专利名称：运送多个包裹的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及把邮件如包裹，从一个或多个装载地点到各个输出目的地的传送和分拣，更具体说，是涉及一种传送系统，它在编程的或手动的控制下，能把包裹推至传送机路径的两侧，落在指定输出的溜槽、料斗、或后继的传送机上，该系统有效地利用了它的“闲置时间”。
背景技术：
近代大体积包裹投递系统，常常包括包裹传送系统，该包裹传送系统从一个或多个装载工位接收包裹，又把包裹运送至各个输出目的地，如溜槽、料斗、或后继的传送系统。
一种最常见的传送机类型是皮带式传送机，它包括用至少在两个柱形滚轴上通过的循环柔性皮带，其中的一个滚轴是传动滚轴。包裹放在皮带式传送机朝上的“工作”面上部，且一般沿直的方向从皮带式传送机的一端运送至另一端。另一种传送机类型是“滚轴”传送机，它可以包括主动的或惰性的滚轴，这些滚轴与包裹底部接触，支承着包裹底部，并在某些时候沿滚轴的路径推动包裹的底部。
该类现有技术的传送系统往往有基本固定的、与它们运行速度有关的能力。该能力可以换算为一定的容器或料盘数，或皮带通过参考点的纵向英尺数。数越大则能力越大。
但是，惯性作用限制了传送机的速度；传送机速度越快，惯性越可能对卸货的准确度产生负面影响。因为惯性，对包裹实施非常高速的可靠的控制是十分困难的。任何自动系统需要的一种性质是运行的准确度，而在高的恒定速度下是非常难获得的。系统的错误令用户付出的代价是十分昂贵的，因为它能导致邮包的错误投递，要改正须向货运公司付费。
已经发展了传送邮件的各种现有方法和设备。
Cutler等人的美国专利No.3,799,319，公开一种物品对准设备，该设备有可变速度的馈送传送机，用于把物品送至主分拣传送机的料盘。一旦物品被放在该分拣传送机上，它们就对准料盘。
Bower的美国专利No.4,765,456，公开一种可变速度的皮带式传送机，其驱动系统设计成能在任何运行速度上分担负荷。
Francioni的美国专利No.5,170,877，公开一种自动传送机系统。该传送机系统包括主传送机系统和多个分传送机。如果检测到一个分传送机停机，且物品开始堆积在其他分传送机上时，其他分传送机开始以更快的速度运行。分传送机的传送机部分的前进速度是变化的，以避免在该传送机上物品的过度拥挤。
Iwata等人的美国专利No.4,792,033，公开一种向传送机运输物品的设备。传送机的速度是变化的，以便物品均匀分散在该传送机上。为了在传送机上产生足够的间隔，可以增加传送机的速度，以容纳预定数量的额外物品。
由此可见，可变速度分拣传送机在本领域是熟知的。此外知道，通过增加输入的传送机的速度，可以增加主分拣传送机的能力。还知道，通过改变某一传送机的速度，可以在特定位置堆积物品，等待送至主分拣传送机上。
不过，本领域依旧有必要改进分拣传送机。
发明内容
本发明提供一种方法及使用该方法的设备，用于在不出现卸载时加速分拣传送机，以克服现有技术的缺点。当下一物品卸下前的一段时间，是在预定范围之内时，可以加速该主分拣传送机，以便更快地装载。
一般说，本发明针对一种方法，把在有速度控制的传送机上部的多个邮包，从一个目的地运送到另一个目的地，该方法包括确定直至该多个邮包中下一包裹从传送机卸下为止的时间；由确定的时间建立剩余的传送时间；把该剩余时间与预定阈值比较；以及在该剩余传送时间中没有邮包卸下的部分，增加传送机的运送速度。
因此，本发明的一个目的，是提供一种改进的传送设备。
本发明还有一个目的，是提供一种改进的传送方法。
本发明还有一个目的，是提供一种改进的传送方法和设备，能给出改进的效率特性。
本发明还有一个目的，是提供一种改进的传送方法和设备，能给出改进的安全特性。
