间隙调整系统和方法与流程

本申请要求于2014年5月23日提交的美国临时专利申请号62/002,708的优先权权益，该申请的全部内容通过援引以其全文并入本文。

发明背景

本披露总体上涉及材料搬运系统、并且更具体地涉及在物品的连续流动队列内的多个物品(例如纸箱)之间提供所希望间隙的间隙调整方法和系统。

在纸箱的连续流动队列内的多个纸箱之间创建正确的间隙在过去的几十年内已经变成越来越难以解决的问题。在低的速度下，没有真正的挑战。例如，如果以100英尺每分钟(FPM)行进的两个纸箱之间具有1英寸的间隙、但是需要12英寸，则控制系统可以容易地产生所需要的间隙，因为在前一个纸箱已经离开传送机之后可以(以0.5g)在几英寸的行程之内使得第二纸箱停下。然而，随着这些纸箱的速度增大，传送机要更远来停下(以相同的减速率)。并且，纸箱在该延长的时间期间以更高的平均速度行进。因此，使纸箱停下所需的距离随着速度增加的平方而增加。

因此，在600FPM下，第二纸箱为了将自己与前一个纸箱(始终以600FPM移动)之间的间隙增大11英寸而需要的行进距离是46英寸。明显地，几乎没有足够的空间可用于在第一纸箱离开控制传送机之后完成这个改变。

常规的单级间隙调整单元必须或是放弃或是以通常将致使在纸箱之间“拉”出所需要的间隙的速度来释放。这种方法虽然通过应用外来(exotic)算法而是合理有效的，但它基于纸箱的假定重量转移点并且粗略地进行相邻纸箱的间隙调整。不可避免地，结果是在较高速度下变差的低效水平。

技术实现要素：

这些不同的实施例提供了用于在物品的连续流动队列内的多个物品之间提供所希望间隙的系统和方法。多个不同的实施例方法可以包括通过以下方式操作包括多个传送单元的材料搬运系统，即，通过针对多个物品生成多个运动轮廓线以便在这些物品之间提供预定间隙，并且控制该多个传送单元，以便在该多个物品移动经过该材料搬运系统时使各物品根据其运动轮廓线来移动。

附图简要说明

被并入本文并构成本说明书的一部分的这些附图展示了本发明的示例性实施例、并且连同上文给出的总体说明和下文给出的详细说明一起用于解释本发明的特征。

图1-3示意性地展示了具有承载架的材料搬运系统的实施例，该承载架使上游与下游传送带之间的一个或多个过渡区物理地移动。

图4是一系列展示，示出了根据实施例包括一系列接连的、单独可控制的传送单元的间隙调整系统的实施例的操作。

图5是过程流程图，展示了操作材料搬运系统来提供间隙控制的实施例方法。

图6A-6N展示了间隙调整方法和系统的多个示例性实现方式。

图7展示了适合用于这些不同实施例的材料搬运系统的示例性处理架构。

图8是适合用于这些不同实施例的实例膝上型计算装置的部件框图。

图9是适合在实施例中使用的服务器计算装置的部件框图。

详细说明

将参照附图来详细描述这些不同实施例。只要可能，贯穿这些附图将使用相同的参考数字来表示相同或相似的零部件。引用特定实例和实现方式是为了说明性目的并且并不旨在限制本发明或权利要求书的范围。

词语“示例性的”在此用来意指“充当实例、例子或例示”。任何在此描述为“示例性的”实现方式不一定要解释成是比其他实现方式优选的或有利的。

术语“计算装置”在此用于指代以下各项中的任一项或全部：台式计算机、个人数据助理(PDA)、膝上型计算机、平板计算机、智能书、掌上型计算机、个人计算机、以及至少装备有被配置成用于执行在此所描述的这些不同操作的处理器的类似电子装置。

在此使用术语“服务器”来描述这些不同实施例。术语“服务器”被用来指代能够作为服务器起作用的任何计算装置，例如主交换服务器、web服务器、邮件服务器、文档服务器、或任何其他类型的服务器。服务器可以是专用计算装置或包括服务器模块的计算装置(例如，运行可以使该计算装置作为服务器而运行的应用程序)。服务器模块(例如，服务器应用程序)可以是全功能服务器模块、或被配置成用于在计算装置上提供动态数据库之间的同步服务的轻型或次要服务器模块(例如，轻型或次要服务器应用程序)。轻型服务器或次要服务器可以是可以在计算装置例如智能电话上实施的服务器型功能的简化版，由此使该计算装置能够仅在提供在此描述的功能性所必要的程度上作为互联网服务器(例如，企业电子邮件服务器)起作用。

这些不同的实施例提供了用于在物品的连续流动队列内的多个物品之间提供所希望间隙的系统和方法。这些不同的实施例可以被实施在材料搬运系统中，该材料搬运系统可以通过使用一个或多个传送机构(例如，传送带)来移动多个物品、例如纸箱。这些实施例还可以用于环形分类器中的引导传送机，其中可以使用间隙调整来对引导物加以正时来与行经该引导物的特定托盘或交叉带相匹配。额外地，这些不同实施例可以使给送至分类器(例如，滑动靴分类器)的物品能够与该分类器的板条(slat)对齐。

