一種物品定量分堆及計數的方法及裝置:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效

《一種物品定量分堆及計數的方法及裝置》是達爾嘉（廣州）標識設備有限公司於2014年3月21日申請的專利，該專利的公布號為CN103895884A，申請公布日為2014年7月2日，發明人是陳國明。

《一種物品定量分堆及計數的方法及裝置》包括以下步驟：步驟一，輸送器驅動物品流以單層狀態向輸送器末端移動；步驟二、輸送器周期運動輸送物品流，使物品流離開輸送器末端後斷開，形成物品；步驟三、物品流中的物品數量在離開輸送器之後被精確計數；步驟四、當一個組合的暫存倉內的物品的總數量與目標數量相同時，將該組合的暫存倉內的全部物品送至儲存器。先將物品堆分別送入不同的暫存倉內，然後計算不同組合的暫存倉內的物品總數量，得到與目標數量相同的組合，之後釋出組合以得出目標數量的分配。大大提高了設備運作的效率及減低了設備製造的成本。

2020年11月，《一種物品定量分堆及計數的方法及裝置》獲得第六屆廣東專利獎金獎。

（概述圖為《一種物品定量分堆及計數的方法及裝置》摘要附圖）

基本介紹

中文名：一種物品定量分堆及計數的方法及裝置
申請人：達爾嘉（廣州）標識設備有限公司
申請日：2014年3月21日
申請號：2014101095475
公布號：CN103895884A
公布日：2014年7月2日
發明人：陳國明
地址：廣東省廣州市經濟技術開發區錦繡路明華三街3號振興工業大廈2樓中座
分類號：B65B1/30(2006.01)I
代理機構：北京聯瑞聯豐智慧財產權代理事務所
代理人：黃冠華
類別：發明專利

專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

2014年3月之前的行業之中對物品分堆及計數的裝置，普遍使用方法有機械式的數粒機及光電式的數粒機，前者使用一個帶固定數量凹位的轉盤，當中每個凹位剛可容一粒物品，通過旋轉、震動、及刮平等方法，轉盤帶出剛好填滿凹位的物品，再釋出包裝。這方法較簡單及便宜，但產能低，也會因為偶爾填不滿物品而造成誤差，並且在颳走多餘物品時對物品造成傷害。

光電式數粒機使用多通道的方式，使用一種多軌道的震盤把物品向前輸送，同時通過多層的震動，把物品之間的距離逐步拉開，最後物品被鋪排成多條單一的佇列且物品與物品之間被拉開一定距離，至震盤末端依其所屬通道以自由落體的方式下掉，物品在下掉時觸發光電感測器計數，之後收集到容器內。每條通道的光電感測器下面都設有一個自動閘門，在達到目標數量時關閉，用以區分開每堆物品。但是，多通道式的數粒機由於需要把物品在輸送過程中分開通道及分離，使光電感測器可以被有效觸發，物品的輸送機構變得很龐大，為生產環境的安排帶來很多不便。另外，光電感測器由於要靠近物品通道工作，容易被物品所帶出的粉塵所污染，造成計數誤差。

中國發明專利，專利號為“201210509818.7”公開了一種物品的分配方法及裝置，該分配方法包括先分配出一個接近目標數量的物品堆，然後使用補料機構單個地補料，最終達到目標數量的定量分配。想要達到目標數量的分配，輸送接近目標數量的物品時，必須停止輸送器，然後使用補料機構補料，補料機構為單個物品補料，工作效率較低，如果需要提高補料效率，便需要增加補料機構，又或者需要對首次投料的數量控制得更精確，才能減少所需的補料的投放量，這樣設備的機械控制精度要求及製造成本都會提高。

因此，針對2014年3月之前技術中的存在問題，亟需提供一種分配效率高、成本低的物品定量分堆及計數的方法及裝置的技術顯得尤為重要。

發明內容

專利目的

《一種物品定量分堆及計數的方法及裝置》的目的在於避免2014年3月之前技術中的不足之處而提供一種定量分配、分配效率高、精度高的物品定量分堆及計數的方法及裝置。

技術方案

《一種物品定量分堆及計數的方法及裝置》的目的之一通過以下技術方案實現：提供一種物品定量分堆及計數的方法，包括以下步驟：

步驟一、輸送器驅動物品流以單層狀態向輸送器末端移動，並使得物品流離開輸送器的末端，

步驟二、輸送器周期運動輸送物品流，使物品流離開輸送器末端後斷開，形成物品堆，輸送器每運行一個周期，將物品流分為一個物品堆，

步驟三、物品流中的物品數量在離開輸送器之後被精確計數，以確定每個物品堆的物品數量，每個物品堆均由一個單獨的暫存倉接收，

步驟四、當一個組合的暫存倉內的物品的總數量與目標數量相同時，將該組合的暫存倉內的全部物品送至儲存器，並把該組合中的每個暫存倉的物品數量重置為零；所述一個組合的暫存倉包括一個暫存倉或者一個以上的暫存倉，所述一個組合的暫存倉的物品數量為該組合中所包括的所有暫存倉的物品數量之總和。

其中，所述步驟一中物品流被分隔為至少兩條並排且互不重疊的支物品流，並保持原有的單層的狀態及移動方向。其中，所述周期運動為輸送器輸送一個驅動時間段後，停止輸送器運動，當物品流完全停止離開輸送器的末端，然後再啟動輸送器運送物品流，輸送器每輸送一個周期，使每條從輸送器末端的所輸出的支物品流分別形成一個對應的物品堆，驅動時間段為使任意一個支物品流在這個驅動時間段內輸出的物品數量小於目標數量的時間。

