揀貨機及包含其的智能揀貨系統的製作方法
2023-10-10 05:18:54 1
本發明涉及一種貨物分揀裝置，尤其是一種能夠自動分揀不同種類的貨物的揀貨機及包含其的智能揀貨系統。
背景技術：
目前在食品和飲料行業，在產品配送過程主要使用人工分揀。人工方式具有效率低下，人力及管理成本高，人工長時間工作易疲勞，出錯率高的特點。
現有的智能化物流系統中，常常設置有大型的貨櫃。大型貨櫃中縱橫排列設置多個貨架。每個貨架上包括有一個或多個貨位，每個貨位上有一個貨物。貨架、貨位常常根據品種、重量、來源地或目的地等多種參數進行分類放置。具體放置貨物時，貨物往往不太可能根據某一個參數放置。因此，當需要根據某一參數，比如輸送目的地，分揀貨物時，常常需要人工對貨物進行掃描，將符合要求的貨物取下，放到輸送帶上進行下一步處理。
這種人工分揀的方式，存在有分揀效率低、容易出錯等問題，而且需要專門的分揀人員進行分揀操作，人工成本比較高。為解決人工分揀方式的弊端，本發明提出了一種揀貨機及智能化揀貨系統，具有分揀準確度高、效率高等優點，從而大大減少了人工成本。此外，由於採用智能化的控制系統，能與智能化物流系統相對接，實現物流系統的無人化，從而大大降低了管理成本和簡化了工作流程。
在醫藥行業，有類似的揀藥機，歐洲專利EP0991036B1採用的是固定軌跡的取貨裝置，貨叉前後上下動作範圍和尺寸是特定的，貨叉只能按照特定的軌跡運動。而本發明因採用獨立驅動形式，貨叉具有更為柔性化的運動軌跡控制能力，從而具有更為豐富的取貨手段。信息中心可根據不同貨物的特性，自動採取不同的取貨速度及加速度模式，自動匹配最佳的出叉、升叉動作參數，可成倍提高工作效率降低用戶成本。貨架單元設置有滾珠，減小了摩擦角，使得貨架單元21能夠具有更小傾角，保證貨櫃具有更高的空間利用率。本發明的揀貨系統，可以適應更多貨物品種，如不能傾覆放置的貨物，易碎貨物等貨架單元21上設置有傳感器，只要對傳感器身份重新進行設定，貨架單元21就可更換貨物種類，因而貨柜上貨物更為方便管理，貨品管理更為靈活。而智能系統B更是具備大批大量揀貨能力，具有更高的效率。
技術實現要素：
本發明是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供一種揀貨機及包含其的智能揀貨系統，以貨物的自動分揀、提高分揀效率和準確度。
本發明為解決技術問題採用以下技術方案。
揀貨機，其結構特點是，包括機殼1；所述機殼1內設置有揀貨裝置，所述揀貨裝置包括一個或至 少兩個貨叉2、用於驅動貨叉上下移動的貨叉上下驅動機構和用於驅動貨叉前後移動的貨叉前後驅動機構；所述貨叉2能在上下方向直線移動，並能沿著遠離和靠近所述前擋板104的方向直線前後移動；所述貨叉2動作包括：貨叉前伸、貨叉上升、貨叉回收和貨叉降落；貨叉的取貨動作包括貨叉前伸和貨叉上升兩個動作，取貨過程中先執行貨叉前伸動作再執行貨叉上升動作，或者先執行貨叉前伸動作到貨叉能夠叉起貨物且貨物不會從貨叉上掉落的位置後同時執行貨叉前伸和貨叉上升兩個動作；
貨叉的放貨動作包括貨叉回收和貨叉降落兩個動作，放貨的過程中先執行貨叉回收動作後執行貨叉降落動作，或者貨叉回收和貨叉降落兩個動作同時執行。
本發明的揀貨機及包含其的智能揀貨系統的結構特點也在於：
所述機殼上還設有一個上面板105，用於蓋住所述貨叉上下驅動機構和貨叉前後驅動機構並使得貨叉2露出所述上面板105。
所述貨叉上下驅動機構包括貨叉上下驅動電機4、齒輪5、齒條6和基板7；所述貨叉2和貨叉前後驅動機構均位於所述基板7上；所述貨叉上下驅動電機4固定於所述機殼1的底板101上，所述齒條6位於所述機殼1的底板101上且能沿著垂直於所述底板101的方向直線運動，所述齒輪5位於所述貨叉上下驅動電機4的輸出軸上，所述齒條6與所述齒輪5相嚙合；所述機殼1的底板101上還設置有多跟導柱8，所述基板7套設於所述導柱8上並可沿著所述導柱8上下運動；所述基板7與所述齒條6相連接並由所述齒條6帶動而上下運動；