依次的独立多过渡区间隙调整

用于在物品的连续流动队列内的多个物品(例如纸箱)之间提供所希望间隙的第一技术包括对多个传送机过渡区利用多个(2个至n个)皮带(例如传送带)，在这些过渡区处可以调整物品之间的间隙。这个概念依赖于要实现所需要的总间隙调整的足够数量的受控过渡区。

在需要增大间隙的情况下，由于间隙在每个过渡区处增大，所以下一个下游过渡区具有更大的距离(空间)来进一步实现增大。因此各过渡区可以是越来越有效果的。相反，在需要减小间隙的情况下，在其内实现改变的可用空间逐渐减小。

人们可以用数学方式达到所需的最佳皮带数量、并实施一种解决方案，该解决方案将在任何两个给定物品之间产生完美间隙(在小公差之内)(例如，最大起始间隙为-24英寸)。然而，这并没有考虑这些调整会对这一对的上游和下游的其他物品造成的影响。

最常见的控制方案在这些独立过渡区处进行调整而与其他物品上的所导致的负面影响关系很小或无关(虽然它们确实针对下游调整考虑了发生的下游传送机前行速度变化)。

更精细的控制方案可以规划或改变这些调整以便将对相邻过渡区处的物品间隙的负面影响最小化。这样的安排具有两个主要限制因素。具体地，调整可能无意地对相邻传送机过渡区处的物品间隙具有不良影响。并且，可能存在混杂加速/减速率的问题。例如，如果皮带“A”需要以最大减速率减慢以便在最后释放的物品(当前位于皮带“B”上)与下一个释放的物品之间打开间隙，但是下游皮带“B”也处于最大减速模式中以便相对于皮带“C”上的物品进一步打开下游间隙，皮带“A”就不能相对于皮带“B”减慢并且因此对于调整间隙无效。

在此所描述的这些不同实施例可以解决与上文所描述的控制方案相关联的这些问题中的一个或多个问题。

具有机械可变过渡位置的单一过渡区

图1-3展示了具有承载架的材料搬运系统的实施例，该承载架被配置成用于使上游与下游皮带之间的一个或多个过渡区物理地移动。如图1所示，该承载架可以由系统控制器来控制以便使上游皮带与下游皮带之间的过渡区移动(平行于皮带行进的方向)。常见的单一过渡区间隙调整传送机通常在高速下是无效的，因为在第一物品经过过渡区之后第二物品没有足够的可用行进距离。该第二物品需要足够的距离以便实现足以做出所需要的间隙调整的温和受控的速度改变。

在图1-3所示的实施例系统中，在纸箱1经过过渡区之后(参见图2)，该承载架可以使该过渡区沿与纸箱行进相同的方向物理地移动。该过渡区可以刚好保持在纸箱2的前方、长到足以赋予纸箱2其所需的、使得皮带1减慢到足以实现所需要的间隙调整的行进距离(参见图3)。一旦已经做出间隙调整并且皮带1的速度再次与皮带2的速度相匹配，该过渡区就可以快速地移动返回至其起始位置或返回至下一个纸箱的前边缘，取较近者。使皮带1速度增大至比皮带2更快的速度的相同概念也可以用于减小大的间隙。

可以有效地利用图1-3的系统来在物品的连续流动队列内的多个物品(例如纸箱)之间提供希望的间隙。在一些情况下，过渡区的重复移动可能导致该过渡区在下游方向上的“蠕动”移动。例如，在600FPM下，对于具有仅1英寸间隙的接连的多个9英寸纸箱并且需要将这些间隙打开到11英寸而言，所需要的过渡区移动可能产生大致每次间隙调整大致34英寸的“蠕动”(在下游方向上)。因此，图1-3的系统可能在存在有限数量的这样的接连纸箱间隙的情况下是最有效的(例如，在该系统仅必须接连地处理4个或5个此类纸箱间隙时，这可能产生-12-15英尺的过渡区运动范围)。

具有并行的独立物品运动轮廓线的单一过渡区

另外的实施例可以利用一系列接连的、单独被供能的和/或单独可控制的传送单元。这些传送单元可以是例如被独立供能的辊(或多组辊)、短皮带传送机、短条带皮带传送机、或其某些组合。也可以利用其他可能的传送单元。这些传送单元可以被安排成使得，每个被独立供能的区段将一次影响仅一个物品的运动。这允许对于给定物品执行运动轮廓线(例如，速度轮廓线、加速度轮廓线等)而不影响任何其他物品的运动轮廓线。

如果给定单元一次影响了多于一个物品的运动，则一个物品的运动轮廓线必定影响相邻的物品。这总体上阻止了使用针对任一物品的最有效轮廓线。

多个不同的实施例可能能够使用独立的、真正并行的运动轮廓线(例如，速度轮廓线、加速度轮廓线等)。在规划给定物品的运动轮廓线时的逻辑仍必须将相邻物品考虑在内。然而，这是与此类单元的主要目的一致的：在必要时相对于相邻物品重新调整给定物品的位置。

