多角度分拣器的制作方法

1.本发明总体上涉及动力驱动的输送机，尤其涉及用于分拣物品的输送机。


背景技术：

2.对诸如诸如包裹、包件和信件等物品的“次日达”递送的需求不断增加，这要求高处理量的分拣系统来将从多个来源接收到的物品快速导向到选定的目的地。


技术实现要素：

3.体现本发明特征的多角度分拣器的一种型式，包括框架、全向环形输送带以及辊式驱动器，所述框架具有绕着中心轴线的周边。所述全向环形输送带具有外表面以及界定所述输送带的内部的内表面。所述框架被设置在所述内部中。所述辊式驱动器具有多个辊组，所述多个辊组被以绕着所述中心轴线的不同径向角度布置成成对的对角相反辊组。所述成对的对角相反辊组中的每对选择性地接合所述输送带，从而驱动所述输送带以相应径向角度跨越所述框架。
4.在另一方面，体现本发明特征的网格分拣机的一种型式包括多条第一输送线和多条第二输送线，所述多条第一输送线沿着第一方向平行布置，并且包括一系列的第一输送器，所述多条第二输送线沿着横向于所述第一方向的第二方向平行布置，并且包括一系列第二输送器，所述第一输送线与所述第二输送线在多个相交部处相交以形成第一网格。所述第一输送器和所述第二输送器中的至少一些是设置在选定相交部处的多角度分拣器。每个所述多角度分拣器包括框架、全向环形输送带以及辊式驱动器，所述框架具有绕着中心轴线的周边。所述全向环形输送带具有外表面以及界定所述输送带的内部的内表面。所述框架被设置在所述内部中。所述辊式驱动器具有多个辊组，所述多个辊组被以绕着所述中心轴线的不同径向角度布置成成对的对角相反辊组。卸载器邻近所述第一输送线和所述第二输送线中的多角度分拣器中的至少一些，以从所述多角度分拣器接收物品。所述成对的对角相反辊组中的每对选择性地接合所述输送带，以驱动所述输送带以沿着所述第一方向、所述第二方向或朝着所述卸载器中的一个的其它方向的相应径向角度跨越所述框架。
附图说明
5.图1是体现本发明特征的用于分拣输送系统的多角度分拣器的等距视图。
6.图2是图1的多角度分拣器从等距角度的放大等距视图。
7.图3是如图2中的多角度分拣器的放大等距视图，其中输送带被移除。
8.图4是用于图3的多角度分拣器的全向轮的等距视图。
9.图5a是能够用于图1的多角度分拣器的具有电磁铁的从动辊的部分虚线的分解视图，图5b是图5a的从动辊的等距视图。
10.图6a是能够用于图1的多角度分拣器的具有嵌入的永磁体或含铁材料的夹送辊的部分虚线的分解视图，图6b是图6a的夹送辊的等距视图。
11.图7是用于嵌入如图6a中的夹送辊中的海尔贝克(halbach)磁体阵列的等距视图。
12.图8a是图1的多角度分拣器中的辊式驱动器中的一个的侧视图，其中夹送辊处于非夹送位置，并且驱动辊处于非驱动位置；图8b示出了夹送辊处于夹送位置且驱动辊处于非驱动位置，并且图8c示出了夹送辊处于夹送位置且驱动辊处于驱动位置，以驱动输送带。
13.图9是如图8a
‑
c所示的夹送辊的侧视图，电感驱动的致动器使夹送辊从非夹送位置移动到夹送位置。
14.图10是用于使用如图1中的多角度分拣器的分拣系统的控制系统的框图。
15.图11是图1的多角度分拣器的放大视图，其示出了输送带流。
16.图12a至图12c是示出了在如图1的多角度分拣器中从一个输送方向过渡到相邻输送方向的顺序视图。
17.图13是使用如图1中的多角度分拣器的网格分拣机的一部分的等距视图。
18.图14是如图13中的两层级网格分拣机的一部分的等距视图。
具体实施方式
19.图1和图2示出了体现本发明特征的多角度分拣器。多角度分拣器20被支撑在支架22上，并且将物品24沿不同方向进给到四个输送带26n、26w、26s、26e，或者沿不同方向从四个输送带26n、26w、26s、26e接收物体24。诸如滑道卸载器28和跌落卸载器30之类的卸载器位于输送带26n、26w、26s、26e之间的位置处。物品24在全向环形输送带32的顶上被输送，该全向环形输送带32能够被选择性地驱动，以沿着绕着/关于多角度分拣器20的中心轴线34成多个径向角度的多个方向33输送物品。
