一种智能快递分拣方法及其分拣系统与流程

1.本发明涉及一种快递分拣方法及其分拣系统。


背景技术：

2.随着快递业飞速发展，对快递分拣效率的要求越来越高。众所周知，快递分拣效率的高低主要取决于分拣系统的分拣粒度，每次分拣的粒度越细，分拣的级次就可以减少，人机交互的次数也就可以相应减少，分拣效率自然就会得到提高。反之，每次分拣的粒度越粗，就需要相应增加分拣级数，人机交互的次数就会增加，分拣效率自然就会降低。而每次分拣的粒度，很大程度上取决于各分拣系统可以设置的拣选格口的数量，分拣系统可以设置的拣选格口越多，每次分拣的粒度就会越细，分拣系统可以设置的拣选格口越少，每次分拣的粒度就会越粗。目前，分拣系统拣选格口可以设置的数量，主要受制于资金成本和技术门槛这两个因素。一条较大规模的机械分拣流水线通常只有几十个拣选格口，虽然单位格口的成本较低，技术门槛也不高，但分拣粒度较粗，分拣效率较低。为了增加拣选格口，提升分拣粒度，一些商家开发了机器人智能分拣系统，这种智能分拣系统，较之机械分拣系统，大幅增加了拣选格口的数量，从而较大程度地提升了分拣粒度。但是，由于机器人智能分拣系统，需将所有机器人的位置数据以及任务数据、环境数据、时间数据、路网数据等因素结合起来，进行多维度的综合运算，数据处理量极大，需要庞大的数据处理平台加以支撑，而且通信系统复杂，对通信质量要求很高，这些正是造成机器人智能分拣系统高成本和高技术门槛的根源。故而，目前机器人智能分拣系统只能设置在全国区域性的物流处理中心。面对快递末端更细的分拣需求，无法按需部署，多数地方仍然不得不实行分级分拣，逐级进行细化，严重影响着分拣效率。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种智能快递分拣方法及其分拣系统，能够有效降低单位格口的资金成本和技术门槛，较好克服上述现有技术的缺陷。
4.本发明通过以下技术方案来实现：
5.一种智能快递分拣方法，包括以下步骤：
6.1)构建相应的拣选流水线。通过道岔装置进行拣选线路的规划和构建，其关键在于，针对各道岔控制装置设置逻辑路径识读装置；所述逻辑路径识读装置由信息读取装置、数据处理装置、程序存储装置、信号输出装置构成；所述信息读取装置用于读取逻辑路径，所述数据处理装置用于对逻辑路径进行判断处理，所述程序存储装置用于存储路径信息处理系统接收端程序，所述信号输出装置用于向道岔控制装置输出控制指令，从而使所述逻辑路径识读装置具备自主识读和判断处理逻辑路径的能力；同时对各所述逻辑路径识读装置统一进行编码，用于拣选线路规划和构建时定位各所述逻辑路径识读装置。
7.2)编制逻辑路径。所述拣选流水线上的每一个格口代表一个拣选地址，从供件平台到不同的格口构成了不同的拣选线路，将每一个拣选线路从始至终所需经过的各个逻辑
路径识读装置的编码信息及控制指令，按照先后顺序编制成一条数据记录，即形成该拣选线路的逻辑路径。
8.3)建立逻辑路径数据库。所述拣选流水线的每一个格口代表一个拣选地址，同时对应一条逻辑路径；所述拣选流水线上有多少个格口就编制多少条逻辑路径，然后将各逻辑路径全部存入数据库，构成逻辑路径数据库。
9.4)开发路径信息处理系统。所述路径信息处理系统包括中心端程序和接收端程序，其中：中心端程序安装于系统中心端，接收端程序安装于各逻辑路径识读装置，分别用于实现以下功能：
10.a)检索逻辑路径。针对每一个快递，通过输入其寄送地址，首先对其进行目的格口的匹配，然后再通过该目的格口从逻辑路径数据库中检索出对应的逻辑路径。该功能由中心端程序实现。
