改进的分拣传送装置的制作方法

专利名称：改进的分拣传送装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及倾翻托盘式分拣传送装置，更具体地说是有关此类传送装置的改进。
倾翻托盘式分拣传送带业已采用多时了。这类分拣机利用一个封闭环状导轨支承并引导一系列链条连接的承载小车，可倾卸的托盘被安装到每个承载小车上，它们由安装于该导轨两侧的遥控的顶翻装置作用，在一个分拣格口上向一侧倾倒翻转。
分拣物品在上料工位以手工或自动方式装在这些托盘上。负载的托盘沿导轨传送直到位于导轨旁边的相适应的分拣工位卸物滑槽。然后该托盘被适时地顶翻而将包裹卸入所要求的卸物滑槽中。
在上述的一个系统中，各个托盘被安装在一个铸铝支架上，它们再铰接到一个四轮的承载小车上，彼此保持间隔距离并通过一个由液压驱动的链轮拖带它们沿该导轨运行。这些支架被栓锁到承载小车上以保持该支架和托盘处于水平位置。铰接到该支架上并有弹簧作用的一个杆臂的每一侧都有坡道可与有选择地起作用的顶起滚轮相接触，以便支架与承载小车脱栓而使该托盘倾斜翻转。
需要顶翻托盘时，有一气缸抬升顶翻臂上的滚轮进入该坡道的路径，当与该滚轮接触时，坡道的第一凸轮部分抵住其弹簧偏置作用，抬升杆臂并解脱锁栓。滚轮与该坡道上剩余部分保持继续接触将托盘顶翻到所要求的一侧。
申请人现行生产的这类分拣机有两种结构。其主要区别在它们所能能分拣物件的重量不同。比如，一种是准备用于物件重200磅以下，另一种则是50磅以下。
在属于申请人的几份在先专利中也显示了这种系统的细节及其变型在美国专利3，034，665中描述了一个一般系统。在美国专利3，510，014及另一篇3，630，394中描述了一种类型的解栓和顶翻坡道。美国专利4，174，773中公开了一个顶起和安装装置，而在美国专利4，089，404中则公开了一种经修改的可凹进的栓锁。这些专利在此可当作进一步的背景技术资料供参考。
在根据申请人现在生产的这些倾翻托盘式分拣传送机已经找到了许多应用的同时，目前分拣状况所要求的高分拣流量正开始超出现行系统各种设计参数。而现行各系统在低速重载应用中趋于最佳工作状态，各种应用日趋要求以更高的速度处理更小的包裹。不断增长的分拣量所要求的传送速度或承载车速度已逐渐增加到现行系统原设计最有效速度的两倍。
考虑这种不断增加分拣量的需求时，仅只增加现行承载车的速度及托盘结构通常是不适宜的，尚需对凸轮或杆臂上的坡道形状与承载车速度的关系予以考虑。在确定托盘倾斜及物品卸下动作的特性方面，这种关系起着非常重要的作用。该承载车的速度与坡道形状正确匹配时，托盘上物品即可被平稳地卸下，而两者不相配，就可能出问题。
例如，与承载车运动方向垂直的一个倾翻方向上，托盘的加速度是承载车速度和凸轮或坡道形状二者的函数。承载车速度增加时，托盘倾翻加速度即增加。放在托盘的抬升侧的包裹就可能被弹射出去，而跳出该卸货滑槽。托盘加速度超过一个自由落体加速度的地方，托盘下降侧边上的包裹将无支承地离开并会“飞”掉。由于这些包裹在形状和重量方面变化甚大，其飞行特性也就变化很大，并有很大的随机性，从而对于特殊分拣或卸下操作不能精确地按予期地进行。
当然，适应增长了的传送速度及增加的托盘倾翻加速度的一种方式是简单地加宽卸物槽格口宽度，致使不管包裹的飞行参数怎样变化，它们都能被接纳进去。然而这势必降低了整体分拣量，因为对于给定的传送机长度，分拣格口或卸物滑槽的数量减少了。即使承载车运行更快，却仅有较少的分拣格口及较少的分拣可能性。从而仅只通过增加传送速度来增加分拣量是困难的。
关于增加现行结构的倾翻托盘分拣机的传送速度还有另外的问题。比如，当托盘速度增加时，相应而增加的托盘加速度会引起包裹或物件的翻滚。某些物件的形状比其它的更易翻滚，然而诸多理由表明任何翻滚都是所不期望的。首先，脆性包裹的翻滚可以引起其中产品的破碎或损坏。其次，翻滚可能影响分拣或传送控制。在某些情况下，在一个既定的包裹表面上粘有识读编码，扫描头识读在一件卸货包裹上的编码以进行认可或放行控制。而一件翻倒的包裹则可能提供不了扫描头所需的正确编码位置。第三，翻滚会弄翻有定向要求的包裹，为了用于托板运输，继续传送等可能要求包裹保持一特定方向。
另外，高速操作引起由构件间冲击造成的过度机械磨损。对转位板高速作用的杆臂跳出锁销会引起顶起滚轮与该转位臂之间的误动作。载荷被抛出，或是反弹的托盘又锁住在水平位置，以及使轻的包裹被夹持到分拣格口之外。整机的噪声水平超限。
还有几种尝试是关于在杆臂上提供改进的坡道。美国专利3，510，014中提出一段陡的斜坡用于解锁栓而一段较小斜坡用于翻转。美国专利3，630，394中打算确定一种斜坡形状，它或是采用作为传送速度部分函数的抛物线形状，或是采用某一特定园的一段园弧的形式。尽管如此，现今增加的分拣量要求比由现有结构所能提供的更大的托盘加速度控制及更多地减少对整个系统的构件上所作用的力。这些发明中的杆臂斜坡当在现行要求速度下工作时，出现了明显的问题。
