专利名称：实物托盘散盘检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在自动化物流系统中检测托放物品的实物托盘上的箱包数量以及箱包分布位置的装置结构技术领域。
背景技术：
在使用托盘输送箱包的自动化物流系统中，经常出现托盘上的箱包数量会少于托盘上额定的码放数量，即出现散盘。或同一种形式的箱包，由于规格不一样，码放的垛型也不一样，因此在需要对箱包的数量进行自动确认，或使用机器人等一些自动化设备对其进行操作时，必须明确实托盘上的散盘状况，即托盘上箱包的数量以及箱包的位置分布状况。
目前，在使用托盘输送箱包的自动化物流系统中，大多采用人工计数及观测的方式来实现散盘的检测，这种方法工作效率低，可靠性差，不能实现整个物流系统的自动化作业，较难满足大批量、机械化连续生产的需要。因此在进行自动化物流系统的设计时，必须尽量避免散盘的出现，增加了设计的难度，当有不可避免的散盘时，往往需额外单独设计一条半自动的输送线来处理散盘，增加了设备投资成本以及设计难度。针对这种不足，有人也提出了一些散盘自动检测的方法，如采用机器视觉检测的方法，即通过相机来进行视觉检测，但由于实物托盘尺寸往往都较大，要求相机的视景也必须很大，相机的光源设计较为困难，也容易受到外界的干扰。此外要实现实物托盘上箱包的数量及位置的自动检测，需要进行三维检测，增加了视觉系统的复杂性及成本，因此目前这种方法使用的很少。除此以外，也有人提出了使用先进的激光区域扫描装置来实现散盘检测，但成本较高，技术复杂，目前也很少使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可在物流输送系统中对实物托盘上的散盘状况，即托盘上箱包的数量以及箱包的位置分布状况进行检测，以准确检测出托盘上码放的箱包的垛型、数量和分布情况，并且结构简单、使用可靠的实物托盘散盘检测装置。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的。
实物托盘散盘检测装置，该装置包括对称设置在输送机两侧的两对托盘位置检测传感器和跨装在输送机上方的传感器安装支架，在传感器安装支架上安装有检测传感器。
所述在传感器安装支架上安装有检测传感器，是在支架的两侧立柱上对称安装有两组箱包层数检测传感器，两侧中部悬梁上安装有垛型检测传感器；或是在支架的顶部横梁上安装有三个距离检测传感器；或是在支架的两侧立柱上对称安装有两组箱包层数检测传感器，两侧中部悬梁上安装有垛型检测传感器，并在支架的顶部横梁上安装有三个距离检测传感器。
本装置可通过设置在散盘输送机两侧的两对托盘位置检测传感器检测出托盘在输送机上的位置状况，安装于传感器安装支架上的检测传感器可以检测出托盘上码放的箱包的垛型、数量和分布情况。在传感器安装支架两侧立柱上对称安装的两组箱包层数检测传感器和两侧中部悬梁上安装的垛型检测传感器配合可完成箱包垛型、数量和分布的检测；或者只通过安装在传感器安装支架顶部横梁上的三个距离检测传感器也同样可完成箱包垛型、数量和分布的检测；如果将在传感器安装支架两侧立柱上的两组箱包层数检测传感器和两侧中部悬梁上的垛型检测传感器以及顶部横梁上的三个距离检测传感器一起使用，则可实现双重检测，使检测信息更加准确无误。
本发明与现有技术相比较，具有如下明显特点和优点结合物流输送系统中箱包码放的特点，通过合理的优化检测方法及检测装置，使用了三种不同的检测方法实现了箱包垛型的区分检测以及箱包在托盘上的数量及分布位置的检测。本发明结构简单、布局紧凑，设备投资成本低，可靠性好，实用性强，其检测信息与物流系统中的搬运机器人拆码系统相结合，可以大大提高物流输送系统的自动化程度。
下面结合说明书附图进一步阐述本发明的内容。
图1为本发明一个实施例的主视图；图2为图1的俯视图；图3为图1的侧视图；图4为箱包放置在托盘上呈“田”字型垛型的结构示意图；图5为箱包放置在托盘上呈“品”字型垛型的结构示意图。
具体实施例方式