11.b)将逻辑路径赋予承载快递的载物平台。在载物平台上设置信息存储装置，并将从逻辑路径数据库中检索出的逻辑路径，写入设置在所述载物平台上的信息存储装置，从而使载物平台在承载着快递物品进入所述拣选流水线后，也全程始终承载着与该快递物品相匹配的逻辑路径。该功能由中心端程序实现。
12.c)读取逻辑路径。当所述载物平台同时承载着快递物品及其逻辑路径在拣选流水线上通过各相关道岔装置时，各相应逻辑路径识读装置上的信息读取装置，自动从逐渐接近的所述载物平台上的信息存储装置中读取逻辑路径。该功能由安装于各逻辑路径识读装置的接收端程序实现。
13.d)判断处理逻辑路径。通过所述逻辑路径识读装置上的数据处理装置，对读取的逻辑路径进行处理，判断出本道岔装置所需设置的状态。该功能由安装于各路径识读装置的接收端程序实现。
14.e)输出控制指令。所述逻辑路径识读装置根据所述数据处理装置对逻辑路径的判断处理结果，对本道岔控制装置输出相应控制指令。该功能由安装于各逻辑路径识读装置的接收端程序实现。
15.5)搭建物理拣选线路。所述道岔控制装置根据所述逻辑路径识读装置输出的控制指令，对本道岔装置的状态设置进行控制操作，实现物理拣选线路的实时搭建。
16.6)进行拣选作业。所述载物平台承载着待拣选物品在动力装置和传动装置的作用下，沿着依据逻辑路径实时构建的物理拣选线路，逐个通过流水线上各相关道岔装置，直至到达目的格口，从而完成分拣作业。
17.一种基于上述智能快递分拣方法的分拣系统，包括：拣选流水线、道岔装置、道岔控制装置、动力装置、传动装置、载物平台、供件平台，其特征在于，针对拣选流水线各岔道控制装置设置有逻辑路径识读装置；所述逻辑路径识读装置包括rfid装置、数据处理装置、程序存储装置、信号输出装置；所述rfid装置用于从rfid卡中读取逻辑路径；所述数据处理装置通过路径信息处理系统接收端程序对逻辑路径进行判断处理；所述程序存储装置用于存储路径信息处理系统接收端程序；所述信号输出装置用于向道岔控制装置输出控制指令。
18.所述智能快递分拣系统，对各所述逻辑路径识读装置统一进行编码，用于拣选线路规划和构建时定位各所述逻辑路径识读装置。
19.所述载物平台设置有rfid卡，用于存储逻辑路径信息。
20.所述供件平台设置有rfid装置，用于将快递物品已匹配的逻辑路径写入所述载物平台设置的rfid卡中。
21.所述拣选流水线设置有载物平台卸载区，作为拣选格口，用于已经完成拣选过程的载物平台在此卸载所承载的快递物品。
22.在所述载物平台卸载区与供件平台之间设置有返回线路，用于将卸载后的载物平台运返供件平台。
23.在所述载物平台卸载区与所述返回线路之间设置有控制装置，用于对即将进入返回线路的载物平台进行控制。
24.本发明的优点：通过事先编制基于拣选流水线的逻辑路径并构建逻辑路径数据库，然后通过简单的检索，就可以把快递物品匹配到相应的逻辑路径上，再通过逻辑路径去自主构建物理拣选线路，这种方法优化了快递在流水线上的数据处理流程，改进了目前智能分拣系统根据快递信息实时计算拣选线路的模式，极大降低了数据处理规模和通信要求；基于这种方法的分拣系统，大幅降低了单位格口的投资成本和技术门槛，便于普及，能有效减少分拣的级数，显著提高分拣效率。且结构简单，维护方便。
附图说明
25.图1是本发明智能快递分拣方法的流程图。
26.图2是本发明一种具体实施例的逻辑结构示意图。
27.图3是本发明一种具体实施例的道岔装置的结构示意图。
28.图4是图3的侧视示意图。
29.图5是图3的前视示意图。
30.图6是本发明一种具体实施例的载物平台的结构示意图。
31.图7是本发明一种具体实施例的供件平台的结构示意图。
32.图8是本发明一种具体实施例的拨动杆的结构示意图。
33.图9是图8的侧视示意图。
