具有傳送單元場的分揀裝置的製作方法
2023-05-23 10:41:21
專利名稱：具有傳送單元場的分揀裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種分揀裝置，這種分揀裝置具有一個輸入位置、多個輸出位置和一個傳送裝置，此傳送裝置用於將一件物品從輸入位置有選擇地移送到多個輸出位置中的一個。
本發明還涉及一種合適在按照本發明的分揀裝置中使用的傳送單元。
在開頭段落提到的那種分揀裝置已經由1985年11月發表的小冊子《信函郵件的加標和分揀》(IndexingandSortingofLetter-Mail)公開，作者是NederlandsePhilipsBedrijvenB.V.，刊物名稱是IndustrialElectro-AcousticSystems，AdvancedAutomationSystems。這種公知的分揀裝置(型號為PS1010)被用於自動分揀帶有地址代碼的信件和較薄的郵包一類的郵件。郵件由傳送裝置按順序從輸入位置傳送到地址代碼自動讀出器，然後傳送到一個已選定的輸出位置，傳送裝置包括一組輥輪、傳送帶和傳送繩，並且傳送裝置形成一個單通道。輸出位置沿著傳送裝置的許多側支排列，通過使用可控制的折板郵件可有選擇地達到各輸出位置。這種公知的分揀裝置裝有一個電子控制單元，它根據地址代碼讀出器提供的數據折板。
這種公知分揀裝置的缺點是，由於郵件按順序傳送使得分揀裝置的傳送能力受到限制。而較重郵件以較低的速度通過傳送裝置，相應地只能以較低的能力被分揀。
本發明的目的是提供一種在開頭段落所提到的分揀裝置，它具有較高的傳送能力，所以較重的郵件也能以令人滿意的能力被分揀。
為此目的，本發明的特徵在於，傳送裝置包括一個由各個傳送單元形成的場，一個單獨的輸入位置，該輸入位置至少配給兩個傳送單元，同時，每個傳送單元有一個傳送方向，傳送方向可相對一個坐標系調整，此坐標系相對場位於一個固定位置，通過將各個傳送單元的傳送方向相互對齊可以在一個輸入位置和一個已選定的輸出位置之間在場中選擇通道。利用可調整傳送方向的各個傳送單元的場和一個以上的輸入位置在輸入位置和各輸出位置之間提供了一個相互毗鄰和相互交叉的道路網，所以幾件物品可以被同時移動。這樣，在以較高傳送速度分揀較輕物品時，獲得相當高的傳送能力，而在分揀具有較低傳送速度的較重物品時也獲得令人滿意的傳送能力。當一件物品已經達到場中的一個給定傳送單元並且下一個傳送單元暫時被佔據時，可選擇一個毗鄰的空著的傳送單元，即另選一條通道，這樣儘可能地避免了此物品移動的停滯。
按照本發明的分揀裝置的一個特殊實施例的特徵在於，各個傳送單元安置在平行的軌道內，通過將一條軌道的傳送單元的傳送方向相互對齊可使物品在此軌道內移動，同時，通過將一兩條毗鄰軌道的傳送單元的傳送方向相互對齊，物品也可以從這兩條毗鄰軌道中的一條移動到另一條。平行的和可結合的軌道的使用使得放在某一個軌道中的一件物品可以轉向一個毗鄰軌道(假如在那個軌道中的下一個傳送單元被暫時佔據的話)。以這種方式可以在軌道全長上避免停滯。
按照本發明的分揀裝置的另一個實施例(在這個實施例中，傳送裝置的平行軌道的傳送能力被儘可能地利用)的特徵在於，平行軌道的每端至少有兩個輸入位置。
按照本發明的分揀裝置的又一個實施例(在這個實施例中，輸出位置切實可行地和容易到達地布置)的特徵在於，輸出位置沿外軌排列。
按照本發明的分揀裝置的一個特殊實施例的特徵在於，每個傳送單元裝有一個傳送機構，傳送機構安裝在一個支承件上並且確定傳送單元相對一個坐標系的傳送方向，此坐標系相對支承件是固定的，而各個傳送單元的支承件在一個公共平面內延伸，此公共平面平行於相對場固定的坐標系，每個支承件都可繞一根垂直於上述公共平面的旋轉軸線旋轉，通過相應的支承件繞它的旋轉軸線適當旋轉，可以將兩個毗鄰的傳送單元的傳送方向相互對齊。通過使用旋轉支承件以快速和簡單的方式提供了一條從一個傳送單元到毗鄰傳送單元的通道。另外，各個傳送單元、輸入位置和輸出位置在設計分揀裝置時可以以各種方式相互對應地設置。
按照本發明的分揀裝置的另一個實施例的特徵在於，支承件是盤形的，傳送單元的場具有六角網格形，並且至少一個中央傳送單元的支承件被六個毗鄰傳送單元的支承件六角形圍繞。盤形支承件以六角網格形布置使得在分揀裝置可使用的場內能設置最佳數量的傳送單元，所以分揀裝置具有最佳傳送能力。
