用于快件分拣的上件装置的制作方法

本发明涉及物流分拣技术领域，尤其涉及一种用于快件分拣的上件装置。

背景技术：

目前，物流行业已经达到了井喷发展期，各个物流公司每天都要应对大量的包裹，不同物流公司之间的竞争也日益加剧，因此时效性、准确性是快递公司和广大客户追求的目标。这其中，物流分拣的速度成为各大物流公司提高时效性的最主要制约因素。

国内物流行业的巨头顺丰、京东、邮政的区域分拣中心建设了规模不一的分拣线，大都采用半自动化分拣系统，也就是分拣设备+人工的形式，分拣设备主要是负责将快件分类投入到各个分拣口中，工作人员将快件交给分拣设备之前需要对快件进行扫码、称重、测量体积等工序，工作效率很低，因此本发明设计了一种用于快件分拣的上件装置，能够自动完成快件的扫描、称重、测量体积等工作，最终将快件自动转移到分拣设备上。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：本发明提供了一种用于快件分拣的上件装置来自动完成快件的扫描、称重、测量体积等工作，最终将快件自动转移到分拣设备上。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于快件分拣的上件装置，包括：

称重单元，具有称面；

输送单元，所述输送单元承压在所述称面上并且具有输送面；

扫码单元，用于采集所述输送面上的快件的识别码；

体积测量单元，用于测量所述上件装置上的快件的体积。

作为优选，还包括位于所述输送面的末端的加速上件单元，用于加快从所述输送面末端传递过来的快件的移动速度。

作为优选，所述输送单元包括主动辊筒、从动辊筒、输送带和第一驱动电机，所述输送带环绕主动辊筒和从动辊筒并被它们张紧，所述第一驱动电机与主动辊筒连接并驱动其转动，所述输送带位于所述主动辊筒的中轴上方的外侧水平表面为所述输送面。

作为优选，第一驱动电机内置于所述主动辊筒中。

作为优选，所述加速上件单元包括第三辊筒和第二驱动电机，所述第三辊筒位于所述输送面的末端并且它的中轴与所述主动辊筒以及从动辊筒的中轴平行，所述第二驱动电机内置于所述第三辊筒中，所述第二驱动电机与所述第三辊筒连接并驱动其转动。

作为优选，所述体积测量单元包括长度检测发光器、长度检测受光器、宽度检测发光器、宽度检测受光器、高度检测发光器和高度检测受光器；

所述长度检测发光器和长度检测受光器相对设置在所述输送面的两侧，所述长度检测发光器射出的所有光线垂直于所述输送面的输送方向并且它们形成的光幕平行于所述输送面；

所述输送面的末端与第三辊筒之间存在间隙，所述宽度检测发光器和宽度检测受光器相对设置在所述间隙的上方和下方，所述长度检测发光器射出的所有光线垂直于所述输送面并且它们形成的光幕垂直于所述输送方向；

所述高度检测发光器和高度检测受光器相对设置在所述间隙的两侧，所述高度检测发光器射出的所有光线平行于所述输送面并且它们形成的光幕垂直于所述输送方向。

作为优选，所述扫码单元为影像拍摄装置，所述影像拍摄装置的镜头位于所述输送面的上方并且所述镜头朝着所述输送面。

作为优选，还包括二个支撑横梁，所述主动辊筒的两端、从动辊筒的两端和第三辊筒的两端均伸出有分别与二个所述支撑横梁固定连接的轴端，所述长度检测发光器和长度检测受光器分别固定在二个所述支撑横梁上。

作为优选，还包括底座、l形支架和u形支架，所述称重单元放置在所述底座的台面上，每个所述支撑横梁的底部固定有支腿，所述支腿的底端承压在所述称面上；所述l形支架的长臂垂直固定在所述台面上，所述l形支架的短臂的一端与长臂的上端连接，另外一端位于所述输送面的上方并与所述镜头固定连接；所述u形支架的二个竖杆分别位于所述间隙的两侧并且垂直固定在所述台面上，所述u形支架的横杆连接在所述二个竖杆之间，所述高度检测发光器和高度检测受光器分别固定在二个所述竖杆上，所述宽度检测发光器固定在所述横杆上，所述宽度检测收光器与支腿固定连接。

本发明的有益效果是，这种用于快件分拣的上件装置，自动完成快件的扫描、称重、测量体积等工作，最终将快件自动转移到分拣设备上，自动化程度高，提高了分拣效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一种物流分拣系统的俯视图。