34.图10是本发明一种具体实施例的两级拣选流水线的拨动杆交会运行的原理示意图。
35.图11是图10的俯视示意图。
36.其中：1-一级拣选流水线传动链条、2-二级拣选流水线传动链条、3-三级拣选流水线传动链条、4-四级拣选流水线传动链条、5-一级拣选流水线主动齿轮、6-一级拣选流水线从动齿轮、7-二级拣选流水线主动齿轮、8-二级拣选流水线从动齿轮、9-三级拣选流水线主动齿轮、10-三级拣选流水线从动齿轮、11-四级拣选流水线主动齿轮、12-四级拣选流水线从动齿轮、13-拨动杆、14-固定销孔、15-固定凹槽、16-供件平台、17-供件平台支架、18-rfid读写器、19-rfid读写器支架、20-上线排序装置、21-道岔装置、22-道岔控制装置、23-逻辑路径识读装置、24-吊轨、25-载物平台卸载区、26-通道开关装置、27-返回线路、28-滑轮、29-滑轮轴、30-滑轮支架、31-rfid卡、32-货斗、33-货斗支架、34-主道吊轨、35-副道吊轨、36-变道吊轨、37-变道吊轨固定转轴、38-变道吊轨固定转轴支架、39-变道吊轨托轴、40-变道吊轨托架、41-变道吊轨托轴孔、42-变道吊轨托架固定支架、43-舵机、44-舵机输出
转轴、45-舵机摇臂、46-变道吊轨拨轴、47-舵机固定立杆、48-舵机固定横杆、49-流水线横向支架、50-流水线纵向支架、51-快递物品。
具体实施方式
37.下面结合附图对本发明进行详细说明。
38.一种智能快递分拣方法，包括以下步骤：
39.1)构建相应的拣选流水线。通过道岔装置进行拣选线路的规划和构建，其关键在于，针对各道岔控制装置设置逻辑路径识读装置；所述逻辑路径识读装置由信息读取装置、数据处理装置、程序存储装置、信号输出装置构成；所述信息读取装置用于读取逻辑路径，所述数据处理装置用于对逻辑路径进行判断处理，所述程序存储装置用于存储路径信息处理系统接收端程序，所述信号输出装置用于向道岔控制装置输出控制指令，从而使所述逻辑路径识读装置具备自主识读和判断处理逻辑路径的能力；同时对各所述逻辑路径识读装置统一进行编码，用于拣选线路规划和构建时定位各所述逻辑路径识读装置。
40.2)编制逻辑路径。所述拣选流水线上的每一个格口代表一个拣选地址，从供件平台到不同的格口构成了不同的拣选线路，将每一个拣选线路从始至终所需经过的各个逻辑路径识读装置的编码信息及控制指令，按照先后顺序编制成一条数据记录，即形成该拣选线路的逻辑路径。
41.3)建立逻辑路径数据库。所述拣选流水线的每一个格口代表一个拣选地址，同时对应一条逻辑路径；所述拣选流水线上有多少个格口就编制多少条逻辑路径，然后将各逻辑路径全部存入数据库，构成逻辑路径数据库。
42.4)开发路径信息处理系统。所述路径信息处理系统包括中心端程序和接收端程序，其中：中心端程序安装于系统中心端，接收端程序安装于各逻辑路径识读装置，分别用于实现以下功能：
43.a)检索逻辑路径。针对每一个快递，通过输入其寄送地址，首先对其进行目的格口的匹配，然后再通过该目的格口从逻辑路径数据库中检索出对应的逻辑路径。该功能由中心端程序实现。
44.b)将逻辑路径赋予承载快递的载物平台。在载物平台上设置信息存储装置，并将从逻辑路径数据库中检索出的逻辑路径，写入设置在所述载物平台上的信息存储装置，从而使载物平台在承载着快递物品进入所述拣选流水线后，也全程始终承载着与该快递物品相匹配的逻辑路径。该功能由中心端程序实现。
45.c)读取逻辑路径。当所述载物平台同时承载着快递物品及其逻辑路径在拣选流水线上通过各相关道岔装置时，各相应逻辑路径识读装置上的信息读取装置，自动从逐渐接近的所述载物平台上的信息存储装置中读取逻辑路径。该功能由安装于各逻辑路径识读装置的接收端程序实现。