这些不同实施例的区别在于：相对于该单元的卸载点执行多个物品运动轮廓线(例如，速度轮廓线、加速度轮廓线等)可以是并行的。在大多数常规系统中，相对于该单元的卸载点执行多个物品运动轮廓线是依次的。

多个不同实施例可以通过生成预先规划的物品(例如纸箱)的运动轮廓线(例如，速度轮廓线、加速度轮廓线等)并且致使对物品运动施加影响的动力单元继承该物品的运动轮廓线来实施间隙控制。在物品行经给定单元时，该单元以与该物品的运动轮廓线一致的速度和加速率行进。在该物品离开该单元时，该单元可以放弃该物品的轮廓线并且继承下一个正到达的物品的轮廓线。如果出现了该单元同时对两个物品施加影响的情形，则在这些不同实施例中，该单元可以继承其更加全面地控制的那个物品的轮廓线。

可以根据该系统的要求来改变这些独立单元的长度和数量。在确定这些独立单元的长度时，可以考虑以下因素：

-被搬运的最小物品长度。

-有待扩大的最小起始间隙。

-跨该系统这些单元的长度是均匀的还是可变的。例如，这些单元的长度可以可变的、随着这些物品间隙扩大而这些单元的长度变得更长。然而，由于运动轮廓线可能需要在该间隙调整系统中的任意点开始，所以这些单元的长度可能是尽可能短的。

-该间隙调整系统需要执行的接连的困难的间隙调整的次数。

图4是示出了该间隙调整系统的实施例的操作的一系列展示。在这些展示中，假设该系统将是被制动/计量传送机来给送的，可以用该制动/计量传送机来检测并测量到达的纸箱并且提供最小起始间隙。图4中的实施例采用9英寸纸箱、1英寸起始间隙、11英寸最终间隙、600FPM的传送机基础速度(但是也设想了上至以及超过650FPM的更高速度)、0.45g线性加速/减速率，并且纸箱1前面有正确间隙，从而纸箱1不需要进行调整。

图5是过程流程图，展示了用于操作包括多个传送单元的操作材料搬运系统的实施例方法500。方法500可以实施在例如图4中所示的系统中，该系统可以被具有如图7所示的处理架构的系统控制器控制。在框501中，可以生成多个物品的运动轮廓线以便在这些物品之间提供预定间隙。这些物品可以是纸箱，例如这些物品可以在各物品之间具有第一间距(间隙)地进入该系统。这些第一间隙可以是已知的和/或由该系统确定(例如检测到)的。可以将这些运动轮廓线生成为当这些物品离开该系统时在各物品之间提供预定的第二间距(间隙)。

在框503中，可以控制该搬运系统的多个传送单元，以便随着该多个物品移动经过该系统而使各物品根据其运动轮廓线来移动。这些传送单元可以包括例如一系列辊(或多组辊)、短皮带传送机、短条带皮带传送机、或可以独立于该系统中的其他传送单元受控制的另一个传送机构。该传送单元可以被控制成使得被该传送单元移动的各物品根据针对该物品所生成的运动轮廓线来移动。在多个实施例中，该传送单元可以被控制成使该物品以基于针对该物品的运动轮廓线的速度和/或加速度来移动。在该物品移动离开该单元(即，被过渡到后续传送单元)之后，该传送单元可以被控制成使该物品流中的下一个物品以基于针对该下一个物品的运动轮廓线的速度和/或加速度来移动。因此，可以控制该系列传送单元来并行地实施该多个针对这些物品中各个物品的运动轮廓线。在离开该系列传送单元时，该多个物品可以在这些物品之间具有预定间隙。

多个不同实施例可以包括可以以高速度(例如，>500英尺每分钟，例如600英尺每分钟或更大，例如600-800英尺每分钟)来搬运物品(例如纸箱)流的间隙调整系统和方法。该系统可以包括在入口处的制动/计量皮带以便将接触的物品(例如纸箱)分开。该系统可以在物品检测器(例如，视觉光电眼)与第一过渡点(例如，第一皮带末端)之间包括相对大的距离，以便收集足够的物品和间隙信息来实现关于哪个物品向前移动、哪个物品移动返回、哪个物品留照原样等的适当规划。

使用多个传送单元控件的替代方案是将这些传送单元作为没有速度差异地进行递送的单独系统来对待，有可能作为固定速度的分开传送单元。这对每个传送单元可以实现多少具有限制并且导致众多单独的系统。

另一个替代方案是具有相对短的传送单元，包括多个不会影响多于一个物品的传送单元。在这种情形下，各物品可以跨所有传送单元接收独立的控制。可以跨多个传送单元针对每个物品生成单一轮廓线，而不是多个针对每个过渡区生成单独轮廓线。图6A中示意性展示了结果。

