转塔式快递分拣单元，包括步进电机A、竖直转轴、水平扫盘、活动板、上底座、下底座及驱动活动板运动的驱动机构C；步进电机A驱动竖直转轴转动；竖直转轴两端分别活动安装在上底座和下底座上；水平扫盘上设有至少三条扫臂；上底座被水平扫盘的扫臂划分成多个工位，相邻扫臂之间的区域为一个工位；所述多个工位包括一个进料工位和多个转送工位，每个转送工位上设有一个包裹下落口；活动板在驱动机构C的驱动下运动，进而打开或关闭包裹下落口。本发明优点在于，能在垂直方向上对包裹进行分拣，通过主控计算机的控制将包裹输送至与其地址相对应的包裹收集箱中。相比现有的自动分拣系统，其占地面积小，智能化程度高，分拣效率高。
1.转塔式快递分拣单元，其特征是：包括步进电机A(1)、竖直转轴(2)、水平扫盘(3)、活动板(4)、上底座(5)、下底座(6)及驱动活动板运动的驱动机构C；
步进电机A(1)直接或间接固接在下底座(6)上并与竖直转轴(2)关联以驱动竖直转轴(2)转动；
竖直转轴(2)两端分别活动安装在上底座(5)和下底座(6)上；
水平扫盘(3)固接在竖直转轴(2)上，其上设有至少三条扫臂(31)；
上底座(5)位于水平扫盘(3)的下端，并位于下底座(6)的上端，其直接或间接与下底座(6)固接，其被水平扫盘(3)的扫臂(31)划分成多个工位，相邻扫臂(31)之间的区域为一个工位；所述多个工位包括一个进料工位(51)和多个转送工位(52)，每个转送工位(52)上设有一个包裹下落口；
活动板(4)在驱动机构C的驱动下运动，进而打开或关闭包裹下落口。
2.如权利要求1所述的转塔式快递分拣单元，其特征是：活动板(4)上设有腰形槽(41)；
活动板(4)通过铰链与上底座(5)连接，并位于包裹下落口处，当活动板(4)向下转动打开时，包裹下落口被打开，当活动板(4)处于水平状态时，包裹下落口被封闭；
驱动机构C包括电机C(71)、连杆(72)、转轴(73)和滑块(74)；电机C(71)固定安装在上底座(5)的下端；连杆(72)一端固接在电机C(71)的机轴上，另一端通过转轴(73)与滑块(74)活动连接；滑块(74)安装在活动板(4)的腰形槽(41)内并可在腰形槽(41)内滑动。
3.如权利要求1所述的转塔式快递分拣单元，其特征是：其还包括外罩(8)，外罩(8)固定安装在下底座(6)上并与上底座(5)的边缘固接，并将步进电机A(1)、竖直转轴(2)、水平扫盘(3)、活动板(4)及上底座(5)笼罩在内，外罩(8)在上端设有正对进料工位(51)的包裹进口(81)，外罩(8)在下端设有包裹出口(82)。
4.如权利要求2所述的转塔式快递分拣单元，其特征是：其还包括外罩(8)，外罩(8)固定安装在下底座(6)上并与上底座(5)的边缘固接，并将步进电机A(1)、竖直转轴(2)、水平扫盘(3)、活动板(4)及上底座(5)笼罩在内，外罩(8)在上端设有正对进料工位(51)的包裹进口(81)，外罩(8)在下端设有包裹出口(82)。
5.如权利要求1-4中任一项所述的转塔式快递分拣单元，其特征是：其还包括包裹收集箱(10)，包裹收集箱(10)设在包裹下落口的正下方，每个包裹下落口设有一个对应的包裹收集箱(10)，包裹收集箱(10)为上端开口的箱体；其内壁上端设有包裹超高感应器(101)。
6.如权利要求5所述的转塔式快递分拣单元，其特征是：包裹收集箱(10)的截面呈扇形，多个包裹收集箱(10)环绕竖直转轴(2)成一圈布置。
7.如权利要求5所述的转塔式快递分拣单元，其特征是：其还包括位于下底座(6)上端的转盘机构；转盘机构包括轴承(91)、转盘(92)、从动同步轮B(93)、主动同步轮B(94)、步进电机B(95)及同步带B(96)；轴承(91)套装在竖直转轴(2)上并在轴向上被定位；从动同步轮B(93)套装在轴承(91)外，并与轴承(91)固接；转盘(92)与从动同步轮B(93)固接，并位于从动同步轮B(93)上端；主动同步轮B(94)固接在步进电机B(95)的机轴上；步进电机(95)固定安装在下底座(6)上；同步带B(96)绕设在主动同步轮B(94)与从动同步轮B(93)之间；包裹收集箱(10)活动安装转盘(92)上。
