一种槽宽渐变式分拣轨道、直线交叉带分拣机及分拣方法与流程

本发明属于物流分拣技术领域，具体涉及一种渐变式回转轨道组成的直线交叉带分拣设备。

背景技术：

现有直线交叉带分拣设备一般采用内外回转轨道同心，且内回转轨道和外回转轨道过弯半径固定不变的结构的回转轨道。这种结构的引起的多边形效应明显，小车在弯轨运行时产生忽上忽下颤抖现象，振动磨损加剧，噪音超过80db，同时分拣小车运行不平稳，速度波动明细。结合图1具体来说，为了避免过高的加工精度要求，分拣设备中轨道槽的槽宽需要明显大于分拣小车的行走轮直径；但这就会导致分拣小车在弯轨的跳动，特别当行走轮在到达变轨位置时，过大的轨道槽槽宽会使得分拣小车受到剧烈的冲击，这大大降低了分拣小车的使用寿命。

现有直线交叉带分拣设备弯轨道一般和轨道相同，共用小车导向轮，这样做的缺点非常明显，小车行驶在轨道时，只有水平单一方向的运动，导向轮只有滚动摩擦，处在最理想的运行状态；当小车行驶至弯轨道时，这时小车运行方向在不停变化，导向轮与导轨两侧限位面接触，不仅处在滚动摩擦，还存在滑动摩擦，增大了环线的阻力，降低了电机的运行效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种渐变式回转轨道组成的直线交叉带分拣设备。

第一方面，本发明提供一种槽宽渐变式分拣轨道，其上间隔设置有两条单边轨槽。单边轨槽包括用于连接上部轨道槽段与下部轨道槽段的两条弧形过渡槽段。弧形过渡槽段中间变轨处的槽宽小于上部轨道槽段与下部轨道槽段的槽宽。

作为优选，弧形过渡槽段的槽宽从两端到中间位置逐渐减小。所述的上部轨道槽段、下部轨道槽段槽宽，以及弧形过渡槽段的两端端部的槽宽相等。

作为优选，所述的弧形过渡槽段中间位置的槽宽比分拣小车上的行走轮的直径大0.5～2mm。

作为优选，所述弧形过渡槽段的内侧壁面由依次相切相连的多段内圆弧段组成。各内圆弧段的直径不同。弧形过渡槽段的外侧壁面由依次相切相连的多段外圆弧段组成。各外圆弧段的直径不同。

作为优选，所述的分拣轨道包括上层轨道、下层轨道和回转轨道。上层轨道的两端与两条回转轨道板的顶部接口分别对接。

作为优选，所述回转轨道的两条弧形过渡槽段之间上安装有一个或多个弯道导向模块。弯道导向模块位于两条弧形过渡槽段的内侧。弯道导向模块包括安装支架和导向滚珠。两个安装支架间隔固定在回转轨道上。两个安装支架的相对侧面上固定有一个或多个滚珠座。各滚珠座上均安装有导向滚珠。两个安装支架上的导向滚珠之间留有间隙。该间隙用于为处于回转轨道的分拣小车上竖直的次级板提供限位。

作为优选，所述上部轨道槽段、下部轨道槽段的一侧均设置有导向板。导向板用于在上层轨道和下层轨道为分拣小车的导向轮提供限位。

作为优选，所述的回转轨道包括两块单侧轨道板和多根定位梁。两块单侧轨道板侧面上的多个对应位置均开设有限位通槽。限位通槽的截面形状与定位梁的纵截面形状一致。各定位梁穿过两块单侧轨道板上对应的限位通槽，使得两块单侧轨道板对齐。

作为优选，所述的回转轨道还包括一块或多块限位板。两块单侧轨道板的内侧边缘上开设一个或多个让位缺口。限位板呈u形，由一体成型的连接段和两条限位段组成。连接段的宽度与单侧轨道板上的让位缺口的宽度相等。限位板的连接段的两端嵌入到两块单侧轨道板上对应的让位缺口中。限位板两端的限位段与两块单侧轨道板的外侧面分别接触。

