高速整体流分拣的制作方法

本发明涉及用于整理整体流动的混杂物品的方法和设备。这些具有各种尺寸和形状的混杂物品要到达不同的目的地。虽然示出了本发明是用于包裹或邮政纸箱处理，但可以发现应用在其它物品类型的处理中。

在包裹和邮政部门中装运的物品通常整批运输并且消费者包装的物品在每个物品上都印有条形码标签。这些物品具有各种尺寸和重量，并且标签可以应用到物品的任何表面。为了将每个物品都送往其目的地，这些物品从运输车辆整批卸载在分拣设施中。每个物品都必须被扫描以便物品可以正确地送往其目的地，并且被称重以便运输车辆不超载并且使消费者适当地付费。这些物品必须被分拣到可能是要去往特定城市的飞机或卡车或者当地的送货车的目的地。

虽然理论上可以仅通过增加设备实现任何容量，但是这样做不仅在额外的资本支出而且在必须建造以容纳设备位置的建筑尺寸上都需要成本。

技术实现要素：

本发明实现以尽可能小的设备占用空间尽可能快速地将整体流动的物品整理到不同的目的地。本发明提供一种用于以以前不可能的速率和小尺寸将整体流动的物品整理到不同目的地的方法和系统。

一种混杂物品分拣系统以及将整体流动的混杂物品分拣到不同目的地的方法，混杂物品具有各种尺寸和形状，根据本发明的方面，所述系统包括至少两个整体流分离器(singulator)，每个整体流分离器配置为接收具有各种尺寸和形状的整体流动的混杂物品，并将整体流动的物品排列成相应的第一和第二单件流动的混杂物品。第一物品引导件使来自一个分离器的第一单件流动的混杂物品排列成间隔开间隙的第一流动的有间隙的混杂物品，并且第一物品传感器接收第一单件流动的有间隙的混杂物品，并且至少感测第一单件流动的有间隙的混杂物品中的每个物品的标识和重量。第二物品引导件使来自另一个所述分离器的单件流动的混杂物品排列成间隔开间隙的第二流动的有间隙的混杂物品，并且第二物品传感器接收第二单件流动的有间隙的物品，并且至少感测所述第二单件流动的有间隙的物品中的每个物品的标识和重量。组合器将来自第一和第二物品传感器的第一和第二单件流动的有间隙的混杂物品组合成第三单件流动的混杂物品。正位移分拣器接收来自组合器的第三单件流动的混杂物品，并将物品分拣至不同的目的地。

第一和第二流动的有间隙的物品的物品可以以被控制的相对位置的方式到达组合器，其中，通过一些物品的横向位移使物品组合到第三单件流动的物品中。每个分离器可以是再循环分离器，再循环分离器各自具有：整体流输入，其配置为接收整体流动的物品；分离传送面，其从所述输入延伸到输出，所述输出配置为将并行的物品排列成单件流动的物品；以及再循环传送面，其配置为使至少一个并行的物品从所述输出处的分离传送面返回到所述输入处的分离传送面。整体流分离器可以共享共同的再循环传送面或者可以各自具有单独的再循环传送面。

第三物品引导件可以设置在组合器与分拣器之间，以调整第三单件流动的混杂物品中的物品之间的间隙。在第一物品传感器与组合器之间的第四物品引导件可以设置为调整离开第一物品传感器的物品之间的间隙。第五物品引导件可以设置在第二物品传感器与组合器之间，以调整离开第二物品传感器的物品之间的间隙。

第一动态累加器可以设置在第一整体流分离器与第一引导件之间，以去除第一单件流动的混杂物品中的间隙。第二动态累加器可以设置在第二整体流分离器与第二引导件之间，以去除第二单件流动的混杂物品中的间隙。

控制器可以设置为响应物品传感器追踪物品传感器下游的物品的标识，其中，提供给分拣器的每个物品的标识是不依赖于第三单件流动的混杂物品中的物品的进一步感测而已知的。分拣器可以每小时能够分拣至少10000个物品。

