翻盤式行李高速自動分揀機:專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說

《翻盤式行李高速自動分揀機》是民航成都物流技術有限公司於2013年4月10日申請的專利，該專利的公布號為CN103143510A，公布日為2013年6月12日，發明人是毛剛、黃榮順、羅曉、杜明謙、陳翼等。該發明屬於民航物流套用領域。

《翻盤式行李高速自動分揀機》包括軌道、運載小車、電動傾翻裝置和托盤，運載小車設定在軌道上，運載小車上設定有所述電動傾翻裝置，在電動傾翻裝置上設定有托盤。該發明的優點為根據機場規模不同，其分揀效率可達5000-10000件/小時，而且其分揀方式是通過托盤傾翻將行李傾倒入滑槽，為此對行李的損壞較小。相對於2013年4月之前的技術而言，翻盤式行李高速自動分揀機具有可靠性高、分揀效率高、對行李損壞小等特點，且對其進行稍微的改造，還可將其套用到郵政分揀、菸草分揀、航空物流等領域，為此其套用範圍較廣。

2017年12月11日，《翻盤式行李高速自動分揀機》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《翻盤式行李高速自動分揀機》摘要附圖）

基本介紹

中文名：翻盤式行李高速自動分揀機
申請人：民航成都物流技術有限公司
申請日：2013年4月10日
申請號：2013101227499
公布日：2013年6月12日
公布號：CN103143510A
發明人：剛、黃榮順、羅曉、杜明謙、陳翼、錢奕龍、楊秀清、黃林、唐成生、李平毅、任永川、張翅飛、陶雄軍、李靜、王曉余
地址：四川省成都市新津工業園區新材料產業功能區新材28路南側
分類號：B07C5/00(2006.01)I、B07C5/02(2006.01)I、B07C5/36(2006.01)I
代理機構：成都天嘉專利事務所
代理人：蘇丹
類別：發明專利

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

專利背景

二十世紀90年代中期以來，中國經濟建設迅猛發展，民航運輸物流業以其方便、快捷、高效的特點發揮著日益重要的作用，但隨著中國民航機場客貨吞吐量的高速增長，傳統的行李分揀設備已難以滿足機場行李物流量高速增長的需要，常常會導致航班延誤或取消，既增加運營成本，又嚴重影響旅客行程安排和情緒，為此需發明一種新型的行李高速自動分揀設備實現大中型機場的行李高速自動分揀，而電動傾翻裝置是實現快速翻盤進而實現行李高速自動分揀的核心運動機構。

傳統的行李分揀設備一般是通過轉盤及推臂分揀機實現，轉盤的速度一般為0.5米/秒，首先行李注入到轉盤上，轉盤將行李運送到預定的滑槽，在每個滑槽處均安裝有一推臂分揀機，推臂分揀機將行李從轉盤上推到預定滑槽，由於轉盤的速度較慢，為此該種分揀方式的分揀效率一般為1500-2000件/小時，無法滿足大中型機場的需要，而且由於推臂分揀機要用很大的推力將行李快速推向滑槽，為此對行李的損壞較大。

如專利號為CN200720119267.8，申請日為2007年4月3日，名稱為“行李分揀機”的實用新型專利，其技術方案如下：一種行李分揀機，其包括一機架、一馬達、一曲柄、一第一連桿、一搖桿、一第二連桿、一推板；該馬達上裝設有一輸出軸；該曲柄的第一端固定地安裝在該輸出軸上，其第二端可旋轉地連線在該第一連桿的第一端；該搖桿包括一體成型的一短臂、一長臂，該短臂和長臂是一彎折桿體，該搖桿可旋轉地安裝在該機架上，其旋轉軸在該短臂和長臂的相交處；該第一連桿的第二端和該短臂的末端可旋轉地連線起來；該第二連桿的第一端可旋轉地連線在該機架上；該推板包括一體成型的一推頂板、一連線板，該長臂的末端可旋轉地連線在該推頂板上，該第二連桿的第二端可旋轉地連線在該連線板上。上述結構即為推臂分揀機，所以仍然存在分揀效率低、無法滿足大中型機場的需要、分揀過程中對行李的損壞較大的問題。

發明內容

專利目的

為了克服2013年4月之前的分揀機存在的分揀效率低、無法滿足大中型機場的需要、分揀過程中對行李的損壞較大等問題，現設計一種精度高、結構緊湊、分揀效率高、具有水平自鎖和末端自鎖的翻盤式行李高速自動分揀機。

技術方案

《翻盤式行李高速自動分揀機》包括軌道、運載小車、電動傾翻裝置和托盤，運載小車設定在軌道上，運載小車上設定有所述電動傾翻裝置，在電動傾翻裝置上設定有托盤。

所述電動傾翻裝置包括傾翻伺服機構、齒輪傳動機構、導向機構、傾翻底座和傾翻復位檢測及限位保護機構；傾翻伺服機構安裝在傾翻底座上，傾翻伺服機構與齒輪傳動機構相連，在齒輪傳動機構兩端連線有導向機構，傾翻底座上還安裝有傾翻復位檢測機構；所述導向板分別安裝在傾翻底座的兩側；所述導向機構包括撥叉、導向輪和導向板，撥叉通過其上的旋轉中心與齒輪傳動機構相連，導向輪一端與撥叉相連，導向板上設定有導向槽，導向輪另一端位於導向槽內。

所述的導向槽包括左導向槽、右導向槽和中導向槽三部分，中導向槽為兩端封閉的倒U型槽，在其兩邊對稱各設定有兩端開放的圓弧槽，即左導向槽和右導向槽，左導向槽和右導向槽均在同一圓上，倒U型槽的中段為弧形，且與兩邊的左導向槽和右導向槽在同一圓上，在垂直於導向板厚度的方向上，所述左導向槽、右導向槽的最高點比中導向槽的最高點高。