所述貨叉前後驅動機構包括滑板9和貨叉前後驅動電機10；所述滑板9位於所述基板7上，沿著所述基板7的板面向著遠離前擋板104和靠近前擋板104的方向直線運動。
所述機殼1的底板101上還設有貨叉上下運動限位開關11。
所述滑板9上設置有貨叉前後限位傳感器13，用於限制滑板9在基板7上直線運動的範圍。
所述升降閘門3通過一個連接板14與一個上下升降塊15相固定連接；所述上下升降塊15設置於一個固定在底板101上的立板16上，上下升降塊15由一個閘門升降電機17驅動在所述立板16上直線上下運動；閘門升降電機17通過設置在左側板102或右側板103上的光電傳感器18觸發。
本發明還提供了兩種智能揀貨系統。
智能揀貨系統A，包括櫃體20，所述櫃體20內設置有縱橫排列的多個貨架21；所述櫃體20的正面設置有能夠沿著所述櫃體20的正面的平面上移動的平移機構，平移機構包括X向平移系統24和Y向平移系統25；所述平移機構上的揀貨機安裝座27有一個揀貨機22；所述揀貨機22用於從所述貨架上獲取貨物23並將貨物23轉移；
所述揀貨機22為權利要求1-6之一所述的揀貨機22。
智能揀貨系統B，包括櫃體20，所述櫃體20內設置有縱橫排列的多個貨架單元21；所述櫃體20 的正面設置有能夠沿著所述櫃體20的正面的上下移動的豎直方向平移機構26；所述豎直方向平移機構上的揀貨機安裝座27上設置有多個揀貨機22構成的多體組合式揀貨機；所述揀貨機22用於從所述貨架上獲取貨物23並將貨物23轉移；
所述多體組合式揀貨機是權利要求1-6之一所述的揀貨機22在X方向並列一排組合而成的。
所述貨架單元21包括U形槽體2101、引導面2102和擋邊2103；所述引導面2102位於所述U形槽體2101之內，用於置放貨物23；U形槽體2101的一側作為貨物出口，在貨物出口一端設置有所述擋邊2103；所述擋邊2103的底面上設置有缺口2104，在缺口2104之下設置有感知傳感器2105。
與已有技術相比，本發明有益效果體現在：
本發明的揀貨機包括機殼，機殼包括底板、左側板、右側板和前擋板；機殼內設置有一個或至少兩個貨叉、貨叉上下驅動機構和貨叉前後驅動機構；前擋板設置於左側板和右側板的一端上，左側板和右側板的另一端設置有升降閘門。
本發明的智能揀貨系統分為智能揀貨系統A和智能揀貨系統B兩種。
智能揀貨系統A包括能夠上下左右移動的揀貨機底座，揀貨機底座內的揀貨機為單體式揀貨機。智能揀貨系統B包括能夠上下移動的揀貨機底座，其揀貨機底座內的揀貨機為多體組合式揀貨機。所述多體組合式揀貨機是多個揀貨機個體在X方向並列一排組合而成的。
智能揀貨系統A自身特點在於適用一種一種貨物或一個一個貨物的揀選。因此智能揀貨系統A較為適用在貨物類型繁多，對設備成本要求較為經濟且具有一定效率的場合。然而，對於要求大批大量更為高效的個性化需求，智能揀貨系統A會顯得力不從心，因此多揀貨工位的智能揀貨系統B是對智能揀貨系統A工作方式的有效補充及拓展。
本發明的揀貨機及包含其的智能揀貨系統，具有分揀準確度高、效率高、大大減少了人工成本、採用智能化的控制系統、大大降低了管理成本和簡化了工作流程等優點。
附圖說明
圖1為本發明的揀貨機採用單貨叉時(用於智能揀貨系統A)的立體圖一。
圖2為圖1的揀貨機的內部結構立體圖。
圖3為本發明的揀貨機的貨叉的取貨過程示意圖。
圖4為本發明的智能揀貨系統A的立體圖。
圖5為圖4的左視圖。
圖6為本發明的智能揀貨系統A和B的貨架的立體圖。
圖7為圖4中的平移機構的立體圖。
圖8為本發明的智能揀貨系統B的立體圖。
圖9為本發明的揀貨機採用多個貨叉時的立體圖(用於智能揀貨系統B)。
圖10為本發明的貨物轉送系統的示意圖。
圖11為物聯網(或務聯網)的示意圖。
