CN110831875B - 卸垛式输送机 - Google Patents

Abstract

一种卸垛式输送机，其具有输送带，所述输送带具有推动器，所述推动器选择性地将堆垛的包裹横向于输送方向推向输送机的一侧而抵靠竖直壁(在该壁的底部和输送带之间具有间隙)，以阻挡堆垛的顶部包裹并且允许底部包裹穿过该间隙并且离开输送带的该侧到达回收仓。在另一种版本中，卸垛式输送机使用力施加器抵靠堆垛的顶部施加向下的力以保持顶部包裹，同时推动器将底部包裹从顶部包裹下方滑动。

Description

卸垛式输送机

技术领域

本发明总体上涉及动力驱动的输送机，并且具体地涉及具有阻挡壁的转向带式输送机，用于将堆垛的包裹进行卸垛。

背景技术

分离输送机将大量供应的包裹分成单行隔开的包裹，以便包裹可以分别处理。但是许多分离器无法将堆垛起来的包裹分开。

发明内容

体现本发明特征的一种版本的卸垛式输送机包括：输送机框架，其在长度上从上游端延伸至下游端，并且在两个相对侧之间横向延伸；以及输送带，其沿着输送机框架的长度在输送方向上前进。输送带具有推动器，该推动器沿横向方向将包裹推向输送机框架的一侧或另一侧。竖直壁具有底部，该底部在输送带上方沿输送方向延伸并且在输送带和竖直壁的底部之间形成间隙。沿着输送机框架的长度布置一系列致动区域，并且致动区域包括致动器，以在推动器前进通过致动区域时选择性地致动推动器。布置在致动区域上游的包裹检测器向致动器发送指示包裹堆垛经过的检测器信号，以依次致动致动区域，当推动器前进通过被致动的致动区域时，这些致动区域将致动推动器，以当堆垛沿着输送方向前进时沿横向方向推动堆垛抵靠竖直壁。以此方式，当推动器将底部包裹在竖直壁下方推动穿过间隙时，堆垛的顶部包裹受到竖直壁的约束，以随着顶部包裹和底部包裹沿着输送方向前进时将它们分开。

卸垛式输送机的另一种版本包括：输送机框架，其在长度上从上游端延伸至下游端，并且在两个相对侧之间横向延伸；以及输送带，其沿着输送机框架的长度沿输送方向前进，并且具有推动器，所述推动器沿横向方向将包裹推向输送机框架的一侧或另一侧。竖直壁具有在输送带上方沿输送方向延伸的可提升段。壁致动器联接至可提升段，以将所述可提升段升高至升高位置，从而在输送带和可提升段的底部之间形成间隙，并且将所述可提升段降低至降低位置，以关闭间隙，足以防止包裹穿过间隙。布置在可提升段上游的包裹检测器将指示包裹堆垛经过的检测器信号发送至壁致动器，以将可提升段升高到升高位置，使得当推动器将底部包裹在竖直壁下方推动通过间隙时，堆垛的顶部包裹受到竖直壁的约束，以使顶部包裹和底部包裹沿输送方向前进时将顶部包裹和底部包裹分开。

