输送设备的分拣系统的制作方法

1.本发明涉及一种输送设备的分拣系统，尤指可利用输送平台于分歧点位置的多组转向驱动装置来对物品进行分拣使用。


背景技术：

2.现今输送设备所使用的分拣系统，为位于物品输送平台的转向处或分歧点位置，可将物品按指定的路径导引输送至预定位置或快速分拣，主要可大致区分为强制转向分拣、连动滚轮分拣及差速滚轮分拣等三种方式，其中：
3.第一种强制转向分拣的方式传统为通过输送平台将物品运送至分歧点时，再利用偏摆板将物品强制导入所欲行进输送平台的方向，此种方式在现今无人工厂利用自动化生产的时代不易使用，兹因此种方式的物品与输送平台侧面会产生碰撞，一般使用于如行李箱、包装箱等输送设备，因此，这种分拣系统的方式仅仅是运用于不怕被永久性破坏或不会损坏的物品上使用，且当前后物品卡在输送平台转弯处时，便会使运作中的输送设备卡住而无法动作而停摆，甚至会发生输送设备或物品的损坏，进而造成重大损失，所以可以了解如果在无人工厂中，如果机器停摆而无法使用时，便会造成有形或无形资源的严重损失，相关技术内容可参阅如中国台湾专利公告第166192、190741号。
4.第二种连动滚轮分拣的方式，此种输送设备的分拣系统设有多排连动滚轮模块，每一连动滚轮模块，为利用复杂的连杆结构方式来拉动各个滚轮模块水平旋转且同时朝不同角度偏摆，而相邻连动的滚轮模块间位置都设有通过马达皮带来带动的复数传动轴，并以传动轴的外表面抵持于相邻连动的滚轮模块滚轮之间，当物品位于输送平台的转向处或分歧点时，便会接触滚轮模块产生转向，并以传动轴连动相邻滚轮模块间的各滚轮旋转来带动物品移动，而使物品在输送平台上朝向分歧处的特定输送方向前进，所以可以了解，第二种方式连动滚轮分拣如果使用于输送设备的分岐路径角度过大或接近于90度时，便会因传动轴同时接触相邻连动的滚轮而无法旋转到过大角度，所以此种连动滚轮分拣的方式便会受到转向角度的限制而无法使用，也会造成输送设备需要更大的设置空间来解决此类问题，此外，其整体结构设计复杂度相当高，当使用在不同形式或分岐路径数目不同的输送设备时，必须重新设计所有滚轮模块的动作结构及连动型态，其驱动控制程式繁杂不精简，且整体维修困难、不易装配、成本也较高且无法模块共用，相关技术内容可参阅如中国台湾专利公告第434174号。
5.第三种差速滚轮分拣的方法，每一模块为利用三组滚轮组件通过马达各别带动形成人字形配置的滚轮产生差速运动，即利用三个不同方向的动力滚轮以不同方向及速度呈垂直滚动状态，便使物品自身产生水平转向且同时朝向不同方向前进，进而使物品在输送平台上朝向特定的分歧方向前进，此种方式在输送平台运送到分岐点处，其每一组差速滚轮必须依照物品的重量、摩擦力系数、形状大小等变异因素来决定差速滚轮转动速度匹配的状态，如果物品过于笨重时运送速度较慢，所以可以了解第三种方式因为差速滚轮单一模块无法水平转向，导致动作的时间较长，输送速度变慢，不利于大量快速生产的输送设备
使用，其整体结构复杂且驱动控制程式繁复不精简，在不同输送设备上使用时，差速滚轮必须要不断依据实际状况做出正转或逆转的动作，不仅较容易造成损坏、维护成本高且适用范围也较小，相关技术内容可参阅如美国专利公告第u s5374879a号。
6.然而，可以了解上述三种输送设备的分拣系统方式在输送的物品不同时，便需要针对每一次输送的物品路径规划上做极为精确的控制与调整设计，但在现今讲究简单且快速的无人化生产模式下，必须符合简单、确实、快速、维修容易及不易损坏的特性，同时需具备成本低廉的要求，方可符合现今无人化的自动生产需求，也不易造成物品及输送设备或机器的损害，是以，在无人工厂利用自动化生产的时代，业者要如何设计出能简单适用于不同输送设备的分拣系统结构，或在极短的时间内完成分拣系统相关维修、保养或更换等作业，也是此行业者长久以来欲改善的重要课题及问题所在。


技术实现要素：

7.因此，本发明人有鉴于上述缺失，乃搜集相关资料，经由多方的评估及考量，并以从事于此行业累积的多年经验，持续的试作与修改，始设计出此种输送设备的分拣系统的发明专利诞生。
8.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
