專利名稱：用于物品處理的系統和方法
背景技術：
本發明涉及物品處理系統及方法，尤其涉及用于物品抽取的系統及方法，與相關現有系統相比，該系統及方法可降低成本和提高生產率。如在整個本申請中所使用的，物品指郵件、雜志及其它這類平面物品。然而，在本發明范圍內且如本領域技術人員所能想象到的，其它物品也包括在物品定義內。
在物品分選中通常有三個主要步驟物品單個化、物品輸送以分出與適當目的地址對應的輸出倉、以及從該輸出倉抽取物品至用于進一步處理的其它設備。此進一步處理包括復合包裝(polywrapping)、再分選和/或進一步分選、以及其它處理。本發明是對物品抽取領域的改進。然而，為理解本發明的范圍，需要分析在實現上述優點中采用的整個系統和方法。為此，簡要考察一下用于物品處理的現有系統和方法是有用的。
圖1表示這樣一種口袋分選器系統，此系統提供用于簡單合并手冊和/或DPS郵件、在末端進行任何類型封裝的可能性以及簡單的分選算法。此設計的缺點包括極大量活動且受控的口袋、需要物品按順序處理以及由于按序物品的晚到時間而需要短時間窗。在操作中，物品10從外部供給器和掃描器(用箭頭12表示)進入選定的單個口袋14。然后，該物品被分選入收集帶18的適當部分16。帶18是一種繞兩個轉動裝置11的無邊環形帶，該轉動裝置11促使帶朝向箭頭13所示方向移動。還提供帶18上物品的手動分選15。物品10被復合包裝17并堆疊在盤19中以作進一步處理。
圖2a和2b表示一種平底分選器裝置，該裝置提供每裝載點較低的處理量性能、利用郵件壓縮來簡單地自動排空和包裝、以及由于平底口袋而不需要自控機車技術。該平底分選器的缺點包括一個往返裝載點用于封裝部的每個水平、封裝部內往返軌道系統的長度較大、以及在處理上存在等級和體積混合郵件的碰撞情況。在操作中，物品在各個供給器20，22處引入并被輸送24至無邊分段(26)帶28，該帶28接收物品21并把它們堆疊在盤23內。該設計具有大約23米的寬度(25)，且帶間隔約150mm。
現有技術中還公開了盒和/或物品的輸送，如US專利6,135,697所示范的。圖3表示一種輸送系統30，該系統包括沿著軌道34行進以輸送一個或多個盒36和/或物品38至適當隔室31的機器人臂32。輸送系統30包括分選器33和自動供給器35。自動供給器35具有包括供給站37、輕推邊緣站39、排隊站40和入塢站42在內的若干組件。裝有物品38的盒36設置在入塢站。機器人臂32用于把盒36重新安置到隔室陣列44的選定隔室31內。機器人臂32沿著平行于隔室陣列44延伸的軌道34行進。如所需要的，包括緩沖架46，該緩沖架46具有多個設置成陣列41的緩沖隔室48。
現有系統依據同一設備或者設備的組合來從物品和/或盒的各自儲存區域裝載和抽取該物品和/或盒。此一個或多個設備必須單個用于每個儲存區域。此裝載和抽取過程昂貴且存在工程挑戰。這些及其它負擔轉入用于物品處理的隨后過程，包括復合包裝、再供給等。
發明內容
本發明優點是提供一種與現有系統相比以更有效和更節省成本的方式來處理物品的系統和方法。另一優點是提供一種改善或至少維持后抽取處理而當前抽取裝置不帶來額外負擔的系統和方法。這些和其它優點通過本系統和方法來實現，其中，引入靜止抽取區且物品存儲隔室(POD)被調動以橫向移入抽取區，在那里，抽取物品儲存于其內的隔室。在抽取區內，后抽取功能與抽取過程相結合，以維持和/或提高效率和物品產量。本系統和方法還限定了不同于抽取區的裝載區。像這樣，可在傳送帶不被轉位(indexing)的同時進行裝載和抽取。
本系統包括一種設置在具有兩個操作部的傳送帶設計內的分段封裝塔。第一操作部包括至少一個具有通道的固定塔部，車輛(ANT)可經由該通道到達或者引導至選定位置和/或交付點。第二操作部包括至少一個收容多個共軸POD于其內的移動塔。POD與車輛對齊，且每個POD分布在若干水平面上。第一操作部還提供用于第二操作部的至少橫向支承件，另外，封裝塔為兩操作部提供支承。