附图说明

图1是体现本发明特征的一种版本的卸垛式输送机的俯视图。

图2是如图1中的具有倾斜辊的卸垛式输送机的俯视图。

图3是如图1或图2中的卸垛式输送机的俯视图，示出了卸垛顺序。

图4A和图4B是如图3中的卸垛式输送机的俯视图和侧视图，其具有静态的阻挡壁且包裹堆垛经过包裹检测器。

图5A和图5B是如图4A和图4B中的俯视图和侧视图，示出了将堆垛的底部包裹转移到回收仓。

图6A和图6B是如图3中的卸垛式输送机的俯视图和侧视图，具有可提升壁段且包裹堆垛经过包裹检测器。

图7A和图7B是如图6A和图6B中的俯视图和侧视图，示出了对堆垛的包裹进行卸垛的顺序。

图8A和图8B是如图7A和图7B中卸垛之后的俯视图和侧视图。

图9是如图3中的具有垂直的包裹检测器阵列的卸垛式输送机的侧视图。

图10A-10E是如图3中的具有一系列可提升壁段和垂直的包裹检测器阵列的卸垛式输送机的侧视图，示出了卸垛的顺序。

图11是如图10A-10E中的卸垛式输送机的侧视图，在可提升的壁段上带有附加的包裹检测器。

图12A和图12B是如图3中的卸垛式输送机的俯视图和侧视图，其中在输送机上方具有水平的包裹检测器阵列。

图13A和图13B是如图3中的卸垛式输送机的俯视图和侧视图，其具有用于检测卡在壁下方的包裹的检测器。

图14和图14B是如图13A和图13B中的俯视图和侧视图，示出了回收卡住的包裹的顺序。

图15A和图15B是体现本发明特征的另一版本的卸垛式输送机的俯视图和侧视图，其包括对堆垛中的顶部包裹施加力的力施加器。

图16A和图16B是如图15A和图15B中的俯视图和侧视图，示出了力施加器对堆垛的顶部施加力。

图17A和图17B是如图15A和图15B中的具有垂直的包裹检测器阵列的卸垛式输送机的俯视图和侧视图。

图18是如任何附图中的用于卸垛式输送机的控制系统的示意性框图。

具体实施方式

图1示出了体现本发明特征的一种版本的卸垛式输送机。卸垛式输送机20包括安装在输送机框架24中的输送带22。该框架24在长度上从上游端26延伸到下游端27，并且从第一侧28横向延伸到相对的第二侧29。输送带22围绕驱动轴上的驱动链轮受驱动，该驱动轴由马达30通过下游端27处的齿轮系32以及在上游端26处的链轮34和空转轴来驱动。马达30沿输送方向35驱动输送带。

输送带具有多个辊(由其轴36指示)，该多个辊可致动以围绕其轴沿垂直于输送方向35的横向方向38旋转。所述辊在被致动时用作推动器，该推动器将辊上的包裹推向输送机框架24的第一侧28。辊或推动器由在输送机20的全部或部分长度上的一系列致动区域42中的致动器40致动。对于具有横向辊的输送带20，每个致动区域42将在带的上输送路径下方包括倾斜的致动辊阵列。用于每个区域42的致动器40将该致动辊阵列选择性地升高和降低，使其与横向皮带辊接触或脱离接触，横向皮带辊穿过皮带的厚度伸出经过其底部侧面和顶部侧面。当皮带22沿输送方向35前进时，皮带辊在升高的倾斜致动辊上旋转，以沿横向方向38推动被输送的包裹。所述系列致动区域42被依次致动以在皮带辊通过这些区域时致动皮带辊。在2009年3月24日授予Matthew L.Fourney的美国专利No.7,506,751中公开了一种版本的这种辊式输送带和倾斜辊致动器。该专利的公开内容通过引用结合到本说明书中。

竖直壁44通过壁支撑结构(未示出)悬挂在输送带22上方。壁44从上游壁段46延伸，该上游壁段46从输送机的第一侧28向内倾斜延伸并向下游延伸，以连接至较大的壁段48，该较大的壁段48大体上沿输送方向35延伸到远端49。该较大的壁段48与输送机22的第一侧28至少间隔开足够远，以在壁和输送机的第一侧之间的输送带22上为在该壁下方通过的包裹提供空间。

图2示出了如图1中的卸垛式输送机，但是输送带具有倾斜辊作为推动器。倾斜辊被致动以在轴50上旋转，以沿横向方向52向前且相对于输送方向35倾斜地推动包裹。在这种版本中，致动区域被实现为平坦的支承表面，所述平坦的支承表面由致动器选择性地移动以与倾斜辊接触和脱离接触。或者，致动区域可以包括在平行于输送方向的轴上自由旋转的致动辊，以向倾斜的皮带辊提供滚动支承表面而不是滑动支承表面。在2005年11月29日授予Matthew L.Fourney的美国专利No.6,968,941中公开了一种版本的这种倾斜辊式输送带和纵向辊致动区域。该专利的公开内容通过引用结合到本说明书中。