图2是一种物流分拣系统的立体结构示意图。

图3是用于快件分拣的上件装置的一个实施例的立体结构示意图。

图4是用于快件分拣的上件装置的一个实施例的立体结构示意图。

图5是一种的物流分拣系统的分拣机器人的立体结构示意图。

图6是一种的物流分拣系统的分拣机器人的立体结构示意图。

图7是一种的物流分拣系统的分拣机器人的局部立体结构示意图。

图8是用于快件分拣的上件装置的另一个实施例的立体结构示意图。

图中：

1、平台，101、分拣口；

2、轨道，201、上件位，202、投递位，203、等待位，204、平板；

3、上件台，301、支撑横梁，302、底座，303、u形支架，304、称重单元，305、输送单元，306、支腿，307、扫码单元，308、l形支架，3010、第二电动辊筒，3031、竖杆，3032、横杆，3051、第一电动辊筒，3052、从动辊筒，3053、第一输送带，3091、长度检测发光器，3092、长度检测受光器，3093、宽度检测发光器，3094、宽度检测受光器，3095、高度检测发光器，3096、高度检测受光器；

4、分拣机器人，401、壳体，402、直线滚轮，403、前导向轮，404、前连接臂，405、底板，406、反射型光电传感器，407、托盘，408、上安装座，409、下安装座，4010、推杆电机，4011、支撑柱，4012、合页；

5、反光板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

结合一种物流分拣系统来具体描述用于快件分拣的上件装置的具体实施方式：

图1和2示出了一种物流分拣系统的俯视图和立体图，包括：

平台1，平台1上铺设有轨道2，轨道2呈封闭环形，轨道2上绕同一方向依次设定有上件位201、若干个投递位202和多个等待位203，此同一方向可以是顺时针，也可以是逆时针，是指分拣机器人在轨道2上的前进方向。上件位201是上件时分拣机器人在轨道2上的位置，投递位202是分拣机器人将快件投递到分拣口101时处于轨道2上的位置，等待位203时分拣机器人等待进入上件位201时处于轨道2上的位置。

上件坐标单元，上件坐标单元对应上件位201；

投递坐标单元，一个投递坐标单元对应一个投递位202；

等待坐标单元，一个等待坐标单元对应一个等待位203；

分拣口101，分拣口101开设在平台1上，一个投递位202对应至少一个分拣口101；

用于快件分拣的上件装置3。

如图3和4所示，是用于快件分拣的上件装置3的一个实施例，包括二个支撑横梁301、底座302和u形支架303，上件装置3还包括：

称重单元304，此实例中，称重单元304为一种可以输出称重结果的电子秤台，例如梅特勒-托利多®公司生产销售的pba430-qa6型秤台，它的上表面为称面，称面之下连接有称重传感器，秤的模拟接口或者数字接口与计算机连接，称重传感器测量的数据输送到计算机中；在其它的一些实例中，可以分别采购称重传感器、称面等部件自己组装一个可以输出称重结果的电子秤台。称重单元304放置在底座302的台面上。

输送单元305，输送单元305具有输送面，输送面的末端在输送方向上朝向上件位201。此实例中，输送单元305包括一个第一电动辊筒3051、三个从动辊筒3052和输送带3053，第一电动辊筒3051包括主动辊筒和内置于主动辊筒内的第一驱动电机，第一驱动电机与主动辊筒连接并在通电之后驱动主动辊筒转动，主动辊筒和三个从动辊筒3052相互平行并且在输送方向上间隔排开，主动辊筒可以位于输送的起始端，也是可以位于输送的末端。输送带3053环绕主动辊筒和从动辊筒3052并被它们张紧，输送带3053位于主动辊筒的中轴上方的外侧水平表面为输送面。主动辊筒的两端分别伸出有一个轴端、从动辊筒3052的两端分别均伸出有一个轴端，主动辊筒的两个轴端分别与二个支撑横梁301固定连接，从动辊筒3052的的两个轴端分别与二个支撑横梁301固定连接，支撑横梁301的底部固定有支腿306，支腿306的底端承压在称面上。

扫码单元307，用于采集输送面上的快件的识别码，此实例中扫码单元307包括影像拍摄设备，例如一台高拍仪或扫描仪，上件装置3还包括l形支架308，l形支架308的长臂垂直固定在台面上，l形支架308的短臂的一端与长臂的上端连接，另外一端位于输送面的上方并与影像拍摄设备的镜头固定连接，影像拍摄设备的镜头朝向输送面。识别码为二位码、条形码或其它能够存储信息的编码图形，识别码设置在快件的外包装上并且快件摆上输送带3053时识别码朝上，影像拍摄设备拍摄识别码的照片。

体积测量单元，用于测量上件装置3上的快件的体积。此实例中，体积测量单元包括长度检测发光器3091、长度检测受光器3092、宽度检测发光器3093、宽度检测受光器3094、高度检测发光器3095和高度检测受光器3096，例如深圳市意普兴科技有限公司制造销售的检测光栅。

