otro. El control electro-mecánico preciso del brazo de oscilación 90 puede variar, así se entenderá por un experto en la técnica. Lo que esta modalidad de la presente invención comprende, es un medio automático para colocar el paquete momentáneamente en la rejilla de orientación para permitir que se hagan las mediciones apropiadas.

La Figura 9 muestra una modalidad adicional de la presente invención. En esta modalidad a necesidad para posicionar el brazo 90 y el brazo de obstrucción 80 se eliminan, proporcionando el cubismo en línea automático continuo de los paquetes. El sistema de dimensionamiento 200 se muestra en vista de extremo. El sistema de dimensionamiento 200 incluye una mesa de transportación 202 con patas 204. Un plano de medición 206 se define por una barra de medición de la amplitud 208 integrada y extendiéndose a través de la mesa 202 así como un par de brazos de medición ascendentes 210 y 212. Completando el plano de medición está un riel superior 214, del cual preferiblemente se soporta una fuente de luz 216 dirigida descendentemente hacia la barra de medición de la amplitud 208.

La mesa 202 incluye una superficie superior 218 que está en la forma de una banda transportadora. En la modalidad preferida está en la forma de una pluralidad de rodillos 220. Más preferiblemente los rodillos se motorizan o conducen de manera que cualquier objeto colocado en los rodillos se mueva desde un extremo de la mesa a otro extremo y en el proceso pase a través del plano de medición definido por la barra de medición 208 y los brazos de medición verticales 210 y 212. Como en la modalidad previa, la barra de medición 208 de preferencia está justo debajo de la parte superior de los rodillos 220 en una posición cercana pero no de contacto.

De conformidad con una forma preferida de la presente invención, la mesa transportadora 202 de preferencia Incluye un mecanismo de conducción asociado para energizar los rodillos, indicados generalmente en 222. El mecanismo de conducción 222 incluye una caja de junta eléctrica 224 en la cual un cable de energía 226 se asegura. Después, los cables 227 se conectan a un controlador de la energía 228 que actúa para controlar las fluctuaciones de energía que deben estar presentes en la energía de entrada. Del controlador de energía 228 existen cables 229 conectados a un motor eléctrico 230. El motor 230 incluye un árbol de salida 232 que se conecta a una caja de engranaje 233. La caja de engranaje proporciona la reducción del engranaje apropiado deseado para obtener la velocidad de la polea de conducción 234. Una cinta de conducción dentada 236 se extiende entre la polea 234 y uno de los rodillos 220. Los otros rodillos de preferencia se conectan mecánicamente, por ejemplo a través de las cintas de conducción dentadas y además se conducen operativamente por el motor 230.

Ahora puede entenderse que el mecanismo de conducción de la presente invención se configura para proporcionar una velocidad de conducción conocida y consistente a los rodillos de conducción sin demasiada variación. Se entenderá que el uso de un acondicionador de energía es una forma de lograr este resultado, pero que existen muchos otros dispositivos electro-mecánicos para lograr los mismos resultados. Lo que es importante para la presente invención es incluir en el mecanismo de conducción una velocidad de conducción razonablemente estable para los rodillos, de manera que los rodillos se giren con una velocidad preconocida y regular, porque entre más real y exacta es la velocidad del rodillo, es más exacta la medición por el dispositivo como se entenderá con más detalle posteriormente.

Mientras es posible establecer el mecanismo de conducción a una velocidad establecida predeterminada, también se prefiere de conformidad con la presente invención proporcionar una forma de monitorear la velocidad en cualquier momento. Se proporciona en este extremo un sensor d e velocidad 240 q ue toma u na m edición en tiempo real de la velocidad del motor para propósitos de la medición del cálculo al "cubicar". El uso de un sensor de velocidad en tiempo real 240 mejora la exactitud de la presente invención y además es más preferido. Sin e mbargo, en algunos ejemplos puede ser posible establecer la velocidad del motor de manera que no se requiere un sensor de velocidad 240 exactamente. Sin embargo, este es menos preferido. El sensor de velocidad 240 p uede colocarse en cualquier p unto en el tren d e e nergía, pero se ha encontrado conveniente de colocar el mismo en el motor 230 como se muestra. El sensor de velocidad 240 proporciona una salida la cual se comunica eléctricamente con el microprocesador.

