一种物流中心自动化分拣设备

技术领域

本发明涉及物流分拣设备技术领域，特别涉及一种物流中心自动化分拣设备。

背景技术

对于物流中心的分拣，传统的方法主要是利用人力进行分拣或者机械臂进行分拣，人力的分拣效率低，分拣错误率高，而机械臂经济成本较高，操作麻烦，浪费工作空间。因此需要一种能节省人力物力，经济实用，能适应不同尺寸场地的自动化分拣设备，来提高对物流包裹的分拣效率。

如公告号为CN106429365B的专利提供了一种自动分拣设备，该装置包括螺旋式传送带、第二传送带、第一传送带、分拣部、分拣机构，多个第二传送带沿分拣部与第二传送带连接，多个第一传送带与分拣部交替设置在螺旋式传送带上，分拣机构与分拣部对应接触设置，分拣机构用于将快递包裹拣至第二传送带。该申请所提供的自动分拣设备，采用螺旋式传送带，具有节省空间、方便小型场地、动作平稳快速的特点，显著提高了快递包裹的分拣效率。但该方案只能应用于小型场地，无法改变自身尺寸用于不同的场地，也无法根据实际的工作需求来调整分拣速度，同时也无法控制包裹均匀分布在传送带上，这样容易导致包裹放置距离太近，从而出现包裹漏拣的情况，该方案也无法对不同大小形态的包裹实现适应性夹持，很可能会出现漏掉的情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种物流中心自动化分拣设备，旨在解决如何调整分拣速度、如何适应不同尺寸的场地、如何调整包裹之间的间隔来防止漏检、如何对不同大小的包裹实现自适应夹持等现有技术存在的技术问题。

针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种物流中心自动化分拣设备，包括自适应运输装置、入料装置、分拣储存箱、辅助移动装置、夹持吸附装置、磁吸变速装置、弹性皮带；自适应运输装置上固定安装有入料装置、分拣储存箱、辅助移动装置、磁吸变速装置，所述自适应运输装置通过运输电源放出直流电或脉动电流来控制电磁升降机构的升降或抖动幅度，来用于自适应运输装置的上下倾斜抖动动，再通过伸缩机构的变形伸缩，来用于自适应运输装置的伸缩变形，所述入料装置用于物流包裹的入料，所述分拣储存箱用于物流包裹分拣后的装箱储存，所述磁吸变速装置通过变速磁铁对变速扩展杆的磁排斥，来用于变速主动轮张开，从而改变自适应运输装置和磁吸变速装置之间的传动比；夹持吸附装置固定安装在辅助移动装置上，所述辅助移动装置通过辅助底座的升降、辅助滚珠的移动和辅助转盘的转动，来用于夹持吸附装置的移动定位，所述夹持吸附装置通过第一柔顺杆、第二柔顺杆以及夹持弹簧的弯曲变形，来用于对物流包裹的自适应夹持，再通过气泵的吸附，来用于对包裹光滑表面的吸附；弹性皮带的两端分别滑动安装在自适应运输装置和磁吸变速装置上，弹性皮带用于动力的传递；自适应运输装置还包括运输底座、电磁升降机构和伸缩机构；电磁升降机构和伸缩机构固定安装在运输底座上；伸缩机构铰接在电磁升降机构上；电磁升降机构用于自适应运输装置的上下倾斜摆动，伸缩机构用于改变自适应运输装置的长度。

进一步地，电磁升降机构包括运输电源、运输电磁滚珠、第一运输电机、第一运输丝杠、永磁铁滑杆、运输弹簧、运输壳体、第一运输推杆、第二运输推杆；运输电源滑动安装在运输壳体上；第一运输电机固定安装在运输壳体上；第一运输丝杠铰接在第一运输电机上；运输电磁滚珠滑动安装在运输壳体上，同时运输电磁滚珠的内螺纹和第一运输丝杠的外螺纹构成螺纹副；永磁铁滑杆滑动安装在运输壳体上；运输弹簧的两端分别固定安装在运输壳体和永磁铁滑杆上；第一运输推杆铰接在永磁铁滑杆上；第二运输推杆滑动安装在第一运输推杆上。

