模块式分拣机的信令机制及控制方法与流程

1.本发明涉及物流分拣设备技术领域，具体涉及分拣机及其控制领域，特别是涉及一种模块式分拣机的信令机制及控制方法。


背景技术：

2.分拣机已经应用在诸多的领域，而且伴随着物流业的迅猛发展在未来还将保持持续地增长。常见的分拣机由两部分组成，即引导器与分拣机，被分拣物品由引导器导入并通过数据库获取物品的信息，再根据分拣策略计算出该物品的目标分拣口，随后引导器将分拣信息发送到分拣机，并通过传动装置将物品由引导器导入到分拣机，最终 分拣机将物品运送到对应的分拣口并将物品推离分拣机完成一个物品的分拣。分拣机可以将尾部分拣口视作默认出口，当被分拣物品不能从其它分拣口出列时，分拣机将其分拣到默认分拣口。
3.目前分拣机的开发多为定制化项目，分拣机布局设计根据项目的实际需求进行，在确认分拣口布局后分拣机可以对不同的分拣口进行编号，分拣机的编号工作通常可以用软件进行配置。
4.现有分拣技术尽管可以满足用户的最终需求，然而却由于定制化程度高而存在诸多的问题。
5.首先，由于分拣机的出口个数以及分拣机的布局因用户而异，因而产品的标准化只能做到零、部件级别，非标产品的开发容易造成开发成本的攀升从而使项目预算失控。其次，随着分拣口的增加以及分拣机布局的复杂化，系统设计以及软件开发都会变得越来越困难。系统的运维成本也会相应地增加。第三，为了加大分拣机的吞吐量，不能等到前一件物品完成分拣后再倒入第二件物品。由于不同物品处于同一分拣机上，要完成传输过程中物品在分拣机上的缓冲，需要严格的控制物品间的距离，并且需要防止间距误差的累积。因而分拣控制算法难度较大，而且需要严格控制传感器的安装位置，从而也导致分拣机组装工艺要求高等问题。此外，由于安装与配置的复杂性，导致系统交付后培训周期长，培训成本高，对于系统维护人员的要求也较高。
6.综上可知，对于定制化分拣机开发项目，由于各自特性不同，其开发周期长、开发费用高、调试周期久。此外，由于分拣机的布局往往需要与建筑结构相匹配，因而项目开发过程中的不确定因素较多，容易导致开发的失败。


