基于光电检测技术的邮件空间分离设备及控制方法与流程

1.本发明涉及物流、邮政设备领域，特别是一种基于光电检测技术的邮件空间分离设备及控制方法。

背景技术：

2.目前，传统的邮件空间分离都是采用人工分拣的办法将叠加在一起的邮件分开。
3.但随着物流分拣、输送设备行业的快速发展，使用人工分拣将叠加在一起的邮件分开已无法满足智能化、柔性化的发展趋势。
4.因此，亟待开发一种基于光电检测技术的邮件空间分离设备及控制方法以应对当前发展形势。

技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于光电检测技术的邮件空间分离设备及控制方法。
6.为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
7.本发明的第一个目的是要提供一种基于光电检测技术的邮件空间分离设备，包括依次相连的输入段、缓存段、排队段、分离段、输送段；其中：
8.输入段，由单台水平布置的皮带机构成，用于根据下游缓存段的皮带状态及邮件流量，控制邮件输入；
9.缓存段，由单台向下倾斜布置的降坡皮带机与滑槽构成，用于接收来自输入段的邮件并缓存，以保证有充足并且合适数量的邮件供给排队段；其中，滑槽顶端固定在输入段水平布置的皮带机末端，滑槽末端连接在倾斜布置的降坡皮带机顶端；
10.排队段，由两台依次相连的水平布置的皮带机构成，用于将邮件进行初步分离，并控制邮件之间的距离，保证分离段邮件充足；其中缓存段倾斜布置的降坡皮带机末端与排队段两台依次相连的水平布置的皮带机的前端相连；
11.分离段，由四台依次相连的向上倾斜布置的爬坡皮带机构成，用于根据邮件与邮件间、邮件与皮带间摩擦力的不同，利用皮带机启停加速，将堆叠邮件分离；其中，排队段两台依次相连的水平布置的皮带机的后端与分离段四台依次相连的向上倾斜布置的爬坡皮带机的前端相连；
12.输送段，由单台水平布置的皮带机构成，用于将空间分离后的邮件稳定的输送给下游设备，速度根据下游设备的要求设定；其中，分离段四台依次相连的向上倾斜布置的爬坡皮带机的后端与输送段水平布置的皮带机前端相连。
13.进一步地，所述缓存段向下倾斜布置的皮带机与滑槽与水平面的夹角为30
°
。
[0014][0015]
进一步地，所述分离段四台依次相连的向上倾斜布置的爬坡皮带机与水平面的夹角为18
°
。
[0016]
进一步地，所述输入段、缓存段、排队段、分离段、输送段的每个皮带机的前后两端分别设置一组用于采集皮带上邮件的位置信息的对射光电，对射光电分别连接到控制器；分离段四个向上倾斜布置的爬坡皮带机的后端的三个向上倾斜布置的爬坡皮带机的末端分别设置一组用于准确识别薄邮件的反射电排，反射电排与控制器相连，并且尽可能减小邮件间的间隔，为后端设备提供稳定充足的平铺邮件流。
[0017]
进一步地，输入段、缓存段、排队段、分离段、输送段的每个皮带机均设置4种档位的速度，档位0速度等于0m/s，档位1速度等于0.5m/s，档位2速度等于1.0m/s，档位3速度等于1.5m/s。
[0018]
本发明的第二个目的是要提供一种基于光电检测技术的邮件空间分离设备的控制方法，包括以下步骤：
[0019]
s1、输入段根据下游缓存段的皮带状态及邮件流量，控制邮件输入；
[0020]
s2、缓存段接收来自输入段的邮件并缓存，以保证有充足并且合适数量的邮件可以供给排队段；
[0021]
s3、排队段将邮件进行初步分离，并控制邮件之间的距离，保证分离段邮件充足；
[0022]
s4、分离段根据邮件与邮件间、邮件与皮带间摩擦力的不同，利用皮带机启停加速，将堆叠邮件分离；分离段并根据对射光电、反射电排检测，以实现薄件的准确识别，并且尽可能减小邮件间的间隔，为后端设备提供稳定充足的平铺邮件流；
[0023]
s5、输送段将空间分离后的邮件稳定的输送给下游设备，速度根据下游设备的要求设定。
[0024]
