物流自动化输送线的分拣装置的制造方法
【专利摘要】本发明揭示了物流自动化输送线的分拣装置，包括以转轴为轴心转动的轻量化摆臂，轻量化摆臂连接驱动其摆动的曲柄连杆机构，曲柄连杆机构连接驱动装置，通过设置曲柄连杆机构与轻量化摆臂的连接点位置并使轻量化摆臂处于收缩状态时，曲柄连杆机构的从动杆和曲柄的连接点不在曲柄连杆机构的死点位置。本发明能够提高分拣精确度和效率，结构更为简化，并且在保证摆臂强度的前提下实现轻量化；进一步通过控制摆臂处于收缩状态时，从动杆和曲柄的连接点的位置，可以借助曲柄连杆机构死点位置的阻力使得摆臂在缩回过程时实现减速，利于曲柄连杆机构的停止，同时可以避免死点位置的内力对曲柄连杆机构启动时的影响，便于驱动曲柄连杆机构启动。
【专利说明】
物流自动化输送线的分拣装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种分拣装置，尤其是一种物流自动化输送线的分拣装置。
【背景技术】
[0002]物流输送线自动控制系统主要是通过系统的自动识别功能和输送线系统，自动地和柔性地把物品以最佳的路径、最快的速度，准确地从一个位置输送到另一个位置，从而完成物料的时空转移，实现物品的快速分类和装运。
[0003]当物品通过流水线输入后，人工在各种物品上贴条码，称重，再通过手持式条形码激光扫描仪把这些物品的条形码输入到管理系统中，管理系统对收到的每个条形码与内置的标准核对并确认输送路线后，再通过输送线输送，当物品到达对应的下料区域后，通过自动化的分类工具将物品从输送线上拨动到指定的区域进行从而实现物品的分区。
[0004]而现有的大部分轻量化摆臂式分流、分拣输送系统的摆臂机构还停留在传统的内置气缸式，依靠气缸作为执行动力源，带动连杆机构驱动悬架臂推动货物沿悬架臂滑动以实现货物的分流、分拣。
[0005]这种方式具有以下缺点，1)、分拣速度无法准确控制，影响分流、分拣效率，分拣误差率高;2)、气动执行机构的悬架臂轻量化摆臂强度不够，且速度和摆动角度固定不可变；3)、需专设气源供气，气缸工作时，噪声大，后期维护维修难，维护成本大。
【发明内容】
[0006]本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，通过改变驱动曲柄连杆机构的动力源以及对轻量化摆臂在收缩状态下，曲柄连杆机构中的曲柄和从动杆的连接点的位置的控制，从而提供一种性能更佳、结构优化的物流自动化输送线的分拣装置。
[0007]本发明的目的通过以下技术方案来实现:
物流自动化输送线的分拣装置，包括以转轴为轴心转动的轻量化摆臂，所述轻量化摆臂连接驱动其摆动的曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构连接驱动装置，所述轻量化摆臂处于收缩状态时，所述曲柄连杆机构的从动杆和曲柄的连接点不在曲柄连杆机构的死点位置;所述从动杆在所述轻量化摆臂上的施力点位置满足以下公式:Ll=(L2XL3XuXmXg)/(1000 XT X sina)，式中，L1为所述从动杆在所述轻量化摆臂的施力点到所述转轴中心点的距离，L2为所述转轴的中心点到待分拣物品中心点的距离，L3为所述曲柄与电机的连接点到其与从动杆的连接点的距离，u为皮带线摩擦系数，m为待分拣物品的重量，g为重力加速度，T为电机的最小输出扭矩，a为轻量化摆臂在收缩状态下，曲柄和从动杆的连接点与从动杆和轻量化摆臂的施力点的连线以及曲柄和从动杆的连接点位于死点时，曲柄和从动杆的连接点与从动杆和轻量化摆臂的施力点的连线之间的夹角。
[0008]优选的，所述的物流自动化输送线的分拣装置，其中:所述轻量化摆臂包括推送板，所述推送板的背面设置有至少两根平行的加强杆，所述加强杆上开设有若干槽孔;所述推送板的背面的一端设置有用于将轻量化摆臂可转动地连接在转轴上的连接件。
[0009]优选的，所述的物流自动化输送线的分拣装置，其中:所述驱动装置是与所述曲柄固接的电机。
[0010]优选的，所述的物流自动化输送线的分拣装置，其中:所述电机的转轴通过胀套与所述曲柄的一端连接。