圖1-10中標號為：1機殼，101底板，102左側板，103右側板，104前擋板，105上面板，2貨叉，3升降閘門，4貨叉上下驅動電機，5齒輪，6齒條，7基板，8導柱，9滑板，10貨叉前後驅動電機，11貨叉上下運動限位開關，12限位杆，13貨叉前後限位傳感器，14連接板，15上下升降塊，16立板，17閘門升降電機，18光電傳感器，19隔板，20櫃體，21貨架單元，2101U形槽體，2102引導面，2103擋邊，21031擋邊底面，21032擋邊立面，2104缺口，2105感知傳感器，2106滾輪，22揀貨機，23貨物，24X向平移系統，25Y向平移系統，26豎直方向平移機構，27揀貨機安裝座，28X向平移電機，29Y向平移電機，30第一皮帶機，31訂單識別門，32第二皮帶機，33識別門控制傳感器，34識別門控制電機，35X向驅動連杆，36Y向驅動連杆35，37水平導軌，38豎直導軌，39活動架，40X向限位開關，41原點開關，42物聯網(或務聯網)伺服器，43揀貨系統中控機，44傳感系統，45執行部件。
參見圖1-11，本發明的揀貨機，包括機殼1；所述機殼1內設置有揀貨裝置，所述揀貨裝置包括一個或至少兩個貨叉2、用於驅動貨叉上下移動的貨叉上下驅動機構和用於驅動貨叉前後移動的貨叉前後驅動機構；所述貨叉2能在上下方向直線移動，並能沿著遠離和靠近所述前擋板104的方向直線前後移動；所述貨叉2動作包括：貨叉前伸、貨叉上升、貨叉回收和貨叉降落；貨叉的取貨動作包括貨叉前伸和貨叉上升兩個動作，取貨過程中先執行貨叉前伸動作再執行貨叉上升動作，或者先執行貨叉前伸動作到貨叉能夠叉起貨物且貨物不會從貨叉上掉落的位置後同時執行貨叉前伸和貨叉上升兩個動作；
貨叉的放貨動作包括貨叉回收和貨叉降落兩個動作，放貨的過程中先執行貨叉回收動作後執行貨叉降落動作，或者貨叉回收和貨叉降落兩個動作同時執行。
所述機殼1包括底板101、左側板102、右側板103和前擋板104，由所述底板101、左側板102、右側板103和前擋板104圍成一個機殼內腔。所述前擋板104設置於所述左側板102和所述右側板103的一端上，所述左側板102和所述右側板103的另一端設置有一個升降閘門3。所述機殼是由幾塊板體拼接而成，圍成一個方形盒狀的結構，能夠非常方便地放置在智能揀貨系統的揀貨機座上，並且固定非常方便。
揀貨機主要由機殼、貨叉及其驅動機構、升降閘門及其驅動機構等部分組成。收到揀貨指令，揀貨機運動到所需貨物位置的貨架，貨叉向前移動至貨物下方後升起取貨，然後貨叉收回後再落回原位。對於圖4的智能揀貨系統A，揀貨機運動到指定位置，升降閘門降落，貨物落入指定位置。對於圖8的智能揀貨系統B，升降閘門打開，貨物落到第一皮帶機30上面。
由於採用了貨叉上下驅動機構和貨叉前後驅動機構兩種相互獨立的貨叉驅動動作，而且升降和伸縮 的速度可以根據具體需求進行調整；因此貨叉的升降和伸縮過程中，可以同時執行升降和伸縮這兩個動作，使得貨叉的運動範圍軌跡比較大，使得貨叉能夠獲得一個比較寬泛的柔性活動範圍；如此一來，能夠使得本發明的揀貨機適合於各種尺寸的貨物或者多種尺寸的貨架。
在取貨過程中，對於較小貨物，可以通過程序設定在貨叉前伸尺寸超過某一預設值即可上升，在該預設值處貨叉能夠叉起貨物且貨物不會在貨叉上升過程中掉落。對於尺寸較大貨物，可以將預設值調整更大一些，如此可使得本發明的揀貨機能夠適應於不同尺寸規格的貨物，在取貨過程中調整貨叉的行程，能夠減少無用的行程，節約電能並延長揀貨機的使用壽命。
在放下貨物(即放貨)過程中，可同時執行回收和下降動作，從而節約貨叉的放貨動作時間，提高揀貨的速度和效率，從而提高整個智能揀貨系統的工作效率，降低工作成本。在放貨的過程中，下降速度小於回收速度，以避免貨叉尚未回收到位時貨叉下落過低而與其他部件相碰撞。具體實施時，對於不同尺寸規格的貨物，可根據具體工況調整貨叉下降和回收的速度或先後時間，使得貨物恰好在回收至上面板上時貨物恰好能落於上面板上。
因此，本發明的揀貨機，由於貨叉上下驅動機構和貨叉前後驅動機構相互獨立，因此能夠通過調整伸縮和上下的開始時間和速度，使得揀貨機適應於不同尺寸規格的貨物、不同類型的貨櫃，具有非常良好的通用性；不用針對不同規格貨物或貨櫃配備不同規格的揀貨機，降低了智能揀貨系統的成本。