所述中導向槽的兩端部為弧形，中導向槽中段的弧形與兩端部的弧形之間通過直線槽連通，所述兩端部的弧形部分所在圓的圓心與撥叉上的旋轉中心同心。所述撥叉上還設定有導向輪，包括左導向輪、右導向輪和中導向輪，其中左導向輪和右導向輪為水平對稱設定，中導向輪設定在左導向輪與右導向輪之間的豎直方向上置，所述中導向輪的高度高於左導向輪和右導向輪的高度。

所述傾翻伺服機構包括傾翻電機、減速機及驅動器，其中減速機安裝在傾翻底座上，傾翻電機安裝在減速機尾部，驅動器為低壓直流輸入驅動器，驅動器控制傾翻電機啟、停、正反轉。所述齒輪傳動機構包括大齒輪、小齒輪、主軸、軸承和軸承座，小齒輪安裝在減速機的輸出軸上，小齒輪與大齒輪嚙合，大齒輪安裝在主軸上，主軸外設定有兩個軸承，所述軸承位於軸承座內部，軸承通過軸承座固定在傾翻底座上，所述主軸兩端分別通過旋轉中心安裝有撥叉。

所述的傾翻底座通過螺栓固定在兩個底座支架上，所述傾翻復位檢測及限位保護機構包括接近開關、接近開關安裝支架、感應探頭、感應探頭安裝支架等，所述接近開關支架安裝在傾翻底座上，接近開關支架上安裝有接近開關，感應探頭安裝支架安裝在主軸上，感應探頭安裝支架上安裝有感應探頭。

所述軌道內設定有測速裝置、無線通訊裝置、非接觸取電裝置和直線電機，直線電機通過安裝支架固定在軌道內；所述測速裝置包括測速板和U型光電開關，U型光電開關通過支架固定在軌道內，所述測速板安裝在運載小車上；所述非接觸取電裝置包括取電頭、電纜線和整流器，電纜線鋪設在軌道上，取電頭和整流器安裝在運載小車上；無線通訊裝置包括通訊主站、漏波電纜線、移動客戶端，移動I/O模組，PLC和天線，通訊主站固定在地面，漏波電纜線鋪設在軌道上，移動客戶端和天線安裝在小車上。

所述運載小車包括車頭、車身和車尾，在車身下方設定有小車刀片，在車頭兩端對稱安裝有導向輪和行走輪，導向輪為水平安置的滾輪，行走輪為豎直安置的滾輪；相鄰運載小車之間通過軸承、偏心套和插銷首尾相連。

所述無線通訊裝置的工作過程為：PLC發出傾翻指令給通訊主站，然後再通過漏波電纜傳輸、天線接收將指令傳遞給移動客戶端，並經過移動I/O模組控制電機驅動器，進而控制傾翻電機，電機驅動器將驅動器故障、水平位置檢測信息原路返回傳遞給PLC，供PLC進行信息管理及決策。

所述托盤包括主托盤，在主托盤的一端下部設定有副托盤，主托盤與副托盤通過柱狀連線件相連，副托盤上設定有“8”型圈，“8”型圈的其中一個孔套接在柱狀連線件上；所述主托盤兩側邊均設定有條狀護翼，護翼下端設定有拉桿。所述主托盤與副托盤連線的底面兩邊均設定有托板，托板一端與主托盤相連，另一端位於副托盤下方，所述副托盤一端向下彎折，主托盤一端向下彎折，所述向下彎折處的轉角設定有加強筋。

該發明的工作原理如下：運載小車在軌道上運行，運載小車上的傾翻電機驅動器接受到控制器的傾翻信號時，啟動伺服傾翻電機，伺服傾翻電機通過減速機帶動小齒輪轉動，小齒輪與大齒輪嚙合，從而將動力傳遞給主軸，主軸帶動撥叉運動，撥叉的導向輪沿著導向板的導向槽運動，從而使得安裝在導向板上的托盤傾翻一定的角度，最終將行李平穩快速地傾倒入指定滑槽。

改善效果

《翻盤式行李高速自動分揀機》的優點為：

1、該發明的新型翻盤式行李高速自動分揀機根據機場規模不同，其分揀效率可達5000-10000件/小時，而且其分揀方式是通過托盤傾翻將行李傾倒入滑槽，為此對行李的損壞較小。相對於2013年4月之前的技術而言，翻盤式行李高速自動分揀機具有可靠性高、成本較低、分揀效率高、對行李損壞小等特點，且對其進行稍微的改造，還可將其套用到郵政分揀、菸草分揀、航空物流等領域，為此其套用範圍較廣。

2、該發明通過直線電機非接觸驅動代替原有的機械鏈條式傳動方式，不僅減小了機械磨損，而且提高了工作效率，使得主體運載小車的運行速度不小於2米/秒，並通過設計的直線電機防撞裝置，有效避免了高速運行下事故的發生。設計的電動傾翻裝置不僅可靠，能夠實現兩個極限位置的自鎖及傾翻電機的空載啟動及制動，而且使得翻盤的速度特別快，其傾翻時間小於0.8秒。

