[发明专利]基于速度匹配原理的包裹分拣方法

摘要

基于速度匹配原理的包裹分拣方法，应用于基于塔式分拣装置的物流分拣系统；流程如下：1,间隔无序输入的包裹等间距输出；2，包裹有序分流到前分流输送器上；3，通过扫码装置扫描包裹；4，包裹有序汇流到汇流输送器上；5，包裹有序分流到后分流输送器上；6，通过纠错装置检查包裹是否存在缺失；7，包裹经过分拣进入收集箱；8，收集箱将收集袋收口；9，收口的收集袋转移到载物台上；10，收集箱内自动撑开一个收集袋；11，收集袋通过推送器转移到输送器C上。本发明针对现有物流分拣流水线中存在的慢速环节(例如地址扫码)，会导致整个分拣流水线快不起来的问题，采用将多条包裹慢速线并联的分拣方式，提高了整个物流分拣线的分拣效率。

主权项

1.基于速度匹配原理的包裹分拣方法，应用于基于塔式分拣装置的物流分拣系统；/n基于塔式分拣装置的物流分拣系统，包括逐取分离装置(1)、前分流器(2)、前分流输送器(100)、扫码装置(200)、合流器(3)、汇流输送器(300)、后分流器(4)、后分流输送器(400)、纠错装置(500)、塔式分拣装置及控制器；/n逐取分离装置(1)包括从前至后依次紧邻设置的输送器A(11)、光滑分离板(12)、滚筒输送装置(13)及输送器B(14)；/n前分流器(2)包括支承架J(21)、驱动电机J(22)、V形盘(23)、压力感应器J(24)及压力感应器K(25)；V形盘(23)上端设有第一面(231)和第二面(232)；/n合流器(3)包括丝杠(31)、定位座(32)、驱动电机K(33)、丝母(34)、导向杆(35)、底台(36)、小段传送带组件A(37)及小段传送带组件B(38)；小段传送带组件A(37)包括小段传送带A(371)、主动辊A(372)、从动辊A(373)、辊座A(374)、驱动电机L(375)及光电对射传感器A(376)；小段传送带组件B(38)包括小段传送带B(381)、主动辊B(382)、从动辊B(383)、辊座B(384)、驱动电机M(385)及光电对射传感器B(386)；/n后分流器(4)包括旋转架(41)、驱动电机N(42)、托举板(43)及小段传送带组件C(44)；小段传送带组件C(44)包括小段传送带C(441)、主动辊C(442)、从动辊C(443)、辊座C(444)、驱动电机Q(445)及光电对射传感器C(446)；/n纠错装置(500)包括距离后分流输送器(400)的后端由远及近依次布置的扫码器(501)和计时计数器(502)；/n塔式分拣装置包括分拣器(5)、取包裹器(6)、推送器(7)及输送器C(8)；/n分拣器(5)数量有多个，并在垂直方向上进行叠加，每个分拣器(5)的中心区域设有一个圆柱形的中心通道(51)，各分拣器(5)的中心通道(51)依次连通，而形成一条竖直连贯的包裹运输通道(700)；分拣器(5)包括底板(52)、漏板(53)、收集箱(54)、收集袋(55)、支承座(56)、回转驱动机构A(57)、拨叉(58)及回转驱动机构B(59)；收集箱(54)包括箱底板(541)、立柱(542)、升降架(543)、升降控制机构(544)、收口组件(545)、电磁铁A(546)、电磁铁B(547)及超高超重检测组件，超高超重检测组件包括包裹超高检测器和包裹超重检测器；箱底板(541)在四个边角处分别设有左内凸台(5411)、左外凸台(5412)、右内凸台(5413)及右外凸台(5414)；升降控制机构(544)包括钢丝绳(5441)、伺服电机A(5442)及收放轮(5443)；收口组件(545)包括伺服电机B(5451)和齿轮(5452)；收集袋(55)包括袋体(551)、抽绳(552)及铁片(553)；袋体(551)上端缘口的四个边角处分别设有外翻的耳片(5512)，耳片(5512)上固接有铁环(5513)；/n取包裹器(6)包括升降驱动器(61)、载物台(62)和取货机械手(63)；取货机械手(63)包括机械手臂(631)、转轴(632)、转轴座(633)、夹板体(634)及摆动驱动机构(635)；夹板体(634)包括左铁板(6341)、右电磁板(6342)、转销(6343)及扭簧(6344)；摆动驱动机构(635)包括支承液压缸(6351)、活动链节(6352)及滑块(6353)；/n推送器(7)包括电动液压缸(71)和推板(72)；/n包裹分拣之前，基于塔式分拣装置的物流分拣系统处在初始状态，在该状态下：/na、逐取分离装置(1)的滚筒输送装置(13)处在运行状态；/nb