可以在如图1和图2所示的卸垛式输送机中使用的推动器和致动器的其他示例包括：(a)铁质或导电性辊子，作为由永久磁铁、电磁体或线性定子致动的推动器；(b)蹄铁分类器，作为通过马达或通过在输送路径下方的导轨进行电磁致动的推动器；和(c)交叉皮带，作为使包裹横向地跨过皮带的推动器。

在图3中示出了对一对堆叠的包裹进行卸垛，其描绘了顶部包裹T与底部包裹B的分离。致动区域从上游到下游被依次致动，以随着输送带22在输送方向35上输送包裹时沿横向方向38推动堆垛的包裹。竖直壁44悬置在输送带22上方，跨过一个间隙(未在图3中显示，但将在后面更详细描述)，该间隙的尺寸足够大以允许底部包裹B从其通过，但是足够小，以至于不允许位于底部包裹上的顶部包裹T通过。一旦顶部包裹T接触竖直壁44，输送带中的推动器就推动底部包裹B通过间隙并推向输送机的第一侧28，如由这些包裹的中间位置54所示。在底部包裹B经过壁44中的间隙之后，其继续被推动器沿横向方向38推动，直到其被从所述第一侧28推入到用于人工操纵的回收仓56中或将拒绝的底部包裹返回上游的返回输送机中以使其再次运行通过系统。同时，顶部包裹T与推动器接触，推动器将顶部包裹T抵靠竖直壁44而在适当位置对齐，以在下游进行进一步处理。

如图4A和图4B所示，图3的卸垛式输送机20具有被示为安装在竖直壁44中的包裹检测器58。包裹检测器可以是具有发射器的光电眼，该发射器横向跨过输送带22发射红外光束60。在一种版本的光眼中，光束被反射回到与壁44中的发射器位于同一位置的接收器。在另一种版本中，光束由于包裹堆垛62经过而被挡住导致无法被输送器20的第二侧29上的接收器64接收到。一旦包裹检测器58检测到包裹堆垛，则致动区域被依次致动以致动皮带推动器以将堆垛推向竖直壁44，并且随着堆垛向下游行进而退动。静态壁44的下游部分的底部68下方的间隙66具有间隙宽度G，该间隙宽度G大体上等于输送带22上方的光眼光束60的高度。致动区域依次致动输送带22中的推动器，以当堆垛沿输送方向35被输送到输送带22的顶部上时，将堆垛沿横向方向38推向第一侧28。致动区域的顺序由堆垛经过光眼68的时间、从光眼输出得出的堆叠长度以及输送方向35上的输送带速度确定。最终，底部包裹B穿过间隙66，并且被推动器转移到回收仓56中，如图5A和图5B所示。

图6A和图6B的输送机中的竖直壁70在其下游端处具有可提升段72。如图7B所示，在堆垛到达可提升段72时，壁致动器74将该可提升段升高到升高位置。升高的可提升段72形成让底部包裹B通过的间隙76，而顶部包裹T被该间隙上方的竖直壁70阻挡并且抵靠该竖直壁70而对齐。在堆垛被分离之后，致动器将可提升壁段72降低到图6B所示的降低位置。图7A和图7B示出了底部包裹B穿过间隙76。在穿过间隙76之后，底部包裹B被推动器从输送机的第一侧28转移到回收仓56中。与此同时，被阻挡的顶部包裹T在底部包裹B从其离开时与推动器接触并且抵靠壁70而对齐。

在图9中示出替代包裹检测器78。该包裹检测器被实现为垂直的光眼阵列，诸如光幕，将平行光束垂直于输送方向35引导跨过输送带。该垂直的阵列使得包裹检测器能够检测通过的包裹堆垛的高度。当堆垛经过该垂直的阵列时，可提升壁段72被升高到一高度，其为：在检测包裹堆垛的阵列中最高光眼的水平以下的预定范围D。因此，可提升段72提供可调节的间隙76。

图10A-E示出了对具有竖直壁80的包裹堆垛卸垛所采取的一系列步骤，该竖直壁80具有一系列可提升的壁段82。每个壁段82具有相关联的壁致动器(未在图10A-10E中示出)，诸如如图7B所示的线性致动器。基于输送带速度、堆垛长度以及堆垛经过包裹检测器78的时间，壁致动器依次升高可提升壁段82。在图10A中，第一段82升高。然后升高第二段，使得在图10B中两个相邻的段均处于升高位置。然后如图10C所示降低第一段。如图10D所示，第三段升高，然后如图10E所示，第二段关闭。一次打开竖直壁70的小的长度允许连续包裹在输送带上的间距更近，从而获得更高的吞吐量。