本发明还有一个目的，是提供一种改进的传送方法和设备，能给出改进的可靠性特性。
本发明还有一个目的，是提供一种改进的传送方法和设备，能给出改进的装载特性。
本发明还有一个目的，是提供一种改进的传送方法和设备，能给出改进的卸货特性。
本发明还有一个目的，是提供一种改进的传送方法和设备，能给出改进的运送特性。
本发明的其他目的、特性、和优点，在结合附图及后面的权利要求书，阅读本发明优选实施例的详细说明后，将变得更加明显。
图1是简单传送系统的顶视图，该系统包括一直线主传送机20(例如一皮带式传送机)，由输入工位10装载，又由卸货工位30卸载。输入工位10沿传送机20离卸货工位30为距离40。主传送机20还包括一输入端21和一卸货端22，分别用于接收和卸下邮包。
图2是第二个传送系统的顶视图，该系统包括一直线主传送机100(例如一皮带式传送机)，由第一输入工位101和第二输入工位102装载，又由第一卸货工位111和第二卸货工位112卸载。第一输入工位101沿传送机100离第一卸货工位111为第一距离150，而第二输入工位离第二卸货工位112为第二距离。直线的主传送机100还包括一输入端103和一卸货端104。
图3是循环椭圆状传送机系统200的顶视图，该系统包括多个输入工位210和多个输出工位。该种结构大致示于美国专利No.5,433,311中，本文引用，供参考。图上画出的输入工位210从椭圆状传送路径外把邮包或其他邮件引入，虽然从椭圆状传送路径内引入也可以考虑而不违反本发明的精神和范围。同样，图上画出的卸货工位从椭圆状传送路径两侧接收邮包或其他邮件，虽然从椭圆状传送路径的单侧引入也可以考虑而不违反本发明的精神和范围。应当指出，该椭圆状传送路径可以用如图4所示侧边开槽的皮带式传送机，或用如图5所示“倾斜料盘”的结构。
图4是皮带式传送机结构300的顶视图，该结构包括开槽的两侧，以计及如美国专利No.5,894,918所示椭圆状传送路径，本文引用该专利，供参考，或者，也可以用美国专利No.5,894,918进一步指出的螺旋状。结构300包括输入工位325P、输出工位326、含有各工段311的柔性皮带式传送机，所有这一切都用来运送邮包320。
图5是循环椭圆状传送机系统400的示意图，大致如美国专利No.5,433,311所示。该种结构400包括多个较高的可倾斜的料盘420U、多个较低的可倾斜的料盘420L、较高的输入工位410U、较低的输入工位410L、较高的卸货工位430U、和较低的卸货工位430L。该结构的运行特点可参考美国专利No.5,433,311，但一般说，结构400规定的大致椭圆状循环传送路径，能使邮包通过较高的输入工位310U向较高的可倾斜的料盘420U装载，并能使邮包通过较高的卸货工位430U从较高的可倾斜的料盘420U卸载。邮包向较低的可倾斜的料盘420L的装载，是通过较低的输入工位410L完成的，而邮包从较低的可倾斜的料盘420L的卸载，则通过较低的卸货工位430L。各料盘可以倾斜，以便把邮包卸下。
图6A-6C是在第一种传送情况下，邮包被传送的顺序图。
图7A-7C是在第二种传送情况下，邮包被传送的顺序图。
图8A-8B是在第三种传送情况下，邮包被传送的顺序图。
图9A-9C是在第四种传送情况下，邮包被传送的顺序图。
图10是示例性控制图，按照本发明，图上表明典型处理器1000的作用，该处理器按照本发明，从数据输入源1100接收数据，并控制传送机驱动马达1200的速度。
具体实施例方式
现在更详细参考各图，全部图中，相同的参考数字指相同的部件。
----一般的认识本发明人已经认识到，只有包裹在输入与卸下之间的运送，能在非常高的速度下运行，因为在该段时间内不存在内力，不会产生有害效果。
本发明人的经验还认识到，向高速的系统装料比不失去对包裹的控制的卸下更容易。