20.输送带32是全向环形的，因为其没有端部或边缘，并且在所有方向上都是连续的。没有豆子的圆形豆袋是这种输送带的形状的一个直观示例。输送带32具有外表面35以及内表面，外表面35用作物品的输送表面，内表面界定形成输送带的内部的空间。输送带32例如可以由诸如橡胶或类橡胶弹性体之类的耐用柔性材料制成。
21.在本示例中，多角度分拣器20为八边形形状，其具有八个边36。输送带32在每个边36上由相应的辊组38驱动。八边式多角度分拣器20具有八个辊组38。每个辊组38对应于八个边36中的一个边。辊组38绕着多角度分拣器20的周边布置。每个辊组38的旋转轴线40确定输送带的径向驱动角或驱动方向33中的一个，所述径向驱动角或驱动方向33垂直于辊的旋转轴线。所有辊组38共同组成辊式驱动器。
22.如图3所示，在图3中输送带被移除，多角度分拣器20具有多边形(在本示例中为八边形)框架42，输送带骑跨在该框架42上。多边形框架42的周边具有八个边44。每个边44平行于每个辊组38中的三个辊的平行旋转轴线40。
23.每个辊组38包括能够自由旋转的惰辊或从动辊46，其被安装到在支架22上处于固定位置的一对支柱52上。机动的驱动辊48在从动辊46的径向内侧安装在可移动支柱54上。致动器124将支柱54从与输送带32的外表面35接合的升起的驱动位置移动到与输送带脱离接触的降下的非驱动位置。从动辊46和驱动辊48都位于输送带的下方。每个辊组38中的第三辊是夹送辊50，其被支撑在一对摆臂56之间，该对摆臂56被绕着横杆58能够枢转地附接到框架42。每个辊组38中的所有辊的旋转轴线相互平行。并且，每个辊组38与在框架42和多角度分拣器20的中心轴线34的相反侧上的对角相反的辊组配对。框架42包括从中心多边形
轮毂62径向扇形伸出的辐条60的网。连续辐条60的远端支撑轴64的相反两端。全向轮66的阵列被旋转地安装在每个轴64上。全向轮66形成沿着框架42的周边的径向外侧44，并且用作输送带的转向元件。整个运载路径框架42及其所有附件，包括夹送辊，居于全向环形输送带的内部中。
24.如图4所示，全向轮66具有从中心轮毂70径向向外延伸的辊支撑件68。穿过轮毂72的轴向孔72接收运载路径轴(图3的轴64)，并且限定全向轮绕着固定轴的主旋转轴线74。周边辊76各自旋转地安装在连续的辊支撑件68之间。周边辊76绕着轴线78旋转，该轴线78横向于全向轮的主旋转轴线74偏斜。在这种型式的全向轮中，三个周边辊76的横向轴线共面于与全向轮的主轴线74垂直的平面。因此，在输送带在其顶部行程与其在框架下方的返回行程之间转向时，全向轮66在分拣器的侧面上以及沿着分拣器的侧面到输送带的内表面提供自由滚动接触。
25.图2的全向环形输送带32能够被安装在图3的框架42上的一种方式是，通过用在相反两端开口的耐用柔性材料的管状部分形成输送带。框架42及其附件通过其中一个端部插入到管的内部中。随后通过焊接、粘合或硫化将端部密封，以产生完全围绕框架的全向环形输送带。如图2所示，输送带和被输送带包围的框架安放在从动辊46和驱动辊的顶上。
26.在图5a和图5b中更详细地示出了从动辊46。辊46具有圆柱形定子80，其轴向轴端82、83被如图3所示地连附到支架22上的支柱52。定子80不旋转。定子80中的径向偏移的轴向孔84容纳电磁铁86，其呈螺线管或其它线圈的形式。附接在定子80两端的轴承88、89被连附到外辊套壳90，该外辊套壳90在轴承上绕着轴端82、83旋转。控制线92延伸穿过其中一个轴承89，以给电磁铁86供能。
27.图6a和图6b所示的夹送辊50在结构上与图5a的从动辊46的不同之处仅在于偏移的轴向孔84容纳例如铁芯的含铁材料或者永磁体94。并且，由于不需要电力，两个轴承68都不必容纳电线。如图7所示，夹送辊50中的永磁体94可以通过海尔贝克阵列96来实现，以将磁场定向为朝着从动辊中的电磁铁并远离输送机中的其它磁性材料和含铁材料。
