一种动态分拣装置及控制方法与流程
本发明属于民航物流应用领域，具体涉及一种动态分拣装置及控制方法。
背景技术
上世纪90年代中期以来，国家经济建设迅猛发展，民航运输物流业以其方便、快捷、高效的特点发挥着日益重要的作用，但随着我国民航机场客货吞吐量的高速增长，传统的行李分拣装置已难以满足机场行李物流量高速增长的需要，常常会导致航班延误或取消，既增加运营成本，又严重影响旅客行程安排和情绪，为此需发明一种新型的行李高速自动分拣装置实现大中型机场的行李高速自动分拣，而电动倾翻机构是实现快速翻盘进而实现行李高速自动分拣的核心运动机构。
申请号cn201310122762.4提供一种能实现行李高速自动分拣的翻盘式行李高速自动分拣机的电动倾翻装置，包括倾翻伺服机构、齿轮传动机构、导向机构、倾翻底座和倾翻复位检测及限位保护机构；倾翻伺服机构安装在倾翻底座上，倾翻伺服机构与齿轮传动机构相连，在齿轮传动机构两端连接有导向机构，倾翻底座上还安装有倾翻复位检测机构。本发明为电动式的倾翻装置，运行时噪音小、对机构的损坏小、分拣效率高，能够满足大中型机场行李高速自动分拣的需要。
但是上述的一种翻盘式行李高速自动分拣机的电动倾翻装置在使用倾翻动作时，当输送板处于倾翻角度的状态时，通过电机的带动和齿轮之间的啮合的控制，输送板会出现不够稳定的情况，尤其当输送板上放置的行李重量大的时候，输送板受到较大的重力作用导致输送板的倾斜角度难以控制，并带来行李在倾翻输送的情况下出现洒落的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于：为解决现有技术中，倾翻式电动倾翻装置在使用倾翻动作时，当输送板处于倾翻角度的状态时，通过电机的带动和齿轮之间的啮合的控制，输送板会出现不够稳定的情况，提供一种动态分拣装置及控制方法，采用倾翻驱动连杆和倾翻驱动电缸中的丝杆控制的倾翻驱动，提高了整个驱动动作的稳定性从而使得装有行李的输送板在倾翻时稳定可靠。
本发明采用的技术方案如下：
一种动态分拣装置，包括上层倾翻机构、与上层倾翻机构的底部铰接的倾翻支撑底座，所述上层倾翻机构包括输送板、置于输送板下方的皮带轮组件，所述输送板沿宽度方向上设置有导向槽，所述皮带轮组件中的皮带置于导向槽中，所述输送板的一端铰接有倾翻驱动连杆，所述倾翻驱动连杆的下方设置有倾翻驱动电缸，所述倾翻驱动电缸与倾翻支撑底座固定连接，所述倾翻驱动连杆的另一端与倾翻驱动电缸中的驱动滑块铰接。
进一步的，所述导向槽包括第一导向槽、第二导向槽，所述第一导向槽、第二导向槽沿输送板沿宽度方向的中心轴对称设置。
进一步的，所述倾翻支撑底座包括设置在上端的倾翻支撑轴、设置在侧端的三角固定座，所述倾翻支撑轴的两端沿倾翻支撑底座的长度方向与倾翻支撑底座铰接，所述倾翻支撑轴的端部均固定设置有法兰，所述输送板的下方设置有支撑板，所述支撑板沿输送板长度方向的侧面连接，所述支撑板的中部与所述法兰固定连接；所述三角固定座的另一端与倾翻驱动电缸固定连接。
进一步的，所述倾翻驱动连杆上端铰接有铰接组件，铰接组件的另一端与所述输送板的一端铰接；所述铰接组件包括与倾翻驱动连杆铰接的连杆连接器、与连杆连接器另一端固定连接的球接头，所述球接头的上端连接有球接头主轴，所述球接头主轴的两端均设置有球接头轴托，所述球接头轴托与输送板的一端铰接。
进一步的，所述倾翻驱动电缸包括机壳、置于机壳下方的驱动电机，所述机壳内设置有丝杆、直线导轨，所述丝杆通过螺纹内套于驱动滑块，丝杆的一端与驱动电机的输出轴连接，所述直线导轨的两端固定于机壳内壁，所述直线导轨中的滑轨与驱动滑块固定连接，所述机壳沿长度方向开设有轨迹槽，所述倾翻驱动连杆的另一端通过轨迹槽与驱动滑块固定连接。
