模块化物流分拣平台及方法与流程

本发明涉及物流分拣技术领域，具体为一种模块化物流分拣平台及方法。

背景技术：

现阶段，随着互联网技术的普及，网上购物已经成为人们日常生活的一部分，因此，整个社会在物流运输方面有着极大的需求。

目前，我国物流业的发展模式正由劳动力运输模式逐步转变为机器人智能化模式，传统的物流分拣设备目前还难以快速实现货物分拣，随着科学技术的不断发展，越来越多的物流分拣机构需要被提出。

现有物流分拣机构大多采用单一机构进行分拣，如公开号cn201610306846提出的《基于混联的物流分拣机器人机构》，少有采用模块化思想设计的物流分拣机构。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种模块化物流分拣平台及方法。

能够解决上述技术问题的模块化物流分拣平台，其技术方案包括平台外框架以及设于平台外框架中间的若干个模块单元，所不同的是所述模块单元主要包括球壳、球壳固定组件以及三个圆周均匀分布的全向轮驱动组件。

所述球壳固定组件主要由环形保持架、环形支架、钢珠所组成，其主要是为了使全向轮与球壳时刻接触，保证全向轮与球壳之间的运动为纯滚动。

所述全向轮驱动组件主要是对球壳进行支撑并驱动球壳实现万向转动，各全向轮驱动组件主要包括由直流电机驱动的单排全向轮和检测单排全向轮转动角度的绝对式编码器，所述直流电机自带有能够实时检测对应全向轮速度的增量式编码器。

进一步，所述钢珠通过环形保持架分别与环形支架内壁以及球壳外壁保持纯滚动接触。

进一步，所述三个单排全向轮的旋转轴线汇交于一点。

采用上述模块化物流分拣平台的分拣方法为：

1、针对不同的应用场景确定各模块单元的数目以及相对于平台外框架的分布方式。

2、针对不同类别的货物分别对各模块单元的球壳规划不同的轨迹。

3、由于单排全向轮与球壳之间的运动为纯滚动，驱动三个全向轮可实现球壳的全向运动，并通过安装在全向轮架上的绝对式编码器以及直流电机自带的增量式编码器实时检测对应单排全向轮的转角及速度，实现对球壳的实时控制。

4、当货物到达球壳上方时，按照事先对不同类别货物规划的轨迹驱动球壳运动，货物相对于各球壳进行摩擦传动，最终通过各模块单元的协同工作，快速实现货物的分拣。

本发明的有益效果：

1、本发明结构中，位于模块单元顶部的球体采用内部中空的球壳，这种结构可以减小全向轮实际的承重，进一步降低电机的功耗。

2、本发明结构中，各全向轮驱动组件采用圆周均布分布，这种分布方式能够降低附加不平衡力矩的产生。

3、本发明结构中，采用全向轮驱动球壳的方式，其在结构上较为简单，易于实现。

4、本发明结构中，利用球壳全方位运动的特点，通过摩擦传动可以实现货物的全向分拣，这样就可以在不改变现有结构的基础上随时改变货物的运输方向。

5、本发明结构中，采用模块化、单元化的设计思想，可依据货物的数量、货物的体积、货物的重量选择平台外框架的大小、模块单元的数目以及分布方式，其在结构上更加自由，能满足不同的需求，更能够提高物流分拣效率。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的立体结构分布示意图。

图2为图1中模块单元的立体结构示意图。

图3为图1中模块单元的主视图。

图4为图3模块单元的a-a剖视图。

图5为图1实施方式中环形保持架的结构示意图。

图中：1、平台外框架；2、模块单元；3、平台底板；4、全向轮底板；5、环形支架；6、球壳；7、绝对式编码器；8、环形保持架；8-1、圆孔；9、钢珠；10、圆柱；11、直流电机；12、全向轮架；13、转接台；14、全向轮；15、全向轮毂；16、全向轮轴；17、小节轮；18、大节轮。

