阅读说明：本技术 具有多层路由的分拣装置、系统及分拣方法 (Sorting device, system and method with multilayer routing ) 是由 蔡熙 姜毅 唐旭 于 2020-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明揭示了具有多层路由的分拣装置、系统及分拣方法,其中具有多层路由的分拣装置,包括至少一分拣机,所述分拣机设置于驱动其绕一轴公转的转盘式旋转装置,至少一所述分拣机通过调整其输送面高度的调高装置连接所述转盘式旋转装置,所述分拣机的外端的转动轨迹的外周设置有具有多层空间的转接装置。本方案的分拣机通过调高装置高度可调地设置在转盘式旋转装置上,其输送面高度可以调整,且分拣机的外周设置具有多层空间的转接装置,可以通过分拣机的升降将物品分拣到多层空间上,可以有效地利用纵向空间来增加存储空间,从而增加路由数量,尤其适合仓储应用场景。(The invention discloses a sorting device with multilayer routes, a sorting system and a sorting method, wherein the sorting device with the multilayer routes comprises at least one sorting machine, the sorting machine is arranged on a rotating disc type rotating device which drives the sorting machine to revolve around a shaft, at least one sorting machine is connected with the rotating disc type rotating device through a height adjusting device which adjusts the height of a conveying surface of the sorting machine, and a switching device with multilayer spaces is arranged on the periphery of a rotating track of the outer end of the sorting machine. The sorting machine of this scheme sets up on carousel formula rotary device through heightening device height-adjustably, and its transport face height can be adjusted, and the periphery of sorting machine sets up the switching device that has the multilayer space, can utilize vertical space to increase storage space effectively on the multilayer space is sorted article through the lift of sorting machine to increase route quantity, especially be fit for the storage and use the scene.)

具有多层路由的分拣装置、系统及分拣方法

技术领域

本发明涉及分拣设备领域，尤其是具有多层路由的分拣装置、系统及分拣方法。

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。

常规的交叉带分拣，分拣小车是沿轨道移动的，而轨道的布设通常需要占据大量的空间，对于小空间或者小分拣量的应用场合无法适用，且运行时的分拣小车的振动比较大，稳定性不足。

因此，各种转盘式分拣机应运而生，例如申请号为201821732603.0、201920543028.8等所揭示的转盘式分拣设备，它们是通过转盘来带动分拣机转动的设备，其整体结构紧凑，小巧灵活，稳定性好，适用于小空间及小分拣量的应用场合。

但是，这种结构分拣格口仅有环设在分拣机外周的一圈，格口数量过少且很难扩展，难以满足有大量分拣目的地的薄件物品的应用场合的使用需要。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种具有多层路由的分拣装置、系统及分拣方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

具有多层路由的分拣装置，包括至少一分拣机，所述分拣机设置于驱动其绕一轴公转的转盘式旋转装置，至少一所述分拣机通过调整其输送面高度的调高装置连接所述转盘式旋转装置,所述分拣机的外端的转动轨迹的外周设置有具有多层空间的转接装置。

优选的，所述的具有多层路由的分拣装置中，所述分拣机为多个且呈圆环形分布。

优选的，所述的具有多层路由的分拣装置中，所述分拣机常态下，位于所述转接装置的中间高度区域。

优选的，所述的具有多层路由的分拣装置中，所述分拣机设置于支座上，所述支座连接所述调高装置，所述调高装置包括设置在所述转盘式旋转装置上的动力源，所述动力源直接或通过传动结构连接所述支座。

优选的，所述的具有多层路由的分拣装置中，所述调高装置包括设置在所述转盘式旋转装置的圆盘上的电机，所述电机连接沿垂直于分拣机的输送面向延伸的丝杠，所述丝杠的螺杆的下端可转动地设置在一固定在所述圆盘上且延伸至丝杠末端的支撑架上。

优选的，所述的具有多层路由的分拣装置中，所述支撑架与安装基面滚动连接。

优选的，所述的具有多层路由的分拣装置中，所述转接装置为转接柜，所述转接柜为多个，它们构成围设在所述分拣机外周的多行多列收容格子，每个收容格子具有朝外的门。

具有多层路由的分拣装置，包括至少一分拣机，所述分拣机设置于驱动其绕一轴公转的转盘式旋转装置，至少一所述分拣机通过调整其输送面高度的调高装置连接所述转盘式旋转装置。

