一种适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置、方法及其应用与流程

本发明属于物流包装技术领域，更具体地，涉及一种适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置、方法及其应用。

背景技术：

伴随电商仓储物流自动化的提升，越来越多的电商企业采用“交叉带分拣机”、“落袋式分拣机”、“翻板式分拣机”等自动化分拣设备进行波次订单商品的二次分拣。但现有的自动分拣设备只适用于服装等非易碎且允许发生碰撞等品类的商品。

如图1所示，传统的商品分拣机采用的滑道滑落装箱方式，由于商品从分拣上下来时具备一定的初速度且有一定的跌落高度，因此商品直接落到接货位置的相应周转容器内时，商品与商品间会有比较大的碰撞冲击，极有可能导致商品发生变形或损坏，因此，无法处理一些如铁罐，硬质塑料盒等易碎品或发生碰撞易变形的商品，极大地限制了自动分拣设备的应用范围。此外，传统的商品分拣机采用的滑道滑落装箱方式，商品容易在一侧发生堆积，周转箱的另一侧部分利用不到商品的填充不实，对周转箱体积的利用率不高。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置，其目的在于解决易碎品或发生碰撞易变形的商品的碰撞冲击问题，实现任意品类商品的柔性无碰撞装箱。

为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置，包括软布收放卷落料机构以及设于所述软布收放卷落料机构下方的周转箱；其中，

所述软布收放卷落料机构包括具备缓冲能力的软布.、细牵引绳.、左转轴.以及右转轴.，所述具备缓冲能力的软布.长度大于所述周转箱的长度、宽度小于所述周转箱的宽度，其两侧边缘分别固定于所述细牵引绳.上；且，

所述细牵引绳.的两端分别固定于所述左转轴.及右转轴.上，所述左转轴.及右转轴.用于驱动所述具备缓冲能力的软布.移动并下降至所述周转箱内或其他商品的空隙内，以带动待装箱商品从所述细牵引绳.与具备缓冲能力的软布.间的空隙处滑落至所述周转箱内或其他商品的空隙内，实现商品的柔性无碰撞装箱。

进一步地，还包括中空边框，所述中空边框设于所述软布收放卷落料机构上方，且恰好保证所述待装箱商品准确落入所述具备缓冲能力的软布.上。

进一步地，所述周转箱箱体内壁上铺设海绵或具备缓冲能力的柔性材料。

进一步地，所述左转轴.、右转轴.外侧对应设有电机，以驱动其转动并带动所述具备缓冲能力的软布.移动。

进一步地，所述软布收放卷落料机构为多个，且对应每个所述软布收放卷落料机构上方分别设有并行驱动装置或直线驱动装置，以实现多种商品的同时并行柔性无碰撞装箱。

进一步地，所述并行驱动装置包括平行设于所述软布收放卷落料机构上方的正向驱动机构.和反向驱动机构.、设于所述软布收放卷落料机构四角的第一离合装置.、第二离合装置.、第三离合装置.及第四离合装置.；其中，

所述第一离合装置.分别与所述左转轴.和正向驱动机构.连接；或者，

所述第三离合装置.分别与所述左转轴.和反向驱动机构.连接；或者，

所述第二离合装置.分别与所述右转轴.和正向驱动机构.连接；或者，

所述第四离合装置动作.分别与所述右转轴.和反向驱动机构.连接。

进一步地，所述直线驱动装置包括左滑块.、右滑块.、软布.、细牵引绳.、左过渡辊.和右过渡辊.，所述软布.两侧边缘分别固定于所述细牵引绳.上，所述细牵引绳.的两端分别固定于所述左滑块.和右滑块.上，所述左过渡辊.和右过渡辊.设于所述软布.两侧，用于保持所述软布.落料机构的形状。