作为优选，所述的定位梁共有三根；三根定位梁呈等腰直角三角形状排布，且三根定位梁到弧形过渡槽段的距离一致。

作为优选，所述的定位梁采用方形钢管。

作为优选，所述定位梁两端的下侧均设置有安装座。定位梁通过安装座与机架固定。

作为优选，所述的上层轨道上设置有滑触线；下层轨道和回转轨道上均不设置滑触线。

第二方面，本发明提供一种直线交叉带分拣机，包括前述的分拣轨道和在分拣轨道上运行的多个分拣小车。分拣小车包括车架、横向输送模块、导向轮、行走轮和次级板。横向输送模块安装在车架上。各分拣小车两侧的行走轮伸入对应的单边轨槽内。车架的两侧均安装有行走轮和导向轮。车架的底部固定有次级板。次级板竖直设置。每个分拣小车的车架底部均安装有集线臂。集线臂与安装在分拣轨道的上层轨道上的滑触线对齐。

第三方面，本发明提供前述的直线交叉带分拣设备的分拣方法如下：

各分拣小车在分拣轨道上循环运行。当一辆分拣小车从回转轨道进入上层轨道时，该分拣小车上的集电臂通过导入块与滑触线接触，从而使得该分拣小车获得供电和控制。当一辆分拣小车从上层轨道进入回转轨道时，该分拣小车上的集电臂与滑触线组分离，减少集电臂的磨损。

本发明具有的有益效果是：

1、本发明将回转轨道的轨道槽宽由两端向中间逐渐减小，具体是采用内外轨道面圆心轴分离，且内外轨道面分别由多段相切弧面组成的方式来使得小车行走轮在进行内外轨道面变换时更加平顺，减少了跳动，降低了噪音，调高了运行效率。这一方案不需要提高整个分拣轨道的加工精度，只需要对回转轨道上的弧形过渡槽段中间位置提出较高的加工精度，即可实现对分拣设备噪音和使用寿命的显著改善，具有很大的实用价值。

2、本发明采用弯道直道小车导向机构独立设计，直轨运行时，小车导向轮位于小车，由一对旋转轴垂直于地面，并且水平滚动的导向滚轮组成；弯轨道处，利用成对间隔布置的导向滚珠与分拣小车上的次级板配合来实现对分拣小车的导向，克服了导向轮在弯轨时存在滑动摩擦的问题，从而保证小车过弯时始终处于轨道中心位置。

3、本发明的回转轨道采用整体结构加工，依靠三根定位方管来保证左右两块单侧轨道板的同心度，显著减少了装配难度以及加工装配公差引起的运行不平顺问题。并且，方形的定位梁直接贯穿两块单侧轨道板，两块单侧轨道板的间距通过特定长度限位板来进行限定，这使得回转轨道的装配变得更加便捷

4、本发明仅在上层轨道设置电刷结构，而下层轨道和回转轨道上均不设置电刷结构，能够显著降低成本。同时，在下层轨道和回转轨道不设置滑触线组的情况下，能够减少各分拣小车上的集线臂的磨损，并为结构安装调试提供便利。

附图说明

图1为直线交叉带分拣机中分拣小车的行走轮变轨过程的示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为图2中a部分的放大视图。

图4为本发明的端面示意图。

图5为本发明中弧形过渡槽段的示意图；

图6为本发明提供的直线交叉带分拣设备中分拣小车的行走轮变轨过程的示意图；

图7为本发明中回转轨道的立体图；

图8为本发明中弯道导向模块与回转轨道的组合示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图2和3所示，一种渐变式回转轨道组成的直线交叉带分拣设备，包括机架1、分拣轨道2、弯道导向模块3、分拣小车4、行走驱动模块和滑触模块5。分拣轨道2安装在机架1。依次首尾相连呈环形的多个分拣小车4，设置在分拣轨道2上，并能够沿着分拣轨道2行走。行走驱动模块安装在分拣轨道2上，包括多个与分拣小车4内的次级板对应的双面直线电机。各双面直线电机均匀分布在分拣轨道2的不同位置，为分拣小车提供行进的动力。