具有多层路由的分拣系统，包括上述任一所述的具有多层路由的分拣装置，还包括位于所述分拣机外侧的供包台。

优选的，所述的具有多层路由的分拣系统中，所述供包台的上包位置满足T_转min＞T_高max，其中，T_转min为分拣机由上包位置移动至首个转接装置所需的时间或分拣机由最后一个转接装置移动至上包位置的时间；T_高max为分拣机由上包高度移动至最大的下包高度的时间或分拣机由最大下包高度移动至上包高度的时间。。

优选的，所述的具有多层路由的分拣系统中，所述供包台与所述分拣机之间设置有移载装置，所述转接装置的每层设置有存储余量检测装置。

具有多层路由的分拣装置的分拣方法，包括如下步骤：

S1, 供包台获取物品路由给上位机；

S2，上位机确定物品路由所对应的转接装置及在转接装置中的层数，

S3，供包台将物品输送至预定的分拣机，物品进入分拣机后随分拣机转动，同时分拣机由上包高度移动至下包高度；

S4，分拣机移动至对应的转接装置处启动分拣，分拣后移动至上包高度。

优选的，具有多层路由的分拣装置的分拣方法中，当存储余量检测装置确定其对应的存储格子已存满，且供包台获取的物品路由为该存储格子时，移载装置使物品不输送至分拣机上。

具有多层路由的分拣装置的分拣方法，包括如下步骤：

S10，供包台获取物品路由给上位机；

S20，上位机确定物品路由所对应的转接装置及在转接装置中的层数，计算物品由上包位置移动至对应转接装置所需的时间T_转及分拣机由上包高度移动至下包高度所需的时间T_高；

S30，判断T_转与T_高的大小，如T_转＞T_高，执行S4，如T_转≤T_高，执行S5；

S40，供包台将物品输送至预定的分拣机，物品进入分拣机后，随分拣机转动及调整高度；分拣机在转动至对应的转接装置处进行移载；

S50, 供包台将物品输送至预定的分拣机，物品进入分拣机后，随分拣机转动及调整高度；分拣机在第二次移动至对应的转接处进行移载。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本方案的分拣机通过调高装置高度可调地设置在转盘式旋转装置上，其输送面高度可以调整，且分拣机的外周设置具有多层空间的转接装置，可以通过分拣机的升降将物品分拣到多层空间上，可以有效地利用纵向空间来增加存储空间，从而增加路由数量，尤其适合仓储应用场景。

分拣机常态下设置在转接装置的中间区域有利于减少分拣机运行的行程，可以极大地提高每台分拣机的工作效率，从而提高设备整体的运行效率。

本方案的分拣机通过支座连接调高装置，支座有效保证了分拣机的状态稳定，同时增加了与调高装置的连接面积，改善了结构的稳定性。

调高装置采用电机与丝杠结合的结构，不仅使整体结构更紧凑，节约了空间，同时结合滚动式的支撑结构，可以有效地降低圆盘的载荷，保证整体结构的稳定性。

本方案的供包台位置的设计能够有效地保证分拣效率，降低控制难度，有利于系统的实现。

本方案的系统进一步设置有存储容量检测装置，结合移载装置能够有效地在存储格子无法继续存储时实现相应物品的移出，避免分拣机的占用。

附图说明

图1是本发明的具有多层路由的分拣装置的立体图；

图2是本发明的具有多层路由的分拣装置的剖视图（图中隐去了转接装置）；

图3是图2中A区域的放大图；

图4是本发明的具有多层路由的分拣装置中，转接装置为分拣格口的示意图；

图5是本发明的具有多层路由的分拣系统的立体图；

图6是本发明的具有多层路由的分拣系统的俯视图。

具体实施方式

本发明的目的、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发明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，均落在本发明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发明的限制。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。

下面结合附图对本发明揭示的具有多层路由的分拣装置进行阐述，如附图1所示，其包括至少一分拣机100，所述分拣机100设置于驱动其绕一轴公转的转盘式旋转装置200，至少一所述分拣机100通过调整其输送面高度的调高装置300连接所述转盘式旋转装置200,所述分拣机100的外端的转动轨迹的外周设置有具有多层空间的转接装置400。

