立体转塔快递分拣系统的制作方法
【专利摘要】立体转塔快递分拣系统，包括主控计算机、包裹信息录入装置、输送带装置、包裹推送装置及转塔分拣装置；转塔分拣装置包括分拣器和多个包裹接收器；分拣器包括竖直内转轴、竖直外转轴、水平扫盘、水平上转盘、下底座、外罩、步进电机A及步进电机B。竖直外转轴活动套装在竖直内转轴外；水平上转盘上设有一个包裹下落口；水平扫盘相邻的两条扫臂形成容纳包裹的工位；步进电机A驱动竖直内转轴转动；步进电机B驱动竖直外转轴转动；多个包裹接收器环绕竖直外转轴成一圈布置。本发明优点在于，相比现有的自动分拣系统，其占地面积小，智能化程度高，分拣效率高。
【专利说明】
立体转塔快递分拣系统
技术领域
[0001]本发明涉及快递分拣装置领域，特别是一种立体转塔快递分拣系统。
【背景技术】
[0002]社会的发展，如今的消费者的购物形式越来越趋向于网购，网购的增多直接带来快递包裹的大量增加以及快递行业的高速发展。快递末端分拣大多是靠人工分拣人工识另IJ，人工分拣出错率高、效率低、工作量大，还存在暴力分拣等缺点。现有的分拣设备产品结构复杂，占地面积达大，造价贵。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种立体转塔快递分拣系统。它能将快递包裹按目的地进行区分，并按照目的地的不同输送至相应的存储容器中，其占地面积小，分拣效率高。
[0004]本发明的技术方案是:立体转塔快递分拣系统，包括主控计算机、包裹信息录入装置、输送带装置、包裹推送装置及转塔分拣装置；
包裹信息录入装置与主控计算机电连接或通信方式连接；
输送带装置包括输送带及驱动输送带运转的驱动机构A;
包裹推送装置包括推送手、包裹感应器及驱动推送手运动的驱动机构B;推送手位于输送带上方;驱动机构B与主控计算机电连接;包裹感应器与主控计算机电连接或通信方式连接；
转塔分拣装置包括分拣器和多个包裹接收器;分拣器包括竖直内转轴、竖直外转轴、水平扫盘、水平上转盘、下底座、外罩、步进电机A及步进电机B;竖直外转轴呈套筒形，其活动套装在竖直内转轴外，并在轴向上被定位;竖直内转轴上下两端分别活动安装在外罩和下底座上，并在轴向上被定位;水平上转盘与竖直外转轴固接并位于下底座上端，其上设有一个包裹下落口；水平扫盘与竖直内转轴固接并位于水平上转盘的上端，其上设有至少两条扫臂，相邻的两条扫臂之间形成容纳包裹的工位;外罩直接或间接与下底座固接，其将水平扫盘和水平上转盘笼罩在内，其上端设有包裹进口，其下端设有包裹出口；步进电机A直接或间接固定安装在下底座上并与竖直内转轴关联以驱动竖直内转轴转动;步进电机B直接或间接固定安装在下底座上并与竖直外转轴关联以驱动竖直外转轴转动;步进电机A和步进电机B分别与主控计算机电连接;包裹接收器位于水平上转盘的下端，多个包裹接收器环绕竖直外转轴成一圈布置。
[0005]本发明进一步的技术方案是:包裹接收器为包裹收集箱，包裹收集箱为上端开口的箱体;其内壁上端设有与主控计算机电连接或通信方式连接的包裹超高感应器。
[0006]本发明再进一步的技术方案是:分拣器还包括位于下底座上端并位于水平上转盘下端的转盘机构;转盘机构包括轴承C、下转盘、从动同步轮C、主动同步轮C、步进电机C及同步带C;轴承C套装在竖直外转轴上并在轴向上被定位;从动同步轮C套装在轴承C外，并与轴承C固接;下转盘与从动同步轮C固接，并位于从动同步轮C上端;主动同步轮C固接在步进电机C的机轴上;步进电机C固定安装在下底座上；同步带C绕设在主动同步轮C与从动同步轮C之间;包裹收集箱活动安装下转盘上。
[0007]本发明更进一步的技术方案是:下转盘上设有供包裹收集箱滑动的滑轨，包裹收集箱安装在转盘上并可沿滑轨滑动。