长度检测发光器3091和长度检测受光器3092相对设置在输送面的两侧，分别固定在二个支撑横梁301上；长度检测发光器3091射出的所有光线垂直于输送面的输送方向并且它们形成的光幕平行于输送面；

宽度检测发光器3093和宽度检测受光器3094相对设置在输送面的末端的上方和下方，宽度检测发光器3093射出的所有光线垂直于输送面并且它们形成的光幕垂直于输送方向；

高度检测发光器3095和高度检测受光器3096相对设置在输送面的末端的两侧，高度检测发光器3095射出的所有光线平行于输送面并且它们形成的光幕垂直于输送方向。u形支架303的二个竖杆3031分别位于输送面的末端的两侧并且垂直固定在台面上，u形支架303的横杆3032连接在二个竖杆3031的上端之间，高度检测发光器3095和高度检测受光器3096分别固定在二个竖杆3031上，宽度检测发光器3093固定在横杆3032上，宽度检测受光器位于输送面末端的下方并与支腿306固定连接。

如图5~7所示，物流分拣系统还包括分拣机器人4，分拣机器人4包括壳体401、微控制器、投递机构、移动机构、定位机构、通信模块、电源模块和运件面，电源模块包括设置在壳体401内的24v蓄电池和电源转换电路，电源转换电路与24v蓄电池连接，电源转换电路与微控制器连接，输出5v电源供微控制器使用，微控制器的型号为atmega64，移动机构包括二个直线滚轮402、直流电机和直流驱动器，直流电机和直流驱动器固定在壳体401内，直流驱动器分别与24v蓄电池、微控制器以及直流电机连接，一个直线滚轮402作为动力轮与直流电机的输出轴连接，微控制器根据工况控制直流电机转动，带动动力轮滚动，从而使分拣机器人4在平台1上移动。移动机构还包括二个前导向轮403、二个后导向轮、前连接臂404和后连接臂，壳体401的底板405靠近前侧边缘和后侧边缘分别开设有前开口和后开口；前连接臂404与底板405固定连接并且通过前开口与底板405下方的二个前导向轮403连接，二个前导向轮403的轴线垂直于底板405并且镜像对称并且能够绕轴线转动，后连接臂与底板405固定连接并且通过后开口与底板405下方的二个后导向轮连接，二个后导向轮的轴线垂直于底板405并且镜像对称并且能够绕轴线转动，二个前导向轮403的对称面与二个后导向轮的对称面共面并且垂直于直线滚轮402的轴线；轨道2具有垂直于平台1的平板204，平板204被夹在二个前导向轮403之间，还被夹在二个后导向轮之间，当分拣机器人4的直线滚轮402滚动时就可以沿着轨道2移动了。轨道2的结构、移动机构的结构以及轨道2和移动机构的连接方式还可以有其它很多方式，例如在其它的一些实施例中，轨道2具有比直线滚轮402的轴向宽度略宽的凹槽，直线滚轮402放置在凹槽中，直线滚轮402沿着凹槽移动也能达到分拣机器人4沿着轨道2移动的效果。定位机构为反射型光电传感器406，例如欧姆龙制造销售的e3z-r61型传感器，反射型光电传感器406设置在分拣机器人4的外侧面上，24v蓄电池与反射型光电传感器406的供电端连接并为它供电，反射型光电传感器406的信号端与微控制器连接并向其输出信号。上件坐标单元、投递坐标单元和等待坐标单元均为反光板5，例如欧姆龙制造销售的e39-r1s型反光板，反光板5设置在轨道2的外侧。通信模块为wifi通信模块，例如上海顺舟电子科技有限公司制造销售的sz12-01-hpw型wifi通信模块，电源转换电路与wifi通信模块连接并且为其提供5v电源，wifi通信模块的信号接口与微控制器连接。分拣机器人4还包括托盘407，托盘407的上表面为运件面，投递机构包括上安装座408、下安装座409、推杆电机4010、二个支撑柱4011和二个合页4012，推杆电机4010的输出轴通过一个销轴与上安装座408铰接，推杆电机4010的底部通过另一个销轴与下安装座409铰接，上安装座408与托盘407的底面固定连接，推杆电机4010设置在壳体401内并且下安装固定在底板405上，二个合页4012分别固定在二个支撑柱4011的上端，合页4012的一个叶片与支撑柱4011的上端固定连接，另一个叶片与托盘407的底面固定连接，二个支撑柱4011的下端垂直固定在底板405上；托盘407平放时平行于底板405并位于底板405的上方，二个合页4012位于托盘407的同一侧边缘，他们的开合口朝向托盘407的另一侧边缘；推杆电机4010通过一个继电器分别与24v蓄电池和微控制器连接，微控制器与继电器之间还连接有一个包括晶体管的触发电路，触发电路还与电源转换电路的5v输出端连接，微控制器根据工况向触发电路发送信号使晶体管导通，既而使继电器的线圈得电，令24v蓄电池与推杆电机4010导通，推杆电机4010得电后翻转托盘407，使平放的托盘407倾斜，托盘407上的快件就会被投递到分拣口101中。