工作时，将确定路由的物品置入到分拣机100上，所述转盘式旋转装置200驱动所述分拣机100转动，转动的过程中，所述调高装置300根据所述货物所要分拣到的转接装置400上对应的一层空间调整所述分拣机100的高度，当所述分拣机100转动至对应的转接装置400后将其上的物品输送至对应的一层空间中。随后，所述调高装置300将所述分拣机100调整至上包高度，同时所述转盘式旋转装置200驱动所述分拣机100再次转动至上包位置进行上包。

在一实施例中，所述分拣机100可以是一个，此时，必须等分拣机100完一个货物分拣后，再次移动至上包位置时才能给再次分拣，效率较低。因此，在更佳的实施例中，如附图1所示，所述分拣机100为多个，例如，所述分拣机100为4个，或者，所述分拣机100为更多个且呈圆环形分布，它们的输送面的宽度方向对称轴经过它们围合成的圆的圆心，相邻两个分拣机100可以保持间隙，更优选的，相邻两个分拣机100的内端相贴近，外端保持一定的间距。

所述分拣机100可以是已知的各种具有承载及移动其他上的物品的能力的设备，例如是皮带输送机、有动力滚筒输送机、翻板式分拣机等，或所述分拣机100具有一放置物体的平台，所述平台的内端设置有推送机构，所述推送机构可以向所述平台上的物品施加推力使其从平台的外端移出平台。优选的实施例中，所述分拣机100为皮带输送机，这种结构更有利于对于轻薄件的分拣。

一组所述分拣机100可以用各种可行的结构来驱动它们绕它们围合成的圆的中心轴公转，例如，如附图2所示，所述转盘式旋转装置200包括一圆盘210，当然，所述圆盘210也可以是发散状支架，所述圆盘210的底部共轴连接一传动轴220，所述传动轴220可转动地设置于一支撑台230，所述传动轴220连接减速电机240。当然所述传动轴220也可以通过同步带与同步轮或齿轮构成的传动结构连接固定在所述支撑台230上的电机。

并且，为了增加所述圆盘210或发散状支架的支撑强度，在所述圆盘210或发散状支架的底部和所述传动轴220的侧壁之间还设置有若干加强件（图中未示出）。

实际设计时，可以根据需要使所述分拣机100的部分可以升降，也可以使全部分拣机100可以升降，每个分拣机100的升降需要由一独立的调高装置300来实现。

所述调高装置300可以是各种能够产生直线移动的设备，例如调高装置300是无感气缸、电动推杆和油缸等装置。以电动推杆为例，每个所述电动推杆可以设置在所述圆盘210上且靠近边缘的位置，且所述电动推杆的伸缩轴由所述圆盘210的上部向下延伸到其下方，此时，每个电动推杆的伸缩轴可以连接在所述分拣机100的尾端或连接在所述分拣机100的侧部。

当然，在另外的实施例，所述电动推杆也可以设置在所述分拣机100的底部，所述电动推杆通过顶升的方式来驱动所述分拣机100移动。

但是在上述两种方式中，在需要满足大的高度调节行程时，所述调高装置300的尺寸需要增大，这就会增加圆盘210的载荷及其所需的安装空间，这显然是不利的。

于是，在更优的实施例中，如附图2所示，每个所述调高装置300包括设置在所述转盘式旋转装置200的圆盘210上的电机310，所述电机310靠近所述圆盘210的边缘且其电机轴从所述圆盘210的上方穿至圆盘210的下方，所述电机310的电机轴连接沿垂直于分拣机的输送面的丝杠320的丝杆，所述丝杠320的螺杆的下端可转动地设置在一固定在所述圆盘210上且延伸至丝杠末端的支撑架330上，所述支撑架330用于对所述丝杠320提供支撑，即，在所述支撑杆330的底部设置有与所述丝杠320共轴的轴承340，所述丝杠的螺杆的下端固定在所述轴承340上，所述丝杠320的活动块连接所述分拣机100。

在上述结构中，所述调高装置300往往仅与分拣机的后端或侧部连接，由于每个分拣机100具有一定质量，若只有一点具有支撑，则所述分拣机100的整体缺少支撑，很容易出现倾斜的情况，影响到上包的稳定性及物品在分拣机100上的稳定性。