46.d)判断处理逻辑路径。通过所述逻辑路径识读装置上的数据处理装置，对读取的逻辑路径进行处理，判断出本道岔装置所需设置的状态。该功能由安装于各路径识读装置的接收端程序实现。
47.e)输出控制指令。所述逻辑路径识读装置根据所述数据处理装置对逻辑路径的判断处理结果，对本道岔控制装置输出相应控制指令。该功能由安装于各逻辑路径识读装置
的接收端程序实现。
48.5)搭建物理拣选线路。所述道岔控制装置根据所述逻辑路径识读装置输出的控制指令，对本道岔装置的状态设置进行控制操作，实现物理拣选线路的实时搭建。
49.6)进行拣选作业。所述载物平台承载着待拣选物品在动力装置和传动装置的作用下，沿着依据逻辑路径实时构建的物理拣选线路，逐个通过流水线上各相关道岔装置，直至到达目的格口，从而完成分拣作业。
50.参照图1，本发明智能快递分拣方法的工作流程如下：
51.1)在供件平台处，将快递物品的寄送地址输入路径信息处理系统，然后通过所述路径信息处理系统对其匹配拣选流水线上的目的格口。
52.2)所述路径信息处理系统通过快递物品已匹配的目的格口，从逻辑路径数据库中检索出对应的逻辑路径，并将该逻辑路径写入承载该快递物品的载物平台的信息存储装置，同时将该快递物品置入该载物平台中。
53.3)载物平台同时承载着快递物品和与其匹配的逻辑路径，从供件平台进入拣选流水线。
54.4)在动力装置和传动装置的作用下，载物平台从供件平台向目的格口进行移动，逐个通过各相关道岔装置。
55.5)载物平台每经过一个道岔装置，相应的逻辑路径识读装置，首先从该载物平台的信息存储装置中读取逻辑路径，经判断处理后，向相应道岔控制装置发出控制指令，该道岔控制装置根据指令对相应道岔装置的设置状态进行控制操作，实时构建物理拣选线路，然后支撑该载物平台通过。以此类推，直至到达目的格口。
56.6)载物平台承载快递物品到达目的格口后，标志着该快递物品已经完成分拣作业，将其从载物平台中取出，即可进入按址定向派送流程。
57.一种基于上述智能快递分拣方法的分拣系统，包括：拣选流水线、道岔装置、道岔控制装置、动力装置、传动装置、载物平台、供件平台，其特征在于，针对拣选流水线各岔道控制装置设置有逻辑路径识读装置；所述逻辑路径识读装置包括rfid装置、数据处理装置、程序存储装置、信号输出装置；所述rfid装置用于从rfid卡中读取逻辑路径；所述数据处理装置通过路径信息处理系统接收端程序对逻辑路径进行判断处理；所述程序存储装置用于存储路径信息处理系统接收端程序；所述信号输出装置用于向道岔控制装置输出控制指令。
58.所述智能快递分拣系统，对各所述逻辑路径识读装置统一进行编码，用于拣选线路规划和构建时定位各所述逻辑路径识读装置。
59.参照图2：拣选流水线可根据需要分为多级，本实施例设置为四级，由一级拣选流水线传动链条1、二级拣选流水线传动链条2、三级拣选流水线传动链条3、四级拣选流水线传动链条4和一级拣选流水线主动齿轮5、一级拣选流水线从动齿轮6、二级拣选流水线主动齿轮7、二级拣选流水线从动齿轮8、三级拣选流水线主动齿轮9、三级拣选流水线从动齿轮10、四级拣选流水线主动齿轮11、四级拣选流水线从动齿轮12以及吊轨24构成；在一级拣选流水线传动链条1、二级拣选流水线传动链条2、三级拣选流水线传动链条3和四级拣选流水线传动链条4上分别设置有拨动杆13。所述拣选流水线上设置有供件平台16，用于输入快递物品的寄送地址、将快递物品已匹配的逻辑路径写入载物平台设置的rfid卡31中以及将快