本發明中，針對不同的智能揀貨系統A(如圖4)和智能揀貨系統B(如圖8)，設置了兩種揀貨機，二者在貨叉、貨叉上下驅動機構和貨叉前後驅動機構等方面並沒有區別。主要在於揀貨機的數量不同。智能揀貨系統A採用單體式揀貨機，智能揀貨系統B採用多體組合式揀貨機。當採用單體式揀貨機的工作方式時，由於貨櫃在縱橫方向均設置有多層次的貨架，因此揀貨機需要上下左右移動至需要揀貨的貨架，方可揀貨。揀貨機的上下豎直運動即圖4和圖8中的Y方向，左右水平移動即圖1中的X方向。
相對於單體式揀貨機，另外設計了一種由多個揀貨機個體(揀貨機個體在結構上與單體式揀貨機基本相似，機殼、升降閘門等部分在結構上有微小差異)組合而成的多體組合式揀貨機。多體組合式揀貨機中，將多個揀貨機個體水平並排設置，相鄰的揀貨機個體之間由隔板19隔開。當採用多體組合式揀貨機的工作方式時，可將多個揀貨機個體在X方向一排設置，每個揀貨機個體對應一個貨架，因此多體組合式揀貨機只需在Y方向移動即可對需要揀貨的貨架所在的一排上，即可進行揀貨。
圖4-5中的智能揀貨系統A中，只設置了一個單體式揀貨機，需要XY兩個方向移動和定位，才能順利運動至需要獲取的貨物處實現貨物的揀貨動作。
圖8中的智能揀貨系統B，是設置帶兩個及兩個以上的揀貨工位的揀貨系統。在X方向設置有一排揀貨機個體，即水平一排上的每個工位對應有一個揀貨機個體，因此可以同時實現水平方向一排貨物中的多件貨物的同時揀貨，因此多體組合式揀貨機只需要在Y方向運動即可。但是，圖8的揀貨機個體的 結構與圖4的單體式揀貨機稍有不同。由於是多個揀貨機個體並排設置，每個揀貨機個體均設置有和圖4的單體式揀貨機相同的貨叉及相應的驅動機構、附屬裝置。如圖9，多個揀貨機個體一排並行設置，相鄰的揀貨機個體之間通過一個隔板19相隔離。多體組合式揀貨機的升降閘門可採用單體式揀貨機的方式，每個揀貨機個體對應有一個升降閘門；也可採用整體式的升降閘門，所有的揀貨機個體對應一個升降閘門。每個揀貨機個體的光電傳感器18都能打開升降閘門。
圖8中，每一排都有多個揀貨工位，每個工位對應一個貨架。如圖9所示，圖中顯示有7個揀貨機工位，自內向外(圖9中箭頭方向)編號分別為①②③④⑤⑥⑦，假設現在多揀貨工位收到一個揀貨指令：揀4個貨物，而貨物所在貨架系統單元對應的揀貨機工位分別為①②③④。
此時，①②③④四個揀貨機個體的貨叉，都會如圖3中貨叉工作次序進行動作：1a-2a-3a-4a，多個揀貨機個體同時動作。將圖1和2中前擋板位置處定為貨叉的前方，升降閘門處定為貨叉的後方；圖3中，1a代指貨叉前伸且為起始動作，2a代指貨叉上升，3a代指貨叉回收或後退，4a代指貨叉降落。
多體組合式揀貨機的升降閘門有兩種方式：(1)分體式升降閘門：與圖1-2的揀貨機相同，每個揀貨機個體具有獨立的升降閘門以及相應的閘門升降電機；(2)整體式升降閘門；如圖9，多揀貨工位系統中的部分揀貨工位具有閘門升降電機，並非每個揀貨機個體均設置閘門升降電機；比如，只在①和⑦兩個工位的揀貨機個體設置閘門升降電機，實現升降閘門的順利升降控制即可，能夠省去5個閘門升降電機和相應的機構，可節約成本；單個升降閘門的驅動機構附圖2所示。具體實施時，為了兩種系統的兼容性考慮，圖1和2的分體式升降閘門和如圖9的整體式升降閘門採用的是同一種閘門升降電機。
以上兩種升降閘門方式各有自身優缺點：
(1)分體式升降閘門；因每個揀貨工位都有一個升降閘門，一個多揀貨工位可以採用時間控制，處理1個以上的揀貨指令；也即：若上例中有①②③④⑤⑥⑦七個工位中，除了①②③④的指令外，還有另外兩個指令：⑤⑥為一個指令，⑦為一個指令。此時，三個指令同時發來，①②③④⑤⑥⑦七個揀貨工位的貨叉可以同時動作，貨物分揀後，①②③④四個揀貨機工位的升降閘門動作，延時，⑤⑥兩個揀貨機工位的升降閘門動作，再延時，⑦揀貨機工位的升降閘門動作。在延時期間，若有其他指令過來，在與現有揀貨機工位不矛盾的前提下，在等待期間，仍然可以執行新的揀貨指令。因此，這種方式的揀貨效率最高，控制系統也是最為複雜。但因其每個揀貨工位都配有閘門升降電機和相應的附屬結構，成本也是相對比較高的。