3、該發明為電動式的電動傾翻裝置，運行時噪音小、對機構的損壞小、分揀效率高，能夠滿足大型機場行李高速自動分揀的需要。

4、該發明是通過伺服驅動系統、齒輪傳動機構、導向輪-導向板機構等共同實現快速翻盤，進而實現行李的高速自動分揀，其中不在同一豎直平面的導向輪-導向板結構不僅能夠實現水平位置的機構自鎖和末端位置的機構自鎖，從而減少對傾翻電機的衝擊，增加系統的可靠性，而且還能實現傾翻電機的空載啟動和制動，從而降低驅動器的電流或電壓峰值，進而減小無接觸取電裝置供電負荷，起到節能效果。

5、該發明採用的導向板、導向輪結構能在勻速傾翻電機帶動下做變速運動，並且使傾翻過程更平穩。

6、該發明的導向板與導向輪結構中，當導向板上方的托盤受到外力而發生較小角度的傾斜時，導向板發生輕微轉動，但是由於導向輪所在的三個導向槽段在同一圓上，所以導向輪能保持不動，從而撥叉保持不動，進而與撥叉相連的傾翻電機主軸則不會受到外力影響，保護了傾翻電機，即實現了水平自鎖。同理，在傾翻電機啟動階段，傾翻電機主軸帶動撥叉開始轉動時，導向板保持不動，減少了傾翻電機啟動的負荷，加快了傾翻電機的啟動時間。

7、該發明的導向板與導向輪結構中，由於導向板的中導向槽為倒U型槽，且倒U型槽兩端部均為弧形，當撥叉上的中導向輪向左轉至倒U型槽左邊弧形時，此時左端弧形的圓心與撥叉的旋轉中心同心，而當中導向輪向右轉至倒U型槽右邊弧形時，此時右端弧形的圓心與撥叉的旋轉中心同心，所以當中導向輪進入上述弧形段時，不會帶動導向板旋轉。當導向輪運動到弧形段的端部盡頭時，則不再運動，即實現末端自鎖，實現無負載停機，保護了傳動和驅動部分。

8、該發明中當撥叉向左旋轉時，右導向輪和左導向輪分別從右導向槽和左導向槽中滑出，由於左導向槽、右導向槽與中導向槽不在同一平面上，即當導向板水平放置時，左導向槽與右導向槽的最低點略高於中導向槽的最高點，所以此時右導向輪不會受到中導向槽的阻擋，向右轉時同理。由於上述導向板的結構，致使導向輪也相應設定為中導向輪的高度高於左導向輪和右導向輪的高度。這樣就使得撥叉在旋轉時，導向槽不會阻擋其旋轉。

9、傾翻復位檢測機構能夠解決傾翻累積誤差而造成故障。

10、設計的托盤不僅能夠實現轉彎處托盤間間隙的自動彌補，而且能夠有效防止行李的滑落及順暢的分揀。

11、控制系統採用先進的漏波電纜無線通訊方式，使得通訊不僅可靠，而且傳輸速率高、數據量大。

12、主托盤與副托盤之間能夠相對移動或者轉動，分別實現避免卡包時機構受損和彌補轉彎時托盤間的間隙，並且托盤與下面的電動傾翻裝置形成聯動。護翼在電動傾翻裝置的帶動下能夠與托盤之間發生相對轉動，當托盤水平時護翼與托盤面有一定的夾角，達到防止行李下落的效果，然後隨著托盤的傾翻，護翼慢慢打開，直到傾翻到最大角度時護翼與托盤同面打平，方便行李順利下滑，實現其快速分揀。

13、該托盤結構緊湊、不易發生故障、可直接與2013年4月之前的電動傾翻裝置相配合，其採用“8”型圈與柱狀連線件套接，充分利用了“8”型圈的結構特點，當柱狀連線件套接在“8”型圈的一個圈內時，在外力的作用下能順利過渡到另一個圈內，從而實現主托盤與副托盤的相對平移。托板一端位於副托盤下方，能夠對副托盤提供支撐，當副托盤相對主托盤旋轉時，托板對副托盤能起到限位的作用。

附圖說明

圖1為《翻盤式行李高速自動分揀機》套用於自動分揀系統的結構示意圖。

圖2為該發明結構示意圖。

圖3為該發明側視圖。

圖4為該發明的運載小車及其連線方式結構示意圖。

圖5電動傾翻裝置及托盤的結構示意圖

圖6為電動傾翻裝置平面結構示意圖。

圖7為電動傾翻裝置立體結構示意圖。

圖8為傾翻復位檢測及限位保護機構局部示意圖。

圖9-13為電動傾翻裝置傾翻過程示意圖。

圖14為導向板的時間-位移仿真曲線。

圖15為導向板的時間-速度仿真曲線。

圖16為導向板的時間-加速度仿真曲線。

圖17為電動傾翻裝置局部示意圖。

圖18為該發明導向板結構示意圖。

圖19為該發明撥叉和導向輪的結構示意圖。

圖20為該發明限位保護機構結構示意圖。

圖21為無線通訊裝置的工作流程圖。

圖22直線電機控制框圖。

圖23為托盤結構示意圖。

圖24為托盤底部結構示意圖。

圖25為兩個組合托盤正常情況時的結構示意圖。

圖26為兩個組合托盤卡包時的結構示意圖。

圖27為托盤轉彎時的結構示意圖。

圖28為托盤與電動傾翻裝置配合時的結構示意圖。

圖29為副托盤結構示意圖。

附圖中：1為翻盤式行李高速自動分揀機，2為讀碼站，3為直線電機，4為高速注入系統，5為普通輸送機，6為分揀滑槽，7為軌道，8為運載小車，9為電動傾翻裝置，10為托盤。31為主托盤，32為副托盤，33為護翼，34為拉桿，35為“8”型圈，36為連線件，37為托板。41為底座支架，42為傾翻底座，43為減速機，44為傾翻電機，45為小齒輪，46為大齒輪，47為導向板，48為撥叉，49為軸承座，410為主軸，411為接近開關，412為接近開關安裝支架，413為感應探頭，414為感應探頭安裝支架，415為旋轉中心，416為左導向槽，417為右導向槽，418為中導向槽，419為左導向輪，420為右導向輪，421為中導向輪。51為測速裝置，52為無線通訊裝置，53為非接觸取電裝置，54為車頭，55為車身，56為車尾，57為小車刀片，58為蓋板，59為關節軸承，510為偏心套，511為插銷。

