[发明专利]用往复托架动态分拣物体的系统和方法

说明书

公开了一种自动化穿梭分拣机，所述自动化穿梭分拣机包括可从装载位置和至少两个目的地位置移动的托架，所述托架可以被装载在该装载位置处，可以从所述托架将所述托架的任何所容之物提供到所述至少两个目的地位置中。

优先权

本申请要求2015年12月4日提交的美国临时专利申请序列号No.62/263,050、2015年12月9日提交的美国临时专利申请序列号No.62/265,181以及2016年8月19日提交的美国专利申请序列号No.15/241,779，该申请的整个公开内容通过引用整体结合于此。

背景技术

本发明大体涉及分拣系统，并且具体涉及用于对物品(例如包裹、包装、物品等)进行分拣的机器人和其他分拣系统，其中分拣系统旨在用于需要系统适应各种物体的处理的动态环境中。

例如，当前的分配中心分拣系统通常假定不灵活的操作序列，由此输入物体的无组织流首先被人类工作者分成单个单独物体流，每次呈现一个单独物体给具有识别物体的扫描仪的人类工作者。然后将物体装载到传送带上，然后传送带将物体传送到期望的目的地，可以是箱子、溜槽、袋子或目的地传送带。

在典型的包裹分拣系统中，人类工作者或自动化系统通常按到达顺序检索包裹，并基于给定的启发式方法将每个包裹分拣到收集箱中。例如，类似类型的所有物体都可以转到收集箱，或者单个客户订单中的所有物体，或者目的地为相同运输目的地的所有物体等都可以转到收集箱。人类工作者或自动化系统需要接收物体并将每一个物体移至分配的收集箱。如果不同类型的输入(接收)物体的数量很大，则需要大量的收集箱。

这样的系统具有固有的低效率以及不灵活性，因为期望的目标是将进入的物体与分配的收集箱匹配。这样的系统可以部分地需要大量的收集箱(并且因此需要大量的物理空间、大的资金成本和大的运营成本)，因为一次将所有物体分类到所有目的地并不总是最有效的。

当前现有技术的分拣系统在一定程度上依靠人力。大多数解决方案都依赖于正在进行分拣的工作者，通过扫描来自导入区域(溜槽、桌子等)的物体，并将物体放置在分段位置、传送带或收集箱中。当容器已满或者控制软件系统确定需要清空时，另一个工作者将箱子清空倒入袋子、盒子或其他容器中，然后将该容器送到下一个处理步骤。这样的系统对于吞吐量有限制(即，人类工作者以这种方式分拣或清空箱子的速度有多快)和转移次数(即，对于给定的箱子大小，在人类工作者的有效可达范围内只能安排这么多箱子)。

其他部分自动化分拣系统包括使用再循环传送带和倾斜托盘，其中倾斜托盘通过人工分拣接收物体，并且每个倾斜托盘经过扫描仪。然后扫描每个物体并将物体移动到分配给该物体的预定义位置。然后倾斜托盘以将物体落入该位置。进一步的部分自动化系统(诸如炸弹舱式再循环传送带)涉及在托盘被定位在预定义的溜槽上方时具有在每个托盘的底部上的托盘打开门，然后物体从托盘中落入溜槽。再次，物体在托盘中时被扫描，这假定任何识别码对于扫描仪是可见的。

这种部分自动化系统缺乏关键区域。如上所述，这些传送带具有可以装载物体的离散托盘；然后它们穿过扫描物体的扫描通道并将物体与物体所在的托盘关联。当托盘经过正确的箱子时，触发机构使托盘将物体倒入箱子中。然而，这样的系统的缺点是每个转移都需要致动器，这增加了机械复杂性并且每次转移的成本可以非常高。

一种替换是使用人力来增加系统中可用的转移的数量或收集箱的数量。这会降低系统安装成本，但会增加运营成本。然后多个单元可以并行工作，有效地将吞吐量线性增加，同时将昂贵的自动化转移的数量保持在最小。这种转移不会识别物体，也不能将其转移到特定的地点，而是他们使用光束中断或其他传感器来设法确保不加区分的一群物体得到适当的转移。这种转移的较低的成本与较少的转移数量相关联，使整个系统转移成本保持较低。

不幸的是，这些系统不解决对系统箱子总数的限制。该系统简单地将总体物体的相同份额转移到每个并行手动单元。因此每个并行分拣单元必须具有所有相同的收集箱指定；否则物体可能被传送到没有该物体被映射到的箱的单元。