一种物流货物自动分离及搬运装置和工作方法与流程

1.本发明属于物流自动化技术领域，具体涉及一种货物自动分离搬运装置。该装置既可以单独使用，也可以配合其他自动化货物分拣系统使用，尤其在对接交叉带分拣机，agv分拣系统等自动化分拣设备使用时，本发明发挥较大效能。


背景技术：

2.随着物流行业的发展，货物分拣的需求也越来越大。目前大部分物流分拣站都采用了自动化分拣设备。自动化分拣设备，比如交叉带分拣机，翻板式分拣机，agv小车分拣系统。自动化分拣设备效率高，错误率低而很快得到普及。但是现有的自动化分拣系统都是通过人工对堆叠的货物进行分离并提供给自动化分拣设备，这成为了货物分拣自动化的效率瓶颈。
3.由于人工处理货物的效率较低，随着货物数量的增加，分离和排列货物消耗的人力成本越来越大。又由于货物大小，形态，材质各异，来料通常无序堆叠，现有自动化设备难以直接替代这个工位的人工操作。若能够在货物分离和排列环节使用自动化设备代替人工，则能够大幅提高产能，产生较大的经济效益。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种自动货物分离以及搬运装置。
5.第一方面，本发明提供一种物流货物自动分离及搬运装置，其包括理包供包机构和识别执行机构；所述的理包供包机构包括振动供料机构；振动供料机构包括振动槽；振动槽通过振动的方式驱动货物倾斜向上运动，使存在叠置的货物在振动输送过程中平铺。所述的识别执行机构用于将理包供包机构输出的货物进行识别并逐个搬运向后续对接系统。
6.作为优选，本发明一种物流货物自动分离及搬运装置还包括缓存料斗。缓存料斗设置在振动槽的输入端。
7.作为优选，所述的缓存料斗包括第一输送机、第一侧挡板和毛刷滚筒；第一输送机的两侧均设置有第一侧挡板；多个毛刷滚筒沿第一输送机均支承在第一输送机的上方；沿输入端到输出端方向上，各毛刷滚筒到第一输送机输送面的距离依次减小；
8.作为优选，沿缓存料斗的输入端到输出端方向上，各毛刷滚筒的直径依次减小。
9.作为优选，两根毛刷滚筒的位置能够沿垂直第一输送机输送面的方向调节。
10.作为优选，本发明一种物流货物自动分离及搬运装置，还包括靠边机构。靠边机构的输入端与振动槽的输出端连接，用于将输入的货物排列成一个或多个线性队列。
11.作为优选，所述的靠边机构包括两块第二侧挡板和两组对称设置的倾斜滚筒输送机；两块第二侧挡板间隔设置；两组倾斜滚筒输送机设置在两块第二侧挡板之间；两组倾斜滚筒输送机分别将自身上方的货物倾斜输送向对应侧的第二侧挡板，使得进入靠边机构的货物自动抵靠在两块第二侧挡板的内侧面。
12.作为优选，本发明一种物流货物自动分离及搬运装置，还包括差速输送机构；差速
输送机构设置在物流货物自动分离及搬运装置的末端，用于增大靠边机构输出的货物线性队列中相邻货物的间距。
13.作为优选，所述的差速输送机构包括第二输送机；第二输送机的输送速度大于倾斜滚筒输送机的输送速度沿第二输送机的输送方向的速度分量。
14.作为优选，所述的差速输送机构包括依次串联的两段或大于两段的第二输送机；沿输入端向输出端方向，各第二输送机的输送速度依次增大。
15.作为优选，所述的后续对接系统为上包台或agv分拣小车。
16.作为优选，所述的识别执行机构包括识别机构和搬运机构；识别机构设置在差速输送机构上，用于识别差速输送机构上的货物；一个搬运机构或多个搬运机构设置在识别机构远离靠边机构的一侧；搬运机构包括机械臂和末端执行器；末端执行机构安装在机械臂的末端，用于抓取货物；机械臂用于带动末端执行机构抓取的货物离开差速输送机构。
17.该物流货物自动分离搬运一体化装置的工作方法，具体步骤如下：
18.步骤一、工作人员将货物堆放在缓存料斗上；缓存料斗中低端第一输送机将货物倾斜向上输送，直到货物进入到振动供料机构中；货物倾斜向上输送的过程中，依次经过各毛刷滚筒；由于各毛刷滚筒与第一输送机的间距逐渐减小，从而使得堆叠的货物逐渐分散均匀；
19.步骤二、进入振动供料机构的货物在振动力的驱动下倾斜向上运输，并在运输过程中发生分离，使得振动供料机构不再存在堆叠的情况；