權利要求

1.《翻盤式行李高速自動分揀機》其特徵在於：包括軌道（7）、運載小車（8）、電動傾翻裝置（9）和托盤（10），運載小車（8）設定在軌道（7）上，運載小車（8）上設定有所述電動傾翻裝置（9），在電動傾翻裝置（9）上設定有托盤（10）；所述電動傾翻裝置（9）包括傾翻伺服機構、齒輪傳動機構、導向機構、傾翻底座（42）和傾翻復位檢測及限位保護機構；傾翻伺服機構安裝在傾翻底座（42）上，傾翻伺服機構與齒輪傳動機構相連，在齒輪傳動機構兩端連線有導向機構，傾翻底座（42）上還安裝有傾翻復位檢測機構；所述導向板（47）分別安裝在傾翻底座（42）的兩側；所述導向機構包括撥叉（48）、導向輪和導向板（47），撥叉（48）通過其上的旋轉中心（415）與齒輪傳動機構相連，導向輪一端與撥叉（48）相連，導向板（47）上設定有導向槽，導向輪另一端位於導向槽內；所述的導向槽包括左導向槽（416）、右導向槽（417）和中導向槽（418）三部分，中導向槽（418）為兩端封閉的倒U型槽，在其兩邊對稱各設定有兩端開放的圓弧槽，即左導向槽（416）和右導向槽（417），左導向槽（416）和右導向槽（417）均在同一圓上，倒U型槽的中段為弧形，且與兩邊的左導向槽（416）和右導向槽（417）在同一圓上，在垂直於導向板（47）厚度的方向上，所述左導向槽（416）、右導向槽（417）與中導向槽（418）不在同一平面上，在垂直於導向板（47）厚度的方向上，左導向槽（416）、右導向槽（417）最低點高於中導向槽（418）的最高點。

2.根據權利要求1所述的翻盤式行李高速自動分揀機，其特徵在於：所述中導向槽（418）的兩端部為弧形，中導向槽（418）中段的弧形與兩端部的弧形之間通過直線槽連通，所述兩端部的弧形部分所在圓的圓心與撥叉（48）上的旋轉中心（415）同心；所述撥叉（48）上還設定有導向輪，包括左導向輪（419）、右導向輪（420）和中導向輪（421），其中左導向輪（419）和右導向輪（420）為水平對稱設定，中導向輪（421）設定在左導向輪（419）與右導向輪（420）之間的豎直方向上置，所述中導向輪（421）的高度高於左導向輪（419）和右導向輪（420）的高度。

3.根據權利要求2所述的翻盤式行李高速自動分揀機，其特徵在於：所述傾翻伺服機構包括傾翻電機（44）、減速機（43）及驅動器，其中減速機（43）安裝在傾翻底座（42）上，傾翻電機（44）安裝在減速機（43）尾部，驅動器為低壓直流輸入驅動器，驅動器控制傾翻電機（44）啟、停、正反轉；所述齒輪傳動機構包括大齒輪（46）、小齒輪（45）、主軸（410）、軸承和軸承座（49），小齒輪（45）安裝在減速機（43）的輸出軸上，小齒輪（45）與大齒輪（46）嚙合，大齒輪（46）安裝在主軸（410）上，主軸（410）兩側設定有兩個軸承，所述軸承位於軸承座（49）內部，軸承通過軸承座（49）固定在傾翻底座（42）上，所述主軸（410）兩端分別通過旋轉中心（415）安裝有撥叉（48）。

4.根據權利要求3所述的翻盤式行李高速自動分揀機，其特徵在於：所述的傾翻底座（42）通過螺栓固定在兩個底座支架（41）上，所述傾翻復位檢測及限位保護機構包括接近開關（411）、接近開關安裝支架（412）、感應探頭（413）、感應探頭安裝支架（414）等，所述接近開關支架安裝在傾翻底座（42）上，接近開關支架上安裝有接近開關（411），感應探頭安裝支架（414）安裝在主軸（410）上，感應探頭安裝支架（414）上安裝有感應探頭（413）。

5.根據權利要求1-4任意一項所述的翻盤式行李高速自動分揀機，其特徵在於：所述軌道（7）內設定有測速裝置（51）、無線通訊裝置（52）、非接觸取電裝置（53）和直線電機（3），直線電機（3）通過安裝支架固定在軌道（7）內；所述測速裝置（51）包括測速板和U型光電開關，U型光電開關通過支架固定在軌道（7）內，所述測速板安裝在運載小車（8）上；所述非接觸取電裝置（53）包括取電頭、電纜線和整流器，電纜線鋪設在軌道（7）上，取電頭和整流器安裝在運載小車（8）上；無線通訊裝置（52）包括通訊主站、漏波電纜線、移動客戶端，移動I/O模組，PLC和天線，通訊主站固定在地面，漏波電纜線鋪設在軌道（7）上，移動客戶端和天線安裝在小車上。

6.根據權利要求5所述的翻盤式行李高速自動分揀機，其特徵在於：所述運載小車（8）包括車頭（54）、車身（55）和車尾（56），在車身（55）下方設定有小車刀片（57），在車頭（54）兩端對稱安裝有導向輪和行走輪；相鄰運載小車（8）之間通過軸承、偏心套（510）和插銷（511）首尾相連。

