本發(fā)明涉及物流分揀技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種陣列式物流自動分揀設(shè)備及其工作方法，尤其適用于物流行業(yè)中的分揀、派件、交換及倉儲等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

速運公司中，快件包裹流向的目的地多種多樣，為了投遞工作的順利進行，需要對收入的包裹進行分揀。

傳統(tǒng)的分揀方法為人工分揀，即：工作人員找一塊空地，一堆貨物堆在地上，幾個人一件一件包裹的拿出來，用眼看，互相傳遞包裹，這個是最早的分揀方式。后來，為了提高分揀效率，采用流水線，包裹在流水線上移動，所有人員站在流水線邊上一件一件的分揀，這是早期的中轉(zhuǎn)場的分揀模式。

隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了全自動分揀機，采用全自動分揀機分揀速度快，效率高，但是目前的全自動分揀機也有其局限性，最為突出的弊端在于：設(shè)備占用的面積很大，能耗和產(chǎn)出比存在下限，增大設(shè)備的規(guī)模，擴大分揀端口也是有其邊際效應(yīng)的。目前一個200個分揀端口的全自動分揀設(shè)備需要的場地超過100米的長度。

同樣還存在的問題是目前的自動分揀機上貨的位置只有一個，只能一件一件的依次上貨，也限制了分揀的速度。

綜上所述，目前的自動分揀機普遍存在的問題有：

1、上貨路徑有限，只能有一個上件通道；

2、分揀效率偏低，分揀識別端口無法擴展；

3、單位時間的吞吐量需要靠提高自動流水線的方式達成，貨物移動的速度是有上限的，客觀上也限制了自動分揀的吞吐率；

4、設(shè)備擴展能力弱，設(shè)備對場地有限制。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種陣列式物流自動分揀設(shè)備及其工作方法，該分揀設(shè)備靈活性高，對場地要求少；其工作方法可實現(xiàn)包裹的快速分揀。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種陣列式物流自動分揀設(shè)備，包括陣列排布的多個分揀單體，相鄰的分揀單體之間通過通訊接口實現(xiàn)連接和通訊；分揀單體包括主體和控制器，主體上設(shè)有帶動包裹移動的移動裝置，控制器與移動裝置相連接，控制器用以接收分揀指令并根據(jù)分揀指令控制所述移動裝置的動作，相鄰分揀單體的控制器之間可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸以傳遞分揀指令。

進一步的，分揀單體上設(shè)有條碼掃描器接口，同一分揀單體上的條碼掃描器接口和控制器之間可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

分揀單體上設(shè)置條碼掃描器接口，將條碼掃描器安裝在位于設(shè)備外側(cè)的分揀單體上，待分揀的包裹放置到條碼掃描器上之后，條碼掃描器會掃描包裹上的條碼并確定分揀目的地，然后將帶有分揀目的地信息的分揀指令傳輸給與條碼掃描器相連接的分揀單體?？稍O(shè)置多個條碼掃描器從而形成多個上貨位置，大大提高分揀速度。

進一步的，主體包括承載移動裝置的框架，移動裝置包括驅(qū)動包裹沿X軸方向移動的水平滾輥和驅(qū)動包裹沿Y軸方向移動的豎直滾輥；水平滾輥和豎直滾輥的轉(zhuǎn)軸均安裝在框架內(nèi)，控制器控制轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。

通過水平滾輥實現(xiàn)包裹在X軸方向的左右移動，通過豎直滾輥實現(xiàn)包裹在Y軸方向的前后移動，從而實現(xiàn)包裹在四個方向的移動，采用滾輥作為移動裝置結(jié)構(gòu)簡單、維護成本低、使用壽命長。

進一步的，水平滾輥和豎直滾輥交替設(shè)置。每一根承載水平滾輥的縱軸上均并列分布有多個水平滾輥，每一根承載豎直滾輥的橫軸上也并列分布有多個豎直滾輥，水平滾輥和豎直滾輥交替設(shè)置，橫軸和縱軸布置在彼此的滾輥之間的空隙中，從而使水平滾輥和豎直滾輥的分布更加合理，并使兩者的上表面平齊，可靠的驅(qū)動包裹移動。

進一步的，分揀單體呈矩形，相鄰的分揀單體的邊緣相接觸。分揀單體設(shè)置為矩形便于布置和安裝，并且便于相鄰分揀單體連接緊密，相鄰的分揀單體的邊緣相接觸，使兩者緊密貼合，便于包裹的順利傳遞。

進一步的，控制器通過RS485通訊接口或者RS232通訊接口接收分揀指令。上述接口結(jié)構(gòu)簡單，組網(wǎng)方便，傳輸距離遠，可同步包裹與分揀信息。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種上述陣列式物流自動分揀設(shè)備的工作方法，包括以下步驟：