[0008]本发明进一步的技术方案是:包裹接收器包括二级分拣器和多个包裹收集箱;二级分拣器的外罩的顶部设有一个包裹进口，二级分拣器的外罩的下端设有多个包裹出口；
包裹收集箱为上端开口的箱体;其设在二级分拣器的外罩内并正对包裹出口，其内壁上端设有与主控计算机电连接或通信方式连接的包裹超高感应器。
[0009]本发明进一步的技术方案是:驱动机构B包括电动缸和联轴器B;推送手通过联轴器B连接在电动缸的活塞杆上;电动缸与主控计算机电连接。
[0010]本发明进一步的技术方案是:驱动机构A包括主皮带轮、主皮带轮轴、定位架、从皮带轮轴、电机A、联轴器A及从皮带轮;主皮带轮固接在主皮带轮轴上，主皮带轮轴和从皮带轮轴两端均安装在定位架的两侧壁上，电机A的机轴通过联轴器A与主皮带轮轴的端头连接，电机A固定安装在定位架上;输送带绕设在主皮带轮和从皮带轮之间。
[0011]本发明进一步的技术方案是:步进电机A固定安装在下底座上并通过同步轮副或齿轮副或链轮副带动竖直内转轴转动;步进电机B固定安装在下底座上并通过同步轮副或齿轮副或链轮副带动竖直外转轴转动。
[0012]本发明进一步的技术方案是:包裹感应器为光敏对射传感器或红外线传感器或摄像头。
[0013]本发明与现有技术相比具有如下优点:
1、快递员仅需扫描包裹上的条形码，主控计算机获取条形码信息并识别包裹目的地，然后自动规划快递分拣路径，再控制相应的机构运作，将包裹(快递件)输送至与其地址相对应的包裹收集箱中。相比人工分拣，快递员的工作量降低，分拣错误率降低，分拣效率提尚O
[0014]2、转塔分拣装置具有多层级(最少两层)、多个转送工位，实现“一进口多出口”。分拣器(实施例2中的二级分拣器与分拣器结构相同)和包裹收集箱是组成转塔分拣装置的单元，分拣器可以在垂直方向上多级叠加组合，形成多层(例如实施例1为两层，实施例2为三层)的转塔分拣装置，实现在垂直方向上进行多级分拣。本发明的转塔分拣装置相比现有的水平方向分拣的快递分拣装置，其占地面积缩小，土地使用率提高。
[0015]3、在输送带的行进方向上可以布置多个转塔分拣装置，水平方向上的分拣(由包裹推送装置执行)与垂直方向上的分拣相配合，使空间利用率最大化。
[0016]4、分拣器的外罩将上底座和下底座连接为一个整体，同时，外罩可防止水平扫盘将包裹扫到上底座的边缘而跌落到外面，提高了分拣的可靠性。同理，二级分拣器的二级外罩也具有相同功能。
[0017]5、分拣器的转盘机构可在某一个包裹收集箱装满后，将该包裹收集箱旋转到外罩的包裹出口处，如此，外罩上仅需设置一个包裹出口即可，工作人员取出包裹收集箱时轻松方便，降低了工作人员的工作量。
[0018]由于包裹收集箱是呈环形分布的，假设没有转盘机构，工作人员取出包裹收集箱时会有一定程度的不便。
[0019]同理，实施例2中的旋转机构也具有相同的效用，面对转轴一侧的包裹收集箱如不能向外侧旋转，会非常难以取出。
[0020]6、下转盘上设有供包裹收集箱滑动的滑轨，便于包裹收集箱的取出和放入，同时，滑轨也起到了对包裹收集箱定位的作用，防止下转盘转动的时候包裹收集箱在下转盘上滑移。
[0021]以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
【附图说明】
[0022]图1为本发明的结构示意简图；
图2为实施例1中转塔分拣装置的立体结构图；
图3为实施例1中转塔分拣装置在另一视角下的立体结构图；
图4为实施例1中分拣器的外罩的立体结构图；
图5为实施例1中分拣器的传动路线示意图；
图6为图5的A部放大图；
图7为实施例2中转塔分拣装置的立体结构图；