一种利用如权利要求1所述动态分拣装置的快速卸载行李的系统，包括行李数据库，rfid读码模块，监控模块，管理模块，通讯模块，入口控制模块，多伺服电机协调控制模块，输送控制模块，故障处理模块。
一种利用如权利要求6所述动态分拣装置的快速卸载行李的方法，包括以下步骤：
(1)系统上电自检与复位，系统上电之后整个系统进行自检，确保各模块，各机构的正常、可用，并将各倾翻单元复位到水平位置并校正位置数据，同时输送模块开始工作，将速度控制在预定水平；
(2)入口控制模块工作，当有行李达到系统入口时，首先对行李运载托盘进行rfid标签识别，与数据库进行内容交换，由管理模块发出最终的控制信号，对行李的处理方式有两种，一是不进行卸载，二是进行卸载；a201、对不进行卸载的行李由输送模块直接控制通过系统，a202、对需要进行卸载的行李由输送模块进行输送，由多伺服电机控制模块按照序列进行卸载控制；
(3)第一件行李进入系统后，入口控制模块实时对后续行李进入情况进行监控，在预定的时间内将第二件行李送入系统；
(4)后续输送模块和多伺服电机控制模块协同工作，实现行李连续稳定高效率的卸载。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，行李置放于所述输送板上，通过置于输送板下方的皮带轮组件带动皮运动，由于皮带置于导向槽中并使得皮带略高于输送板水平面，则可以实现行李在输送板上的输送，同时所述输送板的一端铰接有倾翻驱动连杆，所述倾翻驱动连杆在倾翻驱动电缸的驱动控制下可以实现对输送板倾角的控制，由于倾翻驱动电缸由电机和滚珠丝杆的动力输送，则实现倾翻驱动连杆运动时具有稳定的运动状态，同时支撑着整个输送板倾斜时的状态，由此实现使得装有行李的输送板在倾翻时稳定可靠。
2、本发明中，所述导向槽包括第一导向槽、第二导向槽，所述第一导向槽、第二导向槽沿输送板沿宽度方向的中心轴对称设置；对称设置的第一导向槽、第二导向槽有利于行李在输送时的受力均匀，则实现较好的平稳输送。
3、本发明中，倾翻支撑底座通过倾翻支撑轴对整个输送板的铰接设置，在保证了输送板具有很好的支撑的情况下并实现转动倾翻的功能；同时所述三角固定座的另一端与倾翻驱动电缸固定连接，保障受力组件倾翻驱动电缸倾翻驱动电缸整体的稳定性。
4、本发明中，通过铰接组件的设置使得倾翻驱动连杆与输送板的铰接具有更好的自由度和稳定性。
5、本发明中，倾翻驱动电缸中通过电机对丝杆的控制从而实现丝杆带动驱动滑块沿机壳长度方向的运动，由于丝杆的稳固卡死性能，从而实现倾翻驱动连杆在驱动输送板在倾斜时的稳定性。
6、本发明中，一种利用如权利要求1所述动态分拣装置的快速卸载行李的系统，实现快速对行李的卸载，提高整个系统的处理效率。
7、本发明中，一种利用如权利要求6所述动态分拣装置的快速卸载行李的方法，为此系统需要根据效率选取合适的运行速度和路程以达到最大能力的同时保证系统的可工作性和稳定性。同时根据系统需要，在控制过程中会动态的调整运行速度和路程。
附图说明
图1是本发明分拣装置整体结构示意图。
图2是本发明倾翻支撑底座结构示意图。
图3是本发明倾翻驱动连杆结构示意图。
图4是本发明倾翻驱动电缸内部结构示意图。
图5是本发明倾翻机构整个动作的时序图。
图中标记：1-上层倾翻机构、2-倾翻支撑底座、3-输送板、4-皮带轮组件、5-导向槽、6-皮带、7-倾翻驱动连杆、8-倾翻驱动电缸、9-驱动滑块、10-第一导向槽、11-第二导向槽、12-倾翻支撑轴、13-三角固定座、14-法兰、15-支撑板、16-铰接组件、17-连杆连接器、18-球接头、19-球接头主轴、20-球接头轴托、21-机壳、22-驱动电机、23-丝杆、24-直线导轨、26-轨迹槽。