步驟S1：分配每一分揀單體唯一的坐標(biāo)(X，Y)；

S2：檢測待分揀包裹所處的當(dāng)前分揀單體的坐標(biāo)，確定包裹的目的地坐標(biāo)(N，M)；

S3：根據(jù)目的地坐標(biāo)(N，M)控制包裹所處的當(dāng)前分揀單體的傳送方向，并將包裹傳送至下一分揀單體；

S4、檢測包裹的目的地坐標(biāo)(N，M)與所處的當(dāng)前分揀單體坐標(biāo)是否重合；

S5：若判定結(jié)果為“是”，停止傳遞包裹；若判定結(jié)果為“否”，則返回步驟S3。

進一步的，在進行包裹分揀之前，對設(shè)備進行上電自檢。上電自檢會檢驗設(shè)備是否能夠正常運行，若是設(shè)備出現(xiàn)故障可以提前發(fā)現(xiàn)并排除，避免包裹分揀開始后發(fā)現(xiàn)故障而導(dǎo)致的問題。

為了便于分揀指令的輸入和便于操作，進一步的，步驟S2中，待分揀的包裹的起始位置位于邊緣的分揀單體上。

進一步的，步驟S3中，當(dāng)載有包裹的分揀單體將包裹傳遞至下一個分揀單體之前，會先查詢待接收包裹的分揀單體的狀態(tài)，若待接收包裹的分揀單體的狀態(tài)反饋為占用，則載有包裹的分揀單體會選擇其他傳遞路徑，若可傳遞的路徑均為占用，則載有包裹的分揀單體暫時停止傳遞，等待傳遞路徑解除占用，任一傳遞路徑解除占用后，載有包裹的分揀單體將包裹傳遞至未被占用的分揀單體上。

在等待傳遞路徑解除占用的過程中，當(dāng)前分揀單體可在預(yù)設(shè)時間內(nèi)重復(fù)檢測占用情況，直至下一分揀單體占用被解除，然后繼續(xù)進行包裹的傳遞。多點上件、多路徑移動的過程中，該設(shè)置會避免多個包裹被傳遞到同一個分揀單體上，保證分揀工作的順利進行。

優(yōu)選的，X、Y、n和m均為正整數(shù)。將坐標(biāo)設(shè)為由正整數(shù)構(gòu)成，簡化了指令的發(fā)出和判斷，提高設(shè)備運行的可靠性，提高分揀速度。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明示例的陣列式物流自動分揀設(shè)備，由多塊分揀單體構(gòu)成，多塊分揀單體可以構(gòu)成不同的組合，可以隨場地的外形和面積變化，使用靈活度高，具有很好的系統(tǒng)擴展能力，對場地的要求少。

2、本發(fā)明示例的陣列式物流自動分揀設(shè)備，通過多塊分揀單體組合后可以實現(xiàn)多路徑移動、多點分揀和多點上件，擴展了上貨路徑，提高了分揀速度。

3、本發(fā)明示例的陣列式物流自動分揀設(shè)備，多塊分揀單體組合構(gòu)成的包裹移動路徑可以變化，當(dāng)分揀設(shè)備上的某個或某些分揀單體損壞時，可通過路徑優(yōu)化將損壞的分揀單體避開，實現(xiàn)了設(shè)備最大可能的容錯能力。

4、本發(fā)明示例的陣列式物流自動分揀設(shè)備，分揀單體的控制器內(nèi)可設(shè)置休眠程序，不參與移動的分揀單體可以休眠，減少設(shè)備功耗的需求，大大降低了設(shè)備對能源的消耗。

5、本發(fā)明示例的工作方法，將每個分揀單體設(shè)定唯一對應(yīng)的坐標(biāo)，每個分揀單體通過與周邊的分揀單體交互，可以確認(rèn)包裹的下一步路徑，通過一次傳遞的方式不停移交貨物，直到分揀終點，執(zhí)行簡單。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一和實施例二分揀單體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例一和實施例二分揀設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例一的工作流程圖。

圖中：1 水平滾輥，2 豎直滾輥。

具體實施方式

為了更好的了解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。

實施例一：

如圖2所示，一種陣列式物流自動分揀設(shè)備，包括多個分揀單體，相鄰的分揀單體之間通過通訊接口實現(xiàn)連接和通訊。分揀單體呈矩形并形成矩陣排列，分揀單體的行數(shù)為M、列數(shù)為N，相鄰的分揀單體的邊緣相接觸，使兩者緊密貼合，便于包裹的順利傳遞。