按照本發明的分揀裝置的又一個實施例的特徵在於，傳送單元的支承件有一個特定位置，在此位置傳送單元的傳送方向平行於場的一條軌道，同時支承件有兩個輔助位置，支承件相對特定位置分別旋轉正60°角和負60°角可轉到這兩個輔助位置。在六角網格場的傳送單元的特定位置，物品移動到同一軌道的下一個傳送單元，而在傳送單元位於輔助位置的情況下物品可移動到一個毗鄰軌道中。
按照本發明的分揀裝置的一個特殊的實施例(支承件的特定位置和兩個輔助位置可以用簡單的方法檢測)的特徵在於，支承件在靠近圓周的地方設置第一和第二識別標誌，這兩個標誌位於從支承件的旋轉軸線發出的射線上，兩條射線相互夾角60°，同時第一和第二檢測器繞支承件設置在兩條從支承件旋轉軸線發出的射線上，這兩條射線與從旋轉軸線發出的平行於軌道的主射線的夾角分別為正、負30°，這兩個檢測器相對於場位於固定位置，在支承件的特定位置，第一和第二識別標誌可分別被第一和第二檢測器同時檢測到，而在支承件的一個輔助位置僅第二識別標誌被第一檢測器檢測到，在支承件的另一輔助位置僅第一識別標誌被第二檢測器檢測到。
按照本發明的分揀裝置的另一實施例(分揀裝置有多個輸出位置)的特徵在於，兩個輸出位置配給一個被安置在場的外軌內的傳送單元，藉助位於支承件的兩個輔助位置的傳送單元一件物品可以移動到輸出位置，支承件相對特定位置分別旋轉60°和120°可到輔助位置。
按照本發明的分揀裝置的又一實施例的特徵在於，傳送機構裝有兩條平行於傳送單元的傳送方向的傳送帶，每條傳送帶繞兩個輥子被導引，輥子可以抵抗歸位力橫向於傳送方向移動並且有垂直於支承件的旋轉軸線，因此，藉助於由歸位力引起的兩條傳送帶之間的夾緊作用，物品可在傳送方向上移動。所述的傳送機構可以移動各種尺寸的物品，而傳送機構由於輥子受物品尺寸的支配而橫向於傳送方向移動而作自調整。
按照本發明的分揀裝置的一個特殊的實施例(為夾住物品而必需的輥子歸位力以簡單方式獲得)的特徵在於，傳送帶是彈性的，歸位力通過傳送帶的彈性變形產生，傳送帶的彈性變形是由輥子位移引起的。
按照本發明分揀裝置的另一實施例的特徵在於，每條傳送帶繞兩個外輥被導引，外輥相對於支承件設置在固定位置並且具有較小的直徑和垂直於支承件的旋轉軸線，而可移動的輥子具有較大的直徑並且設置在外輥之間，可移動的輥子可以繞一平行於外輥旋轉軸線的樞軸軸線旋轉。傳送帶所需的彈性變形由所述輥子以簡單實用的方式產生，較薄的扁平物品和較厚的扁平物都可由傳送帶移動。
按照本發明的分揀裝置的又一實施例的特徵在於，每個傳送單元包括一個測量平行於傳送方向移動的物品的尺寸的傳感器。在將物品傳送到一個毗鄰傳送單元以後傳送單元又將完全空載的那一時刻可以由測量的物品尺寸和傳送單元的傳送速度得到，所以在那時相關的毗鄰傳送單元可以進行所需的任意的旋轉。進而用這種方式提高了分揀裝置的能力。
按照本發明的分揀裝置的一個特殊的實施例的特徵在於，每個傳送單元有各自的微處理器，此微處理器與毗鄰的、與其合作的傳送單元的微處理器相連，物品可被傳送單元移動到一個由微處理器按照一個共同的搜索算法確定的毗鄰傳送單元，在物品移動到毗鄰傳送單元時，微處理器將所要求的物品輸出位置傳送給毗鄰傳送單元的微處理器。由於每個傳送單元裝有各自的微處理器，所以物品將要走過的道路可以迅速地、簡單地、與其它物品無關地加以選擇。
以下參照附圖對本發明進行更詳細的解釋。
圖1是按照本發明的分揀裝置的平面示意圖，圖2是圖1所示分揀裝置的傳送單元的平面圖，圖3是圖2所示傳送單元的側視圖，圖4表示圖2所示的傳送單元，在傳送單元內有郵件存在，圖5表示兩個相鄰的如圖1所示分揀裝置的傳送單元，圖6是按照本發明的分揀裝置的另一個可供選擇的實施例的平面示意圖，圖7是另一個可供選擇的傳送單元的平面圖，此傳送單元可被用於圖1所示的分揀裝置，圖8表示四個可供選擇的共同操作的如圖7所示的傳送單元。
按照圖1至圖5所示的本發明分揀裝置適合於分揀郵件，例如象信函和包裹。藉助於傳送裝置5，分揀裝置將郵件從四個輸入站1a、1b、1c和1d有選擇地分送到多個輸出位置3a、3b。圖1所示的分揀裝置包括兩排輸出位置3a，3b，每排有一百個輸出位置。