(2)整體式升降閘門；相對於上述的分體式升降閘門方式而言，因多個揀貨工位只有一個升降閘門，故而一次只能處理一個指令，效率略低，控制系統也略簡單，成本相對較低。若是實際情況中，一個指令對應大批量貨物分揀需求，則分體式升降閘門與整體式升降閘門方式效率上則是等同的，此時整體式升降閘門則比分體式升降閘門具有低成本和控制系統更為簡單的優勢。
以上兩種方式，無論是哪種升降閘門提升方式，智能揀貨系統A都能做到一個指令處理批量問題，因而具有更高的效率，但成本也相對較高。
所述機殼上還設有一個上面板105，用於蓋住所述貨叉上下驅動機構和貨叉前後驅動機構並使得貨叉2露出所述上面板105。
所述貨叉上下驅動機構包括貨叉上下驅動電機4、齒輪5、齒條6和基板7；所述貨叉2和貨叉前後驅動機構均位於所述基板7上；所述貨叉上下驅動電機4固定於所述機殼1的底板101上，所述齒條6位於所述機殼1的底板101上且能沿著垂直於所述底板101的方向直線運動，所述齒輪5位於所述貨叉上下驅動電機4的輸出軸上，所述齒條6與所述齒輪5相嚙合；所述機殼1的底板101上還設置有多跟導柱8，所述基板7套設於所述導柱8上並可沿著所述導柱8上下運動；所述基板7與所述齒條6相連接並由所述齒條6帶動而上下運動；
所述貨叉前後驅動機構包括滑板9和貨叉前後驅動電機10；所述滑板9位於所述基板7上，沿著所述基板7的板面向著遠離前擋板104和靠近前擋板104的方向直線運動。
具體實施時，基板上設置滑軌，滑板通過滑軌設置於基板上。貨叉前後驅動電機可通過同步帶、絲杆螺母副或直線電機直接驅動等方式，驅動滑板在基板上水平直線運動。貨叉上下驅動機構的齒輪齒條機構，也可採用帶傳動、絲杆螺母副或直線電機直接驅動等傳動方式實現上下直線移動。
所述機殼1的底板101上還設有貨叉上下運動限位開關11。貨叉上下運動限位開關和導柱的上限位蓋構成基板的上下限位系統，從而避免了基板和貨叉在機殼內的上下直線運動範圍。齒條的一側設置有向外凸出的限位杆12，所述限位杆恰好位於所述貨叉上下運動限位開關的正上方。當齒條運動向下運動到限位杆與所述貨叉上下運動限位開關接觸時，貨叉上下驅動電機關閉，齒條和基板停止向下運動，從而限定了基板與貨叉。所述導柱的頂端設置有上限位蓋，當基板上移至上限位蓋處時，基板停止向上運動。
所述滑板9上設置有貨叉前後限位傳感器13，用於限制滑板9在基板7上直線運動的範圍。
所述貨叉前後限位傳感器位於所述滑板上靠近所述前擋板的一端上。貨叉固定於滑板上與滑板一起運動。當滑板靠近所述前擋板至預設位置時，貨叉前後驅動電機停機，貨叉停止，此時貨叉處於前進極限位置，而後貨叉的下一個動作是上升頂起貨物，再然後貨叉回收帶動貨物後退，遠離前擋板。當貨叉和滑板遠離所述前擋板至預設位置時，貨叉前後驅動電機停機，貨叉停止，此時貨叉處於後退極限位置。而後貨叉的下一個動作是在齒條的驅動下，直線下降放下貨物，將貨物放到機殼的上面板上。上面板從前擋板向著升降閘門放下向下傾斜，因此貨物會自動沿著上面板從前擋板向升降閘門運動，升降閘門下降放出貨物後上升，完成一件貨物的揀貨動作。貨叉在貨叉上下驅動機構和貨叉前後驅動機構的控制下，重複前進1a、上升2a、回收3a和下降4a的循環動作，實現一件件貨物的揀貨動作。
所述升降閘門3通過一個連接板14與一個上下升降塊15相固定連接；所述上下升降塊15設置於一個固定在底板101上的立板16上，上下升降塊15由一個閘門升降電機17驅動在所述立板16上直線上下運動；閘門升降電機17通過設置在左側板102或右側板103上的光電傳感器18觸發。
具體實施時，在靠近所述升降閘門的位置，底板上也設置於一根導柱。升降閘門上凸出設置一個滑套，滑套套在導柱上，通過導柱實現滑套、升降閘門上下升降位置的限位。當升降閘門下降到極限位置時，貨物恰好能夠從上面板上滑下，經過升降閘門滑出揀貨機，進入下一個分揀流程。閘門升降電機是通過設置在左側板或右側板上的光電傳感器18觸發的，當貨物經過光電傳感器18時，光電傳感器檢測到貨物經過的動作，即打開閘門升降電機的電源，將升降閘門拉下去，使得貨物順利通過。然後再將升降閘門升起，等下一個貨物來時再下降放行貨物。