组合器可以包括传送面和推动滑块，所述传送面由上部板条的上表面限定，所述上部板条在纵向行进的带板中互相连接，所述推动滑块各自沿至少一个板条行进，以使传送面上的物品从第二单件流动的有间隙的混杂物品横向移位到第一单件流动的有间隙的混杂物品，以产生第三单件流动的混杂物品。组合器可以使提供在第三单件流动的混杂物品中的物品边缘对齐。

组合器可以包括接收来自第一单件流动的有间隙的混杂物品的物品的第一输送机和大体上与第一输送机平行并相邻的第二输送机。第二输送机接收来自所述第二单件流动的有间隙的混杂物品的物品。控制器监测第一和第二单件流动的有间隙的混杂物品，以建立第一和第二单件流动的有间隙的混杂物品中的物品之间的相对位置，并且使来自第二输送机的物品换向，以使该物品横向移位到第一输送机上，进入第一输送机上的物品之间的空间。以此方式，物品以物品的合并流的方式离开第一输送机，作为第三单件流动的混杂物品。

第二输送机可以由多个平行板条和多个推动滑块组成，所述板条在沿纵向方向行进的带板中互相连接，推动滑块各自沿至少一个板条横向行进。控制器使邻近要朝向第一输送机换向的物品的推动滑块从推动滑块不横向行进的非换向状态换向到推动滑块横向行进的换向状态。第一单件流可以提供物品，所述物品为当在换向状态时与推动滑块行进的行程极限对齐的、在第一输送机上的边缘对齐的物品，其中，当物品离开第一输送机作为第三单件流动的物品时，被换向的物品与第一单件流动的有间隙的混杂物品的物品边缘对齐。

控制器可以控制至少第一和第二引导件的相对速度，以建立第一和第二输送机上的物品之间的受控制的相对位置。推动滑块中的被换向的推动滑块可以在纵向线中一起行进，以使物品横向移位，而基本上不旋转该物品。

推动滑块可以具有延伸部，当换向时所述延伸部至少部分地覆盖第一输送机，以确保物品完全移位到第一输送机上。返回轨道可以设置为在推动滑块行进到所述带板的端部之前使推动滑块横向返回到延伸部不覆盖第一输送机的位置。

一种混杂物品组合器以及将第一和第二单件流动的有间隙的混杂物品组合成第三单件流动的混杂物品的方法，混杂物品具有不同的尺寸和形状，根据本发明的方面，所述组合器包括接收第一单件流动的有间隙的混杂物品的第一输送机。第二输送机与第一输送机大体上平行并相邻。第二输送机接收第二单件流动的有间隙的混杂物品。控制器监测物品，以建立第一和第二单件流动的有间隙的混杂物品中的物品之间的相对位置，并且使来自第二输送机的物品换向，以使该物品横向移位到第一输送机上，进入第一输送机上的物品之间的空间。以此方式，混杂物品以边缘对齐的物品的合并流的方式离开第一输送机，作为第三单件流。

当结合附图回顾以下说明时，本发明的这些和其它目的、优点和特征将变得清楚。

附图说明

图1是根据本发明实施例的高速整体流分拣系统的框图；

图2是权利要求1中的分拣系统的组件的实体布局的俯视图；

图3是高速整体流分拣系统的替代实施例的组件的细节图；

图4是包括多个分拣系统的仓库物料搬运系统的俯视图；

图5是根据本发明实施例的组合器的俯视图；

图6是沿图5中的线VI-VI截取的截面图；

图7是图6所示的组合器的一部分的俯视图；

图8是示出了换向器返回轨道的第二输送机的俯视图；

图9是示意性地示出了换向器开关组件的布局的放大侧视图；以及

图10是示出了图9中的换向器开关的操作以使不同长度的物品换向的图。

具体实施方式

现在参考附图以及在其中描绘的说明性实施例，混杂物品路径选择系统110适合于将整体流动的混杂物品(其图示为纸箱，但可以是手提包、货盘、容器)和未封装的物品整理到不同的目的地(图1)。混杂物品是具有各种不同形状和尺寸的物品。应该理解的是，系统110可以是重复的，以增加图4所示的系统的吞吐量。在图示的实施例中，系统110每小时能够使10000或可能15000个最大尺寸为20英寸的物品选择路径。因此，如图4中可见，通过重复系统110，可以完成每小时20000与30000个之间的物品。