如图4所示，分拣小车4包括车架4-1、横向输送模块4-2、导向轮4-3、行走轮4-4和次级板4-5。横向输送模块4-2安装在车架4-1上；横向输送模块4-2包括输送架、主动滚筒、从动滚筒和输送带。输送架与车架4-1的顶部固定；主动滚筒、从动滚筒分别支承在输送架的两侧，并通过输送带连接。主动滚筒采用电动滚筒，为横向输送模块4-2提供横向输出包裹的动力。车架4-1的两侧均安装有轴线水平设置的行走轮4-4和轴线竖直设置的导向轮4-3。车架4-1的底部固定有与双面直线电机配合的次级板4-5。次级板4-5竖直设置。每个分拣小车4的车架4-1底部均安装有集线臂4-6。各分拣小车4依次首尾相连布置在分拣轨道2上，形成环形。前一个分拣小车4的车架4-1端部与后一个分拣小车4的车架4-1端部通过铰链连接。分拣轨道2上间隔且左右相对设置的两条单边轨槽2-1。单边轨槽2-1的横截面呈的u形。各分拣小车4两侧的行走轮4-4均伸入对应的单边轨槽2-1内，由单边轨槽2-1提供支撑。

如图2、3、5和6所示，分拣轨道2包括上层轨道6、下层轨道7和回转轨道8。上层轨道6的两端与两条回转轨道8板的顶部接口分别对接；上层轨道6、下层轨道7和两条回转轨道8对接后形成两条完整的单边轨槽2-1。单边轨槽2-1在上层轨道6中的部分为上部轨道槽段，在下层轨道7中的部分为下部轨道槽段，在回转轨道8中的部分为弧形过渡槽段。上部轨道槽段、下部轨道槽段槽宽，以及弧形过渡槽段的两端端部的槽宽均相等，数值为a，使得分拣小车能够十分平顺地在上部轨道槽段、下部轨道槽段槽宽与弧形过渡槽段之间行驶。弧形过渡槽段中间位置的槽宽为b；d＜b＜a(本实施例中，d＝90mm，b＝90.5mm，a＝92mm)；其中，d为行走轮4-4的直径。弧形过渡槽段从两端到中部的槽宽逐渐缩小。b-d＝0.5mm，该取值能够避免行走轮4-4卡在弧形过渡槽段中，且能够减小行走轮4-4在弧形过渡槽段中间位置进行换轨时的跳动。

作为一种优选的技术方案，弧形过渡槽段的内侧壁面由依次相切的三段内圆弧段组成。位于中间的内圆弧段的半径小于位于两端的内圆弧段。弧形过渡槽段的外侧壁面由依次相切的三段外圆弧段组成。弧形过渡槽段不同位置的槽宽即为当前内侧壁面对应的圆弧半径所在直线被内侧壁面与外侧壁面所截得的长度。位于中间的外圆弧段的半径大于位于两端的外圆弧段。通过这种圆弧半径的变化，实现槽宽的逐渐变化。

如图3所示，上部轨道槽段、下部轨道槽段的一侧均设置有导向板2-2。导向板2-2用于在上层轨道6和下层轨道7为分拣小车4的导向轮4-3提供限位。处于上层轨道6或下层轨道7的分拣小车4上的两个导向轮4-3与两块导向板2-2分别接触。处于回转轨道8的分拣小车4上的两个导向轮4-3与回转轨道8不接触，以避免导向轮4-3在回转轨道8滚动时两侧边缘经过的路径长度不一致导致的摩擦和噪音。

如图7所示，回转轨道8包括两块单侧轨道板8-1、三根定位梁8-2和两块限位板8-3。定位梁8-2采用方形钢管。两块单侧轨道板8-1的相对侧面边缘处分别为两条弧形过渡槽段。两块单侧轨道板8-1的相对侧面上的三个对应位置均开设有限位通槽。三个限位通槽呈等腰直角三角形状排布，且三个限位通槽到弧形过渡槽段的距离一致。限位通槽的截面形状与定位梁8-2的纵截面形状一致。通过将三根定位梁8-2各自穿过两块单侧轨道板8-1上对应的限位通槽，能够实现两块单侧轨道板8-1的对齐，从而保证两条弧形过渡槽段能够精准的对齐，保证分拣小车在回转轨道8中能够稳定行进。定位梁8-2两端的下侧均设置有安装座。定位梁8-2通过安装座与机架1固定。