具體實施時，升降閘門也同時受物聯網的主機的控制。當貨物經過，但是揀貨機未到下貨處時，升降閘門被閉鎖，是不會打開的。只有在下貨處升降閘門才開鎖，此時如果光電傳感器18檢測到有貨物在升降閘門處，才打開升降閘門放出貨物。
智能揀貨系統A包括櫃體20，所述櫃體20內設置有縱橫排列的多個貨架21；所述櫃體20的正面設置有能夠沿著所述櫃體20的正面的平面上移動的平移機構，平移機構包括X向平移系統24和Y向平移系統25；所述平移機構上的揀貨機安裝座27有一個揀貨機22；所述揀貨機22用於從所述貨架上獲取貨物23並將貨物23轉移；
所述揀貨機22為權利要求1-6之一所述的揀貨機22。
如圖4為本發明的智能揀貨系統A包含有獨立設置的一個揀貨機。貨櫃內設多個貨架，貨櫃正面設置由X向平移系統24和Y向平移系統25組合成的平移機構；揀貨機在平移機構帶動下，從貨架上取貨，再將貨物取到指定位置，實現分揀貨物的功能。如圖7，貨櫃正面設置的上下各設置一根水平導軌37，X向平移系統24的兩條豎直導軌38的上端和下端分別嵌設於所述上下兩根水平導軌37上，並可沿著兩根水平導軌37的長度方向(即X方向)直線移動。
Y向平移系統25兩個活動架39分別嵌設於所述X向平移系統24的兩條豎直導軌38上，兩個活動架39可沿著兩根豎直導軌38的長度方向(即Y方向)直線移動。揀貨機安裝座27的兩側分別和兩個活動架39相固定連接，在兩個活動架的帶動下進行Y方向直線移動。
其中貨架上貨物與用戶物聯網或務聯網(服務的物聯網)相關聯。貨架21其上存有不同種類的貨物。貨架隔斷帶有傾斜角度，貨架隔斷上帶有標識貨物身份的傳感器，該傳感器為同物聯網或務聯網信息對接的重要組成部分。貨架上有與物聯網關聯的傳感系統，傳感系統的作用為標識貨物的身份信息(例如種類、大小等)和作為揀貨系統的分揀指令依據。
智能揀貨系統A的取貨過程為：收到取貨指令，X向平移系統24和Y向平移系統25帶動揀貨機運 動，運動到標識貨物身份的傳感器的貨架位置時，揀貨機執行取貨任務。取貨完畢X向平移系統24和Y向平移系統25帶動揀貨機運行到貨物出口位置，升降閘門下降，將貨物釋放，完成一個分揀任務。重複以上操作，即可實現一件一件的貨物的揀貨工作。
如圖7，X向平移系統24和Y向平移系統25的動作過程為：X向平移電機28通過同步輪帶動X向驅動連杆35轉動，X向驅動連杆35通過相應的傳動模塊(該直線移動模塊可根據實際需要設置為同步帶或者絲杆螺母副等直線移動機構)帶動兩根豎直導軌38在水平導軌37上沿著X向左右直線運動；Y向平移電機帶動Y向驅動連杆35轉動，Y向驅動連杆35通過相應的傳動模塊(該直線移動模塊可根據實際需要設置為同步帶或者絲杆螺母副等直線移動機構)帶動兩個活動架39在兩根豎直導軌38上沿著Y向直線運動。
圖7中，X向限位開關40用以對兩根豎直導軌38的極限位置限位。原點開關41用以開機時，標定豎直導軌38的原點位置。
揀貨機安裝座27的特點在於其傾斜一角度，因此安裝在其上的揀貨機也是帶有一傾斜角度的，其作用在於使得貨叉下降後，貨物能沿著揀貨機的上板面順利滑到升降閘門處。
揀貨機的揀貨執行機構為貨叉2，一個揀貨機的貨叉數量由貨物大小和重量等決定。對於較重較大的貨物，可採用多貨叉同時工作，已保證貨叉不會因為貨物過重而發生彎折或受損。依據貨物種類尺寸大小屬性不同，可以依據實際情況是1個或者更多個貨叉，比如採用三叉式的貨叉。
貨叉前後驅動機構帶動貨叉做伸縮運動，貨叉前後驅動機構可由貨叉前後驅動電機驅動帶動滾珠絲槓螺母作直線運動，也可由直線電機直接帶動而省去絲槓螺母副，實現貨叉的前伸和後縮的功能，貨叉前後限位傳感器13用於前後直線運動範圍的限位。