因此，为了保证所述分拣机100的输送面保持水平状态，如附图1、附图3所示，使每个所述分拣机100设置于一支座500上，所述支座500连接所述调高装置300，所述支座500具体包括顶平板510，所述顶平板510的内端连接一斜板520，所述斜板520连接与所述顶平板510垂直的竖板530，所述竖板530连接所述丝杠320的活动块。另外，为了增加所述顶平板510、斜板520及竖板530的刚性，所述增加所述顶平板510、斜板520及竖板530的两侧均设置有与它们垂直的强化板540，它们同一侧的强化板540为一体的或为多个连接在一起。当然，在其他实施例中，也可以在所述定平板510和竖板530之间增加多块斜板来增加整体结构的刚性。

更优选的方式中，如附图3所示，所述竖板530与一U形件550连接，所述U形件550同样与所述丝杠的活动块连接。所述U形件550还连接一滑动件560，所述滑动件560可滑动地设置在支撑架330上，例如所述滑动件560为一直线轴承，所述支撑架330上设置有一与所述顶平板510垂直的圆柱，所述直线轴承套设在所述圆柱上。从而可以有效地通过支座500及支撑架330提供支撑，保证整体结构的平稳性。

另外，由于所述支撑架330要跟随所述圆盘210转动，因此其下端无法进行固定，而仅有上端固定导致所述支撑架330的支撑强度不足，所以最好使所述支撑架330的底部具有一定的支撑。较优的方式中，使所述支撑架330与安装基面600滚动连接。即在所述支撑架330的底部安装有滚轮或者万向球（图中未示出），优选为安装有牛眼万向球，并且所述滚轮或万向球位于所述安装基面600上，此时安装基面能够有效地对支撑架330提供支撑，同时滚轮和万向球对支撑架330的正常转动不产生任何干涉。

所述转接装置400可以是一个，也可以是多个，并且所述转接装置400根据不同的应用场合可以设置为不同的结构，在一种可行的方式中，如附图4所示，所述转接装置400可以是多层分拣格口，每个分拣格口包括一斜坡430，多层所述斜坡430的延伸长度随着斜坡的层数增加而逐渐增加，每层分拣格口的所述斜坡的下端可以设置有接料容器440，例如袋或框或桶等，多层所述斜坡衔接的接料容器错位开。并且，所述转接装置400为多个，它们呈环形围合在所述分拣机的外周。

当然，在另一可行的实施例中，如附图1所示，所述转接装置400可以为转接柜且为多个，它们围合成具有多行多列收容格子410的结构且它们围设在一组所述分拣机100外周。另外，多个所述转接装置400未围合成一封闭的环形以供将物品输送至所述分拣机100上。

进一步，每个所述收容格子410的宽度大于所述分拣机100的输送面的宽度，并且，所述收容格子410与所述分拣机100相背的面板420为可开闭的门的结构，以方便必要时将收容格子410内的物品取出 。并且，所述门的门锁结构可以是电动打开的结构或手动锁结构，电动打开的锁结构可以参照智能快递柜的自动门结构。当采用自动开门结构时，在打开每个所述收容格子的门时，可以通过与每个门对应控制按钮（图中未示出）来进行开启，也可以通过一套与智能快递柜取件远离相近的控制系统来进行全部所述收容格子410的控制。在具体取件时，工作人员需要在控制面板上输入所取物品的信息，所述信息至少包括物品的名称、数量，系统根据输入信息自动打开该信息对应的物品所在的收容格子410的门，工作人员取件后关门，系统自动更新物品存量，当然，还可以通过上位机发信号给所述分拣机100补充对应收容格子410的物品。

在上述结构中，要实现分拣，首先需要将物品放置到每个分拣机100上，在一种可行的方式中，可以采用人工上包的方式，例如人工将包裹放置到分拣机100上后，由位于上包点后方的扫码装置获取路由信息，并在获取路由后控制分拣机及调高装置的动作。

在优选地方式中，采用自动上包结构，如附图5、附图6所示，例如采用已知供包台700进行供包，所述供包台可以是DWS供包线，其具有称重、扫码、测体积等功能，具体为已知技术， 并不是本方案的中点，此处不做赘述。由于转接装置400具有多层空间，因此，每个分拣机100都需要在不同的位置之间进行切换， 为了提高每个分拣机的效率，所述供包台700的位置上包高度优选设置在所述转接装置的中间高度区域，这样分拣机在上包后，移动到上层空间或下层空间的距离都比较短，并且下包括再次移动到上包高度的距离也最短，可以提高效率，同时便于使供包台700与其相邻的两个转接装置的距离更小。