图8为实施例2中转塔分拣装置在另一视角下的立体结构图。
[0023]说明:为便于看清分拣器内部结构，图3、8中将外罩省略未绘出。
【具体实施方式】
[0024]实施例1:
如图1-6所示，立体转塔快递分拣系统，包括主控计算机1、包裹信息录入装置2、输送带装置、包裹推送装置及转塔分拣装置。
[0025]包裹信息录入装置2为与主控计算机I电连接的巴枪。巴枪扫描包裹上的条形码获得包裹的目的地信息，并将扫描数据传递至主控计算机I。
[0026]输送带装置包括输送带31及驱动输送带运转的驱动机构A。驱动机构A包括主皮带轮321、主皮带轮轴322、定位架323、从皮带轮轴324、电机A325、联轴器A326及从皮带轮327。主皮带轮321固接在主皮带轮轴322上，主皮带轮轴322和从皮带轮轴324两端均安装在定位架323的两侧壁上，电机A325的机轴通过联轴器A326与主皮带轮轴322的端头连接，电机A325固定安装在定位架323上。输送带31绕设在主皮带轮321和从皮带轮327之间。
[0027]包裹推送装置包括推送手41、包裹感应器43及驱动推送手运动的驱动机构B。推送手41位于输送带31上方并与驱动机构B关联，其可在驱动机构B的驱动下做往复直线运动。包裹感应器43位于输送带31上方并与主控计算机I电连接或通信方式连接，其用于感应输送带31上是否有包裹输送。
[0028]驱动机构B包括电动缸421和联轴器B422。推送手41通过联轴器B422连接在电动缸421的活塞杆上。电动缸421与主控计算机I电连接，其可接收主控计算机I的指令而使活塞杆伸缩，进而带动推送手41伸缩。
[0029]转塔分拣装置包括分拣器51和多个包裹接收器。
[0030]分拣器51包括竖直内转轴511、竖直外转轴512、上转盘513、水平扫盘514、外罩515、水平下底座516、步进电机A517、步进电机B518及转盘机构。
[0031]竖直外转轴512呈套筒形，其通过轴承和轴套活动套装在竖直内转轴511外，并在轴向上被定位。
[0032]竖直内转轴511上下两端通过通过轴承和轴套分别活动安装在外罩515和下底座516上，并在轴向上被定位。
[0033]水平上转盘513套装在竖直外转轴512外，并与竖直外转轴512固接，且位于下底座516上端，其上设有一个包裹下落口 5131。随着竖直外转轴512的转动，包裹下落口 5131呈圆形轨迹移动。
[0034]水平扫盘514与竖直内转轴511固接并位于水平上转盘513的上端，其上设有两条扫臂5141，两条扫臂5141之间形成容纳包裹的工位。
[0035]外罩515与下底座516固接，其将水平扫盘514和水平上转盘513笼罩在内，其上端设有包裹进口 5151，其下端设有包裹出口 5152。
[0036]步进电机A517固定安装在下底座516上并通过第一同步轮副带动竖直内转轴511转动。第一同步轮副包括安装在竖直内转轴511上的从动同步轮A5101、安装在步进电机A517机轴上的主动同步轮A5102和绕设在两者之间的同步带A5103。步进电机B518固定安装在下底座516上并通过第二同步轮副带动竖直外转轴512转动。第二同步轮副包括安装在竖直外转轴512上的从动同步轮B5104、安装在步进电机B518机轴上的主动同步轮B5105和绕设在两者之间的同步带B5106。步进电机A517和步进电机B518分别与主控计算机I电连接。