28.图8a至图8c示出了辊式驱动器的辊组中的一个如何驱动输送带32。在图8a中，驱动辊48被示出为处于与输送带32的外表面35脱离接触的非驱动位置。夹送辊50被示出为被附接在框架的轮毂62与摆臂56之间的弹簧98偏置在其非夹送位置，框架的轮毂62与摆臂56都处于输送带32的内部101中。摆臂56通过枢轴100能够枢转地附接到框架42。输送带32在框架42的外侧44绕着全向轮66的阵列从上部输送行程102转向到下部返回行程103。取决于在返回行程103中的输送带下垂量，输送带32可以靠在或不靠在从动辊46上。在图8b中，夹送辊50被示出为处于其夹送位置，抵靠输送带32的内表面104。对从动辊46中的电磁铁的激励吸引夹送辊50中的磁性元件94(永磁体或含铁元件)。吸引磁力使夹送辊50及其摆臂56绕着枢轴100枢转，使夹送辊50与内表面104接触，以将输送带32在自身与从动辊46之间夹送。电磁铁的持续激励克服处于拉伸的弹簧98的力保持夹送辊以紧贴夹送的方式抵靠输送带32。在夹送辊50移动到夹送位置后，如图8c所示，驱动辊48从非驱动位置移动到驱动位置，与输送带32的外表面35接触，以将输送带抵靠夹送辊50夹送。随后驱动辊48通电旋转，以沿箭头指示的选定方向驱动输送带32。在驱动期间的夹持动作将输送带
‑
框架组件保持就位。图8a至图8c所示的顺序反过来进行，以停止沿着选定方向驱动输送带32。
29.图9中示出了启用夹送辊50'的可选方式，但未示出从动辊和驱动辊。在这种型式
中，夹送辊的摆臂56附接到线性致动器108的活塞杆106，该线性致动器108被附接到框架42上的枢轴110。致动器108由电感耦合器激励，该电感耦合器将电力从输送带32外侧的电感耦合器初级绕组112感应且无线地耦合到被安装在框架42上位于输送带的内部101的电感耦合器次级绕组113。当被电感耦合器激励时，致动器108使其活塞臂106伸出，以使摆臂56和夹送辊50'如图9所示地枢转到降下的夹送位置。当未被激励时，致动器108使活塞106缩回，以使夹送辊50'返回到其升起的非夹送位置。由于夹送辊50'通过致动器108移动，因此不需要在辊的定子中嵌入磁性元件。在相应的从动辊中也不需要电磁铁来移动夹送辊50'。但是在从动辊中的电磁铁和在夹送辊50'中的磁性元件可以用于在夹送辊处于夹送位置时帮助维持紧贴的夹送。
30.多角度分拣器的操作由如图10所示的控制器115控制。控制器115可以是可编程逻辑控制器，或者能够执行程序指令的任何可编程计算机，以接收来自传感器116的输入信号114，并输出命令信号118、119、120、121、122，从而启用和停用外部设备。利用这些信号，控制器115控制从动辊46中的电磁铁86、用于支撑驱动辊48的可移动支柱的致动器124、用于夹送辊50'的可选线性致动器108、驱动辊48、以及用于与多角度分拣器相关联的其它输送器的马达126。
31.图11示出了多角度分拣器20中的全向环形输送带32移动方式。在该示例中，输送带32(在图中被示出为沿着箭头指示的方向以径向角移动)被辊组38'推进，辊组38'的夹送辊处于夹送位置，并且辊组38'的驱动辊处于驱动位置。同时，位于对角相反一侧44'下方的辊组也被启用处于夹送位置和驱动位置，以保持输送带的外表面35至少沿着对角相反的两个启用辊组之间输送地带(strip)125绷紧。同时，所有其它辊组都被停用。输送带在地带125以外的部分可能会有一些鼓起。并且，在从上部行程102到下部返回行程103的过渡处的全向轮的旋转自由度防止输送带的任何卡塞倾向。
32.由于框架完全位于全向环形输送带的内部中，因此输送带
‑
框架组件在任何时候都由至少一对对角相反的辊组支撑。具体而言，至少一对对角相反的夹送辊必须始终处于夹送位置。因此，当多角度分拣器从一个径向分拣角度切换到另一个径向分拣角度时，对应于第一个径向分拣角度的一对对角相反的夹送辊必须保持在夹送位置，直到对应于新的径向分拣角度的一对对角相反的夹送辊移动到夹送位置。一旦对应于新的径向分拣角度的一对对角相反的夹送辊移动到夹送位置，对应于第一个分拣角度的夹送辊就可以移动到非夹送位置。换言之，夹送辊以先接后断(make