系统110接收如从运输车辆(未示出)卸载的整批混杂物品。这些物品具有各种尺寸和形状，并且具有各种取向，带有面对任何方向的诸如条形码或QE码的标志。整体流动的物品被提供到两个整体流分离器，即，第一整体流分离器112和第二整体流分离器114。整体流分离器112配置为接收整体流动的具有各种尺寸和形状的混杂物品，并且配置为将整体流动的物品排列成第一单件流动的物品，这些第一单件流动的物品通过引导件126转换成第一单件流动的有间隙的物品。整体流分离器114配置为接收整体流动的各种尺寸和形状的物品，并且配置为将整体流动的物品排列成第二单件流动的物品，这些第二单件流动的物品通过第二引导件128转换成第二单件流动的有间隙的物品。

引导件127的输出127将第一单件流动的有间隙的物品提供给物品传感器130，在其中，无论标签位于物品的哪个表面上，都扫描物品上的条形码标签。这通过指向物品顶部、底部和所有四个(4)侧面的扫描器来完成。物品传感器130包括测量物品重量的称。物品传感器130可从多个不同来源商业获得。物品的标识及其重量储存在计算机系统136中，所述计算机系统可以是可编程逻辑控制器、微型计算机或其它形式的工业计算机。以类似方式，从引导件128的输出129提供的第二单件流动的物品被提供给纸箱传感器132，在其中，无论标签位于物品的哪个表面上，都扫描物品上的条形码标签。同样，物品被称重，并且每个物品的标识和重量都用计算机系统136储存。

在物品传感器130、132的下游，当物品到达组合器134时，它们将已经被控制到两条线140、142上的相应位置，所以将可以组合第一和第二单件流动的有间隙的物品，而不需要进一步调整间隙。但是，如果需要，可以在物品传感器130与组合器134之间、在线140、142中设置附加的引导单元，以调整物品间隙和第一单线流动的有间隙的物品处的物品相对于第二单线处的物品的相对位置，用于与第二单线流动的有间隙的物品正确组合。同样，附加的引导单元可以设置在物品传感器132与组合器134之间，以调整第二单线流动的有间隙的物品处的物品间隙和对第一单线流动的有间隙的物品中的物品的相对位置。因此，引导件126和128是协调的，以便在物品传感器130、132的下游，第一和第二流动的有间隙的物品以交错的方式到达组合器134，以例如通过物品的横向位移组合成第三单件流动的物品121。组合器134将第一和第二单线流动的有间隙的物品组合成被提供给用于分拣的分拣器124的第三单线流动的物品121。在图示的实施例中，提供给分拣器124的物品之间的最小6英寸的间隙将允许分拣器将物品分拣到它们的相应目的地。因为计算机系统136追踪每个物品的标识，所以能够为分拣器124指示每个物品的目的地。诸如条形码扫描器或RFID阅读器(未示出)的可选物品识别器可以配置在分拣器124的前面，以确认每个物品的标识。以此方式，提供给分拣器124的每个物品或者通过可选的物品识别器被识别，或者被计算机系统136追踪，或者二者的组合。

虽然组合器134可以具有各种已知的形式，如合并竖直表面或旋转导带，但在图示的实施例中，组合器134包括由在纵向行进的带板中互相连接的上部板条的上表面限定的传送面以及各自沿至少一个板条行进以使物品在所述传送面上横向位移的推动滑块。组合器134能够使提供在第三单件流121中的物品边缘对齐。虽然在图示的实施例中这可以通过至少一些板条上的多个滑块来完成，但是在每个板条上仅设置一个滑块。