----一般传送机的工作原理与构造按照本发明的方法，是基于系统上所有邮包与它们相应目的地之间的分布是随机的。
一般说，本发明包括用可变的速度控制，以变化的速率在装载工位与卸载工位之间运送包裹。虽然系统在包裹卸下时必须以较慢的速度运行，但包裹可以用较高的速率装载。如果没有卸货正在进行，系统可以加速至大大高于它的正常速度，直至有包裹卸下为止。因为系统知道下一包裹卸载的距离和时间，如果卸下前最短的时间间隔，是在预定时间窗之内，则传送机可以加速。在接近指定的卸载工位时，传送机可以恢复它把包裹卸下时的正常速度。
现在参考图1，该图是简单传送系统的顶视图，系统包括一直线主传送机20(例如一皮带式传送机)，由输入工位10装载，又由卸货工位30卸载。输入工位10沿传送机20离卸货工位30为距离40。主传送机20包括一输入端21和一卸货端22，分别用于接收和卸下如邮包12。
应当指出，如图1的结构包括两个输入工位，即输入工位10与传送机20的输入端21。如图1的结构同样包括两个卸货(亦即“输出”)工位，即传送机20的卸货工位30与卸货端22。
图2是第二种传送系统的顶视图，该系统包括一直线主传送机100(例如一皮带式传送机)，由第一输入工位101和第二输入工位102装载，又由第一卸货工位111和第二卸货工位112卸载。第一输入工位101沿传送机100离第一卸货工位111为第一距离150，而第二输入工位离第二卸货工位112为第二距离。直线的主传送机100还包括一输入端103和一卸货端104。
应当指出，如图2的结构包括三个输入工位，即输入工位101与102，以及传送机100的输入端101。如图2的结构同样包括三个卸货(亦即“输出”)工位，如卸货工位111、112和传送机100的卸货端102。
现在简要地参考图3-5，图上画出变化的传送机布局，与图1和2所示直的皮带式传送机不同。
图3是循环椭圆状传送机系统200的顶视图，该系统包括多个输入工位210和多个输出工位。该种结构大致示于美国专利No.5,433,311中，本文引用，供参考。图上画出的输入工位210从椭圆状传送路径外把邮包或其他邮件引入，虽然从椭圆状传送路径内引入也可以考虑而不违反本发明的精神和范围。同样，图上画出的输出工位从椭圆状传送路径两侧接收邮包或其他邮件，虽然从椭圆状传送路径的单侧引入也可以考虑而不违反本发明的精神和范围。应当指出，该椭圆状传送路径可以用如图4所示侧边开槽的皮带式传送机，或用如图5所示有“倾斜料盘”的结构。
图4是皮带式传送机结构300的顶视图，该结构包括开槽的两侧，以计及如美国专利No.5,894,918所示椭圆状传送路径，本文引用该专利，供参考，或者，也可以用美国专利No.5,894,918进一步指出的螺旋状。该结构300包括输入工位325P、输出工位326、含有各工段311的柔性皮带式传送机，所有这一切都用来运送邮包320。
图5是循环椭圆状传送机系统400的示意图，大致如美国专利No.5,433,311所示。该种结构400包括多个较高的可倾斜的料盘420U、多个较低的可倾斜的料盘420L、较高的输入工位410U、较低的输入工位410L、较高的卸货工位430U、和较低的卸货工位430L。该结构的运行特定可参考美国专利No.5,433,311，但一般说，结构400规定的大致椭圆状循环传送路径，能使邮包通过较高的输入工位310U向较高的可倾斜的料盘420U装载，并能使邮包通过较高的卸货工位430U从较高的可倾斜的料盘420U卸载。邮包向较低的可倾斜的料盘420L的装载，是通过较低的输入工位410L完成的，而邮包从较低的可倾斜的料盘420L的卸载，则通过较低的卸货工位430L。各料盘可以倾斜，以便把邮包卸下。
