TWI738027B

TWI738027B - 高速移載垂直單元及應用彼之交叉皮帶分揀機

Info

Publication number: TWI738027B
Application number: TW108125245A
Authority: TW
Inventors: 陳贊仁
Original assignee: 漢錸科技股份有限公司
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2021-09-01
Also published as: TW202104038A

Abstract

本發明涉及一種高速移載垂直單元及應用彼之交叉皮帶分揀機，其包含有一框架，分設於框架兩端之一頭機架與一尾機架，且框架上設有一或多個之高速移載垂直單元，令各該高速移載垂直單元可於框架延伸方向行駛，又框架上設有一或多個之操作單元，且各該操作單元可以選擇性分別作動各該高速移載垂直單元產生垂直行駛方向的橫向移載，藉此，能因應不同分揀物品的形式與大小，使分揀樣式更具有彈性，讓物品能夠不受分揀尺寸限制，縮短貨物距離，在相同運轉速度下，分揀能力能夠達到最高，從而提高分揀的效能。

Description

高速移載垂直單元及應用彼之交叉皮帶分揀機

本發明係隸屬一種交叉帶分揀之技術領域，具體而言係一種高速移載垂直單元及應用彼之交叉皮帶分揀機，藉以能提高分揀的效率，並增加輸送物品的樣式及尺寸範圍。

按，在輸送機技術中，經常採用沿著輸送路徑在軌道上移動的輸送承載件來運送待傳送物品。而隨著互聯網經濟的發展，物流業正在進入快速發展期，對包裹快速、準確的分揀成為物流行業一個基本的要求，現有的物流分揀系統通常是設置一條主輸送線、以及平面設置的多條首尾閉合成環形的分揀軌道，在分揀軌道的旁側間隔設有多個對應不同位址的分揀口，分揀軌道上間隔地設置若干分揀車廂。各該分揀車廂輸送貨物的輸送帶輸送方向可橫向於主輸送線的運動方向，由於交叉帶式分揀裝置的輸送帶與主輸送線的運行方向相垂直，因此，這種分揀設備被稱為“交叉皮帶分揀機(Cross-Belt Sorter)”。以利用分揀車廂的移動方向向左或向右來排出所輸送的貨物；而現有交叉皮帶分揀機之分揀車廂，如EP0930248B1、EP1375390A2或CN200720112351.7等，其公開的分揀車廂之構成，係通過摩擦板、摩擦輪、摩擦輪軸、一對錐齒輪、驅動軸、驅動輪以及“兩連接桿兩端分別與交叉帶分揀輸送機兩條傳動鏈條的對應特質鏈板連接固定”的結構，使分揀車廂到達分揀位置時，交叉帶分揀輸送機接受控制系統發出的指令，使相對的摩擦板接觸對應分揀車廂之摩擦輪，摩擦輪在摩擦力的作用下運轉，帶動摩擦輪軸、一對錐齒輪、驅動軸、驅動輪轉動，進而帶動皮帶輸送機構的皮帶運轉，從而將分揀車廂上的物品分流轉運到分支輸送線或下包線。但這樣的結構面臨若干問題：首先，傳統交叉皮帶分揀機透過分揀車廂的平面皮帶分揀貨物，相較其他的分揀方式，承載物的多樣性是最高的，但是傳統形式的分揀車廂因為動力的關係，機身較大，不僅使包裹將會有固定尺寸，以及貨物擺放間距固定，使得固定速度下分揀車廂的最大分揀能力不高。其次，現有高速分揀機(Turn roller)使用摩擦滾輪帶動貨物，因為縮短了貨物的間距，使分揀速度可以比傳統的交叉皮帶分揀機之分揀車廂還要高，但分揀的貨物因為滾輪間隔的關係，讓分揀樣式較少，並且無法輸送軟包裹。

為此，有業者開發一種如美國專利之US9409716案的輸送機分揀系統，其包括：一個框架；兩個或多個沿框架延伸方向行駛之分揀車廂，且每個車廂具有一垂直分揀車廂行駛方向移動之皮帶，分揀車廂另具有一可驅動該皮帶之電動機，且該分揀車廂之板帶寬度至少不少超過8英寸(20.32厘米)寬；以及一視覺系統，其被定位以觀察設置在兩個或更多個分揀車廂上的物品，其中視覺系統被配置成通過至少在其中一個分揀車廂上相對於另一個分揀車廂上的物品，以移動相對分揀車廂之皮帶來對齊物品。以提高其分揀能力及增加輸送物品的樣式。