操作時，ANT在裝載區內從供給器提取物品，并通過上述通道的引導來輸送該物品以到達特定POD。當POD位于若干水平面之一上時，利用各種開關和升降機來幫助引導ANT。一旦到達POD，ANT就把適當物品卸入POD內，直至ANT的有效載荷清空。一旦清空，ANT就返回到裝載部以用于下一有效載荷。當需要進行抽取時，載體被轉位至少一個長度以把該載體重定位到裝載區內，在那里進行抽取。
抽取包括位于升降機構上的平臺以及POD嚙接件。該嚙接件與POD上的匹配接收件連接。操作時，平臺提升(或下降)至POD水平面，嚙接件嚙接并移動來自載體的POD到平臺上。然后，平臺下降(或提升)POD到適當水平面，以利用后抽取過程作進一步處理。此過程包括復合包裝和手動處理。
在以下結合附圖的詳細說明中將更詳細地闡述本發明及其優點，其中圖1-3表示現有系統；圖4表示本系統的示意頂視圖；圖5表示本系統的示意剖視圖；以及圖6表示放大的抽取區部分。
具體實施例方式
圖4表示本發明的示意概圖。如所示，本系統100包括多個設置在封閉環狀傳送帶104裝置內的封裝塔102。一種可能形狀包括橢圓形。傳送帶的組件和功能是相同的，因此出于簡明目的，僅詳細說明其中一條傳送帶，條件是該說明應用于構成本系統的所有傳送帶。傳送帶的數目是設計問題。
封裝塔102是分段的。每段限定了兩個部分，即，外部靜止車架101和內部載體孔103。封裝塔包括兩個區，即，用箭頭106指示的裝載區和用箭頭108指示的抽取區。
裝載區沿著傳送帶的長度延伸，而抽取區位于傳送帶的端部或者頂點處。封裝塔102包括6個垂直水平面。水平面的數目和區數是設計問題。例如，抽取區108可位于傳送帶的兩端處。
外部框架101包括多條垂直隔開的同軸車輛通道，該通道的數目與塔102的水平面數目(在此實施例中為六)相等。該通道的尺寸足以容納輸送車輛或ANT116和軌道112于其內。軌道112可以是單軌，ANT包括滿足需要的裝置以沿著該單軌行進。ANT可以是獨立且自供電的。ANT的其它實施例也可用在本發明中。通道還包括ANT可支承它們于其上的底板。軌道繞封裝塔102延伸，并連接該封裝塔與其它塔和兩個裝載區114a和114b。從裝載區運送ANT至塔的軌道表示為實線(112a)，而從塔運送ANT至裝載區的軌道表示為虛線(112b)。內部載體孔103限定了多個載體110在封裝塔102內行進的孔。載體從軌道上懸吊下來且經由連接件相互連接地行進。連接件和軌道的組合被標注為111，并將相對于圖5更詳細地對其進行論述。每條傳送帶包括一對相對的嵌齒輪113，該嵌齒輪113設計用于與載體嚙合且通過轉動來沿著載體的軌道橫向移動該載體。每個載體包括與塔的水平面數目(在此實施例中為六)相等的物品容器或POD(145，圖5)。POD垂直分布在載體內，以與塔102的六個水平面和車輛通道中的每個對齊。每個POD包括至少一個用于接收至少一個物品的口袋(160，圖6)。
為便于ANT的橫向移動，系統包括多個開關118。為便于ANT的向下移動，系統包括轉向升降機120。為便于ANT的向上移動，系統包括合并升降機122。
現在將說明物品至口袋的輸送。ANT到達裝載站，并接收所要輸送的物品。物品的目的地是預先已知的。其內包括物品的ANT變黑(116a)，空ANT用白框表示(116b)。利用裝載區114a作為起始點，ANT提取物品并移向目標傳送帶(這里為中間傳送帶)。ANT116a1滿載并在一個水平面112a上移動。傳送帶外部的軌道僅在一個水平面上延伸。在開關118，ANT116a1水平轉向到中間傳送帶。然后，ANT遇到垂直升降該ANT至目標水平面的轉向升降機120，該目標水平面是目標POD內的目標口袋所留駐的水平面。一旦到達目標水平面，ANT卸離轉向升降機120，并沿著目標水平面軌道112行進，直至該ANT到達其目標POD和目標口袋并將其貨物卸載到其內。利用ANT儲存的物品數目經由設計而發生變化。假定目標口袋沿著封裝塔102的一側，ANT將在一次通過中排空其有效載荷，使其現在空載(116b1)。然后，ANT進入合并升降機122，該升降機122提升該ANT至無傳送帶軌道的水平面，從而允許ANT116b1沿著軌道112b前進至第二裝載區114b，以提取新的有效載荷并重復以上步驟和路線。如果ANT116a1需要進入傳送帶的另一側，其被水平轉向118a至捷徑115，并被再次水平轉向118b。ANT116a1再一次進行輸送，直至其空載(116b2)。這假定剩余口袋位于傳送帶的這一側。如果空載，ANT116b2再次進入合并升降機120、被提升到圖左側上的無軌道水平面112b并前進回到裝載區114a。如果ANT需要在單次行進過程中訪問額外傳送帶，其將被水平和垂直轉向，如上所述。