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。
一种动态分拣装置，包括上层倾翻机构1、与上层倾翻机构1的底部铰接的倾翻支撑底座2，所述上层倾翻机构1包括输送板3、置于输送板3下方的皮带轮组件4，所述输送板3沿宽度方向上设置有导向槽5，所述皮带轮组件4中的皮带6置于导向槽5中，所述输送板3的一端铰接有倾翻驱动连杆7，所述倾翻驱动连杆7的下方设置有倾翻驱动电缸8，所述倾翻驱动电缸8与倾翻支撑底座2固定连接，所述倾翻驱动连杆7的另一端与倾翻驱动电缸8中的驱动滑块9铰接；行李置放于所述输送板3上，通过置于输送板3下方的皮带轮组件4带动皮6运动，由于皮带6置于导向槽5中并使得皮带6略高于输送板3水平面，则可以实现行李在输送板3上的输送，同时所述输送板3的一端铰接有倾翻驱动连杆7，所述倾翻驱动连杆7在倾翻驱动电缸8的驱动控制下可以实现对输送板3倾角的控制，由于倾翻驱动电缸8由驱动电机22和丝杆23的动力输送，则实现倾翻驱动连杆运动时具有稳定的运动状态，同时支撑着整个输送板倾斜时的状态，由此实现使得装有行李的输送板在倾翻时稳定可靠。
作为优选，所述导向槽5包括第一导向槽10、第二导向槽11，所述第一导向槽10、第二导向槽11沿输送板3宽度方向的中心轴对称设置；对称设置的第一导向槽、第二导向槽有利于行李在输送时的受力均匀，则实现较好的平稳输送。
作为优选，所述倾翻支撑底座2包括设置在上端的倾翻支撑轴12、设置在侧端的三角固定座13，所述倾翻支撑轴12的两端沿倾翻支撑底座2的长度方向与倾翻支撑底座2铰接，所述倾翻支撑轴12的端部均固定设置有法兰14，所述输送板3的下方设置有支撑板15，所述支撑板15沿输送板3长度方向的侧面连接，所述支撑板15的中部与所述法兰14固定连接；所述三角固定座13的另一端与倾翻驱动电缸8固定连接；同时所述三角固定座的另一端与倾翻驱动电缸固定连接，保障受力组件倾翻驱动电缸倾翻驱动电缸整体的稳定性。
作为优选，所述倾翻驱动连杆7上端铰接有铰接组件16，铰接组件16的另一端与所述输送板3的一端铰接；所述铰接组件3包括与倾翻驱动连杆7铰接的连杆连接器17、与连杆连接器17另一端固定连接的球接头18，所述球接头18的上端连接有球接头主轴19，所述球接头主轴的两端均设置有球接头轴托20，所述球接头轴托20与输送板3的一端铰接；通过铰接组件的设置使得倾翻驱动连杆与输送板的铰接具有更好的自由度和稳定性。
作为优选，所述倾翻驱动电缸8包括机壳21、置于机壳21下方的驱动电机22，所述机壳内设置有丝杆23、直线导轨24，所述丝杆23通过螺纹内套于驱动滑块9，丝杆23的一端与驱动电机22的输出轴连接，所述直线导轨24的两端固定于机壳21内壁，所述直线导轨24中的滑轨与驱动滑块固定连接，所述机壳21沿机壳21长度方向开设有轨迹槽26，所述倾翻驱动连杆7的另一端通过轨迹槽26与驱动滑块9固定连接；倾翻驱动电缸中通过电机对丝杆的控制从而实现丝杆带动驱动滑块沿机壳长度方向的运动，由于丝杆的稳固卡死性能，从而实现倾翻驱动连杆在驱动输送板在倾斜时的稳定性。
一种利用如权利要求1所述动态分拣装置的快速卸载行李的系统，包括行李数据库，rfid读码模块，监控模块，管理模块，通讯模块，入口控制模块，多伺服电机协调控制模块，输送控制模块，故障处理模块。
(1)行李数据库包含行李目的地信息，路径信息，路由信息等内容，主要是为该控制系统执行控制任务提供数据支持。