进一步地，所述直线驱动装置为多个，且各所述直线驱动装置沿垂直于水平面的正向驱动机构与反向驱动机构布置。

进一步地，所述周转箱为纸箱或其他形式的容器。

进一步地，所述具备缓冲能力的软布.为其他性质的具备一定柔性的缓冲材料制备而成。

按照本发明的另一个方面，提供一种柔性无碰撞装箱方法，应用所述的一种适应任意商品的柔性无碰撞装置实现，包括如下步骤：

s1：软布收放卷落料机构初始状态下，具备缓冲能力的软布部分刚好平铺于周转箱的箱口上方；

s2：从分拣机的单个分拣单元卸下的待装箱商品落到具备缓冲能力的软布上后，左转轴转动慢速放卷，则待装箱商品会自动跟随具备缓冲能力的软布慢速下落到周转箱中；

s3：放卷落料完成后，右转轴转动收卷带动具备缓冲能力的软布朝一侧移动，当具备缓冲能力的软布移动一定距离后，商品自动从两根细牵引绳与具备缓冲能力的软布间的空隙处滑落入周转箱中；

s4：当收卷卸料完成后，左、右转轴反向转动收卷复位，收卷完成后，软布收放卷落料机构重新回到初始状态，即可进行下一件商品的落料装箱。

进一步地，所述左转轴从正向驱动机构上取得动力进行顺时针转动，带动软布收放卷落料机构放卷；或者，

所述左转轴从反向驱动机构上取得动力进行逆时针转动，带动软布收放卷落料机构收卷；或者，

所述右转轴从反向驱动机构上取得动力进行逆时针转动，带动软布收放卷落料机构放卷；或者，

所述右转轴从正向驱动机构上取得动力进行顺时针转动，带动软布收放卷落料机构收卷。

按照本发明的另一个方面，提供一种所述的适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置的应用，具有应用于电子商务商品、物流产品、水果、蔬菜或药品装箱领域。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置，通过软布收放卷落料机构实现待装箱商品在细牵引绳与软布间的空隙处滑落进入周转箱，有效避免了商品装箱过程中的运动冲击，解决了易碎品或发生碰撞易变形的商品的碰撞冲击问题，实现任意品类商品的柔性无碰撞装箱，可极大的提升商品分拣机的应用范围。

(2)本发明的适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置，具备缓冲能力的软布两侧面边缘分别固定于两根细牵引绳上，细牵引绳的两端分别固定于左转轴以及右转轴上，左转轴以及右转轴转动可带动具备缓冲能力的软布移动，待装箱商品滑落至周转箱后复原，实现商品的连续柔性装箱。

(3)本发明的适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置，软布收放卷落料机构在单侧收卷卸料时，由于商品与软布间有摩擦力，当摩擦力较大时，商品会往收卷的一侧的移动，因此商品的分布会是从一侧向另一侧填满，同时也不会造成商品在周转箱中部堆积的情况，后续商品在落料卸料时会自动往有空隙的地方去，因此商品会很均匀的分布在周转箱中，充分利用了周转箱的体积。

(4)本发明的适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置，在周转箱箱体内壁上铺设比如海绵等具备缓冲能力的柔性材料，进一步的缓解商品与周转箱箱壁以及商品与商品间碰撞冲击。

(5)本发明的适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置，通过控制4个离合装置实现软布收放卷落料机构中的左、右转轴分别与正向驱动机构、反向驱动机构的离合即可实现对左、右转轴的控制。

(6)本发明的适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置，直线驱动式软布落料机构的落料装箱过程与前面的转轴式软布收放卷落料机构的过程类似，只是通过滑块的直线运动替代了转轴的转动。

(7)本发明的适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置，中空边框用于商品从分拣单元卸下时，保证商品都能准确落入到软布收放卷落料机构中的软布上，保证软布收放卷落料机构中在收卷放料时商品都能准确落入到周转箱中。

(8)本发明的适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置，不仅可以应用于电子商务商品装箱领域，也可以应用于服饰、化妆品、休闲食品、物流产品、水果、蔬菜或药品等包含易碎商品的行业。

附图说明

图1为本发明实施例的传统的滑道滑落装箱方式示意图；

图2为本发明实施例的适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置整体简化示意图；

图3为本发明实施例的软布收放卷落料机构的展开示意图；

图4为本发明实施例的软布收放卷落料机构的装箱过程示意图；

图5为本发明实施例的软布收放卷落料机构装多件商品时的示意图；

图6为本发明实施例的软布收放卷落料机构的初始状态；

图7为本发明实施例的周装箱内壁铺设缓冲材料的周装箱；

图8为本发明实施例的同时驱动多个软布收放卷落料机构的驱动方案；

图9为本发明实施例的左转轴顺时针转动示意图；

图10为本发明实施例的左转轴逆时针转动示意图；

图11为本发明实施例的右转轴顺时针转动示意图；

图12为本发明实施例的右转轴逆时针转动示意图；

图13为本发明实施例的直线驱动式软布落料机构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-待分拣装箱的商品、2-单个分拣单元、3-中空边框、4-软布收放卷落料机构、5-周转箱；

