一种高速分拣摆轮机构及其控制系统

1.本发明涉及物流分拣技术领域，具体为一种高速分拣摆轮机构及其控制系统。


背景技术：

2.在物流快递包裹分拣、冷链产品分拣、药品分拣、电商类包裹分拣等应用中都会用到输送设备，这些输送设备在使用时能够减少人力，使需要分拣的物体能够快速的进行传输，但一般的输送设备只能进行位置的输送，而在现实应用中经常会在同一位置需要输送不同种类的物品，这些传统的输送设备无法将其进行分类输送，必需依靠人力进行分拣操作，这使得操作人员的工作量比较大，分拣效率比较低，特别是对于物流发达的今天，这已经成为一个严重的问题，它使得人力成本增加，整体的分拣效率低下。摆轮分拣机主要由输送滚轮、同步转向控制器、传动装置、机架等组成；运行时依据管理系统下发的指令及信息识别，转向控制器改变输送滚轮的运行方向，可实现物品左、右两侧分拣，将物品移送至分流的输送机上。因为输送滚轮面采用外包覆橡胶(或聚氨酯)结构，转向分拣时有效避免对输送物品表面的损伤，分拣快速、准确，对物品无冲击，可适用于易碎物品的分拣；广泛适用于各类物流(配送中心)、各类箱、包、托盘、瓶子、书籍、包裹、电子产品等。分拣摆轮机构主要利用摆轮的摩擦，从而使货物运动或改变原有的运动方向，从而达到货物分拣的目的。
3.然而，随着科技的发展，原有的分拣机无法适应数量庞大的货物，而且分拣速度慢也导致了分拣机效率的下降，常规分拣机在货物去往不同方向时，很难实现转向或转向极易出现卡壳，原有分拣机多数采用一个伺服电机带动分拣轮工作，如何实现快速精准的分拣货物，是本此设计需要解决的问题。
4.只有实现快速和精准的突破，才能避免货物误时或错捡等一系列不良现象的产生。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术的不足，本发明提供了一种高速分拣摆轮机构及其控制系统，解决了分拣机无法适应数量庞大的货物，分拣速度慢，分拣机效率下降无法精准分拣货物的技术问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高速分拣摆轮机构，包括上台板、隔板和下底盘，所述上台板的上端安装分布有分拣轮，所述隔板的顶部固定分布有支柱，所述隔板的外侧安装分布有第一伺服电机，所述第一伺服电机的内侧端连接有惰轮，所述惰轮与分拣轮之间连接有皮带，所述隔板与下底盘之间安装分布有转向轮，所述下底盘的底部设有第二伺服电机，所述第二伺服电机电性连接于转向轮。
9.优选的，所述下底盘的底部焊接分布有固定座，所述固定座的底部通过螺纹连接有支脚，所述支脚的底部焊接固定分布有缓冲机构。
10.优选的，所述缓冲机构为弹簧结构，所述缓冲机构的内部设有液压柱，所述液压柱固定设于支脚的底部，所述液压柱的底部连接有液压筒，所述液压筒的底部固定设有橡胶垫。
11.优选的，所述惰轮的内侧端固定设有第一限位盘，所述惰轮的外侧端设有第二限位盘，所述第一限位盘与第二限位盘的直径大于惰轮的直径。
12.优选的，所述第二限位盘的内侧端固定设有定位柱，所述第二限位盘的外端中间固定设有转板，所述转板为十字型结构。
13.优选的，所述第二限位盘的内侧端粘接有密封圈，所述密封圈的内侧一周固定分布有弹性扣，惰轮的外侧一周开设分布有扣槽。
14.优选的，步骤包括如下：
15.s1，接通220v的直流电源后，隔板上方第一伺服电机传动轴开始传动，传动轴上的惰轮在传动轴的作用下开始运动，借助于传动从而使分拣轮开始发生转动，通过调节传动轴输出的能量便可改变分拣轮的转动速度；