7.根據權利要求6所述的翻盤式行李高速自動分揀機，其特徵在於：所述無線通訊裝置（52）的工作過程為：PLC發出傾翻指令給通訊主站，然後再通過漏波電纜傳輸、天線接收將指令傳遞給移動客戶端，並經過移動I/O模組控制電機驅動器，進而控制傾翻電機（44），電機驅動器將驅動器故障、水平位置檢測信息原路返回傳遞給PLC，供PLC進行信息管理及決策。

8.根據權利要求1-4任意一項所述的翻盤式行李高速自動分揀機，其特徵在於：所述托盤（10）包括主托盤（31），在主托盤（31）的一端下部設定有副托盤（32），主托盤（31）與副托盤（32）通過柱狀連線件（36）相連，副托盤（32）上設定有”8”型圈（35），”8”型圈（35）的其中一個孔套接在柱狀連線件（36）上；所述主托盤（31）兩側邊均設定有條狀護翼（33），護翼（33）下端設定有拉桿（34）。

9.根據權利要求8所述的翻盤式行李高速自動分揀機，其特徵在於：所述主托盤（31）與副托盤（32）連線的底面兩邊均設定有托板（37），托板（37）一端與主托盤（31）相連，另一端位於副托盤（32）下方，所述副托盤（32）一端向下彎折，主托盤（31）一端向下彎折，所述向下彎折處的轉角設定有加強筋。

實施方式

實施例1

翻盤式行李高速自動分揀機1包括軌道7、運載小車8、電動傾翻裝置9和托盤10，運載小車8設定在軌道7上，運載小車8上設定有所述電動傾翻裝置9，在電動傾翻裝置9上設定有托盤10。

電動傾翻裝置9包括傾翻伺服機構、齒輪傳動機構、導向機構、傾翻底座42和傾翻復位檢測及限位保護機構；傾翻伺服機構安裝在傾翻底座42上，傾翻伺服機構與齒輪傳動機構相連，在齒輪傳動機構兩端連線有導向機構，傾翻底座42上還安裝有傾翻復位檢測機構；所述導向板47分別安裝在傾翻底座42的兩側；所述導向機構包括撥叉48、導向輪和導向板47，撥叉48通過其上的旋轉中心415與齒輪傳動機構相連，這裡的旋轉中心415為連線孔或者轉動軸。導向輪一端與撥叉48相連，導向板47上設定有導向槽，導向輪另一端位於導向槽內。所述導向板47上安裝有承載行李的托盤10。傾翻電機44驅動器接受到控制器的傾翻信號時，啟動伺服傾翻電機44，伺服傾翻電機44通過減速機43帶動小齒輪45轉動，小齒輪45與大齒輪46嚙合，從而將動力傳遞給主軸410，主軸410帶動撥叉48運動，撥叉48的導向輪沿著導向板47的導向槽運動，從而使得安裝在導向板47上的托盤10傾翻一定的角度，最終將行李平穩快速地傾倒入指定滑槽。

導向板47上導向槽包括左導向槽416、右導向槽417和中導向槽418三部分，中導向槽418為兩端封閉的倒U型槽，在其兩邊對稱各設定有兩端開放的圓弧槽，即左導向槽416和右導向槽417，左導向槽416和右導向槽417均在同一圓上，即是同一圓上的互不相連的兩段，倒U型槽的中段為弧形，該弧形與兩邊的左導向槽416和右導向槽417在同一圓上。當該發明處於初始平衡狀態時，左導向輪419位於左導向槽416內，右導向輪420位於右導向槽417內，中導向輪421位於中導向槽418中段內，當導向板47上方的托盤10受到外力力而導致其發生較小角度的傾斜時，導向板47發生輕微轉動，但是由於導向輪所在的三個導向槽段在同一圓上，所以導向輪能保持不動，從而撥叉48保持不動，進而與撥叉48相連的傾翻電機44主軸410則不會受到外力影響，保護了傾翻電機44，即實現了水平自鎖。同理，在傾翻電機44啟動階段，傾翻電機44主軸410帶動撥叉48開始轉動時，導向板47保持不動，減少了傾翻電機44啟動的負荷，加快了傾翻電機44的啟動時間。

實施例2

導向板47上導向槽包括左導向槽416、右導向槽417和中導向槽418三部分，中導向槽418為兩端封閉的倒U型槽，在其兩邊對稱各設定有兩端開放的圓弧槽，即左導向槽416和右導向槽417，左導向槽416和右導向槽417均在同一圓上，即是同一圓上的互不相連的兩段，倒U型槽的中段為弧形，該弧形與兩邊的左導向槽416和右導向槽417在同一圓上。當該發明處於初始平衡狀態時，左導向輪419位於左導向槽416內，右導向輪420位於右導向槽417內，中導向輪421位於中導向槽418中段內，當導向板47上方的托盤10受到外力而導致其發生較小角度的傾斜時，導向板47發生輕微轉動，但是由於導向輪所在的三個導向槽段在同一圓上，所以導向輪能保持不動，從而撥叉48保持不動，進而與撥叉48相連的傾翻電機44主軸410則不會受到外力影響，保護了傾翻電機44，即實現了水平自鎖。同理，在傾翻電機44啟動階段，傾翻電機44主軸410帶動撥叉48開始轉動時，導向板47保持不動，減少了傾翻電機44啟動的負荷，加快了傾翻電機44的啟動時間。