貨叉上下驅動電機齒輪，齒輪帶動齒條做上下直線運動，齒條上固定的所述基板上下運動，帶動貨叉上下運動，貨叉上下運動限位開關11用於貨叉和基板在垂直方向的限位。基板四周設有通孔，通孔套在底板上的導柱上，通孔和導柱直接設置直線軸承或軸套。收到揀貨指令時，揀貨機運動到貨架指定位置。圖5中展示了揀貨機、貨架和貨物三者在揀貨動作時三者之間的空間位置關係。如圖3，貨叉依次按照1a-2a-3a-4a為一個循環周期動作。其中1a代指貨叉前伸且為起始動作，2a代指貨叉上升，3a代指貨叉回收，4a代指貨叉降落。其中貨物和貨叉4a動作一起落在揀貨機的上面板上，貨物沿著上面板滑至升降閘門位置，揀貨動作完成。因貨叉前伸後縮和上升下降使用獨立的驅動，故而在運動過程中1a和2a可以於不同時間段進行組合，2a和3a可以於不同時間段進行組合，可以得到任意的貨叉運行軌跡，從而可以得到不同的速度和加速度性能。
具體實施時，由於揀貨機是傾斜一角度(與Y軸的夾角)，根據傾斜角度與摩擦角之間的大小關係，保證貨物順利滑落前提下，確定在上面板上採用滑動或滾動方式。對於能夠自如滑下的貨物，上面板 104就無需設置萬向滾珠42。
由於傾斜角的設置需要考慮平移機構等的機械強度等因素，在貨物過重多大時有時無法自如從上面板滑下的狀況時，就需要在上面板上設置一排滾輪，使得貨物能自如滑下。完成揀貨動作後，升降閘門下降放出貨物，釋放貨物。
智能揀貨系統B包括櫃體20，所述櫃體20內設置有縱橫排列的多個貨架單元21；所述櫃體20的正面設置有能夠沿著所述櫃體20的正面的上下移動的豎直方向平移機構26；所述豎直方向平移機構上的揀貨機安裝座27上設置有多個揀貨機22構成的多體組合式揀貨機；所述揀貨機22用於從所述貨架上獲取貨物23並將貨物23轉移；
所述多體組合式揀貨機是權利要求1-6之一所述的揀貨機22在X方向並列一排組合而成的。
智能揀貨系統B中，與智能揀貨系統A類似，貨架單元其上存有若干種貨物，貨架單元隔斷帶也有傾斜角度，貨架單元上貨物與物聯網或務聯網對應。貨架單元上有與之關聯的傳感系統，傳感系統的作用為標識貨物的身份信息(例如種類、大小等)和作為揀貨系統的分揀指令依據。控制程序對揀貨機個體進行編號，程序中並賦予不同編號的揀貨機個體取與之對應的貨物。一個揀貨機個體取一個貨物，依據訂單，批量貨物由多個揀貨機個體同時動作一次完成一個訂單。取貨完畢，升降閘門打開，貨物落在第一皮帶機上，第一皮帶機30作為貨物收集處。具體實施時，貨物的收集有多種方式，可以使用一般的皮帶機收集方式，也可採用滾輪式結構。
圖4的智能揀貨系統A一套系統中只有1臺單體式揀貨機，圖8的智能揀貨系統B一套系統中揀貨機個體的數量多於1臺，根據需求，可以是若干臺揀貨機同時執行一個分揀指令。
智能揀貨系統B的豎直方向平移機構26隻需在豎直方向(即Y方向)運動，不同於揀貨系統A之處在於無X方向的運動。豎直方向平移機構26的結構和驅動方式類似Y向平移系統25。揀貨機安裝座和多體組合式揀貨機隨著豎直方向平移機構26在Y方向上下移動。同樣，也可設置用以極限位置限位的限位開關和用以開機時標定原點位置的原點開關。揀貨系統B包含N(N為1，2，3…的自然數)個揀貨機個體構成，因此揀貨系統B的揀貨機安裝座在X方向尺寸，相對於揀貨系統A的揀貨安裝座按使用的揀貨機個數進行調整。
當貨物落在第一皮帶機30上，貨物運轉至訂單識別門31處，訂單識別門31動作將相鄰兩個距離過近的訂單貨物進行物理強制分離，且確保第一皮帶機30上只有一個訂單的貨物。訂單識別門動作時，多體組合式揀貨機的升降閘門不能動作。在第一皮帶機30的貨物被清空後，才能釋放下一個訂單的貨物。貨物經第二皮帶機32轉運至出口。在第一皮帶機30上設置識別門開關傳感器33和識別門控制電機34，以控制訂單識別門31的開關；有貨物接近時打開，貨物過去後馬上關閉，以隔斷前後貨物，使得相鄰保持一定的安全距離，避免貨物之間相互磕碰。
多揀貨工位閘門釋放後，貨物會因重力原因落至貨物收集輸送系統上。貨物落至第一皮帶機30上，貨物經過計數傳感器，當數量達到一個指令數量時，識別門控制電機34動作，帶動訂單識別門31向上運動，一個指令的貨物經過第二皮帶機32傳送出去。