递物品51置入载物平台的货斗32中。所述流水线设置有上线排序装置20，用于实现载物平台从供件平台16有序进入拣选流水线。所述拣选流水线设置有载物平台卸载区25，载物平台卸载区25既作为本实施例的分拣格口，又用于载物平台进行卸载；在所述载物平台卸载区25与供件平台16之间设置有返回线路27，用于将卸载后的载物平台运返供件平台16；在载物平台卸载区25与返回线路27之间设置有通道开关装置26，用于控制载物平台何时可以进入返回线路27，从而实现返回供件平台。
60.参照图3、图4、图5：本实施例道岔装置21由主道吊轨34、副道吊轨35、变道吊轨36、变道吊轨固定转轴37、变道吊轨固定转轴支架38、变道吊轨托轴39、变道吊轨托架40、变道吊轨托轴孔41、变道吊轨托架固定支架42构成；其中，变道吊轨固定转轴支架38和变道吊轨托架固定支架42分别固定于舵机固定立杆47上，变道吊轨36的一端通过变道吊轨固定转轴37联结在变道吊轨固定转轴支架38上，并能够以变道吊轨固定转轴37为圆心进行旋转；变道吊轨36的另一端通过变道吊轨托轴39联结在变道吊轨托架40上，并可以在变道吊轨托轴孔41中进行移动，以平衡担负变道吊轨36所承担的重量。舵机43、舵机输出转轴44、舵机摇臂45、变道吊轨拨轴46、舵机固定立杆47和舵机固定横杆48构成本实施例的道岔控制装置22；其中，舵机43固定在舵机固定横杆48上，变道吊轨拨轴46固定在变道吊轨36上；当需要变轨时，逻辑路径识读装置23输出给舵机43一个控制指令，舵机43根据指令，通过舵机摇臂45的摆动，驱动变道吊轨拨轴46，使变道吊轨36以变道吊轨固定转轴37为圆心，在主道吊轨34和副道吊轨35之间进行转换，从而实现变轨，直到接到下一个变轨指令。流水线横向支架49和流水线纵向支架50为建构拣选流水线提供基础支撑。
61.参照图2，所述拣选流水线上，针对每一个道岔装置21设置一个道岔控制装置22，用于控制道岔装置21实现变轨；针对每一个道岔控制装置22设置一个逻辑路径识读装置23，用于识读逻辑路径，并为道岔控制装置22提供控制指令。逻辑路径识读装置23设置在道岔装置21和道岔控制装置22的前方，用于提前获取并处理逻辑路径信息，以便适时输出控制指令。
62.参照图6、图7：供件平台16由供件平台支架17支撑，在供件平台16上设置有rfid装置18，用于将快递物品51已匹配的逻辑路径写入所述载物平台设置的rfid卡31中，rfid读写器18通过rfid读写器支架19固定在供件平台16上。滑轮28、滑轮轴29、滑轮支架30、货斗32和货斗支架33构成本实施例的载物平台；其中：滑轮28、滑轮轴29和滑轮支架30构成载物平台的移动挂架，用于支撑载物平台在拣选流水线的吊轨24上进行移动；货斗32用于盛装快递物品51；所述载物平台设置有rfid卡31，rfid卡31通过货斗支架33固定在货斗32上，用于存储快递物品已匹配的逻辑路径；货斗32通过货斗支架33联接在滑轮支架30上。
63.参照图8、图9：拨动杆13通过将固定凹槽15卡在传动链条上，然后将销轴穿过固定销孔14与传动链条联结在一起。
64.参照图10、图11：一级拣选流水线传动链条1上设置的拨动杆13与二级拣选流水线传动链条2上设置的拨动杆13是通过上下落差实现交会运行的，二者在两个平面上各自进行转动，余类推。当载物平台需要从一级拣选流水线变轨到二级拣选流水线时，首先由一级拣选流水线传动链条1上设置的拨动杆13，推动载物平台通过道岔装置21，进入到二级拣选流水线上，然后再由二级拣选流水线传动链条2上设置的拨动杆13接手进行推动，实现在二级拣选流水线上继续运行。