16.s2，如果分拣轮发生转向，在电流作用于隔板上方的第一伺服电机的同时，电流又作用于下底盘下方的第二伺服电机，下底盘下方的第二伺服电机在电流的作用下带动套有套筒的转子转动；
17.s3，在扭矩的作用下转向轮便会转动角度从而使隔板也随之转动，因隔板和上台板间装有支柱，便可将隔板转动产生的能量传递到上台板上令其转向，套有皮带的分拣轮可以通过上台板和隔板的两个伺服电机产生滚动，然后可以通过下底盘下方的伺服电机来控制转向。
18.(三)有益效果
19.该高速分拣摆轮机构及其控制系统，利用双伺服电机共同作用，缩短了因动力不足导致的分拣时间延长，在隔板和下底盘间设有转向轮，从而变滑动摩擦为滚动摩擦提高了分拣精确度，缩短了分拣用时，将上台板倾斜一定角度从而产生平行于上台板的加速度，利用加速作用降低货物输送时间。
附图说明
20.图1为本发明的整体结构示意图；
21.图2为本发明的皮带传动结构示意图；
22.图3为本发明的下底盘支撑机构结构示意图；
23.图4为本发明的缓冲机构结构示意图；
24.图5为本发明的惰轮安装结构示意图。
25.图中，上台板1、隔板2、下底盘3、分拣轮4、第一伺服电机5、第二伺服电机6、转向轮7、惰轮8、支柱9、皮带10、固定座11、支脚12、缓冲机构13、液压柱14、液压筒15、橡胶垫16、第一限位盘17、第二限位盘18、定位柱19、转板20、弹性扣21、扣槽22、密封圈23。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.请参阅图1-图5，本发明实施例提供一种技术方案：一种高速分拣摆轮机构，包括上台板1、隔板2和下底盘3，上台板1的上端安装分布有分拣轮4，隔板2的顶部固定分布有支柱9，隔板2的外侧安装分布有第一伺服电机5，第一伺服电机5的内侧端连接有惰轮8，惰轮8与分拣轮4之间连接有皮带10，隔板2与下底盘3之间安装分布有转向轮7，下底盘3的底部设有第二伺服电机6，第二伺服电机6电性连接于转向轮7。
28.进一步改进地，下底盘3的底部焊接分布有固定座11，固定座11的底部通过螺纹连接有支脚12，支脚12的底部焊接固定分布有缓冲机构13，方便调节高度进行支撑，稳定性能高。
29.进一步改进地，缓冲机构13为弹簧结构，缓冲机构13的内部设有液压柱14，液压柱14固定设于支脚12的底部，液压柱14的底部连接有液压筒15，液压筒15的底部固定设有橡胶垫16，稳定支撑，缓冲减震，降低噪音。
30.进一步改进地，惰轮8的内侧端固定设有第一限位盘17，惰轮8的外侧端设有第二限位盘18，第一限位盘17与第二限位盘18的直径大于惰轮8的直径，安全限位固定皮带10。
31.进一步改进地，第二限位盘18的内侧端固定设有定位柱19，第二限位盘18的外端中间固定设有转板20，转板20为十字型结构，方便手动控制转板20转动拆装，便于安装皮带10。
32.进一步改进地，第二限位盘18的内侧端粘接有密封圈23，密封圈23的内侧一周固定分布有弹性扣21，惰轮8的外侧一周开设分布有扣槽22，可精确滑动定位固定，进一步安全限位。
33.具体改进地，步骤包括如下：
34.s1，接通220v的直流电源后，隔板2上方第一伺服电机5传动轴开始传动，传动轴上的惰轮8在传动轴的作用下开始运动，借助于10传动从而使分拣轮4开始发生转动，通过调节传动轴输出的能量便可改变分拣轮4的转动速度；
