一种全向智能快速分拣单元及分流台的制作方法

本发明属于物流企业的包裹分流技术领域，尤其是涉及一种全向智能快速分拣单元及分流台。

背景技术：

货物包裹传输线已是一般货物集散中心的标配设备，快速分流台是其中的关键设备之一。实现货物包裹分选自动化，第一是对采集到的物流运输信息的综合利用，第二是传输中执行自动快速分流，按智能优化的规划，使特定货物包裹到达指定汇集口。

现有的输送线货物包裹分流，主要可以归为几类：(1)横向配置在输送流水线上皮带移动台，在有包裹需要脱离流水线分流时，皮带转动台启动工作并分出包裹。(2)流水线底架上分区配置可控抬升辊筒组，在辊筒上配置带有小滚轮的传送带，一旦滚轮传送带下部的辊筒组抬起，小滚轮将依靠辊筒贴合面形成侧向滚动力，带动包裹分流。(3)由独立驱动的滚轮组平台，在特定区域滚轮统一转向后，带动包裹分流。其中(1)(2)类一般与传输线整体组合设计实现其分流功能，灵活性较差，(3)类一般为独立的分流台产品，从流水线整合看灵活性较好。但是，在当前全国巨大的货物集散、运输市场背景下，物流装备的自动化、智能化、模块化、高效率、高可靠性有着极大的应用需求，（3）类产品虽然能实现模块化、自动化，但是该类产品需要通过转动来实现分流的工作原理决定了此类产品本身的效率上限；并且此类产品在分流中需要不停的转动，这本身也对产品的可靠性带来了巨大的挑战。

技术实现要素：

本发明的目的就是在自动化、智能化、模块化的前提下，设计一种具有更高效率、更好的可靠性的分流装置。

为了实现上述发明目的，本发明提供的技术方案是：一种全向智能快速分拣单元，包括机架，机架上设有输送机构、驱动系统，其特征在于，输送机构由横向设置的全向轮单元和纵向设置的全向轮单元均匀排布组成，所述全向轮单元由至少一个全向轮组成，所述全向轮包括轮毂以及布置在轮毂上的多个从动轮，所述从动轮的径向方向与轮毂外圆周的切线方向垂直；所述横向设置的全向轮与纵向设置的全向轮的滚轮面在同一平面上，所述驱动系统包括用于驱动横向设置的全向轮转动的横向驱动系统和用于驱动纵向设置的全向轮转动的纵向驱动系统。

进一步地，所述全向轮单元由两个同向设置的全向轮固定在一起组成，所述两全向轮径错开一定距离。

进一步地，所述纵向驱动电机与纵向连杆相连；所述纵向连杆上固接有一列纵向设置的全向轮，所述纵向设置的全向轮能以纵向连杆为轴转动；所述横向驱动电机与横向连杆相连，所述横向连杆上固接有一列横向设置的全向轮，所述横向设置的全向轮能以横向连杆为轴转动。

进一步地，所述输送机构包括三列纵向设置的全向轮以及五列横向设置的全向轮，所述纵向连杆布置在横向连杆下方，所述横向连杆从各列纵向设置的全向轮的间隙处穿过，所述纵向连杆从各列横向设置的全向轮的间隙处穿过。

优选地，所述纵向设置的全向轮均匀分布在纵向连杆上，所述横向设置的全向轮均匀分布在横向连杆上，纵向连杆上各相邻的两纵向设置的全向轮的间隙处均布置有一根横向连杆。

进一步地，所述一种全向智能快速分拣单元，还包括mcu电控板，所述mcu电控板针对每个驱动电机配置独立的驱动和调速控制通道,通过mcu电控板控制驱动电机转速，完成事先规划的包裹行进路线，达到快速分流的效果。