因此，作为本发明的一个目的是提供一种改进的分拣传送装置以适应更大的分拣流量。
本发明进一步的目的是提供若干用于一种倾翻托盘分拣传送机的杆臂采用的经过改进的解锁和翻转凸轮形状。
本发明进一步的目的是为能够用于比目前类似的上述各种分拣机能以更高速度工作都有较小噪声水平的一种倾翻托盘式分拣传送机，提供一种供它使用的改进的杆臂。
本发明进一步的目的还在于增加倾翻托盘式分拣机的分拣量而不出现所不期望的翻倒。
为在美国专利3，510，014和3，630，394中表示的那样，有关增加倾翻托盘式分拣传送装置工作速度的另一个困难在于托盘的栓锁和解锁机构。这些系统采用安装在与设置在承载车上的栓销共同作用的偏置弹簧杆臂上的一个栓锁板。该杆臂初始提升抬起该栓板从而在那里将一个门扣从锁钉上解脱，这样解锁该托盘以便随后翻转。
在速度增加之处，该翻转托盘的加速度也明显地增加。因此在通过了该顶起滚轮之后，这些托盘，特别是载荷很轻时，会反弹回来而重新锁住，这发生得如此之快以致倾翻或抓回一个予定抛出的包裹并将它带过予定的分拣位置。
这样，本发明的进一步的目的就是为一种倾翻托盘分拣机提供一种改进的栓锁和解锁装置。
本发明的进一步目的是提供一种改进的栓板以防止在分拣机上的可翻转托盘的反弹。
在翻盘式分拣传送机中增加传送速度也会引起与该系统的有关的顶起构件的更大的冲击和磨损，恰如美国专利4，174，773中显示的那样。随着速度增加，甚至在先的杆臂的倾斜的解锁坡道也能在系统上产生过大力的速度时撞击顶起滚轮。这些力通过顶起滚轮和杆臂传递给那些顶起装置安装销以及铰接这些销钉的槽钢。这会引起这些销钉安装孔加长，更大的噪声而最终剪断销钉而不得不更换。
这样，本发明还有一个目的是提供一种改进的顶翻装置。
本发明进一步的目的是提供一种改进的顶翻安装装置，它能够承受并分散工作于增加的线速度而产生的来自托盘装置的冲击载荷。
本发明进一步的目的是提供一种改进了的高速耐用的平稳，安静和具有小冲击载荷的倾翻托盘式分拣传送装置。
本发明的进一步目的是提供一种倾翻托盘式分拣机，它具有更为一致的托盘翻转，尽管分拣速度增加了仍然保持或减少了现行分拣格口或卸物滑槽的宽度。
最后，本发明的一个最佳实施例包括了用于倾翻托盘式分拣传送装置的一个改进了的弹簧加压杆臂。臂的下表面由前部解锁凸轮部分的斜坡和一个向后方延伸的倾翻凸轮部分，而该倾翻凸轮部分的形状是在有选择地抬升进入该坡道路径期间顶翻滚轮使托盘倾斜时，作为予定线速度的函数提供一个均匀角加速度而特殊加工成型的。予定线速度下的托盘倾翻匀角加速度值是这样选择的即使在托盘的最外部分得到的切向加速度等于或略小于自由落体加速度。这个匀角加速度最好约为20弧度每平方秒(20 radians/sec2)。换一种方式说，赋予该托盘及其上物件的角加速度是这样选择的，即它的任何线性分量都不足以引起该盘上的物件飞出，这些分量最大值约等于或小于自由落体加速度。这样的托盘加速度并不太快可使包裹自该托盘的抬起一侧抛出，或是包在该托盘的下倾的一侧掉落，但该加速度给出足够的速度使托盘倾到一个大约37°的最大倾角。这保证位于托盘任何位置的包裹会自倾翻启动起的予定时间和距离内开始滑离托盘。该斜坡的解锁凸轮部分的形状作为予定线速度的函数以提供与倾翻滚轮产生和缓的初始锁冲击，可靠地解锁以及平稳地过渡到翻倒凸轮部分。
根据本发明所要求的凸轮外形既不是抛物线的一部分也不是一段园弧。
在本发明的一个实施例中，对于予定线速度约为每分钟330呎(精确的是329呎每分钟)，其中X等于解锁开始点处沿斜坡向后方向上量得的线性尺寸，而h等于对应沿该斜坡的某一特定距离X处的高度;从X＝0″(吋)到X＝1″(吋)的解锁凸轮的外形轮廓则是h＝0.315X2，而从X＝1吋到X＝2吋h＝0.315+0.560(X-1)-0.264(X-1)2该翻倒凸轮的外侧边缘的形状，从X＝2″(吋)到X＝11.6″(吋)则是h＝0.595+4tg(0.002425(X-0.6)2);
而内侧翻倒凸轮边缘形状为
h＝0.595+2.750tg(0.002425(X-0.6)其中内侧和外侧边缘相隔1.25″(吋)因此应该理解为该解锁凸轮表面是从X＝0″到X＝2″，而该翻倒凸轮表面是从X＝2″到X＝11.6″该翻倒凸轮表面最好作为扭歪形状，如上述公式所推荐的那样，为的是在强制翻倒时与顶起滚轮保持线接触。
在本发明的另外实施例中，予定线速度约为每分钟500呎，其解锁凸轮从X＝0″到X＝1.5″的轮廓形状为h＝0.1789X2，而从X＝1.5″至X＝3″时为n＝0.4025+0.466(X-1.5)-1.555(X-1.5)2该倾翻凸轮的外侧边缘形状从X＝3″到X＝19.25″为h＝0.7516+tg(0.001(X-3)2);
而内侧倾翻凸轮边缘形状为h＝0.7516+2.750tg(0.001(X-3)2)，其中内外侧边缘相隔1.25″。