其中，所述驅動時間段設定為0.01～20秒中的任意一個時間值。其中，步驟三中、精確計數是通過取像裝置對輸送器的端部下方的區域連續取像，使得從所述輸送器掉落的物品的物品影像被記錄在所述圖像中，中央處理及控制平台對所取得的影像作實時處理，以對經過取像區域的所有物品作實時計數，獲得支物品流分堆後的物品堆的物品數量。

其中，通過至少兩個並排的輸送器將物品流分隔為相比物品流較小的支物品流輸出。其中，使用一個輸送器傳輸物品流，在輸送器的末端使用通道分隔裝置將物品流於輸送器的末端前分隔為支物品流輸出。其中，取像區域設定為使所有通過取像區域的物品最少被取像一次，取像區域在支物品流離開輸送器的末端後的路徑之上，其寬度為橫向覆蓋範圍橫跨每個支物品流的路徑，縱向覆蓋範圍為輸送器末端與暫存倉之間的任意一段，使所有物品均會經過該取像區域。

其中，所述步驟三中，取像裝置包括有與每個支物品流分別對應設定的影像感測器，取像區域在物品離開輸送器的末端後的路徑之上，其寬度為覆蓋範圍橫跨影像感測器對應支物品流的路徑，使該支物品流中的所有物品均會經過其中。其中，設定取像區域的長度為在其起始線的物品在一個取像周期內所移動的距離，使物品在通過取像區域時均只被完整取像一次或者在進入及離開時各自在連續兩次的取像中被部分取像一次，在每次取像中出現的每個完整的物品影像，或每個與取像區域的終止線相交的部分的物品影像，均令計數加一。

在每次取得的圖像中有出現與取像區域的起始線相交的物品影像時，於下一次取得的圖像中，檢查在同一橫向位置有否物品影像並被計數，如無，即表示漏計數，計數加一；在每次取得的圖像中有出現與取像區域的終止線相交的物品影像時，檢查對上一次所取得的圖像，如在同一橫向位置有物品影像並且已被計數，即表示重複計數，計數減一。

其中，所述步驟四中，當找不到物品總數量與目標數量相同的一個組合的暫存倉時，輸送器繼續輸出物品堆，把接收物品堆的暫存倉內原有的物品數量及接收到的物品堆的物品數量疊加，疊加後的物品數量為該暫存倉的當前的物品數量，再根據暫存倉的當前的物品數量計算是否具有物品總數量與目標數量相同的一個組合的暫存倉。其中，當存在空的暫存倉時，選擇空的暫存倉接收物品堆，當每個暫存倉均已載有物品時，選擇載有最少數量物品的一個暫存倉接收物品堆。

其中，當暫存倉接收物品堆後，暫存倉的當前的物品數量超出目標數量，則將該暫存倉單獨釋出全部物品，送入儲存器，然後將該儲存器剔出，並把該暫存倉的物品數量重置為零。其中，所述步驟二中，支物品流運動過程中，通過檢測影像感測器連續對輸送器表面的支物品流取像，保證支物品流的物品在檢測區域內至少被完整取像一次，並將取到的圖像傳輸至中央處理及控制平台，中央處理及控制平台實時處理檢測區域的圖像，將物品的影像與設定的影像對比，當物品的影像與設定的影像不一致時，將接收到該物品的暫存倉內的物品全部釋出，送入儲存器，並將該儲存器剔出，該暫存倉的物品數量重置為零。

《一種物品定量分堆及計數的方法及裝置》的另一發明目的通過下述方案實現：

一種物品定量分堆及計數的裝置：設定有供料倉，用於向分隔器連續供應物品，形成物品流，分隔器，用於將物品流分隔為至少兩條並排且互不重疊的單層的支物品流輸送至分隔器的末端並分斷為物品堆輸出，取像裝置，用於對取像區域連續取像，使所有通過取像區域的物品最少被取像一次，取像區域在支物品流離開分隔器後的路徑之上，其覆蓋範圍橫跨每個支物品流的路徑，使所有物品均會經過其中，中央處理及控制平台，用於對取像裝置所取得的影像作實時處理，以對經過取像區域的所有物品作實時計數；獲得支物品流分堆後的物品堆的物品數量；暫存倉列，對應於支物品流設定，包括至少兩個暫存倉，用於接收支物品流分堆後的物品堆，分流裝置，用於將支物品流分堆後的物品堆分流至對應的一個暫存倉列中的任意一個暫存倉，儲存器，用於接收暫存倉釋出的物品。

其中，所述分隔器設定為至少兩個輸送器，用於將物品流對應分隔為至少兩條並排且互不重疊的支物品流以單層的狀態向輸送器末端輸送。其中，所述分隔器設定為末端設定有通道分隔裝置的輸送器，所述通道分隔裝置用於將物品流在離開輸送器的末端前被分隔成至少兩條並排的且互不重疊的支物品流，並保持原有的單層狀態及移動方向。

其中，所述分流裝置設定為暫存倉列移動機構，暫存倉列移動機構與中央處理及控制平台電信號連線，所述暫存倉列移動機構驅動暫存倉列位移，使該列中任意一個暫存倉接收物品堆。其中，所述分流裝置設定為撥板機構，撥板機構與中央處理及控制平台電信號連線，所述撥板機構設定於暫存倉列物品輸入端，所述撥板機構用於打開或者關閉暫存倉的物品輸入通道，將物品堆分流至該暫存倉列中任意一個暫存倉。