分揀單體的結(jié)構(gòu)如圖1所示，分揀單體包括主體和控制器(圖中未示出)，主體上設(shè)有帶動包裹移動的移動裝置，控制器與移動裝置相連接，控制器用以接收分揀指令并根據(jù)分揀指令控制所述移動裝置的動作，相鄰分揀單體的控制器之間通過通訊接口對接，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，用以傳遞分揀指令。

主體包括承載移動裝置的框架，移動裝置包括驅(qū)動包裹沿X軸方向移動的水平滾輥1和驅(qū)動包裹沿Y軸方向移動的豎直滾輥2；水平滾輥1和豎直滾輥2的轉(zhuǎn)軸均安裝在框架內(nèi)，控制器控制轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。通過水平滾輥1實現(xiàn)包裹的左右移動，通過豎直滾輥2實現(xiàn)包裹的前后移動，從而實現(xiàn)包裹在四個方向的移動。

如圖1，水平滾輥1和豎直滾輥2交替設(shè)置。每一根承載水平滾輥1的縱軸上均并列分布有多個水平滾輥1，每一根承載豎直滾輥2的橫軸上也并列分布有多個豎直滾輥2，水平滾輥1和豎直滾輥2交替設(shè)置，橫軸和縱軸布置在彼此的滾輥之間的空隙中，從而使水平滾輥1和豎直滾輥2的分布更加合理，并使兩者的上表面平齊，可靠的驅(qū)動包裹移動。

分揀單體上設(shè)有條碼掃描器接口，同一分揀單體上的條碼掃描器接口和控制器之間可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。分揀單體上設(shè)置條碼掃描器接口，將條碼掃描器安裝在位于設(shè)備外側(cè)的分揀單體上，待分揀的包裹放置到條碼掃描器上之后，條碼掃描器會掃描包裹上的條碼并確定分揀目的地，然后將帶有分揀目的地信息的分揀指令傳輸給與條碼掃描器相連接的分揀單體?？稍O(shè)置多個條碼掃描器從而形成多個上貨位置，大大提高分揀速度。

本實施例中，相鄰的分揀單體之間的控制器通過串口(RS232通訊接口)進行通訊，條碼掃描器通過串口將分揀指令傳遞給與其相連接的分揀單體。

本實施例中，水平滾輥1和豎直滾輥2的旋轉(zhuǎn)通過電機進行驅(qū)動，水平滾輥1和豎直滾輥2的轉(zhuǎn)軸與電機的輸出軸相連，同一分揀單體上的水平滾輥1的轉(zhuǎn)軸同步旋轉(zhuǎn)，同一分揀單體上的豎直滾輥2的轉(zhuǎn)軸也同步旋轉(zhuǎn)，但是，同一分揀單體上的水平滾輥1和豎直滾輥2不會同時旋轉(zhuǎn)。

同步旋轉(zhuǎn)可通過在轉(zhuǎn)軸上設(shè)置同步電機實現(xiàn)，也可以在一個分揀單體上設(shè)置一個驅(qū)動水平滾輥1的電機和一個驅(qū)動豎直滾輥2的電機，每個電機的輸出軸分別連接一根轉(zhuǎn)軸，而其他的轉(zhuǎn)軸和上述與電機的輸出軸相連的轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有動力傳遞機構(gòu)，如齒輪傳動機構(gòu)、鏈傳動機構(gòu)或者帶傳動機構(gòu)等。為使設(shè)備的結(jié)構(gòu)更加緊湊，電機以及動力傳動機構(gòu)等可設(shè)置在框架的內(nèi)部。

控制器控制電機的工作，通過電機的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)滾輥旋轉(zhuǎn)方向的改變。本實施例的控制器可采用51系列單片機。

如圖3所示，本實施例的陣列式物流自動分揀設(shè)備的工作方法，包括以下步驟：

步驟S0：將本實施例的陣列式物流自動分揀設(shè)備上電自檢，檢驗設(shè)備是否能夠正常運行，若是設(shè)備出現(xiàn)故障可以提前發(fā)現(xiàn)并排除，然后開始分揀工作；

