双层垂直输送机及双层分拣系统的制作方法

本实用新型涉及物流设备，尤其是双层垂直输送机及双层分拣系统。

背景技术：

交叉带式分拣系统，由主驱动带式输送机和载有小型带式输送机的台车(简称“小车”)联接在一起，当“小车”移动到所规定的分拣位置时，转动皮带，完成把商品分拣送出的任务。因为主驱动带式输送机与“小车”上的带式输送机呈交叉状，故称为交叉带分拣机。

常规的交叉带分拣机，如申请号为201620688482.9的环形交叉带分拣机，通常其为水平平铺在地面上的结构，这种结构占地面积大，对于小空间的使用场合，较难适应，应用的灵活性不佳。

鉴于此，有越来越多的企业大力研究垂直交叉带，例如：申请号为201820980678.4揭示的一种垂直交叉带分拣机，这种结构，占地面积小，但是仍存在一定的问题：

由于小车沿环形轨道移动，当小车在高位时，其输送面朝上可以进行物品的输送，当小车转动到环形轨道的转角及下层位置时，此时，小车的输送面向下倾斜或朝下，物品无法停止在输送线上，因此，物品必须在上层时进行移载，而无法在下层进行移载，这就极大的降低了小车的使用效率，也降低了设备布设的灵活性。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种通过使载物装置的上表面在高位和低位时都能够都保持朝上状态的结构，从而可以在上下层同时进行物品输送和移载的双层垂直输送机及双层分拣系统。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

双层垂直输送机，包括形状、面积相同且轴线与水平面平行的环形的第一轨道、第二轨道，所述第一轨道、第二轨道的轴线等高且保持间隙，所述第一轨道、第二轨道上设置有至少一载物装置，所述载物装置能够沿所述第一轨道、第二轨道移动，其上表面在移动过程中保持朝上状态。

优选的，所述的双层垂直输送机中，所述第一轨道、第二轨道上分别可沿其移动地设置有至少一移动件，所述移动件连接所述载物装置，位于第一轨道中的移动件与所述载物装置一侧的前端的一点枢轴连接，位于第二轨道中的移动件与所述载物装置相对的另一侧的后端的一点枢轴连接，

优选的，所述的双层垂直输送机中，所述第一轨道、第二轨道结构相同，均包括平行的上轨、下轨及连接在上轨、下轨两端的180°转弯轨，所述第一轨道、第二轨道上分别形成有用于滚轮和限位轮移动的环形通道，所述滚轮和限位轮连接所述载物装置。

优选的，所述的双层垂直输送机中，所述滚轮为聚氨酯轴承。

优选的，所述的双层垂直输送机中，所述载物装置包括底盘及设置于所述底盘上的载物台，所述底盘的两侧分别可自转地设置一轴线与第一轨道、第二轨道的轴线平行的第一支撑轴、第二支撑轴，所述第一支撑轴和第二支撑轴分别连接一支撑杆，每个支撑杆的两端可转动地设置滚轮且底部可转动地设置限位轮，所述第一支撑轴连接的滚轮和限位轮位于第一轨道中，所述第二支撑轴连接的滚轮和限位轮位于第二轨道中。

优选的，所述的双层垂直输送机中，每个轨道中的所述支撑杆为多个且连接成环形，相邻的两个支撑杆通过至少一与它们的一端分别枢轴连接的传动轴连接。

优选的，所述的双层垂直输送机中，所述载物装置为多个且等间隙设置。

优选的，所述的双层垂直输送机中，所述载物台是皮带输送机、辊筒输送机或偏转球输送机或链式输送机中的一种或多种的组合，其输送面高于所述第一轨道、第二轨道的高位表面和低位表面。

优选的，所述的双层垂直输送机中，所述载物台的输送方向与所述第一轨道、第二轨道的轴线垂直或平行。

优选的，所述的双层垂直输送机中，所述载物装置的底部设置有至少两个分布于相对的两侧的支撑轮，所述支撑轮的轴线与所述第一轨道、第二轨道的轴线平行，在第一轨道、第二轨道的平直段设置有位于所述支撑轮的底部且与其圆周面贴合的支撑板。

优选的，所述的双层垂直输送机中，还包括驱动所述载物装置沿所述第一轨道、第二轨道移动的驱动装置。

优选的，所述的双层垂直输送机中，所述驱动装置包括所述载物装置的底部设置有驱动板以及通过摩擦力驱动所述驱动板的摩擦驱动机构和/或通过电磁推力驱动所述驱动板的直线感应电机。