该解锁凸轮表面是从X＝0″到X＝3″而该扭歪的倾翻凸轮表面是从X＝3″到X＝19.25″在每个实施例中，该解锁凸轮表面形状是一段抛物线，而倾翻凸轮表面的形状既不是抛物线也不是园，而是被优化选择为已经叙述过的那样，结果在各自状况，对其特定的线速度下做强制翻倒过程中，提供托盘倾翻的均匀角加速度。
在如此装备起来、并大体按上述速度运行的托盘上的物品能可靠地控制，它们会径直地从托盘滑入分拣工位上的卸物滑槽之中而不会发生所不愿的抛送或“飞出”。
本发明的另一方面，在改进的锁定板或转位板上带有一个凸轮表面，当托盘和转位板移至托盘倾翻位置时，呈现为向锁销的倾斜。这个斜面及该锁定板凸轮面的中间部分的尖峰构成一“超越中点”(“Over-Centre”)结构，从而可阻碍托盘由倾倒位置向非倾倒位置或水平位置的反跳。这种结构利用杆臂的弹簧偏压及这样的锁定板阻止在杆臂通过顶翻滚轮后反弹的托盘出现不需要的再栓锁现象。这样托盘即可倾翻并保持在翻倒状态以防止再抓回卸下的包裹。
本发明还有一个方面一种改进的顶翻装置，它包括有整体的缓冲器，各做得象一个垫圈并安装在安装销上，顶翻臂两侧与安装槽钢的相对的侧壁之间。最好是做成六角形整体的轴衬凸台，从各个缓冲器的垫圈状部分伸进在槽钢侧壁上的安装孔内。
安装销由槽钢夹持在与承载车传送方向线大约成45°角的方位上。该缓冲器的垫圈和凸台部分把顶翻冲击力传送并扩散到比单纯将安装销装在槽钢侧壁孔中时大得多的槽钢表面部分。孔加长及销剪断现象有效地得以防止。相同的缓冲器同于顶翻触发装置的下端和槽钢侧壁之间，在那里起到相似的作用。这种缓冲器减少了维修并有效地减少了由于顶翻触发和杆臂被托盘杆臂结构冲击产生的噪声。
采用挠性环形式的另一种缓冲器被安置在顶翻装置安装槽钢的底部腹板上。这进一步地缓和了冲击并减少噪声。
这样，本发明提供了一种倾翻托盘式分拣传送装置，它能以高线速度工作从而增加了分拣流量。在予定的线速度下，将各种形状重量的包裹的托盘翻转与卸货特性按规格改制、划一使有可能得到最窄的分拣格口尺寸及对于给定的传送机分拣区段长度和线速度情况下得到最多数目的分拣格口。分拣精确度提高、噪声及维修量减少而分拣量增大。
根据以下对本发明的最佳实施例及变化了的实施例的详细描述，并结合附图，上述及其他优点就会更加清楚，其附图是

图1是根据本发明的一种倾翻托盘式分拣传送机的顶视示意图;
图2为沿图1中2-2线的剖视图;
图2A为沿图2的2A-2A线的剖视图;
图2B为沿图2的2B-2B线的剖视图;
图3是沿图2中3-3线的剖视示意图;
图4是与图3相似的视图，只是显示该装置处于翻倒装置;
图5是根据本发明的具有大约每分钟330呎的予定线速度的传送机杆臂形状实施例平面图;以及图6是一平面图，表示根据本发明的具有约为每分钟500呎预定线速度传送机所用的杆臂形状的实施方案。
现在看附图，首先是图2，其中显示了倾翻托盘分拣传送机10的一部分。如图2中所该传送机10的一段包括有导轨11，顶翻装置12，带轮的承载车13及一个倾翻托盘装置14，该倾翻托盘装置14由前后(轴)销15和16枢接到承载车13上，可使之绕枢轴向任意一侧翻倒到与水平大约成37°的位置。承载车13固定于可在导轨11上运行的驱动滚子链17上。
许多承载车13与托盘装置14被连接成一串，由滚子链17牵引沿导轨11通过许多分拣格口18至23(图1)。在图1中这些分拣格口被表示成分列于导轨11两侧并彼此相对的排列。
图2中托盘装置14显示由一个可解脱的栓锁装置24锁定在水平传送物品位置。栓锁24包括一个安装在承载车臂26上的栓销25以及一个安装在托盘14上的转位板或解锁板27，今后还将述及。
杆臂28在29处被枢接到托盘装置14上。杆臂28最好由两个带坡道的杆臂30、31(图4)组成，两个坡道杆臂互相隔开，位于由轴销15和16所确定的托盘14的枢轴线的相对的两侧。每个臂30和31为细长形并沿与承载车13的运行路径相平行的方向延伸。该坡道臂30、31通过一对横跨的支撑联条32和33联在一起。
可解脱的栓锁装置24安装在前横联条32上。弹簧32A安排在前横联条32与托盘结构之间以使该杆臂28及转位板27总是被向下偏置而抵住销钉25，各斜坡臂30、31朝下的一面由两个凸轮部分所决定，包括一个释放或解锁凸轮部分34及一个倾翻凸轮部分35。为清楚起见，斜坡臂31除了倾翻凸轮向内扭歪方向不同之外，类似于斜坡臂30，包括解锁凸轮部分36和倾翻凸轮部分37。以图3显示的为例，每个倾翻凸轮部分35和37均被向内扭歪。
前后减震器38和39安装在托盘14的下面。这些减震器被显示为对应于相应的承载车臂26和42上表面40和41。当托盘向图2的观察者方向翻倒时，限制其倾翻角至大约37°类似的表面作在臂26、42的对侧而另外的类似(未予显示)减震器则相应地限制该托盘向另一侧倾翻行程最大翻转角大约为37°。