更优选的实施例中，所述供包台700的上包位置满足T_转min＞T_高max，其中，T_转min为分拣机100由上包位置移动至首个转接装置400所需的时间或由最后一个转接装置400移动至上包位置的时间；T_高为分拣机100由上包高度移动至最大的下包高度的时间或最大下包高度移动至上包高度的时间。

进一步，所述具有多层路由的分拣系统，如附图6所示，所述供包台700的输出端设置有移载装置800，所述转接装置400的每层设置有存储余量检测装置（图中未示出处）。所述移载装置800例如可以是位于所述供包台700的输出端区域一侧的摆臂机，或是衔接在所述供包台700和分拣机100之间的偏转轮/球分拣机。所述存储余量检测装置用于确定所述转接装置400的每层空间是否还具有继续承接分拣机100输送来的物品的能力，所述存储余量检测装置可以是设置在每层收容格子410顶部的接近传感器或测距传感器，如激光测距仪。所述接近传感器被触发时或测距传感器测得的距离达到设定的阈值时，即所述收容格子410无法继续装入物品。此时，所述供包台700确定路由为无法继续收容物品的收容格子410时，所述移载装置800可以将所述物品移出而不会输送到分拣机100上。当然，也可以省去所述移载装置800，当确认物品对应的收容格子410已满时，控制系统产生报警信号，提醒工作人员处理，同时分拣机100不动作。

本方案进一步揭示了一种具有多层路由的分拣装置的分拣方法，包括如下步骤：

人工或通过自动化设备将物品放置到所述供包台上。

S1, 物品在供包台上输送并由供包台处的扫码、称重等设备获取物品路由及重量等信息给上位机。

S2，上位机确定物品路由所对应的转接装置400、在转接装置中的层数、预约小车及控制供包台按照计算的参数进行供包。

S3，供包台将物品输送至预定的分拣机100上，物品进入分拣机100后随分拣机100转动，同时，所述调高装置的电机启动驱动分拣机由上包高度移动至下包高度。

S4，当分拣机移动至对应的转接装置400时，所述分拣机100启动进行分拣，分拣后调高装置驱动分拣机移动至上包高度再次上包。

当然，按照上述过程执行时，供包台700的安装位置是满足T_转min＞T_高max，且物品路由对应的收容格子是仍具有收容空间的。

另外，在上述分拣过程中，所述分拣机在每层空间的下包位置可以是物品对应层的最大允许高度处，这样可以不用考虑收容格子内的已有物品的高度。在另外的方式中，也可以通过测距传感器确定收容格子410内已有物品的高度，然后控制分拣机100的下包高度为收容格子内已有物品高度上方略高的位置即可。此种分拣方式尤其适合较薄物件的分拣，例如服装、文件、信件等。

本方案进一步揭示了具有多层路由的分拣装置的另一种分拣方法，包括如下步骤：

S10，供包台获取物品路由给上位机；

S20，上位机确定物品路由所对应的转接装置及在转接装置中的层数，计算物品由上包位置移动至对应转接装置所需的时间T_转及分拣机由上包高度移动至下包高度所需的时间T_高；

S30，判断T_转与T_高的大小，如T_转＞T_高，即分拣机由足够的时间调整高度以使其上的物品可以分拣到相应高度的格口或存储空间，执行S4，如T_转≤T_高，即分拣机没有足够的时间调整的下包高度，需要再转动一圈以使分拣机调整到下包高度，执行S5；

S40，供包台将物品输送至预定的分拣机，物品进入分拣机后，随分拣机转动及调整高度；分拣机在转动至对应的转接装置处进行移载；

S50, 供包台将物品输送至预定的分拣机，物品进入分拣机后，随分拣机转动及调整高度；分拣机在第二次移动至对应的转接处进行移载。

该方法的整体过程与上述S1-S4的过程类似，区别在于：此时，供包台700的上包位置不再进行特殊的设计，即不再满足T_转min＞T_高max，而是通过控制分拣机100的下包实际来弥补距离的不足。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。