、前分流器(2)的V形盘(23)的第一面(231)或第二面(232)正对输送器B(14)的后端；/nc、合流器3的小段传送带A(371)的前端正对一条前分流输送器(100)的后端，小段传送带B(381)的后端正对汇流输送器(300)的前端；/nd、后分流器(4)的一条小段传送带C(441)的前端正对汇流输送器(300)的后端，其余三条小段传送带C(441)的后端分别正对三条后分流输送器(400)的前端；/ne、最上层分拣器(5)的上转运平面的临停区域正对外罩(9)的包裹入口(91)；/nf、分拣器(5)下转运平面的下落区域B正对其下一级分拣器(5)上转运平面的临停区域；/ng、收集箱(54)的升降架(543)位于其运动行程的最上端，并通过其下端的电磁铁A(546)、B(547)吸附并撑开一个收集袋(55)；/nh、收集箱(54)的两个电磁铁A(546)与箱底板(541)上的左内凸台(5411)和左外凸台(5412)位置正对；/ni、取包裹器(6)的载物台(62)处在其运动行程的最低位置；/nj、取包裹器(6)的取货机械手(63)处在其转动行程的最下端；/nk、取包裹器(6)的右电磁板(6342)呈通电状态；/nl、推送器(7)的电动液压缸(71)的活塞杆处于收缩状态；/n其特征是：包裹分拣流程如下：/nS01,通过逐取分离装置(1)将输送器A(11)上间隔无序排列输入的包裹等间距排列输出在输送器B(14)上：/na、将包裹放在运行中的输送器A(11)上，当包裹从输送器A(11)的货物排出端排出后，进入并静止在光滑分离板(12)上；/nb、后进入光滑分离板(12)的包裹接触并顶推先进入光滑分离板(12)的包裹，从而将先进入光滑分离板(12)的包裹推上滚筒输送装置(13)；/nc、位于前端的包裹被滚筒输送装置(13)带动移动，从而与位于后端的包裹分离，包裹从滚筒输送装置(13)排出后，进入运行的输送器B(14)，输送器B(14)上的包裹间距相等；/nS02，通过前分流器(2)将从输送器B(14)排出的包裹有序分流到两条前分流输送器(100)上：/na、从输送器B(14)排出的第一个包裹落在前分流器(2)的V形盘的第一面上，再经过V形盘的第二面滑落入一条前分流输送器(100)；/nb、第一个包裹离开V形盘(23)后，V形盘(23)上的压力感应器J(24)和压力感应器K(25)分别传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即控制驱动电机J(22)的机轴转动，使V形盘(23)的第二面(232)转动至正对输送器B(14)的货物排出端；/nc、从输送器B(14)排出的第二个包裹落在分流器的V形盘的第二面(232)上，再经过V形盘的第一面(231)滑落入另一条前分流输送器(100)；/nd、第二个包裹离开V形盘(23)后，V形盘上的压力感应器J(24)和压力感应器K(25)传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即控制驱动电机J(22)的机轴转动，将V形盘第一面(231)转动至正对输送器B(14)的货物排出端，以迎接第三个包裹的到来；/ne、重复a-d四个分步骤，实现将输送器B(14)上的包裹平均分流到两条前分流输送器(100) 上；/nS03，通过扫码装置(200)扫描前分流输送器(100)上的包裹的条形码信息：/n包裹在前分流输送器(100)上被扫码装置(200)扫描条形码，扫描得到的地址信息传递给控制器，控制器再根据后续的包裹并齐装置既定的合流规则和分流器既定的分流规则，生成每条分流传送带上的包裹排序清单和每个包裹在塔式分拣装置内的分拣路线；/nS04，通过合流器(3)将多条前分流输送器(100)排出的包裹有序汇流到汇流输送器(300)上：/n将两条前分流输送器(100)分别编号为X、Y，将合流器(3)的小段传送带A(371)编号为x，将合流器(3)的小段传送带B(381)编号为y，将两条前分流输送器(100)上的包裹按照排出的先后次序划分为两个一组，一组包裹按照排出的先后次序依次编号为Ⅰ、Ⅱ，下文描述中均用标号代替部件全称；/na、包裹汇流之前，合流器(3)处在初始状态，初始状态下，x正对X，y正对汇流输送器(300)；从X上排出的包裹Ⅰ落在x上，光电对射传感器A(376)感应到包裹后随即发送电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机K(33)启动，使x和y整体沿丝杠移动，当x