其中，所述分隔器上方設定有檢測影像感測器，用於對每個支物品流連續取像，與中央處理及控制平台電信號連線，中央處理及控制平台用於對檢測影像感測器取像後的圖像做實時處理，檢測圖像中物品影像的形狀。其中，所述取像裝置設定為一個或者一個以上的影像感測器，當影像感測器設定為一個時，一個影像感測器的取像區域的寬度範圍橫跨支物品流的路徑，當影像感測器設定為一個以上時，一個以上的影像感測器的取像區域之和橫跨支物品流的路徑。

有益效果

《一種物品定量分堆及計數的方法及裝置》的有益效果：使用圖像的方法對運動中的物品取像並分析圖像以計數，這樣對於物品鋪排要求便變得簡單，物品只要是在一個單層的狀態便可以被準確計數，相對於現行的基於光電感測器的多通道數粒方法當中要求物品在計數前被分布成多條單列並且物品之間需要有效分開，該方法可以容許更高的供料密度，從而大大減低了設備的體積。使用圖像的方法同時提供比基於光電感測器的方法更高的解析度，對於物品破損所產生的形狀改變可以更有效地在計數的同時檢測出來，還可以對片狀的物品的形狀進行檢測，具有檢測物品是否破損的功能。取像裝置一般安裝於距離物品的軌跡較遠的位置取像，不容易受到物品所帶出的粉塵所影響，相對於現行的基於光電感測器的方法，當中由於光電感測器需要靠近物品通道工作，粉塵的累積更容易造成干擾，影響計數準確度。

該發明使用組合的方法得到目標數量的物品分配，相對於前述的兩種市場上現行的分配方法，包括多通道式的數粒方法及使用補料機構的分配方法，該發明使用了一個全新的概念使可大大放寬了對於物品流的分堆位置的準確性要求。在兩種現行的方法之中，都牽涉到計數及機械動作的準確配合，使計數數量達到目標數量時，物品流在一個準確的位置被分隔開，以得到目標數量的分堆，由於這個準確的分隔位置所需，物品流在分堆時便需要是單列的，使可以把每堆的最後一個數量的物品清晰地區分開來。於多通道式的數粒機上，物品流本身是單列的，分堆是由每條通道內光電感測器下面的自動閘門來實現，也是說在所有通道中，最後一個關閉的閘門是需要把一堆物品的最後一個與下一堆物品分隔開從而得出目標數量的分堆，當然，也是因為這種多通道單列的物品輸送方式，這種方法存在著設備體積龐大的缺點。而在使用補料機構的方法中，需把物品預分堆後計算其與目標數量的相差數，之後使用補料機構補足，而補料機構便需要在總數量（即預分堆的數量加上補料數量）達到目標數量時準確地把物品流分開，所以補料機構也是需要把物品流分為一個或多個單列，使可以在達到目標數量時作出準確的分隔，這個方法只需對物品流安排出最少一條單列作補料使用，主要的物品流便不需要被分為單列，相對於多通道的方法，在設備體積效益上有著很大的進步，但是，要達到最佳的工作效率，便需要在預分堆時儘量控制分堆數量至接近而不超於目標數量，以減低對補料數量的要求，這樣，對機械動作的控制要求便變得很高。

該發明的方法先將物品堆分別送入不同的暫存倉內，然後計算不同組合的暫存倉內的物品總數量，得到與目標數量相同的組合，之後釋出組合以得出目標數量的分配。這樣，在每一次把物品流分堆時，便不需要準確控制其達到目標數量或補差數量與否，只要是低於目標數量以及每堆物品都被準確計數便可，也是說分堆數量可以帶有一定的隨意性及隨機性，而最後透過組合數量巧妙地把物品堆數量的隨意性及隨機性相互抵消掉。而也因為分堆數量可以帶有隨機性，該方法對機械控制的要求，例如輸送器運動的起停時間控制及閘門的反應速度等，都可以降低，大大提高了設備運作的效率及減低了設備製造的成本。

附圖說明

圖1是該發明的一種物品定量分堆及計數的方法的流程圖。

圖2是該發明的一種物品定量分堆及計數裝置的結構示意圖。

圖3是該發明的一種物品定量分堆及計數裝置的撥板機構的結構示意圖。

圖4是該發明的一種物品定量分堆及計數裝置的暫存倉的分布原理示意圖。

圖5是該發明的一種物品定量分堆及計數裝置的暫存倉列移動機構的結構示意圖。

圖6是該發明的一種物品定量分堆及計數裝置的暫存倉列移動機構的工作示意圖。

圖7是該發明的具有分流閘門的物品定量分堆及計數裝置的結構示意圖。

圖8是該發明的斜面輸送的物品定量分堆及計數裝置的工作原理圖。

圖9是該發明的輸送帶輸送的物品定量分堆及計數裝置的工作原理圖。

圖10是該發明的一種物品定量分堆及計數的方法的物品影像在取像區域中的狀態圖。

圖11是該發明的一種物品定量分堆及計數的方法的取像區域的長度設定的原理圖。

圖12是該發明的一種物品定量分堆及計數的方法的物品漏計數情況的示意圖。

圖13是該發明的一種物品定量分堆及計數的方法的物品重複計數情況的示意圖。

圖14是該發明的一種物品定量分堆及計數的方法的物品檢測及計數同時進行的原理圖。

附圖示記如下：1—供料倉、2—輸送器、3—通道分隔裝置、4—取像裝置、5—暫存倉、6—取像區域、7—儲存器、8—匯集通道、9—中央處理及控制平台、10—閘門、11—第一撥板、12—第二撥板、13—第三撥板、14—暫存倉列、15—活門、16—伺服電機、17—螺桿、18—輸送帶、19—斜面。

