一种智能立体交叉式快递物流分拣系统的制作方法

本实用新型涉及物流分拣系统技术领域，尤其是涉及一种智能立体交叉式快递物流分拣系统。

背景技术：

随着互联网经济的不断发展，物流行业正在进入快速发展期，相应地，对包裹的快速、准确分拣成为物流行业一个基本的要求，现有的物流分拣系统通常是在一个物流仓库里设置多条分拣轨道，在分拣轨道的旁侧间隔设有多个对应不同地址的分拣口，分拣轨道上间隔地设置若干分拣小车，分拣小车上设有驱动其在分拣轨道上行走的行走电机以及由分拣电机驱动的卸货装置，在行走小车下方设有滑触线，分拣小车上设有相应的集电器，以便为分拣小车提供电源。当分拣小车位于分拣轨道的起始位置时，可先对包裹进行条码扫描，然后将包裹放入分拣小车内，扫描得到的地址信息相应地输入分拣小车的控制器。然后分拣小车即可根据输入的地址信息快速移动至分拣轨道旁边对应的分拣口位置，然后分拣小车上的分拣电机驱动分拣小车上的卸货机构动作，使包裹侧翻进入分拣口，以实现包裹的自动分拣。分拣小车随后沿分拣轨道回到起始位置，以等待下一次的分拣。

例如，在中国专利文献上公开的“一种基于RFID的高效物流分拣系统”，公布号为CN105903679A，包括分拣机、云平台、分拣数据采集模块和分拣纠错模块，所述分拣机的传送带设有多条分拣支路，每条分拣支路分拣出应到目的地与分拣支路的货物;所述分拣数据采集模块置于分拣机的传送带起点位置，其中，第一RFID阅读器用于读取贴在货物上的电子标签以获取货物的目的地信息，第一GPRS通信单元用于向所述云平台发送货物标识信息，所述分拣纠错模块分布在各条分拣支路上，其中，第二RFID阅读器读取己分拣货物的电子标签，第二GPRS通信单元向所述云平台发送货物的标识信息，所述云平台根据收到的司标识信息用于查看物流分拣的情况和进度。该实用新型通过第二RFID阅读器、第二GPRS通信单元能够对分拣的货物进行校验，从而可提高物流分拣的准确性，避免发生分拣差错。

由于包裹的分拣是连续进行的，为了避免前后包裹之间的相互干涉，分拣轨道均设置成闭合的环路，这样分拣轨道上间隔布置的各分拣小车可连续地由起点出发，按照相同的方向绕行一圈再回到终点。为了确保分拣轨道上的分拣小车始终保持开口向上的状态，现有的物流分拣系统中的分拣轨道均采用平面布置，从而使分拣轨道或者分拣支路占地面积大，因而不利于降低物流成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有物流分拣系统所存在的占地面积大、成本高的问题，提供一种智能立体交叉式快递物流分拣系统，可实现分拣轨道的立体布置，从而显著地降低物流分拣系统的的运行成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种智能立体交叉式快递物流分拣系统，包括设置在机架上的分拣传送带、间隔地设置在分拣传送带上的若干分拣小车，所述分拣传送带的后端为主动端，前端为从动端，在分拣传送带的两侧分别设有若干分拣口，所述分拣小车上设有可使包裹进入对应的分拣口的卸货机构，所述分拣传送带包括左右两条长圆形的分拣轨道，所述分拣轨道位于竖直平面内，从而使分拣轨道具有上下两条水平轨道、以及前后两端用以连接上下两条水平轨道的半圆形的转换轨道，并且左右两条分拣轨道前后错位布置，所述分拣小车一侧前端设有前滑动体，所述前滑动体滑动连接在靠前的分拣轨道上，所述分拣小车另一侧后端设有后滑动体，所述后滑动体滑动连接在靠后的分拣轨道上，所述前、后滑动体之间在前后方向上的距离等于两条分拣轨道的错位距离，在分拣轨道上设有驱动链条，在分拣传送带的主动端设有与驱动链条啮合的主动链轮，在分拣传送带的从动端设有与驱动链条啮合的从动链轮，与左右两条驱动链条啮合的二个主动链轮与同步驱动机构相关联，所述前、后滑动体分别与对应一侧的驱动链条相连接，当同步驱动机构驱动二个主动链轮同步转动时，即可通过左右两条驱动链条带动分拣小车沿着分拣传送带移动。