正对汇流输送器(300)，且y正对Y时，即停止移动；2、控制驱动电机L(375)启动，使x运行，x上的包裹Ⅰ输送到汇流输送器(300)上；/nb、从Y上排出的包裹Ⅱ落入y上，光电对射传感器B(386)感应到包裹后随即发送电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机K(33)启动，使x和y整体移动至初始状态，即停止移动；2、控制驱动电机M(385)启动，使y运行，y上的包裹Ⅱ被输送到汇流输送器(300)上；/nc、重复a、b分步骤，实现将两条前分流输送器(100)上的包裹交替的输送到汇流输送器(300)上；/nS05，通过后分流器(4)将汇流输送器(300)排出的包裹有序分流到三条后分流输送器(400)上：/n将三条后分流输送器(400)分别编号为b、c、d，将四条小段传送带C(441)分别编号为A、B、C、D，将汇流输送器(300)上连贯的12个包裹设为一组，一组包裹按照排出的先后次序依次编号为①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧、⑨、⑩、⑪、⑫；/na、分流包裹之前，旋转架(41)处在初始状态，初始状态下，A正对汇流输送器(300)，B正对b，C正对c，D正对d；当汇流输送器(300)排出的包裹①落在A上，与A对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机N(42)启动，将旋转架(41)转动一个工位，使A正对d，B正对汇流输送器(300)，C正对b，D正对c；2、控制与A对应的C启动，A连同其上的包裹①同步运行；本分步骤完成后，B接到包裹②，A上的包裹①排放到d上；/nb、当汇流输送器(300)排出的包裹②落在B上，与B对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机N(42)启动，将旋转架(41)转动一个工位，使A正对c，B正对d，C正对汇流输送器(300)，D正对b；2、控制与D对应的驱动电机Q(445)启动，D开始运行；本分步骤完成后，C接到包裹③；/nc、当汇流输送器(300)排出的包裹③落在C上，与C对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机N(42)启动，将旋转架(41)转动一个工位，使A正对d，B正对c，C正对d，D正对汇流输送器(300)；2、控制与B对应的驱动电机Q(445)启动，B连同其上的包裹②同步运行；本分步骤完成后，D接到包裹④，B上的包裹②排放到c上；/nd、当汇流输送器(300)排出的包裹④落在D上，与D对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机N(42)启动，将旋转架(41)转动一个工位，使A正对汇流输送器(300)，B正对b，C正对c，D正对d；2、控制与D对应的驱动电机Q(445)启动，D连同其上的包裹④同步运行；本分步骤完成后，A接到包裹⑤，D上的包裹④排放到d上；/ne，当汇流输送器(300)排出的包裹⑤落在A上，与A对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机N(42)启动，将旋转架(41)转动一个工位，使A正对d，D正对c，C正对b，B正对汇流输送器(300)；2、控制与C对应的驱动电机Q(445)启动，C连同其上的包裹③同步运行；本分步骤完成后，B接到包裹⑥，C上的包裹③排放到b上；/nf，当汇流输送器(300)排出的包裹⑥落在B上，与B对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机N(42)启动，将旋转架(41)转动一个工位，使A正对c，B正对d，C正对汇流输送器(300)，D正对b；2、控制与A对应的驱动电机Q(445)启动，A连同其上的包裹⑤同步运行；本分步骤完成后，C接到包裹⑦，A上的包裹⑤排放到c上；/ng，当汇流输送器(300)排出的包裹⑦落在C上，与C对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机N(42)启动，将旋转架(41)转动一个工位，使A正对b，B正对c，C正对d，D正对汇流输送器(300)；2、控制与C对应的驱动电机Q(445)启动，C连同其上的包裹⑦同步运行；本分步骤完成后，D接到包裹⑧，C上的包裹⑦排放到d