權利要求

1.一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：包括以下步驟：步驟一，輸送器驅動物品流以單層狀態向輸送器末端移動，並使物品流離開輸送器的末端，步驟二、輸送器周期運動輸送物品流，使物品流離開輸送器末端後斷開，形成物品堆，輸送器每運行一個周期，將物品流分為一個物品堆，步驟三、物品流中的物品數量在離開輸送器之後被精確計數，以確定每個物品堆的物品數量，每個物品堆均由一個單獨的暫存倉接收，步驟四、當一個組合的暫存倉內的物品的總數量與目標數量相同時，將該組合的暫存倉內的全部物品送至儲存器；所述一個組合的暫存倉包括一個暫存倉或者一個以上的暫存倉，所述一個組合的暫存倉的物品數量為該組合中所包括的所有暫存倉的物品數量之總和。

2.根據權利要求1所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：所述步驟一中物品流被分隔為至少兩條並排且互不重疊的支物品流，並保持原有的單層狀態及移動方向。

3.根據權利要求2所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：所述周期運動為輸送器輸送一個驅動時間段後，停止輸送器運動，當物品流完全停止離開輸送器的末端，然後再啟動輸送器運送物品流，輸送器每輸送一個周期，使每條從輸送器末端的所輸出的支物品流分別形成一個對應的物品堆，驅動時間段為使任意一個支物品流在這個驅動時間段內輸出的物品數量小於目標數量的時間。

4.根據權利要求3所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：所述驅動時間段設定為0.01～20秒中的任意一個時間值。

5.根據權利要求3或4所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：輸送器周期運動的驅動時間段與下一個輸送器周期運動的驅動時間段不同。

6.根據權利要求5所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：步驟三中、精確計數是通過取像裝置對輸送器的端部下方的區域連續取像，使得從所述輸送器掉落的物品的物品影像被記錄在所述圖像中，中央處理及控制平台對所取得的影像作實時處理，以對經過取像區域的所有物品作實時計數，獲得支物品流分堆後的物品堆的物品數量。

7.根據權利要求6所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：取像區域設定為使所有通過取像區域的物品最少被取像一次，取像區域在支物品流離開輸送器的末端後的路徑之上，其寬度為橫向覆蓋範圍橫跨每個支物品流的路徑，縱向覆蓋範圍為輸送器末端與暫存倉之間的任意一段，使所有物品均會經過該取像區域。

8.根據權利要求7所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：設定取像區域的長度為在其起始線的物品在一個取像周期內所移動的距離，使物品在通過取像區域時均只被完整取像一次或者在進入及離開時各自在連續兩次的取像中被部分取像一次，在每次取像中出現的每個完整的物品影像，或每個與取像區域的終止線相交的部分的物品影像，均令計數加一；在每次取得的圖像中有出現與取像區域的起始線相交的物品影像時，於下一次取得的圖像中，檢查在同一橫向位置有否物品影像並被計數，如無，即表示漏計數，計數加一；在每次取得的圖像中有出現與取像區域的終止線相交的物品影像時，檢查對上一次所取得的圖像，如在同一橫向位置有物品影像並且已被計數，即表示重複計數，計數減一。

9.根據權利要求1所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：所述步驟四中，當找不到物品總數量與目標數量相同的一個組合的暫存倉時，輸送器繼續輸出物品堆，把接收物品堆的暫存倉內原有的物品數量及接收到的物品堆的物品數量疊加，疊加後的物品數量為該暫存倉的當前的物品數量，再根據暫存倉的當前的物品數量計算是否具有物品總數量與目標數量相同的一個組合的暫存倉。

10.根據權利要求9所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：當存在空的暫存倉時，選擇空的暫存倉接收物品堆，當每個暫存倉均已載有物品時，選擇載有最少數量物品的一個暫存倉接收物品堆。

11.根據權利要求10所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：當暫存倉接收物品堆後，暫存倉的當前的物品數量超出目標數量，則將該暫存倉單獨釋出全部物品，送入儲存器，然後將該儲存器剔出，並把該暫存倉的物品數量重置為零。

12.根據權利要求2所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：通過至少兩個並排的輸送器將物品流分隔為相比物品流較小的支物品流輸出。

13.根據權利要求2所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：使用一個輸送器傳輸物品流，在輸送器的末端使用通道分隔裝置將物品流於輸送器的末端前分隔為支物品流輸出。

14.根據權利要求2所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：所述步驟二中，支物品流運動過程中，通過檢測影像感測器連續對輸送器表面的支物品流取像，保證支物品流的物品在檢測區域內至少被完整取像一次，並將取到的圖像傳輸至中央處理及控制平台，中央處理及控制平台實時處理檢測區域的圖像，將物品的影像與設定的影像對比，當物品的影像與設定的影像不一致時，將接收到該物品的暫存倉內的物品全部釋出，送入儲存器，並將該儲存器剔出，該暫存倉的物品數量重置為零。

15.一種物品定量分堆及計數裝置，其特徵在於：設定有供料倉，用於向分隔器連續供應物品，形成物品流，分隔器，用於將物品流分隔為至少兩條並排且互不重疊的單層的支物品流輸送至分隔器的末端並分斷為物品堆輸出，取像裝置，用於對取像區域連續取像，使所有通過取像區域的物品最少被取像一次，取像區域在支物品流離開分隔器後的路徑之上，其覆蓋範圍橫跨每個支物品流的路徑，使所有物品均會經過其中，中央處理及控制平台，用於對取像裝置所取得的影像作實時處理，以對經過取像區域的所有物品作實時計數；獲得支物品流分堆後的物品堆的物品數量；暫存倉列，對應於支物品流設定，包括至少兩個暫存倉，用於接收支物品流分堆後的物品堆，分流裝置，用於將支物品流分堆後的物品堆分流至對應的一個暫存倉列中的任意一個暫存倉，儲存器，用於接收暫存倉釋出的物品。