在这个实施例中，该制动/计量区段不需要是可变速度的并且可以包括例如更多个的短的阶段。这些短的传送单元的长度可以足够地短而使得它们典型地一次影响仅一个物品。在一些实施例中，每个传送单元的长度可以并不比有待移动经过该系统的最短物品的长度更长。在多个实施例中，这些传送单元可以比最短物品的长度更短以允许这些物品之间的加速/减速。

在计量皮带是固定速度的前提下，例如设想两个其他纸箱之间的两个纸箱太过靠近在一起，并且矫正是将领头的纸箱A向前移动并且将尾随的纸箱B向后移动。这在图6B中展示出。假定没有对该纸箱采取动作直至其完全处于这些短的传送单元(例如，短皮带)上。纸箱A的运动轮廓线(在这种情况下为速度轮廓线)可以倾斜升高、然后倾斜降低。在多个不同实施例中，速度轮廓线可以是线性速度轮廓线、非线性速度轮廓线、或线性和非线性速度的组合、并且可以描述物品随着时间的规划速度。在图6C中示出了纸箱A的示例性速度轮廓线601和602。虽然图6C中展示的是速度轮廓线，但是代替速度轮廓线或除此之外，可以使用加速度轮廓线来控制这些传送单元。加速度轮廓线可以描述物品随着时间的加速度和/或减速度、并且可以随着时间是线性的、非线性的、恒定的、或是线性、非线性、和/或恒定加速度/减速度的组合。

一旦A进入该系统的多传送单元部分中、例如当A不再处于计量皮带的控制下并且进入该系统的多传送单元部分中时纸箱A的轮廓线就可以开始。假定的恒定加速率(a)，速度可以在一段时间段(t)上从起始速度(V₀)倾斜升高至峰值速度(V_P)，这产生了纸箱A必须向前移动的距离(d)的一半。一旦速度达到峰值速度(V_p)，则速度可以倾斜降低返回。图6D中图形地示出了从起始速度(V₀)(例如，对该系统的多传送单元部分进行给送的计量皮带的速度)达到峰值速度(V_p)的增大。

类似地，纸箱B的轮廓线可以是三角形的(或替代地是弯曲的)并且可以并不开始直至B不再处于计量皮带的控制下并且进入该系统的多传送单元部分。感兴趣的是在沿着该路程的每个位置处的速度和时刻。可以在每个位置或点处确定各物品的速度和位置。这些物品之间的皮带的加速率可以通过ΔV/Δt来计算。如在此所使用的，这些物品“之间”是指，皮带在第一物品(例如，纸箱A)已经离开之后为下一个物品(例如，纸箱B)作准备而必须做的事。在图6C中展示了纸箱B的速度轮廓线603。如通过速度轮廓线603的初始减速度和速度轮廓线601的初始加速度所展示的，该系统正尝试通过增大纸箱A的速度并且减慢纸箱B的速度来将纸箱B相对于纸箱A“向后”移动，由此增大纸箱A与纸箱B之间的间隙。

可以基于物品在给定时刻(t)的位置(或距离)(即，P_t)、加速率(a)、起始速度(V₀)、以及在该给定时刻的速度(V_t)之间的关系来进行对该物品在加速时在沿着路径的每个位置处的速度和时刻的计算。例如，针对在加速期间的任意位置(P_t)，时刻(t)可以根据以下等式来确定：

一旦计算出时刻(t)，就可以根据以下等式计算出给定时刻的速度(V_t)：

V_t＝V₀+at

类似地，可以基于物品在给定时刻(t)的位置(或距离)(即，P_t)、加速率(a)(即，在物品的减速期间为负值)、起始速度(V₀)、以及在该给定时刻的速度(V_t)之间的关系来进行对物品在减速时在沿着路径的每个位置处的速度和时刻的计算。例如，针对在减速期间的任意位置P_t，时刻(t)可以根据以下等式来确定：

一旦计算出时刻(t)，就可以根据以下等式计算出给定时刻的速度(V_t)：

V_t＝V₀-at

在一个实施例中，可以开发数据结构(例如，数组或表格，像电子数据表)，该数据结构包括每个点的速度和时刻并且可以包括所计算出的物品之间的传送单元所需加速度。

在多个实施例中，当物品离开可以是固定速度的计量皮带时，该多传送单元部分的这些传送单元(例如，短皮带)可以处于相同速度。

在多个实施例中，该间隙调整系统可以包括至少两个软件模块、速度轮廓线规划器和速度轮廓线控制器。该速度轮廓线规划器可以计算物品的速度轮廓线。该速度轮廓线控制器可以通过根据该速度轮廓线来控制这些不同传送单元来实施所计算出的速度轮廓线。

图6E示意性地展示了正在流入间隙调整系统(“之前”)的一系列纸箱610、611、612、和613、以及具有希望的间隙间距(“之后”)的相同纸箱。理想的是使图6E中的白色纸箱穿过该间隙调整系统而不发生速度增大或减慢，因为其间隙是好的。这些阴影纸箱需要使之相对于其他纸箱向前或向后移动的速度轮廓线。