通过进一步的描述，可以知道在此描述的该类型的倾翻托盘分拣传送装置中，托盘宽度大致为20吋至40吋，而典型宽度为32寸左右，盘长一般为24吋左右，而承载车中心距离约为27吋。
除去杆臂凸轮轮廓形状及其栓锁装置以外，承载车13，托盘装置14及导轨11及链17的结构与前述的美国专利3，510，014基本相同。
如图2、2A及2B中所示的顶翻装置12，除去在现申请中采用一个双向作用气动执行件及在此后还将说明的缓冲器外，均与前提及的美国专利4，174，773中所述的近似。特别是该顶翻装置12包括了一个安装槽钢45，它有由底部腹板48相连的互相平行的两侧壁46和47。槽钢可用任何通常的方式，例如象前述美国专利4，174，773中所示的方式安装到传送机导轨11上，而槽钢腹板48所在的平面最好对承载车运行方向成45°角左右。这样的安装角度适于其速度，在该速度时，顶翻装置可进入和移出与杆臂凸轮面的相干状态。其它安装角也可采用。另外，一个起重螺旋(未予示出)安置在槽钢底部用以对顶翻机构12相对于导轨和通过的承载车13与托盘14的高度作精确调整。
一个双向作用的气动执行件由气缸250和可伸缩的活塞杆51构成，它被安装在槽钢两侧壁46、47之间。气缸50的低端安装在延伸于槽钢两侧壁46、47间的销钉52上。销钉52有头部53和卡帽54用以将该销钉保持在槽钢侧壁上。活塞51上端以枢轴销安装到顶翻臂56的杆臂55上。顶翻臂56带有一个顶翻滚轮57。该顶翻臂56通过销58枢接到槽钢45上。该销通过侧壁46和47延伸，并有头部59和卡帽60，用以将销保持在位。最好销52和58安置在一根与机器方向MD(图2)相交成大约45°角的轴线上。
整体缓冲器62用在槽钢两侧壁之间，并分别用于气缸50的低端及顶翻臂56上以使顶翻装置12和倾翻托盘装置14之间的冲击力扩散到槽钢的较大部分上去。这些缓冲器可以在图2和2B中看得很清楚。各个缓冲器是相似的，都包括有一个垫圈状部分63及一个成一整体的凸起，六角形轴套伸过槽钢侧壁上的相似形状的孔65。销52和58通过这些缓冲器的中央延伸，在图2B中能看得很清楚。
缓冲器62之外，顶翻装置12还有一个缓冲器69，为弹性环状，安装在槽钢腹板48上销58的上方。缓冲器69处在这样一个位置;即当处在伸展状态并受到通过的承载车13和托盘14冲击时，它与该顶翻臂56接触。缓冲器62与69的结合运用，可望消除顶翻装置中的过度磨损并使整个倾翻操作即使是在该承载车线速度有了可观地增大，例如达到每分钟330或500呎时也比过去的各种结构要安静得多。
当然，气缸50设置有流体进出口70，71以使活塞51伸出及缩回。用适当的阀或电磁阀使流体作用于这些进出口，它们通过一个中央控制器进行电控，使有选择地触发该翻转机构动作以使托盘装置14上的物品在适当的分拣格口卸下。而这种有选择触发装置不属于本发明的内容。
仍回到图2，不难看出，当承载车13在机器运动方向上移动时，它们最后通过顶翻装置12，它的位置最好是在靠近一个分拣格口的导轨11的每一侧，就象图1中表示的18至23的位置。当任何顶翻装置12的活塞杆51不伸出时，其顶翻滚轮57所处的位置(未予显示)是对承载车13或托盘14不形成障碍的。然而当气缸受指令触发时，顶翻滚轮即被抬升到一个如图2中表示的位置上，当可翻转托盘14到该格口时将其顶翻，这样它会与解锁凸轮34及杆臂28的倾翻凸轮35接触并且将托盘倾翻到导轨11的另一侧，如在图中表示的那样，例如图1里分拣格口2A的方向。抬升的顶翻滚轮57先与解锁凸轮部分34相接触。这引起杆臂28压迫偏置弹簧32A而绕枢轴29转动，并将转位板27抬出销25。当转位板27的卡槽67离开销25，则托盘解除约束，沿如图4所示的滚轮57所迫使的方向倾翻至一倾侧位置。一般托盘会保持该倾侧位置一直到离开本分拣格口在下游方向的一个回复工位，而这不属于本发明的内容。
可以理解，杆臂28在顶翻滚轮57上的撞击对整个顶翻装置12引起一个振动。这些力通过销52上和58传到槽钢45上，而在先的结构业已表明高传送速度会引起槽钢侧壁上的销钉安装孔的扩大，最终导致销钉剪断。这种潜在难题通过采用缓冲器62得以克服。该缓冲器62的类似垫圈的偏平部分趋于将由解锁冲击造成的压力扩散到槽钢侧壁的广阔部分上去。另外，该缓冲器的伸出的轴套64的大六角形状趋于将传送到销52和58的力扩散到一个大得多的孔面积上，这样就避免了销钉安装孔的不希望的扩大。任何磨损通过缓冲器得以调节，这些情况证明缓冲器能容易而且而便宜地使之改观。
现在见图3和4，可以看出在卡槽67的两侧边上有两个相应的凸轮面75、76在该锁定板或叫转位板27之上。凸轮面75作成一个斜的表面77而凸轮面76则有斜面78。斜面76终止于凸轮面75的中间部分79，而斜面78则终止于凸轮面76的中间部分80。
如在先提到的，托盘装置14绕着由枢轴15和16的限定的枢轴线82倾翻，可以看出该凸轮面75和76的中间部分79和80位于相应于15°左右或一个小于托盘装置14的倾侧角的角度内，并且其中间部分79和80的位置比各自的斜面77和78离枢轴82更远。这种结构为该栓锁装置24提供了一种所谓“超越中点”的结构。