[0011 ]优选的，所述的物流自动化输送线的分拣装置，其中:所述驱动装置包括电机，所述电机连接主动轮并驱动其转动，所述主动轮通过同步带连接从动轮并同步转动，所述从动轮连接所述曲柄连杆机构的曲柄。
[0012]优选的，所述的物流自动化输送线的分拣装置，其中:所述电机为变频电机。
[0013]优选的，所述的物流自动化输送线的分拣装置，其中:所述从动杆包括两端具有连接孔的本体，所述本体的一端通过固定件固定在所述推送板的背面;所述固定件包括与所述本体上的连接孔固接的固定柱以及用于安装所述固定柱且固定在所述推送板背面的安装槽。
[0014]物流自动化输送线的分拣装置优选的，所述的物流自动化输送线的分拣装置，其中:还包括用于确定所述从动杆和曲柄的连接点不在曲柄连杆机构的死点位置的传感器，所述传感器连接控制装置，所述控制装置连接所述电机。
[0015]优选的，所述的物流自动化输送线的分拣装置，其中:所述传感器通过开设有腰型孔的传感器支架设置在所述曲柄连杆机构的死点位置。
[0016]优选的，所述的物流自动化输送线的分拣装置，其中:所述轻量化摆臂处于收缩状态时，所述曲柄连杆机构的从动杆和曲柄的连接点过所述曲柄连杆机构的死点位置。
[0017]优选的，所述的物流自动化输送线的分拣装置，其中:所述控制装置为PLC控制系统。
[0018]本发明技术方案的优点主要体现在:
本发明设计精巧，结构简单，通过电机作为动力源并通过PLC系统进行控制，能够准确的对分拣过程进行控制，提高精确度，并且不需要专门的气源，结构更为简化，并且结合摆臂的设计在保证摆臂强度的前提下实现轻量化，进一步通过控制所述轻量化摆臂处于收缩状态时，所述从动杆和曲柄的连接点的设置(即过曲柄连杆机构的死点位置)，从而可以借助曲柄连杆机构死点位置的阻力使得轻量化摆臂在缩回过程时能够减速利于曲柄连杆机构的停止，同时，通过上述位置的设置也可以避免死点位置的内力对曲柄连杆机构启动时的影响，从而便于电机驱动曲柄连杆机构启动工作。
[0019]通过控制曲柄连杆机构与轻量化摆臂的连接点的位置，能够最大程度的保证轻量化摆臂摆出时对物品提供足够的推力，从而能够满足各种形状、大小、材质的物品的推送要求。
[0020]通过胀套连接电机和曲柄能够在超载时或曲柄连杆机构在惯性作用下继续转动时，断开曲柄连杆机构和电机转轴的联结，可以保护电机不受损害，从而起到缓冲、减振性能，并且胀套能够提高轴系动态，进而保证驱动结构的稳定性和运行的持久性。
[0021]通过设置同步带、主动轮、从动轮的传动机构连接电机和曲柄连杆机构，能够在轻量化摆臂卡料时，对电机起到一定的缓冲保护作用。
【附图说明】
[0022]图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明中实施例1的物流自动化分拣输送线的结构示意图；
图3是本发明实施例1中所述的结构示意图；
图4是本发明实施例2的中分拣装置收缩状态的结构示意图；
图5是本发明实施例2的中分拣装置展开状态的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。
[0024]实施例1
本发明揭示的物流自动化输送线的分拣装置，如附图1所示，包括一基板10，所述基本10的形状可以是各种可行的结构，本实施例中优选所述基板10整体为长方体，其包括支撑部和镂空部，在所述基板I的支撑部上可拆卸地固定有一转轴I，所述分拣装置还包括以所述转轴I为轴心转动的轻量化摆臂2，所述轻量化摆臂2包括推送板21，所述推送板21可以是各种可行的结构和形状，本实施例中优选所述推送板21与物品接触的推送面为长方形。
[0025]所述推送板21的背面沿长度方向两侧设置带有翻边的侧壁25，所述推送板21的背面设置有至少两根平行的加强杆22，本实施例中优选所述加强杆22为两条，所述加强杆22为长方体结构并且在每根加强杆22上开设有若干槽孔23，通过增加所述加强杆22并在加强杆22上开设槽孔23，不仅能够保证轻量化摆臂2的强度，同时能够减轻加强杆22的重量从而实现整个轻量化摆臂2的轻量化要求。