进一步地，伸缩机构包括运输带轮、运输皮带、运输张紧轮、运输电推杆、运输支撑杆、第二运输丝杠、第二运输电机、第三运输电机、运输主动轮、运输滑轨；运输皮带滑动安装在运输带轮上；运输张紧轮滑动安装在运输皮带上；运输电推杆铰接在运输张紧轮上；运输支撑杆铰接在运输带轮上；第二运输丝杠的两端分别铰接在运输滑轨和第二运输电机上，同时第二运输丝杠的外螺纹和运输支撑杆的内螺纹构成螺纹副；第二运输电机固定安装在运输滑轨上；运输主动轮铰接在第三运输电机上。

进一步地，运输电磁滚珠包括导线、限位块、滚珠套筒；导线缠绕在滚珠套筒上，导线用于通电后产生磁场；四个限位块固定安装在滚珠套筒的两端，限位块用于限制滚珠套筒的转动。

进一步地，磁吸变速装置包括变速传动轴、变速螺栓、变速端盖、变速螺母、变速扩展杆、变速外壳、变速转盘、变速丝杠、变速底座、第一变速电推杆、第二变速电推杆、变速磁铁、变速弹簧；变速传动轴固定安装在变速转盘上；变速丝杠铰接在变速转盘上，同时变速丝杠上的外螺纹和变速扩展杆上的内螺纹构成螺纹副；变速扩展杆滑动安装在变速转盘上；变速底座固定安装在变速转盘上；第一变速电推杆固定安装在变速底座上；变速弹簧的两端分别固定安装在变速扩展杆和变速转盘上；第二变速电推杆固定安装在变速转盘上；变速磁铁固定安装在第二变速电推杆上；变速转盘铰接在变速外壳上；变速端盖通过变速螺栓和变速螺母固定安装在变速外壳上，变速端盖用于变速转盘和变速传动轴的轴向固定。

进一步地，变速扩展杆包括扩展磁铁、扩展滚珠、扩展从动轮；扩展磁铁固定安装在扩展滚珠上；扩展滚珠固定安装在扩展从动轮上。

进一步地，夹持吸附装置包括第一柔顺杆、第二柔顺杆、夹持电推杆、夹持底座、夹持接触板、夹持弹簧、弹性管、气泵；第一柔顺杆固定安装在夹持底座上；第二柔顺杆的两端分别固定安装在第一柔顺杆和夹持电推杆上；夹持电推杆固定安装在夹持底座上；夹持接触板固定安装在夹持弹簧和弹性管上；夹持弹簧固定安装在第一柔顺杆上；气泵固定安装在第一柔顺杆上；弹性管固定安装在气泵上。

进一步地，辅助移动装置包括油箱、液压缸、辅助底座、辅助滚珠、第一辅助电机、辅助滑轨、第二辅助电机、辅助丝杠、第三辅助电机、辅助转盘；液压缸固定安装在油箱上；辅助底座滑动安装在液压缸中；第三辅助电机固定安装在辅助底座上；辅助转盘铰接在第三辅助电机上；第二辅助电机固定安装在辅助转盘上；辅助滑轨铰接在第二辅助电机上；第一辅助电机固定安装在辅助滑轨上；辅助丝杠的两端分别铰接在第一辅助电机和辅助滑轨上；辅助滚珠滑动安装在辅助滑轨上，同时辅助滚珠的内螺纹和辅助丝杠的外螺纹构成螺纹副。

进一步地，分拣储存箱包括分拣箱体、分拣挡板、分拣盖；分拣挡板固定安装在箱体上，分拣挡板用于缓冲和防止包裹看落入分拣箱体外面；分拣盖铰接在分拣箱体上，分拣盖用于包裹的缓冲。