进一步地，所述步骤s4具体包括以下步骤：
[0025]
s41、空间分离设备启动后，控制器实时采集所有分离段的对射光电、反射电排的信号；
[0026]
s42、当某一个向上倾斜布置的爬坡皮带机的第二个对射光电的位置没有检测到邮件时，该向上倾斜布置的爬坡皮带机速度需要增加1个档位，速度档位增加后如果该向上倾斜布置的爬坡皮带机速度档位大于等于3，那么该向上倾斜布置的爬坡皮带机速度档位等于3；
[0027]
s43、当邮件走到某一个向上倾斜布置的爬坡皮带机的第二个对射光电的位置时，为了让邮件有更好的分离效果，该皮带速度需要降低1个档位，速度档位降低后如果该皮带速度档位小于等于，那么该皮带速度档位等于0；
[0028]
s44、当邮件走到某一个向上倾斜布置的爬坡皮带机的第一个对射光电的位置时，首先判断该向上倾斜布置的爬坡皮带机的上一级向上倾斜布置的爬坡皮带机的第二个对射光电是否被挡住，如果上一级向上倾斜布置的爬坡皮带机的第二个对射光电被挡住，则上一级向上倾斜布置的爬坡皮带机速度降低2个档位，上一级向上倾斜布置的爬坡皮带机速度档位降低后如果向上倾斜布置的爬坡皮带机速度档位小于等于0，那么该向上倾斜布置的爬坡皮带机速度档位等于0；
[0029]
s45、分离段的第二个对射光电和反射光电只要有一个检测到邮件，就认为第二个对射光电的位置有邮件。
[0030]
与现有技术相比，本发明基于光电检测技术，通过控制系统对皮带速度、邮件流量进行控制，利用速度变化过程中邮件与皮带之间的摩擦力、前后邮件之间的速度差、皮带与
皮带之间的高度差以及邮件本身的惯性对邮件进行空间分离，从而使上下叠加在一起的邮件可以分开；通过对每个皮带机进行不同速度的控制，使得邮件在经过多个不同角度、不同速度的皮带后，从多层堆叠的状态变成单层状态，且布局灵活，设备集成度高，模块化程度高，应用情景广泛，可适用于例如：单件分离设备入口、邮件导入台前段或嵌于普通传输设备之间等位置，来满足使用者对邮件空间分离的需求。
附图说明
[0031]
图1为本发明整体结构示意图。
[0032]
图2为本发明的输入段皮带速度控制流程图。
[0033]
图3为本发明的缓存段皮带速度控制流程图。
[0034]
图4为本发明的排队段第二个皮带速度控制流程图。
[0035]
图5为本发明的排队段第一个皮带速度控制流程图。
[0036]
图6为本发明的分离段皮带速度控制流程图。
[0037]
图7为本发明的输送段皮带速度控制流程图。
[0038]
其中，1对射光电，2限定反射光电。
具体实施方式
[0039]
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。
[0040]
实施例1
[0041]
如图1所示，本实施例具体为一种基于光电检测技术的邮件空间分离设备，包括依次相连的输入段1、缓存段2、排队段3、分离段4、输送段5；
[0042]
输入段1，由单台水平布置的皮带机构成，总长700mm，挡板内宽1040mm，速度设计为0.5m/s，可调范围0-1.5m/s，前后各有一组对射光电6；用于根据下游缓存段的皮带状态及邮件流量，控制邮件输入；
[0043]
缓存段2，由单台向下倾斜30
°
布置的降坡皮带机与滑槽构成，设备总长1800mm，挡板内宽1040mm，速度设计为1.5m/s，可调范围0-1.5m/s，降坡皮带机前后各有一组对射光电6；用于接收来自输入段的邮件并缓存，以保证有充足并且合适数量的邮件供给排队段；其中，滑槽顶端固定在输入段水平布置的皮带机末端，滑槽末端连接在倾斜布置的降坡皮带机顶端；
[0044]
排队段3，由两台依次相连的水平布置的皮带机构成，设备总长1400mm，挡板内宽1040mm，速度设计为1.5m/s，可调范围0-1.5m/s。每段前后各有一组对射光电6；用于将邮件进行初步分离，并控制邮件之间的距离，保证分离段邮件充足；其中缓存段倾斜布置的降坡皮带机末端与排队段两台依次相连的水平布置的皮带机的前端相连；