9.一种输送设备的分拣系统，该输送设备包含有一输送平台，并于该输送平台的物品输送路径上的转向处或分歧点位置并排设置有多组转向驱动装置，其特征在于，每一组该转向驱动装置包括：
10.一定向马达，包含一垂向可转动的旋转轴；
11.一设置于该定向马达上方的轮毂马达模块，包含至少一个中心绕着一水平固定轴转动的滚轮，以及供该固定轴装设的固定座，且该固定座底部结合于该旋转轴；及
12.一设置于该定向马达下方的驱动装置，包含一控制模块，并由该控制模块电性连接于该定向马达与该轮毂马达模块，用以进行供电及控制该旋转轴与该滚轮转动，当该控制模块发出一控制信号分别传送至该定向马达及该轮毂马达模块时，该定向马达的旋转轴会带动该轮毂马达模块的固定座水平转向至预设角度位置，而该轮毂马达模块则会驱动滚轮垂直转动来带动其上方的一物品朝预定方向前进。
13.所述的输送设备的分拣系统，其中：该输送平台在分歧点位置设置有机架，并于该机架上方设置有并排形成具有不同数目或排列组合的该多组转向驱动装置。
14.所述的输送设备的分拣系统，其中：该定向马达底部结合有基座，并于该基座底部结合有该驱动装置的马达控制盒，且该马达控制盒内部安装有该控制模块，而该输送平台的机架上方则设有间隔排列的复数横杆，且各二相邻的横杆间并排安装有该多组转向驱动装置形成一矩形阵列。
15.所述的输送设备的分拣系统，其中：该机架的横杆顶部设有凸出的复数定位柱，并于该定向马达的基座二侧边上相对向内设有与该定位柱相互卡合的限位孔。
16.所述的输送设备的分拣系统，其中：该定向马达与该轮毂马达模块外侧套设有快拆马达外罩，并于该快拆马达外罩上方各角落处都设有定位槽，且该定位槽处通过一衔接件将各二相邻的该快拆马达外罩相互结合。
17.所述的输送设备的分拣系统，其中：该输送平台在物品输送路径的主输送方向上
设置有主输送机，并于物品输送路径的分歧方向上设置有分歧用输送机。
18.本发明的主要优点乃在于输送平台系于物品输送路径上的分歧点位置为并排设置有多组转向驱动装置，当物品进入分歧点位置时，每一组转向驱动装置中的驱动装置，便会发出控制信号传送至定向马达及轮毂马达模块，并由定向马达的旋转轴带动轮毂马达模块的固定座可随之水平转向至预设角度位置，而轮毂马达模块则驱动滚轮垂直转动来带动其上方的物品按指定的路径输送，以完成快速分拣，此种转向驱动装置的定向马达都可单独带动轮毂马达模块水平转向，并由轮毂马达模块驱动滚轮直接出力来将物品导正且快速朝输送的预定方向前进，实具有结构简单、整体组装空间小且成本低廉的功效。
19.本发明的另一优点乃在于当输送平台上的每一组转向驱动装置在拆装或维修(如马达发生异常)等作业时，仅需将定向马达与轮毂马达模块外侧所套设的快拆马达外罩向下或向上装卸，并连同定向马达、轮毂马达模块与驱动装置一起快速拆卸，或者是安装另一组能正常运作的转向驱动装置，此种作法可将转向驱动装置设计为单一模块化安装套件，并作快速拆装或更换，使生产线的停机或中断的时间大幅缩短，实具有组装快速及维护简便的功效。
附图说明
20.图1是本发明转向驱动装置的立体外观图。
21.图2是本发明转向驱动装置的立体分解图。
22.图3是本发明转向驱动装置另一视角的立体分解图。
23.图4是本发明轮毂马达模块的立体分解图。
24.图5是本发明图4另一视角的立体分解图。
25.图6是本发明转向驱动装置的侧视剖面图。
26.图7是本发明较佳实施例多组转向驱动装置安装于输送设备的输送平台上的立体外观图。
27.图8是本发明较佳实施例单组转向驱动装置于拆卸或安装时的立体外观图。
28.图9是本发明另一较佳实施例多组转向驱动装置于带动物品朝预定方向前进的示意图。
29.图10是本发明再一较佳实施例多组转向驱动装置于带动物品朝预定方向前进的示意图。
30.图11是本发明又一较佳实施例多组转向驱动装置安装于输送设备的输送平台上的立体外观图。
31.图12是本发明更一较佳实施例多组转向驱动装置于带动物品朝预定方向前进的示意图。