圖1為該發明所套用於自動分揀系統分揀機的系統平面布局圖，其中包括翻盤式行李高速自動分揀機1，讀碼站2，直線電機3，高速注入系統4，普通輸送機5，分揀滑槽6。行李值機後，經過輸送、安檢、分流、匯流等，最後到達翻盤式行李高速自動分揀機1系統臨近的普通輸送機5，經過進一步的輸送到達高速注入系統4，行李在該系統上經過等待、加速等階段被快速注入到翻盤式行李高速自動分揀機1的托盤10中心，行李被輸送、讀碼站2讀碼後，並通過對翻盤式行李高速自動分揀機1的精確跟蹤和控制最終實現將行李倒入預定的分揀滑槽6中。在軌道7上安裝有直線電機3數台，用於對翻盤式行李高速自動分揀機1進行高速非接觸驅動，從而克服了傳統機械傳動的弊端，比如摩擦嚴重、噪音大等。

如圖2所示，軌道7有時通過支架直接安裝在地上，有時安裝在鋼平台上。主體運載小車8通過直線電機3的驅動能夠在軌道7上高速運行，運行速度不小於2米/秒，其上安裝有電動傾翻裝置9，電動傾翻裝置9上安裝有托盤10，電動傾翻裝置9能夠實現快速傾翻，即實現快速翻盤，進而將行李快速準確地倒入預定的分揀滑槽6。

實施例3

翻盤式行李高速自動分揀機1的電動傾翻裝置9包括傾翻伺服機構、齒輪傳動機構、導向機構、傾翻底座42和傾翻復位檢測及限位保護機構；傾翻伺服機構安裝在傾翻底座42上，傾翻伺服機構與齒輪傳動機構相連，在齒輪傳動機構兩端連線有導向機構，傾翻底座42上還安裝有傾翻復位檢測機構；所述導向板47分別安裝在傾翻底座42的兩側；所述導向機構包括撥叉48、導向輪和導向板47，撥叉48通過其上的旋轉中心415與齒輪傳動機構相連，這裡的旋轉中心415為連線孔或者轉動軸。導向輪一端與撥叉48相連，導向板47上設定有導向槽，導向輪另一端位於導向槽內。所述導向板47上安裝有承載行李的托盤10。傾翻電機44驅動器接受到控制器的傾翻信號時，啟動伺服傾翻電機44，伺服傾翻電機44通過減速機43帶動小齒輪45轉動，小齒輪45與大齒輪46嚙合，從而將動力傳遞給主軸410，主軸410帶動撥叉48運動，撥叉48的導向輪沿著導向板47的導向槽運動，從而使得安裝在導向板47上的托盤10傾翻一定的角度，最終將行李平穩快速地傾倒入指定滑槽。

導向板47上導向槽包括左導向槽416、右導向槽417和中導向槽418三部分，中導向槽418為兩端封閉的倒U型槽，在其兩邊對稱各設定有兩端開放的圓弧槽，即左導向槽416和右導向槽417，左導向槽416和右導向槽417均在同一圓上，即是同一圓上的互不相連的兩段，倒U型槽的中段為弧形，該弧形與兩邊的左導向槽416和右導向槽417在同一圓上。當該發明處於初始平衡狀態時，左導向輪419位於左導向槽416內，右導向輪420位於右導向槽417內，中導向輪421位於中導向槽418中段內，當導向板47上方的托盤10受到外力而導致其發生較小角度的傾斜時，導向板47發生輕微轉動，但是由於導向輪所在的三個導向槽段在同一圓上，所以導向輪能保持不動，從而撥叉48保持不動，進而與撥叉48相連的傾翻電機44主軸410則不會受到外力影響，保護了傾翻電機44，即實現了水平自鎖。同理，在傾翻電機44啟動階段，傾翻電機44主軸410帶動撥叉48開始轉動時，導向板47保持不動，減少了傾翻電機44啟動的負荷，加快了傾翻電機44的啟動時間。

所述撥叉48上還設定有導向輪，包括左導向輪419、右導向輪420和中導向輪421，其中左導向輪419和右導向輪420為水平對稱設定，中導向輪421設定在左導向輪419與右導向輪420之間的豎直方向上置，旋轉中心415位於撥叉48中部，旋轉中心415到左、右兩導向輪的距離相同。導向板47上的中導向槽418兩端部為弧形，即位於左、右端部的一段導向槽為弧形槽。中導向槽418中段的弧形與兩端部的弧形之間通過直線槽連通，除了使用直線槽連線以外，也可以使用弧形槽或者其他形狀的導向槽進行連線。所述兩端部的弧形部分所在圓的圓心與撥叉48上的旋轉中心415重合。該發明工作時，撥叉48在傾翻電機44的驅動下繞該旋轉中心415旋轉。當撥叉48上的左導向輪419向左轉至左邊弧形、右導向輪420向右轉至右邊弧形時，該段弧形的圓心與撥叉48的旋轉中心415重合，所以當導向輪進入上述弧形段時，不會帶動導向板47旋轉。當導向輪運動到弧形段的端部盡頭時，則被槽擋住不再運動，即實現末端自鎖，實現無負載停機，保護了傳動和驅動部分。

當導向輪向左旋轉時，右導向輪420和左導向輪419都會從右導向槽417和左導向槽416中滑出，由於在垂直於導向板47厚度的方向上，所述左導向槽416、右導向槽417的最高點比中導向槽418的最高點高，即當導向板47水平放置時，左導向槽416與右導向槽417的最高點的高度高於中導向槽418的最高點高度，所以此時右導向輪420不會受到中導向槽418的阻擋，向右轉時同理。由於上述導向板47的結構，所思導向輪也相應設定為中導向輪421的高度高於左導向輪419和右導向輪420的高度。這樣就使得撥叉48在旋轉時，導向槽不會阻擋其旋轉。