进一步地，所述mcu电控板上接有电流检测通道，mcu电控板可以针对每个驱动电机的工作电流进行实时检测分析，以区分空载、负载状态，为分流或移送控制提供数值依据。

本发明还公开了一种包裹快速分流台，以单个所述全向智能快速分拣单元为一个模块，多个模块可自由组合成符合自身要求的快速分流台；所述包裹快速分流台配置电控模块，所述电控模块包括配置于每个包裹快速分流台上的mcu电控板以及控制主机；所述mcu电控板与对应包裹快速分流装置上的驱动电机相连，以控制包裹快速分流装置上全向轮的转动；所述mcu电控板带有通讯接口，控制主机通过通讯接口将控制命令传入mcu电控板中，进而控制包裹快速分流台上各包裹快速分流装置的协同动作，实现箱包的快速分流、整理。

相比于现有技术，本发明的显著特点是利用全向轮代替普通滚轮推动货物的行进与转向。由于全向轮的轮毂外缘上布置有多个从动轮，且从动轮的径向方向与轮毂外圆周的切线方向垂直。故而纵向设置的全向轮与横向设置的全向轮同时运行时，不会相互干扰，当纵横两向的全向轮同时作用于箱包物体时，物体受到纵向设置的全向轮的推动，纵向前进，同时横向设置的全向轮轮毂上的从动轮恰好辅助箱包物体低阻通过横向设置的全向轮，同理当物体受到横向设置的全向轮的推动，横向前进时，纵向设置的全向轮轮毂上的从动轮恰好辅助箱包物体低阻通过纵向设置的全向轮。从而保证了箱包物体在所述包裹快速分流装置任何方向自由移动且不受过大的阻力。

纵向设置的全向轮与横向设置的全向轮成井字形交错分布，使货物能同时受到纵横两向的驱动力，通过纵向驱动电机与横向驱动电机可以任意调节作用于货物上的纵横两向的力的大小，进而可以得到任意方向的合力。从而保证了货物在最终的合力矢量的方向上能自由地移动。无需改变机轮自身的方向，即可实现箱包的转向分流或按既定传输轨迹移动。

当货物需要横向或纵向移动时，只需开启控制该方向的电机，无需多电机配合，这样的操控方式能有效的节省时间，提高运输效率。

综上所述，本发明的有益效果是：无需机轮转向即可实现货物全方向上的自由移动，能有效的提高设备的工作效率和工作可靠性。

附图说明

图1是包裹快速分流装置的立体结构示意图;

图2是包裹快速分流装置中区域g的局部放大图;

图3是包裹快速分流装置的俯视结构示意图;

图4是包裹快速分流装置的立体结构示意图;

图5是包裹快速分流装置中区域h的局部放大图;

图6是包裹分流装置中控制系统流程图;

图7是由包裹分流装置组成的包裹分流台工作流程示意图;

图8是由包裹分流装置组成的包裹分流台码垛工作流程图；

图9是由包裹分流装置组成的包裹分流台码垛的另一种工作流程图。

标注：1.机架、201.纵向驱动电机、202.横向驱动电机、203.纵向连杆、204.横向连杆、3.纵向设置的全向轮单元、301.纵向设置的全向轮轮毂、302.纵向设置的全向轮的从动轮、303.纵向设置的全向轮、4.横向设置的全向轮单元、401.横向设置的全向轮轮毂、402.横向设置的全向轮的从动轮、403.横向设置的全向轮。

具体实施方式

参见图1—5，一种全向智能快速分拣单元由机架1、纵向驱动电机201、横向驱动电机202、纵向连杆203、横向连杆204、纵向设置的全向轮单元3、横向设置的全向轮单元4组成。

所述纵向设置的全向轮303由纵向设置的全向轮轮毂301与布置于纵向设置的全向轮轮毂外缘的纵向设置的全向轮的从动轮302组成，所述纵向设置的全向轮的从动轮302的径向方向与纵向设置的全向轮轮毂301外圆周的切线方向垂直；所述横向设置的全向轮403由横向设置的全向轮轮毂401与布置于横向设置的全向轮轮毂外缘的横向设置的全向轮的从动轮402组成，所述横向设置的全向轮的从动轮402的径向方向与横向设置的全向轮轮毂401外圆周的切线方向垂直。