En la Figura 10, la mesa transportadora de la Figura 9 se muestra midiendo un paquete 242. El paquete 242 está siendo conducido por los rodillos 220 en la dirección de la flecha 246. Debido a la combinación del controlador de energía y el sensor, la velocidad del paquete se conocerá en cada instante a medida que el paquete 242 pase a través del plano de medición 213. El microprocesador tendrá una proporción de muestra para obtener la información de cada sensor, muchas veces por segundo. Además, al momento en que una lectura cambia puede sincronizarse dentro del límite de la proporción de muestra. Si la proporción, por ejemplo, 100 veces por segundo, las mediciones del tiempo pueden ser exactas dentro de 1/100 de un segundo. La operación del plano de medición 213 ahora puede entenderse.

La barra de amplitud 208 es la misma como el eje de medición z de las modalidades previa y más preferiblemente incluye fotodetectores 250 en intervalos espaciados predeterminados. Los fotodetectores 250 detectan los cambios en la luz ambiental y además son capaces de determinar cuando un paquete 242 ha pasado sobre el detector. La fuente de luz de arriba 216 proporciona un nivel más confiable de luz que de otra manera se proporcionaría por la luz ambiental de los servicios de la construcción general. Además, mientras no es esencial la luz de arriba 216, se prefiere para asegurar la facilidad de calibración y de mayor exactitud de orientación. Además, un paquete que pasa sobre la barra de amplitud 208 bloqueará al menos uno y probablemente más de un sensor. A medida que el paquete 242 pasa sobre los sensores de la barra de amplitud, su presencia se detectará y la amplitud del paquete 242 pasando sobre la barra de amplitud 208 entonces puede detectarse. Se entenderá que la barra de amplitud 208 medirá en cualquier momento en el tiempo, la distancia entre los últimos dos sensores no obstruidos y de esta manera, no habrá problema a lo largo de la barra de amplitud en donde el paquete 242 pase. Esto significa que el ancho del paquete puede medirse sin necesidad de colocar el paquete arriba en contra de un origen.

Como se muestra en la Figura 1 , la medición de la altura del paquete se determina por una serie de foto emisores 250 colocados en un extremo 210 de la tabla de transportación 202 que se dirige para producir los rayos ópticos 253 que chocan en los fotodetectores 252 ubicados en un costado opuesto 212. Además para cada emisor existe un detector asociado. Los emisores pueden ser de cualquier forma de fuente de luz, pero se han logrado buenos resultados con los emisores LED. Más preferible, la fuente de luz emitirá un haz de luz estrecha que puede dirigirse en el detector con poca o sin dispersión. Un haz de luz alineado es la forma de emisión más preferida.

Para mejorar la exactitud para la detección de la presente modalidad, se prefiere usar las guías de luz de entrada y salida 254, 256 como se muestra en la Figura 11. Esencialmente las guías de luz son perforaciones estrechas formadas en un material opaco, tal como plástico. Las perforaciones 258 asociadas con el emisor (la guía de luz de salida) causa que la mayoría de luz se dirija a lo largo del eje de la perforación y previene que se disperse fuera del eje del haz. Las perforaciones 260 asociadas con el fotodetector (la guía de luz de entrada) hacen al fotodetector responsable de las fuentes de luz a lo largo del eje de entrada solamente, de manera que los cambios en los niveles de luz fuera de este eje tendrán poco o ningún efecto en la cantidad de luz que alcanza los fotodetectores 252. También, la luz reflejada no alineada con el eje de la perforación de entrada, no será capaz de alcanzar al fotodetector 252, significando que las lecturas falsas son mucho menos probables.