傾翻伺服機構包括傾翻電機44、減速機43及驅動器，其中減速機43安裝在傾翻底座42上，傾翻電機44懸臂式安裝在減速機43尾部，驅動器為低壓直流輸入驅動器，驅動器控制傾翻電機44啟、停、正反轉。

齒輪傳動機構包括大齒輪46、小齒輪45、主軸410、軸承和軸承座49，小齒輪45安裝在減速機43的輸出軸上，小齒輪45與大齒輪46嚙合，大齒輪46安裝在主軸410上，主軸410外設定有兩個軸承，所述軸承位於軸承座49內部，軸承通過軸承座49固定在傾翻底座42上，所述主軸410兩端分別通過旋轉中心415安裝有撥叉48。

傾翻底座42通過螺栓固定在兩個底座支架41上，兩個底座支架41的中間安裝有非接觸取電裝置53的整流器。

傾翻復位檢測及限位保護機構包括接近開關411、接近開關安裝支架412、感應探頭413、感應探頭安裝支架414等，所述接近開關支架安裝在傾翻底座42上，接近開關支架上安裝有接近開關411，感應探頭安裝支架414安裝在主軸410上，感應探頭安裝支架414上安裝有感應探頭413。

軌道7內設定有測速裝置51、無線通訊裝置52、非接觸取電裝置53和直線電機3，直線電機3通過安裝支架固定在軌道7內；所述測速裝置51包括測速板和U型光電開關，U型光電開關通過支架固定在軌道7內，所述測速板安裝在運載小車8上；所述非接觸取電裝置53包括取電頭、電纜線和整流器，電纜線鋪設在軌道7上，取電頭和整流器安裝在運載小車8上；無線通訊裝置52包括通訊主站、漏波電纜線、移動客戶端，移動I/O模組，PLC和天線，通訊主站固定在地面，漏波電纜線鋪設在軌道7上，移動客戶端和天線安裝在小車上。

運載小車8包括車頭54、車身55和車尾56，在車身55下方設定有小車刀片57，在車頭54兩端對稱安裝有導向輪和行走輪，導向輪為水平放置的滾輪，行走輪為豎直放置的滾輪；相鄰運載小車8之間通過軸承、偏心套510和插銷511首尾相連。如圖3所示，直線電機3通過安裝支架固定在軌道7上，主體運載小車8首尾連線成一個環，並能沿著軌道7運行，當小車的刀片經過直線電機3時，通過電磁互動實現直線電機3對主體運載小車8的高速非接觸驅動。主體運載小車8上安裝有電動傾翻裝置9實現托盤10的快速傾翻。電動傾翻裝置9上安裝有托盤10，托盤10主要用於承載行李。測速裝置51用於測量主體運載小車8的速度，其主要由測速板和一組U型光電開關組成，其中U型光電開關通過支架同間隔固定在軌道7上，而測速版裝在主體運載小車8上，隨小車一起運動，通過測速板經過不同U型開關的時間延時進而推算出小車的運行速度。非接觸取電裝置53主要由取電頭、電纜線、整流器等組成，電纜線通過支架鋪設在軌道7上，取電頭和整流器安裝在運載小車8上，電纜線通電後，取電頭從電纜線獲得電並經過整流器整流後為電動傾翻裝置9的電機提供穩定電源。漏波電纜無線通訊裝置52主要由通訊主站、漏波電纜線、移動客戶端、天線等組成，通訊主站固定在地面上，漏波電纜鋪設在軌道7上，移動客戶端和天線安裝在小車上，隨小車一起運動，通訊主站發射信號，並通過漏波電纜線傳輸、天線接收等環節傳遞給移動客戶端，進而通過移動的I/O模組控制傾翻電機44。

如圖4所示，運載小車8主要有車頭54、車身55及車尾56構成，其中車頭54上對稱安裝有導向輪和行走輪，實現小車的導向及行走，車身55呈“T”型，其上表面用於承載電動傾翻裝置9、托盤10及行李等，豎直方向的刀片作為直線電機3的次級。主體運載小車8之間的連線通過蓋板58、關節軸承59、偏心套510、插銷511等實現，偏心套510的孔不居中，即為偏置的，而車頭54連線處的孔為居中的，為此通過改變偏心套510的安裝方向，達到調節小車鏈長度的目的。關節軸承59不僅可以使主體運載小車8在轉彎時左右擺動自如，而且還能實現上、下坡時上下擺動自動，當然有一定的極限。蓋板58起到一個固定的作用，而插銷511將一輛小車的車頭54與前一輛小車的車尾56連線在一起。

如圖8所示，接近開關安裝支架412固定在傾翻機構底座上，其上安裝有接近開關411，一個在豎直位置，另兩個在正向和逆向的極限位置上，感應探頭安裝支架414固定在主軸410上，隨主軸410一起轉動，當水平位置的接近感應到感應探頭413時，代表導向板47已經復位，當正向和逆向極限位置的接近開關411感應到感應探頭413時，代表傾翻機構已經傾翻到位，如果由於誤操作或者其他原因導致電機沒有剎車，可強制電機立即剎車。

如圖9-13所示，其中圖9為傾翻機構處於水平時的示意圖，此時導向板47傾翻角度為0，撥叉48左右導向輪420處於一水平線上，機構處於水平自鎖狀態；圖10為電機啟動加速，撥叉48隨之運動，而導向板47仍處於水平，此時電機只需克服自身阻尼運動，為空載啟動；圖11為撥叉48左右導向輪420脫開了導向槽，只有豎直方向的導向輪在導向槽內運動，此時機構脫開自鎖狀態，導向板47傾翻了一定的角度；圖12為在電機的帶動下傾翻機構繼續傾翻，直到傾翻到最大角度40度，此時進入末端自鎖狀態；圖13為機構處於末端自鎖，此時撥叉48在電機的帶動下繼續轉動了一定的角度，但導向板47不再轉動，機構的轉動慣量不會傳遞給電機，此階段電機為空載剎車。