20.步骤三、振动供料机构将货物送入靠边机构，靠边机构将输入的货物排列成线性队列；线性队列输出到差速输送机构中拉大间距；
21.步骤四、识别执行机构对差速输送机构上的货物进行识别并逐个搬运出差速输送机构。
22.第三方面，本发明提供一种振动机在物流分拣设备上的应用；所述振动机的振动输送面倾斜设置，通过对叠置的物流货物施加振动力来使得存在叠置物流货物平铺开。
23.本发明具有的有益效果是：
24.1.本发明通过倾斜输送、毛刷阻挡，以及振动分离的方式相配合，能够将不同尺寸、无序堆叠在一起的多件货物进行分离，从而解决了现有技术中包裹尺寸多样、存在堆叠等阻碍自动化上包的技术问题。
25.2.本发明能够将堆叠在一起的货物完全分离，并排列成直线队列后拉开间距；可见，相比于仅能够对在输送方向(x方向)上拉开货物距离的现有单件分离设备，本发明能够显著提高货物分离的稳定性。
26.3.本发明用执行机构将货物搬运至目标点，使得货物能够直接对接分拣机或agv小车，不需要再用其他对接机构，布局灵活，节省空间，相比于人工处理货物，能达到更高的效率，减少上包台个数需求，减少后续自动化设备占地面积，进而降低货物运输成本。
27.4.本发明适用于纸箱类，尼龙袋，气泡膜等各种材质的货物，并允许各类材质的货物无序堆叠在一起，与目前供包条件一致；此外，本发明相比于其他单件分离系统，占地面积小，且兼容目前供包方式，容易被布局在现有物流分拣场站，可实施性强。
28.5.本发明将分拣系统的入口自动化，进一步实现了无人作业能力，提高了分拣设备的利用率，使得先到场站的货物可以先被分拣，从而提高了货物的时效及稳定性。
附图说明
29.图1为本发明的整体结构示意图；
30.图2为本发明中理包供包机构的示意图；
31.图3为本发明中识别执行机构的示意图。
具体实施方式
32.以下结合附图对本发明作进一步说明。
33.如图1所示，一种货物自动分离搬运装置，包括理包供包机构100和识别执行机构200。理包供包机构100用于通过对货物300缓存并进行定量控制、振动和爬坡操作，将无序堆叠的各种货物300整理成近似线性排布后，提供给识别执行机构200。近似线性排布的货物300能够便于识别执行单元进行高效操作。充足是指理包供包机构100能够在单位时间内向识别执行机构200提供提供大于其操作速度的货物300数量。识别执行机构200用于对理包供包机构100输出的货物300队列进行识别和逐个向放置台230搬运。放置台230的作用是承接搬运机构220搬运过来的单个货物300，并做进一步操作，其包括但不限于交叉带上包台和agv分拣机构上包台。在将货物300搬运到放置台230后，能够将“上包动作已结束”的信息通知给后续对接系统的控制器；进而使得对接系统对货物300进行包括扫码、称重和输送在内的自动化操作。本实施例中的对接系统为上包台或agv分拣小车。
34.如图2所示，理包供包机构100包括依次串联的缓存料斗110、振动供料机构120、靠边机构130和差速输送机构140。振动供料机构120和缓存料斗110的输入端向输出端方向均倾斜升高。缓存料斗110的输出端位于振动供料机构120输入端的正上方。振动供料机构120的输出端位于靠边机构130输入端的正上方。靠边机构130和差速输送机构140均水平设置，并对接在一起。
35.缓存料斗110包括第一输送机111、第一侧挡板112和毛刷滚筒113。第一输送机111采用带式输送机，倾斜向上设置。第一输送机111的两侧设置有第一侧挡板112，用以避免堆叠的货物从第一输送机111的侧部掉落。两个或大于两个的毛刷滚筒113沿第一输送机111的输送方向间隔设置，并支承在两块第一侧挡板112之间。沿输入端到输出端方向上，各毛刷滚筒113到第一输送机111输送面的距离依次减小，且直径依次减小。最后一个毛刷滚筒114与第一输送机的距离大于被运输货物的最大高度。两根毛刷滚筒113的位置能够沿垂直输送面的方向调节。由于毛刷滚筒113柔软且能够转动，故不易对货物产生损坏。