步驟S1：分揀設(shè)備中每個分揀單體分別通過控制器設(shè)定唯一的對應(yīng)坐標(biāo)(X，Y)，X、Y均為正整數(shù)；

步驟S2：將條碼掃描器連接到位于外側(cè)邊緣處的分揀單體上，如坐標(biāo)為(1,3)的分揀單體上；

步驟S3：將待分揀的包裹放置到與條碼掃描器相連接的分揀單體(1,3)上；

步驟S4：用條碼掃描器掃描包裹上的條碼，確定分揀目的地，設(shè)定該包裹分揀目的地的坐標(biāo)為(n，m)，n、m均為正整數(shù)；

步驟S5：條碼掃描器將指示該包裹分揀目的地坐標(biāo)(n，m)的分揀指令發(fā)送至與其相連接的分揀單體(1,3)的控制器；

步驟S6：承載有包裹的分揀單體根據(jù)控制器接收到的分揀指令判定自身坐標(biāo)是否是該包裹的分揀目的地(n，m)；

步驟S7：若判定結(jié)果為“是”，則分揀單體停止傳遞包裹，等待取走包裹；若判定結(jié)果為“否”，則該分揀單體將其上的包裹和分揀指令傳遞至下一個分揀單體，然后返回步驟S6。

本步驟中，當(dāng)載有包裹的分揀單體(a,b)將包裹和分揀指令傳遞至下一個分揀單體(a,b+1)之前，會先查詢待接收包裹和分揀指令的分揀單體(a,b+1)的狀態(tài)，若待接收包裹和分揀指令的分揀單體(a,b+1)的狀態(tài)反饋為占用，則載有包裹的分揀單體(a,b)會選擇其他傳遞路徑，若可傳遞的路徑均為占用，則載有包裹的分揀單體(a,b)暫時停止傳遞，等待傳遞路徑解除占用，任一傳遞路徑解除占用后，載有包裹的分揀單體(a,b)將包裹和分揀指令傳遞至未被占用的分揀單體上。避免了不同的包裹通過多路徑移動到達同一分揀單體所帶來的無法進行后續(xù)移動的問題，保證了分揀工作的順利進行。

可以在位于外圈的多個分揀單體上連接條碼掃描器，形成多個上貨位置，實現(xiàn)多點上件、多路徑移動以及多點分揀。

實施例二：

本實施例的分揀設(shè)備與實施例一相同，本實施例的工作方法包括以下步驟：

步驟S0：將本實施例的陣列式物流自動分揀設(shè)備上電自檢，檢驗設(shè)備是否能夠正常運行，若是設(shè)備出現(xiàn)故障可以提前發(fā)現(xiàn)并排除，然后開始分揀工作；

步驟S1：分揀設(shè)備中每個分揀單體分別通過控制器設(shè)定唯一的對應(yīng)坐標(biāo)(X，Y)，X、Y均為正整數(shù)；

步驟S2：將條碼掃描器連接到位于外側(cè)邊緣處的分揀單體上，如坐標(biāo)為(1,3)的分揀單體上；

步驟S3：將待分揀的包裹放置到與條碼掃描器相連接的分揀單體(1,3)上；

步驟S4：用條碼掃描器掃描包裹上的條碼，確定分揀目的地，設(shè)定該包裹分揀目的地的坐標(biāo)為(n，m)，n、m均為正整數(shù)；

步驟S5：檢測待分揀包裹所處分揀單體的坐標(biāo)，根據(jù)待分揀包裹所處分揀單體的坐標(biāo)和包裹的目的地坐標(biāo)(n，m)規(guī)劃位移路由；

步驟S6：根據(jù)步驟S5的路由信息控制包裹所處的當(dāng)前分揀單體的傳送方向，并將包裹傳送至下一分揀單體；

步驟S7：檢測包裹的目的地坐標(biāo)(n，m)與所處的當(dāng)前分揀單體坐標(biāo)是否重合；

步驟S8：若判定結(jié)果為“是”，則分揀單體停止傳遞包裹，等待取走包裹；若判定結(jié)果為“否”，則該分揀單體將其上的包裹和分揀指令傳遞至下一個分揀單體，然后返回步驟S6。

其中，步驟S6包括如下步驟：

S61、檢測下一分揀單體是否被占用；

S62、若判斷結(jié)果為“是”，則暫停包裹傳遞，并且：

在預(yù)設(shè)時間內(nèi)重復(fù)檢測占用情況，直至下一分揀單體占用被解除，將包裹傳送至下一分揀單體；

或者，

返回步驟S5。

本發(fā)明設(shè)備中的通訊接口不限于使用實施例所采用的形式，還可采用其他形式的的可傳遞信號的通訊接口，如RS485通訊接口等。

本發(fā)明的移動裝置不限于采用實施例所述的水平滾輥和豎直滾輥，還可以采用多個傳送帶單元構(gòu)成，傳送帶單元包括水平傳送帶單元和豎直傳送帶單元，水平傳送帶單元和豎直傳送帶單元交錯布置，傳送帶單元由電機驅(qū)動，控制器控制該電機的工作；或者，采用多個滾珠構(gòu)成，滾珠的轉(zhuǎn)軸由電機驅(qū)動，控制器控制該電機的工作。

以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進行互相替換而形成的技術(shù)方案。