----闲置阈值概念不论用上述何种传送机类型，已装载的系统时常在某些时间的运行是没有邮包卸下的。这段时间可能从数秒到数分钟。在该段时间中，邮包仅被系统运送，沿它们的路径运向它们的目的地。
本发明考虑，在该段“闲置”时间中，因为对卸货产生有害效应的风险很小，所以使系统自动转换至更高的速度。
有几种不同情况需要讨论。应当指出，这些情况的使用不应认为是限制，只不过为举例的目的。
当描述下面的情况时，先要假设一阈值。该阈值如下该传送机必须经过一段时间，在该段时间内，传送机上的所有邮包都至少经过三个连贯工段的同时闲置。换句话说，要满足该阈值，传送机上所有邮包必须同时经过至少三个“闲置工位”。
虽然上述建议的阈值是按三个连贯的工段，但应指出，可以用不同的阈值，且可因使用的系统类型不同而有差别。
----第一种情况(图6A-6C)第一种情况下，邮包P1和P2分别在位置I1和I2同时输入，且两者将在卸货位置D1卸下。在该情况下，如图6B所示，邮包P2从第三工段卸下前，经过两工段间距的“闲置”之后，被首先卸下。在邮包P2被卸下后，邮包P1经过一工段间距的闲置，然后从最后工段卸下，到达卸货位置D1，如图6C所示。
在该情况下，传送机的速度不变化，因为不满足“闲置阈值”(*一般要求)。可见，邮包P2在从它被卸下到卸下之间，只经过两连贯工段间隔的闲置。邮包P1在卸下前，经过四工段的闲置，但因为邮包P1和P2(传送机上的所有邮包)只同时经过两连贯工段的闲置，所以不满足阈值。因此不进行速度变化。
----第二种情况(图7A-7C)第二种情况下，同前，两个邮包P1、P2在工位I1和I2输入。但是，这次邮包P1是在工位D2卸下。在此情况下，两个邮包都经过两个连贯的闲置工位，直至P2在D1被卸下为止。然后邮包P1经过三个连贯的闲置工位，直至在D2被卸下为止。
在该情况下，从卸下邮包P2到卸下邮包P1这段时间内，传送机的速度不变。这是因为满足假设，就是传送机必须经过一段时间，在该段时间内，传送机上的所有邮包都至少经过三个连贯工段的同时闲置。换句话说，传送机上所有邮包必须同时经过至少三个闲置工位。如上面所指出，邮包P2在从它的卸下到它的卸下之间，只经过两工段间隔的闲置。邮包P1在从它被输入到卸下之间，经过六工段的闲置，但该闲置时间被邮包P2分开，如图7B所示。不过，在邮包P2卸下后，邮包P1是传送机上唯一的邮包，因而是传送机上的“全部”邮包。因此，在邮包P2卸下后的时间起，邮包P1经过三工段的闲置，“所有”邮包同时经过至少三工段闲置，正好满足阈值。导致传送机在该段闲置时间加速。
应当指出，上面的闲置工位概念，是按沿传送路径的距离定义的，即所有包裹是否沿传送路径以“闲置”状态(没有卸下也没有输入)传送一给定距离。但是，该种工位概念，也可以按时间定义，即所有包裹是否沿传送路径以“闲置”状态传送一给定时间。因为假定处理控制器“知道”所有邮包在传送机上的位置，所以知其一必知其二，时间与空间的区别略带有几分学术味道而已。
----第三种情况(图8A和8B)在情况3，如图8A所示，邮包P1和P2在位置I1和I2同时放在传送机上，但这一次P1在D1卸下，而D2在D2卸下。因此，两个邮包都同时经过五个闲置工位，直至共同卸下为止，如图8B所示。于是，它们可以用高速传送，经过所述工位，直至两者需要共同卸下时为止，才使传送机减速。因此满足阈值，且事实上还超过。所以导致传送机在该段闲置时间加速。
----第四种情况(图9A-9B)在情况4，除了已知邮包P1和P2经过两个闲置工位后，邮包PO在IO引入之外，其余的分拣过程与情况3相同。在该情况下，计算机将认出传送机没有多于三个相邻的闲置工位，从而不进行高速传送。
----速度的改变应当指出，在上述本发明的实施例中，传送机要考虑使闲置状态中断的输入。在别的实施例中，计算机要考虑不会使闲置状态中断的输入。这样的结构在使用一组传送机的输入传送机时特别有用，它会很快把邮包加速送至皮带式传送机的前缘。