圖5表示沿線A-A的封裝塔102的剖視圖。圖5表示一部分封裝塔被移除的剖視圖。如所示，內部載體孔103包括載體110，該載體從軌道130起經由支承裝置132懸吊，該支承裝置132包括橫拉條134和兩個相互成一角度以與軌道130轉動嚙合的輥136。支承裝置還包括與載體110頂部的樞轉連接件138。軌道130本身擱置在與封裝塔的一側140連接的軌道支承件139上。由此，載體110在內部載體孔103中經由前述支承系統行進。選擇性的，包括類似部件的支承裝置可位于載體下方，從而自下方支承該載體。載體110包括六個垂直共軸POD145。靜止車架101保持固定在適當位置，并限定了六條垂直共軸的車輛通道150。ANT116從其起懸吊的單軌112在每條車輛通道內延伸。每個水平面上的每條車輛通道與POD共面，從而便于利用ANT輸送至POD。靜止車架還包括橫向支架142，從載體110起懸吊的輥在該支架142中延伸。因此，經由橫向支架142，靜止車架提供對載體110的橫向引導。
現在參照圖6論述POD的抽取。圖6表示抽取區108的放大圖。如所示，傳送帶104包括多個具有POD145的載體110，該POD145本身包括口袋160。加載ANT116a輸送來自沿著軌道112行進的轉向升降機120的物品170，而空載ANT116b沿著在合并升降機122的行進路線上的軌道112行進。嵌齒輪113被表示為與載體支承件132嚙合。相鄰載體110經由聯接件162聯接到一起。抽取區108包括具有POD升降機166的抽取模塊164。POD升降機包括現有技術中已知用于提升和下降并與傳送帶的選定水平面對齊的裝置。另外，POD包括用于朝向和離開傳送帶橫向移動的裝置和用于物理嚙接POD的POD連接件。類似的，POD包括用于與POD嚙合裝置配合的配合裝置。前述裝置可包括任何足以被設計用于實現前述和如本領域技術人員已知的后續操作的部件。
POD抽取發生在裝載區內不進行任何輸送時。一旦這種情況發生，嵌齒輪113就轉動以朝向該嵌齒輪的轉動方向利用一個載體來指引載體。為便于載體移動，POD升降機166與POD110充分遠離。如所示，POD168被引入靠近POD升降機166的抽取區。一旦到達適當位置，裝載區內的物品輸送就恢復。POD升降機166伸展并提升以使其自身與POD對齊。升降機與支承在該升降機上的載體嚙合并拉回該載體。然后，升降機移動以使POD與抽取模塊164共面，于是POD移離升降機并被適當導向以作進一步處理172。進一步處理包括手動處理、復合包裝等。
由此對本發明進行了說明，但顯而易見的是可按照許多方式改變本發明。這種變化不被認為脫離本發明的實質和范圍，且所述這種對本領域技術人員而言顯而易見的變型都試圖包括在以下權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種用于分選物品的系統，包括至少一個分段封裝塔，所述塔包括至少一個可移動載體，包括載體移動裝置，以及至少一個物品儲存裝置；設在所述載體附近的靜止機架，所述靜止機架包括至少一個車輛通道，設置用以便于把車輛定位在所述物品儲存裝置附近，以及限定第一位置的裝載區，所述物品在那里被裝入所述儲存裝置內；以及限定第二位置的抽取區，所述至少一個物品儲存裝置在那里移離所述載體。
2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述至少一個分段封裝塔包括多個設置在封裝環狀傳送帶內的塔。