和现有技术不同的是，本实用新型的分拣系统中的分拣小车采用分拣传送带传送，其中的分拣小车可通过驱动链条驱动，或者可由设置在分拣小车上的电机直接驱动前、后滑动体上的滚轮，使分拣小车沿着分拣传送带环形移动。由于分拣传送带的两条分拣轨道为竖直布置的长圆形轨道，因此可形成上下两条水平轨道，也就是说，分拣小车可形成上下两层立体传送，从而可显著地减小占地面积。我们知道，在现有技术中，分解小车的两侧均设置前后两个滑动连接在轨道上的滚轮之类的滑动体，因此，分拣小车的开口朝向会始终位于分拣轨道的法线方向。当分拣小车位于上层的水平轨道上时，其开口朝上；当分解小车进入前端半圆形的转换轨道处时，其开口会逐渐倾斜；当分拣小车位于下层的水平轨道上时，其开口朝下。这样，放置在分拣小车内的包裹会倾覆，故而现今的分拣系统无法采用立体布置结构，而只能采用平面布置结构，以便使分拣小车能始终处于开口朝上的状态。

本实用新型创造性地在分拣小车的左右两侧分别设置一个滑动体，并且二个滑动体前后错位而形成前滑动体、后滑动体；相应地，左右两条分拣轨道前后错位布置，并且前、后滑动体之间在前后方向上的距离等于两条分拣轨道的错位距离。这样，当分拣小车在上层的水平轨道上移动时，分拣小车两侧的前、后滑动体可使分拣小车保持水平状态，并且其开口朝上；当分拣小车的前滑动体进入靠前的分拣轨道的转换轨道时，分拣小车另一侧的后滑动体也刚好进入靠后的分拣轨道的转换轨道，此时的分拣小车仍然保持开口朝上的水平状态；当分拣小车的前滑动体进入靠前的分拣轨道下层的水平轨道时，分拣小车另一侧的后滑动体也刚好进入靠后的分拣轨道下层的水平轨道，此时的分拣小车依然保持开口朝上的水平状态。因此，本实用新型的分拣系统在确保分拣小车始终处于开口朝上的水平状态下，可实现分拣轨道的立体布置，从而有效地减少分拣系统的占地面积，有利于降低成本，提高效率。

链条传动适合长距离的动力传输，并且分拣小车的移动靠驱动链条提供动力，使分拣小车可通过车载的蓄电池驱动卸货机构动作而使包裹进入与地址对应的分拣口，从而有利于简化分拣小车的供电系统，并提高分拣小车运行的可靠性。而二个主动链轮通过同步驱动机构实现同步转动，可确保分拣小车在分拣传送带上的平稳移动。

作为优选，在机架的前端设有由控制器控制的张紧电机以及可前后移动的前移动机架，所述从动链轮设置在前移动机架上，所述前移动机架通过传动机构与张紧电机相关联。

当张紧电机通过传动机构驱动前移动机架向前移动时，左右两个从动链轮同步向前移动，从而使左右两条驱动链条同步张紧。当分拣系统运行一定时间后，驱动链条会产生一定的拉伸，此时可启动张紧电机，从而通过传动机构带动前移动机架向前移动，从而使左右两条驱动链条同步张紧，进而可确保分拣小车始终保持平稳可靠的移动。