进一步地，入料装置包括入料电推杆和入料斜槽；入料斜槽固定安装在入料电推杆上，入料电推杆用于调整入料斜槽的高度，入料斜槽用于包裹的滑入。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）自适应运输装置，通过电磁升降机构的升降，来实现运输皮带的上下倾斜抖动，再通过伸缩张紧机构的变形伸缩，来实现运输带的伸缩，从而实现包裹进入隔板以及自适应运输装置长度的适应改变。（2）夹持吸附装置，通过两个柔顺杆以及夹持弹簧的弯曲变形，来实现对物流包裹的自适应夹持，再通过气泵的吸附，来实现对光滑表面的吸附。（3）磁吸变速装置，通过磁铁之间的排斥以及变速弹簧的弹性变形，来控制变速主动轮张开和收缩，从而实现传动比的改变。

附图说明

图1为本发明本发明实施例的工作状态的总装结构示意图。

图2为本发明自适应运输装置的部件结构示意图。

图3为本发明运输电磁滚珠的组件结构示意图。

图4为本发明入料装置的部件结构示意图。

图5为本发明分拣储存箱的部件结构示意图。

图6为本发明辅助移动装置的部件结构示意图。

图7为本发明夹持吸附装置的部件结构示意图。

图8为本发明磁吸变速装置的部件结构示意图一。

图9为本发明磁吸变速装置的部件结构示意图二。

图10为本发明磁吸变速装置的部件结构示意图三。

图11为本发明变速扩展杆的组件结构示意图。

图中：1-自适应运输装置；2-入料装置；3-分拣储存箱；4-辅助移动装置；5-夹持吸附装置；6-磁吸变速装置；7-弹性皮带；101-运输底座；102-运输电源；103-运输电磁滚珠；104-第一运输电机；105-第一运输丝杠；106-永磁铁滑杆；107-运输弹簧；108-运输壳体；109-第一运输推杆；110-第二运输推杆；111-运输带轮；112-运输皮带；113-运输张紧轮；114-运输电推杆；115-运输支撑杆；116-第二运输丝杠；117-第二运输电机；118-第三运输电机；119-运输主动轮；120-运输滑轨；10301-导线；10302-限位块；10303-滚珠套筒；201-入料电推杆；202-入料斜槽；301-分拣箱体；302-分拣挡板；303-分拣盖；401-油箱；402-液压缸；403-辅助底座；404-辅助滚珠；405-第一辅助电机；406-辅助滑轨；407-第二辅助电机；408-辅助丝杠；409-第三辅助电机；410-辅助转盘；501-第一柔顺杆；502-第二柔顺杆；503-夹持电推杆；504-夹持底座；505-夹持接触板；506-夹持弹簧；507-弹性管；508-气泵；601-变速传动轴；602-变速螺栓；603-变速端盖；604-变速螺母；605-变速扩展杆；606-变速外壳；607-变速转盘；608-变速丝杠；609-变速底座；610-第一变速电推杆；611-第二变速电推杆；612-变速磁铁；613-变速弹簧；60501-扩展磁铁；60502-扩展滚珠；60503-扩展从动轮。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