两块单侧轨道板8-1的内侧边缘上开设有上下排布的两个让位缺口。限位板8-3呈u形，由一体成型的连接段8-3-1和两条限位段8-3-2组成。连接段8-3-1的宽度与单侧轨道板8-1上的让位缺口的宽度相等。限位板8-3的连接段8-3-1的两端嵌入到两块单侧轨道板8-1上对应的两个让位缺口中。限位板8-3两端的限位段8-3-2与两块单侧轨道板8-1的外侧面分别接触，从而实现对两块单侧轨道板8-1的间距的限制。通过使用不同长度的限位板8-3，即可在装配时快速得到不同轨道宽度的回转轨道8。两块限位板8-3与三根定位梁8-2相配合，能够显著提高回转轨道8的装配精度，并减少装配所需的时间。

如图8所示，各定位梁8-2的外侧中部均安装有弯道导向模块3。弯道导向模块3包括安装支架3-1和导向滚珠3-2。两个安装支架3-1间隔固定在对应的定位梁8-2上。两个安装支架3-1的相对侧面的四个角上均固定有滚珠座。各滚珠座上均安装有导向滚珠3-2。导向滚珠3-2与滚珠座构成球面副，能够沿任意方向转动。两个安装支架3-1上的导向滚珠3-2之间留有间隙。两个安装支架3-1上的导向滚珠3-2之间的间隙与分拣小车的次级板对齐。当分拣小车经过弯道导向模块3时，次级板从经过两个安装支架3-1上的导向滚珠3-2之间经过。各导向滚珠3-2将通过次级板对回转轨道8中的分拣小车进行导向，从而使得分拣小车在回转轨道8中行进时保持稳定。

滑触模块5包括安装板5-1和滑触线组5-2。安装板5-1固定在上层轨道6内。固定在安装板5-1上的滑触线组5-2包括沿上层轨道6宽度方向依次间隔排列的多根滑触线。分拣小车4上的集线臂4-6上的各个触头与滑触线组5-2内的各滑触线分别对齐。各滑触线分别连接到电源模块和控制模块，为各分拣小车4上的电动滚筒供电、提供控制信号和编码信号；集电臂上的各个触头分别连接连接到电动滚筒的供电接口和控制接口。利用编码信号能够实现各个电动滚筒的独立控制。

下层轨道7和回转轨道8上均不设置滑触线组5-2；当分拣小车4驶出上层轨道6后，即与滑触线组5-2分离，电动滚筒失去供电和控制。由于分拣小车4的横向输送模块4-2仅在上层轨道6运行时需要横向输出货物，故横向输送模块4-2在下层轨道7和回转轨道8失去控制并不影响分拣设备的正常运行；相比于现有技术中在整个分拣轨道上设置滑触线组5-2的技术方案，本发明仅在上层轨道6安装滑触线组5-2的技术方案，能够显著降低成本。同时，在下层轨道7和回转轨道8不设置滑触线组5-2的情况下，能够减少各分拣小车4上的集线臂4-6的磨损，从而提高集线臂4-6的使用寿命。

该渐变式回转轨道组成的直线交叉带分拣设备的分拣方法如下：

直线电机4-2启动，为自身上方的分拣小车4提供行进的动力，使得各分拣小车4带动开始循环运行。

当一辆分拣小车4从回转轨道8进入上层轨道6时，该分拣小车4上的集电臂与滑触线组5-2接触，从而使得该分拣小车4上的主动滚筒获得供电和控制。当一辆分拣小车4从上层轨道6进入回转轨道8时，该分拣小车4上的集电臂与滑触线组5-2分离，从而减少集电臂的磨损。

当一辆分拣小车4进入回转轨道8时，行进过程中，行进轮到弧形过渡槽段上不接触的侧面的距离逐渐减小，直到行进轮到达弧形过渡槽段中间位置时，该距离达到最小(即b-d)；之后，行进轮在重力作用下变轨(由弧形过渡槽段的内侧壁面支撑切换为外侧壁面支撑，或由弧形过渡槽段的外侧壁面支撑切换为内侧壁面支撑)。由于弧形过渡槽段中间位置的槽宽达到最小，故行进轮换轨时发生的冲击和跳动的幅度也得到了有效控制。

分拣轨道2顶部的一端设置有上包台，另一端设置有多个下包格口。分拣小车4在上层轨道6上到达上包台处时接收包裹；当分拣小车到达自身携带的包裹对应的下包格口时，控制器通过滑触线向该分拣小车发送指令，使得该分拣小车将包裹送入对应的下包格口。