[0045]
分离段4，由四台依次相连的向上倾斜布置的爬坡皮带机构成，设备总长2800mm，挡板内宽1040mm，速度设计为1.5m/s，可调范围0-1.5m/s。每段前后各有一组对射光电6。后3段的爬坡皮带机末端各有一组反射光电7；用于根据邮件与邮件间、邮件与皮带间摩擦力的不同，利用皮带机启停加速，将堆叠邮件分离；其中，排队段两台依次相连的水平布置的皮带机的后端与分离段四台依次相连的向上倾斜布置的爬坡皮带机的前端相连；
[0046]
输送段5，由单台水平布置的皮带机构成，设备总长700mm，挡板内宽1040mm，速度设计为1.0m/s，可调范围0-1.0m/s。前后各有一组对射光电6；用于将空间分离后的邮件稳定的输送给下游设备，速度根据下游设备的要求设定；其中，分离段四台依次相连的向上倾斜布置的爬坡皮带机的后端与输送段水平布置的皮带机前端相连。
[0047]
上述对射光电6、反射电排7分别连接到控制器；输入段、缓存段、排队段、分离段、输送段的每个皮带机均设置4种档位的速度，档位0速度等于0m/s，档位1速度等于0.5m/s，档位2速度等于1.0m/s，档位3速度等于1.5m/s。
[0048]
实施例2
[0049]
本实施例具体为一种基于光电检测技术的邮件空间分离设备的控制方法，包括以下步骤：
[0050]
步骤一、输入段根据下游缓存段的皮带状态及邮件流量，控制邮件输入；
[0051]
步骤二、缓存段接收来自输入段的邮件并缓存，以保证有充足并且合适数量的邮件可以供给排队段；
[0052]
步骤三、排队段将邮件进行初步分离，并控制邮件之间的距离，保证分离段邮件充足；
[0053]
步骤四、分离段根据邮件与邮件间、邮件与皮带间摩擦力的不同，利用皮带机启停加速，将堆叠邮件分离；分离段并根据对射光电、反射电排检测，以实现薄件的准确识别，并且尽可能减小邮件间的间隔，为后端设备提供稳定充足的平铺邮件流；
[0054]
步骤五、输送段将空间分离后的邮件稳定的输送给下游设备，速度根据下游设备的要求设定。
[0055]
以下结合图2-图7对上述控制方法进行详细描述。
[0056]
如图2所示，输入段控制方法，包括以下步骤：
[0057]
s1：空间分离设备启动后，控制器实时采集所有光电的信号。
[0058]
s2：如果缓存段允许进入，首先判断缓存段的第一个光电和第二个光电是不是同时被挡住，如果同时被挡住，输入段速度档位等于0，输入段停止运行，如果没有同时被挡住，输入段速度档位等于2；
[0059]
s3：如果缓存段不允许进入，首先判断输入段第二个光电是不是被挡住，如果被挡住，输入段速度档位等于0，如果没有被挡住，输入段速度档位等于1。
[0060]
如图3所示，缓存段控制方法，包括以下步骤：
[0061]
s1：空间分离设备启动后，控制器实时采集所有光电的信号。
[0062]
s2：如果排队段允许进入，首先判断缓存段的第二个光电是否被挡住，如果被挡住，缓存段速度档位等于1，如果没有被挡住，判断缓存段的第一个光电是否被挡住，如果没有被挡住，缓存段速度档位等于3，如果被挡住，缓存段速度档位等于2；
[0063]
s3：如果排队段不允许进入，首先判断缓存段第二个光电是不是被挡住，如果被挡住，缓存段速度档位等于0，如果没有被挡住，缓存段速度档位等于1。
[0064]
如图4所示，排队段第二个皮带的控制方法，包括以下步骤：
[0065]
s1：空间分离设备启动后，控制器实时采集所有光电的信号。
[0066]
s2：如果分离段允许进入，首先判断排队段第二个皮带的第二个光电是否被挡住，如果被挡住，排队段第二个皮带速度降低一个档位，速度档位降低后，如果速度档位小于等
于0，那么速度档位等于0；如果排队段第二个皮带的第二个光电没有被挡住，判断排队段第二个皮带的第一个光电是否被挡住，如果没有被挡住，排队段第二个皮带速度档位等于3，如果被挡住，排队段第二个皮带速度档位等于2；