如图1～图3所示。本发明包括对称设置在输送托盘的输送机1两侧的两对托盘位置检测传感器10、10′、11、11′和跨装在输送机上方的传感器安装支架3，在传感器安装支架3上安装有检测传感器。检测传感器的安装方式，可以是在支架的两侧立柱3a、3a′上对称安装两组箱包层数检测传感器4、4′，两侧中部悬梁3b、3b′上安装垛型检测传感器6、6′；或者是在支架的顶部横梁3c上安装三个距离检测传感器7、8、9；或者是在支架的两侧立柱3a、3a′上对称安装两组箱包层数检测传感器4、4′，两侧中部悬梁3b、3b′上安装垛型检测传感器6、6′，并同时在支架的顶部横梁3c上安装三个距离检测传感器7、8、9。本实施例检测的托盘上的垛型选择如图4所示的“田”字型或如图5所示的“品”字型。
所述的输送机1，用来输送装有箱包5的托盘2，可采用链式输送机、辊道输送机等，本实施例采用了链式输送机。所述的两对托盘位置检测传感器10、10′、11、11′采用对射式光电开关，两对传感器10、10′与11、11′之间的间距为托盘2上前后两排箱包的中心距。所述的安装在立柱上的两组箱包层数检测传感器4、4′采用定区域检测光电开关，传感器的数量根据箱包层数而定，每对称的两个传感器对应一层箱包，本实施例中有四层箱包，故采用了四对传感器。所述的垛型检测传感器6、6′采用模拟量输出检测光电开关，其安装高度对应最低一层箱包的位置，沿输送机输送方向的纵向位置设置则以第一对托盘位置检测传感器10、10′检测到托盘时，该垛型检测传感器6、6′也能检测到前排箱包。所述的三个距离检测传感器7、8、9，其中的传感器8朝下正对“品”字型垛型头部一箱的中间位置，传感器7、9朝下位置正对“品”字型垛型尾部左右两排或“田”字型垛型左右两排箱包，但同时要保证不能检测到“品”字型垛型的头部的箱包，即位置只能安装在正对左右两排箱包靠近输送机两侧的地方。
本发明可以采取几种检测方法，第一种方法是由在传感器安装支架两侧立柱3a、3a′上对称安装的两组箱包层数检测传感器4、4′和两侧中部悬梁3b、3b′上安装的垛型检测传感器6、6′配合完成箱包垛型、数量和分布的检测。检测过程是实托盘2在输送机1上输送过程中，当输送机两侧的对射式光电开关10、10′检测到托盘2到位后，触发安装在悬梁3b、3b′上的两个垛型检测传感器6、6′，安装在立柱3a、3a′上的两组箱包层数检测传感器4、4′采集输入信号。首先依据两个垛型检测传感器6、6′采集到的距离值，来判断前排箱包的状态，即如果采集到的两个距离表明箱包到托盘1的边缘较远，且两边的距离大致相等，则说明垛型前排为“品”字型垛型的头部，可以结束垛型判别流程。但如果左右两边检测结果表明箱包离托盘1的左右两边距离很小，或一边的距离很近，而另一边的距离很远，则表明垛型的前排可能是“品”字型垛型的尾部两列或为“田”字型垛型，需要再进行后排的判断。同时，依据两组箱包层数检测传感器4、4′的采集结果得出前排箱包的数量及位置分布状况。第二种方法是通过安装在支架顶部横梁3c上的三个距离检测传感器7、8、9完成箱包垛型、数量和分布的检测。检测过程是实托盘2在输送机1上输送过程中，当输送机两侧的对射式光电开关10、10′检测到托盘2到位后，安装在支架顶部横梁3c上的三个距离检测传感器7、8、9也同时采集距离信号，如果边上两个传感器7、9检测值是托盘到传感器的距离，而安装在中间的传感器8检测值不是托盘到传感器的距离，而有箱包存在，则表明垛型为“品”字型垛型码放方式，且前排为“品”字型垛型的头部。此时可以结束垛型判别流程，不需再作后排箱包的判断。如果三个传感器7、8、9检测值都检测到有箱包存在，或只有侧边传感器7或9，或中间和侧边共两个传感器检测到箱包存在，则需要对后排再进行检测。同时，依据这三个距离检测值，可以判断出前排箱包在托盘上的层数，也即得到前排箱包的数量及位置分布情况。第三种方法是将在立柱3a、3a′上对称安装的两组箱包层数检测传感器4、4′和两侧中部悬梁3b、3b′上安装的垛型检测传感器6、6′配合，再加上顶部横梁3c上的三个距离检测传感器7、8、9，完成箱包垛型、数量和分布的检测，实现双重检测，使检测信息更加准确无误。检测过程是实托盘2在输送机1上输送过程中，当输送机两侧的对射式光电开关10、10′检测到托盘2到位后，触发安装在悬梁3b、3b′上的两个垛型检测传感器6、6′，安装在立柱3a、3a′上的两组箱包层数检测传感器4、4′采集输入信号。首先依据两个垛型检测传感器6、6′采集到的距离值，来判断前排箱包的状态，同时，依据两组箱包层数检测传感器4、4′的采集结果得出前排箱包的数量及位置分布状况。与此同时，安装在支架顶部横梁3c上的三个距离检测传感器7、8、9也同时采集距离信号，判断前排箱包状态和箱包的数量及位置分布状况。