智能揀貨系統B中，多體組合式揀貨機處理訂單的方式嚴格按照一個接著一個訂單排隊的方式來處理，不允許關鍵節點沒有處理完一個訂單，而進行下個訂單的處理。
所述貨架單元21包括U形槽體2101、引導面2102和擋邊2103；所述引導面2102位於所述U形槽體2101之內，用於置放貨物23；U形槽體2101的一側作為貨物出口，在貨物出口一端設置有所述擋邊2103；所述擋邊2103的底面上設置有缺口2104，在缺口2104之下設置有感知傳感器2105。
所述擋邊的底面與所述引導面位於同一平面上，或者比引導面略低一點，以使得貨物能夠順利滑下至擋邊處。在引導面2102的一側或兩側，還可設置滾輪2106。貨叉進入貨架單元的缺口過程中，感知傳感器感知到貨叉進入，並對貨叉進入的次數進行統計，記錄為取貨數量並作為對物聯網或務聯網所發指令的響應環節。貨架單元的感知傳感器所記錄的取貨數據，同時作為貨架單元補貨信號的依據。一個貨架單元上，至上而下可並排有多個貨物。貨叉將擋邊上的貨物叉起時，下一個貨物會沿著導引面下滑以補充被叉起貨物的位置。
在這個過程中，擋邊用於擋住並限定貨物位置。如圖6，擋邊為「∠」形，擋邊底面21031與引導面2102平行，擋邊立面21032平行於重力方向(即擋邊的板面為Y方向，與引導面和擋邊底面之間並非垂直關係)，用以減小和貨物接觸面，以利於貨物順利舉升；另一個作用在於減小揀貨機和貨架之間的距離。U形槽體2101的兩側邊用於限定貨物在X方向位置，引導面起導向作用，滾輪2106使用與否取決於貨架向下傾斜角度的大小，原則上當貨物分別與導引面和擋邊立面之間夾角小於或等於他們之間的摩擦角大小時，必須設置滾輪；反之，則沒有設置滾輪的必要。缺口用於供貨叉穿過來叉起並舉升貨物。
智能揀貨系統B包含若干臺揀貨機、Y方向行走機構、閘門、智能皮帶輸送線、貨架系統和貨架外殼。收到揀貨指令，根據訂單需求，揀貨機Y方向移動到所需貨物貨架位置，揀貨機動作，揀出所需貨物，打開閘門，貨物落到輸送線上，將貨物運輸走。
以上所述智能揀貨系統A和B中，貨架單元是物聯網或務聯網的實物具象形式。分揀系統通過與用戶自己的物聯網或務聯網進行信息交換對接，從而實現整套系統的智能化。
智能揀貨系統控制方案：
揀貨機貨叉動作：貨叉一般動作原則，快速進叉，快回，輕拿輕放。對於進叉動作1a和2a，控制中採用快加速，高速運動；至與貨物快接觸時，為了保證動作輕柔，採用減速時間較長的減速運動；貨叉2a動作繼續往上提起，將貨物高過擋邊(2103)，此時貨叉速度為0，減速運動結束；貨叉動作3a(回收)和4a(下降),採用加速時間較長的加速運動，將貨物快速與貨架單元分離開；貨叉回收動作結束 前，採用緩慢減速，保證貨物不會在貨叉上滑動；貨叉快速下降到設定位置，貨叉減速，貨物落在上平面(105)上，貨叉減速，直至停止。
對於智能揀貨系統，如圖11，物聯網(或務聯網)伺服器42包含所有的待處理信息，由其分配任務給揀貨系統中控機43；傳感系44將貨物空間位置信息記錄在揀貨系統中控機43內；揀貨系統中控機43將由物聯網(或務聯網)伺服器42所發任務分解，同由傳感系統44攜帶的貨物信息進行比對，生成一條條彙編指令，發送給執行部件45。
對於智能揀貨系統A而言，執行部件45的揀貨機工作方式為隨機揀貨。根據訂單情況，前一個揀貨位置和當下揀貨位置可以重合，也可以在貨架21任意位置。
對於智能揀貨系統B而言，執行部件45的揀貨機工作方式為豎直列方向(Y方向)取貨。在列方向上分布有限種類的貨物，在列方向原則上，揀貨機揀完一個貨架單元的揀貨口，再去揀下一個貨架單元的揀貨口。在排方向(X方向)上，同時批量處理一批彙編指令。
本發明的智能揀貨系統，具有分揀效率、準確率高以及智能化程度高的特點。其中智能揀貨系統A滿足貨物種類較多的柔性需求，B能滿足較少種類貨物大批分揀的需求。
對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但並非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。