16.根據權利要求15所述的一種物品定量分堆及計數裝置，其特徵在於：所述分隔器設定為至少兩個輸送器，用於將物品流對應分隔為至少兩條並排且互不重疊的支物品流以單層的狀態向輸送器末端輸送。

17.根據權利要求15所述的一種物品定量分堆及計數裝置，其特徵在於：所述分隔器設定為末端設定有通道分隔裝置的輸送器，所述通道分隔裝置用於將物品流在離開輸送器的末端前分隔成至少兩條並排的且互不重疊的支物品流，並保持原有的單層狀態及移動方向。

18.根據權利要求16或17所述的一種物品定量分堆及計數裝置，其特徵在於：所述分流裝置設定為暫存倉列移動機構，暫存倉列移動機構與中央處理及控制平台電信號連線，所述暫存倉列移動機構驅動暫存倉列位移，使該列中任意一個暫存倉接收物品堆。

19.根據權利要求16或17所述的一種物品定量分堆及計數裝置，其特徵在於：所述分流裝置設定為撥板機構，撥板機構與中央處理及控制平台電信號連線，所述撥板機構設定於暫存倉列物品輸入端，所述撥板機構用於打開或者關閉暫存倉的物品輸入通道，將物品堆分流至該暫存倉列中任意一個暫存倉。

20.根據權利要求15所述的一種物品定量分堆及計數裝置，其特徵在於：所述分隔器上方設定有檢測影像感測器，用於對每個支物品流連續取像，與中央處理及控制平台電信號連線，中央處理及控制平台用於對檢測影像感測器取像後的圖像做實時處理，檢測圖像中物品影像的形狀。

21.根據權利要求15所述的一種物品定量分堆及計數的方法，其特徵在於：所述取像裝置設定為一個或者一個以上的影像感測器，當影像感測器設定為一個時，一個影像感測器的取像區域的寬度範圍橫跨支物品流的路徑，當影像感測器設定為一個以上時，一個以上的影像感測器的取像區域之和橫跨支物品流的路徑。

實施方式

實施例1

一種物品定量分堆及計數的方法，包括以下步驟：如圖1所示，

步驟一、輸送器驅動物品流以單層狀態向輸送器末端移動，並使物品流離開輸送器的末端，

步驟二、輸送器周期運動輸送物品流，使物品流離開輸送器末端後斷開，形成物品堆，輸送器每運行一個周期，將物品流分為一個物品堆，每個物品堆均由一個單獨的暫存倉接收，

步驟三、物品流中的物品數量在離開輸送器之後被精確計數，以確定每個物品堆的物品數量，

具體的，所述步驟一中物品流被分隔為至少兩條並排且互不重疊的支物品流，並保持原有的單層的狀態及移動方向。物品流被分隔為支物品流，即可在輸送過程中，增加物品堆的個數，進而提高了分配效率。步驟二中將物品流分隔為至少兩條支物品流通過以下方式實現，通過至少兩個並排的輸送器將物品流分隔為相比物品流較小的支物品流輸出。

該發明還可以通過以下方案實現物品流分隔，使用一個輸送器傳輸物品流，在輸送器的末端使用通道分隔裝置將物品流於輸送器的末端前分隔為相比物品流較小的支物品流輸出。具體的，所述周期運動為輸送器輸送一個驅動時間段後，停止輸送器運動，當物品流完全停止離開輸送器的末端，然後再啟動輸送器運送物品流，輸送器每輸送一個周期，使每條從輸送器末端的所輸出的支物品流分別形成一個對應的物品堆，驅動時間段為使任意一個支物品流在這個驅動時間段內輸出的物品數量小於目標數量的時間。具體的，所述驅動時間段設定為0.01～20秒中的任意一個時間值。

驅動時間可以設定為多個時間周期，例如驅動時間可以為第一次輸送器輸送1秒，停止，然後啟動輸送器，輸送器第二次輸送2秒，停止，然後啟動輸送器，輸送器第三次輸送0.5秒，停止，然後啟動輸送器，輸送器第四次輸送0.01秒，輸送器輸送的驅動時間可以在0.01~20秒中任意調整，輸送時間的不同，造成支物品流分堆後的數量不同，造成物品堆之間的數量差異變大，進而可以更容易得出具有目標數量的暫存倉的組合。

其中，步驟三中、精確計數是通過取像裝置對輸送器的端部下方的區域連續取像，使得從所述輸送器掉落的物品的物品影像被記錄在所述圖像中，中央處理及控制平台對所取得的影像作實時處理，以對經過取像區域的所有物品作實時計數，獲得支物品流分堆後的物品堆的物品數量。

具體的步驟三中，該發明可以使用下述方式設定取像裝置：

1、取像裝置包括有與每個支物品流分別對應設定的影像感測器，每個影像感測器的取像區域在物品離開輸送器的末端後的路徑之上，其寬度為覆蓋範圍橫跨影像感測器所對應的支物品流的路徑，使該支物品流中的所有物品均會經過其中。

2、取像裝置設定為一個影像感測器，其取像區域的寬度覆蓋範圍橫跨全部支物品流的輸出路徑，使支物品流中的所有物品均會經過其中。

3、取像裝置設定兩個或者兩個以上的影像感測器，每個影像感測器對應一條或多於一條相鄰的支物品流，而每條支物品流只對應一個影像感測器，每個影像感測器的取像區域在物品離開輸送器的末端後的路徑之上，其寬度為覆蓋範圍橫跨該影像感測器所對應支物品流的路徑，使該支物品流中的所有物品均會經過其中。