4.1-具备缓冲能力的软布、4.2-细牵引绳、4.3-左转轴、4.4-右转轴；

5.1-周转箱箱体、5.2-海绵等具备缓冲能力的柔性材料

7.1-周转箱、7.2-斜坡滑道、7.3-分拣机卸下的商品、7.4-已装箱发生堆积的商品

8.1-正向驱动机构、8.2-反向驱动机构；

9.1-第一离合装置、9.2-第二离合装置、9.3-第三离合装置、9.4-第四离合装置；

10.1-左滑块、10.2-右滑块、10.3-软布、10.4-细牵引绳、10.5-左过渡辊、10.4-右过渡辊。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图2所示，该装置包括单个分拣单元2、中空边框3、软布收放卷落料机构4以及周转箱5。中空边框3用于商品从分拣单元2卸下时，保证商品都能准确落入到软布收放卷落料机构4中的软布上，以及保证软布收放卷落料机构4中在收卷放料时商品都能准确落入到周转箱5中。

如图3所示，软布收放卷落料机构4包括具备缓冲能力的软布4.1、细牵引绳4.2、左转轴4.3以及右转轴4.4。其中，具备缓冲能力的软布4.1的长度比周转箱长度稍大、宽度比周转箱5宽度稍小。具备缓冲能力的软布4.1两侧面边缘分别固定于两根细牵引绳4.2上，细牵引绳4.2的两端分别固定于左转轴4.3以及右转轴4.4上，左转轴4.3以及右转轴4.4转动可带动具备缓冲能力的软布4.1移动。当4右转轴4.4转动带动具备缓冲能力的软布4.1往图中箭头方向移动时，待装箱商品1即会在左侧的两根细牵引绳4.2与具备缓冲能力的软布4.1间的空隙处滑落出去。

如图4所示是本发明实施例的软布收放卷落料机构4的装箱过程示意图。软布收放卷落料机构4初始状态下，软布部分刚好平铺于周转箱5的箱口上方，当从分拣机的单个分拣单元2卸下的待装箱商品1落到具备缓冲能力的软布4.1上后，左转轴4.3转动慢速放卷，则商品会自动跟随具备缓冲能力的软布4.1慢速下落到周转箱5中，放卷落料完成后，右转轴4.4转动收卷带动具备缓冲能力的软布4.1朝一侧移动，当具备缓冲能力的软布4.1移动一定距离后，商品会自动从两根细牵引绳4.2与具备缓冲能力的软布4.1间的空隙处滑落出去落入到周转箱5中，当收卷卸料完成后，左、右转轴4.3、4.4反向转动收卷复位，收卷完成后，软布收放卷落料机构4重新回到初始状态，即可进行下一件商品的落料装箱。

如图5所示，若装同样体积大小的商品，采用软布收放卷落料机构4方案，周转箱5所需的体积将明显小于传统的滑道滑落装箱方式中周转箱的体积。当周转箱5内已有较多商品时，后续商品在落料卸料时会自动往有空隙的地方去，因此商品会很均匀的分布在周转箱5中，充分利用了周转箱5的体积。

此外，在实际中，并非所有的商品都需要采用软布收放卷落料机构4来进行无碰撞落料装箱，且软布收放卷落料机构4的装箱节拍相较于直接滑落而言比较慢。因此对于非易碎商品可不采用软布收放卷落料机构4进行无碰撞落料装箱。为提升分拣装箱效率，可将商品定义成需采用此落料机构的商品(比如重量较大的商品、铁罐等易变形的易碎商品)与不需要此落料机构的商品。对于不需要此落料机构的商品，在从分拣机上落下时，可从两侧细线4.2间直接落入周转箱5即可，减少软布收放卷落料机构4的使用次数，节约装箱时间。具体实现形式如下：

