一种分拣机变高轨道结构及分层连接轨道结构的制作方法

本发明属于物流分拣，具体涉及一种分拣机变高轨道结构。

背景技术：

1、多层轨道连成一个大的循环轨道的多层分拣机相较于单层分拣机能够有效利用垂直空间，从而显著增加格口数量，以提高分拣机复杂场景下货物分拣能力；例如公开号为cn112499145 a的专利申请中提供了一种直线型交叉带式分拣机；其将多层轨道连成一个大的三维循环轨道结构，分拣小车在一次循环中能够经过任意一个轨道；但是，此类多层分拣机的分拣小车在这种三维循环轨道结构中上坡或下坡时会发生倾斜，进而带来货物掉落的风险。

2、此外，cn112499145a专利中使用螺旋轨道连接不同高度的直线轨道。螺旋轨道是一种三维结构，其生产制造过程中工艺复杂，对生产设备和技术要求极高，且现场拼装难度较大，由此显著提高了多层分拣机的成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种分拣机变高轨道结构。

2、第一方面，本发明提供一种分拣机变高轨道结构，其包括变高支撑轨道和变高辅助轨道。变高支撑轨道的两端具有高度差。分拣机变高轨道结构对应的分拣小车包括车架、配合变高支撑轨道的行走轮、铰支梁、配合变高辅助轨道的辅助轮。铰支梁转动连接在车架上；辅助轮安装在铰支梁上。

3、以行走轮中心点经过变高支撑轨道过程中的轨迹作为抬升轨迹。以抬升轨迹的起点为坐标原点，竖直向上的方向为纵坐标正方向，行走轮在抬升轨道中行进方向的水平投影为x轴正方向，构建平面直角坐标系；

4、所述的辅助轮的中心点在变高辅助轨道中的轨迹满足以下参数方程：

5、

6、<msub><mi>y</mi><mi>p</mi></msub><msub><mi>x</mi><mi>a</mi></msub></mfenced><mi>=</mi><msub><mi>l</mi><mn>3</mn></msub><mrow><mi>sin</mi><mrow><mi>[</mi><mi>β+a</mi><msub><mi>x</mi><mi>a</mi></msub></mfenced><mi>]</mi></mrow></mrow><mi>+f(</mi><msub><mi>x</mi><mi>b</mi></msub><mi>)-</mi><msub><mi>l</mi><mn>5</mn></msub>

7、其中，为辅助轮中心点坐标；、为分拣小车的前、后行走轮中心点的横坐标；l1为前行走轮与后行走轮的中心距。β为铰支梁转动中心、前行走轮中心点到后行走轮中心点的连线之间的夹角。为前、后行走轮中心点连线与水平面的夹角。l4、l5分别为初始状态下辅助轮中心点与铰支梁转动中心的水平距离、竖直距离。为抬升轨迹对应的函数关系。

8、作为优选，在辅助轮的中心点轨迹的参数方程中，、满足以下关系：

9、<msubsup><mi>l</mi><mn>1</mn><mn>2</mn></msubsup><mi>=</mi><msup><mrow><mi>[f</mi><msub><mi>x</mi><mi>a</mi></msub></mfenced><mi>-f(</mi><msub><mi>x</mi><mi>b</mi></msub><mi>)]</mi></mrow><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mrow><mi>(</mi><msub><mi>x</mi><mi>a</mi></msub><mi>-</mi><msub><mi>x</mi><mi>b</mi></msub><mi>)</mi></mrow><mn>2</mn></msup>

10、作为优选，在辅助轮的中心点轨迹的参数方程中，夹角的表达式如下：

11、<mi>a</mi><msub><mi>x</mi><mi>a</mi></msub></mfenced><mi>=</mi><mfrac><mrow><mi>f</mi><msub><mi>x</mi><mi>a</mi></msub></mfenced><mi>-f(</mi><msub><mi>x</mi><mi>b</mi></msub><mi>)</mi></mrow><msqrt><mrow><msubsup><mi>l</mi><mn>1</mn><mn>2</mn></msubsup><mi>-</mi><msup><mrow><mi>[f</mi><msub><mi>x</mi><mi>a</mi></msub></mfenced><mi>-f(</mi><msub><mi>x</mi><mi>b</mi></msub><mi>)]</mi></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></msqrt></mfrac>