双层分拣系统，包括上述的双层垂直输送机，所述双层垂直输送机上的载物装置的输送方向与第一轨道、第二轨道的轴线平行，所述双层垂直输送机至少一侧设置有与所述载物装置对接的分拣设备。

双层分拣系统，包括上述的双层垂直输送机，所述双层垂直输送机的载物装置的输送方向与所述轨道的轴线垂直，所述双层垂直输送机的一端设置有移栽装置。

本实用新型技术方案的优点主要体现在：

本方案设计精巧，结构简单，采用两条不共轴的轨道，并在轨道中分别设置可转动的轮结构，通过设计结合载物装置与轮的单点连接及前后位置关系，可以使载物装置在轨道上移动时，始终保持上表面朝上的状态，从而其上的物品在移载装置移动的全过程不会掉落，因此可以在载物装置在轨道的转弯和下层轨道上时进行物品的输送和分拣，能够充分利用转弯区域和下层轨道区域的载物装置实现分拣，有利于提高分拣效率，同时改善了上料线、分拣口等设备布设的灵活性。

本方案的轨道采用拼接式结构，更容易实现整体设备的组装和维护。

载物装置具有多种输送方向，可以根据应用场景设计载物装置的输送方向，应用更加灵活，适用范围更广泛。

载物装置的底部通过支撑轮和支撑板来提高承载力，能够有效的降低第一支撑轴和第二支撑轴承受的压力，降低了支撑轴变形的风险，有利于保证设备的稳定运行。

本方案的载物装置具有多种驱动结构，可以根据不同的应用场景进行设置，灵活性好。

通过特殊的皮带传动机构的设置，使一个电机驱动两个驱动轮转动，相对于已有的摩擦驱动结构，省去了一个电机，设备成本大大降低，同时相对于两个电机的运行能耗，单电机的能耗更低，同时传动结构的维修更换成本也更低。

使驱动轮与从动轮采用多楔带轮，从而能够有效的放置驱动皮带跑偏的问题，有利于保证驱动的稳定性，同时增加驱动皮带，有利于增加摩擦驱动机构与物体之间的接触面积，从而增大驱动力。

本方案的摩擦驱动结构，便于根据应用场景需要进行位置和数量的调整，应用的灵活性好。

附图说明

图1是本实用新型的双层垂直输送机的俯视图；

图2是本实用新型的双层垂直输送机的端视图；

图3是本实用新型的双层垂直输送机的侧视图;

图4是下图8中a区域的放大图；

图5是本实用新型的双层垂直输送机中载物装置和滚轮等结构的端视图；

图6本实用新型的双层垂直输送机的立体图；

图7是本实用新型的双层垂直输送机中载物装置、滚轮、支撑杆、传动轴等结构的俯视图（图中隐去了载物装置的皮带）；

图8是本实用新型的双层垂直输送机中的高位区域的端视图；

图9是本实用新型的双层垂直输送机中摩擦驱动机构的立体图；

图10是本实用新型的双层垂直输送机中摩擦驱动机构的俯视图；

图11是本实用新型的双层分拣系统的第一实施例的示意图；

图12是本实用新型的双层分拣系统的第二实施例的示意图。

具体实施方式

本实用新型的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本实用新型技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本实用新型揭示的双层垂直输送机进行阐述，如附图1-3所示，包括形状及面积相同的环形且轴线与水平面平行的第一轨道1、第二轨道2，所述第一轨道1、第二轨道2设置于框架60上，所述第一轨道1、第二轨道2的轴线11、21等高且保持间隙，即所述第一轨道1的右端突出于所述第二轨道2的右端，第二轨道2的左端突出于所述第一轨道1的左端，所述第一轨道1、第二轨道2上设置有至少一载物装置3，所述载物装置3能够沿所述第一轨道1移动，其上表面31在移动过程中保持朝上状态。

如附图1所示，所述第一轨道1、第二轨道2上分别可沿其移动地设置有至少一移动件，所述移动件连接所述载物装置3，位于第一轨道1中的移动件与所述载物装置3一侧的前端的一点枢轴连接，位于第二轨道2中的移动件与所述载物装置3相对的另一侧的后端的一点枢轴连接。

其中，如附图3所示，所述第一轨道1、第二轨道2的结构相同或相近，它们均包括平行的上轨01、下轨02及连接在上轨01、下轨02两端的180°转弯轨03、04，所述上轨01及下轨02均为直线轨道，当然，它们也可以是具有一定弧度的弧形轨道，如附图4所示，所述第一轨道1、第二轨道2上分别形成有用于滚轮4和限位轮5移动的环形通道05，所述滚轮4和限位轮5即为移动件，它们连接所述载物装置3。