[0026]进一步，所述推送板21的背面的一端设置有用于将轻量化摆臂2可转动地连接在转轴I上的连接件24，所述连接件24的结构可以是满足能够以所述转轴I为轴心转动的各种可行结构。
[0027]所述轻量化摆臂2连接驱动其摆动的曲柄连杆机构3，所述曲柄连杆机构3包括联动的从动杆31和曲柄32，所述从动杆31包括两端具有连接孔的本体，所述本体的一端通过固定件5固定在所述推送板21的背面，所述固定件5可以是各种可行的结构，以满足将所述本体一端固定在所述推送板21的背面即可，本实施例中，优选所述固定件5包括固定柱51和安装槽52，所述固定柱51用于与所述本体上的连接孔连接，所述固定柱51固接在所述安装槽52上，所述安装槽52的结构可以根据实际需要设置，所述安装槽52通过螺栓固定在所述推送板21的背面，并且所述安装槽52在所述推送板21背面的位置可以根据需要进行调整，通过调整所述安装槽52的位置，即可以调整所述从动杆31在所述轻量化摆臂2上的施力点，优选所述安装槽52的位置与所述连接件24相邻设置，并且，如附图3所示，所述从动杆31在所述轻量化摆臂2上的施力点位置满足以下公式:
Ll=(L2XL3XuXmXgV(1000XTXsina)，式中，LI为所述从动杆在所述轻量化摆臂的施力点到所述转轴中心点的距离，L2为所述转轴的中心点到待分拣物品中心点的距离，L3为所述曲柄与电机的连接点到其与从动杆的连接点的距离，u为皮带线摩擦系数，m为待分拣物品的重量，g为重力加速度，T为电机的最小输出扭矩，a为轻量化摆臂在收缩状态下，曲柄和从动杆的连接点与从动杆和轻量化摆臂的施力点的连线以及曲柄和从动杆的连接点位于死点时，曲柄和从动杆的连接点与从动杆和轻量化摆臂的施力点的连线之间的夹角。
[0028]通过控制曲柄连杆机构与轻量化摆臂的连接点的位置，能够最大程度的保证轻量化摆臂摆出时对物品提供足够的推力，从而能够满足各种形状、大小、材质的物品的推送要求。
[0029]更进一步，所述本体另一端的连接孔与所述曲柄32—端顶面设置的连接柱33连接，所述曲柄32的另一端设置有连接轴，所述曲柄32的另一端的连接轴通过胀套(图中未示出)连接驱动所述曲柄32转动的驱动装置4，本实施例中，所述驱动装置4时电机，由于胀套能够在超载时或在电机停止而曲柄连杆机构在惯性作用下继续转动时，断开曲柄连杆机构和电机转轴的联结，从而可以保护电机不受损害，起到缓冲、减振的作用。
[0030]同时，所述电机可以是已知的各种电机，如伺服电机、步进电机等;本实施例中优选所述电机为变频电机，并且所述变频电机穿过所述基板10的镂空部。
[0031]所述轻量化摆臂2处于收缩状态时，所述曲柄连杆机构3的从动杆31和曲柄32的连接点不在曲柄连杆机构3的死点位置，进一步优选，所述轻量化摆臂2处于收缩状态时，所述曲柄连杆机构3的从动杆31和曲柄32的连接点处于过所述曲柄连杆机构3的死点位置，此处，过所述曲柄连杆机构3的死点位置即按照所述曲柄32的旋转方向转动时，在旋转弧上的且位于所述曲柄连杆机构3的死点位置前方指定范围内的点位。
[0032]具体的，所述分拣装置还包括用于确定所述从动杆31和曲柄32的连接点不在曲柄连杆机构3的死点位置的传感器(图中未示出)，进一步，所述传感器用于确定所述从动杆31和曲柄32的连接点处于过所述曲柄连杆机构3的死点位置，所述传感器固定于设置在所述曲柄连杆机构3的死点位置且开设有腰型孔71的传感器支架7上，通过调整所述传感器在所述腰形孔71上位置即可以使所述传感器位于所述曲柄连杆机构3的死点位置或所述曲柄连杆机构3的死点位置相邻的位置，当然所述传感器支架7也可以是其他位置，如过所述曲柄连杆机构3的死点位置，所述传感器连接控制装置(图中未示出)，所述控制装置连接所述变频电机并控制所述变频电机的启停;本实施中，所述控制装置优选为PLC控制系统，可以根据实际需要，通过对PLC控制系统进行编译实现不同的控制方式。
[0033]工作过程中，当需要使所述变频电机停止时，如果所述传感器位于所述曲柄连杆机构3的死点位置，所述PLC系统在接收到所述传感器的信号后延时指定时间后发信号停止所述变频电机;如果所述传感器位于过所述曲柄连杆机构3的死点位置，所述PLC系统在接收到所述传感器的信号时即发信号停止所述变频电机;通过上述两种控制原则，均能保证在所述轻量化摆臂2处于收缩状态时，所述从动杆31和曲柄32的连接点位于所述曲柄连接机构3的死点位置。