在本发明的另一个实施例中，传送机能以三种速度运行，“慢”速用于装载，“中”速比慢速快，但却足够慢，以便适当地处理输入，最后是适合输送闲置邮包的高速。
----马达驱动的马达应有两种或更多的速度，或者由能控制其速度的变换器控制。
----控制上面已经指出，通过用可变速度驱动的马达，传送机的速度是变化的，该马达可以是电的、气动的、或本领域熟知的其他类型。
图10是示意的控制图，图上表明按照本发明的典型处理器1000的作用，该处理器按照本发明，从数据输入源1100接收数据，并控制传送机的驱动马达1200的速度。
数据输入源1100向处理器1000提供关于下一邮包何时将进入传送机的信息，所以如果需要，传送机驱动马达1200能慢下来，以接纳该邮包。
因此，可以把处理器1000想象为能跟踪系统上所有包裹，并对所有单个包裹，都“知道”其相对目的地的卸货溜槽。可以对计算机编程，在下一卸货时间前的一段时间内，例如，在该给定速度下是五(5)秒，把马达的速度变换为它正常速度的两倍，5秒后，马达将恢复它正常的卸货速度。很容易把该段时间转换为距离，因为传送机的速度是已知的。
----输入工位和卸货工位应当指出，输入工位如图1的10，可以是皮带式传送机、推送单元、或本领域熟知的其他装置。卸货工位如30同样可以由皮带式传送机、推送单元、或本领域熟知的其他装置提供。
----结果结果可以是，在一段给定的时间上(如一小时)，系统以例如正常速度的两倍或三倍运行的总时间，举例说是十(10)分钟。那么，可以计算系统的平均速度为300+(600/6)＝400FPM或300+(900/6)＝450FPM该附加的速度可能达到25％的幅度，这意味着邮包可以非常快地达到它们的目的地，供装载或进一步处理。所有这一切都可以完成，而无需真正以更高速度卸下邮包，从而冒邮包越过它的目的地料盘的风险。
当系统上的流量少且系统关闭前的时间短时，本方法在“收尾”时间中可以获得高的收益。
因为所有这类系统都有商业上的应用，且在物理定律上是互通的，即使是容量/速度上的小优点，从投资回报的观点看，也可能带来显著的利益。
因为本方法是全部自动的，所以它完全不要求操作员的干预。
----结论由此可见，本发明提供一种改进的传送方法和设备，克服了本领域中的缺点，本方法和设备包括可变的速度控制，以变化的速率在装载工位和卸载工位之间运送包裹。虽然本系统在卸下包裹时必须相对慢地运行，但装载包裹可以用较高的速度。如果没有卸货正在进行，那么系统可以加速至明显高于它的正常速度，直到卸下包裹为止。因为分拣系统知道直至下一包裹卸载为止的距离和时间，如果卸下前的最短时间间隔，是在预定时间窗之内，则传送机可以加速。在接近指定的卸载工位时，传送机可以恢复它把包裹卸下时的正常速度。
虽然已经参照公开的实施例，特别详细地说明了本发明，但应当指出，在本发明的精神和范围内，有许多变化和修改都是有效的，本发明的精神和范围在后面的权利要求书中说明。
权利要求
1.一种运送多个邮包的方法，把邮包放在有速度控制的传送机上部，从一个目的地到另一个目的地，所述方法包括如下步骤A)确定直至所述多个邮包的下一个邮包从所述传送机卸下为止的时间，所述确定建立了剩余的传送时间；B)把所述剩余传送时间与预定阈值比较；C)在所述剩余传送时间中没有邮包要卸下的部分，增加所述传送机的运送速度。
2.按照权利要求1的方法，其中步骤“A”还包括确定直至下一包裹被输入所述传送机为止的时间，和其中在步骤“C”中，包括在所述剩余传送时间中没有邮包要卸下或输入的部分，把所述传送机的运送速度加速。
3.按照权利要求2的方法，其中在步骤“C”中，所述传送机运送速度的所述增加，是使速度加倍。