3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，還包括三條傳送帶，所述每個分段塔限定了六個垂直共軸水平面。
4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述至少一個可移動載體包括六個被設置成與所述六個共軸水平面中的每個共面的物品儲存裝置。
5.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述靜止機架包括六條被設置成與所述六個共軸水平面中的每個共面的車輛通道。
6.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述傳送帶限定了兩端和在其間延伸的兩段長度，所述抽取區靠近所述端部中的至少一個設置。
7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述抽取區包括兩個抽取區，所述抽取區中的每個靠近所述橢圓形的每個頂點設置。
8.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述裝載區沿著所述橢圓形的長度設置。
9.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述至少一個載體移動裝置包括吊軌和載體支承件，所述載體支承件包括與所述載體的樞轉連接件、與所述吊軌可轉動連接的至少一個輥、以及在所述樞轉連接件與所述輥之間延伸以使所述載體懸吊在所述吊軌下方并可沿著所述吊軌移動的懸臂。
10.如權利要求9所述的系統，其特征在于，所述至少一個載體包括多個載體，以及所述系統還包括用于連接相鄰載體的所述載體支承件的連接件。
11.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述至少一個載體移動裝置包括軌道和載體支承件，所述支承支承件包括與所述載體的樞轉連接件、與所述軌道可轉動連接的至少一個輥、以及在所述樞轉連接件與所述輥之間延伸以使所述載體擱置在所述軌道上并可沿著所述軌道移動的懸臂。
12.如權利要求11所述的系統，其特征在于，所述至少一個載體包括多個載體，以及所述系統還包括用于連接相鄰載體的所述載體支承件的連接件。
13.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述至少一個儲存裝置包括六個共軸儲存裝置。
14.如權利要求1所述的系統，其特征在于，每個所述儲存裝置包括至少一個其尺寸被設定用以容納至少一個物品于其內的口袋。
15.如權利要求14所述的系統，其特征在于，所述至少一個口袋包括二十五至三十五個口袋。
16.如權利要求14所述的系統，其特征在于，每個所述口袋具有近似1.25英寸的寬度。
17.如權利要求1所述的系統，其特征在于，每個所述物品儲存裝置包括抽取接合裝置。
18.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述靜止機架還包括提供所述靜止機架與所述至少一個可移動載體之間的機械連接的第一接合裝置。
19.如權利要求18所述的系統，其特征在于，所述接合裝置包括許多橫向導件，所述至少一個載體包括許多設置用于分別沿所述頂和底橫向導件行進以便于橫向移動所述載體的導輥。
20.如權利要求19所述的系統，其特征在于，所述載體與所述靜止機架之間的距離小于所述輥的寬度。
21.如權利要求19所述的系統，其特征在于，所述許多橫向導件包括頂和底橫向導件，所述至少一個載體包括設置用以在所述頂和底橫向導件內工作的頂和底導輥。
22.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述車輛通道與所述裝載區內的所述至少一個儲存裝置共面。
23.如權利要求17所述的系統，其特征在于，所述抽取區包括用于與所述抽取接合裝置連接以便從所述至少一個可移動載體起移動所述至少一個物品儲存裝置的抽取裝置。