如图6F所展示的，虽然不以所希望的间隙来移动纸箱可能是理想的，但是一系列纸箱中的一个纸箱614或615的移动可能致使该纸箱碰撞到另一个纸箱，例如初始正确地间隙调整好的纸箱。当这样的事件发生时，比初始未正确地间隙调整好的纸箱更多的纸箱可能受到影响并且可能需要被移动。

在一些点处，由于之前的纸箱位置等，将存在如图6G所示的情形，其中纸箱1不受影响地穿过，纸箱2向后移动了一点，纸箱3比纸箱2向后移动得更多，纸箱4比纸箱3向后移动得甚至更多，并且纸箱5比纸箱4向后移动得更多。纸箱6具有适当的间隙、但是由于纸箱5的轮廓线而仍必然受影响。

图6G中的箭头的角度代表该纸箱的加速度。例如，纸箱5具有比纸箱2更严重的矫正。可能存在着纸箱和传送单元(例如，皮带)可以不会由于猛拉而造成摇摆地应对的最大加速度(例如，针对三角形速度轮廓线为约0.45g，对于曲线速度轮廓线而言这可以增大)。

存在至少两种实施各物品的轮廓线的方式。在一种方法(方法A)中，对所有物品使用同一加速度(例如，最大加速度、或接近最大加速度的加速度)。另一种方法(方法B)包括使用该间隙调整系统的长度的一部分来拟合这个或这些轮廓线，例如该间隙调整系统的整个长度或小于该间隙调整系统的整个长度的长度。

如果使用第一方法(方法A)，则图6G变成如图6H所示。规划算法必须包括知晓前一个纸箱正试图进行多少矫正并且这必须被添加至下一个纸箱上。例如，如果纸箱1没有矫正，则纸箱2仅需要针对纸箱1与2之间所需要的间隙加以矫正(向后移动)。纸箱3需要针对纸箱2与3之间所需要的间隙加纸箱2所执行的矫正来加以矫正(向后移动)。

如果使用该第一方法，则这些轮廓线可能短于该间隙调整系统的长度，并且因此这些轮廓线可以在沿着该系统长度的多个不同点处开始和/或结束。在一个实施例中，用于使物品向后移动的这些轮廓线可以在间隙调整系统的入口处开始，并且用于使物品向前移动的轮廓线可以在该间隙调整系统的出口处结束。在另一个实施例中，用于使物品向前移动的这些轮廓线可以在间隙调整系统的入口处开始，并且用于使物品向后移动的轮廓线可以在该间隙调整系统的出口处结束。这是因为这可以使这些轮廓线的重叠最小化。

在多个实施例中，各物品具有其自己的轮廓线，并且在这些传送单元上的这些物品的所有轮廓线可以被同时实施。各物品的鼻部(前端)可以被跟踪，并且在知道各物品的长度的情况下，可以确定针对给定物品将要控制哪些传送单元(例如，皮带)。

在一个实施例中，可以使用正弦速度轮廓线，并且对于给定时间(T)，该正弦速度轮廓线的峰值加速度出现在T/2处并且产生π/2乘以该线性加速度的加速度。该正弦速度轮廓线的方程可以是图6I中所展示的曲线Y(t)的方程。基于具体系统，可以实验性地确定对该峰值加速度的任何限制。给定物品之间有待创建的所需要的间隙，就可以计算最大FPM，并且可以计算以零(例如，该计量皮带的末端)开始的轮廓线。出于计算的目的，可以使用线性速度轮廓线，如图6I所示。在图6J中示出了使物品加速的示例性实施例速度轮廓线620和使物品减速的速度轮廓线621。在物品加速过程中，在该速度轮廓线620的第一部分中，间隙调整系统可以持续时间1地维持正常速度(例如计量皮带的速度)以允许该物项的足够长度、例如该物项的整个长度到达传送单元。在时间2内，传送单元可以加速以便使速度倾斜增大，在时间3内，速度可以是恒定的，并且在时间4内该传送单元可以减速以使速度倾斜下降返回至该正常速度而持续时间5。在物品减速过程中，在该速度轮廓线621的第一部分中，间隙调整系统可以持续时间1地维持正常速度(例如计量皮带的速度)以允许该物项的足够长度、例如该物项的整个长度到达传送单元。在时间2内，该传送单元可以减速以使速度倾斜下降，在时间3内速度可以恒定在某个最小速度、例如零、100英尺每分钟、或任何其他最小速度上，并且在时间4内该传送单元可以加速以使速度倾斜增大返回至该正常速度而持续时间5。以此方式，可以通过使物品减慢或增大速度来增大或减小间隙。例如，如图6K中所展示的，可以通过使纸箱2持续一定时间长度地减慢来使初始间隙G增大距离K，这样使得纸箱2到达端部比纸箱1或3多花费了K/正常速度(V_NOM)秒。

最大减慢的速度是从正常速度到零，但是可以采用最小速度以应对驱动的物理现象。可以规划某个线性速度轮廓线并且可以实施具有相当时间的正弦速度轮廓线。

计算减慢的另一种方式为，条纹阴影区为“失去”距离并且该失去距离必须等于K，如图6L所示。图6L中所示的阴影区“SA”可以基于传送单元的长度并且可以通过以下等式来定义：