35.s2，如果分拣轮4发生转向，在电流作用于隔板2上方的第一伺服电机5的同时，电流又作用于下底盘3下方的第二伺服电机6，下底盘3下方的第二伺服电机6在电流的作用下带动套有套筒的转子转动，转子转动的度数可以设置卡死系统，在达到去往下一站通道的度数时激活卡死系统，从而限定转向轮7移动和转向的度数，卡死系统的结构为带编码器的蜗轮蜗杆传动系统，利用单片机控制编码器的程序，然后利用蜗轮蜗杆减速作用将回转数减速到所要的回转数，并得到较大扭矩；
36.s3，在扭矩的作用下转向轮7便会转动角度从而使隔板2也随之转动，因隔板2和上台板1间装有支柱9，便可将隔板2转动产生的能量传递到上台板1上令其转向，套有皮带10的分拣轮4可以通过上台板1和隔板2的两个伺服电机产生滚动，然后可以通过下底盘3下方的伺服电机来控制转向。
37.将第一伺服电机5安装在下底盘3下方，下底盘3中央开有小孔，便于电机上的传动轴可以穿过并作用在隔板2上(中间平面的结构采用厚度均匀且能满足弯矩要求的合金钢)，考虑伺服电机传动轴的长度达不到隔板2，所以在下底盘3和隔板2间装有套筒，延长距离从而将来自伺服电机的能量传递到隔板2上；隔板2和下底盘3间装有3个如图所示的转向
轮7(转向轮7起到了支撑缓压和改变分拣方向的目的)。
38.隔板2的上部分装有两个伺服电机，第一伺服电机5两侧装有承受住上台板1以及第一伺服电机5重量的四个支柱9(起到紧固和支撑上表面的作用)，第一伺服电机5上各套有一个惰轮8，惰轮8通过皮带10传动直接作用于上台板1的分拣轮4，分拣轮4的高度高于上台板1，可以使分拣轮4和货物直接接触，从而摩擦货物的表面用于运输货物，隔板2的上部分起到驱动分拣轮运动的目的。
39.上台板1保持一定的倾角；在分拣轮4和惰轮8间装上了皮带10；在上台板1和隔板2间设有两个伺服电机。
40.综上，本设计在隔板2和下底盘3上安装有三个转向轮7，通过转向轮7的移动和转向从而改变货物的输送方向，进而达到转向的目的，而且，利用转向轮7的滚动传动代替了原有的摩擦传动，缩短时间同时提高了精准程度；
41.本设计在上台板1和隔板2装有双伺服电机，利用双伺服电机的运动从而加快分拣时间，为了防止双伺服电机产生互绞现象且运行平稳，设计plc控制程序对电机的位置移动方向、位置移动速度、位置移动距离进行控制，达到平稳运行的目的；
42.因分拣机工况环境良好、传输距离较短，所以利用带传动来传递能量，改变了原有分拣机上因多级传动而造成的过度能量损耗，上台板1设有一定角度的倾角，从而产生一个与上台板1平行的加速度，缩短了分拣时间。
43.本发明的上台板1、隔板2、下底盘3、分拣轮4、第一伺服电机5、第二伺服电机6、转向轮7、惰轮8、支柱9、皮带10、固定座11、支脚12、缓冲机构13、液压柱14、液压筒15、橡胶垫16、第一限位盘17、第二限位盘18、定位柱19、转板20、弹性扣21、扣槽22、密封圈23，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本发明解决的问题是分拣机无法适应数量庞大的货物，分拣速度慢，分拣机效率下降无法精准分拣货物，本发明通过上述部件的互相组合，利用双伺服电机共同作用，缩短了因动力不足导致的分拣时间延长，在隔板和下底盘间设有转向轮，从而变滑动摩擦为滚动摩擦提高了分拣精确度，缩短了分拣用时，将上台板倾斜一定角度从而产生平行于上台板的加速度，利用加速作用降低货物输送时间。
44.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
45.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。