图1至图11为本发明的优选实施例。

如图1所示，自适应运输装置1上固定安装有入料装置2、分拣储存箱3、辅助移动装置4、磁吸变速装置6，所述自适应运输装置1通过运输电源102放出直流电或脉动电流来控制电磁升降机构的升降或抖动幅度，来用于自适应运输装置1的上下倾斜抖动动，再通过伸缩机构的变形伸缩，来用于自适应运输装置1的伸缩变形，所述入料装置2用于物流包裹的入料，所述分拣储存箱3用于物流包裹分拣后的装箱储存，所述磁吸变速装置6通过变速磁铁612对变速扩展杆605的磁排斥，来用于变速主动轮张开，从而改变自适应运输装置1和磁吸变速装置6之间的传动比；夹持吸附装置5固定安装在辅助移动装置4上，所述辅助移动装置4通过辅助底座403的升降、辅助滚珠404的移动和辅助转盘410的转动，来用于夹持吸附装置5的移动定位，所述夹持吸附装置5通过第一柔顺杆501、第二柔顺杆502以及夹持弹簧506的弯曲变形，来用于对物流包裹的自适应夹持，再通过气泵508的吸附，来用于对包裹光滑表面的吸附；弹性皮带7的两端分别滑动安装在自适应运输装置1和磁吸变速装置6上，弹性皮带7用于动力的传递；自适应运输装置1还包括运输底座101、电磁升降机构和伸缩机构；电磁升降机构和伸缩机构固定安装在运输底座101上；伸缩机构铰接在电磁升降机构上；电磁升降机构用于自适应运输装置1的上下倾斜摆动，伸缩机构用于改变自适应运输装置1的长度。

如图2所示，在自适应运输装置1中，电磁升降机构和伸缩机构固定安装在运输底座101上；伸缩机构铰接在电磁升降机构上；在电磁升降机构中，运输电源102滑动安装在运输壳体108上；第一运输电机104固定安装在运输壳体108上；第一运输丝杠105铰接在第一运输电机104上；运输电磁滚珠103滑动安装在运输壳体108上，同时运输电磁滚珠103的内螺纹和第一运输丝杠105的外螺纹构成螺纹副；永磁铁滑杆106滑动安装在运输壳体108上；运输弹簧107的两端分别固定安装在运输壳体108和永磁铁滑杆106上；第一运输推杆109铰接在永磁铁滑杆106上；第二运输推杆110滑动安装在第一运输推杆109上；在伸缩机构中，运输皮带112滑动安装在运输带轮111上；运输张紧轮113滑动安装在运输皮带112上；运输电推杆114铰接在运输张紧轮113上；运输支撑杆115铰接在运输带轮111上；第二运输丝杠116的两端分别铰接在运输滑轨120和第二运输电机117上，同时第二运输丝杠116的外螺纹和运输支撑杆115的内螺纹构成螺纹副；第二运输电机117固定安装在运输滑轨120上；运输主动轮119铰接在第三运输电机118上。

如图3所示，在运输电磁滚珠103中，线缠绕在滚珠套筒10303上，导线10301用于通电后产生磁场；四个限位块10302固定安装在滚珠套筒10303的两端，限位块10302用于限制滚珠套筒10303的转动。

如图4所示，在入料装置2中，入料斜槽202固定安装在入料电推杆201上，入料电推杆201用于调整入料斜槽202的高度，入料斜槽202用于包裹的滑入。

如图5所示，在分拣储存箱3中，分拣挡板302固定安装在箱体上，分拣挡板302用于缓冲和防止包裹看落入分拣箱体301外面；分拣盖303铰接在分拣箱体301上，分拣盖303用于包裹的缓冲。

如图6所示，在辅助移动装置4中，液压缸402固定安装在油箱401上；辅助底座403滑动安装在液压缸402中；第三辅助电机409固定安装在辅助底座403上；辅助转盘410铰接在第三辅助电机409上；第二辅助电机407固定安装在辅助转盘410上；辅助滑轨406铰接在第二辅助电机407上；第一辅助电机405固定安装在辅助滑轨406上；辅助丝杠408的两端分别铰接在第一辅助电机405和辅助滑轨406上；辅助滚珠404滑动安装在辅助滑轨406上，同时辅助滚珠404的内螺纹和辅助丝杠408的外螺纹构成螺纹副。