(2)rfid读码模块用于托盘信息的自动识别，并与数据库联通实现任务分配。
(3)监控模块运行监控程序时间对整个控制过程的监视和控制。
(4)管理模块运行管理程序，实现对整个系统的管理。
(5)入口控制模块对整个系统的输入端进行控制，保证系统入口供应的连续与稳定。
(6)多伺服电机协调控制模块实现所有倾翻机构的联动控制，监控和故障诊断等内容，为本系统核心模块。
(7)输送控制模块提供系统内部行李输送速度的稳定。
(8)故障处理模块实现系统在故障模式下的自诊断和恢复。
一种利用如权利要求1所述动态分拣装置的快速卸载行李的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)系统上电自检与复位，系统上电之后整个系统进行自检，确保各模块，各机构的正常、可用，并将各倾翻单元复位到水平位置并校正位置数据，同时输送模块开始工作，将速度控制在预定水平；
(2)入口控制模块工作，当有行李达到系统入口时，首先对行李运载托盘进行rfid标签识别，与数据库进行内容交换，由管理模块发出最终的控制信号，对行李的处理方式有两种，一是不进行卸载，二是进行卸载；a201、对不进行卸载的行李由输送模块直接控制通过系统，a202、对需要进行卸载的行李由输送模块进行输送，由多伺服电机控制模块按照序列进行卸载控制；
(3)第一件行李进入系统后，入口控制模块实时对后续行李进入情况进行监控，在预定的时间内将第二件行李送入系统；
(4)后续输送模块和多伺服电机控制模块协同工作，实现行李连续稳定高效率的卸载。
图中
根据如上选择之后，要求系统的控制响应时间在10个ms之内才能满足要求，在此系统中专用控制软件并对程序进行最大限度的优化以达到控制要求。
实施例1
一种动态分拣装置，包括上层倾翻机构1、与上层倾翻机构1的底部铰接的倾翻支撑底座2，所述上层倾翻机构1包括输送板3、置于输送板3下方的皮带轮组件4，所述输送板3沿宽度方向上设置有导向槽5，所述皮带轮组件4中的皮带6置于导向槽5中，所述输送板3的一端铰接有倾翻驱动连杆7，所述倾翻驱动连杆7的下方设置有倾翻驱动电缸8，所述倾翻驱动电缸8与倾翻支撑底座2固定连接，所述倾翻驱动连杆7的另一端与倾翻驱动电缸8中的驱动滑块9铰接；行李置放于所述输送板3上，通过置于输送板3下方的皮带轮组件4带动皮6运动，由于皮带6置于导向槽5中并使得皮带6略高于输送板3水平面，则可以实现行李在输送板3上的输送，同时所述输送板3的一端铰接有倾翻驱动连杆7，所述倾翻驱动连杆7在倾翻驱动电缸8的驱动控制下可以实现对输送板3倾角的控制，由于倾翻驱动电缸8由驱动电机22和丝杆23的动力输送，则实现倾翻驱动连杆运动时具有稳定的运动状态，同时支撑着整个输送板倾斜时的状态，由此实现使得装有行李的输送板在倾翻时稳定可靠。
实施例2
在实施例1的基础上，所述导向槽5包括第一导向槽10、第二导向槽11，所述第一导向槽10、第二导向槽11沿输送板3宽度方向的中心轴对称设置；对称设置的第一导向槽、第二导向槽有利于行李在输送时的受力均匀，则实现较好的平稳输送。
实施例3
在实施例2的基础上，所述倾翻支撑底座2包括设置在上端的倾翻支撑轴12、设置在侧端的三角固定座13，所述倾翻支撑轴12的两端沿倾翻支撑底座2的长度方向与倾翻支撑底座2铰接，所述倾翻支撑轴12的端部均固定设置有法兰14，所述输送板3的下方设置有支撑板15，所述支撑板15沿输送板3长度方向的侧面连接，所述支撑板15的中部与所述法兰14固定连接；所述三角固定座13的另一端与倾翻驱动电缸8固定连接；同时所述三角固定座的另一端与倾翻驱动电缸固定连接，保障受力组件倾翻驱动电缸倾翻驱动电缸整体的稳定性。