如圖14-16所示，圖14為導向板47的時間-位移仿真曲線，從圖上可以看出，其整個運動周期約0.75秒，0-0.08秒機構處於自鎖狀態，即為電機空載啟動階段，當0.08秒時導向板47開始轉動，直到約0.69秒時轉動到最大角度40度130-90=40，0.69-0.75秒機構處於末端自鎖狀態，即為電機空載制動階段。圖15為導向板47的時間-速度仿真曲線，從圖上可以看出，0-0.08秒導向板47的速度為0，0.08-0.36秒導向板47的速度從0逐漸加速到最大約93度/秒，0.36-0.69秒其速度又逐漸減小到0，0.69-0.75秒速度為0。圖16為導向板47的時間-加速度仿真曲線，從圖上可以看出其加速度有正有負，與時間-速度曲線中的先加速後減速相呼應。

如圖17所示，首先電機啟動帶動減速機43轉動，進而帶動安裝在減速機43輸出軸上的小齒輪45轉動，通過小齒輪45與大齒輪46外嚙合，從而帶動主軸410轉動，此時安裝在主軸410上的撥叉48隨主軸410一起轉動，通過撥叉48的導向輪在導向板47的導向槽內運動從而使得導向板47傾翻。

如圖21所示，無線通訊裝置52的工作過程為：PLC發出傾翻指令給通訊主站，然後再通過漏波電纜傳輸、天線接收將指令傳遞給移動客戶端，並經過移動I/O模組控制電機驅動器，進而控制傾翻電機44，電機驅動器將驅動器故障、水平位置檢測信息原路返回傳遞給PLC，供PLC進行信息管理及決策。主站即通訊模組主站，為該領域的公知技術。

如圖22所示，首先上位控制發出直線電機3啟動指令，通過PLC控制變頻器啟動直線電機3，主體運載小車8運動，測速裝置51對其速度進行測定，並將速度值反饋給PLC，PLC將測定的速度值與預設的速度值進行邏輯比較，並根據對比結果控制變頻器的頻率，進而控制直線電機3的出力，從而達到控制主體運載小車8速度的目的，直到將小車速度調節到預定的速度為止。另外，當系統注入行李時，由於載荷的變化也有可能會影響速度，此時同樣通過上述的速度閉環控制，達到保持主體運載小車8恆速的目的。

如圖23所示，翻盤式行李高速自動分揀機的組合托盤，包括主托盤31，在主托盤31的一端下部設定有副托盤32，主托盤31與副托盤32通過柱狀連線件36相連，副托盤32上設定有”8”型圈35，”8”型圈35的其中一個孔套接在柱狀連線件36上；所述主托盤31兩側邊均設定有條狀護翼33，護翼33下端設定有拉桿34。主托盤31與副托盤32連線的底面兩邊均設定有托板37，托板37一端與主托盤31相連，另一端位於副托盤32下方。副托盤32一端向下彎折，主托盤31一端向下彎折。所述向下彎折處的轉角設定有加強筋。加強筋能使彎折處保持正常的彎折狀態，不用由於外界受力而發生形變。副托盤32一端向下彎折，主托盤31一端向下彎折的結構可以起到當組合托盤在傾斜翻轉時，防止行李前後晃動、掉落的作用。

主托盤31是行李的主要承載體，其通過螺栓固定在傾翻機構的導向板上，其上表面左右兩邊緣安裝有護翼33，下表面左右兩邊緣安裝有托板37，對副托盤32起支撐作用。

副托盤32上開有一個跑道型的孔，台階柱狀連線件36穿過該孔並與主托盤31相連，為此可以實現主托盤31和副托盤32之間的相對移動和轉動。副托盤32上還固定有一”8”型圈35，該圈的圓孔套在連線件36突出的圓柱上，如圖24、25所示，當發生卡包時可以實現副托盤32與主托盤31之間的相對運動，縮短托盤總長度，保護其他零部件不受到損壞。在組合托盤兩側還設定有限位板，其與安裝在主托盤31上的托盤共同起轉動角度限位作用。

護翼33對稱安裝在主托盤31的兩邊，當托盤水平時，其為打開的，與托盤有一個的夾角，從而保護行李不下滑，當托盤傾翻時，護翼33慢慢打開，直到傾翻到最大角度時，護翼33完全打開，且與托盤上表面同面，從而保證行李能夠順利下滑，快速分揀。拉桿34一端與護翼33相連，另一端固定在傾翻裝置38的拉桿34安裝支架上，能實現與護翼33或安裝支架之間的自由轉動。

如圖26所示托盤在轉彎處副托盤32受到與其相鄰的主托盤31的擠壓，從而發生轉動，進而彌補轉彎時托盤件的間隙。副托盤32的最大轉動角度跟轉彎半徑有關，需根據轉彎半徑進行設計，當其轉動到最大角度時，通過托板37與副托盤32的筋板接觸進行限位。

如圖27所示，傾翻機構啟動，導向板開始轉動，從而使安裝在其上的托盤傾翻，護翼33在托盤、拉桿34等共同作用下慢慢打開，直到傾翻到最大角度時，護翼33完全打開，且與托盤平面同面，方便行李順利下滑，實現其快速分揀。

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