‑
before
‑
break)的方式操作，以将输送带框架保持在平面上。
33.图12a至图12c示出了辊组在从一个径向分拣角度改变到另一个径向分拣角度时所遵循的先接后断操作顺序。在图12a中，辊组38a的驱动辊48a被示出为被致动器124升起到升起的驱动位置，在此期间，相应的夹送辊(未示出)与其对角相反的辊组(未示出)一起处于夹送位置，以支撑输送带
‑
框架组件(未示出)，并以沿着垂直于辊组38a中辊的轴线的方向127的径向分拣角度驱动输送带。相邻辊组38b中的驱动辊48b被致动器124停用到降下的非驱动位置，并且其相应的夹送辊(未示出)处于缩回的非夹送位置。图12c示出了当输送带被以沿着不同方向128的不同径向分拣角度驱动时，驱动辊48a、48b的位置。当输送带被沿着垂直于第二辊组38b中的辊的轴线的方向128驱动时，其驱动辊48b处于升起的驱动位置，并且其夹送辊(未示出)处于伸出的夹送位置。而先前升起的驱动辊48a处于其降下的非
驱动位置。图12b示出了将输送方向从图12a中的角度方向127改变到图12c中的角度方向128时的先接后断操作。在驱动辊48a被降下到如图12c的非驱动位置之前，驱动辊48b被升起到驱动位置。如图12b所示，两个驱动辊48a、48b同时处于驱动位置。但这种状态只在驱动辊48a被降下之前的持续一瞬间。
34.多角度分拣器20可用于如图13所示的网格分拣机130。网格分拣机130具有沿第一方向134平行布置的多条第一输送线132以及沿着横向于第一方向的第二方向138平行布置的多条第二输送线136。在该示例中，第一方向134和第二方向138相互垂直。但是，第一方向134和第二方向也可以相互偏斜45
°
，形成如图所示的八边形多角度分拣器20。当然，也可以通过延续图案来构造多于两条的第一输送线132和第二输送线136。第一输送线132和第二输送线136各自包括与由马达126驱动的带式输送器对准的一系列多角度分拣器20。第一输送线132和第二输送线136相交以形成网格。多角度分拣器20被定位在相交部处。多角度分拣器20之间的输送器140是双向输送器。位于每条输送线132、136端部处的输送器可以是单向的，仅用于将物品进给送入网格分拣器20。邻近多角度分拣器20和输送线132、136的卸载器142接收被从多角度分拣器定向成沿着相对于第一方向和第二方向倾斜的方向的物品。在图13中所示的八边形多角度分拣器20的情况下，分拣器能够以八个径向角度144中的任何一个角度选择性地移动物品。其中四个角度使物品保持在输送线132、136中的一条或另一条上，而其它四个角度则将物品斜向定向到卸载器142。被设置在整个网格分拣机130的各个位置处的位置传感器116检测在网格上各个位置存在或者不存在物品，并向控制器发送相应的信号，该控制器用作“交通警察”以防止碰撞，同时将物品定向成沿着有效的路径到其卸载目的地。
35.图14示出了由上层级网格分拣器146和下层级网格分拣器148组成的三维多层级网格分拣器145。当然，更多的层级也是可能的。起自上层级146上的多角度分拣器20的卸载器中的至少一些是滑道150，从上层级卸载的物品沿着滑道150向下滑到下层级148上的多角度分拣器。上层级上的其它卸载器可以代表最终目的地。
36.虽然已经通过示例性型式详细描述了本发明，但其它型式也是可能的。例如，虽然多角度分拣器被描述为具有八个角度的径向输送方向的八边形，但其也可以具有少于八个或多于八个可选择的角度。作为另一示例，机动驱动辊可以是由内部或外部马达驱动的辊。图13和图14的网格分拣机中所示的带式输送机可以用其它种类的输送机代替，例如动力辊式输送机。并且，对角相反的辊组中的驱动辊能够被以相同的速度一起驱动，或者从下部行程到上部行程的过渡处的驱动辊可以比另一组中的另一个驱动辊以更低的速度停止或驱动，以保持一定的张力，从而使输送带的上部输送表面沿着输送地带紧绷。因此，正如这几个示例所表明的那样，权利要求的范围并不意味着限于用于帮助描述本发明的型式。