详细来看，如附图4所示，所述环形通道05由四个l形板件051构成，其截面形状为十字形，四个所述l形板件051由一组c形的限位件052进行限位，所述上轨01及下轨02区域的限位件052设置于支撑梁053上，且它们分别连接一固定板054，所述固定板054位置固定，如附图3所示，所述180°转弯轨03、04处的限位件052固定在一弧形定位板055上，所述弧形定位板055的两端固定在支撑梁053上；所述滚轮4位于两个具有高度差的l形板件051之间且其圆周面分别与两个l形板件051贴合，从而滚轮4与限位件052配合，对上下的l形板件051进行限位；所述限位轮5位于低位的两个l形板件051之间，其圆周面与两个l形板件051贴合，所述限位轮5与所述限位件052配合对下部的两个l形板件051进行限位，上位的两个l形板件051可以与限位件连接固定。

当然，在其他实施例中，所述第一轨道1、第二轨道2也可以是注塑或焊接得到的一体结构，此处，之所以采用拼接的结构是由于，相对于一体注塑或焊接的结构，拼接结构应用更加灵活，且便于组装加工及后续的维护，同时，这种结构的部件更易于得到。另外，在其他实施例中，所述环形通道05的截面形状也可以是其他形状，以能够滚动连接并限制载物装置上的滚轮为准，或者所述载物装置3也可以通过与导轨卡接且可在导轨上移动的滑块来实现载物装置的可移动，此处滑块即为移动件。

所述滚轮4可以是各种轮，例如其圆周面为平滑的面，也可以具有内凹的槽，从而，所述第一轨道1、第二轨道2上只需上下两个能够卡接在槽中的结构即可实现滚轮4的限位，所述滚轮4可以通过轴承等固定在支撑杆6上的固定轴承上，当然，所述滚轮4也可以直接采用轴承，优选其可以为聚氨酯轴承。

如附图5所示，所述载物装置3包括底盘32及设置于所述底盘32上的载物台33，所述底盘32可以是一具有一定承载力的板和/或型材构成的框架等，优选其是一矩形的支撑板，其上形成有若干轻量化通孔321，所述载物台33可以是各种具有输送功能或不具有输送功能的平台，当所述载物台33不具有输送功能时，其需要人工或其他的移载设备配合工作，因此，优选其可以是具有输送功能的各种输送机，从而整个装置除了具有运输功能还具有移载功能,所述输送机的机架以螺栓连接或焊接或铆接等方式固定在所述底盘32上，如附图6所示，所述输送机的上表面31中高于所述第一轨道1、第二轨道2的高位表面12、13、和低位表面22、23。

所述输送机可以是皮带输送机、辊筒输送机或偏转球输送机或链式输送机中的一种，并且，所述输送机的输送方向与所述第一轨道1、第二轨道2的轴线垂直或平行，从而使本方案具有多种不同的应用。

优选的，所述输送机为皮带输送机，如附图5所示，其包括机架331，所述机架331上的两端可自转地架设有两个轴线与水平面平行且与所述第一轨道1、第二轨道2的轴线垂直的辊筒332，所述辊筒332中的一个可以是自带电机的辊筒，也可以是一端连接驱动其自转的动力机构（图中未示出），所述动力机构可以是电机或其与皮带+皮带轮、链条+链轮构成的传动结构所共同形成的机构；两个所述辊筒332上套装有皮带333，并且，一个所述辊筒333可通过调节机构334相对另一个辊筒移动以调节它们之间的间距，此处调节机构为已知技术，不作赘述。

为了使所述载物装置3能够在所述第一轨道1、第二轨道2上始终保持顶面朝上，本方案中，如附图4、附图5所示，在所述底盘32的两侧分别可自转地设置一轴线与第一轨道1、第二轨道2的轴线平行的第一支撑轴34、第二支撑轴35，所述第一支撑轴34和第二支撑轴35之间的间距与所述第一轨道1、第二轨道2的轴线的间距相当；所述第一支撑轴34和第二支撑轴35的轴线不重合，优选所述第一支撑轴34和第二支撑轴35分别通过轴承36固定在所述底盘32的两个相对的顶角位置的轴承座37上，所述第一支撑轴34和第二支撑轴35分别连接一支撑杆6，每个支撑杆6的两端可转动地设置有两个滚轮4且所述支撑杆6的底部可转动地设置限位轮5，所述第一支撑轴34连接的滚轮4和限位轮5位于所述第一轨道1中，所述第二支撑轴35连接的滚轮4和限位轮5位于所述第二轨道2中。

