分拣设备及分拣方法与流程

[0001]
本公开涉及仓储物流领域，更具体地，涉及一种分拣设备及分拣方法。


背景技术：

[0002]
随着物流自动化行业的迅猛发展，诞生了多种多样的分拣及传输设备。当前市场的主要分拣机包括直线分拣机与环线分拣机，其中，直线分拣机采用纵向环形轨道进行包裹分拣，环线分拣机通过水平长圆环线轨道进行包裹分拣。
[0003]
在实现本公开构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：
[0004]
其一，环形分拣机及直线分拣机均无法解决循环分拣方式无法同时分拣小件、中件及长件的问题。其二，环形分拣机整体占地面积大，使用的皮带小车数量多，需要占用较多的资源才能实现包裹的分拣。其三，直线分拣机占地面积相较于环形分拣机的占地面积有所减小，但仍旧需要较大占地面积，并且直线分拣机对皮带小车的利用率低。


技术实现要素：

[0005]
有鉴于此，本公开提供了一种同时用于不同尺寸包裹分拣的分拣设备及分拣方法。
[0006]
本公开的一个方面提供了一种分拣设备，包括：轨道，上述轨道上设有可沿与轨道平行方向运动的若干皮带小车；上述皮带小车包括平行设置的至少两条相互独立的皮带以及与每条皮带对应的滚筒，上述皮带缠绕在与之对应的滚筒上，上述滚筒用于带动皮带运动，上述皮带的运动方向与上述皮带小车的运动方向垂直；其中，上述皮带小车同一侧的至少两个滚筒可分别独立转动，也可同步转动。
[0007]
根据本公开的实施例，上述轨道包括至少两层平直段及至少两段圆弧段，至少两段圆弧段将至少两层平直段连接起来，构成立体闭环式，相邻两层平直段上，上述皮带小车的运动方向相反。
[0008]
根据本公开的实施例，上述分拣设备还包括限位轮链组，该限位轮链组沿上述轨道延伸的方向设置，上述限位轮链组与上述轨道及上述皮带小车连接，其中，上述限位轮链组包括第一限位轮及第二限位轮，其中，上述第一限位轮及第二限位轮的中心轴相互垂直，上述第一限位轮及第二限位轮沿上述轨道延伸的方向交错设置。
[0009]
根据本公开的实施例，所述皮带小车上背离上述皮带的一侧还设有支撑轮与导向轮，上述支撑轮作用于上述轨道上，对上述皮带小车起支撑作用，上述导向轮与所述第一限位轮转动连接，对上述皮带小车起支撑作用及导向作用。
[0010]
根据本公开的实施例，所述轨道包括两股导轨，所述两股导轨沿上述轨道的平直段延伸的方向错位设置。所述皮带小车在上述轨道上运动，上述导向轮用于在上述皮带小车运动过程中起导向作用。
[0011]
根据本公开的实施例，上述皮带小车上还设有电滑环及磁极板，上述轨道上还设有直线电机、滑触线及滑触线集电器，上述电滑环与上述滑触线集电器连接并与上述滑触
线接触，上述直线电机通过上述磁极板驱动上述皮带小车。
[0012]
根据本公开的实施例，在上述皮带运动方向上，上述皮带小车的至少一侧设有格口滑道，上述格口滑道的出口端设有货箱。
[0013]
根据本公开的实施例，上述皮带还设有导向结构。
[0014]
根据本公开的实施例，在上述皮带运动方向上，上述皮带小车一侧的滚筒为电动滚筒，另一侧的滚筒为从动滚筒。
[0015]
根据本公开的实施例，在上述皮带运动方向上，上述皮带小车的每一侧均同时设有上述支撑轮与上述导向轮。
[0016]
本公开的另一个方面提供了一种基于上述分拣设备的分拣方法，包括：获取皮带小车上包裹所占有的皮带条数；控制被占有的皮带对应的滚筒同步转动，将上述包裹通过上述皮带小车对应的格口滑道装入货箱。
[0017]
本公开实施例提供的分拣设备及分拣方法，至少具备以下优点：
[0018]
根据本公开的实施例，由于将皮带小车设置为一车多带式，每条皮带两端的滚筒可以独立转动，也可以与相邻皮带对应的滚筒同步转动，在分拣小件时，例如可以通过单一皮带分拣，在分拣中大件时，例如可以通过多个相邻滚筒同轴同步转动带动多个皮带进行分拣，所以至少部分地克服了循环分拣方式无法同时分拣小件、中件及长件的技术问题，进而达到了同时适应不同尺寸包裹分拣的技术效果。
[0019]
根据本公开的实施例，由于将皮带小车运行的轨道设置成由至少两层轨道构成的立体式闭环轨道，所以至少部分地克服了传统分拣机占地面积大的技术问题，进而提高了空间利用率，节约资源。并且，相邻两层轨道上，皮带小车的运动方向相反，可让分拣设备整体所受运动惯性更加平衡，改善受力，减轻震动。
[0020]