两个纵向设置的全向轮303固定在一起组成纵向设置的全向轮单元3，两个横向设置的全向轮403固定在一起组成横向全向路单元4。

运输机构由四列纵向设置的全向轮单元3与六列横向设置的全向轮单元4组成，每列纵向设置的全向轮303固接在一纵向连杆203上，每列横向设置的全向轮403固接在一横向连杆204上，每列纵向设置的全向轮由六个纵向设置的全向轮单元3组成，各纵向设置的全向轮单元3在纵向连杆203上均匀分布，每列横向设置的全向轮由八个横向设置的全向轮单元4组成，各横向设置的全向轮单元4在横向连杆204上均匀分布；四个纵向连杆203与六个横向连杆204成井字形排布，横向连杆204从各纵向设置的全向轮203的间隙上方穿过。围绕在纵向连杆203与横向连杆204的交叉处的两个纵向设置的全向轮单元3与两个横向设置的全向轮单元4可以围成一个四边形。

纵向驱动电机201与各纵向连杆203相连，纵向电机201驱动纵向连杆203转动，纵向连杆203带动纵向设置的全向轮单元3转动；横向驱动电机202与各横向连杆204相连，横向电机202驱动横向连杆204转动，横向连杆204带动横向设置的全向轮单元4转动。

在机架1上，纵向设置的全向轮单元3与横向设置的全向轮单元4成“t”形交错分布，当货物在纵向设置的全向轮单元3的作用下横向移动时，横向设置的全向轮轮毂外缘的从动轮402刚好可以辅助货物横向通过横向设置的全向轮。故而纵向设置的全向轮单元3与横向设置的全向轮单元4同时转动，不会彼此干扰，货物可以在运输机构上自由移动。

参见图6，一种全向智能快速分拣单元，还包括mcu电控板，所述mcu电控板针对横向驱动电机配置独立的驱动和调速控制通道1,通过mcu电控板可以控制横向驱动电机的转速；所述mcu电控板针对纵向驱动电机配置独立的驱动和调速控制通道2,通过mcu电控板可以控制纵向驱动电机的转速。mcu电控板通过协同控制纵向驱动电机与横向驱动电机，即可让包裹按照既定路线行进，达到快速分流的效果。

同时，所述mcu电控板上接有与横向驱动电机202相连的电流检测通道1、与纵向驱动电机201相连的电流检测通道2，mcu电控板可以针对各驱动电机的工作电流进行实时检测分析，以区分空载、负载状态，为分流或移送控制提供数值依据。

mcu电控板上设有通讯接口，用于连接控制主机，控制主机可以同时与多个包裹快速分流装置的mcu电控板进行数据连接，便于多个包裹快速分流装置协同工作。

参见图7，六个横置的包裹快速分流装置依次排成两条直线，共同拼接成一个包裹快速分流台，包裹快速分流台的工作区包括区域a、区域b、区域c、区域d、区域e、区域f以及与区域a对应的分流口4、区域d对应分流口1；与区域b对应的分流口5、与区域e对应的分流口2；与区域c对应的分流口6、与区域f对应的分流口3。所述区域a、区域b、区域c、区域d、区域e、区域f分别由对应的包裹快速分流装置的输送机构提供。

假设货物a需要分流入分流口5、货物b需要分流入分流口1、货物c需要分流入分流口3、货物d需要分流入分流口2，货物e需要分流入分流口4、货物f需要分流入分流口6。货物a、货物b、货物c、货物d、货物e、货物f依次进入包裹快速分流台的工作区，货物进入包裹快速分流台的工作区前，会进行拉距排序，保证各包裹间的距离刚好满足一件货物传送出区域a，另一间货物刚好进入区域a。