如图7所示，在夹持吸附装置5中，第一柔顺杆501固定安装在夹持底座504上；第二柔顺杆502的两端分别固定安装在第一柔顺杆501和夹持电推杆503上；夹持电推杆503固定安装在夹持底座504上；夹持接触板505固定安装在夹持弹簧506和弹性管507上；夹持弹簧506固定安装在第一柔顺杆501上；气泵508固定安装在第一柔顺杆501上；弹性管507固定安装在气泵508上。

如图8～10所示，在磁吸变速装置6中，变速传动轴601固定安装在变速转盘607上；变速丝杠608铰接在变速转盘607上，同时变速丝杠608上的外螺纹和变速扩展杆605上的内螺纹构成螺纹副；变速扩展杆605滑动安装在变速转盘607上；变速底座609固定安装在变速转盘607上；第一变速电推杆610固定安装在变速底座609上；变速弹簧613的两端分别固定安装在变速扩展杆605和变速转盘607上；第二变速电推杆611固定安装在变速转盘607上；变速磁铁612固定安装在第二变速电推杆611上；变速转盘607铰接在变速外壳606上；变速端盖603通过变速螺栓602和变速螺母604固定安装在变速外壳606上，变速端盖603用于变速转盘607和变速传动轴601的轴向固定。

如图11所示，在变速扩展杆605中，扩展磁铁60501固定安装在扩展滚珠60502上；扩展滚珠60502固定安装在扩展从动轮60503上。

本发明的工作原理：图1给出了本发明的使用方式和对应的场景，分拣过程的姿态控制，由自适应运输装置1、辅助移动装置4和夹持吸附装置5决定，夹持吸附装置5的姿态由辅助移动装置4决定，辅助移动装置4的姿态由自适应运输装置1的姿态决定，自适应运输装置1是焊接维修过程姿态控制的核心所在。

以实施例一为例，物流包裹从入料装置2滑入到自适应运输装置1上，进入到运输皮带112的隔板之间，当有的包裹没有进入到隔板之间时，自适应运输装置1上的电磁升降机构会让运输皮带112前后倾斜抖动，使得包裹顺利进入到隔板之间，根据实际的工作量需求，磁吸变速装置6会改变与自适应运输装置1之间的传动比，从而改变弹性皮带7和运输皮带112的速度，来实现分拣运输速度的改变，随着包裹的运输，辅助移动装置4驱动夹持吸附装置5转动到运输皮带112上包裹的位置，夹持吸附装置5吸附抓取包裹，辅助移动装置4继续驱动夹持吸附装置5转动到相应分拣储存箱3上方，随后将包裹放下，完成分拣。

具体的，如图2～4所示，运输壳体108固定安装在运输底座101上，启动运输电源102，运输电源102使运输电磁滚珠103的导线10301中通入直流电，此时会产生恒定的磁场，通过磁场间的排斥作用，使得永磁铁滑杆106被抬升，而运输弹簧107则被压缩，当运输弹簧107的弹力与磁场的排斥力平衡时，永磁铁滑杆106稳定不动，永磁铁滑杆106的抬升会带动第一运输推杆109在第二运输推杆110中滑动，第二运输推杆110带动运输带轮111和运输皮带112的倾斜，来实现电磁升降机构的抬升，从而实现自适应运输装置1的前后倾斜功能，同时可以确保包裹落入到运输皮带112的隔板之间；当运输电源102给导线10301通入脉动电流时，导线10301会产生大小变化，方向不变的脉动磁场，磁场间的排斥力的大小也会随之变化，从而使得永磁铁滑杆106处于上下震动状态，从而实现自适应运输装置1的抖动功能，同时可以确保包裹落入到运输皮带112的隔板之间；第一运输电机104驱动第一运输丝杠105转动，第一运输丝杠105带动运输电磁滚珠103在运输壳体108中上下滑动，运输电磁滚珠103上下滑动会通过磁场的排斥作用带动永磁铁滑杆106上下滑动，永磁铁滑杆106通过第一运输推杆109和第二运输推杆110带动运输皮带112上下倾斜，从而进一步增加自适应运输装置1的倾斜角度和抖动幅度；当电磁升降机构不动时，铰接在电磁升降机构上的运输带轮111也固定不动，第二运输电机117驱动第二运输丝杠116转动，第二运输丝杠116带动运输支撑杆115在运输滑轨120上滑动，此时会带动铰接在运输支撑杆115上的运输带轮111前后移动，同时运输电推杆114驱动运输张紧轮113将运输皮带112张紧，来改变运输皮带112承载包裹的有效长度，以实现伸缩机构的伸缩功能，从而实现自适应运输装置1适应场地尺寸的功能；第三运输电机118固定安装在运输底座101上，第三运输电机118驱动运输主动轮119转动，运输主动轮119通过弹性皮带7最终驱动运输带轮111的转动；入料电推驱动入料斜槽202上下移动，来适应运输皮带112的前后倾斜，从而实现入料功能。