其中a是加速度，V_NOM是正常速度，并且V_MIN是最小速度。

在这些不同的实施例中，一旦有待控制的物品的一部分位于皮带上、例如当整个物品位于皮带上时这些传送单元就可以开始加速。

如果前导物品在该物品的前方具有间隙(即，在该前导物品下游存在空的空间)，则该间隙调整系统可以确定是否向前移动该前导物品以创建间隙富余(或间隙过量)，并且如果是，则确定移动多少。一种解决方案是对间隙的关小施加任意限制、并且使该间隙调整系统始终将物品前移。但是这将包括在不需要调整时进行调整。由于该间隙调整系统可以在确定做什么之前等待直至前导物体即将离开计量皮带，所以在多个不同实施例中，该间隙调整系统可以确定需要什么样的间隙(如果存在的话)来满足最小间隙富余(或间隙过量要求)并且可以使前导物品相应地向前移动。在图6M中展示了示例性间隙富余情景650、651和652。在示例性情景650、651和652中，可以对该间隙调整系统设定两个纸箱长度(2L)的希望间隙，并且该间隙调整系统可以将间隙富余要求设定为一个纸箱长度(+1Gap)。在情景650中，纸箱1与纸箱2之间的间隙可以是四个纸箱长度(4L)，并且纸箱2与纸箱3之间的间隙可以是三个纸箱长度(3L)。过量间隙可以是+3Gap、可能高于间隙富余要求。因此，该间隙调整系统可以不使纸箱1向前移动。在情景651中，纸箱1、2、3和4之间的这些间隙均可以是两个纸箱长度(2L)，并且可能不存在过量间隙，因为纸箱1、2、3和4处于希望间隙下。因此，该间隙调整系统可以将纸箱1向前移动1个纸箱长度(1L)以便产生+1Gap的过量间隙并且满足间隙富余要求。在情景652中，纸箱1可以离纸箱2仅1个纸箱长度(1L)，并且纸箱2、3和4可以如所希望地适当间隙调整好的。因此，可以存在负的过量间隙(-1Gap)，并且该间隙调整系统可以将纸箱1向前移动2个纸箱长度(2L)以产生一个过量间隙(+1Gap)以满足间隙富余要求。以此方式，该间隙调整系统可以根据需要将第一个纸箱向前移动以便始终保持某个呈“间隙富余”的量，这个量可以为使上游纸箱向前移动从而根据需要调整间隙提供空间。着眼于即将到来的间隙要求可能需要更长的计量皮带。

在多个实施例中，这些传送单元(例如皮带)可以短于物品的长度。因此，一个传送单元B上可能有两个纸箱3和2的部分，如图6N所示。存在多种不同的方式来确定哪个纸箱(即，哪个纸箱轮廓线)控制着传送单元B的速度。在多个不同实施例中，该系统可以包括基于多个不同因素来管理对传送单元的控制的规则。例如，纸箱2可以控制速度，因为它在下游。作为另一个实例，纸箱3可以控制速度，因为它较短。作为另外的实例，纸箱2可以控制速度，因为它较长。在多个实施例中，最受给定传送单元影响的物品的轮廓线可以控制皮带的操作。最受传送单元影响的物品的确定可以基于与该传送单元相接触的相对比例和/或这些物品之间的间隙来确定。在实施例中，这种确定可以基于与传送单元相接触的部分与物品的长度的比较。还可以考虑这些物品之间的间隙的长度。例如，针对每个纸箱，可以计算以下内容：(接触程度+间隙)/纸箱长度。哪个纸箱具有的值大，就可以控制传送单元。

在多个实施例中，空的传送单元(例如，皮带)的速度可以是这个传送单元的最后命令速度，直至某些因素(即，即将到来的物品)将其改变。下游传送单元的速度可以在即将到来的物品之前被调整。在多个实施例中，空的传送单元可以以具体加速率(a_m)、例如2g的加速率加速。所以，该系统可以被配置成用于向前看一段特定距离并且调整下游传送单元。该系统可以向前看一段不比它从当前速度(V_c)变为零所需要的更长的距离(dist)。当该系统确定传送单元是空的时，该系统可以确定下一个下游传送单元的速度(V_B)。如果该下游传送单元的速度(V_B)小于当前速度(V_c)，则该系统可以根据以下等式确定该空的传送单元的调整后速度(V_A)：

如果调整后速度(V_A)大于该下游传送单元的速度(V_B)，则该空的传送单元的速度可以被设定成该调整后速度(V_A)。如果调整后速度(V_A)小于该下游传送单元的速度(V_B)，则该空的传送单元的速度可以被设定成该下游传送单元的速度(V_B)。替代地，如果该下游传送单元的速度(V_B)大于当前速度(V_c)，则该系统可以根据以下等式确定该空的传送单元的调整后速度(V_A)：