根据本公开的实施例，由于通过在皮带小车上设置导向轮机支撑轮，在运行轨道上设置相互垂直的第一限位轮及第二限位轮，并且，第一限位轮及第二限位轮交错分布，各结构相互结合对皮带小车进行定位，使得皮带小车在轨道上运动时始终保持水平，保证了包裹的平稳输送。进一步地，在此基础上，利用电滑环解决在小车保持水平运动前提下的供电方式，结合直线电机驱动皮带小车，形成循环动力，不用通过传统的链轮提供动力，可节省机加工量，让设备轻量化。
附图说明
[0021]
通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0022]
图1示意性示出了根据本公开实施例的分拣设备的整体结构图；
[0023]
图2示意性示出了根据本公开实施例的分拣设备的放大结构图；
[0024]
图3示意性示出了根据本公开实施例的皮带小车的结构图；
[0025]
图4示意性示出了根据本公开实施例的滚筒的结构图；
[0026]
图5示意性示出了根据本公开实施例的滚筒的安装位置图；
[0027]
图6示意性示出了根据本公开实施例的限位轮链组的结构图；
[0028]
图7示意性示出了根据本公开实施例的皮带小车与限位轮链组的连接图；
[0029]
图8示意性示出了根据本公开实施例的导向轮及支撑轮的结构图；
[0030]
图9示意性示出了根据本公开实施例的驱动电路的结构图；
[0031]
图10示意性示出了根据本公开实施例的磁极板的结构图；
[0032]
图11示意性示出了根据本公开实施例的皮带小车的主视图；
[0033]
图12示意性示出了根据本公开实施例的皮带小车的仰视图；
[0034]
图13示意性示出了根据本公开实施例分拣设备的分拣方法的流程图。
具体实施方式
[0035]
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0036]
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0037]
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
[0038]
在使用类似于“a、b和c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b和c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。在使用类似于“a、b或c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b或c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。
[0039]
图1示意性示出了根据本公开实施例的分拣设备的整体结构图，图2示意性示出了根据本公开实施例的分拣设备的放大结构图，图3示意性示出了根据本公开实施例的皮带小车的结构图，图4示意性示出了根据本公开实施例的滚筒的结构图，图5示意性示出了根据本公开实施例的滚筒的安装位置图。
[0040]
请参阅图1-图5，本公开的实施例提供一种适应于不同尺寸大小包裹分拣的分拣设备，在本公开的实施例中，该分拣设备例如可以包括：
[0041]
轨道1，在轨道1上一般设置若干个皮带小车2，该些皮带小车2可沿与轨道1平行方向运动(例如图1或图2所示方向的从左至右或从右至左)。通过皮带小车的运动即可带动包裹的移动，实现包裹的分拣。
[0042]
在本公开的实施例中，皮带小车2可以设计为一车多带式。具体的，皮带小车例如可以包括相互平行设置的至少两条相互独立的皮带21以及与每条皮带21对应的滚筒22，皮带21缠绕在与之对应的滚筒22上，该滚筒22用于带动皮带21运动，皮带21的运动方向与皮带小车2的运动方向垂直。皮带21及滚筒22的数量可以根据实际待分拣的包裹的尺寸进行设计，例如图3所示的皮带小车2设置了3条皮带21，每一侧对应设有3个滚筒22。皮带小车2
还可以设置托板26及滚筒支撑板27，托板26可以将皮带小车托在轨道1上，滚筒支撑板27用于对滚筒22起到支撑作用。
[0043]
在本公开的实施例中，皮带小车一侧的至少两个滚筒22例如可以设置为同轴滚筒(如图4所示)，也可设置为不同轴但同步转动，可以相互独立控制每个滚筒22的转动，也可以同步控制所有滚筒22同轴同步滚动，其中同步转动是指滚筒的转动方向一致，角速度相等。通过该种皮带小车的设计方式，便可适应于不同尺寸大小包裹分拣。结合图2，例如，当对小型包裹s进行分拣时，将小型包裹s置于皮带小车2上，由于小型包裹s的尺寸较小，需要占用一条皮带21，此时，控制被占用的一条皮带21对应的滚筒22转动便可将小型包裹s分拣至对应的货箱。当对中型包裹m进行分拣时，将中型包裹m置于皮带小车2上，由于中型包裹m的尺寸较大，需要占用三条皮带21，此时，控制三条皮带21对应的滚筒22同轴同步转动便可将中型包裹m分拣至对应的货箱。