作为优选，所述传动机构包括与张紧电机的电机轴相连接的前蜗杆、设置在机架前端与前蜗杆啮合的前蜗轮，前移动机架上设有前螺套，前蜗轮轴上同轴地设有与前螺套螺纹连接的前丝杠。

当张紧电机转动时，即可带动前蜗杆转动，从而带动前蜗轮转动，此时前丝杠转动，并通过前螺套带动前移动机架平稳地移动，以实现左右两条驱动链条的同步张紧。由于蜗轮蜗杆传动机构具有极大的传动比和可靠的自锁作用，因此一方面可确保前移动机架的移动精度，同时可确保前移动机架在移动后的可靠定位。

因此，本实用新型具有如下有益效果：占地面积小，可实现分拣轨道的立体布置，避免分拣小车的侧翻，并且使驱动链条始终保持张紧状态。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1中A向的分拣轨道结构示意图。

图3是分拣小车的结构示意图。

图4是主动端的侧向示意图。

图5是同步驱动机构的结构示意图。

图6是从动端张紧机构的结构示意图。

图7是主动端张紧机构的结构示意图。

图8是前蜗轮的结构示意图。

图中：1、机架 2、分拣传送带 21、主动端 22、从动端 23、分拣轨道 231、水平轨道 232、转换轨道 24、主动链轮 25、从动链轮 26、水平挡边 27、转换挡边 28、前转换挡边 29、后转换挡边 3、分拣小车 31、前滑动体 32、后滑动体 4、驱动电机 41、联动轴 42、驱动链轮 43、同步链轮 44、第一过渡链轮 45、第二过渡链轮 46、第三过渡链轮 5、张紧电机 50、前移动机架 51、后移动机架 52、前蜗杆 521、中心轴套 522、外齿圈 523、幅板 524、应变轴套 525、扇形片 526、容置槽 53、前蜗轮 54、前螺套 55、后螺套 56、前丝杠 57、后丝杠 58、后蜗杆 59、后蜗轮 6、电阻应变片。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图1、图2所示，一种智能立体交叉式快递物流分拣系统，其适用于对收集的包裹根据目的地进行相应的自动分拣归类。具体包括机架1、设置在机架上的分拣传送带2，在分拣传送带上等间距地设置若干矩形的分拣小车3，分拣传送带的后端为主动端21，前端为从动端22。分拣传送带包括左右两条长圆形的分拣轨道23，分拣轨道位于竖直平面内，从而使分拣轨道具有上下两条水平轨道231、以及连接上下两条水平轨道前端的半圆形的转换轨道232、连接上下两条水平轨道后端的半圆形的转换轨道。当然，左右两条长圆形的分拣轨道应相互平行，以便分拣小车在分拣轨道上循环移动。可以理解的是，我们需要在分拣传送带的左右两侧分别设置若干沿前后方向间隔布置的分拣口（图中未示出），而分拣小车上则设置可使包裹进入对应的分拣口的卸货机构。需要分拣包裹时，我们可通过自动扫码分拣装置或人工扫码的方式对需要分拣的包裹上的条形码先进行扫码，扫码后的包裹放进停留在分拣传送带主动端上的分拣小车内，此时该分拣小车即可接受扫码得到的地址信息。然后分拣小车即可由设置在分拣轨道内的驱动链条驱动，或者可由设置在分拣小车上的电机驱动沿着分拣轨道前移。当分拣小车到达与扫码信息对应的分拣口位置时，卸货机构即可使分拣小车上的包裹侧翻进入分拣口内集中。

需要说明的是，通过自带的电机以及相应的驱动机构驱动分拣小车移动、以及设置在分拣小车上的卸货机构均属于现有技术，在此不做详细的描述。此外，分拣小车可通过自带的蓄电池供电，也可通过设置在分拣轨道上的滑触线实现移动供电，并且物流分拣系统本身需要具有一个控制器，以便在分拣小车到达分拣口位置时，控制器可使分拣小车停车，并控制卸货机构动作将包裹投送进分拣口内。