如图5～7所示，油箱401将油输送到液压缸402中，油的压力驱动辅助底座403上下移动，来实现辅助移动装置4的升降功能，从而带动夹持吸附装置5升降；第三辅助电机409驱动辅助转盘410转动，来实现辅助移动装置4的转动功能，从而带动夹持吸附装置5绕辅助转盘410的中心轴转动；第二辅助电机407驱动辅助滑轨406转动，来实现辅助移动装置4的转动功能，从而改变夹持吸附装置5直线移动的方向；第一辅助电机405驱动辅助丝杠408转动，辅助丝杠408带动辅助滚珠404直线移动，来实现辅助移动装置4的水平移动功能，从而带动夹持吸附装置5水平直线移动；当辅助移动装置4带动夹持吸附装置5到达夹取位置时，夹持电推杆503相对于持底座向上拉动第二柔顺杆502，使得丝杠第二柔顺杆502向内弯曲，第二柔顺杆502带动第一柔顺杆501向内弯曲，来实现夹持功能；当第一柔顺杆501夹持包裹时，夹持接触板505在接触到包裹表面表面之后，夹持弹簧506会发生相应的弯曲变形，从而使得夹持接触板505贴合物体表面，来实现自适应夹持变形功能；当遇到表面光滑或者体积较小无法夹持住的物体时，气泵508启动向外吸出空气，通过弹性管507将包裹吸附，来实现吸附功能，当夹持吸附完成后，辅助移动装置4带动夹持吸附装置5将包裹移动到相应的分拣储存箱3上方，夹持吸附装置5松开包裹，包裹将先落到分拣挡板302上进行缓冲，随后滑到分拣盖303的一次，靠自身重力将分拣盖303压翻转，从而进入到分拣箱体301中，来实现分拣储存功能。

如图8～11所示，变速端盖603和变速外壳606之间通过变速螺栓602和变速螺母604连接，变速端盖603固定安装在自适应运输装置1上，变速传动轴601与自适应运输装置1上的运输带轮111固定连接，动力从变速扩展杆605输入，变速扩展杆605通过变速转盘607将动力传递到变速传动轴601上，变速传动轴601用来给运输带轮111输出动力，从而实现动力传递功能；第二变速电推杆611驱动变速磁铁612靠近变速扩展杆605上的扩展磁铁60501，变速磁铁612通过排斥作用将扩展磁铁60501向外推开，扩展磁铁60501带动扩展滚珠60502在变速转盘607上滑动，扩展滚珠60502带动变速丝杠608旋转，同时扩展滚珠60502带动扩展从动轮60503向外滑动，来实现变速扩展杆605的扩张功能，从而改变传动比；变速底座609固定安装在变速转盘607，第一变速电推杆610伸长，将变速丝杠608压紧，从而实现锁紧功能；当变速磁铁612缩回时，变速弹簧613恢复原始长度，带动变速扩展杆605向内滑动，来实现变速扩展杆605收缩功能。

本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。