每個輸入站1a和1c均包括一個人工餵給站7，在此帶有地址代碼的郵件被操作者用手輸入。地址代碼是所謂的條形碼，它與發送人寫在郵件上的郵政編碼相對應，它由在圖1中未示出的另外的人工編碼站提供。藉助於一個分揀裝置的公知的地址代碼自動寫入器9、11，地址代碼也可由預先分揀步驟提供(下面的敘述將使其變得明了)。此外，每個輸入站1a和1c還包括一個地址代碼自動讀出器13(公知的)，通過它將地址代碼讀出。地址代碼讀出器13與分揀裝置的一個電子控制單元15(圖1中僅示意出)相連，它以在下面將更加加以詳細描述的一種方式來控制傳送裝置5。
每個輸入站1b和1d包括一個自動餵給站17，供助於此餵給站具有在規定範圍的尺寸的郵件被自動輸入到分揀裝置中。要送進輸入站1b和1d的郵件已經或者還未被提供地址代碼。輸入站1b和1d還包括一個地址代碼自動讀出器19(它與輸入站1a和1c的地址代碼讀出器13是一樣的)，以及一個符號自動讀出器21(公知的)，藉助於此符號自動讀出器21可將未編碼(地址代碼)郵件上印刷和手寫的郵政編碼讀出。地址代碼讀出器19和符號讀出器21與控制單元15相連(與地址代碼讀出器13一樣)。
如圖1所示，傳送裝置5裝有多個單獨的傳送單元23，每個傳送單元包括一個盤形支承件25和一個傳送機構27(在圖1中僅示意出)，傳送機構27定位在盤形支承件25上。所有支承件25位於一個與X、Y坐標系平行的公共水平面內，X、Y坐標系相對於公共平面位於一個固定位置，每個支承件25可以繞一根與公共平面垂直的軸線28在公共平面內旋轉。
圖2和圖3詳細描繪了一個傳送單元23。如圖3所示，藉助一個滾珠軸承29支承件25可以繞一根軸承銷31旋轉，軸承銷31被固定到一個平行於支承件25的公共平面延伸的分揀裝置機架平板33上。在支承件25的底面35有一個圓圈37，圓圈37裝有一個內齒圈39。由圖2和圖3可見，齒圈39與一個小齒輪41嚙合，小齒輪41被固定到電動機45的輸出軸43上，電動機45固定在機架平板33上並且可驅動支承件25旋轉。
如圖2所示，安置在支承件25上的傳送單元23的傳送機構27裝有兩條彈性的、基本平行的、局部相切的環形傳送帶47、49，這兩條傳送帶確定了一個平行於傳送帶47、49相對X′、Y′坐標的傳送方向X″，坐標系X′、Y′相對支承件25位於一個固定位置。每條傳送帶47、49繞兩個外輥51、53和55、57被導引，外輥51、53和55、57具有垂直於支承件25的旋轉軸線，這些輥子51、53和55、57具有較小的直徑，每個輥子有其繞一根固定在支承件25上的固定軸承銷59、61和63、65旋轉的軸承。傳送帶47還沿另外三個輥67、69和71被導引，這些輥被安置在外輥51和53之間並且也有垂直於支承件25的旋轉軸線，而傳送帶49也沿另外兩個輥73和75被導引，這兩個輥73和75具有垂直於支承件25的旋轉軸線並且被安置在外輥55和57之間。由圖2和圖3可見，與外輥51、53和55、57相比輥子67、69、71和73、75有較大的直徑並且有其繞軸承銷77、79、81和83、85旋轉的軸承。每根軸承銷77、79、81、83和85都被固定在各自的橫臂87上，橫臂87基本平行於傳送方向X″並且可繞一根定位在外輥51，53和55、57之間的軸承銷89旋轉，軸承銷89固定在支承件25上並且平行輥子的旋轉軸線。由於軸承銷77、79、81、83和85可以相對於支承件25旋轉，所以輥67、69、71、73和75可橫向於傳送方向X″移動。最後，傳送帶49經輥子91和93繞電動機97(在圖2中示意繪出)的驅動軸95被導引。
傳送帶49可以通過與驅動軸95的摩擦由電動機97驅動，傳送帶47通過傳送帶47、49相切部分之間的摩擦被帶動。圖4示出了一個在外輥53和57之間傳送的郵件99。輥67、69、71和73、75受郵件99之壓橫向於傳送方向X″移動，由此引起傳送帶47和49的彈性伸長。由於此彈性伸長，在傳送帶47、49內產生彈性張力，在該彈性彈力的作用下輥67、71、73和75承受一個歸位力Fel(見圖4)。郵件99在所述的歸位力Fel作用下被夾在傳送帶47和49之間並沿傳送方向X″移動。