分离器112、114可以是现有技术中已知的各种类型装置中的任一种。在图2和图3中更详细地图示出的实施例中，分离器是由Cinetics销售的再循环分离器，具有高达每小时7500个物品的整体流分离能力。每个分离器具有配置为接收整体流动的物品的整体流输入144以及配置为将并行的物品排列成单件流动的物品的从输入144延伸到输出148的分离传送面146。分离器112、114包括再循环传送面150，所述再循环传送面配置为使至少一个并行物品从输出148处的分离传送面146返回到输入144处的分离传送面。为了清楚仅示出了构成传送面146的辊的驱动器。在图示的实施例中，整体流分离器112、114共享共同的再循环传送面150。但是，整体流分离器112、114可以各自具有单独的再循环传送面150，由此增加系统110的再循环流动能力。

物品路径选择系统110还可以包括在组合器134与分拣器136之间的第三物品引导件138。如果需要，第三物品引导件138配置为调整第三单件流动的物品中的物品之间的间隙。系统110还可以包括：在第一物品传感器130与组合器134之间的线140中的第四物品引导件，以调整离开第一物品传感器的物品之间的间隙；以及在第二物品传感器132与组合器134之间的线中的第五物品引导件142，以调整离开第二物品传感器的物品之间的间隙。如前所述，第四和第五物品引导件被控制为调整线140与142之间的物品的相对位置。尽管可以使用各种配置，但是上面提到的所有引导件可以是针对CONVEYOR INDUCT的共同转让的美国专利No.8,408,380中公开的类型，所述专利的公开内容通过引用并入本文中。分拣器136是高容量正位移分拣器，其每小时能够分拣至少10000个混杂物品。这种分拣器可以是在共同转让的美国专利No.5,927,465、6,041,909、6,513,642、6,814,216、6,860,383、6,866,136、6,923,308、7,086,519、7,117,988、7,128,197、7,513,356和8,469,177中公开的类型的高速平行换向分拣器，这些专利的公开内容通过引用共同并入本文中。但是，可以使用能够以此速率分拣的任何分拣器。因此，可见具有各自每小时能够分离多达7500个物品的整体流分离器和每小时能够分拣至少10000个物品的分拣器136，系统110能够根据物品的标识每小时将至少10000至15000个物品分拣至目的地。分拣器136能够将物品分拣至很多个不同的目的地D，这些目的地在图4中示为在装货码头处的卡车。传统的滑道和输送机用来使物品选择从每个输送机136到适当的目的地D的路径。

混杂物品路径选择系统210大体上与系统110相同，除了它包括在第一单件流动的物品216中的第一动态累加器252以去除第一整体流分离器212下游物品之间的间隙之外。第二动态累加器254在第二单件流动的物品218中，以去除第二整体流分离器214下游物品之间的间隙。材料处理行业中熟知的动态累加器252和254是低压气动驱动皮带驱动的传动辊输送机，其在物品之间提供轻微的压力接合，并且不包括感测物品的光传感器或其它物品传感器。线中的引导件226和228与引导件126、128相同。物品传感器230、232与传感器130、132相同。线240、242中的引导件与线140、142中的引导件相同。组合器234与组合器134相同。分拣器(未示出)与分拣器124相同。

系统110和210包括控制器，所述控制器包括计算机系统136。这种控制器追踪物品传感器130、132、230和232下游物品的标识，其中，提供给相应分拣器的物品的标识是不依赖第三单件流动的物品中的物品的进一步感测而已知的。这允许相应分拣器独立于分拣器入口处的任何物品扫描器分拣物品或者除了分拣器入口处的任何物品扫描器之外分拣物品。