在图11中示出了可提升壁段82，在上游端和下游端具有光眼84和85。如果任一只光眼在间隙中检测到包裹，则禁止该壁段82下降，直到该包裹从该间隙中出来。

图12A和图12B的卸垛式输送机被示出为具有由水平的测距仪88阵列形成的包裹检测器86，测距仪88在输送带22上方横向间隔开。测距仪88使平行光束90的指向垂直于输送路径上的输送带22的平面。根据测距仪在输送带上方的已知高度H，可以计算出堆垛的高度h为h＝H–R，其中R是测距仪的测距读数。然后，高度h可以用于将可提升壁段升高到升高位置，使得具有适于堆垛高度的适当间隙66。

一些底部包裹可能无法穿过间隙。柔性的塑料袋，其形状可能随其内含物的移动而变化，特别容易陷入间隙中。图13A和图13B示出了在输送带22上方、在竖直壁44的远侧下游端49的正好下游处的、在竖直壁44的相对两侧的一对包裹检测器92、93。(所述检测器92、93可以实现为测距仪，该测距仪位于输送带22上方，接近竖直壁44的侧面将光束94向下引导。)如果这两个包裹检测器92、93同时检测到包裹，则未卸垛的包裹96被推动器从输送带22转移到回收仓56中，如图14A和图14B所示。回收未卸垛的包裹防止堵塞较窄的下游卸料输送机98，该下游卸料输送机98的侧面100之一通常与竖直壁44共线，以接收抵靠所述壁的内侧而适当对齐的包裹，其与卸料输送机的对齐侧面100对齐。否则，未卸垛的包裹可能会在入口点102于对齐侧面100处卡在卸料输送机98上。

在图15A和图15B中示出卸垛式输送机的另一种版本。输送机110与先前描述的版本的不同之处在于其没有竖直壁。相反，输送机110具有呈架空垫120的形式的力施加器，该力施加器将向下的力施加在包裹堆垛的顶部上。向下的力阻止堆垛在输送方向35上前进，同时输送带22中的推动器将底部包裹B从顶部包裹T的下方沿横向方向38朝着输送机110的第一侧28滑动。一旦包裹检测器58检测到包裹堆垛经过，该架空垫120通过垫致动器122下降，以与堆垛的顶部包裹T的顶部接触。如图16A和图16B所示，该架空垫120在堆垛上的力允许底部包裹B由推动器从顶部包裹T的下方推动，并且离开输送机110的一侧29进入回收仓56中。该架空垫120可包括可自由旋转的辊124，用于与包裹进行低摩擦滚动接触，以避免使包裹倾斜或划伤包裹。

图17A和图17B示出的输送机126与图15A和15B中的类似，其代替地如图9-11中那样使用垂直的光电传感器阵列78作为包裹检测器。除了检测堆垛的经过之外，该阵列78还检测堆垛的高度。所检测的高度用于设置适合于特定堆垛的架空垫120的降低位置。架空垫120可以被实现为连续的柔性片或通过铰链销连接的一系列可铰接模块，以助于使架空垫与堆垛的顶部一致。

在图18中示出了用于卸垛式输送机的控制系统。控制系统128包括控制器130，诸如具有程序存储器的可编程逻辑控制器或其他可编程计算机，该程序存储器包含在被执行时控制卸垛式输送机的操作的指令。控制器130从所使用的特定包裹检测器58、78、88(图4A-16B)的一个或多个光眼134接收检测器信号132。包裹检测器信号132可以各自包含堆垛高度信息，或者可以在堆垛高度的计算中一起使用。根据指示待卸垛的包裹的一个或多个包裹检测器信号132以及来自输送带速度检测器138(诸如，安装在皮带驱动轴上的轴头编码器)的输送带速度信号136，控制器130计算出堆垛的长度和高度并且根据所使用的堆垛结构将致动信号140发送至推动器区域致动器40，并且将壁致动或垫致动信号142发送至可提升壁段致动器74或垫致动器122。致动器信号140还用于设置可调节壁段的间隙宽度以及壁段升高的持续时间和顺序以及推动器致动区域的顺序。控制器130还从其他包裹检测器146(诸如图11的卸垛式输送机中的检测器84、85或图13A和图13B的卡住包裹检测器92、93)接收检测器信号144。根据这些信号144，控制器130禁止将可提升的壁段降低到未清除的包裹上，并且将未卸垛的包裹堆垛转移至回收仓。控制器130还可通过到马达30的马达速度信号148来控制皮带的速度。