如圖1所示，傳送裝置5的各個傳送單元23的一部分在場101中以六角網格形布置，場101與坐標系X、Y平行，X、Y坐標系相對於場101是固定的。具有傳送方向X″(X″可以相對坐標系X、Y調整)的場101的各個傳送單元23被安排在五個平行的軌道103a、103b、103c、103d和103e內，輸出位置3a布置在外軌103a的側面，輸出位置3b沿外軌103e布置。因此，分揀裝置的操作者很容易接近這些輸出位置。在毗鄰的軌道103a、103b、103c、103d和103e中的傳送單元23是以交錯排列方式布置的，因此，在場101中形成所說的六角網格形。這裡，同軌103b、103c和103d裝有多個中心傳送單元105，每個中心傳送單元的盤形支承件25都被六個毗鄰傳送單元23、105的盤形支承件25以六角形排列方式包圍。將場101的兩個毗鄰傳送單元23、105的傳送方向X″相互對齊可以形成一個通道，在場101中相關的支承件25是這樣旋轉的，即，使相關的傳送單元23、105的傳送方向X″相同(相對場101)。例如在圖1中，在傳送單元105a和105b之間提供了一個通道，因此郵件可以從傳送單元105a移動到傳送單元105b或者正好相反。以這種方式，通過相互對齊一條軌道103內的傳送單元23、105的傳送方向X″可以使郵件在軌道103內移動，郵件也可以從兩條毗鄰軌道103中的一條移動到另一條，方法是將這兩條毗鄰軌道103的傳送單元23、105的傳送方向X″相互對齊。
如圖1所示，傳送裝置5在輸入站1a、1b和場101之間設有五條平行的緩衝線107，每條緩衝線分別包括若干與傳送單元23的傳送機構27相同的但不能旋轉的傳送機構109。從輸入站1a和1b經五個可旋轉的傳送單元111可到達緩衝線107，傳送單元111與傳送單元23相同。在緩衝線107和場101之間還有兩個上面提到的地址代碼自動寫入器9，從緩衝線107經六個可旋轉的傳送單元113可到達地址代碼自動寫入器9。三個單獨的、不能旋轉的傳送機構115則平行於地址代碼寫入器9設置。
在輸入站1c、1d和場101之間傳送裝置5以同樣方式設置了五條平行的緩衝線117，每條緩衝線具有若干不能旋轉的傳送機構119。從輸入站1c和1d通過五個可旋轉的傳送單元121可到達緩衝線117。經六個可旋轉的傳送單元123緩衝線117可與兩個上面已提及的地址代碼自動寫入器11相連，同時三個單獨的傳送機構125平行於地址代碼寫入器11設置。
這樣，在平行的軌道103的兩端各有五個將郵件餵入場101內的輸入位置及兩個地址代碼自動寫入器9、11和三個單獨的傳送機構115、125。通過將各個傳送單元23、105的傳送方向X″以下面將要敘述的方式相互對齊，郵件就能從這十個輸入位置有選擇地向輸出位置3a、3b移動。
可旋轉的傳送單元23、105、111、113、121、123和各個傳送機構109、115、119、125每一個都配備一個微處理器127，微處理器127與所述的電子控制單元15相連，而毗鄰的、相互協作的傳送單元或傳送機構的微處理器又相互連接。為簡單起見，圖1僅畫出了分配給輸入站1a的傳送單元111的微處理器127。控制單元15與一個編程序單元129相連，藉助單元129分持裝置的操作者可以將一個分揀程序輸到控制單元15中去。具有不同地址代碼的郵件在輸出位置3a、3b上的理想分揀模式被置入分揀程序。
由輸入站1的一個餵給位置7、17提供的郵件首先移動到相關的地址代碼讀出器13、19，通過地址代碼讀出器13、19檢測和讀出郵件的地址代碼。讀出的地址代碼被送到控制單元15，控制單元15根據分揀程序挑選屬於此地址代碼的輸出位置3a、3b(目的地)。然後郵件被送到毗鄰的傳送單元111、121，控制單元將郵件的目的地傳給有關的傳送單元111、121的微處理器127。如果在一個輸入站1b、1d未檢測出郵件的地址代碼，則郵件移動到此輸入站1b、1d的符號自動讀出器21，藉助於符號自動讀出器21檢測和讀出郵件的印刷的或手寫的郵政編碼並傳送給控制單元15。隨後，郵件移動到毗鄰的傳送單元111、121，地址代碼寫入器、9、11中的一個作為郵件的暫時目的地傳送至有關的傳送單元111、121的微處理器127。
在輸入站1和已選定的輸出位置3(目的地)之間郵件要走過的路線藉助於一個搜索算法來選擇，每個微處理器127都編有此搜索算法程序。當一郵件已到達一個可旋轉的傳送單元23、105、111、113、121、123或一個傳送機構109、115、119、125時，此傳送單元或傳送機構的微處理器127根據傳送給它的郵件的目的地按照搜索算法決定應該將郵件傳送到哪個毗鄰的空著的傳送單元23、105、111、113、121、123或哪個毗鄰的空著的傳送機構109、115、119、125。然後郵件就移動到那個傳送單元23、105、111、113、121、123或那個傳送機構109、115、119、125，郵件的目的地也同時傳送給那個傳送單元或傳送機構的微處理器127。這樣，有地址代碼的郵件經傳送單元111、113、121、123和傳送機構109、119移動到傳送機構115、125。而沒有地址代碼的郵件則移動到地址代碼寫入器9、11，在那裡郵件被提供一個地址代碼，此代碼由控制單元15傳送給地址代碼寫入器9、11。