为了确保分拣小车在分拣轨道上始终保持水平状态，我们需要使左侧的分拣轨道靠后布置，右侧的分拣轨道靠前布置，从而两条分拣轨道形成前后错位布置。此外，如图3所示，在分拣小车的右侧前端可转动地设置前滑动体31，前滑动体滑动连接在右侧的分拣轨道上，分拣小车左侧后端可转动地设置后滑动体32，后滑动体滑动连接在左侧的分拣轨道上，并且前、后滑动体之间在前后方向上的距离等于两条分拣轨道的错位距离。本实施例中以主动端为后侧，从动端为前侧，并相应地确定左侧和右侧。

当分拣小车在上层的水平轨道上向前移动时，分拣小车两侧的前、后滑动体的轴线处于水平状态，并且沿左右方向布置，也就是说，此时前、后滑动体的轴线保持相互平行，因此，分拣小车既不会左右转动，也不会前后转动，从而可使分拣小车保持水平状态，并且其开口朝上。当分拣小车的前滑动体进入右侧的分拣轨道的转换轨道时，分拣小车左侧的后滑动体也刚好进入左侧的分拣轨道的转换轨道，此时的分拣小车仍然保持开口朝上的水平状态而逐步下降。当分拣小车右侧的前滑动体进入右侧的分拣轨道下层的水平轨道时，分拣小左侧的后滑动体也刚好进入靠后的分拣轨道下层的水平轨道，此时的分拣小车依然保持开口朝上的水平状态而逐步向后移动。因此，本实用新型的分拣系统在确保分拣小车始终处于开口朝上的水平状态下，可实现分拣轨道的立体布置，从而有效地减少分拣系统的占地面积，有利于降低成本，提高效率。

可以理解的是，无论分拣小车前移或是后移，均可启动卸货机构将包裹投送进旁侧的分拣口内。因此，我们可尽量减小分拣轨道两侧的分拣口在前后方向上的布置间距，从而有利于进一步缩短分拣轨道的长度，减小分拣系统的占地面积，有利于提高分拣速度和效率。

为了简化分拣小车的结构，我们可在左右两侧的分拣轨道上分别设置环形闭合的驱动链条，前、后滑动体分别与对应一侧的驱动链条相连接，在分拣传送带的主动端设置与驱动链条啮合的主动链轮24，在分拣传送带的从动端设置与驱动链条啮合的从动链轮25，并且二个主动链轮与同步驱动机构相关联。这样，当同步驱动机构驱动左右二个主动链轮同步转动时，即可通过左右两条驱动链条带动分拣小车沿着分拣传送带移动。相对应地，分拣小车可通过车载的蓄电池驱动卸货机构动作而使包裹进入与地址对应的分拣口，从而有利于简化分拣小车的供电系统，并提高分拣小车运行的可靠性。

如图4、图5所示，本实用新型的同步驱动机构包括驱动电机4和左右方向布置的联动轴41，驱动电机的电机轴上设置驱动链轮42，在左侧的主动链轮的左侧同轴地设置同步链轮43，在右侧的主动链轮的右侧同轴地设置同步链轮，在联动轴的右端设置第一过渡链轮44，在联动轴的左端并排地设置第二过渡链轮45和第三过渡链轮46，驱动链轮和第二过渡链轮通过传动链相连接，第三过渡链轮和左侧的同步链轮通过传动链相连接，第一过渡链轮则和右侧的同步链轮通过传动链相连接。

当驱动电机工作时，即通过驱动链轮驱动第二过渡链轮转动，从而通过联动轴带动两端的第一、第三过渡链轮转动，进而通过同步链轮带动左右两侧的主动链轮转动，以实现左右分拣轨道上的驱动链条同步带动分拣小车平稳地移动。