实施例4
在实施例3的基础上，所述倾翻驱动连杆7上端铰接有铰接组件16，铰接组件16的另一端与所述输送板3的一端铰接；所述铰接组件3包括与倾翻驱动连杆7铰接的连杆连接器17、与连杆连接器17另一端固定连接的球接头18，所述球接头18的上端连接有球接头主轴19，所述球接头主轴的两端均设置有球接头轴托20，所述球接头轴托20与输送板3的一端铰接；通过铰接组件的设置使得倾翻驱动连杆与输送板的铰接具有更好的自由度和稳定性。
实施例5
在实施例4的基础上，所述倾翻驱动电缸8包括机壳21、置于机壳21下方的驱动电机22，所述机壳内设置有丝杆23、直线导轨24，所述丝杆23通过螺纹内套于驱动滑块9，丝杆23的一端与驱动电机22的输出轴连接，所述直线导轨24的两端固定于机壳21内壁，所述直线导轨24中的滑轨与驱动滑块固定连接，所述机壳21沿机壳21长度方向开设有轨迹槽26，所述倾翻驱动连杆7的另一端通过轨迹槽26与驱动滑块9固定连接；倾翻驱动电缸中通过电机对丝杆的控制从而实现丝杆带动驱动滑块沿机壳长度方向的运动，由于丝杆的稳固卡死性能，从而实现倾翻驱动连杆在驱动输送板在倾斜时的稳定性。
实施例6
在实施例1的基础上，一种利用如权利要求1所述动态分拣装置的快速卸载行李的系统，包括行李数据库，rfid读码模块，监控模块，管理模块，通讯模块，入口控制模块，多伺服电机协调控制模块，输送控制模块，故障处理模块。
(1)行李数据库包含行李目的地信息，路径信息，路由信息等内容，主要是为该控制系统执行控制任务提供数据支持。
(2)rfid读码模块用于托盘信息的自动识别，并与数据库联通实现任务分配。
(3)监控模块运行监控程序时间对整个控制过程的监视和控制。
(4)管理模块运行管理程序，实现对整个系统的管理。
(5)入口控制模块对整个系统的输入端进行控制，保证系统入口供应的连续与稳定。
(6)多伺服电机协调控制模块实现所有倾翻机构的联动控制，监控和故障诊断等内容，为本系统核心模块。
(7)输送控制模块提供系统内部行李输送速度的稳定。
(8)故障处理模块实现系统在故障模式下的自诊断和恢复。
实施例7
在实施例6的基础上，一种利用如权利要求1所述动态分拣装置的快速卸载行李的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)系统上电自检与复位，系统上电之后整个系统进行自检，确保各模块，各机构的正常、可用，并将各倾翻单元复位到水平位置并校正位置数据，同时输送模块开始工作，将速度控制在预定水平；
(2)入口控制模块工作，当有行李达到系统入口时，首先对行李运载托盘进行rfid标签识别，与数据库进行内容交换，由管理模块发出最终的控制信号，对行李的处理方式有两种，一是不进行卸载，二是进行卸载；a201、对不进行卸载的行李由输送模块直接控制通过系统，a202、对需要进行卸载的行李由输送模块进行输送，由多伺服电机控制模块按照序列进行卸载控制；
(3)第一件行李进入系统后，入口控制模块实时对后续行李进入情况进行监控，在预定的时间内将第二件行李送入系统；
(4)后续输送模块和多伺服电机控制模块协同工作，实现行李连续稳定高效率的卸载。
图中
根据如上选择之后，要求系统的控制响应时间在10个ms之内才能满足要求，在此系统中专用控制软件并对程序进行最大限度的优化以达到控制要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。
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