然而，上述專利前案的分揀車廂在技術上，係透過各自的電動機來驅動皮帶移動，且電動機需另外搭配一組控制器來操作該電動機的動作及正反轉，無形間使該分揀車廂的結構更為複雜，同時也加大了框架上用於驅動分揀車廂的電動機規格及負載，使輸送效率無法真正的提升。再者為了提供電動機電力及控制器訊號，框架及分揀車廂上需要分設電力及訊號的傳輸裝置，而再次讓框架及分揀車廂的結構及安裝更為複雜，無形間提高製造、安裝的成本，也增加維護的難度，換言之，現有交叉皮帶分揀機中不具自身動力的分揀車廂無法有效縮小其皮帶寬度及無法有效確保皮帶驅動的確實性，而具自身動力的分揀車廂則存在有結構過於複雜和驅動負載過大，進而影響到交叉皮帶分揀機的效率無法被有效提升，如何解決此一問題，係業界的重要課題。

有鑑於此，本發明即基於上述交叉皮帶分揀機所面臨的問題深入探討，並藉由本發明人多年從事相關開發的經驗，而積極尋求解決之道，經不斷努力之研究與發展，終於成功的開發出一種高速移載垂直單元及應用彼之交叉皮帶分揀機，藉以能克服現有者無法兼具分揀樣式多及分揀效率高所造成的不便與困擾。

因此，本發明之主要目的係在提供一種高速移載垂直單元及應用彼之交叉皮帶分揀機，藉以能因應不同分揀貨物的形式，更具有彈性，以及高速分揀的效能。

又，本發明之次一主要目的在於提供一種高速移載垂直單元及應用彼之交叉皮帶分揀機，其能令各高速移載垂直單元被獨立驅動，當貨物尺寸不一時，可同步驅動單元，讓貨物能夠不受分揀尺寸限制，縮短貨物距離，在相同運轉速度下，分揀能力能夠達到最高。

再者，本發明之另一主要目的在於提供一種高速移載垂直單元及應用彼之交叉皮帶分揀機，進一步能因平面皮帶的輸送彈性，而能夠容納不同的分揀貨物類型，以提升其實用性。

為此，本發明主要係透過下列的技術手段，來具體實現上述的各項目的與效能，該高速移載垂直單元包含有：其具有一廂框，又該廂框兩端分別具有一滾輪，且於廂框於兩端滾輪間環設有一輸送皮帶，另該廂框上設有供頂撐該輸送皮帶外緣表面之一固定張力輪及一活動張力輪；再者，該廂框底面設有一可帶動輸送皮帶之驅動件，而該驅動件則具有一由兩垂直嚙合之錐形齒輪所組成的十字轉向器，又該十字轉向器具有一做為輸入之摩擦輪，另該十字轉向器一側相對廂框側面具有一輸出之傳動輪，又該驅動件於廂框之十字轉向器一側樞設有一與該傳動輪平行之驅動滾筒，再者該驅動滾筒具有一對應前述傳動輪之被動輪，且該傳動輪與該被動輪上環設有一皮帶，另該驅動滾筒對應前述固定張力輪與活動張力輪之間的下方，令該輸送皮帶內緣可繞經該驅動滾筒外緣。

而該交叉皮帶分揀機，其包含有：一框架，其兩側分別具有一相互平行延伸之軌道；一頭機架，其設於框架的一端，該頭機架兩側分別具有一對應框架兩側軌道、且可同軸驅動之鏈輪，又該頭機架具有一可帶動鏈輪之電動件；一尾機架，其設於框架的另一端，該尾機架兩側分別具有一對應框架兩側軌道、且可同軸驅動之鏈輪，又該頭、尾機架兩側鏈輪間分別環繞有一對應軌道延伸之鏈條；一個或多個高速移載垂直單元，該等高速移載垂直單元平行間隔設於該框架兩側之鏈條，令鏈條可帶動該等高速移載垂直單元沿著框架軌道延伸方向行駛，且令該等高速移載垂直單元之輸送皮帶轉動方向垂直各該高速移載垂直單元的行駛方向；一個或多個之操作單元，各該操作單元分設於框架對應該等高速移載垂直單元的下方，又各該操作單元具有對應高速移載垂直單元之驅動件側面之一第一制動件及一第二制動件，又該第一制動件可作動一能選擇性接觸該驅動件摩擦輪之第一摩擦板，另該第二制動件可作動一能選擇性接觸該驅動件摩擦輪之第二摩擦板，又相鄰操作單元之第一摩擦板與第二摩擦板相對排列成同一直線、且成相對狀，令各該高速移載垂直單元之驅動件摩擦輪可於各該操作單元之第一、二摩擦板間行駛移動。