每條緩衝線107、117包括許多個(例如十五個)傳送機構109、119，所以通過將郵件暫時存貯在各條緩衝線107、117內可以暫時延緩其進入場101或進入地址代碼寫入器9、11。而且，在控制單元15選擇一郵件目的地期間也會引起郵件的延遲。在這種情況下，此郵件將傳送機構109、119中的一個作為暫時目的地。當郵件一到達傳送機構109、119，就把選定的目的地由控制單元15傳到此傳送機構的微處理器127。
郵件以相似的方式從場101的輸入位置(由傳送機構115、125和地址代碼寫入器9、11形成)移動到輸出位置3a、3b，這些輸出位置是按照搜索算法並通過各傳送單元23、105的微處理器127之間的相互通信，由分揀程序選定。要由傳送單元23、105移動的郵件的目的地被存貯在此傳送單元23、105的微處理器127中，微處理器127按照搜索算法決定將郵件移動到哪個毗鄰的、空著的傳送單元23、105。在這些傳送單元23、105旋轉使其傳送方向X″重合後，此郵件可以移動到那個毗鄰的傳送單元23、105。為了能確定每個傳送單元23、105的位置，每個支承件25設有第一和第二識別標誌，如圖2所示，例如象在支承件25的圈37上的第一開口131a和第二開口131b。開口131a和131b位於從支承件25的旋轉軸線28發出的兩條徑向射線133a和133b上，這兩條射線相對於支承件25位置固定，並且其夾角為60°角。兩個光學檢測器135a和135b繞支承件25固定在機架平板33上並且與傳送單元23、105的微處理器127相連。檢測器135a和135b位於從旋轉軸線28發出的兩條徑向射線137a和137b上，這兩射線相對場101是固定的並且分別與從平行於軌道103的由旋轉軸線28發出的主射線139的夾角為正30°角和負30°角。第一和第二光源141a和141b也固定在機架平板33上並位於這兩條射線137a和137b上。在圖2所示的傳送單元23、105的一個特定位置上(傳送方向X″平行於軌道103)，射線133a、133b與射線137a、137b重合，所以檢測器135a和135b從各自的光源141a和141b接收光線。在傳送單元23、105的第一輔助位置(傳送方向X″從主射線139轉過正60°角)，只有射線133b與射線137a重合，所以只有檢測器135a從光源141a接收光線。在傳送單元23、105的第二輔助位置(傳送方向X″從主射線139轉過負60°角)，只有射線133a與射線137b重合，所以只有檢測器135b從光源141b接收光線。以這種方式，微處理器127和檢測器135可以檢測出傳送單元23、105的特定位置(在此特定位置一個郵件被移動到同一軌道103內的一個毗鄰的傳送單元23、105)、輔助位置(在這些輔助位置一個郵件被移動到毗鄰軌道103之一的一個毗鄰傳送單元23、105)。當有關傳送單元23、105的微處理器127已經檢測出該傳送單元23、105的正確位置並且毗鄰的傳送單元23、105的微處理器127已經將毗鄰傳送單元23、105的正確位置傳送給該傳送單元23、105的微處理機127時，產生向該毗鄰的傳送單元的移動。
使用網格形布置的各個傳送單元23、105的場101，在輸入位置(由傳送機構115、125和地址代碼寫入器9、11形成)和場101的輸出位置之間提供了一個平行的和交叉的道路系統。在場101中可選擇的通道可以在輸入位置9、11、115、125一個已選定的輸出位置3a、3b之間通過將各個傳送單元23、105的傳送方向X″相互對齊來挑選。結果是，幾個郵件可以同時並且平行地在場101中運動，所以此分揀裝置的分揀能力很高。此分揀裝置甚至有傳送較重郵件的能力，較重郵件應該以較低的傳送速度通過場101，此分揀裝置具有足夠的能力，因為這種能力是由傳送速度和可平行移動的郵件的數量的乘積決定的。