24.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述至少一個載體移動裝置包括吊軌和載體支承件，所述載體支承件包括與所述載體的樞轉連接件、與所述吊軌可轉動連接的至少一個輥、以及在所述樞轉連接件與所述輥之間延伸以使所述載體懸吊在所述吊軌下方并可沿著所述吊軌移動的懸臂，以及所述系統還包括位于所述橢圓的每個頂點處且設置用于與每個所述載體支承件可轉動嚙接以給其提供橫向力的嵌齒輪，所述橫向力轉換為所述載體沿所述吊軌的橫向運動。
25.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述至少一條車輛通道包括懸伸單軌，車輛可懸吊并引導于所述單軌上。
26.如權利要求1所述的系統，還包括至少一個車輛，所述至少一個車輛包括用于接收至少一個物品的裝置，用于引導至所述物品儲存裝置的裝置，以及用于與所述儲存裝置接合的裝置，利用所述裝置把所述至少一個物品放入選定的接收裝置內。
27.一種處理物品的方法，包括把物品裝入容納在載體內的物品儲存裝置中，給所述載體轉位至少一個物品儲存長度，以及從所述載體抽取所述物品儲存裝置。
28.如權利要求27所述的方法，其特征在于，所述裝載步驟發生在裝載區內。
29.如權利要求27所述的方法，其特征在于，所述抽取步驟發生在抽取區內。
30.如權利要求27所述的方法，在所述裝載步驟之前包括以下步驟發送所述車輛至容納在載體內的物品儲存裝置中，把至少一個物品送入車輛。
31.如權利要求30所述的方法，其特征在于，所述車輛沿著設置在所述載體附近的靜止車架通道行進。
32.如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述靜止機架為所述載體提供橫向支承。
33.如權利要求31所述的方法，其特征在于，所述通道包括設置用以從上方支承所述車輛在所述車輛通道內的橫向運動的單軌。
34.如權利要求27所述的方法，其特征在于，所述載體沿著載體軌道行進。
35.一種用于自傳送帶抽取POD的方法，包括如下步驟移動所述POD以使選定的POD位于抽取區內；維持所述傳送帶在所述移動步驟過程中靜止不動；以及在所述抽取區內利用升降機從所述傳送帶自動抽取所述POD。
36.一種用于從容納在傳送帶的封裝塔內的POD抽取物品的方法，包括步驟當POD位于裝載區內時，把至少一個物品裝入POD；移動所述POD，直至其位于抽取區內；以及在所述抽取區內自所述POD抽取所述至少一個物品。
37.如權利要求36所述的方法，還包括在執行所述移動步驟之前停止所述裝載步驟的步驟。
38.如權利要求36所述的方法，其特征在于，所述物品是平面物品，包括郵件、書籍和雜志中至少一種。
39.如權利要求34所述的方法，其特征在于，所述裝載步驟還包括使自動移動車輛在裝載區和所述封裝塔之間循環的步驟，所述車輛包括用于容納所述物品于其內的裝置。
40.如權利要求36所述的方法，其特征在于，所述循環步驟還包括如下步驟首先，引導所述車輛至第一裝載區；其次，在所述第一裝載區把物品放入所述車輛內；第三，引導所述車輛至適當傳送帶，所述傳送帶包括與所述物品的目標地址對應的POD；第四，把每個所述物品放入對應POD內；第五，在所述抽取步驟之后，引導所述POD至所述裝載區；以及第六，在所述第二裝載區把物品放入另一所述車輛內。
全文摘要
闡述了一種用于從傳送帶形狀的封裝塔(102)自動抽取物品隔室(POD)的系統和方法，該封裝塔(102)包括用于在傳送帶維持其適當位置的同時嚙接并移動傳送帶內的物品隔室(POD)的部件。物品隔室(POD)在包括六層物品隔室(POD)的傳送帶內的軌道上行進。在位于傳送帶至少一端處的抽取區內執行抽取，而在其它位置進行物品隔室(POD)的裝載。物品隔室(POD)包括用于收容物品的口袋。物品可以是郵件。
文檔編號B07C1/00GK1845802SQ200480025394
公開日2006年10月11日 申請日期2004年9月3日 優先權日2003年9月3日
發明者P·貝爾德勒-希爾格 申請人:西門子公司