由于滚轮4位于所述载物装置3的两侧的前后端位置且第一轨道1、第二轨道2具有前后位置，因此当载物装置3上位于前端的滚轮4位于第一轨道1的180°转弯轨的起点位置（如与上轨右端衔接的位置）时，载物装置3上位于后端的滚轮4位于第二轨道2的180°转弯轨的起点位置，此时，载物装置3的承载面处于水平状态，此后，载物装置3的前端滚轮4沿第一轨道1下落，而后端的滚轮4沿第二轨道2同步下落，前、后端滚轮4保持等高状态，滚轮4下落的同时，与其连接支撑杆6具有由水平向下倾斜的动作，由于与支撑杆6连接的第一支撑轴34、第二支撑轴35与底盘31枢轴连接，因此支撑杆6可相对所述底盘31转动，同时底盘31及其上的载物台33能够在自身重力作用下保持水平并朝上的状态移动通过180°转弯轨。

在上述结构中，载物装置3的自重全部由所述第一支撑轴34和第二支撑轴35来承担，因此，长期受力的第一支撑轴34和第二支撑轴35容易损坏，鉴于此，如附图5所示，在所述载物装置3的底部设置有至少两个支撑轮38，两个支撑轮38分布于底盘32上另一对相对的顶角位置，并且，在所述上轨01及下轨02处设置有位于所述支撑轮38底部且与其圆周面贴合的支撑板8，从而支撑轮38能够与第一支撑轴34和第二支撑轴35共同提供支撑，减小两个支撑轴的承重。

上述结构中，仅描述了一个载物装置3及其相对第一轨道1、第二轨道2移动的结构，进一步，如附图7所示，在第一轨道1、第二轨道2中的所述支撑杆6为多个且连接成环形，每个所述支撑杆6的两端均设置有滚轮4，并且，相邻的两个支撑杆6通过至少一与它们的一端分别枢轴连接的传动轴7连接，所述传动轴7的具体数量可以根据第一支撑轴34和第二支撑轴35之间的间距调整，优选所述传动轴7为两个，两个所述传动轴7的同向端枢轴连接，并且它们枢轴连接到一连接座8，所述连接座上同样设置有滚轮4，从而所述支撑杆6和传动轴7构成的环形结构上的滚轮等间隙排布。

下面将描述多个所述载物装置3的输送结构，具体来看，如附图1所示，所述载物装置3为多个且等间隙设置，每个所述载物装置3的第一支撑轴34连接到第一轨道1中上述的构成环形结构的支撑杆6中的一个，每个第二支撑轴35连接到第二轨道2中上述的构成环形结构的支撑杆6中的一个，并且，所述载物台33是皮带输送机、辊筒输送机或偏转球输送机或链式输送机中的一种或多种的组合。

下面将详细阐述如何驱动所述载物装置3移动，如附图8所示，即所述的双层垂直输送机还包括驱动所述载物装置3沿所述第一轨道1、第二轨道2移动的驱动装置9，所述驱动装置9包括所述载物装置3的底部设置有驱动板91以及通过摩擦力驱动所述驱动板91的摩擦驱动机构92和/或通过电磁推力驱动所述驱动板91的直线感应电机93。

当所述载物装置3为一个时，所述摩擦驱动机构92和直线感应电机93需要设置多个且间隙设置，从而可以持续驱动所述载物装置3底部的驱动板91移动；当所述载物装置3为多个且等间隙设置时，则所述摩擦驱动机构92和直线感应电机93可以仅为一个，此时，所述直线感应电机93的延伸长度大于一个载物装置3的宽度与两个相邻载物装置3之间的间距之和，由于摩擦驱动机构92和直线感应电机93驱动一个载物装置3的驱动板91后，后一个载物装置3的驱动板91又将进入到摩擦驱动机构92和直线感应电机93的驱动区域，从而可以持续的推动整条环形转动。

所述直线感应电机93可以是已知的各种现有技术，所述摩擦驱动机构92可以是各种与驱动板91的侧面贴合且能够转动的结构，优选如下：

如附图9所示，所述摩擦驱动机构92包括至少一对保持微间隙923且轴线平行的驱动轮921、922，两个所述驱动轮921、922可转动地设置于一安装板924上且由同一电机925驱动自转，它们的自转方向相反。

当有一物体位于两个所述驱动轮921、922之间且分别与它们接触时，此时电机925驱动两个驱动轮921、922转动，由于驱动轮921、922分别与物体相对的表面接触，且它们的转动方向相反，因此它们与物体表面之间的摩擦力方向相同，从而推动物体移动。