如图6所示，通过左、右转轴的配合，可以使具备缓冲能力的软布4.1部分卷在转轴上，保证周转箱5上方是空的，此时只有两根细牵引绳4.2在周转箱5上方，但由于牵引绳在垂直于水平面方向上基本靠近周转箱边缘且牵引绳直径较小，因此从分拣机的单个分拣单元上落下的商品可以直接穿过具备缓冲能力的软布4.1落入周转箱中。

优选地，可通过在周转箱5箱体内壁上铺设比如海绵等具备缓冲能力的柔性材料，可以进一步的缓解商品与周转箱5箱壁以及商品件的碰撞冲击，如图7所示。

优选地，本发明所提到的周转箱5本质上是一种容器，也可以是除周转箱5以外比如纸箱等其他形式的容器。软布收放卷落料机构中的具备缓冲能力的软布4.1也可以是其他性质的具备一定柔性的缓冲材料。

进一步地，软布收放卷落料机构4的落料装箱的过程关键在于左转轴4.3以及右转轴4.4的控制。左、右转轴最简单的驱动形式是直接分别采用电机来驱动。但在商品分拣机分拣波次订单商品时，一般会有很多个卸料装箱口，因此也就会有与卸料装箱口等数量的软布收放卷落料机构4。若都直接分别采用电机来驱动成本会比较高。因此，作为本发明的另一方向的改进，提供了更为经济的可同时驱动多个软布收放卷落料机构4的驱动方案，如图8所示，其中，正向驱动机构8.1始终保持沿水平方向正向运动，反向驱动机构8.2始终保持沿水平方向反向运动，运动反向如图8中箭头方向所示，具体比如可以采用皮带传动形式。通过控制4个离合装置实现软布收放卷落料机构4中的左、右转轴分别与正向驱动机构8.1、反向驱动机构8.2的离合即可实现对左、右转轴的控制。

取其中一个软布收放卷落料机构4进行分析，如图9所示，第一离合装置9.1动作将左转轴4.3与正向驱动机构8.1连接，左转轴4.3即可从正向驱动机构8.1上取得动力进行顺时针转动，带动软布收放卷落料机构4放卷。相反，如图10所示，第三离合装置9.3动作将左转轴4.3与反向驱动机构8.2连接，左转轴4.3即可从反向驱动机构8.2上取得动力进行逆时针转动，带动软布收放卷落料机构4收卷。同理，如图11所示，第二离合装置9.2动作将右转轴4.4与正向驱动机构8.1连接，右转轴4.4即可从正向驱动机构8.1上取得动力进行顺时针转动，带动软布收放卷落料机构4收卷。如图12所示，第四离合装置动作9.4将右转轴4.4与反向驱动机构8.2连接，右转轴4.4即可从反向驱动机构8.2上取得动力进行逆时针转动，带动软布收放卷落料机构4放卷。本发明整体驱动方案中，仅需要两套大的动力机构以及配置多个离合机构即可实现同时驱动多个软布收放卷落料机构，降低了成本。

更进一步地，软布收放卷落料机构4中左、右转轴的转动其本质是带动具备缓冲能力的软布4.1部分移动，因此驱动软布移动的不仅仅局限于转动形式，也可以采用其他形式，如直线驱动。直线驱动式软布落料机构整体示意图如图13所示，该直线驱动机构包括左滑块10.1、右滑块10.2、软布10.3、细牵引绳10.4、左过渡辊10.5以及右过渡辊10.6。软布10.3两侧面边缘分别固定于两根细牵引绳10.4上，细牵引绳10.4的两端分别固定于左、右滑块，滑块上下滑动即可带动软布10.3移动。过渡辊10.5安装在固定位置，只起到过渡作用，保持软布10.3落料机构的形状。同样地，若考虑多套直线驱动式软布落料机构的驱动问题，也可采用图8所示的类似驱动方案，只是将前面方案中的沿水平面的正向驱动机构、反向驱动机构分别改为沿垂直于水平面的正向驱动机构与反向驱动机构即可。本发明的直线驱动式软布落料机构的落料装箱过程与前面的转轴式软布收放卷落料机构的过程类似，只是通过滑块的直线运动替代了转轴的转动。

此外，本发明的适应任意商品的柔性无碰撞装箱装置，不仅可以应用于电子商务商品装箱领域，也可以应用于服饰、化妆品、休闲食品、物流产品、水果、蔬菜或药品等包含易碎商品的行业。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。