[0067]
s3：如果分离段不允许进入，首先判断排队段第二个皮带的第二个光电是不是被挡住，如果被挡住，排队段第二个皮带速度档位等于0，如果没有被挡住，排队段第二个皮带速度档位等于1。
[0068]
如图5所示，排队段第一个皮带的控制方法，包括以下步骤：
[0069]
s1：空间分离设备启动后，控制器实时采集所有光电的信号。
[0070]
s2：如果排队段第二个皮带允许进入，排队段第二个皮带速度档位等于排队段第一个皮带速度档位；
[0071]
s3：如果排队段第二个皮带不允许进入，首先判断排队段第一个皮带的第二个光电是不是被挡住，如果被挡住，排队段第一个皮带速度档位等于0，如果没有被挡住，排队段第一个皮带速度档位等于1。
[0072]
如图6所示，分离段控制方法，包括以下步骤：
[0073]
s1：空间分离设备启动后，控制器实时采集所有光电的信号。
[0074]
s2：当某一个皮带的第二个光电的位置没有检测到邮件时，该皮带速度需要增加1个档位，速度档位增加后如果该皮带速度档位大于等于3,那么该皮带速度档位等于3；
[0075]
s3：当邮件走到某一个皮带的第二个光电的位置时，为了让邮件有更好的分离效果，该皮带速度需要降低1个档位，速度档位降低后如果该皮带速度档位小于等于0,那么该皮带速度档位等于0；
[0076]
s4：当邮件走到某一个皮带的第一个光电的位置时，首先判断该皮带的上一级皮带的第二个光电是否被挡住，如果上一级皮带的第二个光电被挡住，则上一级皮带速度需要降低2个档位，上一级皮带速度档位降低后如果皮带速度档位小于等于0,那么皮带速度档位等于0；
[0077]
s5：分离段的第二个对射光电和限定反射光电只要有一个检测到邮件，就认为第二个光电的位置有邮件。
[0078]
如图7所示，输送段的控制方法，包括以下步骤：
[0079]
s1：空间分离设备启动后，控制器实时采集所有光电的信号。
[0080]
s2：如果下游设备允许进入，输送段速度档位等于2；
[0081]
s3：如果下游设备不允许进入，首先判断输送段的第二个光电是不是被挡住，如果被挡住，输送段皮带速度档位等于0，如果没有被挡住，输送段皮带速度档位等于1。
[0082]
综述，基于光电检测技术，通过控制系统对皮带速度、邮件流量进行控制，利用速度变化过程中邮件与皮带之间的摩擦力、前后邮件之间的速度差、皮带与皮带之间的高度差以及邮件本身的惯性对邮件进行空间分离，从而使上下叠加在一起的邮件可以分开。
[0083]
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于光电检测技术的邮件空间分离设备，其特征在于，包括依次相连的输入段、缓存段、排队段、分离段、输送段；其中：输入段，由单台水平布置的皮带机构成，用于根据下游缓存段的皮带状态及邮件流量，控制邮件输入；缓存段，由单台向下倾斜布置的降坡皮带机与滑槽构成，用于接收来自输入段的邮件并缓存，以保证有充足并且合适数量的邮件供给排队段；其中，滑槽顶端固定在输入段水平布置的皮带机末端，滑槽末端连接在倾斜布置的降坡皮带机顶端；排队段，由两台依次相连的水平布置的皮带机构成，用于将邮件进行初步分离，并控制邮件之间的距离，保证分离段邮件充足；其中缓存段倾斜布置的降坡皮带机末端与排队段两台依次相连的水平布置的皮带机的前端相连；分离段，由四台依次相连的向上倾斜布置的爬坡皮带机构成，用于根据邮件与邮件间、邮件与皮带间摩擦力的不同，利用皮带机启停加速，将堆叠邮件分离；其中，排队段两台依次相连的水平布置的皮带机的后端与分离段四台依次相连的向上倾斜布置的爬坡皮带机的前端相连；输送段，由单台水平布置的皮带机构成，用于将空间分离后的邮件稳定的输送给下游设备，速度根据下游设备的要求设定；其中，分离段四台依次相连的向上倾斜布置的爬坡皮带机的后端与输送段水平布置的皮带机前端相连。2.根据权利要求1所述的基于光电检测技术的邮件空间分离设备，其特征在于：所述缓存段向下倾斜布置的皮带机与滑槽与水平面的夹角为30