此外，如图6、图7所示，我们还可在机架的前端设置由控制器控制的张紧电机5以及可前后移动的前移动机架50，分拣传送带从动端的从动链轮设置在前移动机架上，前移动机架通过传动机构与张紧电机相关联。当分拣系统运行一定时间后，驱动链条会逐步伸长而松弛，此时，我们可启动张紧电机，张紧电机通过传动机构驱动前移动机架向前移动，从而带动左右两个从动链轮同步向前移动，使左右两条驱动链条同步张紧。具体地，设置在张紧电机和前移动机架之间的传动机构包括与张紧电机的电机轴相连接的前蜗杆52、设置在机架前端与前蜗杆啮合的前蜗轮53、设置在前移动机架上的前螺套54，前蜗轮的蜗轮轴上同轴地设置与前螺套螺纹连接的前丝杠56。当张紧电机转动时，即可带动前蜗杆转动，从而带动前蜗轮转动，此时前丝杠转动，并通过前螺套带动前移动机架平稳地移动，以实现左右两条驱动链条的同步张紧。

另外，我们还可在机架的后端设置后蜗杆58、和后蜗杆啮合的后蜗轮59、可前后移动的后移动机架51，相应地，需要将主动链轮以及同步驱动机构设置在后移动机架上，以便于其整体移动。后移动机架上再设置一个后螺套55，后蜗轮的蜗轮轴上设置与后螺套螺纹连接的后丝杠57。优选地，我们可在后蜗杆以及前蜗杆的蜗杆轴上分别设置链轮，并在两个链轮之间设置传动链，从而使张紧电机与后蜗杆相关联。

当张紧电机启动时，一方面驱动前移动机架向前移动，另一方面通过后蜗杆、后蜗轮带动后丝杠转动，从而通过后螺套驱动后移动机架向后移动，从而使前、后移动机架可朝着相反的方向同步移动相同的距离，既实现驱动链条的张紧，又可使分拣传送带的中心始终保持不变，有利于保证分拣小车将包裹投送进分拣口的准确性。

进一步地，如图8所示，本实用新型的前蜗轮包括键连接在蜗轮轴上的中心轴套521、与前蜗杆啮合的外齿圈522、一体地连接在中心轴套和外齿圈之间的辐板523，在辐板的一侧粘结电阻应变片6，电阻应变片与控制器电连接。

当控制器启动张紧电机以张紧驱动链条时，前蜗轮的辐板即产生扭矩而变形，此时的电阻应变片就会产生一个与扭矩相对应的电信号。当驱动链条的张紧力达到设定值时，电阻应变片所产生的电信号同步到达设定值，此时控制器即可使张紧电机停止工作。相应地，当驱动链条逐渐松弛而张紧力变小时，前蜗轮的辐板受到的扭矩逐渐减小，此时电阻应变片的电信号相应地减小。当电阻应变片的电信号下降至设定值时，控制器即控制张紧电机工作，从而可实现驱动链条的自动张紧，以确保驱动链条的张紧力维持在合适的区间。

为准确控制驱动链条的张紧力，我们还可在前蜗轮的蜗轮轴上键连接一个应变轴套524，该应变轴套贴靠中心轴套，应变轴套的外侧设置径向延伸的扇形片525。在前蜗轮的辐板靠近应变轴套的侧面设置容置槽526，扇形片可转动地位于容置槽内，从而使扇形片的表面与辐板的侧面齐平。当然，扇形片可设置一个阶梯状的弯折，以便于其位于容置槽内。电阻应变片的一端粘结在扇形片的表面，另一端则粘结在与扇形片齐平的辐板的侧面。这样，当蜗轮轴带动前蜗轮转动时，应变轴套、扇形片以及蜗轮轴同步转动，而前蜗轮受到负载的作用，其辐板在负载扭矩的作用下会和扇形片形成一个错位，此时的电阻应变片受到一个线性的拉伸应力，从而使前蜗轮所受到的扭矩和电阻应变片的电信号之间可形成简单的线性关系，进而有利于控制器对驱动链条张紧力的精确控制。