Ahora puede apreciarse como la altura del paquete puede medirse. Cada fotodetector 252 solamente es responsable del foto-emisor asociado 250 y se coloca en una posición separada aparte predeterminada 264 que se conoce. Además, cada fotodetector 252 se asocia con una altura específica. Cualquier objeto que pase entre el emisor 250 y el detector 252 causará un cambio significante en la señal de luz detectada por el fotodetector 252, que entonces puede usarse para determinar la altura de un paquete. El último detector obstruido revelará la altura total del paquete en cualquier tiempo dado de un paquete 242 pasando a través del plano de medición. Esto se ilustra en la Figura 10 por los rayos 266 y 268 uno de los cuales pasa y uno de los cuales se bloquea por el paquete 242. En resumen el plano de medición detecta tanto la amplitud de un paquete 242 y la altura de un paquete 242 a medida que pasa a través del plano de medición.

Mientras la orientación de la altura se muestra en la misma posición como I a o Mentación d e I a amplitud, se apreciará que estos elementos podrían colocarse en diferentes posiciones tanto como se determinan la altura de un paquete, la longitud y la amplitud.

Como se entenderá por aquellos expertos en la técnica, el conocer la altura y la amplitud de un paquete no es suficiente. La longitud del paquete también se requiere para propósitos de cubicar. La presente modalidad de la invención hace uso de la velocidad medida y/o conocida de los rodillos para determinar la velocidad del paquete 242 a medida que pasa a través del plano de medición. La medición de la velocidad puede usarse para calcular la longitud del paquete en un número de formas. Por ejemplo, si el paquete se coloca para alinearse arriba con la dirección de recorrido y el paquete es de una forma regular, el tiempo puede medirse entre cuando el paquete primero cruza la barra de amplitud a cuando se termina cruzando la barra de amplitud. Conocer la velocidad del paquete y el tiempo transcurrido para cruzar la barra de amplitud proporciona suficiente información para determinar la longitud del paquete, puesto que la longitud será igual a la velocidad por el tiempo transcurrido. Sin embargo, se entenderá que será inverosímil, en la ausencia de una persona o dispositivo alinear el paquete 242 a la dirección del recorrido, en la cual el paquete será alineado. Más frecuentemente los paquetes cruzarán el plano de medición un poco en forma oblicua. La presente invención puede cubicar confiadamente el paquete mediante conducir varios cálculos basados en las lecturas del sensor como se establece en forma más completa posteriormente.

Ahora con referencia a la Figura 12, se muestra un diagrama de un paquete que pasa sobre la barra de amplitud que no está alineado a la dirección del recorrido. Esta es una vista esquemática desde arriba. Cuando un paquete cruza la barra de medición 208 en un ángulo relativo a la dirección del recorrido 246, el punto que primero pasa sobre la barra de amplitud se registra y se indica como "a" en la figura. A medida que el paquete 242 continua pasa sobre la barra de amplitud 208, los dos puntos más lejanos de "a" se registran, junto con el tiempo que se toma para llegar a estos puntos. Estos puntos se muestran como puntos "b", "c" y el tiempo transcurrido se usan para calcular respectivamente las longitudes A y B. Eventualmente el paquete despeja la barra de amplitud en el momento en que el último punto del paquete cruzando la barra de amplitud puede registrarse (punto "d"). Con base en el intervalo de tiempo "d" se registra, una longitud C diagonal completa puede calcularse. Entonces esto permite que las longitudes D y E se calculen mediante restar A y B de C respectivamente.

Como se apreciará, el paquete pasando sobre la barra de amplitud permitirá la distancia horizontal entre "a" y "b" y entre "a" y "c" para medirse directamente. Esto se muestra como S1. Como se muestra el paso del paquete a través de la barra de amplitud crea cuatro triángulos de ángulo recto 1 , 2, 3 y 4. En cada uno, S1 será un valor medido y el otro lado (A, B, C y D) será un valor derivado. Dado que los triángulos 1 , 2, 3 y 4 son triángulos de ángulo recto, una hipotenusa H puede calcularse para cada triángulo. Esto significa que por cada lado del paquete (largo y ancho) dos mediciones se desean dado que dos valore de H se encuentra, lo cual permite que los dos resultados sean promediados para incrementar la exactitud de la medida.