在进行前排箱包检测的同时，码有箱包5的托盘2在输送机1上继续往前输送，当输送机两侧的第二对对射式光电开关11检测到托盘到位后，触发箱包后排检测流程。且检测方法与前排箱包检测流程相同，如两个检测传感器6、6′检测结果表明箱包离输送机1的边缘较远，而且两边的距离基本相等，则说明垛型为“品”字形，且“品”字形头部在输送方向后排。而如果检测到至少有一边的箱包离输送机的距离很小，箱包已靠近托盘边缘，则说明垛型为“田”字形垛型。同时，依据立柱3a、3a′上的两组箱包层数检测传感器4、4′采集输入信号得出后排箱包的数量及位置分布状况。此外，安装在支架顶部横梁上的距离检测传感器7、8、9也同时采集后排箱包的距离信号，如果边上两个传感器7、9检测不到箱包，而安装在中间的传感器8检测到有箱包存在，则表明垛型为“品”字型垛型码放方式，且后排为“品”字型垛型的头部。如果只有侧边传感器7、9中的一个，或中间和侧边共两个传感器检测到箱包存在，则说明箱包码放垛型为“田”字型。同时，依据距离检测传感器7、8、9得到的距离检测值，可以判断出后排箱包在托盘上的层数，也即得到箱包的数量及位置分布情况。
本发明除了适用于“田”字型、“品”字型码放垛型外，通过检测流程以及检测传感器数量、安装位置的改变，还可广泛用于食品、医药、交通、烟草等轻工行业物流输送系统中其它垛型的实托盘散盘检测。
权利要求
1.实物托盘散盘检测装置，其特征在于，该装置包括对称设置在输送机(1)两侧的两对托盘位置检测传感器(10)、(10′)、(11)、(11′)和跨装在输送机上方的传感器安装支架(3)，在传感器安装支架(3)上安装有检测传感器。
2.根据权利要求1所述的实物托盘散盘检测装置，其特征在于，所述在传感器安装支架(3)上安装有检测传感器，是在支架的两侧立柱(3a)、(3a′)上对称安装有两组箱包层数检测传感器(4)、(4′)，两侧中部悬梁(3b)、(3b′)上安装有垛型检测传感器(6)、(6′)。
3.根据权利要求1所述的实物托盘散盘检测装置，其特征在于，所述在传感器安装支架(3)上安装有检测传感器，是在支架的顶部横梁(3c)上安装有三个距离检测传感器(7)、(8)、(9)。
4.根据权利要求1所述的实物托盘散盘检测装置，其特征在于，所述在传感器安装支架(3)上安装有检测传感器，是在支架的两侧立柱(3a)、(3a′)上对称安装有两组箱包层数检测传感器(4)、(4′)，两侧中部悬梁(3b)、(3b′)上安装有垛型检测传感器(6)、(6′)，并在支架的顶部横梁(3c)上安装有三个距离检测传感器(7)、(8)、(9)。
全文摘要
实物托盘散盘检测装置，包括对称设置在输送机(1)两侧的两对托盘位置检测传感器(10)、(10′)、(11)、(11′)和跨装在输送机上方的传感器安装支架(3)，在传感器安装支架(3)上安装有检测传感器。本装置结合物流输送系统中箱包码放的特点，通过合理的优化检测方法及检测装置，使用了三种不同的检测方法实现了箱包垛型的区分检测以及箱包在托盘上的数量及分布位置的检测。本装置结构简单、布局紧凑，设备投资成本低，可靠性好，实用性强，其检测信息与物流系统中的搬运机器人拆码系统相结合，可以大大提高物流输送系统的自动化程度。
文档编号B65G43/08GK1927675SQ200610048699
公开日2007年3月14日 申请日期2006年9月28日 优先权日2006年9月28日
发明者陈黎, 杨灏泉, 蔡磊, 游玲, 苑韬, 李凯, 孙旭海 申请人:云南昆船设计研究院