32.附图标记说明：1-定向马达；11-旋转轴；111-轴心防脱件；112-穿孔；12-基座；121-通孔；122-限位孔；2-轮毂马达模块；21-固定座；210-固定孔；211-底板；212-侧板；2121-定位孔；213-轴心锁定件；214-固定片；215-开孔；22-滚轮；221-固定轴；222-穿孔；23-防尘盖；231-透孔；3-驱动装置；31-马达控制盒；32-控制模块；4-快拆马达外罩；40-容置孔；41-开口；42-定位槽；43-衔接件；5-输送平台；50-分歧点；51-机架；511-横杆；512-定位柱；52-主输送机；53-分歧用输送机。
具体实施方式
33.为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，兹绘图就本发明的较佳实施例详加说明其构造与功能如下，俾利完全了解。
34.请参阅图1至图6所示，分别为本发明转向驱动装置的立体外观图、立体分解图、另一视角的立体分解图、轮毂马达模块的立体分解图、图4另一视角的立体分解图及转向驱动装置的侧视剖面图，由图中可清楚看出，本发明输送设备所应用的每一组转向驱动装置包括一定向马达1、分别设置于定向马达1上下方的轮毂马达(wheel hub motor)模块2及驱动装置3，其中：
35.该定向马达1包含有一垂向可转动的旋转轴11，并于定向马达1的外壳底部结合有矩形的基座12，且基座12中央设有通孔121，而旋转轴11下方延伸出外壳的一端为穿过该通孔121，并与一轴心防脱件111结合，使旋转轴11转动时不会脱出，其中该定向马达1可以是伺服马达、步进马达或其他可定位旋转角度的马达使用，且定向马达1的旋转轴11系转子结构，而定子结构与外壳的托架或端板相接使旋转轴11可产生转动的部分，又旋转轴11可为一中空的转轴，并于旋转轴11下方设有供控制电路连接的缆线穿过再引出至转轴外部的穿孔112，至于马达驱动控制及检知的方式与功能[如可运用多颗hall ic或感测器控制电路达到正转、反转、归零控制(原点)与步进至指定点后激磁固定等]，以及可保护马达的缓冲启动、缓冲停止、过载保护、限电流保护、警报与急停功能等，均为本领域一般业者公知常识及可选用的背景技术，其详细构成不另加说明，是以，凡其他未脱离本发明所揭示的技艺精神下所完成的均等变化与修饰变更，均应包含于本发明所涵盖的专利范围中。
[0036]
该轮毂马达模块2设置于定向马达1的外壳上方并包含有一固定座21、至少一个中心绕着一水平固定轴221转动的滚轮22及结合于固定座21上方的防尘盖23，且该滚轮22与固定轴221较佳实施为一轮毂马达，在本实施例中使用的轮毂马达为现有技术，其中该轮毂马达的滚轮22与外壳相接的转子结构，而滚轮22中心围绕的固定轴221则为二端装设于固定座21上提供滚轮22产生转动的定子结构，且该固定轴221也可为一中空的转轴，并于固定轴221一侧设有供控制电路连接的缆线穿过再引出至转轴外部的穿孔222。
[0037]
而轮毂马达模块2的外转子(转子在外圈)作动方式则是与上述定向马达1的内转子(转子在内圈)作动方式相反，至于轮毂马达驱动控制及检知的方式与功能(如可运用多颗hall ic或感测器控制电路达到正转、反转、停止、速控)，以及可保护马达的缓冲启动、缓冲停止、过载保护、限电流保护、警报与急停功能等，均为本领域一般业者通常知识及可选用的现有技术。
[0038]
此外，轮毂马达一般业界也有称的为轮内马达(in-wheel motor)的名称使用，其详细构成不另加说明，是以，凡其他未脱离本发明所揭示的技艺精神下所完成的均等变化与修饰变更，均应包含于本发明所涵盖的专利范围中。
[0039]
如图4、图5所示，该固定座21下方为具有一底板211，并于该底板211中央设有结合于旋转轴11上的固定孔210，且该底板211二侧向上延伸的侧板212上方分别具有定位孔2121、轴心锁定件213及顶端边缘折弯的固定片214，再于侧板212的定位孔2121下方设有供轮毂马达的缆线穿过的开孔215，而滚轮22中心围绕的固定轴221二端则可通过轴心锁定件213分别装设于定位孔2121处，并使滚轮22上方外表面相较于侧板212顶端为高，以供滚轮22露出来带动其上方通过的物品移动，又防尘盖23为通过固定片214结合于固定座21上方，