物流分拣系统还包括plc和主控机，plc通过驱动器与第一驱动电机连接并且控制第一驱动电机的启动、停止、正转和反转。主控机为一台计算机，主控机与plc的输入端连接，根据工况给plc发送信号，指挥plc对第一驱动电机的控制。称重单元304与主控机连接并将采集快件的重量的数据传输到主控机中，体积测量单元包括的受光器和发光器通过光栅控制器分别与220v市电和主控机连接，受光器将采集快件的体积的数据传输到主控机中，扫码单元307与主控机连接并将拍摄的识别码的照片传输到主控机中，主控机的网络接口与路由器连接，而分拣机器人4的wifi通信模块也与路由器连接，从而让主控机和wifi通信模块接入同一局域网中，实现主控机与微控制器之间的通信。

下面简述上述物流分拣系统这一实例的工作原理和分拣流程：

工作人员将快件放置到输送带3053上，快件上的识别码朝上，扫码单元307拍摄识别码并将拍摄的识别码照片传输到主控机中，主控机解析识别码照片，获取存储在识别码中快件将被运送的目的地，主控机在预设的表中查到此目的地对应的投递位202的编号；称重单元304将测得的快件重量的数据传输到主控机中，主控机将此数据与预设的重量阈值进行比较，如果超重则判断此快件异常，无法投递，主控机指挥plc控制第一驱动电机反转，将快件退回，或者通过声光报警装置发出报警信号，提醒工作人员将快件从上件装置3上取走；长度检测发光器3091和长度检测受光器3092将测得的快件长度的数据传输到主控机中，主控机将此数据与预设的长度阈值进行比较，如果超长则判断此快件异常，则利用与超重时一样的手段对快件进行处理，如果快件既不超重，也不超长，在重量和长度上符合投递要求，主控机指挥plc控制第一驱动电机正转，快件经过宽度检测光栅和高度检测光栅时，主控机得到快件的宽度数据和高度数据，主控机判断快件是否超宽和超高。此时上件位201上会有一个分拣机器人4等待，如果之前主控机判断快件超宽和/或超高，则指挥分拣机器人4在上件位201等待，并通过声光报警装置发出报警信号，提醒工作人员将快件从分拣机器人4上取走；如果快件长宽高和体重均无异常，中控机将快件对应的投递位202的编号发送给分拣机器人4，分拣机器人4根据编号前往投递位202，并在投递位202启动投递机构将快件投入分拣口101中。

如图8所示，是上件装置3的另一个实施例，它还包括加速上件单元，加速上件单元包括一个第二电动辊筒3010，此第二电动辊筒3010包括第三辊筒和第二驱动电机，第三辊筒位于输送面的末端并且它的中轴与主动辊筒的中轴平行，第二驱动电机内置于第三辊筒中并驱动第三辊筒转动；第三辊筒的两端伸出的两个轴端分别与二个支撑横梁301固定连接，输送面的末端与第三辊筒之间存在间隙，u形支架303的二个竖杆3031分别位于间隙的两侧，宽度检测受光器位间隙的下方。plc通过一个驱动器与第二驱动电机连接并且控制第一驱动电机的启动、停止和加速转动。由于第一驱动电机不仅要带动主动辊筒转动，还要带动几个从动辊筒3052和输送带运动，如果要让输送带3053以较快的速度运动必然产生更高的能耗，因此第一驱动电机的转速不宜过高，这造成输送带3053在快件脱离输送面时给予快件的初速度是有限的，当受到场地的约束时，上件位201与输送面的末端的距离可能较大，快件的初速度将不足以让快件上到运件面上，这时候单独运转的并且转速大于主动辊筒的第三辊筒在消耗较低的能量的情况下，给予快件更大的初速度，足以保证快件能够成功上到运件面上。而对于第二驱动电机可进行更灵活的控制，例如，在主控机得到快件的宽度数据或者高度数据前第二驱动电机都以较低的速度转动甚至是停转，而当主控机得到快件的宽度数据或者高度数据时，第二驱动电机立即提速，这可以进一步的降低为快件提高更快初速度的能耗。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。