Ahora puede apreciarse que los cálculos de longitud y amplitud pueden combinarse con el cálculo de la altura para cubicar el paquete para determinar el tamaño total del envío del paquete. Se apreciará por aquellos expertos en la técnica que para los paquetes no regulares, la altura más alta se usará, más que la altura promedio. Sin embargo, para determinar el espacio del empaque en, por ejemplo, la carga aérea, esta es una medida apropiada, dado que esta es la forma en que se realizan los cálculos para los paquetes aéreos. En otras palabras, la presente invención mide el tamaño del paquete tan exactamente como se requiera para los métodos de empaquetamiento usados en las técnicas de empaquetado modernas. Tal como la presente modalidad de la invención proporciona una forma efectiva aún mecánicamente simple para calcular el tamaño del paquete para propósitos de facturación y transportación. Se entenderá que esta modalidad de la invención incluye los otros aspectos de la invención previamente enseñados, tal como el lector ID asociado, la escala de peso del microprocesador y el algoritmo del sistema de facturación.

La presente modalidad puede incorporar la escala de peso como parte de la tabla de peso y usar un método de promedio u otros métodos estadísticos para remover las inexactitudes que pueden elevar el hecho de que los paquetes se muevan. En algunos casos puede preferirse usar dos escalas de peso en paralelo para asegurar que solamente un paquete esta siendo pesado en un tiempo y para permitir que los paquetes se detengan momentáneamente durante el pesaje. La presente invención también comprende que el peso de los paquetes pudiera determinarse en alguna parte del proceso de clasificación y la información del peso se comunica simplemente en forma electrónica al microprocesador y posteriormente se asocia con el empaque ID en los registros de facturación.

Se entenderá por aquellos expertos en la técnica que mientras se hace referencia a las modalidades preferidas de la presente invención, la forma de la presente invención puede variar sin apartarse del alcance de las reivindicaciones que están anexas. Algunas de estás variaciones se han discutido arriba y otras serán aparentes para aquellos expertos en la técnica. Por ejemplo, varias formas para el lector pueden usarse para asociar el único identificador del paquete con el paquete que está siendo medido.

Claims (24)

21 REIVINDICACIONES

1. Un sistema de facturación para determinar los cargos por transportación para los paquetes q ue s e m ueven a I o I argo d e u na b anda t ransportadora, d icho s istema d e facturación comprendiendo: un I ector p ara I eer un identificador de paquete asociado con dicho paquete, dicho lector generando una señal de identificación del paquete y transmitiendo la señal a un microprocesador; un dimensionador del paquete teniendo una pluralidad de sensores ópticos de no contacto espaciados siendo colocados en al menos un eje y y z para medir una altura y un ancho de un paquete y un medio para medir una longitud de dicho paquete, cada sensor óptico siendo ubicado en una posición conocida y orientada relativa a dicha banda de transportación de manera que los paquetes que pasan dicho dimensionador se detectan mediante dichos sensores ópticos, dicho dimensionador determinando un tamaño de dicho paquete y un microprocesador para recibir y correlacionar dicha señal de identificación del paquete y dicho tamaño del paquete para propósitos de facturación, dicho microprocesador incluyendo datos de pre-entrada en los cargos de facturación, por lo tanto dicho tamaño del paquete medido puede compararse a dichos datos de pre-entrada para determinar una carga de transportación para dicho paquete.

2. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 1 , en donde dichos medios para la medición de una longitud de dicho paquete además incluye una pluralidad de sensores ópticos colocados a lo largo de un eje x para medir una longitud de dicho paquete.

3. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, que además incluye una escala de peso asociada con dicho dimensionador, dicha escala de peso orientando un peso de cada uno de dichos paquetes en dicho dimensionador y produciendo una señal de peso, en d onde d icho m icroprocesador recibe d icha s eñal d e p eso y correlaciona la misma con dicha 22 señal de identificación del paquete y dicha señal del dimensionador del paquete para propósitos de facturación.

4. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 2, que además incluye una obstrucción para posicionar dichos paquetes relativos a dichos sensores ópticos para la medición del tamaño exacta.

5. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 4, en donde dicha obstrucción es movible entre una posición de orientación del volumen del paquete y una posición para pasar el paquete.

6. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 2, en donde dicho microprocesador incluye una pantalla para desplegar uno o más parámetros del paquete.

7. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 6, en donde dicho microprocesador incluye una pantalla para desplegar al menos un volumen de paquete medido y un peso de paquete medido.

8. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 1 , en donde dichos sensores ópticos además comprenden una pluralidad de fototransistores de detección de luz, que detectan si un objeto está pasando por encima de los mismos.

9. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 8, en donde dichos diodos de detección de luz se ubican atrás de la cubierta transparente por lo tanto los paquetes siendo dimensionados como se midieron remotamente. 23

10. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, en donde una dimensión de un paquete se mide mediante determinar la distancia entre los dos diodos más espaciados aparte que detectan la presencia de dicho paquete.

11. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 1 , en donde dichos medios para medir una longitud de dicho paquete además incluyen un medio para medir la velocidad de dicho paquete y la longitud de tiempo que toma a dicho paquete pasar sobre dichos sensores ópticos y dicho microprocesador incluye un medio para calcular la longitud de dicho paquete basado en dicha velocidad y mediciones de tiempo.

12. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 1, en donde dichos sensores del eje y y z definen un plano de medición a través del cual dicho paquete que esta siendo medido pasa.

13. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 12, en donde dicho dimensionador además incluye fuentes de señales ópticas dirigidas en contra de dichos sensores ópticos a lo largo del eje y.

14. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 3, que además incluye guías de entrada ópticas para cubrir dichos sensores ópticos de las fuentes de luz aisladas.

15. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 13, además incluye guías de señales ópticas para dirigir una salida óptica de dichas fuentes de señales ópticas hacia dichos sensores ópticos.

16. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 11 , además incluye un motor para conducir dicha banda transportadora para pasar dicho paquete pasando dichos sensores. 24

17. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 16, que además incluye un sensor de velocidad para medir la velocidad real de dicho paquete a medida que pasa dichos sensores.

18. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 1 , en donde dicho sistema mide el tiempo en que a un paquete le toma pasar dichos sensores.

19. Un sistema de facturación de conformidad con la reivindicación 1 , que además incluye una fuente de luz localizada arriba de dichos sensores del eje z.

20. Un método para determinar los cargos por transportación para los paquetes usando un sistema de facturación que tiene sensores ópticos de no contacto, dicho método comprendiendo las etapas de: identificar un paquete por medio de un lector; pasar el paquete pasando por los sensores ubicados en el eje y y z y medir una longitud de dicho paquete en un eje x; determinar un volumen de dicho paquete de dichas lecturas del sensor y dicha longitud de dicho paquete; medir un peso del paquete; correlacionar el ¡dentificador del paquete con dicho peso medido y el volumen de dicho paquete en una base de datos; desplegar el peso medido y el volumen y determinar un cargo por dicho paquete con base en dicho peso y volumen medidos en la aceptación de los parámetros del paquete desplegados,

21. Un método para determinar los cargos por transportación para un paquete de conformidad con la reivindicación 20, en donde dicho método además incluye una etapa de 25 iniciación, en ia cual todos los sensores ópticos de no contacto se energizan temporalmente para permitir la verificación visual de la operación del sistema.

22. Un método para determinar los cargos por transportación para un paquete de conformidad con la reivindicación 21 , además incluye la etapa de verificar cada sensor óptico en el inicio y detectar cualquier falla en el mismo.

23. Un método para determinar los cargos por transportación para un paquete de conformidad con la reivindicación 22, que además incluye la etapa de desplegar un mensaje de error en una falla que se detecta en un sensor óptico.

24. Un método para determinar los cargos por transportación para un paquete de conformidad con la reivindicación 23, que además incluye la etapa de identificar una ubicación dicha falla detectada y desplegar la misma.