具體的，該發明中的取像區域通過下述方法設定，設定取像區域的長度為在其起始線的物品在一個取像周期內所移動的距離，取像周期越短，計數區域長度越小，取像周期應該被設定為使計數區域的長度小於在物品通過時在同一個橫向位置的物品路徑上的物品的最小間距，使得在每次取像中在同一個橫向位置的物品路徑上不會出現兩個物品的影像，使物品在通過取像區域時均只被完整取像一次或者在進入及離開時各自在連續兩次的取像中被部分取像一次，在每次取像中出現的每個完整的物品影像，或每個與取像區域的終止線相交的部分的物品影像，均令計數加一；

圖10中，取像區域具有起始線和終止線，A、B、C、D、E分別表示物品在取得的圖像中所處的狀態，h為取像區域的高度，圖10表達了在每次取像時，在通過取像區域中的物品的影像的可能狀態。在每次取像中出現的每個完整的物品影像，或每個與取像區域的終止線相交的部分的物品影像，均令計數加一。

圖11表達了取像區域的長度設定方法，假定在第一張圖像中，一個物品剛完全進入取像區域，在一個取像周期T之後，該物品將繼續向前移動h，設定此移動距離為取像區域的長度，取像周期T越短，計數區域長度越小，取像周期T應該被設定為使計數區域的長度小於在物品通過時在同一個橫向位置的物品路徑上的物品的最小間距，使得在每次取像中在同一個橫向位置的物品路徑上不會出現兩個物品的影像，由於物品在移動的過程中，速度是穩定的（如果在輸送器末端之後是透過使用固定速度的輸送平面持續輸送物品），又或是其速度變化是固定的（如果在輸送器末端之後是透過重力來持續輸送物品），那么每個物品在通過取像區域時，都會被完整取像一次而且只是一次，又或是在進入取像區域時及離開取像區域時在兩幅連續的圖像中各自被部分取像一次。這樣，對每幅圖像中的完整出現的物品影像，及對正在離開取像區域的物品影像計數便可得出所有通過取像區域的物品數量。

可能造成錯誤的兩種在實際操作中會出現的臨界情況，圖12表達了當中一種為漏計數，圖13表達了另一種為重複計數。在每次取得的圖像中有出現與取像區域的起始線相交的物品影像時，於下一次取得的圖像中，檢查在同一橫向位置有否物品影像並被計數，如無，即表示漏計數，計數加一以糾正漏計數情況。在每次取得的圖像中有出現與取像區域的終止線相交的物品影像時，檢查對上一次所取得的圖像，如在同一橫向位置有物品影像並且已被計數，即表示重複計數，計數減一以糾正重複計數情況。

其中，所述步驟三中、暫存倉設定為暫存倉列，接收支物品流分堆後的物品堆，暫存倉列與支物品流對應設定，每個暫存倉列中設定有至少兩個暫存倉，每個物品堆均由一個暫存倉接收。具體的，當找不到物品總數量與目標數量相同的一個組合的暫存倉時，暫存倉列繼續接收物品堆，把接收物品堆的暫存倉內原有的物品數量及接收到的物品堆的物品數量疊加，疊加後的物品數量為該暫存倉的當前的物品數量，再根據暫存倉的當前的物品數量計算是否具有物品總數量與目標數量相同的一個組合的暫存倉。

優選的，當存在空的暫存倉時，選擇空的暫存倉接收物品堆，當每個暫存倉均已載有物品時，選擇載有最少數量物品的一個暫存倉接收物品堆。當暫存倉接收物品堆後，暫存倉的當前的物品數量超出目標數量，則將該暫存倉單獨釋出全部物品，送入儲存器，然後將該儲存器剔出，並把該暫存倉的物品數量重置為零。

該發明使用組合不同的暫存倉的物品數量的方法來得出目標數量，在每次驅動輸送器輸出物品堆時，每個物品堆的物品數量取決於：

（A）每條物品通道的寬度，

（B）驅動輸送器的時間段，

（C）一個受物品在輸送器表面的分布及輸送器的停止時間等因素所影響的隨機性。

通過設定不同的通道分隔裝置的物品通道的寬度，或者輸送器的寬度，每次驅動輸送器時使用不同的時間段等方法，加上以上（C）所述的隨機性，在每個暫存倉內所載的物品數量，可以被大概控制到在目標數量以下的不同大小範圍的數值內。

多個的暫存倉列在一起成為暫存倉矩陣，在暫存倉矩陣內任意取一個數量單元的組合的總和的可能值將會是在0（即一個所有數量單元都不取的組合），及一個等於所有數量單元的總和（即一個所有數量單元都取的組合）的數之間的整數。而按以上所述，暫存倉矩陣內的數量單元的值是分布在0與目標數量的值之間的大小不一的範圍內的，所以這些數量值的任意組合的加總是有可能覆蓋目標數量的值的。