65.参照附图，进行快递分拣时，首先在供件平台16，通过人工将快递物品51的寄送地址扫描输入到路径信息处理系统，由路径信息处理系统匹配相应的目的格口，再进一步从逻辑路径数据库中检索出至该格口的逻辑路径；然后通过rfid读写器18将该逻辑路径写入载物平台的rfid卡31内，并将快递物品51放入载物平台的货斗32中，然后通过上线排序装置20排序进入拣选流水线；载物平台一旦进入拣选流水线，在拨动杆13的推动下，顺着拣选流水线的吊轨24，逐个通过相关的道岔装置21；在通过某一道岔装置21时，相应的逻辑路径识读装置23，将在第一时间从载物平台的rfid卡31内读取逻辑路径，经处理后向道岔控制装置22的舵机43发出控制指令，舵机43按照逻辑路径识读装置23发出的控制指令进行相应操作，使道岔装置21设置为逻辑路径所要求的状态，从而完成物理拣选线路的构建，以支撑载物平台得以顺利通过该道岔装置21；以此类推，载物平台凭借自身携带的逻辑路径，自主控制各相应的道岔装置21实时进行物理拣选线路的搭建，直至到达载物平台卸载区25；由于逻辑路径识读装置23具备自主识读和处理逻辑路径的能力，因此当各道岔控制装置22通过设置逻辑路径识读装置23后，也都间接具备自主识读和处理逻辑路径的能力，因而不再需要实时听命于系统中心端的指令，变拣选线路的集中实时控制为分布式实时控制，即由数据中心集中控制处理，变为分布在流水线上的各逻辑路径识读装置23和道岔控制装置22自主进行控制处理，大大简化了数据处理的方式。载物平台在载物平台卸载区25完成卸载后，根据通道开关装置26的状态，适时进入返回线路27，然后运返供件平台16，准备进入下一个拣选流程。
66.由于各逻辑路径的最终指向实际上是流水线各个格口的物理位置，因此，通过对流水线各个物理格口进行不同的地址定义，便可使用同一拣选流水线及逻辑路径数据库，实现对不同地址体系的快递物品进行拣选作业。
67.本发明较好克服了现有智能分拣系统的缺陷。目前的智能分拣系统，针对每一个快递需要实时进行路径计算，并实时对快递物品进行控制，以确保其按照相应的拣选线路行进，其间需将所有机器人的位置数据以及任务数据、环境数据、时间数据、路网数据等因素结合起来，进行多维度的综合运算，数据处理量极大，而且通信系统复杂，对通信质量要求很高，因此不仅投资巨大，而且技术门槛很高。而本发明事先已经把每一条物理拣选路线编制成为逻辑路径，且将逻辑路径一次性导入载物平台后，就无需再与系统中心端保持通信联系，而由载物平台自带逻辑路径去寻找目的格口，即本实施例的载物平台卸载区25；当载物平台运行到某个逻辑路径识读装置23处时，该逻辑路径识读装置23可以自主从载物平台的rfid卡31中读取逻辑路径，并进行判断处理后输出相应控制指令，并通过相应道岔控制装置22完成对本道岔装置21的状态设置，从而支撑载物平台顺利通过该道岔装置21。也就是说，将逻辑路径赋予快递物品后，快递物品就像安装了眼睛，可以自主寻找目的格口，还能自主实时构建通往目的格口的物理拣选线路供载物平台通行，其间无需再与系统中心端进行通信，既不需要再接收系统中心端的指令，也不需要实时向系统中心端报告位置信息，极大地降低了对系统性能和通信质量的要求。综上所述，本发明在拣选路径的计算和实施上，最大限度地把实时计算变成事先计算，把中心式计算变成分布式自主计算，把被动计算变成主动计算，从根本上改变了传统拣选路径的计算和实施模式，从而极大地降低了系统成本和技术门槛，为提升格口密度、减少分拣级数提供了坚实基础。
68.以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围，对应
本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的等效变换和修饰，均应包含在本发明的保护范围之内。