12、作为优选，所述的变高支撑轨道在水平面上的投影为一条直线。

13、作为优选，所述的变高支撑轨道包括由下向上依次相连的第一弧形轨段、直线倾斜轨段和第二弧形轨段。沿着靠近直线倾斜轨段的方向，第一弧形轨段和第二弧形轨段的倾斜角均由0逐渐增大至θ；θ为直线倾斜轨段的倾斜角。

14、作为优选，所述的第一弧形轨段和第二弧形轨段均呈圆弧形。

15、作为优选，所述抬升轨迹的函数表达式根据变高支撑轨道的分段形式，表达为分段函数如下：

16、

17、、、分别为第一弧形段、倾斜直线段和第二弧形段的函数表达式。、、分别为第一弧形段与倾斜直线段连接点的横坐标、倾斜直线段与第二弧形段连接点的横坐标、第二弧形段尾端的横坐标。

18、变高辅助轨道分为依次相连的七个函数式不同的轨段，分别对应分拣小车经过变高支撑轨道的七个阶段如下：

19、第一阶段：；前行走轮中心点处于第一弧形段，且后行走轮中心点未进入第一弧形段；该阶段中，，；为后行走轮中心点到达第一弧形段起点时前行走轮中心点的x轴坐标。

20、第二阶段：；前行走轮中心点和后行走轮中心点均处于第一弧形段。该阶段中，，；

21、第三阶段：；前行走轮中心点处于倾斜直线段，且后行走轮中心点处于第一弧形段；该阶段中，，；为后行走轮中心点到达倾斜直线段起点时前行走轮中心点的x轴坐标。

22、第四阶段：；前行走轮中心点和后行走轮中心点处于倾斜直线段。；该阶段中，，；

23、第五阶段：；前行走轮中心点处于第二弧形段，且后行走轮中心点处于倾斜直线段；该阶段中，，；为后行走轮中心点到达第二弧形段起点时前行走轮中心点的x轴坐标。

24、第六阶段：；前行走轮中心点和后行走轮中心点均处于第二弧形段。

25、第七阶段：；前行走轮中心点脱离第二弧形段，且后行走轮中心点处于第二弧形段。该阶段中，，；为抬升轨迹终点高度与起点高度之差。为后行走轮中心点到达第二弧形段终点时前行走轮中心点的x轴坐标。

26、作为优选，所述的直线倾斜轨段的倾斜角θ的取值为5°～15°。

27、第二方面，本发明提供一种分拣机分层连接轨道结构，其包括一条或两条端部水平转向轨道结构、两条前述的分拣机变高轨道结构和一条主体水平转向轨道结构。所述主体水平转向轨道结构的两端与两条分拣机变高轨道结构的其中一端分别对接；两条分拣机变高轨道结构的另一端与分拣机上的两条水平分拣轨道结构通过直接对接或通过端部水平转向轨道结构连接。

28、作为优选，所述的端部水平转向轨道结构和主体水平转向轨道结构均呈圆弧形；两条端部水平转向轨道结构在同一水平面上的投影，外端重合，内端相互远离。两条分拣机变高轨道结构在水平面上的投影之间的夹角为10°～45°。

29、在设置两条端部水平转向轨道结构的情况下，两个端部水平转向轨道结构的圆心角φ1、φ2和主体水平转向轨道结构的圆心角φ3满足以下关系：φ3-φ1-φ2=180°。

30、在设置一条端部水平转向轨道结构的情况下，端部水平转向轨道结构的圆心角φ1和主体水平转向轨道结构的圆心角φ3满足以下关系：φ3-φ1=180°。

31、本发明具有的有益效果是：

32、1、本发明使用变高辅助轨道对转动连接在车架的铰支梁上的辅助轮提供支撑，并构建了变高辅助轨道关于变高支撑轨道形状的参数方程，能够使得分拣小车在经过倾斜的变高轨道结构的过程中，铰支梁一直保持姿态不变，从而避免了分拣小车上坡或下坡时发生倾斜而无法稳定输送货物的问题；

33、2、本发明使得分拣小车在斜坡上依然水平支撑货物，从而使得变高轨道结构的最大倾斜角得以进一步增大；在提高相同高度情况下，显著减小了爬坡距离，减小了分拣机分层连接轨道结构的轨道长度和占地面积，进而有助于降低设备成本，在相同面积下进一步增加格口数量。

34、3、本发明将分拣机分层连接轨道结构解耦为二维弯曲的水平转向轨道结构和倾斜轨道结构，相较于现有的螺旋轨段等三维轨段结构，显著降低了多层循环轨段结构的生产难度和生产成本。