8.如权利要求7所述的转塔式快递分拣单元，其特征是：转盘(92)上设有供包裹收集箱(10)滑动的滑轨(921),包裹收集箱(10)活动安装在转盘(92)的滑轨(921)上。
9.如权利要求6、7、8中任一项所述的转塔式快递分拣单元，其特征是：步进电机A(1)固定安装在下底座(6)上，并通过同步轮副带动竖直转轴(2)转动；同步轮副包括安装在步进电机A(1)的机轴上的主动同步轮A(111)、安装在竖直转轴(2)上的从动同步轮A(112)及绕设在主动同步轮A与从动同步轮A之间的同步带A(113)。
10.如权利要求9所述的转塔式快递分拣单元，其特征是：其还包括主控计算机，主控计算机分别与步进电机A(1)、步进电机B(95)、电机C(71)及包裹超高感应器(101)电连接。
11.采用如权利要求10所述的转塔式快递分拣单元分拣快递的方法，其中，水平扫盘(3)设有初始位置，该初始位置的状态下，水平扫盘(3)的两条扫臂(31)位于进料工位(51)的两侧边上；转盘(92)设有初始位置，在该初始位置状态下，每个包裹收集箱(10)均位于与之对应的包裹下落口的正下方；
S01，人工扫描包裹的条形码以采集包裹信息，主控计算机获取包裹信息中的地址信息后规划出包裹的分拣路线；
S02，包裹被送入进料工位(51)，主控计算机控制步进电机A(1)的机轴转动，步进电机A(1)带动水平扫盘(3)转动，包裹被扫到相应的转送工位(52)上，然后主控计算机启动并控制电机C(71)，使相应的活动板(4)向下翻转打开，包裹通过包裹下落口落入与其地址对应的包裹收集箱(10)内，分拣结束；
S03，包裹进入包裹收集箱(10)后，主控计算机同时进行两项操作：
第一项，控制步进电机A(1)的机轴转动，使水平扫盘(3)转回到初始位置；
第二项，控制S02步骤中的电机C(71)的机轴转动，使活动板(4)向上转动到水平状态，则对应的包裹下落口被关闭；
S04，若包裹收集箱(10)装满包裹，则包裹超高感应器(101)检测到信号并传递信号给主控计算机，主控计算机接收信号后同时进行两项操作：第一项，输出提示信息至显示屏，以提醒操作人员处理；
第二项，启动并控制步进电机B(95)，步进电机B(95)带动转盘(92)转动，转盘(92)带动包裹收集箱(10)转动，进而将装满包裹的包裹收集箱(10)转动至外罩(8)的包裹出口(82)处，经过一段时间延时后，主控计算机再控制步进电机B(95)的机轴转动，使转盘(92)转回到初始位置；
转塔式快递分拣单元
技术领域
[0001] 本发明涉及快递分拣装置领域，特别是一种转塔式快递分拣单元。
背景技术
[0002] 社会的发展，如今的消费者的购物形式越来越趋向于网购，网购的增多直接带来快递包裹的大量增加以及快递行业的高速发展。快递末端分拣大多是靠人工分拣人工识别，人工分拣出错率高、效率低、工作量大，还存在暴力分拣等缺点。现有的分拣设备产品结构复杂，占地面积达大，造价贵。
发明内容
[0003] 本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种转塔式快递分拣单元。它能将快递包裹按目的地进行区分，并按照目的地的不同输送至相应的存储容器中，其占地面积小，分拣效率高。