[0044]
在本公开的实施例中，可以将每一条皮带21两侧的滚筒22中的一个滚筒22设置为主动滚筒(电动滚筒)，另一个滚筒22设置为从动滚筒，以主动滚筒带动从动滚筒转动。也可以将每一条皮带21两侧的滚筒22都设置为主动滚筒(电动滚筒)，但要保证两滚筒同步转动，也即转动方向及转动角速度相同。优选地，本公开实施例选用第一种方式，以节约资源。
[0045]
由此，通过本公开实施例设计的分拣设备，至少部分地克服了循环分拣方式无法同时分拣小件、中件及长件的技术问题，进而达到了同时适应不同尺寸包裹分拣的技术效果。
[0046]
请继续参阅图1及图2，在本公开实施例中，分拣设备的轨道1可以为由至少两层轨道构成的立体式闭环轨道，其中，所有小车的运动轨道可以为s型向上旋转，也可以为s型向下旋转，具体旋转方向取决于实际需求。通过该种设计，在分拣设备占地面积小的情况下，利用结构优势可提高空间的利用率。在该种类型轨道设计的基础上，相邻两层轨道上，皮带小车2的运动方向可以相反，一方面可以提高小车的利用率，另一方面可以让分拣设备整体所受运动惯性更加平衡，改善受力，减轻震动。
[0047]
在本公开实施例中，皮带小车2在轨道1的任何位置都保持水平(平行于海平面)，这样可以保证平稳的输送包裹。保持车体水平所使用的方式例如可以是利用一对左右错位的闭环轨道，通过皮带小车2两侧两点固定，皮带小车2上设置的导向轮和支撑轮以及两条轨道上分布的限位轮链组实现。下面结合图6-图8进行具体介绍。
[0048]
图6示意性示出了根据本公开实施例的导向轮及支撑轮的机结构图，图7示意性示出了根据本公开实施例的限位轮链组的结构图，图8示意性示出了根据本公开实施例的皮带小车与限位轮链组的连接图。
[0049]
在本公开实施例中，具体实现皮带小车的定位，以保证皮带小车始终保持水平及控制小车之间的间距的结构如下：
[0050]
如图6所示，分拣设备还包括限位轮链组3，限位轮链组3沿轨道1延伸的方向设置，限位轮链组3与轨道1及皮带小车2连接。其中，第一限位轮31及第二限位轮32的中心轴线一般可以相互垂直，第一限位轮31及第二限位轮32沿所述轨道1一般可以交错分布。限位轮链组3像链条一样分段连接在一起形成闭环链传动。
[0051]
如图7所示，轨道1一般包括两股导轨(例如图7所示方向中上下各一股)，两股导轨分别承载皮带小车1的沿皮带21运动方向的两侧。两股导轨沿轨道1的平直段延伸的方向错
位设置(例如图7所示方向中的左右错位，也即上面一股导轨相对于下面一股导轨靠左设置)，皮带小车2两侧的第一连接点a及第二连接点b分别可以与轨道1的两股导轨上的第一限位轮31转动连接，沿皮带21运动方向，第一连接点a及第二连接点b不在统一直线上，这样在皮带小车从轨道1的上层运行至下层的过程中，在经过轨道的弯曲段时，由于a连接点始终在b连接点的左侧(图7所示方向)，两股轨道通过连接点a、b对皮带小车作用，使得过弯后皮带小车平衡而不发生翻转，皮带小车2的皮带21始终保持在上方，以保证皮带小车2始终保持水平，从而保证皮带小车2在轨道1的上层及下车都能进行分拣。
[0052]
如图8所示，皮带小车2上背离皮带21的一面的两车可以设置支撑轮23与导向轮24，支撑轮23可以直接作用于轨道1上，对皮带小车2起支撑作用，导向轮24与第一限位轮31转动连接，里面设置的轴可以相互转动，对皮带小车2起支撑作用及导向作用。由于导向轮24与第一限位轮31与导向轮24转动连接，在加上与第一限位轮31垂直的第二限位轮32对皮带小车2进行左右限位(以图7所示方向)，进而可以保证皮带小车2在轨道1上有条不紊的运动。为了保持更好的平衡，皮带小车2上支撑轮23与导向轮24例如可以成对角分布，也即，在皮带21运动方向上，皮带小车2的每一侧设置一个支撑轮23与一个导向轮24，一侧的支撑轮23与另一侧的支撑轮23在对角线的两端，一侧的导向轮24与另一侧的导向轮24在对角线的两端，沿皮带21的运动方向看，支撑轮23与导向轮24的转动轴可以设置为一个轴长，另一个轴短。此外，各皮带小车2之间可以通过连接杆连接支撑轮23或导向轮24的转动轴的外部，以使得各皮带小车之间串联，并且连接杆可以绕转动轴转动。
[0053]
通过图6至图8所示的结构，皮带小车2在轨道1上运动时，便可控制皮带小车始终保持在水平状态以及控制小车之间的距离。