如果调整后速度(V_A)小于该下游传送单元的速度(V_B)，则该空的传送单元的速度可以被设定成该调整后速度(V_A)。如果调整后速度(V_A)大于该下游传送单元的速度(V_B)，则该空的传送单元的速度可以被设定成该下游传送单元的速度(V_B)。

为了防止向前看影响现有物品，轮廓线可能需要延长以便包括整个物品长度的离开而不仅仅是鼻部。之前的讨论可以针对大多数传送单元(例如皮带)起作用、但是一般并不对第一个皮带起作用，因为它需要在下一个物品到来时放弃对物品的控制。如果物品的尾部占有第一皮带则可以执行检查以确定是否某物将离开该计量皮带。

图7展示了适合用于这些不同实施例的材料搬运系统702的示例性处理架构700。该处理架构700可以在一个计算装置中、或者跨根据需要彼此通信的一系列计算装置中实施成硬件、软件、或硬件与软件的组合，以便执行在此所描述的功能。

材料搬运系统702可以包括计算装置703，该计算装置包括连接一个或多个处理器712的处理器可读共享存储器704。该一个或多个处理器可以充当材料搬运系统702的控制器起作用。例如，一个处理器可以是主控制器，而另一个可以用作备用控制器，该备用控制器可以在发生故障的情况下自动地或由维护人员人为替代该主控制器，而不造成过度的服务停机时间。共享存储器704可以包括操作系统(例如，Windows、Linux等)和实时扩展710。

该一个或多个处理器712可以执行多种不同逻辑层、应用程序或模块，包括材料搬运控制714、扫描726、用户界面数据访问734、中间件路由736、设备通信740、操作系统服务738、和输入/输出驱动器739。包括材料搬运控制714、扫描726、用户界面数据访问734、中间件路由736、设备通信740、操作系统服务738、和输入/输出驱动器739的这些不同逻辑层、应用程序或模块可以彼此结合地执行并且彼此交换数据。当该一个或多个处理器接收输入(例如，来自开关、光电眼等的信号、数据消息或其他多种不同输入类型)时，包括材料搬运控制714、扫描726、用户界面数据访问734、中间件路由736、设备通信740、操作系统服务738、和输入/输出驱动器739的这些不同逻辑层、应用程序或模块可以由该一个或多个处理器712独立地和/或协同地执行以生成输出(例如，给马达触点的、螺线管阀的、开关的、灯等的电信号、数据消息、或其他输出类型)。

扫描726可以由该一个或多个处理器712重复地执行、并且可以包括读取输入模块728、求解逻辑模块730、和写入输出模块732。通过定期地执行模块728、730和732的这些不同逻辑操作，扫描726可以被计数以测量时间。该求解逻辑模块730可以包括任何类型的逻辑，包括“if-then-else”分支逻辑、运动控制逻辑、简单逻辑、复杂逻辑、硬连线逻辑、配置逻辑等。该求解逻辑模块730所使用的数据可以寄存在共享存储器704中(例如，数据706)或本地、远程或基于云的数据存储设备(例如，数据存储754)中。扫描726可以以不同的时间间隔执行，例如用于运动控制的扫描可以每隔1毫秒至2毫秒发生，用于合并子系统的扫描可以每隔5毫秒发生，并且一般的传送机扫描可以每隔25毫秒发生。

材料搬运控制714可以包括：订单履行模块716；传送机或其他材料搬运设备控制模块718，该模块包括机器控制模块720以生成用于传送机和/或其他材料搬运设备的指令；订单管理器模块722；以及合并模式应用程序或模块724以用于监测状态并且调整材料搬运系统(例如，配送中心)内的传送机的合并模式。

该一个或多个处理器712可以与多个扫描器742、传感器744、致动器748、诊断系统750、材料搬运设备控件746(例如，传送机控件)、数据存储器754和其他设备752(例如，秤、打印机等等)经由网络连接756(例如，TCP/IP连接、以太网连接、Ethercat连接、PROFIBUS连接、RS 232连接、USB连接、Wi-Fi连接、蜂窝连接等)来交换数据。

处理架构700可以包括经由网络连接774(例如，TCP/IP连接、以太网连接、Ethercat连接、PROFIBUS连接、RS 232连接、USB连接、Wi-Fi连接、蜂窝连接等)与材料搬运系统702接口联接的多个其他系统，诸如显示本地应用程序760或web应用程序762的用户界面设备758(例如，显示器，用户终端等)、使得能够与主机设备767通信的主机通信设备764(例如，经由FTP，TCP/IP等)、数据库770、仓库控制系统(WCS)770、和/或仓库管理系统(WMS)772。主机设备还可以包括合并模式模块或应用程序768，该模块或应用程序可以将与集装箱的合并操作相关的信息发送到材料搬运系统702的该一个或多个处理器712。