从图3和图4中还可以看出，特别是当锁定板27被从销25上抬起时，由于顶翻滚轮57与杆臂28接触，随后托盘被倾翻，如图4中所示，凸轮面75的中间部分79就会相对销25转动。该部分79转过销25时，根据该装置中存在的各种间隙，斜面部分77会趋于骑在销25之上。为图4所示，当托盘14接近其最大倾角时，可以看出承载车13和托盘14此刻已经移至超越该顶翻装置12的位置，强制倾翻已完成，而托盘正滑向其最大的倾侧角。此时在这位置上，除非由于位于斜面77上的销25的作用，该托盘并不被可靠地锁定也未被保持在图4所示的倾翻位置。然而为了使托盘回复到如图3所示的非倾倒或水平位置，弹簧32A的偏置必须被压倒。斜面77必须搭在销25上并超越中间部分79才行。因此，托盘应该在倾倒方向上被加速以达到其最大倾侧角度，尔后会引起反弹，这种反弹作用将会由斜面77及弹簧32A偏压共同作用而得以制止。
托盘14仅仅被顶翻装置12在其最初的倾翻方向上可靠地倾翻大约15°至17°。尔后，托盘装14就已完结强制倾翻，而在其倾翻方向上滑向其大约37°的最大倾侧角度(图4)。一旦杆臂28脱离该倾倒滚轮57-如果在此以前没有-锁定板27即与销25接触。因此，一旦锁定板中间部分76越过销25，托盘的继续倾翻就得不到显著的抵制。当与托盘的角运动作比较时，斜面77的角度能被用以促进托盘倾翻或是减慢托盘的倾翻以使其不发生猛烈的反弹。
当然还可看到可选择斜面77、78及中间部分79、80的整个凸轮面75、76等的特定角度。可选择来与弹簧32A产生的偏压作用共同对翻转或反弹运动在需要时提供摩擦阻力。例如，在斜面77、78上或邻近处可再作出一个卡槽以便对托盘在其最大倾侧位置上提供更可靠的锁定。
对顶翻滚轮和杆臂28间的相互作用现作进一步的解释，从图4中可以看出，线85标示着顶翻滚轮57的接触表面的最上方位置。在杆臂28，更具体地说是凸轮34和35与顶翻滚轮67强制接触过程中，托盘被解锁，然后以一不变角加速度倾翻一个角度，倾翻角加速度是不变的并大致等于自由落体加速度，或为每平方秒20弧度。此角加速度是当承载车13和托盘14被移至顶翻滚轮57时，强制托盘翻转过程中给予托盘的。由于该托盘有角加速度，在通过顶翻滚轮57后，在倾翻园周方向TD上连续运动或滑行，象图4中指示的那样。
从图2还可得知，杆臂28的枢轴中心29最后通过顶翻滚轮57。在枢轴中心29通过顶翻滚轮57以后，依该装置上的间隙大小不同，倾翻凸轮部分35的后部和滚轮57的继续接触，使趋于在一个相反的方向上，即该臂被弹簧32A推压的相同方向上转动该杆臂，然而，这种作用得继续凭借凸轮面75与销25的接触以匀角加速度可靠地翻转托盘，这样，锁住臂28抵制进一步的转动。
由凸轮部分35与滚轮57接触引起的强制翻转最好是连续通过大致15°到17°。尔后，坡道通过滚轮57，而托盘滑行到它的大约37°的最大倾侧角，这足以使包裹滑出托盘。
可以看出，当杆臂的解锁凸轮部分34接触到顶翻滚轮57时，杆臂28简单地绕点29转动直到该托盘装置14被解锁之前，托盘一直不翻转。因此，该凸轮面34相对地保持平直，并且与滚轮57的表面保持齐平。然而，一旦托盘装置被解锁，翻转一经开始，亦需要在滚轮57和倾翻凸轮部分35间维持一种相对平贴的接触。这是通过对倾翻凸轮表面给予一点向内的扭歪而得以适应的，由此而与滚轮57大体上保持线接触。在图3中斜坡30和31都画出了这种扭歪，图中分别显示出被扭歪的倾翻凸轮部分35和37。
为本申请先前部分提及的，对于相对高的承载车线速度需要最优化的物品卸落状态。而对翻转盘的功能已得到某些关注，例如在先提到的美国专利3，510，014和3，630，394中，现在本发明作了进一步的改进，它对予定的承载车线速度提供了更为平稳及更为均匀的包裹卸落状态。
不难理解分拣量一般和其它因素一样是承载车线速度的函数。然而当承载车线速度增加而没有注意到托盘的倾翻动作时，就会引入系统中诸多问题而导致降低整个分拣量。举例来说，包括包裹自托盘的抬起侧被弹出或者从其降下侧落而飞走。因此，需要对予定的高水平线速度下全部卸包动作过程提供可靠的包裹控制。
不采用抛物线或园形的杆臂的倾翻凸轮部分，而是采用将要提供的翻转凸轮轮廓才被认为是最佳方案，对于予定的线速度，它将对包裹、甚至放在托盘边缘的包裹提供一个不变的角加速度，此角加速度大约等于20弧度/秒2。这是通过相应于下文描述的公式所确定的形状或轮廓的倾翻凸轮部分实现的。
另外，代替在解锁用的以前杆臂上的单一直线的坡道部分，业已确定通过一种解锁凸轮部分能提供一个更为平稳的解锁操作，它采用抛物线形状对于一个予定的承载车线速度提供可靠的解锁时显著地降了冲击。
参照本发明的一个实施例，详细地说提供了一种具有予定承载车速度或传送线速度大致为每分钟330呎，精确地说是每分钟329呎的倾翻托盘分拣结构。关于这样的传送机，业已发现这个速度适于采用长度大约为11.6吋的前部缩短的杆臂。