[0054]
由此，通过本公开实施例设计的分拣设备，至少部分地克服了传统分拣机占地面积大的技术问题，进而提高了空间利用率，节约资源。并且，相邻两层轨道上，皮带小车的运动方向相反，可以让分拣设备整体所受运动惯性更加平衡，改善受力，减轻震动，同时可以提高皮带小车的利用率。
[0055]
基于本公开上述实施例的设计，由于小车绕行过程中，车体总是保持水平，可以认为小车与轨道有相对转动，因此，可以利用电滑环解决在小车永远保持水平的前提下供电方式。下面结合图9-图12进行具体介绍。
[0056]
图9示意性示出了根据本公开实施例的驱动电路的结构图，图10示意性示出了根据本公开实施例的磁极板的结构图，图11示意性示出了根据本公开实施例的皮带小车的主视图，图12示意性示出了根据本公开实施例的皮带小车的仰视图。
[0057]
如图9-图12所示，皮带小车2上还可以设有电滑环25及磁极板26，电滑环25例如可以设置在皮带小车2的两端，磁极板26例如可以设置在背离皮带21的一面，可以通过铝型28材夹住磁极板26，磁极板26通过支撑柱29固定在支撑结构210上。轨道1上一般还可以设有直线电机4、滑触线5及滑触线集电器6，电滑环25可以与滑触线集电器6连接再与滑触线5接触，直线电机4通过磁极板26驱动皮带小车2，其中，滑触线集电器6通过集电器支撑连杆61固定在轨道1上。
[0058]
由于皮带小车2可以是串联的，电滑环25、滑触线集电器6及滑触线5，便可以通过直线电机4驱动每台皮带小车2上的磁极板26以实现皮带小车2的整体循环运动，也即，每台小车通过直线电机都会被电机赋予动力。
[0059]
由此，通过本公开实施例设计的分拣设备，使得皮带小车在轨道上运动时始终保持水平，保证了包裹的平稳输送。进一步地，在此基础上，利用电滑环解决在小车保持水平运动前提下的供电方式，结合直线电机驱动皮带小车，形成循环动力，不用通过传统的链轮提供动力，可节省机加工量，让设备轻量化。
[0060]
在本公开的实施例中，皮带21上还可以设置导向结构，该导向结构可用于防止在分拣包裹的过程中，包裹偏离皮带21运动。
[0061]
在本公开的实施例中，在皮带21运动方向上，皮带小车2的至少一侧一般设有格口滑道7，格口滑道7的出口端一般设有货箱8，通过皮带21分拣的包裹便可经过格口滑道7及货箱8上与格口滑道7的出口端对应的格口81滑入货箱8。
[0062]
由于本公开实施例的分拣设备为立体库形式，使得货箱8处于离地面较高的位置，导致更换不方便。因此，本公开的实施例还提供了更换货箱8的方式。
[0063]
方式一：可以搭建与立体库相同高度和层数的钢平台，人工更换。
[0064]
方式二：可以利用多台高位叉车更换货箱，该些高位叉车例如可以是无人叉车。
[0065]
方式三：可以在分拣线两侧各设置一组堆垛机自动更换货箱。
[0066]
方式四：可以利用滚筒线移载机与连续提升机布置到每一个对应格口，让货箱自动进出更换。
[0067]
具体的货箱更换方式可以依据分拣设备实际所处的环境进行适应性选择。
[0068]
图13示意性示出了根据本公开实施例的提供的分拣设备的分拣方法流程图。
[0069]
如图13所示，该方法例如可以包括操作s101-操作s103。
[0070]
s101，开启直线电机，驱动皮带小车在轨道上循环运动。
[0071]
s102，将待分拣的包裹放置于皮带小车上。
[0072]
s103，获取皮带小车上包裹所占有的皮带条数，控制被占有的皮带对应的滚筒同轴同步转动，将包裹通过所述皮带小车对应的格口滑道装入货箱。
[0073]
该操作是为了判断分拣时的包裹为小型包裹，还是中大型包裹，例如可以通过红外扫描货物的两端所处的位置进行判断。正如前述所述，如图2所示，例如，由于小型包裹s的尺寸较小，需占用一条皮带21，此时，控制被占用的一条皮带21对应的滚筒22转动便可将小型包裹s分拣至对应的货箱。当对中型包裹m进行分拣时，将中型包裹m置于皮带小车2上，由于中型包裹m的尺寸较大，需要占用三条皮带21，此时，控制三条皮带21对应的滚筒22同轴同步转动便可将中型包裹m分拣至对应的货箱。
[0074]
本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
[0075]
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

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