技术实现要素：

7.本发明的目的是要提供一种模块式分拣机的信令机制及控制方法，解决了分拣机的模块化涉及问题，在缩短开发周期的同时还能够有效降低设备成本。
8.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明提供了一种模块式分拣机的信令机制及控制方法，模块式分拣机包括引导器和至少一个分拣模块，被分拣物品由引导器导入，所述引导器通过数据库获取物品的信息并根据分拣策略计算出该物品的目标分拣口，所计算出的分拣信息由所述引导器发送到
对应的分拣模块，物品经分拣模块传至目标分拣口处并送出对应物品，每个分拣模块的结构相同并具有三向输出，每向输出分别对应于一个分拣口，在每个分拣模块中分别配置有控制器，控制器存储有分拣字典，分拣字典配置为对应于分拣模块自身的id以及对应于三向输出的键值，根据计算出的所述分拣信息依次确定并配置途经的分拣模块以及各个分拣模块的输出方向，进而从最终的目标分拣口送出所述被分拣物品。
9.对于上述技术方案，申请人还有进一步的优化措施。
10.可选地，所述引导器读取被分拣物品的物品信息并根据分拣策略计算出该物品的目标分拣口的id信息，并将该id信息发送给与所述引导器相连的第一个分拣模块，后续分拣模块则从上一模块中获取被分拣物品的目标分拣口的id信息。
11.可选地，所述键值为链表，所述链表中的元素为该对应出口后续的所有分拣口的id信息。
12.进一步地，所述模块式分拣机中的若干个分拣模块顺序相连，引导器对所述若干个分拣模块按照规划好的物品行经路径对每个分拣模块进行状态检测，分拣模块的状态包括空闲状态与繁忙状态；当被分拣物品到达第一分拣模块时，第一分拣模块的工作状态即由空闲状态切换到繁忙状态，同时对沿物品行经路径方向上位于第一分拣模块下一工位的第二分拣模块进行状态检测，如第二分拣模块处于空闲状态则开启第一分拣模块的输送动作，否则使得所述第一分拣模块保持等待，并在一定时长后再次对第二分拣模块的状态进行检测。
13.更进一步地，当被分拣物品到达第一分拣模块时，第一分拣模块在切换工作状态的同时，将第一分拣模块的分拣字典中所存储的三个键值分别与被分拣物品的目标分拣口的id信息进行比较，匹配上后即由第一分拣模块中所匹配的分拣口输出所述被分拣物品。
14.可选地，所述分拣模块的表面呈长方形并具有四个边沿，其中，一侧边沿为输入边沿，另外三侧边沿为输出边沿，被分拣物品均由所述输入边沿传送至分拣模块，经控制器对被分拣物品进行识别并比较目标分拣口id信息再由对应的一侧输出边沿送出。
15.可选地，所述模块式分拣机包括多个分拣模块，所述多个分拣模块呈一条直线排列，或者呈含有若干个直线状排列的纵横结构布局。
16.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的模块式分拣机的信令机制及控制方法，在分拣部分采用具有三路方向输出的分拣模块，可以根据现场工况进行适应性的扩展，可拓展性强，而且对于物品的吞吐控制机制敏感，便于进行控制，输送准确性高。
附图说明
17.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本发明一个实施例的模块式分拣机的布局结构示意图；图2是根据本发明另一个实施例的模块式分拣机的布局结构示意图；图3是根据本发明一个实施例的模块式分拣机的信令机制及控制方法中分拣模块的结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的模块式分拣机的信令机制及控制方法的工作流程图。
具体实施方式
18.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
21.本实施例描述了一种模块式分拣机的信令机制及控制方法，模块式分拣机包括引导器和至少一个分拣模块，被分拣物品由引导器导入，所述引导器通过数据库获取物品的信息并根据分拣策略计算出该物品的目标分拣口，所计算出的分拣信息由所述引导器发送到对应的分拣模块，物品经分拣模块传至目标分拣口处并送出对应物品。
22.所述模块式分拣机可以包括多个分拣模块，所述多个分拣模块呈一条直线排列，如图1所示，由n个分拣模块类似于顺序串联连接在一起，由两侧输出以及末尾的分拣模块输出被分拣产品。或者n个分拣模块呈含有若干个直线状排列的纵横结构布局，可如图2所示，具有横向的直线排列，在第二个分拣模块处分别在两侧分别顺序连接有两个分拣模块，如此构成图2所示纵横交叉的结构，当然，还可以在其余分拣模块自由增设分拣模块。
23.具体说来，每个分拣模块的结构相同并具有三向输出，每向输出分别对应于一个分拣口，在每个分拣模块中分别配置有控制器，控制器存储有分拣字典，分拣字典配置为对应于分拣模块自身的id以及对应于三向输出的键值，根据计算出的所述分拣信息依次确定并配置途经的分拣模块以及各个分拣模块的输出方向，进而从最终的目标分拣口送出所述被分拣物品。
24.上述“根据计算出的所述分拣信息依次确定并配置途经的分拣模块以及各个分拣模块的输出方向”的过程具体说来是首先通过所述引导器读取被分拣物品的物品信息并根据分拣策略计算出该物品的目标分拣口的id信息，并将该id信息发送给与所述引导器相连的第一个分拣模块，后续分拣模块则从上一模块中获取被分拣物品的目标分拣口的id信息。