用于这样的臂的斜坡或凸轮形状示于图5中。参照点0-0作为解锁开始处，连同参考轴线X及参考轴线h被用于解释之目的。参考轴线X是这样一条线，它构成从该顶翻滚轮57与之接触的那点。到该顶翻滚轮57与该臂中止接触的最后一点的斜坡臂30(图2)的线性尺寸。参照轴线h是一根斜坡高度的标示轴线或者是从斜坡的某一位置X到另一位置的标示斜坡高度变化的一根参考线。
在此具体实施例中，为图5所示，可以看出该解锁凸轮部分34从0″向后延伸到2″，而强制倾翻凸轮部分35从X＝2″点延伸到X＝11.6″点。该解锁凸轮部分34的形状或轮廓是由下列公式所确定的从X＝0″到X＝1″h＝0.315X2，并且从X＝1″到X＝2″h＝0.315+0.560(X-1)-0.264(X-1)2。
倾翻凸轮部分35的轮廓按下式确定从X＝2″到X＝11.6″，该倾翻凸轮部分35的外侧边缘30A轮廓是h＝0.595+4tg〔0.002425(X-0.6)2〕而该倾翻凸轮部分的内侧边缘30B则是h＝0.595+2.750tg〔0.002425(X-0.6)2〕，
其中与外侧边缘隔开1.25″。可以看出，该外侧边缘离该枢轴轴线82大约4″而该内侧边缘离开轴线82大约2.75″。
这些公式确定了解锁和倾翻凸轮部分，除了如图3所示的内向扭歪方向不同之外，对于杆臂28的每个斜坡臂30和31是相同的。这种形状为托盘及其上任何物件提供大约20弧度/秒2的确定的角加速度。
现作进一步地解释，本实施例的一般近似的设计参数如下在枢轴29前方的托盘栓锁凸片88是5.97″。
设计的解锁臂转角4°设计的托盘栓锁行程7/16″解锁斜面设计升程0.91″左右托盘强制倾翻设计角度16.8°最大托盘倾翻速度65.8″/sec(吋/秒)托盘设计宽度26″包裹设计重量15公斤托盘设计间隔500毫米如图5中所示，该枢轴位置在X＝6.875″而h＝0.250″在参考线以下。
本发明的另一实施例，其予定传送线速度约为每分钟500呎。相应于该特定线速度的杆臂约长19.25″如图6所示，其枢轴安排在离斜坡前端X＝0点13″处。解锁凸轮部分34延伸约X＝3″，而该斜坡的倾翻部分35大约自X＝3″延伸至大约X＝19.25″处。
为图5中所示的实施例，一个0-0点确定在杆臂最先与顶翻滚轮57的接触处。与图5中相似，图6中亦提供的参考线X和h，其各参数如下自X＝0″至X＝1.5″h＝0.1789X2，而自X＝1.5″至X＝3″h＝0.4025+0.466(X-1.5)-0.1555(X-1.5)2。
本实施例的倾翻凸轮部分的形状确定如下自X＝3″至X＝19.25″倾翻凸轮部分35被扭歪而包括一个外侧边缘30A和一个内侧边缘30B。该外侧边缘30A由下列公式确定h＝0.7516+4tg(0.001(X-3)2)，并且该内侧边缘30B由公式确定h＝0.7516+2.750tg(0.001(X-3)2)，此处，内外侧边缘间隔1.25″。如在其它特定的实施例中那样，该外侧边缘离开轴线82大约4″，而内侧边缘离开轴线82大约2.75″。
这些公式确定了本实施例杆臂28的各个斜坡臂30、31的凸轮形状，区别在于其向内扭歪的方向相反。
下面进一步说明辅助总体设计近似参数值枢轴29前方的托盘栓锁凸板面为6.375″。
供解锁用杆臂设计转动角4°
托盘栓锁设计行程7/16″解锁斜坡设计升程0.91″设计托盘强制倾翻角15.13°最大托盘倾翻速度260呎/分托盘设计宽度32″包裹设计重量60磅托盘设计间隔27″中心距该枢销轴线29的位置在参考轴线上方X＝13″h＝0.110″处。
如前所述，图5和图6中说明的各实施例中的各公式，考虑了该传送机的线速度，以便为托盘及其上的物件提供匀角加速度。
这样的角加速度有一个最大值，其值使作用到托盘及其上的物件的切向加速度的最大值大致等于或小于自由落体加速度值。
在讲述了本发明的两个最佳实施例之后，可以看出杆臂的倾翻凸轮部分并非采用抛物线或园的一部的形状，而是作成已描述过的那些形状，为的是要在适当的方向上提供最有效的匀角加速度以得到可靠的包裹控制。这样的加速度可使包裹滑出托盘至分拣格口中而不是弹射出去在不确定的方向飞行。这样，予定传送线速度下的卸包过程得以优化，而在增强了传送线速度后能保持分拣格口或卸物滑槽宽度最小，从而增加了整体分拣量，可以看出，能通过数学计算提供适宜的外廓形状为任何予定线速度下提供不变的托盘倾翻角加速度，从而优化了包裹卸落过程并保持在此讨论过的那样的所希望的各种参数。
可以看出，倾斜程度或凸轮表面35的下垂角，部分地决定了由滚轮57强制倾翻的延续时间。这角度部分地取决于枢轴29的位置。假如枢轴29稍向上移，强制倾翻的延续时间则减少，即该凸轮面35相对滚轮57稍微向上倾斜。其结果是给予托盘以一个较小的最大倾翻加速度，因此托盘停在大约37°的最大倾翻角处时托盘边缘的速度也较低。这样可按需要通过确定枢轴中心29的位置来调节托盘惯性以影响其反跳。这样，可选择杆臂的下垂角度以得到一个所期望的倾翻动作，当然假定解锁操作的所有必要的调整已经做了。对于在先描述的以大约每分钟330呎速度工作的传送机上，该斜坡最好自前至后上倾斜约2°。