组合器或合并组件134、234合并来自第一进口140和第二进口142(图5)的具有各种尺寸和形状的混杂物品的多个流。第一进口140将混杂物品流提供给第一输送机16，在图示的实施例中，所述第一输送机是具有是行进传送带40的传送面17的皮带输送机。第二进口142将混杂物品流提供给第二输送机18，所述第二输送机大体上与第一输送机16平行并相邻，如图5中清晰可见。每个输送机16、18具有单独的传送面。虽然它们可以共享某些结构组件，但是它们具有单独的框架。输送机16、18的传送面尽可能接近，并且可以在它们之间具有滑板，以避免可能卡住要换向的物品的间隙。第二输送机18是换向输送机，其具有由多个平行板条30组成的传送面19，所述板条在沿纵向方向行进的带板中互相连接。第二输送机18具有多个推动滑块32，每个推动滑块沿至少一个板条30横向行进。推动滑块32中的被选定的推动滑块通过换向器开关34从非换向状态换向到换向状态，在非换向状态中，滑块不沿传送面19横向行进，在换向状态中，滑块跨越传送面19横向行进，所述换向器开关使推动滑块换向到传送面19下面的换向轨道35。第二输送机18的操作类似于共同转让的美国专利No.6,814,216中公开的类型的正位移分拣器，所述专利的公开内容通过引用并入本文中。如上面所提到的，在图示的实施例中，第一输送机16是现有技术中熟知的类型的皮带输送机，但是可以使用各种传送面材料和设计。

控制器136接收来自诸如光传感器22的第一物品传感器的输入以监测进入第一输送机16的物品，并且接收来自诸如光传感器24的第二物品传感器的输入以监测进入第二输送机的物品，以确保物品横向组合的适当相对间距。控制器136控制来自引导件140和142的物品的相对位置，并且以在提供给输送机16、18的物品之间提供控制的定位的方式控制引导件140、142，所述提供给输送机16、18的物品将被充分地间隔开以便以物品之间的被控制的间距来合并物品。虽然可以通过控制引导件140、142来控制物品的相对位置，但是可以在诸如引导件126、128的上游控制相对位置。甚至，如果通过引导件126、128控制物品的相对位置，则引导件140、142可以被输送机代替。引导件126、128、138、140和142可以是现有技术中已知的类型，如在共同转让的美国专利No.5,267,638、6,918,484和8,408,380中公开的那些类型，这些专利的公开内容通过引用以它们的全部内容共同并入本文中。

控制器136使用在以上提到的‘216专利中公开的技术来监测第二输送机18上的物品的位置并知道推动滑块32的位置。因此，控制器20识别哪个推动滑块邻近第二输送机上的物品。邻近物品的推动滑块通过一些或所有的换向器开关34来换向，以将第一输送机16上的物品横向推入第一输送机16上的物品之间的空间，如图5中以虚线示出的。以此方式，混杂物品的分离流的第三流来自于来自到达输送机18上的第二流动的分离的混杂物品的物品与来自到达输送机16上的第一流动的分离的混杂物品的物品的合并，以从第一输送机16延伸的离开输送机121上的分离的物品的合并流离开第一输送机16。可选的再循环输送机28可以从第二输送机18的出口端延伸，以使通过传感器25感测到的不能与第一输送机16上的物品合并的任何物品返回到第二输送机18的进口端或返回到另一区域。

在图示的实施例中，推动滑块32沿纵向线行进，以基本上不旋转物品地横向推动物品。这是已知的平行分拣。这可以通过所有的换向器开关34来完成，所述换向器开关使推动滑块换向，以使被驱动的特定物品大约在同一时间换向。每个换向器开关34使推动滑块32换向到传送面19下面的换向器轨道35上，由此使推动滑块横向行进。推动滑块32各自具有在传送面19下面以接合换向轨道的下部分37和在传送面上面延伸以接合物品的盖36。滑块盖36具有延伸部38，当推动滑块完全换向时，所述延伸部覆盖第一输送机16的传送面17的一部分，以确保物品被完全推到第一输送机16的传送面上，如在图3和图4中清晰可见。返回轨道42设置在传送面19下面，在那些推动滑块32行进到第二输送机18的带板的端部之前，所述返回轨道使换向的推动滑块横向返回到延伸部38不覆盖第一输送机16的位置，如在图8中可见。当推动滑块随着它们绕第二输送机的端部行进而下落时，这避免了推动滑块盖延伸部38与第一输送机之间的机械干扰。返回轨道42可以使换向的推动滑块部分地返回到清除第一输送机16的位置或者可以使它们返回到在邻近第二进口14的第二输送机18的进端部处的推动滑块的完全非换向位置。