[0037]转盘机构位于下底座516上端并位于水平上转盘513下端。转盘机构包括轴承C5191、下转盘5192、从动同步轮C5193、主动同步轮C5194、步进电机C5195及同步带C5196。轴承C5191套装在竖直外转轴512上并在轴向上被定位。从动同步轮C5193套装在轴承C5191夕卜，并与轴承C5191固接。下转盘5192与从动同步轮C5193固接，并位于从动同步轮C5193上端。主动同步轮C5194固接在步进电机C5195的机轴上。步进电机C5195固定安装在下底座516上。同步带C5196绕设在主动同步轮C5194与从动同步轮C5193之间。
[0038]包裹接收器为包裹收集箱52，包裹收集箱52为上端开口的箱体，其内壁上端设有与主控计算机I电连接或通信方式连接的包裹超高感应器(图中未示出)。包裹收集箱52活动安装下转盘5192上。
[0039]优选，下转盘5192上设有供包裹收集箱52滑动的滑轨，包裹收集箱52安装在转盘5192上并可沿滑轨滑动。
[0040]优选，包裹收集箱52的截面呈扇形，四个包裹收集箱环绕竖直外转轴512成一圈布置。每个包裹收集箱占90°圆心角。
[0041]优选，包裹收集箱52底部设有缓冲垫(图中未示出)。
[0042]优选，水平扫盘514两条扫臂5141之间的夹角为60°-120°，优选90°。
[0043]优选，包裹感应器43为红外线传感器或光敏对射传感器。
[0044]简述实施例1的分拣方法:
输送带31行进的方向上可根据需要布置多个包裹推送装置，每个包裹推送装置有一个对应的转塔分拣装置。每个包裹收集箱52和包裹推送装置分别设有编号，所述编号不重复且存储在主控计算机中。
[0045]水平扫盘514设定有一个初始位置，在该初始位置的状态下，水平扫盘514两条扫臂5141之间的工位正对推送手41。水平上转盘513也设定有一个初始位置，该初始位置的状态下，水平上转盘513的包裹下落口 5131与水平扫盘514初始位置状态下两条扫臂5141之间的工位错开。
[0046]步骤I:操作人员通过包裹信息录入装置扫描包裹的条形码，扫描信息实时传递给主控计算机I，主控计算机I获取扫描信息中的目的地信息，然后规划出包裹的分拣路线；
本步骤中，包裹信息录入装置2为巴枪，巴枪与主控计算机I电连接以实现数据传输。
[0047]步骤2:将包裹放在输送带31的前端，包裹随着输送带31移动，当包裹感应器43检测到包裹后，传递信号给主控计算机I，主控计算机I接收来自包裹感应器43的信号后，控制电动缸421使推送手41伸出，将包裹推入转塔分拣装置的水平上转盘513上，包裹同时位于水平扫盘514的两条扫臂5141之间；
本步骤开始前，推送手41处于缩回状态，水平扫盘514和水平上转盘513处在初始位置；本步骤中的包裹感应器43、电动缸421及推送手41属于同一个包裹推送装置，该包裹推送装置为分拣路线中对应的包裹推送装置。
[0048]步骤3:包裹进入水平上转盘后，主控计算机同时进行两项操作:
第一项，控制电动缸产生动作，使推送手缩回；
第二项，启动并控制步进电机B518的机轴转动，步进电机B518带动水平上转盘513转动，水平上转盘513上的包裹下落口 5131转动至正对分拣路线中的包裹收集箱52。
[0049]步骤4:主控计算机I启动并控制步进电机A517的机轴转动，使处在初始位置的水平扫盘514旋转一圈，再次回到初始位置;包裹被水平扫盘514扫动，通过水平上转盘513上的包裹下落口 5131落入分拣路线中对应的包裹收集箱52内，分拣结束。
[0050]步骤5:包裹进入包裹收集箱52后，主控计算机I控制步进电机B518的机轴转动，步进电机B518带动水平上转盘513转动回到初始位置。
[0051]步骤6:若包裹收集箱52装满包裹，则包裹超高感应器检测到信号并传递信号给主控计算机I，主控计算机I接收信号后同时进行两项操作:
第一项，输出提示信息至显示屏(图中未示出)，以提醒操作人员处理；