如上所述，為了將郵件從一個輸入位置移動到一個在場101中的輸出位置可以按照所述的搜索算法在多條可供選擇的通道中選擇。按照這處搜索算法，來自圖1所示輸入站1a和1b並且有一個作為其目的地的輸出位置3a的郵件通過場101的外軌103a傳送，而來自輸入站1a和1b並且有一個作為其目的地的輸出位置3b的郵件通過場101的外軌103e傳送。在郵件到達緊挨著為此郵件選定的輸出位置3a、3b的傳送單元23後，此傳送單元23旋轉並且郵件被放到相應的輸出位置3a、3b。由圖1可見，給外軌103a和103e的每個傳送單元23分配兩個輸出位置3a、3b，所以，一郵件可以在支承件25的兩個輔助位置藉助於相應的傳送單元23移動到相應的輸出位置3a、3b，在這兩個輔助位置支承件25分別相對於特定位置(見圖1中的傳送單元23c)轉過60°角和120°角。按照搜索算法，來自圖1所示輸入站1c和1d並且有一個作為其目的地的輸出位置3a的郵件通過場101的軌道103b傳送，而來自輸入站1c和1d並且有一個作為其目的地的輸出位置3b的郵件通過場101的軌道103d傳送。當軌道103b、103d中的郵件已經接近輸出位置3a、3b時，郵件應該經外軌103a、103e中的相應傳送單元23移向輸出位置3a、3b。假如相應外軌103a、103e中的那個傳送元件23在那時暫時被佔據，軌道103b、103d中排在下一個的郵件通過毗鄰的、空著的、軌道103c中的傳送單元23而越過等候的那個傳送元件，以避免軌道103b、103d內的停滯。有選擇地使用平行軌道103儘可能地避免了郵件在101中的阻塞。
圖1所示分揀裝置的處理能力不僅由各個傳送單元23、105、111、113、121、123和傳送機構109、115、119、125的傳送速度，而且由傳送元件的支承件25旋轉所需時間決定的。如圖5所示，當郵件99已經不再位於毗鄰的傳送單元23b的外輥51b和55b之間時，傳送單元23a的支承件25a就可以進行必要的旋轉，這裡郵件99是從傳送單元23b到達傳送單元23a的。在那一瞬間，毗鄰的傳送單元23也可以再次旋轉，例如轉到指向平行於轉送單元23b所在軌道103的特定位置。為了確定傳送單元23a、23b可以旋轉的那一時刻，每個傳送單元23及每個傳送單元105、111、113、121、123裝有一個光源143和一個光學傳感器145(在圖5中示意給出)。如果一個郵件99存在於傳送單元23b的傳送帶47b和49b之間，傳感器145b檢測到郵件99的存在並且傳送單元23b的微處理器計算通過時間，接著將郵件99在平行於傳送方向X″上的尺寸L作為計算的通過時間與傳送帶47b、49b的傳送速度的乘積來計算。由計算的尺寸L和傳送帶47b、49b的傳送速度，微處理器127b確定郵件99將不再存在於傳送單元23b的外輥51b和55b之間的那一時刻。微處理器127b還將這個計算的時刻傳送給毗鄰的傳送單元23a的微處理器127a，所以，如果需要傳送單元23a還可以旋轉。當郵件99還未完全位於傳送帶47a、49a之間時，傳送單元23a已經旋轉。採用這種方式，傳送一郵件通過一個傳送單元23、105、111、113、121、123所需的時間被最恰當地用來旋轉此傳送單元，所以，由於傳送單元23、105、111、113、121、123旋轉需要時間而使分揀裝置能力的降低減少到儘可能小的程度。
從以上的敘述中可知，每個傳送單元23、105、111、113、121、123通過使用各自的微處理器127選擇在郵件通道中的下一個傳送單元。採用這種方法使得一個微處理器127的計算時間與其它微處理器127的計算時間無關，所以郵件將要走的道路可以很快選定而且與其它郵件的位置無關。由於有大量的傳送單元23、105、111、113、121、123，因此使用一個中央微處理器代替各個單獨微處理機127也是效率低下的。這樣的一個中央微處理器代替各個單獨的微處理器127所需的運算能力相比是相當大的。通過將一個微處理器用於一組傳送單元或傳送機構可以減少所需的微處理器127的數量，這組傳送單元或傳送機構按照一個固定形式相互合作，例如在一條緩衝線107上的各個傳送機構109或各傳送單元111是相互合作的。