使用一個4x4的暫存倉矩陣為例（即具有4個暫存倉列，當中每個暫存倉列包含4個暫存倉，即共16個暫存倉）：假定在每個暫存倉都載有物品的情況下，可以得出的組合有65，536個（2）。當然，在一些暫存倉可能是空的或一些暫存倉是有相同數量的物品的情況下，可能會得到較少的組合，如只有12個暫存倉有數量時，可以得到的組合是4，096個（2），當中如果有兩個數量是一樣的時候，可以得到的組合是3，072個（2x3）。假定所需的目標數量是100，那么在一個4x4的暫存倉矩陣內大小不一的16個小於100的數量的加總大概是800（100/2x16），也是說以上的65，536個可能值將會分布在0~800的整數範圍內，而當中有最少一個是等於目標值的機會很大。當然，這些組合的加總值在可能值範圍內不是均勻分布的，也是說，通過控制暫存倉的數量值的分布範圍，可以極大增加找到合適組合的可能性。再者，在一個得不到合適組合的情況下，會再次投入物品堆，以下簡稱投料，也是說，在以上的4x4暫存倉矩陣的例子中，會有4個數量值單元發生變化，從而產生61，440個（2x（16-1））新的組合。當然，在物品堆疊加發生時便有機會產生數量溢出的情況，但能夠控制到每一個暫存倉可以接收最少一次數量疊加而不溢出，比如，當暫存倉發生數量疊加時，可以使用一個最小的投料量來作投料，這樣，在以上的4x4的矩陣的例子中，便可以最少發生４次數量疊加才可能出現數量溢出。這樣，在發生數量溢出前能夠得到合適組合的可能性便大大提高。

在一般情況下，存在多於一個與目標數量相同的組合的情況是經常發生的，只需要找出一個合適組合便可，也是說在找到第一個合適組合時，便可以使用它而停止繼續尋找，於是，可以使用物品數量較大的暫存倉作為優先計算組合的單元，這樣，發生數量溢出的情況便會大大降低，減少了需要清空數量溢出的暫存倉所需要的工作時間，能夠有效提高分配效率。

另一個對於有效性的考慮點是尋找合適組合所需的時間，按現今一般的計算機的速度，對於一個4x4的矩陣計算所有65，536個組合的加總大概需要0.2秒，同時按以上所述，只需找出第一個合適組合，其所需的計算時間更短，因此採用該發明的技術能夠在極短的時間內找到與目標數量相同的組合，然後進行分配。

在一個電腦模擬的驗證中，使用一個4x4的矩陣及設定目標數量為100，取出了10，000堆物品而不發生數量溢出，而投料次數與取出次數基本相同，說明在每次投料後大部分時間都能找出合適組合，偶有發生需要補充投料，或一次投料後可以連續找出多次合適組合的情況。

以上的有效性與目標數量有關，目標數量越小便越能找到更多的合適組合，目標數量越大便只可找到較少的合適組合。經驗證，對於目標數量為300以內的情況，一個4x4的矩陣都能夠有效使用，對於目標數量更大的情況，可以通過更細化控制輸送器的投料時間使可以容許更多次數量的疊加才出現數量溢出來增加可以找到合適組合的機會，也可以使用更多的暫存倉來提供更多的可能組合。上述描述中的數量溢出，是指暫存倉內的物品數量超出目標數量。

該發明使用檢測影像感測器對支物品流取像實現檢測，具體的，所述步驟一中，支物品流運動過程中，通過檢測影像感測器連續對輸送器表面的支物品流取像，保證支物品流的物品在檢測區域內至少被完整取像一次，並將取到的圖像傳輸至中央處理及控制平台，中央處理及控制平台實時處理檢測區域的圖像，將物品的影像與設定的影像對比，當物品的影像與設定的影像不一致時，將接收到該物品的暫存倉內的物品全部釋出，送入儲存器，並將該儲存器剔出，該暫存倉的物品數量重置為零。

實現物品形狀檢測的功能需要具備兩個條件，1、物品影像的最大投影面積必須是穩定的被觀察到；2、必須能夠獲知出現破損的物品的最終位置，並將其剔除。2014年3月之前的技術中，在支物品流離開輸送器末端後，呈自由落體方式掉落，導致其朝向不能受控，因此不能通過取像方式實現檢測。

該發明中支物品流在離開輸送器末端之前，始終保持單層的狀態，而由於輸送面的承托，物品的朝向是穩定的，並會以其最大的投影面積朝著輸送面方向自然擺放，因此，該發明的檢測影像感測器便能檢測到物品的最大投影形狀（對於片狀的物品，這也是一般套用所需檢測的外形）。

優選的，在檢測到破損物品時，由於中央控制處理及控制平台需要知道其最終位置以將其剔除，檢測影像感測器的取像區域設定於輸送器的出口。

該發明還可以設定為通過輸送平面解決檢測的問題；所述步驟一中輸送器輸送支物品流離開輸送器末端後被送至一個輸送平面，支物品流在輸送平面上仍互不重疊的輸送，並保持原有的單層的狀態及移動方向，取像裝置連續的對該輸送平面進行取像，保證經過輸送平面的物品在取像區域內至少被完整取像一次，並將取到的圖像傳輸至中央處理及控制平台，中央處理及控制平台實時處理圖像，將物品的影像與設定的影像對比，當物品的影像與設定的影像不一致時，將接收到該物品後的暫存倉內的物品全部釋出，送入儲存器，並將該儲存器剔出，該暫存倉的物品數量重置為零。

該實施方式通過採用輸送平面承托物品，物品始終保存單層的狀態移動，而由於輸送面的承托，物品的朝向是穩定的，並會以其最大的投影面積朝著輸送面方向自然擺放，於是檢測影像感測器便能檢測到物品的最大投影形狀，對於片狀的物品，這也是一般套用所需檢測的外形。並且該輸送平面可以設定為輸送帶、輸送斜面等，能夠承托物品移動，並在物品移動過程中不改變物品影像的形狀的方式均可採用。