为了使两个驱动轮921、922由一个电机925驱动，需要使所述电机925通过一传动机构连接所述驱动轮921、922，所述传动机构可以是齿轮传动机构，也可以是链条+链轮构成的传动机构，在优选的实施例中，所述电机925通过皮带传动组件926连接两个所述驱动轮921、922。

具体来看，如附图10所示，所述皮带传动组件926包括可转动地设置于安装座9265上的且与电机925连接的主动轮9261、支撑轮9262及传动皮带9263，所述主动轮9261位于所述驱动轮921、922的下方，所述支撑轮9262位于两个驱动轮921、922的上方，且所述支撑轮9262、两个驱动轮921、922依次与传动皮带9263接触，同时使所述支撑轮9262位于所述传动皮带9263围合的区域内，所述驱动轮921、922中的一个位于所述传动皮带9263围合的区域外，一个位于传动皮带围合的区域内，从而传动皮带9263在两个驱动轮921、922之间呈s形形态。

另外，如附图10所示，所述皮带传动组件926还包括用于使传动皮带9263与支撑轮9262贴紧的张紧轮9264，所述张紧轮位于所述主动轮9261和支撑轮9262之间且位于所述传动皮带围合成的区域外。

进一步，为了增大摩擦驱动装置与物体的接触面积以增加摩擦力，因此，附图9、附图10所示，所述摩擦驱动装置还包括与每个所述驱动轮921、922配对的从动轮927、928，且一对驱动轮和从动轮之间套装一驱动皮带929，两个驱动皮带929的输送面平行且保持间隙，并且所述驱动皮带929位于所述传动皮带9263的上方。

同时，为了防止驱动皮带929在所述驱动轮921、922及从动轮927、928上跑偏，影响驱动力的问题，如附图9所示，所述驱动轮921、922及从动轮927、928为多楔带轮，对应的所述驱动皮带929为相匹配的多楔带。

本方案的又一实施例揭示了一种双层分拣系统，如附图11所示，包括上述的双层垂直输送机10，所述双层垂直输送机10上的载物装置3的输送方向与所述第一轨道1、第二轨道2的轴线平行，所述双层分拣系统还包括位于双层垂直输送机10至少一侧且与部分载物装置对接的分拣设备20，所述分拣设备20可以是载物台、分拣口或一输送线或一具有收容空间且具有上部开口的盒、箱等，具体根据不同的应用场景需要进行设置。

进一步，如附图11所示，所述双层垂直输送机10的上位和/或下位的载物装置3还设置有上料设备30，所述上料设备30可以是至少一条可与载物装置3对接的输送线，所述输送线上还可以具有测量物料的重量和/或体积的装置以及扫描物料上的二维码或条码等以识别路由的装置（图中未示出）；当然所述上料设备30也可以是上料机械人，如六轴机器人，此处为已知技术，不作赘述。

本系统工作时，其工作过程如下：

s1，上料设备30将物料输送到高位和/或低位的空置的载物装置上，通过称重、体检检测、扫码等设备获取物料的重量、体积、路由等数据。

s2，当载有物料的载物装置3移动到高位或低位的路由位置时，所述载物装置3启动将其上的物料移载至分拣设备20上，实现分拣。

本方案的再一实施例揭示了上双层分拣系统，如附图12所示，包括上述的双层垂直输送机，所述双层垂直输送机的载物装置3的输送方向与所述第一轨道1、第二轨道2的轴线垂直，所述双层垂直输送机的一端设置有接物装置40，所述接物装置40可以是载物台、分拣口或一输送线或一具有收容空间且具有上部开口的盒、箱等，具体根据不同的应用场景需要进行设置；并且，所述接物装置40可以是多个且具有高度差，每个接物装置40可与位于所述双层垂直输送机转弯位置的一个载物装置3对接。

进一步，如附图12所示，所述双层分拣系统还包括上料设备50，所述上料设备50可以位于所述双层垂直输送机10相对于所述接物装置40的另一端，也可以设置在所述双层垂直输送机10的至少一侧，所述上料设备50可以是至少一条可与任一载物装置3对接的输送线，所述输送线上还可以具有测量物料的重量和/或体积的装置以及扫描物料上的二维码或条码等以识别路由的装置；当然所述上料设备30也可以是上料机械人，如六轴机器人，此处为已知技术，不作赘述。

本实施例的双层分拣系统工作时，其过程如下：

s10，所述上料设备50在上位和/或下位的空置的载物装置上上料;

s20，当载有物料的载物装置移动到其一端区域的下料位置时，所述载物装置3启动将其上的物料移载到接物装置40上。

本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。