4.按照权利要求1的方法，其中在步骤“C”中，所述传送机运送速度的所述增加，是使速度加倍。
5.一种运送多个邮包的方法，把邮包放在有速度控制的传送机上部，从一个目的地到另一个目的地，所述方法包括如下步骤确定直至所述多个邮包的下一个邮包从所述传送机卸下为止的距离，所述确定建立了剩余的传送距离；把所述剩余传送距离与预定阈值比较；在所述剩余传送距离中没有邮包要卸下的部分，增加所述传送机的运送速度。
6.按照权利要求4的方法，其中步骤“A”还包括确定直至下一包裹被输入所述传送机为止的时间，和其中在步骤“C”中，包括在所述剩余传送时间中没有邮包要卸下或输入的部分，增加所述传送机的运送速度。
7.按照权利要求5的方法，其中在步骤“C”中，所述传送机运送速度的所述增加，是使速度加倍。
8.按照权利要求4的方法，其中在步骤“C”中，所述传送机运送速度的所述增加，是使速度加倍。
9.一种运送多个邮包的方法，把邮包放在有速度控制的传送机上部，从一个目的地到另一个目的地，所述方法包括如下步骤A)确定下一个持续的时间周期，在该持续时间周期中，所述传送机上的所有邮包都处于闲置状态，即没有邮包输入或卸下的状态；B)确定所述闲置状态的持续时间周期在时间上的长度；C)把所述闲置状态的持续时间周期与预定阈值比较；D)在所述闲置状态的持续时间周期中没有邮包要卸下的部分，增加所述传送机的运送速度。
10.按照权利要求8的方法，其中在步骤“D”中，所述传送机运送速度的所述增加，是使速度加倍。
11.一种运送多个邮包的方法，把邮包放在有速度控制的传送机上部，从一个目的地到另一个目的地，所述方法包括如下步骤A)确定下一个持续的传送距离，在该持续传送距离中，所述传送机上的所有邮包都处于闲置状态，即没有邮包输入或卸下的状态；B)确定所述闲置状态的持续传送距离在距离上的长度；C)把所述闲置状态的持续传送距离与预定阈值比较；D)在所述闲置状态的持续传送距离中没有邮包要卸下的部分，增加所述传送机的运送速度。
12.按照权利要求9的方法，其中在步骤“D”中，所述传送机运送速度的所述增加，是使速度加倍。
13.一种运送多个邮包的设备，把邮包放在有速度控制的传送机上部，从一个目的地到另一个目的地，所述设备包括A)一种确定时间的装置，确定直至所述多个邮包的下一个邮包从所述传送机卸下为止的时间，所述确定建立了剩余的传送时间；B)把所述剩余传送时间与预定阈值比较的一种装置；C)一种增加所述传送机的运送速度的装置，在所述剩余传送时间中没有邮包要卸下的部分，增加所述传送机的运送速度。
14.按照权利要求13的设备，其中在A、B、和C各项中的所述装置，包括一控制器。
15.按照权利要求13的设备，其中所述传送机是倾斜料盘传送机。
16.按照权利要求14的设备，其中所述传送机是倾斜料盘传送机。
17.按照权利要求13的设备，其中所述传送机是皮带式传送机。
18.按照权利要求14的设备，其中所述传送机是皮带式传送机。
19.按照权利要求13的设备，还包括一输入传送机，用于按随机定时方式接收邮包。
20.按照权利要求14的设备，还包括一输入传送机，用于按随机定时方式接收邮包。
全文摘要
一种设备和使用该设备的方法，一般涉及从一个或多个装载地点到各个输出目的地的自动传送和分拣如邮包等邮件，更具体说，是涉及一种传送系统，在特定方法的控制下，能把包裹推至传送机路径的两侧，落在指定输出的溜槽、料斗、或后继的传送机上。该控制提供一种方法，它在不出现卸载或装载时加速分拣传送机。当把下一物品卸下前的一段时间是在预定的范围之内时，可以加速主分拣传送机，以便更快地装载。
文档编号B65G47/96GK1411419SQ00817407
公开日2003年4月16日 申请日期2000年12月8日 优先权日1999年12月20日
发明者亨利·波耐特 申请人:美国联合包裹服务公司