第二项，启动并控制步进电机C5195，步进电机C5195带动下转盘5192转动，下转盘5192带动包裹收集箱52转动，进而将装满包裹的包裹收集箱52转动至外罩515的包裹出口 5152处，经过一段时间(这段时间供操作人员取出包裹超高的包裹收集箱并装入空的包裹收集箱)延时后，主控计算机I再控制步进电机C5195的机轴转动，使下转盘5192转回到初始位置。
[0052]实施例2:
如图7、8所示，本实施例与实施例1相比，区别仅在于:
包裹接收器由二级分拣器53和多个包裹收集箱52组成。二级分拣器53的外罩的顶部设有一个包裹进口，二级分拣器53的外罩的下端设有多个包裹出口。包裹收集箱52为上端开口的箱体，其设在二级分拣器53的外罩内并正对包裹出口，其内壁上端设有与主控计算机I电连接或通信方式连接的包裹超高感应器。包裹收集箱52的截面呈扇形，四个包裹收集箱环绕二级竖直外转轴532成一圈。每个包裹收集箱占90°圆心角。
[0053]本实施例中，二级分拣器53的结构与分拣器51的结构相同，且本实施例中的分拣器51不包括转盘机构，而二级分拣器53包括有转盘机构。二级分拣器53与分拣器51共用一个下底座517。
【主权项】
1.立体转塔快递分拣系统，其特征是:包括主控计算机(1)、包裹信息录入装置(2)、输送带装置、包裹推送装置及转塔分拣装置； 包裹信息录入装置(2)与主控计算机(I)电连接或通信方式连接； 输送带装置包括输送带(31)及驱动输送带运转的驱动机构A; 包裹推送装置包括推送手(41)、包裹感应器(43)及驱动推送手运动的驱动机构B;推送手(41)位于输送带(31)上方;驱动机构B与主控计算机(I)电连接;包裹感应器(43)与主控计算机(I)电连接或通信方式连接； 转塔分拣装置包括分拣器(51)和多个包裹接收器;分拣器(51)包括竖直内转轴(511)、竖直外转轴(512)、水平扫盘(514)、水平上转盘(513)、下底座(516)、外罩(515)、步进电机A(517)及步进电机B(518);竖直外转轴(512)呈套筒形，其活动套装在竖直内转轴(511)外，并在轴向上被定位;竖直内转轴(511)上下两端分别活动安装在外罩(515)和下底座(516)上，并在轴向上被定位；水平上转盘(513)与竖直外转轴(512)固接并位于下底座(516)上端，其上设有一个包裹下落口(5131);水平扫盘(514)与竖直内转轴(511)固接并位于水平上转盘(513)的上端，其上设有至少两条扫臂(5141)，相邻的两条扫臂(5141)之间形成容纳包裹的工位;外罩(515)直接或间接与下底座(516)固接，其将水平扫盘(514)和水平上转盘(513)笼罩在内，其上端设有包裹进口(5151)，其下端设有包裹出口(5152);步进电机A(517)直接或间接固定安装在下底座(516)上并与竖直内转轴(511)关联以驱动竖直内转轴(511)转动;步进电机B(518)直接或间接固定安装在下底座(516)上并与竖直外转轴(512)关联以驱动竖直外转轴(512)转动;步进电机A( 517)和步进电机B (518)分别与主控计算机(I)电连接； 包裹接收器位于水平上转盘(513)的下端，多个包裹接收器环绕竖直外转轴(512)成一圈布置。2.如权利要求1所述的立体转塔快递分拣系统，其特征是:包裹接收器为包裹收集箱(52),包裹收集箱(52)为上端开口的箱体;其内壁上端设有与主控计算机(I)电连接或通信方式连接的包裹超高感应器。3.