尽管已经参考一些示例性版本描述了本发明，但是其他版本也是可能的。例如，虽然包裹检测器被描述为光电装置，但是也可以使用其他检测装置，诸如激光测距仪、照相机视觉系统或接近开关。各种致动器可以通过例如机械臂、气压缸、马达和齿轮或电磁致动器来实现。

Claims (20)

1.一种卸垛式输送机，包括：

输送机框架，其在长度上从上游端延伸到下游端并且在两个相对侧之间横向延伸；

输送带，其沿着所述输送机框架的长度在输送方向上前进，并且具有推动器，所述推动器用于将包裹沿着横向方向推向所述输送机框架的一侧或另一侧；

竖直壁，其底部在所述输送带上方沿所述输送方向延伸，并且在所述输送带和所述竖直壁的底部之间形成间隙；

一系列致动区域，其沿着所述输送机框架的长度设置，并且包括致动器，用于在推动器前进通过所述致动区域时选择性地致动所述推动器；

第一包裹检测器，其布置在所述致动区域的上游用以向所述致动器发送指示包裹堆垛经过的检测器信号，以依次致动所述致动区域，以在所述推动器前进通过被致动的所述致动区域时致动所述推动器，以在所述包裹堆垛沿所述输送方向前进时沿所述横向方向推动所述包裹堆垛抵靠所述竖直壁，使得当所述推动器将所述包裹堆垛的底部包裹在所述竖直壁下方推动穿过所述间隙时，所述包裹堆垛的顶部包裹受所述竖直壁约束，从而在所述顶部包裹和所述底部包裹沿所述输送方向前进时将所述顶部包裹和所述底部包裹分开；以及

回收致动区域，其包括：

回收致动器，所述回收致动器位于所述竖直壁的下游；以及

一对第二包裹检测器，其布置成检测所述间隙中是否存在横跨所述竖直壁的下游端的包裹，并且向所述回收致动器发送检测器信号以致动所述回收致动区域，从而致动穿过所述回收致动区域的推动器，将所述包裹推离所述输送机框架的所述一侧或另一侧。

2.根据权利要求1所述的卸垛式输送机，其中，所述推动器是在平行于所述输送方向的轴上致动时旋转的辊。

3.根据权利要求1所述的卸垛式输送机，其中，所述推动器是当在与所述输送方向倾斜的轴上致动时旋转的辊。

4.根据权利要求1所述的卸垛式输送机，其中，所述推动器是交叉皮带，当被致动时，所述交叉皮带垂直于所述输送方向前进跨过所述输送带。

5.根据权利要求1所述的卸垛式输送机，其中，所述推动器是蹄铁，当被致动时，所述蹄铁垂直于所述输送方向前进跨过所述输送带。

6.根据权利要求1所述的卸垛式输送机，其中，所述第一包裹检测器包括光电发射器，所述光电发射器沿着在所述输送带上方大于所述间隙的高度的高度处的线将光束发射至光电接收器。

7.根据权利要求1所述的卸垛式输送机，其中，所述第一包裹检测器包括垂直的光电发射器阵列，所述光电发射器沿平行线将光束发送至垂直的光电接收器阵列，以测量包裹堆垛的高度。