在圖1所示的分揀裝置中使用於包括五條軌道103的各個傳送單元23、105的場101，兩個輸入站1被安排在平行的軌道103的每一端，而一排輸出位置3a、3b平行於每條外軌103a、103e安排。注意，在設計分揀裝置時，輸入位置和輸出位置也可以相對各個傳送單元的場以不同方式布置。圖6作為例子表示了具有輸入位置147的分揀裝置的一個可供選擇的實施例，輸入位置147設置在分揀裝置中央。這個可供選擇的分揀裝置包括一個由各個傳送單元151形成的場149，各個傳送單元151以六角網格布置方式定位。在場149的中央部分153，傳送單元151布置在七條平行的軌道155內，同時場149還包括兩個側翼部分157、159，在側翼部分157、159傳送單元151布置在三條平行軌道161、163內。這個可供選擇的分揀裝置包括四排輸出位置165a、165b、165c、165d(每排五十個)，它們的位置沿各自的場149的外軌161a、161c、163a、163c布置。這個分揀裝置包括四個輸入位置147，其中輸入位置147a和147b安置在場149的外軌155a旁邊，而輸入位置147c和147d安置在場149的外軌155g旁邊。在此分揀裝置中，各輸入位置147與各輸出位置165之間的平均距離比較小，所以郵件以較短的傳送時間移動。此外，在這個可供選擇的分揀裝置中，不會產生反向通道，所以阻塞的危險非常小。
在圖1和圖6所示的分揀裝置中，各個單獨的傳送單元以六角網格形布置。通過傳送單元的這種支承件使場地的可用面積得以最佳利用。值得注意的是，假如不需要或不希望使可用面積得以最佳利用或者如下面將要敘述的那樣使用不同型式的傳送單元的話，也可以選擇其它網格形，例如矩形或直角網格形。
還應注意到，在分揀裝置中可以使用其它可選擇的傳送單元型式以替代圖2、圖3所示的具有可旋轉支承件25的傳送單元23，例如，圖7所示的可供選擇的傳送單元167。傳送單元167裝有與傳送單元23的傳送機構27相同的傳送機構169。代替可旋轉的支承件25，傳送單元167包括一個支架171，支架171可沿這個可供選擇的分揀裝置的機架平板177的兩條直導軌173、175可移動地被導向，支架171藉助於在圖7中看不見的導向輥在垂直於傳送機構169的傳送方向X″的方向被導向。為此目的支架171的底面裝設一直齒條179，齒條179與在傳送單元167的驅動電機上的小齒輪181嚙合，驅動電機固定在機架平板177上，在圖7中看不見。傳送單元167以矩形或直角網格形的方式安置在平行於傳送方向X″的各條軌道183中。圖8示出了在軌道183a中的傳送單元167a、167b、167c和167d以及在軌道183b中的傳送單元167e、167f、167g和167h，傳送單元167b和167g通過垂直於傳送方向X″的移動暫時聯在一起。這樣，一個郵件185可以在圖8所示位置從軌道183a中移動到軌道183b中。以這樣方式，傳送單元167也提供了一個具有平行的和聯動的道路的場。以行列形式布置在場中的傳送單元167a和167e、167b和167f、167c和167g、167d和167h可以定位在分揀機的一個公共的橫架上，這種分揀機要求有多條可選擇的通道並且對分揀裝置的傳送能力沒有特殊的要求。
最後應注意，按照本發明的分揀裝置並不僅限於用來分揀郵件。這種分揀裝置也可用來分揀其它類型的物品，在分揀其它類型的物品的情況下，分揀裝置裝設適於移動這些物品的傳送單元。例如，這種分揀裝置適合於暫時貯存不同類型貨物的倉庫，在那裡，為每種類型的貨物選定一個輸出位置。這種分揀裝置還可用於分揀以其特徵(例如尺寸或重量)為依據的物品。
權利要求
1.一種分揀裝置，這種分揀裝置具有一個輸入位置、多個輸出位置和一個傳送裝置，該傳送裝置用於將一件物品從輸入位置有選擇地移動到多個輸出位置中的一個，其特徵在於，該傳送裝置包括一個由各個傳送單元形成的場，一個單獨的輸入位置至少配給兩個傳送單元，同時，每個傳送單元有一個傳送方向，該傳送方向可相對一個坐標系調整，該坐標系相對場位於一個固定位置，通過將各個傳送單元的傳送方向相互對齊可以在一個輸入位置和一個已選定的輸出位置之間在場中選擇通道。
2.一種如權利要求1所述的分揀裝置，其特徵在於，各個傳送單元安置在平行的軌道內，通過將一條軌道的傳送單元的傳送方向相互對齊可使物品在此軌道內移動，同時，通過將兩條毗鄰軌道的傳送單元的傳送方向相互對齊，物品也可以從這兩條毗鄰軌道中的一條移動到另一條。
3.一種如權利要求2所述的分揀裝置，其特徵在於，平行軌道的每端至少有兩個輸入位置。