[0034]更进一步，如附图2所示，将本发明的物流自动化输送线的分拣装置10应用到物流自动化分拣输送线时，在输送线8的一侧或两侧分别设置至少一个所述物流自动化输送线的分拣装置10，并且常态下，所述物流自动化输送线的分拣装置10的轻量化摆臂21的推送面与所述输送线的侧边平行或保持一定的夹角，优选所述轻量化摆臂21的推送面与所述输送线的侧边处于平行的状态，所述输送线8的上还设置有分别与所述物流自动化输送线的分拣装置10匹配的且带缓冲装置的收集器9，所述收集器9位于所述输送线8上与所述物流自动化输送线的分拣装置10相对的另一侧。
[0035]所述带缓冲装置的收集器9包括配接的缓冲装置及收集器，所述缓冲装置包括镜像对称的第一缓冲区和第二缓冲区，所述第一缓冲区和第二缓冲区均包括连续弧面侧壁和倾斜的底面，所述弧面侧壁为内凹结构且以水平面剖切形成的剖面为U形结构，从而使所述弧面侧壁与底面配接形成一个具有开口的凹槽结构，且所述底面位于所述开口区域的高度低于所述底面其他区域的高度，所述开口处配接收集器，所述侧壁的顶面与所述输送线平齐或略低于所述输送线。当然在其他实施例中，所述第一缓冲区的侧壁也可是如附图2中所示的，由若干斜面拼接而成的曲面结构。
[0036]工作时，所述输送线8带动物品前进，当物品到达指定的位置时，所述PLC控制系统根据设定的参数启动该物品对应位置的物流自动化输送线的分拣装置10中的变频电机，所述变频电机启动带动所述曲柄32转动，所述曲柄32转动带动所述从动杆31移动，所述从动杆31在所述曲柄32的带动下，向所述轻量化摆臂2施加推力，推动所述轻量化摆臂2逐步向输送线8方向移动，即从与所述输送线8的侧边平行的状态或略微重叠的状态转变为逐渐进入所述输送线8的工作区域内，当所述曲柄32转动约180°时，所述曲柄32与所述从动杆31处于一条直线上且它们不重合，此时所述轻量化摆臂2处于最大的展开状态，在所述轻量化摆臂2从收缩状态转变到最大展开状态的过程中，所述轻量化摆臂2与位于输送线8上的物品接触，并向所述物品施加推力，从而使物品从所述输送线8上推下并进入到所述缓冲装置，并从所述缓冲装置的开口处掉落到所述收集器中。
[0037]随着所述变频电机的继续运行，所述曲柄32继续转动，并带动所述从动杆31往回运动，同时，所述从动杆31逐步向回拉动所述轻量化摆臂2，使所述轻量化摆臂2逐步从最大展开状态往回收缩，当所述从动杆31与所述曲柄32位于同一直线上，且它们处于重合状态时，所述从动杆31与曲柄32的连接点即位于所述曲柄连杆机构3的死点位置，此时由于曲柄连杆机构自身的内力限制，从动杆31与曲柄32的连接点的转动速度相对降低从而起到一定的刹车作用；当所述从动杆31与曲柄32的连接点随变频电机继续转动到所述传感器时，所述传感器发送信号给所述PLC控制系统，所述PLC控制系统发信号停止所述变频电机，变频电机停止后，所述曲柄连杆机构停止，所述从动杆31和曲柄32的连接点的停止位置处于过所述曲柄连杆机构的死点位置，此时所述轻量化摆臂2处于完全收缩状态。
[0038]实施例2
本实施例与实施例1的整体结构和原理相近，区别点在于:如附图4和附图5所示，所述驱动装置4包括电机I，所述电机I连接主动轮42并驱动其转动，所述主动轮42通过同步带43连接从动轮44并同步转动，所述从动轮44连接所述曲柄连杆机构3的曲柄32。
[0039]之所以采用本实施例的结构主要是考虑到:在轻量化摆臂摆动的过程中，由于所述轻量化摆臂2可能会被布袋等柔性物品卡住，从而无法摆回，曲柄连杆机构也就无法继续运转，然而由于电机仍然处于正常运转状态，此时，如果电机和曲柄连杆机构中的曲柄直接连接，电机转轴的动力和曲柄连杆机构的阻力相互制衡，因此极有可能造成电机的损坏;而采用本实施例中的传动结构后，即使轻量化摆臂2被卡住后，从动轮44和同步带43无法继续转动，但是此时，由于电机I对主动轮42驱动力大于主动轮42和同步带43之间的摩擦力，因此电机I仍能带动主动轮42继续转动，即能够对电机起到一定的缓冲保护作用。