並且該發明中使用檢測平面使得可以採用取像的方式同時實現計數和檢測的功能，圖14表示檢測及計數同時進行的情況在計數及物品形狀檢測需要同時進行時，設定檢測區域為取像區域加長一個延伸部分，而該延伸部分的長度應為大於一個物品的最大尺寸，使每個物品在通過檢測區域時最少被完整取像一次，所得完整的物品影像與模板比對從而判斷出物品形狀是否完整。圖14表達了這個時候取像區域與檢測區域的關係，當中d為以上所述的延伸部分的長度。

實施例2

一種物品定量分堆及計數裝置，如圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9所示，設定有供料倉1，用於向分隔器連續供應物品，形成物品流，分隔器，用於將物品流分隔為至少兩條並排且互不重疊的單層的支物品流輸送至分隔器的末端並分斷為物品堆輸出，取像裝置4，用於對取像區域6連續取像，使所有通過取像區域6的物品最少被取像一次，取像區域6在支物品流離開分隔器後的路徑之上，其覆蓋範圍橫跨每個支物品流的路徑，使所有物品均會經過其中，中央處理及控制平台9，用於對取像裝置4所取得的影像作實時處理，以對經過取像區域6的所有物品作實時計數；獲得支物品流分堆後的物品堆的物品數量；暫存倉列14，對應於支物品流設定，包括至少兩個暫存倉5，用於接收支物品流分堆後的物品堆，分流裝置，用於將支物品流分堆後的物品堆分流至對應的一個暫存倉列14中的任意一個暫存倉5，儲存器7，用於接收暫存倉5釋出的物品。

其中，所述分隔器設定為至少兩個輸送器1，用於將物品流對應分隔為至少兩條並排且互不重疊的支物品流以單層的狀態向輸送器末端輸送。其中，所述分隔器設定為末端設定有通道分隔裝置3的輸送器1，所述通道分隔裝置3用於將物品流在離開輸送器1的末端前分隔成至少兩條並排的且互不重疊的支物品流，並保持原有的單層狀態及移動方向。

通道分隔裝置3設定為一排隔板，橫向懸掛在輸送器1的表面之上並延伸至輸送器1的末端之後，能夠有效地把物品流分隔為不同的支物品流，隔板具有一定的厚度，使支物品流在離開輸送器1的末端之後，具有一定的間隔，使之仍能夠有效地保持在獨立的路徑之內，由於隔板的厚度可能對物品造成阻力，隔板的起始端應配有足夠小的引導角度，使物品被分開時不發生可以使物品造成重疊狀態的阻力。

其中，所述分流裝置設定為暫存倉列移動機構，暫存倉列移動機構與中央處理及控制平台9電信號連線，所述暫存倉列移動機構驅動暫存倉列14位移，使該列中任意一個暫存倉5接收物品堆。暫存倉列移動機構設定有，伺服電機16與暫存倉列14之間通過螺桿17連線，驅動暫存倉列14位移，達到使該暫存倉列中的任意一個暫存倉5可以接收物品堆的目的。

具體的，所述分流裝置還可以設定為撥板機構，撥板機構與中央處理及控制平台9電信號連線，所述撥板機構設定於暫存倉列14的物品輸入端，所述撥板機構用於打開或者關閉暫存倉5的物品輸入通道，將物品堆分流至該暫存倉列14中任意一個暫存倉5。

撥板機構設定於暫存倉列14內，具有撥板，以樹形架構排列，撥板的個數比暫存倉5的個數少一，撥板設定於暫存倉5之間的隔板上，撥板可以擺動，打開或者關閉暫存倉5的物品輸入通道，撥板通過電機驅動擺動，電機與中央處理及控制平台9電信號連線，在物品堆進入暫存倉5的過程中，中央處理及控制平台9或者控制器控制撥板擺動，使物品堆進入所對應的暫存倉列14中的任意一個暫存倉5。

如圖3所示，當暫存倉5設定有四個時，撥板設定有三個，第一撥板11用於控制物品進入暫存倉A1或者暫存倉A2，第二撥板12用於控制物品進入暫存倉A1和暫存倉A2或者暫存倉A3和暫存倉A4兩個區間，第三撥板13用於控制物品進入暫存倉A3或者暫存倉A4；第二撥板12關閉暫存倉A3和暫存倉A4的物品輸入通道，然後與第一撥板11配合，可以將物品最終送入暫存倉A1或暫存倉A2，第二撥板12關閉暫存倉A1和暫存倉A2的物品輸入通道，與第三撥板13配合，可以將物品最終送入暫存倉A3或者暫存倉A4。

進一步的，如圖7所示，該發明還可以設定一個閘門機構，閘門機構設定於分流機構上，閘門機構為設定於分流機構上方的閘門10，閘門10通過電機驅動打開或者關閉分流機構的物品輸入通道，該閘門電機與中央處理及控制平台9電信號連線，該閘門機構具有一定的空間用於容納物品堆，閘門10預先容納物品堆，當分流機構動作完畢後，打開閘門10，將物品投入暫存倉5，閘門機構的使用，使分流機構動作完畢之前輸送器1便可以繼續輸送下一個物品堆，提高物品的分配速度。

其中，所述分隔器上方設定有檢測影像感測器，用於對每個支物品流連續取像，與中央處理及控制平台9電信號連線，中央處理及控制平台9用於對檢測影像感測器取像後的圖像做實時處理，檢測圖像中物品影像的形狀。其中，所述分隔器的輸出端外側設定有輸送平面，取像裝置4對所述輸送平面進行連續取像，並與中央處理及控制平台9電信號連線，中央處理及控制平台9用於對取像裝置4取像後的圖像做實時處理，檢測圖像中物品影像的形狀。其中，所述輸送平面設定為輸送帶18或者輸送斜面19，所述輸送帶18或者輸送斜面19的輸送速度大於分隔器的輸送速度。

榮譽表彰