4.一種如權利要求2或3所述的分揀裝置，其特徵在於，輸出位置沿外軌排列。
5.一種如上述權利要求中任意一個所述的分揀裝置，其特徵在於，每個傳送單元裝有一個傳送機構，傳送機構安裝在一個支承件上並且確定傳送單元相對一個坐標系的傳送方向，此坐標系相對支承件是固定的，而各個傳送單元的支承件在一個公共平面延伸，此公共平面平行於相對場固定的坐標系，每個支承件都可繞一根垂直於公共平面的旋轉軸線旋轉，通過相應的支承件繞它們的旋轉軸線適當旋轉，可以將兩個毗鄰的傳送單元的傳送方向相互對齊。
6.一種如權利要求5所述的分揀裝置，其特徵在於，支承件是盤形的，傳送單元的場具有六角網格形，並且至少一個中央傳送單元的支承件被六個毗鄰傳送單元的支承件六角形包圍。
7.一種如權利要求6所述的分揀裝置，其特徵在於，傳送單元的支承件有一個特定位置，在此位置傳送單元的傳送方向平行於場的一條軌道，同時支承件有兩個輔助位置，支承件相對特定位置分別旋轉正60°角和負60°角可轉到這兩個輔助位置。
8.一種如權利要求7所述的分揀裝置，其特徵在於，支承件在靠近圓周的地方設置第一和第二識別標誌，這兩個標誌位於從支承件的旋轉軸線發出的兩條射線上，這兩條射線相互夾角60°，同時，第一和第二檢測器繞支承件設置在兩條從支承件旋轉軸線發出的射線上，這兩條射線與從旋轉軸發出的平行於軌道的主射線的夾角分別為正、負30°，這兩個檢測器相對於場位地固定位置，在支承件的特定位置第一和第二識別標誌可分別被第一和第二檢測器同時檢測到，而在支承件的一個輔助位置僅第二識別標誌被第一檢測器檢測到，在支承件的另一輔助位置僅第一識別標誌被第二檢測器檢測到。
9.一種如權利要求7或8所述的分揀裝置，其特徵在於，兩個輸出位置配給一個在場的外軌內的傳送單元，藉助位於支承件的兩個輔助位置的傳送單元一件物品可移動到輸出位置，支承件相對特定位置分別旋轉60°和120°可到輔助位置。
10.一種如權利要求5至9中任意一個所述的分揀裝置，其特徵在於，傳送機構裝有兩條平行於傳送單元的傳送方向的傳送帶，每條傳送帶繞兩個輥子被導引，輥子可以抵抗歸位力橫向於傳送方向移動並且有垂直於支承件的旋轉軸線，因此，藉助於由歸位於引起的兩條傳送帶間的夾緊作用，物品可在傳送方向上移動。
11.一種如權利要求10所述的分揀裝置，其特徵在於，傳送帶是彈性的，歸位力通過傳送帶的彈性變形產生，傳送帶的彈性變形是由輥子位移引起的。
12.一種如權利要求11所述的分揀裝置，其特徵在於，每條傳送帶繞兩個外輥被導引，外輥相對於支承件設置在固定位置並且具有較小的直徑和垂直於支承件的旋轉軸線，而可移動的輥子具有較大的直徑並且設置在外輥之間，可移動的輥子可以繞一平行於外輥旋轉軸線的樞軸線旋轉。
13.一種如權利要求10、11或12所述的分揀裝置，其特徵在於，每個傳送單元包括一個測量平行於傳送方向移動的物品的尺寸的傳感器。
14.一種如上述權利要求中任意一個所述的分揀裝置，其特徵在於，每個傳送單元有各自的微處理器，此微處理器與毗鄰的、與其合作的傳送單元的微處理器相連，物品可被傳送單元移動到一個由微處理器按照一個共同的搜索算法確定的毗鄰傳送單元，在物品移動到毗鄰傳送單元時，微處理器將所要求的物品輸出位置傳送給此毗鄰傳送單元的微處理器。
15.一種適合於用在權利要求1、5、7、8、9、10、11、12、13或14所述的分揀裝置中的傳送單元。
全文摘要
一種具有一個傳送裝置(5)的分揀裝置用於將物品從一個輸入站(1)移動到從多個輸出位置(3)中選定的一個輸出位置(3a、3b)。傳送裝置(5)包括一個由各傳送單元(23、105)組成的場(101)，傳送單元(23、105)以六角網格形布置並且每個裝有一個安裝在可旋轉支承件(25)上的傳送機構(27)。輸出位置(3)布置在場(101)旁邊，而場(101)可通過至少兩個單獨的輸入位置(9、11、109、119)進入。藉助於一個電子控制單元(15)和微處理器(127)，通過連結各個傳送單元(23、105)可以在場(101)中在一個輸入位置(9、11、109、119)和一個選定的輸出位置(3)之間選擇通道。
文檔編號B07C3/08GK1098339SQ9410230
公開日1995年2月8日 申請日期1994年2月26日 優先權日1993年3月1日
發明者R·M·范埃森 申請人:菲利浦電子有限公司