这些不同的实施例可以在各种各样的计算装置中的任一种中实施，图8中展示了其实例。计算装置800典型地将包括处理器801，该处理器联接至易失性存储器802和大容量非易失性存储器(例如，闪存存储器的磁盘驱动器805)上。该计算装置800还可以包括联接该处理器801的软盘驱动器813和光盘(CD)驱动器814。计算装置800还可以包括多个连接器端口815，这些连接器端口联接处理器801以用于建立数据连接或接收外部存储设备(例如USB或连接器插座)、或用于建立从处理器801到网络或总线(例如联接其他计算机和服务器的局域网、因特网、公共交换电话网络、和/或蜂窝数据网络)的网络接口连接的其他网络连接电路。该计算装置800还可以包括均联接处理器801的轨迹球或触摸板817、键盘818和显示器819。

这些不同的实施例还可以实施在各种各样可商购的服务器装置中的任一种上、例如图9所示的服务器900。这样的服务器900典型地包括处理器901，该处理器联接易失性存储器902和大容量非易失性存储器(例如磁盘驱动器903)。该服务器900还可以包括联接该处理器901的软盘驱动器、光盘(CD)或DVD盘驱动器904。该服务器900还可以包括多个网络接入端口906，这些网络接入端口联接处理器901以用于与网络907、例如联接其他计算机和服务器的局域网、因特网、公共交换电话网络、和/或蜂窝数据网络建立网络接口连接。

这些处理器801和901可以是可以通过软件指令(应用程序)来配置以执行各种各样功能(包括以上描述的这些不同实施例的功能)的任何可编程的微处理器、微计算机、或一个或多个多处理器芯片。在一些装置中，可以提供多个处理器，例如专用于无线通信功能的一个处理器和专用于运行其他应用程序的一个处理器。典型地，软件应用程序在被访问和载入这些处理器801和901中之前可以被存储在内部存储器802、805、902和903中。这些处理器801和901可以包括足以存储应用程序软件指令的内部存储器。在许多装置中，该内部存储器可以是易失性或非易失性存储器，例如闪存存储器、或二者的混合。出于本说明的目的，对存储器的一般性提及是指处理器801和901可访问的传感器，包括插入这个装置中的内部存储器或可移除存储器、以及在这些处理器801和901自身内的存储器。

以上方法说明和过程流程图仅是作为展示性实例提供的并且不旨在要求或暗示：这些不同实施例的步骤都必须按所呈现的顺序来执行。本领域技术人员将了解的是，以上实施例中的步骤顺序可以按任意顺序来执行。“此后”、“接着”、“下一个”等词语不旨在限制步骤的顺序；这些词语只用来引导读者阅读该方法说明。进一步，例如使用冠词“一个”、“一种”(a/an)或“该”以单数形式提及权利要求要素不应解释成将该要素限制为单数形式。

可以将与在此所披露的实施例相联系地描述的这些不同说明性的逻辑块、模块、电路、和算法步骤实现为电子硬件、计算机软件、或二者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的此可互换性，上文已经总体上就它们的功能性而言描述了多种不同展示性部件、块、模块、电路、和步骤。将这样的功能性实现为硬件还是软件取决于在整体系统上强加的具体应用和设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个具体应用使用不同方式来实施所描述的功能性，但是这些实施决策不应被解释为导致脱离本发明的范围。

可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件、或其被设计成用于执行在此所描述的功能的其任何组合来实现或实现用于实施与在此披露的这些方面相联系地描述的这些不同展示性逻辑、逻辑块、模块、和电路的硬件。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器、或状态机。还可以将处理器实施为计算装置的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器连同一个DSP核心、或任何其他这样的配置。替代地，可以通过专用于给定功能的电路来执行某些步骤或方法。

在一个或多个示例性方面，可以以硬件、软件、固件、或其任何组合来实施所描述的功能。如果以软件实施，可以将这些功能作为一个或多个指令或代码存储在非暂时性计算机可读介质、或非暂时性处理器可读介质上。可以以处理器可执行的软件模块或处理器可执行的软件指令来实施在此披露的方法或算法的步骤，该模块或指令可以驻留于非暂时性计算机可读或处理器可读存储介质上。非暂时性计算机可读或处理器可读存储介质可以是可由计算机或处理器访问的任何存储介质。例如但非限制，这样的非暂时性计算机可读或处理器可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、FLASH存储器、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁性存储设备，或是可以用于存储呈指令或数据结构的形式的所期望的程序代码的并可以由计算机访问的任何其他介质。如在此所使用的盘和碟包括压缩光碟(CD)、激光碟、光碟、数字通用光碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中，盘通常磁性地复制数据，而碟使用激光光学地复制数据。上述内容的组合也应包括在计算机可读和处理器可读介质的范围内。此外，方法或算法的运行可能作为代码和/或指令的任何组合或集合驻留在非暂时性处理器可读介质和/或计算机可读介质(可以被并入计算机程序产品中)上。

所披露实施例的前述描述被提供用于使本领域技术人员能够实现或使用本发明。本领域技术人员将容易了解对这些实施例的不同修改，并且在此限定的一般原理可以应用于其他实施例而不脱离本发明的精神或范围。因此，本发明不旨在局限于本文所示出的实施例而是旨在就本文披露的如下权利要求和原理以及新颖特征达成最广泛范围的一致。