如权利要求2所述的立体转塔快递分拣系统，其特征是:分拣器(51)还包括位于下底座(516)上端并位于水平上转盘(513)下端的转盘机构;转盘机构包括轴承C(5191)、下转盘(5192)、从动同步轮C(5193)、主动同步轮C(5194)、步进电机C(5195)及同步带C(5196);轴承C(5191)套装在竖直外转轴(512)上并在轴向上被定位;从动同步轮C(5193)套装在轴承C(5191)外，并与轴承C(5191)固接;下转盘(5192)与从动同步轮C(5193)固接，并位于从动同步轮C(5193)上端；主动同步轮C(5194)固接在步进电机C(5195)的机轴上；步进电机C(5195)固定安装在下底座(516)上；同步带C(5196)绕设在主动同步轮C(5194)与从动同步轮C(5193)之间；包裹收集箱(52)活动安装下转盘(5192)上。4.如权利要求3所述的立体转塔快递分拣系统，其特征是:下转盘(5192)上设有供包裹收集箱(52)滑动的滑轨，包裹收集箱(52)安装在转盘(5192)上并可沿滑轨滑动。5.如如权利要求1所述的立体转塔快递分拣系统，其特征是:包裹接收器包括二级分拣器(53)和多个包裹收集箱(52); 二级分拣器(53)的外罩的顶部设有一个包裹进口，二级分拣器(53)的外罩的下端设有多个包裹出口； 包裹收集箱(52)为上端开口的箱体；其设在二级分拣器(53)的外罩内并正对包裹出口，其内壁上端设有与主控计算机(I)电连接或通信方式连接的包裹超高感应器。6.如权利要求1- 5所述的立体转塔快递分拣系统，其特征是:驱动机构B包括电动缸(421)和联轴器B(422);推送手(41)通过联轴器B(422)连接在电动缸(421)的活塞杆上；电动缸(421)与主控计算机(I)电连接。7.如权利要求6所述的立体转塔快递分拣系统，其特征是:驱动机构A包括主皮带轮(321)、主皮带轮轴(322)、定位架(323)、从皮带轮轴(324)、电机A(325)、联轴器A(326)及从皮带轮(327);主皮带轮(321)固接在主皮带轮轴(322)上，主皮带轮轴(322)和从皮带轮轴(324)两端均安装在定位架(323)的两侧壁上，电机A(325)的机轴通过联轴器A(326)与主皮带轮轴(322)的端头连接，电机A( 325)固定安装在定位架(323)上;输送带(31)绕设在主皮带轮(321)和从皮带轮(327)之间。8.如权利要求6所述的立体转塔快递分拣系统，其特征是:步进电机A(517)固定安装在下底座(516)上并通过同步轮副或齿轮副或链轮副带动竖直内转轴(511)转动;步进电机B(518)固定安装在下底座(516)上并通过同步轮副或齿轮副或链轮副带动竖直外转轴(512)转动。9.如权利要求7所述的立体转塔快递分拣系统，其特征是:步进电机A(517)固定安装在下底座(516)上并通过同步轮副或齿轮副或链轮副带动竖直内转轴(511)转动;步进电机B(518)固定安装在下底座(516)上并通过同步轮副或齿轮副或链轮副带动竖直外转轴(512)转动。10.如权利要求7- 9中任一项所述的立体转塔快递分拣系统，其特征是:包裹感应器(43)为光敏对射传感器或红外线传感器或摄像头。
【文档编号】B07C3/08GK106076856SQ201610417812
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月13日 公开号201610417812.5, CN 106076856 A, CN 106076856A, CN 201610417812, CN-A-106076856, CN106076856 A, CN106076856A, CN201610417812, CN201610417812.5
【发明人】胡良斌, 高丽娟, 彭聪, 邓健, 王浩然
【申请人】南华大学