25.也就是说，当被分拣物品刚输送至引导器时，引导器通过读取该物品的物品信息，结合数据库中存储的数据结合分拣策略计算出该物品的目标分拣口的id信息，然后第一个分拣模块从引导器接收即将到来的被分拣物品的目标分拣口的id信息，并将接收到的目标分拣口的id信息与该分拣模块所存储的键值进行对比并确认送出该物品的输出出口，然后在接收到该物品后第一个分拣模块即从计算出的出口送出物品。而紧挨着第一个分拣模块的下一分拣模块以及其余逐级相连的分拣模块均是采用逐层获取目标分拣口的id信息并
进行自身比较的机制，下文为了阐述方便，我们将等待接收物品的分拣模块命名为下级分拣模块，而物品当前所在的分拣模块命名为上级分拣模块。当上级分拣模块计算好要送出的输出出口后，那么与该输出出口相连的下级分拣模块即从上级分拣模块获取将要到来的被分拣物品的目标分拣口的id信息，然后重复“将接收到的目标分拣口的id信息与该分拣模块所存储的键值进行对比并确认送出该物品的输出出口”的步骤，如此直至从目标分拣口中送出被分拣物品。
26.当然，可以理解的是，如某一级的分拣模块从其输出出口送出物品但其后并无下级分拣模块，那么这里的输出出口亦即是最终的目标分拣口，在此不再赘述。
27.如图3所示，所述分拣模块的表面呈长方形并具有四个边沿，包括a、b、c、d四个边沿，其中，一侧边沿（a）为输入边沿，另外三侧边沿（b、c、d）为输出边沿，被分拣物品均由所述输入边沿a传送至分拣模块，经控制器对被分拣物品进行识别并比较目标分拣口id信息再由对应的一侧输出边沿（b、c、d中的一个）送出。如此 ，每个分拣模块可以将其上的物品传送到3个不同的方向（图3中的b、c、d边沿）。每个分拣模块的控制器存储 3个字典（一下成为分拣字典）。分拣字典的键值代表与之对应的分拣模块的三个分拣口的id号，分拣字典中的值是一个链表，该链表中的每个元素均为正整数，其值即代表分拣口id号。如果该分拣模块中的某分拣口还与其他分拣模块相连，那么分拣字典的链表还应该包括与该分拣口相连的所有后续分拣模块的分拣口id，便于进行被分拣物品的信息的查找。
28.在一个实施例中，一个分拣模块具有三个键值，所述键值为链表，所述链表中的元素为该对应出口后续的所有分拣口的id信息，需要注意的是，一个键值也就是一个链表对应于一个输出出口来设置，那么这里所述的“所述链表中的元素为该对应出口后续的所有分拣口的id信息”指的是当前分拣模块的一个方向输出的分拣口id（因为有可能该级分拣模块就是最终的目标分拣口所在的末端分拣模块）或者与该方向输出相连所有后续分拣模块的分拣口id。一个键值的链表中存放从边沿b送出的所有分拣口id值（如1、2、3），另一个键值的链表中存放从边沿c送出的分拣口id 值（如4、5、6），第三个键值的链表中存放从边沿c送出的分拣口id号（如7、8、9）。也就是说，一个分拣模块的分拣字典中的三个键值所对应的链表中的元素互斥，即如果x存在于一个键值的链表中，则其不可以存在于另一个键值的链表或第三个键值的链表中，依此类推。
29.所述模块式分拣机中的若干个分拣模块顺序相连，引导器对所述若干个分拣模块按照规划好的物品行经路径对每个分拣模块进行状态检测，分拣模块的状态包括空闲状态与繁忙状态；当被分拣物品到达第一分拣模块时，第一分拣模块的工作状态即由空闲状态切换到繁忙状态，同时对沿物品行经路径方向上位于第一分拣模块下一工位的第二分拣模块进行状态检测，如第二分拣模块处于空闲状态则开启第一分拣模块的输送动作，否则使得所述第一分拣模块保持等待，并在一定时长后再次对第二分拣模块的状态进行检测。当被分拣物品到达第一分拣模块时，第一分拣模块在切换工作状态的同时，将第一分拣模块的分拣字典中所存储的三个键值分别与被分拣物品的目标分拣口的id信息进行比较，匹配上后即由第一分拣模块中所匹配的分拣口输出所述被分拣物品。
30.具体说来，本实施例的模块式分拣机的工作过程如下，如图4所示：步骤a：引导器工作原理与常规分拣机相同，其与首位的分拣模块相邻。当物品到
达引导器后，引导器通过物品的id信息获取物品信息后，通过分拣策略（通常由分拣表定义）计算出该物品的目标分拣口。之后，引导器向首位的分拣模块发送查询命令，询问首位分拣模块的状态，如果首位分拣模块的状态为“繁忙”，引导器将延时一段时间后再次询问该分拣模块的状态；如果该分拣模块的状态为“空闲”，引导器将物品的目标分拣口的分拣口id发送到首位分拣模块，并在位于首位的分拣模块确认接收到目标分拣口id后将物品派送到该分拣模块。
31.步骤b：首位分拣模块在收到物品后将自己的状态从“空闲”切换到“繁忙”，并开始逐一检查自己维护的3个分拣口id的键值链表。当该物品的id号属于某号链表，则将该物品归为与之对应的边沿出口（分拣口）。在确定了边沿出口（分拣口）后，首位分拣模块向与之对应的字典键值所代表的分拣模块（简称“下级模块”）发送状态查询请求。如果被请求的下级模块处于繁忙状态，首位分拣模块将延时一定时间再次尝试向“下级模块”发送状态查询请求。当“下级模块”的状态为“空闲”时，首位分拣模块将该物品的目标分拣口id发送到“下级模块”，在得到“下级模块”的确认后将物品派送到“下级模块”，并将自己的状态从“繁忙”切换到“空闲”。此时首位分拣模块即可以再次接受引导器向其传送物品。
32.步骤c：每个模块不断重复步骤b中所描述的机制，物品最终将抵达目标分拣口。在步骤c的过程中，由物品所在的模块（“上级模块”）向目标模块（“下级模块”）送出物品，最终将被分拣物品送到目标分拣口上去。
33.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。