[0004] 本发明的技术方案是：转塔式快递分拣单元，包括步进电机A、竖直转轴、水平扫盘、活动板、上底座、下底座及驱动活动板运动的驱动机构C；步进电机A直接或间接固接在下底座上并与竖直转轴关联以驱动竖直转轴转动；竖直转轴两端分别活动安装在上底座和下底座上；水平扫盘固接在竖直转轴上，其上设有至少三条扫臂；上底座位于水平扫盘的下端，并位于下底座的上端，其直接或间接与下底座固接，其被水平扫盘的扫臂划分成多个工位，相邻扫臂之间的区域为一个工位；所述多个工位包括一个进料工位和多个转送工位，每个转送工位上设有一个包裹下落口；活动板在驱动机构C的驱动下运动，进而打开或关闭包裹下落口。
[0005] 本发明进一步的技术方案是：活动板上设有腰形槽；活动板通过铰链与上底座连接，并位于包裹下落口处，当活动板向下转动打开时，包裹下落口被打开，当活动板处于水平状态时，包裹下落口被封闭；
[0006] 驱动机构C包括电机C、连杆、转轴和滑块；电机C固定安装在上底座的下端；连杆一端固接在电机C的机轴上，另一端通过转轴与滑块活动连接；滑块安装在活动板的腰形槽内并可在腰形槽内滑动。
[0007] 本发明再进一步的技术方案是：其还包括外罩，外罩固定安装在下底座上并与上底座的边缘固接，并将步进电机A、竖直转轴、水平扫盘、活动板及上底座笼罩在内，外罩在上端设有正对进料工位的包裹进口，外罩在下端设有包裹出口。
[0008] 本发明再进一步的技术方案是：其还包括包裹收集箱，包裹收集箱设在包裹下落口的正下方，每个包裹下落口设有一个对应的包裹收集箱，包裹收集箱为上端开口的箱体；其内壁上端设有包裹超高感应器。
[0009] 本发明更进一步的技术方案是：包裹收集箱的截面呈扇形，多个包裹收集箱环绕竖直转轴成一圈布置。
[0010] 本发明进一步的技术方案是：其还包括位于下底座上端的转盘机构；转盘机构包括轴承、转盘、从动同步轮B、主动同步轮B、步进电机B及同步带B；轴承套装在竖直转轴上并在轴向上被定位；从动同步轮B套装在轴承外，并与轴承固接；转盘与从动同步轮B固接，并位于从动同步轮B上端；主动同步轮B固接在步进电机B的机轴上；步进电机固定安装在下底座上；同步带B绕设在主动同步轮B与从动同步轮B之间；包裹收集箱活动安装转盘上。
[0011] 本发明再进一步的技术方案是：转盘上设有供包裹收集箱滑动的滑轨,包裹收集箱活动安装在转盘的滑轨上。
[0012] 本发明进一步的技术方案是：步进电机A固定安装在下底座上，并通过同步轮副带动竖直转轴转动；同步轮副包括安装在步进电机A的机轴上的主动同步轮A、安装在竖直转轴上的从动同步轮A及绕设在主动同步轮A与从动同步轮A之间的同步带A。
[0013] 本发明进一步的技术方案是：其还包括主控计算机，主控计算机分别与步进电机A、步进电机B、电机C及包裹超高感应器电连接。
[0014] 采用上述的转塔式快递分拣单元分拣快递的方法，其中，水平扫盘设有初始位置，该初始位置的状态下，水平扫盘的两条扫臂位于进料工位的两侧边上；转盘设有初始位置，在该初始位置状态下，每个包裹收集箱均位于与之对应的包裹下落口的正下方；
[0015] 分拣快递的方法如下：
[0016] S01，人工扫描包裹的条形码以采集包裹信息，主控计算机获取包裹信息中的地址信息后规划出包裹的分拣路线；
[0017] S02，包裹被送入进料工位，主控计算机控制步进电机A的机轴转动，步进电机A带动水平扫盘转动，包裹被扫到相应的转送工位上，然后主控计算机启动并控制电机C，使相应的活动板向下翻转打开，包裹通过包裹下落口落入与其地址对应的包裹收集箱内，分拣结束；
[0018] 本步骤开始前，水平扫盘处在初始位置；
[0019] S03，包裹进入包裹收集箱后，主控计算机同时进行两项操作：
[0020] 第一项，控制步进电机A的机轴转动，使水平扫盘转回到初始位置；
[0021] 第二项，控制S02步骤中的电机C的机轴转动，使活动板向上转动到水平状态，则对应的包裹下落口被关闭；