还有，在以每分钟330呎速度运行的传送机上在托盘脱离强制倾翻而恰恰未到达最大倾侧角之前的一段时间的托盘边缘速度最好是在每分钟150至200呎左右。
还可以看出，顶翻装置工作循环必须适应连续而来杆臂的情况。当下一托盘须保持水平或向另一侧倾翻时，为了只对一个托盘起作用。顶翻装置必须能伸出与缩回。这样，完成一个顶翻循环的时间必须在托盘移过一段等于托盘中心点至中心点间距所需的时间内，并小于杆臂坡道长度所需的时间之内。杆臂枢轴29的水平位置是可以选择的，以提前或推迟每个托盘的翻转操作及相对分拣格口的所予定的顶翻设计位置。选择杆臂翻转凸轮面的全长以便预定的承载车或传送带线速度在所要求的时间框框内提供可靠的托盘翻转的匀角加速度使之足以将托盘倾翻至约为37°的最大倾侧角。
很明显，对于那些本领域内的普通技术人员随时都可作出不超出本发明范围的这样或那样的修正、改动或调整，因而本申请人意在只受后附的权利要求的约束。
权利要求
1.一种用于从倾翻托盘式传送机上将物品分拣到予定分拣格口中的方法，其步骤包括以大致等于予定线速度运转该传送机；和在邻近一个予定的分拣格口处，以某一匀角加速度可靠地倾翻载物托盘，使所述托盘上的物品产生一个大致等于或小于自由落体加速度的有效切向加速度以在那里将物品卸至所述的分拣格口中。
2.用于倾翻托盘式分拣传送机的一种改进的杆臂，该分拣传送机有许多用以传送被分拣物品到许多可能的分拣格口去的、安装在承载车上的可倾翻式托盘，所述的杆臂包括倾翻凸轮表面装置的坡道，用以在一个选定的分拣格口处倾翻所述托盘将其上物品卸落于选定的分拣格口中，所述的倾翻凸轮表面装置所具有的外廓形状确定为能赋予与之相连接的托盘以匀倾翻角加速度的承载车予定速度的函数，该角加速度的线性分量近似等于或小于自由落体加速度。
3.一种倾翻托盘式分拣装置，有适于大约每分钟500呎的线速度的承载车和枢接到所述托盘上的杆臂，杆臂上有一个坡道以解锁托盘，当它在一个分拣格口上与一个选择操纵的顶翻装置接触时倾翻所述的托盘，在所述杆臂坡道上有改进的倾翻凸轮表面，用以与倾翻托盘用的顶翻装置相接触，所述的改进倾翻凸轮表面有一个前端，一个后端，外侧边缘由下列公式确定h＝0.7516+4.00tg〔0.001(X-3)2〕;而内侧边缘由下列公式确定h＝0.7516+2.75tg〔0.001(X-3)2〕;其中内外侧边缘隔开1.25″;其中X表示沿坡道表面从前向后测量的直线尺寸，而h表示在倾翻凸轮表面上任意指定点处的凸轮表面高度。
4.权利要求3的一种改进，其中坡道包括一个大约X＝3″的解锁凸轮表面和一个大约X＝16.25″的倾翻凸轮表面。
5.如权利要求3所述的装置，其中所述杆臂坡道包括有一个改进的托盘解锁凸轮表面，位置在所述倾翻凸轮面前端之前方，用来与所述顶翻装置接触以解锁所述杆臂而使托盘倾翻，其中对X＝0″至X＝1.5″，该解锁凸轮面的形状根据下列公式的抛物线所确定h＝0.1789X2;并且对于X＝1.5″至X＝3″的解锁凸轮面的那段形状由下列公式所确定h＝0.4025+0.466(X-1.5)-0.1555(X-1.5)2;其中X为沿该坡道由前向后测得的直线尺寸，而h为该解锁凸轮面上任一给定的X点处该解锁凸轮面的高度。
6.一种倾翻托盘式分拣装置，具有适于大约为每分钟330呎的线速度的承载车及枢接到所述托盘上的杆臂，其上有坡道在一个分拣格口上触到有选择操纵的顶翻装置时，用以解锁和倾翻所述托盘，所述杆臂坡道上的改进的倾翻凸轮表面用以与倾翻托盘的所述顶翻装置相接触，改进了的倾翻凸轮面有前端、后端，外侧边缘由下列公式确定h＝0.595+4.00tg〔0.002425(X-0.6)2〕;而内侧边缘由下列公式确定h＝0.0595+2.75tg〔0.002425(X-0.6)2〕;其中内外侧边缘相隔1.25″;式中X为沿该坡道表面由前向后量得的直线尺寸，h为该倾翻凸轮表面上任一给定点处的高度。
7.权利要求3的改进，其中坡道包括一个大约X＝2″的解锁凸轮表面和一个大约X＝11.6″的倾翻凸轮表面。
8.根据权利要求6所述的装置，其中所述杆臂坡道包括一个改进的托盘解锁凸轮表面，在所述倾翻凸轮表面前端的前方，由所述顶翻装置接触而解锁所述杆臂以便托盘倾翻，其中对于X＝0″至X＝1″，所述解锁表面的形状由相应于下列公式的抛物线确定h＝0.315X2;而其中对于X＝1″至X＝2″的解锁表面形状是由下式所确定的h＝0.315+0.560(X-1)-0.264(X-1)2其中X为沿该坡道由前向后测得的直线尺寸，而h为在该解锁表面上任意给定点“X”处的解锁表面高度。