36.振动供料机构120包括振动槽和振动发生器。振动发生器安装在振动槽的底部，用于产生振动，驱动振动槽上的货物300倾斜向上运动；存在叠置的各货物300在振动力的作用下分离开，避免叠置的货物300直接进入靠边机构130。
37.靠边机构130包括两块第二侧挡板和两组对称设置的倾斜滚筒输送机。间隔设置的两块第二侧挡板固定机架上。两组倾斜滚筒输送机设置在两块第二侧挡板之间，并将货物300倾斜输送向对应一侧的第二侧挡板，使得从振动供料机构120进入靠边机构130的货物300能够自动抵靠在两块第二侧挡板的内侧面。
38.差速输送机构140包括第二输送机。第二输送机的输送速度大于倾斜滚筒输送机的输送速度沿第二输送机的输送方向的速度分量；差速输送机构140也可以设置依次串联的两段或大于两段的第二输送机。该情况下，沿输入端向输出端方向，各第二输送机的输送
速度依次增大，从而能够将靠边机构130输出的排列紧密的货物300分离开。
39.当系统开始工作时，缓存料斗110将一定量的货物300输送至振动供料机构120；两个毛刷滚筒113逐级对叠置过高货物300进行分离，避免过多货物300一次性进入振动供料机构120，影响振动供料机构120的分离效果。振动供料机构120通过振动，带动货物300爬坡运动，将存在叠置情况的货物300平铺开；铺开的货物300被输送至靠边机构130，靠边机构130将平铺的货物300向两侧输送，形成线性队列，并输送至差速输送机构140；差速输送机构140增大货物300队列的间距，将货物300输送至识别执行机构200。
40.本实施例中，缓存料斗110的作用是缓存一定量的货物300，一定量是指大于识别执行机构200可抓取的货物300数量；缓存料斗110上的多个不同高度的毛刷滚轮111能够逐级均匀缓存料斗110内的货物300数量，使得缓存料斗内的货物300分布更均匀。
41.振动供料机构120主要起到两个作用，作用一是分散货物300，其原理为利用货物300个体材质，体积，密度，重量的差异性，使得货物300随振动的输送速度不一致，从而将堆叠的货物300分散，利于下一步进行线性排序；作用二是平铺货物300。其原理为利用货物300振动时产生的相互挤压力，将堆叠的货物300平铺，利于下一步进行线性排序。
42.靠边机构130主要起到两个作用，作用一是将货物300尽量靠近识别执行机构200一侧，缩短识别执行机构200搬运货物300的距离，从而提高执行机构的效率；作用二是将货物300进行直线排序，其原理为倾斜的滚筒对货物300产生向外侧的摩擦力，使得货物300向外侧移动，从而排列成线性，此外，由于货物300自身具有一定高度，故货物300汇流时不会再产生堆叠，而是会自动“排队”。
43.差速输送机构140的作用是输送货物300，其通过大于靠边机构130的线速度分量，拉大货物300队列的间距，从而进一步使得货物300分离，提高识别机构执行的稳定性。
44.如图3所示，识别执行机构200包括识别机构210和多个搬运机构220。识别机构210设置在差速输送机构140上，其包括识别支架211和识别相机212。识别支架211设置差速输送机构140的侧部。识别相机212固定在识别支架211，位于差速输送机构140的正上方，且朝下设置。识别相机212采用2d相机、3d相机、扫描器，或其他能够识别货物300的传感器。识别相机212能够拍摄差速输送机构140输送的货物300，从而实现货物300的识别。
45.多个搬运机构220分布在差速输送机构140的两侧。搬运机构220包括机械臂221、机械臂底座222和末端执行器223。机械臂221安装在机械臂底座222上。机械臂221采用单轴机器人、多轴机器人、四轴scara机器人、并联蜘蛛手机器人和六轴关节机器人中的一种，或其他能完成货物300搬运设备。末端执行机构223安装在机械臂221的末端，通过夹取、吸取或其他方式抓取货物300。
46.识别机构210的作用是通过算法识别出货物300的适合抓取位置及角度发送给搬运机构220。搬运机构220的作用是收到识别机构210发送的货物300坐标及角度后，执行货物300搬运动作。