上；/nh，当汇流输送器(300)排出的包裹⑧落在D上，与D对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机N(42)启动，将旋转架(41)转动一个工位，使A正对汇流输送器(300)，B正对b，C正对c，D正对d；2、控制与B对应的驱动电机Q(445)启动，B连同其上的包裹⑥同步运行；本分步骤完成后，A接到包裹⑨，B上的包裹⑥排放到b上；/ni，当汇流输送器(300)排出的包裹⑨落在A上，与A对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机N(42)启动，将旋转架(41)转动一个工位，使A正对d，B正对汇流输送器(300)，C正对b，D正对c；2、控制与D对应的驱动电机Q(445)启动，D连同其上的包裹⑧同步运行；本分步骤完成后，B接到包裹⑩，D上的包裹⑥排放到c上；/nj、当汇流输送器(300)排出的包裹⑩落在B上，与B对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机N(42)启动，将旋转架(41)转动一个工位，使A正对c，B正对d，C正对汇流输送器(300)，D正对b；2、控制与B对应的驱动电机Q(445)启动，B连同其上的包裹⑩同步运行；本分步骤完成后，C接到包裹⑪，B上的包裹⑩排放到d上；/nk，当汇流输送器(300)排出的包裹⑪落在C上，与C对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机N(42)启动，将旋转架(41)转动一个工位，使A正对b，B正对c，C正对d，D正对汇流输送器(300)；2、控制与A对应的驱动电机Q(445)启动，A连同其上的包裹⑨同步运行；本分步骤完成后，D接到包裹⑫，A上的包裹⑨排放到b上；/nl，当汇流输送器(300)排出的包裹⑫落在D上，与D对应的光电对射传感器C(446)感应到包裹后传递电信号给控制器，控制器收到信号后立即同时进行两项控制：1、控制驱动电机N(42)启动，将旋转架转动一个工位，使A正对汇流输送器(300)，B正对b，C正对c，D正对d；2、控制与C对应的驱动电机Q(445)启动，C连同其上的包裹⑪同步运行；本分步骤完成后，A接到下一组包裹的包裹①，C上的包裹⑪排放到c上；/nm，当汇流输送器(300)排出的下一组包裹的包裹①落在A上，重复a～l分步骤进行控制，如此循环往复，实现将汇流输送器(300)排出的包裹有序分流到三条上；/nS06，通过纠错装置检查后分流输送器(400)上的包裹是否存在缺失情况：/na、后分流输送器(400)上第一个包裹的前端通过计时计数器(502)的红外线道时开始计数，第二个包裹的前端通过计时计数器(502)的红外线道时计数+1；后分流输送器(400)上第一个包裹的后端通过计时计数器(502)的红外线道时开始计时，第二个包裹的前端通过计时计数器(502)的红外线道时停止计时；至此，完成了一个计时计数循环，并同时开始下一个计时计数循环，每次计时计数循环中，计时均从0秒开始,计数采用累加的方式；/nb、计时计数器(502)通过不断对比前后相邻两个包裹的计时数据差异进行查错，若检查存在包裹缺失，计时计数器立即向控制器发送报警信号，控制器收到报警信号后启动扫码器，扫码器扫描出现空缺后第一个包裹的地址并发送至控制器；控制器先在包裹排序清单中搜寻出与空缺前第一个计数编号相对应的包裹地址，再从该包裹地址往后进行搜索，重新定位空缺后第一个包裹的地址，并根据重新定位的地址计算出包裹缺失数量，最后在包裹排序清单中，将缺失包裹的地址替换为空白地址，防止后续分拣错误；/nc、控制器启动扫码器(501)，扫码器(501)扫描空缺后第二个包裹的地址并发送至控制器，控制器对比鉴别该包裹地址信息与包裹排序清单中的对应包裹信息是否一致，若一致，控制器不产生动作，若不一致，控制器控制整个物流分拣系统停止运行，防止出现分拣错误；/nS07，从后分流输送器(400)排出并进入塔式分拣装置的包裹经过分拣进入对应的收集箱(54)：/na、包裹从后分流输送器(400)排出后，落在塔式分拣装置最上层分拣器(5)上转运平面的临停区域，控制器根据预先计算出的该包裹的分拣路线控制回转驱动机构A(57)产生动作，使漏板(53)的包裹下落孔A(532)有选择性的正对收集箱(54)上端开口或正对底板(52)包裹下落孔B(522)，再控制回转驱动机构B(59)产生动作，通过拨叉将包裹拨动至漏板(53)的包