[0040]工作时，由所述电机I驱动所述主动轮42转动，所述主动轮42通过同步带43带动所述从动轮44同步转动，所述从动轮44转动带动所述曲柄32转动，所述曲柄32转动进而使所述从动杆31推动或拉回所述轻量化摆臂2，使所述轻量化摆臂2进行摆动。
[0041]本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.物流自动化输送线的分拣装置，其特征在于:包括以转轴(I)为轴心转动的轻量化摆臂(2)，所述轻量化摆臂(2)连接驱动其摆动的曲柄连杆机构(3)，所述曲柄连杆机构(3)连接驱动装置(4)，所述轻量化摆臂(2)处于收缩状态时，所述曲柄连杆机构(3)的从动杆(31)和曲柄(32)的连接点不在曲柄连杆机构(3)的死点位置； 所述从动杆(31)在所述轻量化摆臂(2)上的施力点位置满足以下公式:Ll=(L2XL3XuXmXg)/(1000 XTX sina)，式中，LI为所述从动杆在所述轻量化摆臂的施力点到所述转轴中心点的距离，L2为所述转轴的中心点到待分拣物品中心点的距离，L3为所述曲柄与电机的连接点到其与从动杆的连接点的距离，u为皮带线摩擦系数，m为待分拣物品的重量，g为重力加速度，T为电机的最小输出扭矩，a为轻量化摆臂在收缩状态下，曲柄和从动杆的连接点与从动杆和轻量化摆臂的施力点的连线以及曲柄和从动杆的连接点位于死点时，曲柄和从动杆的连接点与从动杆和轻量化摆臂的施力点的连线之间的夹角。2.根据权利要求1所述的物流自动化输送线的分拣装置，其特征在于:所述轻量化摆臂(2)包括推送板(21)，所述推送板(21)的背面设置有至少两根平行的加强杆(22)，所述加强杆(22)上开设有若干槽孔(23);所述推送板(21)的背面的一端设置有用于将轻量化摆臂(2 )可转动地连接在转轴(I)上的连接件(24 )。3.根据权利要求1所述的物流自动化输送线的分拣装置，其特征在于:所述驱动装置(4)是与所述曲柄(32)固接的电机。4.根据权利要求3所述的物流自动化输送线的分拣装置，其特征在于:所述电机的转轴通过胀套与所述曲柄(32)的一端连接。5.根据权利要求1所述的物流自动化输送线的分拣装置，其特征在于:所述驱动装置(4)包括电机(41)，所述电机(41)连接主动轮42并驱动其转动，所述主动轮42通过同步带(43)连接从动轮(44 )并同步转动，所述从动轮(44 )连接所述曲柄(32 )。6.根据权利要求3-5任一所述的物流自动化输送线的分拣装置，其特征在于:所述电机为变频电机。7.根据权利要求1所述的物流自动化输送线的分拣装置，其特征在于:所述从动杆(31)包括两端具有连接孔的本体，所述本体的一端通过固定件(5)固定在所述推送板(21)的背面;所述固定件(5)包括与所述本体上的连接孔固接的固定柱(51)以及用于安装所述固定柱(51)且固定在所述推送板(21)背面的安装槽(52)。8.根据权利要求1所述的物流自动化输送线的分拣装置，其特征在于:还包括用于确定所述从动杆(31)和曲柄(32)的连接点不在曲柄连杆机构(3)的死点位置的传感器，所述传感器连接控制装置，所述控制装置连接所述驱动装置(4)。9.根据权利要求8所述的物流自动化输送线的分拣装置，其特征在于:所述传感器通过开设有腰型孔(71)的传感器支架(7)设置在所述曲柄连杆机构(3)的死点位置。10.根据权利要求9所述的物流自动化输送线的分拣装置，其特征在于:所述轻量化摆臂(2)处于收缩状态时，所述曲柄连杆机构(3)的从动杆(31)和曲柄(32)的连接点过所述曲柄连杆机构(3)的死点位置。11.根据权利要求10所述的物流自动化输送线的分拣装置，其特征在于:所述控制装置为PLC控制系统。
【文档编号】B65G47/82GK106044176SQ201610553679
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】蔡熙, 张鸿
【申请人】苏州金峰物联网技术有限公司