藉此，透過前述技術手段的具體實現，使本發明之高速移載垂直單元及應用彼之交叉皮帶分揀機能因應不同分揀物品的形式與大小，使分揀樣式更具有彈性，讓物品能夠不受分揀尺寸限制，縮短貨物距離，在相同運轉速度下，分揀能力能夠達到最高，從而提高分揀的效能，故可大幅增進其實用性，而能增加其附加價值，並能提高其經濟效益。

為使貴審查委員能進一步了解本發明的構成、特徵及其他目的，以下乃舉本發明之若干較佳實施例，並配合圖式詳細說明如后，供讓熟悉該項技術領域者能夠具體實施。

(10)‧‧‧框架

(11)‧‧‧軌道

(15)‧‧‧安裝平板

(20)‧‧‧頭機架

(21)‧‧‧鏈輪

(25)‧‧‧電動件

(30)‧‧‧尾機架

(31)‧‧‧鏈輪

(40)‧‧‧鏈條

(50)‧‧‧高速移載垂直單元

(51)‧‧‧廂框

(510)‧‧‧水平板

(511)‧‧‧凹槽

(512)‧‧‧側框板

(513)‧‧‧避槽

(52)‧‧‧輪座

(53)‧‧‧滾輪

(54)‧‧‧固定張力輪

(55)‧‧‧調整組

(550)‧‧‧導引槽

(551)‧‧‧長穿槽

(552)‧‧‧螺座

(553)‧‧‧調整螺桿

(554)‧‧‧導塊

(555)‧‧‧迫緊螺帽

(56)‧‧‧活動張力輪

(58)‧‧‧輸送皮帶

(60)‧‧‧驅動件

(61)‧‧‧十字轉向器

(610)‧‧‧摩擦輪

(62)‧‧‧傳動輪

(63)‧‧‧輪框

(64)‧‧‧驅動滾筒

(65)‧‧‧被動輪

(66)‧‧‧皮帶

(80)‧‧‧操作單元

(81)‧‧‧第一制動件

(82)‧‧‧第一摩擦板

(85)‧‧‧第二制動件

(86)‧‧‧第二摩擦板

(110)‧‧‧分揀區

(120)‧‧‧分揀區

第一圖：係本發明之交叉皮帶分揀機的外觀示意圖。

第二圖：係本發明之交叉皮帶分揀機中系列高速移載垂直單元的架構示意圖。

第三圖：係本發明之交叉皮帶分揀機的局部分解示意圖。

第四圖：係本發明之高速移載垂直單元的立體分解示意圖，供說明其主要元件態樣及其相對關係。

第五圖：係本發明之高速移載垂直單元其中一側面的外觀示意圖。

第六圖：係本發明之高速移載垂直單元其中另一側面的外觀示意圖。

第七圖：係本發明之高速移載垂直單元於第六圖側面的剖面示意圖。

第八圖：係本發明之高速移載垂直單元的動作示意圖，供說明其皮帶輸送平面向右移動之態樣。

第九圖：係本發明之高速移載垂直單元的另一動作示意圖，供說明其皮帶輸送平面向左移動之態樣。

第十圖：係本發明高速移載垂直單元應用於交叉皮帶分揀機的實際使用狀態示意圖。

本發明係一種高速移載垂直單元及應用彼之交叉皮帶分揀機，隨附圖例示本發明之具體實施例及其構件中，所有關於前與後、左與右、頂部與底部、上部與下部、以及水平與垂直的參考，僅用於方便進行描述，並非限制本發明，亦非將其構件限制於任何位置或空間方向。圖式與說明書中所指定的尺寸，當可在不離開本發明之申請專利範圍內，根據本發明之具體實施例的設計與需求而進行變化。