裹下落孔A(532)处，包裹则通过漏板(53)的包裹下落孔A(532)落入本层分拣器(5)的收集箱(54)或下一层分拣器(5)的上转运平面的临停区域；/nb、包裹到达新一层分拣器(5)的上转运平面的临停区域后，重复a分步骤控制过程，使包裹最终落入对应层分拣器的对应的收集箱(54)；/nS08，收集箱(54)自动将达到收口标准的收集袋(55)收口：当收集箱(54)内的包裹达到预定重量或高度后，包裹超重检测器或包裹超高检测器随即向控制器报警，控制器收到报警信号后控制两个伺服电机B(5451)同时启动，两个伺服电机B(5451)分别带动齿轮(5452)沿齿轮容纳腔(54362)侧壁上的齿条移动，两个伺服电机B(5451)则分别在内、外弧形边杆的电机滑槽(54361)内移动，电磁铁A(546)则逐渐靠近电磁铁B(547)，当电磁铁A(546)移动至与电磁铁B(547)最接近的位置时，伺服电机B(5451)停止移动，此时收集袋(55)上端开口被关闭；/nS09，通过取货机械手(63)将收口的收集袋(55)转移到载物台(62)上：/na、收集袋(55)上端开口被关闭后，控制器控制升降驱动器(61)产生动作，将载物台(62)升至与报警的收集箱(54)相对应的高度；/nb、控制器再同时进行两项控制：1、控制支承液压缸(6351)的活塞杆伸出，将取货机械手(63)向上推，使夹板体(634)趋近收集袋(55)的铁片(553)；2、控制右电磁板(6342)断电，使闭合的夹板体(634)在扭簧(6344)的作用下张开，张开的夹板体(634)正对收集袋(55)的铁片(553)；/nc、夹板体(634)张开若干秒后，控制器再控制右电磁板(6342)通电，使夹板体(634)合拢，夹板体(634)合拢的同时，将收集袋(55)的铁片(553)吸附到右电磁板(6342)上，夹板体(634)合拢之后，收集袋(55)的铁片(553)便被夹紧在夹板体(634)的左铁板(6341)与右电磁板(6342)之间；/nd、收集袋(55)的铁片(553)被夹紧之后，控制器先控制电磁铁A(546)和电磁铁B(547)断电，使收集袋(55)与收集箱(54)脱离连接，再控制支承液压缸(6351)的活塞杆进一步伸出，使取货机械手(63)进一步向上推，从而将收集袋(55)上端开口收紧，并从收集箱(54)的包裹拽出口(548)拽出，落在载物台(62)上；/nS10，收集箱(54)内的收集袋(55)转移出去后收集箱(54)内自动撑开一个收集袋(55)：/na、收集箱(54)的包裹超重检测器检测到收集袋(55)抽离后，传递信号给控制器，控制器收到信号后控制两个伺服电机B(5451)启动，伺服电机B(5451)机轴转动带动齿轮(5452)沿齿轮容纳腔(54362)侧壁上的齿条啮合运动，两个伺服电机B(5451)则分别在内、外弧形边杆的电机滑槽(54361)内移动，电磁铁A(546)则逐渐远离电磁铁B(547)，当电磁铁A(546)移动到初始位置时停止移动；/nb、控制器再控制伺服电机A(5442)启动，放下钢丝绳(5441)，升降架(543)通过滚轮(5435)沿着立柱(542)的滑槽(5421)下滑，待钢丝绳(5441)放空之后，升降架(543)滑落到接近箱底板(541)的高度；/nc、控制器然后控制两个电磁铁A(546)和两个电磁铁B(547)通电，电磁铁A(546)和电磁铁B(547)分别吸附套在箱底板(541)的左内凸台(5411)、左外凸台(5412)、右内凸台(5413)及右外凸台(5414)上的最上一层收集袋(55)的4个耳片(5512)，从而完成收集袋(55)的衔取；/nd、控制器最后控制伺服电机A(5442)启动，收回钢丝绳(5441)，钢丝绳(5441)带动升降架(543)上升，升降架(543)带动新衔取的收集袋(55)上升，最终上升到初始位置；/nS11，载物台(62)上的收集袋(55)通过推送器(7)转移到输送器C(8)上：/na、包裹落在载物台(62)上后，控制器同时进行三项控制：1、控制右电磁板(6342)断电，松开收集袋(55)的铁片(553)；2、控制支承液压缸(6351)的活塞杆缩回，使取货机械手(63)下落至最低位置；3、控制升降驱动器(61)产生动作，使载物台(62)下降至最低位置；/nb、当载物台(62)下降到最低位置后，控制器控制电动液压缸(71)的活塞杆伸出，通过推板(72)将载物台(62)上的收集袋(55)推上输送器C(8)，动作完成后，电动液压缸(71)的活塞杆缩回，等待下一次指令。/n