具体实施方式

下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明模块化物流分拣平台包括平台外框架1以及设于平台外框架1中间的若干个模块单元2，如图1所示。

所述模块单元2的数目及相对于平台外框架1的分布方式根据不同的应用需求而定，所述模块单元2包括球壳6、球壳固定组件以及三个圆周均匀分布的全向轮驱动组件，如图1、图2、图3、图4所示。

所述球壳固定组件由环形保持架8、环形支架5、钢珠9所组成，所述钢珠9圆周均匀分布于环形保持架8的圆孔8-1中并分别与环形支架5内壁以及球壳6外壁保持纯滚动接触，所述环形支架5通过圆柱10安装在全向轮底板4上；所述全向轮驱动组件通过转接台13安装在全向轮底板4上，所述全向轮底板4安装在平台底板3上，所述平台底板3根据不同类别货物的规划路径有规律地放置在平台外框架1内部，所述全向轮驱动组件包括由直流电机11驱动的单排全向轮14、全向轮架12以及检测单排全向轮14转动角度的绝对式编码器7，所述直流电机11、绝对式编码器7同轴安装在全向轮架12上，所述全向轮架12安装在转接台13上，所述转接台13与全向轮底板4固连，所述直流电机11自带有能够实时检测对应全向轮14速度的增量式编码器，三个单排全向轮14的旋转轴线汇交于一点，所述单排全向轮14主要由全向轮毂15、全向轮轴16、大节轮18、小节轮17所组成，大节轮18、小节轮17交错圆周均布安装在全向轮毂15上，所述全向轮轴16对称安装在全向轮毂15上，所述单排全向轮14与球壳6紧密接触，如图1、图2、图3、图4、图5所示。

采用上述模块化物流分拣平台的分拣方法，其方案步骤为：

1、针对不同的应用场景确定各模块单元2的数目以及相对于平台外框架1的分布方式。

2、针对不同类别的货物分别对各模块单元2的球壳6规划不同的轨迹；当运输质量大、体积大的货物时，为了充分发挥其惯性力作用，对该类别货物规划直线运动轨迹；当运输质量小、体积小的货物时，为了节约运输时间，发挥其转向灵活迅速的特点，对该类别货物规划圆弧形运动轨迹。

3、由于单排全向轮14与球壳6之间的运动为纯滚动，驱动三个全向轮14可实现球壳6的全向运动，并通过安装在全向轮架12上的绝对式编码器7以及直流电机11自带的增量式编码器实时检测对应单排全向轮14的转角及速度，实现对球壳6的实时控制。

4、当货物到达球壳6上方时，按照事先对不同类别货物规划的轨迹驱动各单排全向轮14运动，进而带动各球壳6全向运动，货物相对于各球壳6进行摩擦传动，最终通过各模块单元2的协同工作，快速实现货物的分拣。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种模块化物流分拣平台及方法。本发明在结构上包含平台外框架以及设于平台外框架中间的若干个模块单元，本发明的模块单元包括球壳、球壳固定组件以及三个圆周均匀分布的全向轮驱动组件，所述球壳固定组件包括环形保持架、环形支架及钢珠，所述钢珠通过环形保持架上的圆孔分别与环形支架内壁以及球壳外壁保持纯滚动接触，所述全向轮驱动组件主要是对球壳进行支撑并驱动球壳实现万向转动，各全向轮驱动组件包括由直流电机驱动的单排全向轮和检测单排全向轮转动角度的绝对式编码器，三个单排全向轮的旋转轴线汇交于一点。本发明通过各模块单元的协同工作，最终借助各球壳的摩擦传动快速实现货物的分拣。

技术研发人员：魏世民;朱赣闽;王颖丽;刘博;喻洋;张英坤;杨政;盛海燕;申权;张斌
受保护的技术使用者：北京邮电大学
技术研发日：2019.04.02
技术公布日：2019.06.28