而本發明係一種高速移載垂直單元，其能應用於交叉皮帶分揀機以輸送分揀各種樣式、大小的物品，如第一、二圖所示，該交叉皮帶分揀機包含有一框架(10)、一頭機架(20)、一尾機架(30)、一或多個之高速移載垂直單元(50)及一或多個之操作單元(80)，令各該高速移載垂直單元(50)可於框架(10)上沿頭機架(20)與尾機架(30)的連線方向行駛，且各該高速移載垂直單元(50)可受各該操作單元(80)分別作動，使高速移載垂直單元(50)產生垂直行駛方向的移載，以供高速垂直分揀物品；其中該框架(10)係由複數緃、橫桿管所組成的長條狀架體，供本發明之交叉皮帶分揀機的各單元安裝，且如第三圖所示，該框架(10)頂面及底面的兩側邊緣分別具有一相互平行的軌道(11)，使各該高速移載垂直單元(50)於框架(10)上沿著軌道(11)行駛，且各相鄰高速移載垂直單元(50)之間隔不超過1英吋【2.54cm】，另該框架(10)中段具有一道向上的安裝平板(15)，供前述各該操作單元(80)組設，以提供各該高速移載垂直單元(50)垂直行駛方向的移動動力；又該頭機架(20)與該尾機架(30)分別設於該框架(10)的兩端，且該頭機架(20)與該尾機架(30)兩側分別具有一對應框架(10)兩側軌道(11)、且可同軸驅動之鏈輪(21、31)，其中該頭機架(20)或該尾機架(30)兩者至少其中之一具有一可驅動該鏈輪(21、31)之電動件(25)，本發明以頭機架(20)具有可驅動該鏈輪(21)之電動件(25)為主要實施例，且框架(10)兩側軌道(11)與兩端頭、尾機架(20、30)之鏈輪(21、31)間分別環繞有一鏈條(40)，前述一或多個高速移載垂直單元(50)平行、且間隔跨設於兩側之鏈條(40)上，使該等鏈條(40)可帶動各該高速移載垂直單元(50)沿著框架(10)軌道(11)延伸方向行駛；另，進一步參照第四、五、六及七圖所示，各該高速移載垂直單元(50)【如第三圖所示】包含有一廂框(51)、二滾輪(53)、一輸送皮帶(58)及一驅動件(60)，其中該廂框(51)係由頂面具有一水平板(510)及兩側側框板(512)之鋁擠框，另該水平板(510)中段具有一垂直該高速移載垂直單元(50)行駛方向、且略寬於輸送皮帶(58)寬度之凹槽(511)，又該輸送皮帶(58)略突出水平板(510)表面，且該水平板(510)表面於凹槽(511)一側形成有一平行之避槽(513)，以減少輸送皮帶(58)移送物品時的接觸面積，讓物品能被順利移出該高速移載垂直單元(50)，其中該廂框(51)的寬度不超過8英吋【20.32cm】、且該輸送皮帶(58)的寬度不超過6英吋【15.24cm】，再者該廂框(51)之兩側側框板(512)相互平行，且兩側之側框板(512)的外側壁面可以是與水平板(510)相互垂直或同向傾斜，本發明廂框(51)之兩側側框板(512)的外側壁面係呈同向傾斜狀為較佳實施例，以縮小相鄰高速移載垂直單元(50)之間距，又該廂框(51)兩端分別具有一輪座(52)，而前述二滾輪(53)分設於該輪座(52)上，供該輸送皮帶(58)環設於廂框(51)兩端的滾輪(53)、且貼抵於廂框(51)凹槽(511)內轉動，另該廂框(51)兩側側框板(512)之相對內壁面間分別樞設有供支撐輸送皮帶(58)的一固定張力輪(54)及一活動張力輪(56)，其中該活動張力輪(56)兩側分別具有一設於兩側側框板(512)外側的調整組(55)，該等調整組(55)於廂框(51)兩側側框板(512)具有一相對平行之導引槽(550)，兩側導引槽(550)分別具有一連通廂框(51)內部之相對長穿槽(551)，且該等調整組(55)分別利用一螺座(552)樞設有一調整螺桿(553)，且該等調整螺桿(553)自由端螺設有一可於該等導引槽(550)內滑動之導塊(554)，而該活動張力輪(56)兩端係樞設於兩側調整組(55)之導塊(554)上，供透過轉動調整組(55)之調整螺桿(553)以利用導塊(554)來改變活動張力輪(56)頂撐輸送皮帶(58)的力道，以改變輸送皮帶(58)的張力，再者各該調整組(55)之調整螺桿(553)上分別具有一迫緊螺帽(555)，供導塊(554)調節後迫緊限位之用，以避免導塊(554)任意帶動該活動張力輪(56)；至於，該驅動件(60)則具有一由兩垂直嚙合之錐形齒輪所組成的十字轉向器(61)，供鎖設於前述廂框(51)底面，又該十字轉向器(61)具有一做為輸入、且向下伸出之摩擦輪(610)，該摩擦輪(610)並對應下方設於框架(10)安裝平板(15)之操作單元(80)，另該十字轉向器(61)一側相對廂框(51)側面具有一輸出之傳動輪(62)，又該驅動件(60)於十字轉向器(61)一側設有一輪框(63)，而該輪框(63)間樞設有一與該傳動輪(62)平行之驅動滾筒(64)，且該驅動滾筒(64)對應前述固定張力輪(54)與活動張力輪(56)之間的下方，使該固定張力輪(54)與該活動張力輪(56)可頂撐輸送皮帶(58)外緣，令該輸送皮帶(58)內緣可繞經該驅動滾筒(64)外緣，且令輸送皮帶(58)接觸面積超過該驅動滾筒(64)的同一直徑軸線的兩端，以大幅增加輸送皮帶(58)與驅動滾筒(64)的接觸面積【如第七圖所示】，又該驅動滾筒(64)具有一對應前述傳動輪(62)之被動輪(65)，且該傳動輪(62)與該被動輪(65)上環設有一皮帶(66)，讓十字轉向器(61)可確實帶動該驅動滾筒(64)。而根據某些實施例，前述傳動輪(62)與被動輪(65)可以是時規輪、多溝皮帶輪或是PU圓帶輪，而該皮帶(66)可以是時規皮帶、多溝皮帶或PU圓帶，供配合不同之輸送負荷，而本發明之傳動輪(62)與被動輪(65)係以多溝皮帶輪、且皮帶(66)係以多溝皮帶為主要施實例。又根據某些實施例，該輪框(63)上設有一對應該皮帶(66)之可調式張力輪【圖中未示】，以控制該皮帶(66)之張力，進而令該驅動滾筒(64)可有效帶動該輸送皮帶(58)；再者，各該操作單元(80)具有分設於該高速移載垂直單元(50)之驅動件(60)的摩擦輪(610)外緣側面之一第一制動件(81)及一第二制動件(85)，且該第一、二制動件(81、85)可以是氣壓缸、油壓缸、伺服電動機等，而本發明之第一、二制動件(81、85)以氣壓缸為主要實施例，又該第一制動件(81)可作動一能選擇性接觸該摩擦輪(610)之第一摩擦板(82)，另該第二制動件(85)可作動一能選擇性接觸該摩擦輪(610)之第二摩擦板(86)，又相鄰操作單元(80)之第一摩擦板(82)與第二摩擦板(86)相對排列成同一直線、且成相對狀，令各該高速移載垂直單元(50)之驅動件(60)摩擦輪(610)可於各該操作單元(80)之第一、二摩擦板(82、86)間行駛移動；藉此，組構成一可輸送樣式多、且分揀效率高之高速移載垂直單元及應用彼之交叉皮帶分揀機者。