[0022] S04，若包裹收集箱装满包裹，则包裹超高感应器检测到信号并传递信号给主控计算机，主控计算机接收信号后同时进行两项操作：
[0023] 第一项，输出提示信息至显示屏，以提醒操作人员处理；
[0024] 第二项，启动并控制步进电机B，步进电机B带动转盘转动，转盘带动包裹收集箱转动，进而将装满包裹的包裹收集箱转动至外罩的包裹出口处，经过一段时间延时后，主控计算机再控制步进电机B的机轴转动，使转盘转回到初始位置；
[0025] 本步骤开始前，转盘处在初始位置。
[0026] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0027] 1、能在垂直方向上对包裹(快递件)进行分拣，通过主控计算机的控制将包裹输送至与其地址相对应的包裹收集箱中。相比人工分拣，快递员的工作量降低，分拣错误率降低，分拣效率提高。
[0028] 2、本发明可以在垂直方向上多级叠加组合，形成多层的分拣装置，实现在垂直方向上进行多级分拣。相比现有的水平方向分拣的快递分拣装置，其占地面积缩小，土地使用率提高。
[0029] 3、分拣器的外罩将上底座和下底座连接为一个整体，同时，外罩可防止水平扫盘将包裹扫到上底座的边缘而跌落到外面，提高了分拣的可靠性。
[0030] 4、分拣器的转盘机构可在某一个包裹收集箱装满后，将该包裹收集箱旋转到外罩的包裹出口处，如此，外罩上仅需设置一个包裹出口即可，工作人员取出包裹收集箱时轻松方便，降低了工作人员的工作量。
[0031] 由于包裹收集箱是呈环形分布的，假设没有转盘机构，工作人员取出包裹收集箱时会有一定程度的不便。
[0032] 5、转盘上设有供包裹收集箱滑动的滑轨，便于包裹收集箱的取出和放入，同时，滑轨也起到了对包裹收集箱定位的作用，防止转盘转动的时候包裹收集箱在转盘上滑移。
[0033] 以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
[0034] 图1为本发明的立体结构示意图；
[0035] 图2为本发明在另一视角下的结构示意图；
[0036] 图3为驱动机构C的安装位置示意图；
[0037] 图4为本发明的传动路线示意图；
[0038] 图5为分拣器中上底座的结构示意图；
[0039] 图6为分拣器中外罩与上底座的连接结构示意图。
[0040] 说明：为了便于看清内部结构，图2中外罩和包裹收集箱省略。
具体实施方式
[0041] 实施例1：
[0042] 如图1-6所示，转塔式快递分拣单元，包括步进电机A1、竖直转轴2、水平扫盘3、活动板4、上底座5、下底座6、驱动活动板运动的驱动机构C、外罩8、转盘机构及包裹收集箱10。
[0043] 步进电机A1固接在下底座6上并与竖直转轴2关联以驱动竖直转轴2转动。具体的说，步进电机A1通过同步轮副带动竖直转轴2转动。同步轮副包括安装在步进电机A1的机轴上的主动同步轮A111、安装在竖直转轴2上的从动同步轮A112及绕设在主动同步轮A与从动同步轮A之间的同步带A113。
[0044] 竖直转轴2两端分别活动安装在上底座5和下底座6上。
[0045] 水平扫盘3固接在竖直转轴2上，其上设有三条扫臂31，每两条扫臂之间的夹角为120°。
[0046] 上底座5位于水平扫盘3的下端，并位于下底座6的上端，其通过外罩8间接固定在下底座6上，其被水平扫盘3的扫臂31划分成多个工位，相邻扫臂31之间的区域为一个工位。所述多个工位包括一个进料工位51和多个转送工位52，每个转送工位52上各设有一个包裹下落口。进料工位51上也设有一个包裹下落口。
[0047] 活动板4呈扇形，与包裹下落口的形状相吻合。活动板4上设有腰形槽41。活动板4通过铰链与上底座5连接，并位于包裹下落口处。活动板4在驱动机构C的驱动下运动，进而打开或关闭包裹下落口。当活动板4向下转动打开时，包裹下落口被打开，当活动板4处于水平状态时，包裹下落口被封闭。