9.倾翻托盘式分拣装置包括有承载车，枢接其上的可倾翻的托盘，安装在该承载车和托盘之一上的一个栓销，一个转位板则安装在所述托盘和承载车的另一个上，所述栓销与转位板共同作用将所述托盘保持在一个予定位置上，一个栓销和转位板的解锁装置，允许在一个分拣格口位置上将托盘翻至一个倾侧位置，其改进包括车转位板上用以与所述销钉接触的凸轮表面装置，该凸轮表面由偏置装置可压缩地偏置而抵住所述销钉，还有与所述偏置装置共同作用以阻止所述托盘由倾侧位置向予定位置反弹的倾斜部分。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述偏置装置是一个弹簧，而其中所述倾斜部分被设计成当所述托盘从所述倾侧位置移向所述予定位置时，需要压缩所述弹簧。
11.根据权利要求9所述的装置，其中所述的托盘绕一个予定的轴转动，并且其中所述凸轮表面装置有一个中间部分，它设计成比该中间部分两侧的凸轮面的其它部分距离所述枢轴更远。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述中间部分被安排在所述倾斜部分离开所述枢轴最远的一端。
13.根据权利要求9所述的装置，其中所述托盘适于向某一倾翻位置加速转动，在该处所述托盘碰到一个止挡，并且所述凸轮面包括有超越中心栓销以阻碍所述托盘反转至其予定位置，这是由于即将碰到止挡上的倾翻托盘保持惯性所致。
14.根据权利要求9所述的装置，其中所述用以解锁所述销钉和板的装置包括装在所述托盘上的杆臂，可动地连接到所述销钉和转位板中的一个上，并有顶翻装置在一个分拣格口上有选择地与所述杆臂接触，所述顶翻装置触动所述杆臂以解锁销钉和转位板，并加速倾翻托盘使足以引起所述销钉在所述凸轮面的倾斜部分上相对移动。
15.根据权利要求9所述的装置，其中所述转位板装在托盘上，而所述栓销装在承载车上，还包括枢接到所述托盘上的并承载着所述转位板的杆臂，该杆臂有一个凸轮面以便托盘的解锁和顶翻装置相接触以倾翻所述的托盘，于是所述转位板的凸轮面的倾斜部分就被移至与所述栓销进入啮合。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述解锁和顶翻装置被设计在所述倾斜部分与栓销啮合以前即从杆臂凸轮面上分离，所述托盘适于在此之后滑向倾侧位置，并且此间所述滑动托盘的倾翻惯性带动转位板的凸轮面越过销钉而到达转位板的倾斜部分，凸轮面和销钉的接合对托盘的翻转运动可起到减速作用。
17.在倾翻托盘分拣传送机的顶翻装置中有支撑槽钢，可转动的顶翻臂安装在销钉上，销钉固定在穿过槽钢两侧壁的一根轴线上，其改进包括支撑在槽钢中销钉上的震动分散装置，其组成为装在销钉上的缓冲器，在槽钢和臂之间用以支承所述臂抵制相对所述销钉的径向偏移，并且有与所述缓冲器作成整体并朝外向突出的凸台轴承，它套在所述销钉上并自穿过槽钢侧壁上的孔突出，侧壁上的孔有比销钉更大的横截面尺寸，用以将来自销钉的径向载荷通过所述的孔的边缘分散到槽钢上。
18.根据权利要求17所述的顶翻装置，还包括一个双向作用的气动执行器，以有选择地触发顶翻臂，执行器有一个连在所述臂上的工作端以及安在执行器安装销上的另一个工作端，安装销钉安置在所述槽钢两侧壁之间，以及安装在槽钢侧壁和执行器之间的缓冲器装置，每个所述的缓冲器有成整体的凸台轴衬，环绕上述执行器的安装销钉并伸入到一个比销钉有更大截面尺寸的槽钢侧壁上的孔以把径向力分散到侧壁上去。
19.根据权利要求17所述的顶翻装置，还包括有一个弹性环状垫，安置于槽钢的底部腹板上正对所述的顶翻臂，用以吸收由于倾翻托盘而作用到臂上的力
20.在一台倾翻托盘分拣传送机中，有可选择地操纵的顶翻臂，安装在延伸于槽钢侧壁之间的销钉上，沿传送机的侧边设置以有选择地触动并倾翻通过某一分拣格口的托盘装置;一个装置用于将上述臂被通过的待翻转托盘撞击所产生的震动分配到所述槽钢上去，并且还包括安置在所述臂和所述槽钢的侧壁间的缓冲器;各个缓冲器有穿过槽钢侧壁上的孔，向外侧延伸的整体凸台轴衬，所述销钉穿过所述凸台轴衬而延伸，结果作用在所述销钉上的径向力即通过该凸台轴衬被传递到槽钢侧壁上。
21.根据权利要求20所述的装置，进一步包括一个弹性环状垫缓冲器，被安置在槽钢底部腹板上用以分散由该臂触发的倾翻托盘作用到该臂上的力。
全文摘要
用于翻盘分拣机的改进的杆臂，具有由公式确定的解锁倾翻凸轮部分。在强制翻转操作中，倾翻凸轮给予托盘约20弧度/秒2的常角加速度。对托盘上的任何物品产生约等于或小于自由落体加速度的最大切向加速度。一个改进的托盘栓锁或转位板有一斜面杆轮以抵制起动倾翻后托盘的反弹。整体的缓冲器分散托盘顶翻装置上的冲击力并能防止顶翻安装锁孔的扩大。方法要求保护。
文档编号B07C5/36GK1033604SQ8810564
公开日1989年7月5日 申请日期1988年10月23日 优先权日1987年10月30日
发明者罗伯特·J·尼科尔森, 安东尼·D·詹帕 申请人:菲吉国际有限公司