°
。3.根据权利要求1所述的基于光电检测技术的邮件空间分离设备，其特征在于：所述分离段四台依次相连的向上倾斜布置的爬坡皮带机与水平面的夹角为18
°
。4.根据权利要求1所述的基于光电检测技术的邮件空间分离设备，其特征在于：所述输入段、缓存段、排队段、分离段、输送段的每个皮带机的前后两端分别设置一组用于采集皮带上邮件的位置信息的对射光电，对射光电分别连接到控制器；分离段四个向上倾斜布置的爬坡皮带机的后端的三个向上倾斜布置的爬坡皮带机的末端分别设置一组用于准确识别薄邮件的反射电排，反射电排与控制器相连，并且尽可能减小邮件间的间隔，为后端设备提供稳定充足的平铺邮件流。5.根据权利要求1所述的基于光电检测技术的邮件空间分离设备，其特征在于：输入段、缓存段、排队段、分离段、输送段的每个皮带机均设置4种档位的速度，档位0速度等于0m/s，档位1速度等于0.5m/s，档位2速度等于1.0m/s，档位3速度等于1.5m/s。6.一种如权利要求1-5任一所述的基于光电检测技术的邮件空间分离设备的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、输入段根据下游缓存段的皮带状态及邮件流量，控制邮件输入；s2、缓存段接收来自输入段的邮件并缓存，以保证有充足并且合适数量的邮件可以供给排队段；s3、排队段将邮件进行初步分离，并控制邮件之间的距离，保证分离段邮件充足；s4、分离段根据邮件与邮件间、邮件与皮带间摩擦力的不同，利用皮带机启停加速，将堆叠邮件分离；分离段并根据对射光电、反射电排检测，以实现薄件的准确识别，并且尽可能减小邮件间的间隔，为后端设备提供稳定充足的平铺邮件流；
s5、输送段将空间分离后的邮件稳定的输送给下游设备，速度根据下游设备的要求设定。7.根据权利要求6基于光电检测技术的邮件空间分离设备的控制方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括以下步骤：s41、空间分离设备启动后，控制器实时采集所有分离段的对射光电、反射电排的信号；s42、当某一个向上倾斜布置的爬坡皮带机的第二个对射光电的位置没有检测到邮件时，该向上倾斜布置的爬坡皮带机速度需要增加1个档位，速度档位增加后如果该向上倾斜布置的爬坡皮带机速度档位大于等于3，那么该向上倾斜布置的爬坡皮带机速度档位等于3；s43、当邮件走到某一个向上倾斜布置的爬坡皮带机的第二个对射光电的位置时，为了让邮件有更好的分离效果，该皮带速度需要降低1个档位，速度档位降低后如果该皮带速度档位小于等于，那么该皮带速度档位等于0；s44、当邮件走到某一个向上倾斜布置的爬坡皮带机的第一个对射光电的位置时，首先判断该向上倾斜布置的爬坡皮带机的上一级向上倾斜布置的爬坡皮带机的第二个对射光电是否被挡住，如果上一级向上倾斜布置的爬坡皮带机的第二个对射光电被挡住，则上一级向上倾斜布置的爬坡皮带机速度降低2个档位，上一级向上倾斜布置的爬坡皮带机速度档位降低后如果向上倾斜布置的爬坡皮带机速度档位小于等于0，那么该向上倾斜布置的爬坡皮带机速度档位等于0；s45、分离段的第二个对射光电和反射光电只要有一个检测到邮件，就认为第二个对射光电的位置有邮件。

技术总结

本发明公开了一种基于光电检测技术的邮件空间分离设备及控制方法，包括依次相连的输入段、缓存段、排队段、分离段、输送段；基于光电检测技术，通过控制系统对皮带速度、邮件流量进行控制，利用速度变化过程中邮件与皮带之间的摩擦力、前后邮件之间的速度差、皮带与皮带之间的高度差以及邮件本身的惯性对邮件进行空间分离，从而使上下叠加在一起的邮件可以分开；通过对每个皮带机进行不同速度的控制，使得邮件在经过多个不同角度、不同速度的皮带后，从多层堆叠的状态变成单层状态，且布局灵活，设备集成度高，模块化程度高，应用情景广泛。泛。泛。