并于防尘盖23表面上设有供滚轮22外表面露出的透孔231，且该防尘盖23也可为罩覆于固定座21外侧并供滚轮22部分露出的结构设计，也可省略该防尘盖23结构，或与固定座21结合设计成为一体，此种简易的修饰及其等效结构变化，仍应包含于本发明所涵盖的专利范围内。
[0040]
该驱动装置3设置于定向马达1下方并包含有一结合于基座12底部的马达控制盒31，以及安装于马达控制盒31内部可为一直流(dc)无刷马达驱动板或控制器的控制模块32，并将控制模块32通过自旋转轴11、固定轴221内部引出的缆线电性连接于定向马达1、轮毂马达模块2的控制电路上，便可凭借驱动装置3与外部电源连接来进行供电，以及控制旋转轴11与滚轮22转动。
[0041]
如图2、图3所示，上述的定向马达1与轮毂马达模块2外侧套设有中空矩形的快拆马达外罩4，并于快拆马达外罩4上方设有供防尘盖23露出的容置孔40，且该快拆马达外罩4下方设有结合于基座12顶部的开口41，使快拆马达外罩4与定向马达1、轮毂马达模块2、驱动装置3可结合设计成为单一模块化安装套件。
[0042]
由于定向马达1的旋转轴11为固定在轮毂马达模块2位于固定座21底板211的固定孔210处，并于二侧板212之间安装有滚轮22的固定轴221，且该固定座21上方结合有防尘盖23，使滚轮22外表面为部分露出于透孔231上方，而定向马达1与驱动装置3则可通过缆线电性连接于驱动装置3的控制模块32上，所以本发明转向驱动装置的定向马达1可带动轮毂马达模块2作转向使用，而轮毂马达模块2则驱动滚轮22绕着水平的固定轴221垂直转动。
[0043]
此外，上述的定向马达1与轮毂马达模块2较佳实施为通过缆线分别电性连接于驱动装置3的控制模块32上，但并不以此为限，也可在轮毂马达模块2的旋转轴11下方设有供缆线连接的第一连接端，并于马达控制盒31上设有第二连接端，且该第一连接端与第二连接端可为对应的插针型插头、插座连接器直接作对接或拆卸，进而使定向马达1、轮毂马达模块2与驱动装置3形成一可活动拆卸的电性连接，也可利用排线连接器或一般电路板金手指设计的方式，直接插入马达驱动板或控制器上对配的连接器内形成电性连接，也可通过防呆定位机构辅以对接的过程中具有防呆定位的效果，此种简易的修饰及其等效结构变化，仍应包含于本发明所涵盖的专利范围内。
[0044]
请搭配参阅图7至图10所示，分别为本发明较佳实施例多组转向驱动装置安装于输送设备的输送平台上的立体外观图、单组转向驱动装置于拆卸或安装时的立体外观图、另一较佳实施例多组转向驱动装置于带动物品朝预定方向前进的示意图及再一较佳实施例多组转向驱动装置于带动物品朝预定方向前进的示意图，其中该多组转向驱动装置为应用于一输送设备，该输送设备包含有一输送平台5，并于输送平台5的物品输送路径上的转向处或分歧点50位置设置有机架51，且机架51上方并排设置有多组转向驱动装置，而输送平台5在物品输送路径的主输送方向上则设置有主输送机52，并于物品输送路径的分歧方向上也可分别设置有分歧用输送机53。
[0045]
如图8所示，在本实施例中的输送平台5位于机架51上方设有间隔排列的复数横杆511，并于横杆511顶部设有凸出的复数定位柱512，而定向马达1的基座12二侧边上则相对向内设有限位孔122，并于快拆马达外罩4上方各角落处设有定位槽42，便可将每一组转向驱动装置分别安装于各二相邻的横杆511间，并使定向马达1通过基座12二侧边分别跨置于各二相邻的横杆511上，且各基座12二侧边的限位孔122分别与横杆511上的定位柱512相互
卡合后，再将各快拆马达外罩4的定位槽42处通过衔接件43相互结合，使多组转向驱动装置并排形成具有不同数目或预定形状的阵列、几何排列组合等状态。
[0046]