本發明之高速移載垂直單元係應用於一交叉皮帶分揀機上，而本發明於實際運作上，則係如第一圖所示，一或多個高速移載垂直單元(50)係依序排列設於該交叉皮帶分揀機之框架(10)軌道(11)上，使高速移載垂直單元(50)的輸送皮帶(58)移動方向與該高速移載垂直單元(50)呈垂直狀，並利用兩側之鏈條(40)連結，且透過頭機架(20)之電動件(25)驅動鏈條(40)環繞的鏈輪(21)，以帶動一或多個高速移載垂直單元(50)於框架(10)上沿軌道(11)延伸方向行駛；而如第八、九及十圖所示，當物品輸入該交叉皮帶分揀機的高速移載垂直單元(50)時，該物品可能含概一個或一個以上的高速移載垂直單元(50)之輸送皮帶(58)移載平面，且當各該物品移動至接近指定的分揀區(110、120)時，依分揀方啟動相對應之操作單元(80)，如第八圖所示，透過第一制動件(81)作動第一摩擦板(82)接觸該高速移載垂直單元(50)之驅動件(60)的十字轉向器(61)摩擦輪(610)，令摩擦輪(610) 受該第一摩擦板(82)接觸作用而轉動【如順時針方向】，使摩擦輪(610)在摩擦力的作用下運轉，且透過該十字轉向器(61)的傘型齒輪轉向後由傳動輪(62)輸出，之後經皮帶(66)作動被動輪(65)而同步帶動該驅動滾筒(64)，最後由該驅動滾筒(64)有效的帶動該輸送皮帶(58)移載【如向右移動】，供進行物品的移載分揀，而在完成物品分揀後，該第一制動件(81)可反向作動該第一摩擦板(82)與該高速移載垂直單元(50)的摩擦輪(610)分離，使該高速移載垂直單元(50)的輸送皮帶(58)停止轉動，供下一循環的分揀之用；反之，如第九圖所示，可以透過第二制動件(85)作動第二摩擦板(86)接觸該高速移載垂直單元(50)之驅動件(60)的十字轉向器(61)摩擦輪(610)，令摩擦輪(610)受該第二摩擦板(86)接觸作用而轉動【如逆時針方向】，使摩擦輪(610)在摩擦力的作用下運轉，且透過該十字轉向器(61)的傘型齒輪轉向後由傳動輪(62)輸出，之後經皮帶(66)作動被動輪(65)而同步帶動該驅動滾筒(64)，最後由該驅動滾筒(64)有效的帶動該輸送皮帶(58)移載【如向左移動】，供進行物品的移載分揀，而在完成物品分揀後，該第二制動件(85)可反向作動該第二摩擦板(86)與該高速移載垂直單元(50)的摩擦輪(610)分離，使該高速移載垂直單元(50)的輸送皮帶(58)停止轉動，供下一循環的分揀之用。