8.根据权利要求1所述的卸垛式输送机，其中，所述第一包裹检测器包括水平的测距仪阵列，所述测距仪在所述输送带上方横向间隔开，以测量包裹堆垛的高度。

9.根据权利要求1所述的卸垛式输送机，还包括一个或多个壁致动器，并且其中，所述竖直壁包括由所述一个或多个壁致动器致动的一个或多个可提升壁段。

10.根据权利要求9所述的卸垛式输送机，还包括设置在每个所述可提升壁段上的第三包裹检测器，以检测所述间隙中是否存在包裹并且将检测器信号发送至所述壁致动器，以防止所述可提升壁段下降到所述间隙中的所述包裹上。

11.一种卸垛式输送机，包括：

输送机框架，其在长度上从上游端延伸到下游端并且在两个相对侧之间横向延伸；

输送带，其沿着所述输送机框架的长度在输送方向上前进，并且具有推动器，所述推动器朝着所述输送机框架的一侧或另一侧沿横向方向推动包裹；

竖直壁，其具有可提升段，所述可提升段在所述输送带上方沿所述输送方向延伸并且还具有底部；

壁致动器，其联接到所述可提升段，以将所述可提升段升高到升高位置从而在所述输送带和所述可提升段的所述底部之间形成间隙，以及将所述可提升段降低到降低位置从而将所述间隙关闭到足以防止包裹通过所述间隙；

第一包裹检测器，其布置在所述可提升段的上游，以将指示包裹堆垛经过的检测器信号发送到所述壁致动器，以将所述可提升段升高到所述升高位置，使得当所述推动器将所述包裹堆垛的底部包裹在所述竖直壁下方推动穿过所述间隙时，所述包裹堆垛的顶部包裹受所述竖直壁约束，以当所述顶部包裹和所述底部包裹沿所述输送方向前进时将所述顶部包裹和所述底部包裹分开；以及

回收致动区域，其包括：

位于所述竖直壁的下游的回收致动器；以及

一对第二包裹检测器，其布置成检测所述间隙中是否存在横跨所述竖直壁的下游端的包裹，并且向所述回收致动器发送检测器信号以致动所述回收致动区域，从而致动穿过所述回收致动区域的推动器，将所述包裹推离所述输送机框架的所述一侧或另一侧。

12.根据权利要求11所述的卸垛式输送机，其中，所述第一包裹检测器包括光电发射器，所述光电发射器沿着在所述输送带上方的大于所述间隙的高度的高度处的线将光束发射至光电接收器。

13.根据权利要求11所述的卸垛式输送机，其中，所述第一包裹检测器包括垂直的光电发射器阵列，所述光电发射器沿平行线将光束发送至垂直的光电接收器阵列，以测量包裹堆垛的高度。

14.根据权利要求11所述的卸垛式输送机，其中，所述第一包裹检测器包括水平的测距仪阵列，所述测距仪在所述输送带上方横向间隔开，以测量包裹堆垛的高度。

15.根据权利要求11所述的卸垛式输送机，其中，所述第一包裹检测器测量包裹堆垛的高度，并且向所述致动器发送检测器信号以将所述可提升段提升到所述升高位置，使得所述间隙低于所述包裹堆垛的高度。

16.根据权利要求11所述的卸垛式输送机，还包括多个壁致动器，并且其中，所述竖直壁包括由所述壁致动器致动的一系列可提升壁段。

17.根据权利要求16所述的卸垛式输送机，还包括布置在每个所述可提升壁段上的第三包裹检测器，以检测在所述间隙中是否存在包裹并且将检测器信号发送至所述壁致动器，以防止所述可提升壁段下降到所述间隙中的所述包裹上。

18.根据权利要求11所述的卸垛式输送机，包括一系列致动区域，所述致动区域沿着所述输送机框架的长度布置，并且包括致动器，所述致动器用以选择性地致动所述推动器，以在包裹前进穿过所述致动区域时沿横向方向推动所述包裹。

19.根据权利要求11所述的卸垛式输送机，还包括位于所述输送机框架的下游端的卸料输送机，所述卸料输送机的第一侧与所述输送机框架的所述两个相对侧中的一者对齐，并且所述卸料输送机的第二侧与所述竖直壁的所述下游端对齐，使得穿过所述间隙的包裹不被所述卸料输送机接收。

20.根据权利要求11所述的卸垛式输送机，其中，所述推动器沿着所述竖直壁的长度被不断地致动。

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