当本发明于使用时，可由输送平台5的主输送机52利用输送带或滚轮等运送物品依序朝主输送方向前进，并在物品已进入或还没进入到转向处或分歧点50位置时，每一组转向驱动装置中驱动装置3的控制模块32便会发出一控制信号，通过缆线分别传送至定向马达1及轮毂马达模块2上，当定向马达1的控制电路接收到该控制信号的旋转角度信息后，便会驱动旋转轴11带动固定座21使轮毂马达模块2可随之稳定的水平转向至预设角度位置，包含从原点(即0度，直行方向)向左或向右旋转(即－180～ 180度)，而轮毂马达模块2的控制电路接收到该控制信号的旋转角度信息后，则会驱动滚轮22绕着固定轴221垂直转动，如此带动位于滚轮22上通过的物品朝预定方向或分歧方向的分歧用输送机53继续前进，并将物品按指定的路径输送至预定位置，以完成快速分拣或分类的作业，此种每一组转向驱动装置的定向马达1都可通过旋转轴11将上方设置的轮毂马达模块2单独转向至预设角度位置，不但可使旋转角度不受限制，并利用轮毂马达模块2驱动滚轮22直接出力带动物品，即可通过多组转向驱动装置并排形成阵列或几何排列组合，来将物品导正且快速朝所欲输送的预定方向前进。
[0047]
凭借上，本发明主要于输送设备中输送平台5的分歧点50位置并排设置有多组转向驱动装置，并于每一组转向驱动装置均可利用定向马达1接收驱动装置3所发出控制信号的旋转角度信息，并由旋转轴11带动固定座21使轮毂马达模块2可水平转向至预设角度位置，且因定向马达1只有在欲对轮毂马达模块2转向时才作动，马达使用频率较少及可旋转至指定的角度位置而不需配合其他复杂机构进行转向，所以不容易造成马达或机构损坏，以延长整体的使用寿命。
[0048]
此外，每一组转向驱动装置的轮毂马达模块2具有转速低、转矩大与效率高的优势，并于接收驱动装置3发出的控制信号可驱动滚轮22直接出力来将物品导正且快速朝预定方向前进，若是应用在不同的输送设备上使用时，也可依物品不同的大小、重量、数量等需求或输送路径规划设计来任意增加或拆除转向驱动装置，便可将多组转向驱动装置并排形成具有不同数目或预定形状的阵列、几何排列组合等状态，如图8中所示的标准型输送设备具有30组并排形成矩形阵列的转向驱动装置，如第9至10图中所示的输送设备系基于标准型分别任意增加多组转向驱动装置并排形成具不同数目或预定形状的排列组合，以配合不同输送平台5所具备的形状、角度或路径(如转向处或分歧点50等)使用，更具适用性广泛的效果。
[0049]
如图8所示，当控制端(如中央控制系统)发现任一组转向驱动装置中的任一马达发生异常时，便会发出一警报讯息至管理者，以告知管理者可立即进行维修处理，并在现场操作者进行维修、更换或保养作业时，仅需先将快拆马达外罩4上的衔接件43拆除，便可方便将快拆马达外罩4连同定向马达1、轮毂马达模块2与驱动装置3向上拉出，并使基座12的限位孔122脱离于机架51的定位柱512处，再于原先输送平台5的拆卸位置可安装有另一组能正常运作的转向驱动装置，并将拆卸后的转向驱动装置进行维修或保养，此种作法可将每一组转向驱动装置设计为单一模块化安装套件，并作快速拆装或更换，使生产线停机或中断的时间大幅缩短，如此一来，在无人工厂利用自动化生产的时代，便能在极短的时间内维修完成，实具有结构简单、整体组装空间小且维护简便及成本低廉的功效。
[0050]
请参阅图11至图12所示，分别为本发明又一较佳实施例多组转向驱动装置安装于输送设备的输送平台上的立体外观图及更一较佳实施例多组转向驱动装置于带动物品朝预定方向前进的示意图，由图中可清楚看出，本发明转向驱动装置中的轮毂马达模块2较佳实施包含一个绕着一水平固定轴221转动的滚轮22，但并不以此为限，在本实施例中的轮毂马达模块2还包含有另一个绕着一水平固定轴221转动的滚轮22，并使二滚轮22中心围绕的固定轴221二端分别结合于固定座21二侧板212上的定位孔2131处，且二滚轮22外表面为分别部分露出于防尘盖23对应的透孔231上方同步转动，此种简易的修饰及其等效结构变化，仍应包含于本发明所涵盖的专利范围内。
[0051]
此外，当本发明上述的转向驱动装置应用于输送设备中输送平台5的分歧点50位置时，可将多组转向驱动装置并排形成具有不同数目或一预定形状的阵列、几何排列组合等状态，并由每一组转向驱动装置的驱动装置3各别驱动定向马达1带动轮毂马达模块2水平转向至预设角度位置，以及轮毂马达模块2中的二滚轮22同步转动来将物品导正且快速朝预定方向前进，且可通过二滚轮22设计提高出力，更能够承载较重的物品且不易造成马达或机构的损坏。
[0052]
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。