货物a、货物b、货物c、货物d、货物e、货物f的分流工作过程如下：

step1.包裹快速分流台上的各纵向设置的全向轮转动，货物a进入区域a。

step2.当货物a传送出区域a,进入区域b时，区域b的横向设置的全向轮开始逆时针转动，各纵向设置的全向轮带动货物a向左偏移，直到货物a进入分流口5。

step3.当货物a传送出区域a时，货物b刚好进入区域a与区域d，此时，区域a与区域b中的横向设置的全向轮开始顺势针转动，带动货物b向右侧移动，进入分流口１。

step4.货物c进去区域a与区域d，工作区内的各纵向设置的全向轮工作，带动货物c依次经过区域a、区域d、区域b、区域e，当货物c进入区域c与区域f时，区域c与区域f内的横向设置的全向轮开始顺势针转动，带动货物c向右侧移动，货物c被分流入分流口3。

step5.当货物c输送出区域a与区域d时，货物d开始进入区域a，区域a的纵向设置的全向轮继续转动，推动货物d进入区域b，当货物进入区域b时，区域b与区域e的横向设置的全向轮顺时针转动，推动货物向右侧移动，进入分流口2。

step6.当货物c进入区域c与区域f时，同时货物d进入区域b，此时货物e进入区域a与区域d，区域a与区域d中的横向设置的全向轮开始逆时针转动，推动货物向左侧移动，进入分流口4。

step7.货物f进入区域a与区域d，工作区内各纵向设置的全向轮工作，带动货物f一次经过区域a、区域d、区域b、区域e，当货物f进入区域c与区域f时，区域c内的横向设置的全向轮开始逆时针抓到弄，带动货物向左侧移动，货物f被分流入分流口6.

可见，在货物分流过程中，完全不需要输送机构转向，在包裹横向或纵向移动时，只需开启控制该方向的驱动电机，无需多电机配合，即能实现货物分流，故而可以节省时间，提高运输效率。

本设计还可以根据货物的形状大小，实现货物精准分流，达到预定位置。

参见图8，四个横置的包裹快速分流装置共同拼接成一个长方形的码垛预整理区，所述码垛预整理区包括区域a、区域b、区域c、区域d，所述区域a、区域b、区域c、区域d分别由对应的包裹快速分流装置的输送机构提供。

货物a、货物b、货物c的码垛预整理工作过程如下：

step1.货物a进入码垛预整理区，区域a与区域b的纵全向轮转动，货物a由下向上移动。

step2.当货物a移动至区域b的上边沿时，区域b的纵向设置的全向轮停止转动，区域b与区域c的横向设置的全向轮开始逆时针转动，带动货物a移动至码垛区的左上角。

step3.货物b进入码垛预整理区，区域a与区域b的纵向设置的全向轮转动，货物b由下向上移动。

step4.当货物ｂ移动至水平位置l时，区域b的纵向设置的全向轮停止转动，区域b与区域c的横向设置的全向轮开始逆时针转动，带动货物b移动至预定区域。

step5.货物c进入码垛区，区域a与区域b的纵向设置的全向轮转动，货物c由下向上移动。

step6.当货物c移动至水平位置l1时，区域b的纵向设置的全向轮停止转动，区域b与区域c的横向设置的全向轮开始逆时针转动，带动货物c移动至预定区域,货物a、货物b、货物c完成码垛预整理。

参见图9，四个横置的包裹快速分流装置共同拼接成一个长方形的码垛预整理区，所述码垛预整理区包括区域a、区域b、区域c、区域d，所述区域a、区域b、区域c、区域d分别由对应的包裹快速分流装置的输送机构提供。

货物a、货物b、货物c的码垛预整理工作过程如下：

step1.货物a进入码垛预整理区，区域a与区域d的横全向轮转动，货物a由右向左移动。

step2.当货物a移动至区域d的左边沿时，区域d的横向设置的全向轮停止转动，区域d与区域c的纵向设置的全向轮开始转动，带动货物a移动至码垛预整理区的左上角。

step3.货物b进入码垛预整理区，区域a与区域d的横向设置的全向轮转动，货物b由右向左移动。

step4.当货物ｂ移动至水平位置l2时，区域d的横向设置的全向轮停止转动，区域d与区域c的纵向设置的全向轮开始转动，带动货物b移动至预定区域。

step5.货物c进入码垛预整理区，区域a与区域d的横向设置的全向轮转动，货物c由右向左移动。

step6.当货物c移动至水平位置l3时，区域d的纵向设置的全向轮停止转动，区域d与区域c的纵向设置的全向轮开始转动，带动货物c移动至预定区域,货物a、货物b、货物c完成码垛预整理。