第一流动的分离的有间隙的混杂物品可以到达朝向最接近输送机18的输送机16的部分边缘对齐的输送机16上，如在图5中可见。这可以使用传统的边缘对齐技术(未示出)来完成，所述边缘对齐技术使输送机16上游(如引导件140、240上或这些引导件上游)的物品边缘对齐。因为物品是各种尺寸和形状的混合，所以物品可以仅沿其一个边缘对齐。这种第一输送机上的边缘对齐的物品沿假想线对齐，所述假想线是由推动滑块的延伸部38在换向状态下行进的最远横向行程极限处的换向表面39达到的。以此方式，通过推动滑块32换向的物品与从第一进口12进入的物品边缘对齐，并且当它们以输送机26上的物品的合并流离开第一输送机时，所有的物品都边缘对齐。这允许各种形状和尺寸的合并的混杂物品被分拣器124分拣，而不用进一步对齐。这允许混杂物品以在合并或合并的物品的边缘对齐过程中不旋转物品而实现的最小间隙到达分拣器124。

控制器136调节输送机16、18的相对速度，以使输送机的速度同步。这可以通过分别监测输送机16和18的移动的脉冲位置监控器21来完成。控制器136还可以用光传感器22和24来监测输送机的进口端处的物品。控制器136响应传感器22、24和可能附加的上游传感器来控制线140、142的相对速度，以使用例如以上提到的’638和‘484专利中公开的技术来建立输送机16、18上的物品之间的控制的间距。如上所述，控制器136监测第二输送机上的物品和推动滑块的相对位置以确定哪个推动滑块与物品对齐，以确定哪个换向器开关34致动以使物品换向。虽然示出了输送机16、18为单独的同步的传送面，但是应该理解的是，这些可以并入一个传送面中。

如图9和图10所示的排列多个换向器开关34，这些换向器开关能够操作以使推动滑块32致动，以跨越第二输送机18行进。换向器开关34以等于板条节距的整数值的间隔间隔开，因为在图示的实施例中推动滑块沿板条行进并因此也以板条节距的整数值间隔开。至少一对相邻的换向器开关(指定为#1和#2)间隔开一个板条节距。剩余的相邻换向器开关#3至#6可以间隔开两个板条节距，如图9中可见。这种配置允许宽范围的物品长度被换向，而不需要许多换向器开关。图10示出了为各种物品长度切换的换向器开关的标识。应该理解的是，对于物品的长度不是所有的换向器开关都需要操作，仅需要致动换向器开关，以使物品前部和后部处的推动滑块换向，而中间的换向器开关不操作。应该理解的是，虽然仅示出了一组换向器开关#1至#6使一个物品换向到第一输送机16上，但是可以具有两组或更多组换向器，以每次使多于一个的物品换向并且使在沿传送面19的不同纵向位置处的物品换向。

虽然前面的描述描述了本发明的几个实施例，但本领域技术人员应该理解的是，在不脱离如以下权利要求所限定的本发明的主旨和范围的情况下，可以做出这些实施例的变体和修改。本发明包含本文所描述的本发明的各个实施例或方面的所有组合。应该理解的是，本发明的任意和所有实施例可以与任何其它实施例结合，以描述本发明的附加实施例。此外，实施例的任何元素可以与任何实施例的任何和所有其它元素组合，以描述附加实施例。