[0048] 驱动机构C包括电机C71、连杆72、转轴73和滑块74。电机C71固定安装在上底座5的下端；连杆72一端固接在电机C71的机轴上，另一端通过转轴73与滑块74活动连接；滑块74安装在活动板4的腰形槽41内并可在腰形槽41内滑动。
[0049] 外罩8固定安装在下底座6上并与上底座5的边缘固接，并将步进电机A1、竖直转轴2、水平扫盘3、活动板4及上底座5笼罩在内。外罩8在上端设有正对进料工位51的包裹进口
81，外罩8在下端设有包裹出口82。
[0050] 转盘机构包括轴承91、转盘92、从动同步轮B93、主动同步轮B94、步进电机B95及同步带B96；轴承91套装在竖直转轴2上并在轴向上被定位；从动同步轮B93套装在轴承91外，并与轴承91固接；转盘92与从动同步轮B93固接，并位于从动同步轮B93上端；主动同步轮B94固接在步进电机B95的机轴上；步进电机95固定安装在下底座6上；同步带B96绕设在主动同步轮B94与从动同步轮B93之间；包裹收集箱10活动安装转盘92上。
[0051] 包裹收集箱10设在包裹下落口的正下方，每个包裹下落口设有一个对应的包裹收集箱10，包裹收集箱10为上端开口的箱体，其内壁上端设有包裹超高感应器101。
[0052] 优选，转盘92上设有供包裹收集箱10滑动的滑轨921,包裹收集箱10活动安装在转盘92的滑轨921上。
[0053] 优选，包裹收集箱10底部设有缓冲垫(图中未示出)。
[0054] 优选，包裹收集箱10的截面呈扇形，三个包裹收集箱10环绕竖直转轴2成一圈布置。每个包裹收集箱10占120°圆心角。
[0055] 优选，转塔式快递分拣单元还包括主控计算机(图中未示出)，主控计算机分别与步进电机A1、步进电机B95、电机C71及包裹超高感应器101电连接。
[0056] 采用转塔式快递分拣单元分拣快递的方法，其中，水平扫盘3设有初始位置，该初始位置的状态下，水平扫盘3的两条扫臂31位于进料工位51的两侧边上。转盘92设有初始位置，在该初始位置状态下，每个包裹收集箱10均位于与之对应的包裹下落口的正下方。
[0057] 分拣快递的方法如下：
[0058] S01，人工扫描包裹的条形码以采集包裹信息，主控计算机获取包裹信息中的地址信息后规划出包裹的分拣路线。
[0059] S02，包裹被送入进料工位51，主控计算机控制步进电机A1的机轴转动，步进电机A1带动水平扫盘3转动，包裹被扫到相应的转送工位52上，然后主控计算机启动并控制电机C71，使相应的活动板4向下翻转打开，包裹通过包裹下落口落入与其地址对应的包裹收集箱10内，分拣结束；
[0060] 本步骤开始前，水平扫盘3处在初始位置。
[0061] S03，包裹进入包裹收集箱10后，主控计算机同时进行两项操作：
[0062] 第一项，控制步进电机A1的机轴转动，使水平扫盘3转回到初始位置；
[0063] 第二项，控制S02步骤中的电机C71的机轴转动，使活动板4向上转动到水平状态，则对应的包裹下落口被关闭；
[0064] S04，若包裹收集箱10装满包裹，则包裹超高感应器101检测到信号并传递信号给主控计算机，主控计算机接收信号后同时进行两项操作：
[0065] 第一项，输出提示信息至显示屏(图中未示出)，以提醒操作人员处理；
[0066] 第二项，启动并控制步进电机B95，步进电机B95带动转盘92转动，转盘92带动包裹收集箱10转动，进而将装满包裹的包裹收集箱10转动至外罩8的包裹出口82处，经过一段时间(这段时间供操作人员取出包裹超高的包裹收集箱并装入空的包裹收集箱)延时后，主控计算机再控制步进电机B95的机轴转动，使转盘92转回到初始位置；
[0067] 本步骤开始前，转盘92处在初始位置。