經由上述的說明，本發明之高速移載垂直單元(50)透過該驅動件(60)的驅動滾筒(64)可以大面積接觸其輸送皮帶(58)，使該輸送皮帶(58)能被有效、且確實的帶動，而無需使用傳統分揀單元的電動機、驅動器、變壓器、以及通訊設備等，不僅可以減少整體的體積、且減輕重量，讓該高速移載垂直單元(50)的寬度能被縮小，而能因應不同分揀物品的形式與大小，使分揀樣式更具有彈性，讓物品能夠不受分揀尺寸限制，縮短貨物距離，在相同運轉速度下，分揀能力能夠達到最高，從而提高分揀的效能；另，由於各該高速移載垂直單元(50)之廂框(51)的水平板(510)表面於輸送皮帶(58)一側形成避槽(513)，可以減少輸送皮帶(58)移送物品時的接觸面積，讓物品能被順利移出該高速移載垂直單元(50)，而進入指定的分揀區(110、120)，減少不必要的困擾；再者，除了透過驅動件(60)可利用皮帶(66)來帶動驅動滾筒(64)外，且驅動滾筒(64)因大面積接觸輸送皮帶(58)來驅動，再加上該操作單元(80)的第一、二摩擦板(82、86)係利用氣壓缸之第一、二制動件(81、85)來作動，除了作動距離短、反應快速外，其可以有效的控制第一、摩擦板(82、86)與該摩擦輪(610)的接觸摩擦力之大小，不致發生空轉或頓挫的現象，進一步可提升其分揀速度與效率，故可大幅增進其實用性。

綜上所述，可以理解到本發明為一創意極佳之發明創作，除了有效解決習式者所面臨的問題，更大幅增進功效，且在相同的技術領域中未見相同或近似的產品創作或公開使用，同時具有功效的增進，故本發明已符合發明專利有關「新穎性」與「進步性」的要件，乃依法提出發明專利之申請。