CN109475906A - 物体感测和处理***及相关方法 - Google Patents
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Abstract
在示例性实施例中，用于对多个物品进行分拣的设备(10)和相关方法包括多个分拣目的地和用于将物品递送到分拣目的地的多个递送运载工具(200/400)。每个运载工具(400)包括用于支撑待递送物品的表面(406)和当物品被传送到运载工具上或从运载工具卸载时用于检测物品的边缘的边缘检测组件(402，404)。边缘检测组件(402，404)包括用于朝向该表面发射光束的发射器。发射器(104)定位于该表面下方，使得光束横向于表面投射。发射器边缘检测组件还包括用于检测光束的多个检测器，其中运载工具表面上的物体影响由检测器接收的光束。
Description
本申请要求于2016年8月12日提交的美国临时专利申请No.62/374,218的优先权，其全部内容在此通过引用并入本文。
背景技术
在传送机或分拣机***中，通常物体被移送到传送机或从传送机移送物体和/或物体从一个传送机移送到另一个传送机(例如，从馈送传送机到接收传送机)。在许多自动物料处理***中，这种移送仅在物体沿着传送路径到达特定位置(例如，物体存储和/或取回位置)之后才发生。物料处理***的容量由每个物体被移送到合适位置和/或从合适位置移送每个物体的速率等来确定。
在一些物料处理***中，传送机可以形成可移动运载工具的一部分，用于将物体传输到执行移送操作的位置或从该位置取回物体。在这种类型的物料***中，未能快速且准确地确定已经从传送机移送物体或物体被移送到传送机，这可能会延迟(或阻止)运载工具前进到下一个位置。
附图说明
参考以下附图可以更好地理解本公开的许多方面。附图中的组件不一定按比例绘制，而是将重点放在清楚地说明本公开的原理上。此外，在附图中，相同的附图标记在若干视图中指示相应的部分。
图1是前视图，从正面描绘了物体传感装置。
图2A描绘了光电探测器元件和准直光能源的线性阵列，其安装在共同支撑结构上并形成物体传感装置的一部分，诸如图1的物体传感装置；
图2B描绘了形成为可与图3A的共同支撑结构对准的反射镜；
图3A是物体传感装置的前视图，当物体横穿由横向于物体传送路径方向上的准直光能的传播所限定的检测平面时，该传感装置检测光学不透明物体；
图3B是检测具有至少一个光折射或反射部分的物体的物体传感装置的前视图，而这样的物体横穿由横向于物体传送路径方向上的准直光能的传播所限定的检测平面；
图4是物料处理***的运载工具的透视图；
图5是描绘包括光电晶体管和状态传感逻辑的电路的电气示意图，并且所述电路操作为当物体横穿图1-4的物体传感装置之一的检测平面时，发送感测状态变化的信号；
图6是从正面描绘了示例性物料处理***的透视图，其利用多个物体感测的、配备有传送机的运载工具(诸如图4中描绘的配备有传送机的运载工具)将各种形状、大小和不透明度的物体运送到一系列目的地；
图7是描绘图6的示例性物料处理***的平面图；
图8是描绘根据一个或更多个实施例的在充电循环期间在图6和图7的物料处理***内配备有传送机的运载工具的布置的正视图。
图9和图10描绘了包含各种物品的物理箱和虚拟箱；
图11示出了窄光束物体传感装置，其中光束与传感器对准；
图12示出了窄光束物体传感装置，其中光束与传感器不对准；以及
图13示出了宽光束物体传感装置，其中光束与传感器对准。
具体实施方式
在附图中示出了用于分拣物品的设备及其组件。图6-图8描绘了多个递送运载工具604，其沿着轨道***600行进以将物品递送到多个目的地或分拣位置，例如输出箱606。图4(下面讨论)示出了运载工具400的示例性实施例，其可以用于实现运载工具604；并且图9和图10示出了箱190的示例性实施例，箱190可用于实现箱606。在装载站将物品装载到运载工具上，使得每个运载工具接收要被递送到分拣位置的物品。导入站将物品顺序地馈送入装载站。当运载工具沿着轨道移动到输出箱时，每个物品的一个或更多个特征可用于控制物品的处理。每个物品的一个或更多个特征可以从每个物品中获知，或者***可以在***处理物品时获取一个或更多个特征。例如，导入站可以包括一个或更多个扫描元件，用于检测物品的一个或更多个特征。
运载工具从装载站沿着轨道行进到目的地。轨道可包括水平上导轨和水平下导轨，水平下导轨操作为返回段(leg)。许多平行的垂直轨道段可以在上导轨和下返回段之间延伸。箱606可以布置在垂直轨道段之间的列中。
运载工具604是半自动运载工具，其可以具有机载电源和机载马达，以沿着轨道驱动运载工具。运载工具可以包括装载/卸载机构，例如传送机，用于将零件或元件装载到运载工具上并从运载工具卸载零件。
由于该***包括多个运载工具604，因此控制运载工具的定位以确保不同的运载工具不会彼此碰撞。在一个实施例中，该***使用中央控制器，其跟踪每个运载工具604的位置，并向每个运载工具提供控制信号，以控制运载工具沿着轨道的前进。中央控制器还可以控制各种元件沿轨道的操作，例如门。
继续参考图6至图8，现在将描述与本公开一致的利用物体感测、配备有传送机的运载工具的示例性物料处理***600。图6是透视图，以视图描绘示例性物料处理***600，其利用物体感测、配备有传送机的运载工具将各种形状、尺寸和不透明度的物体递送到目的地阵列。在实施例中，导入站602扫描物体并将它们传送到装载站603。图7是物料处理***600的平面图。在装载站603处，每个运载工具604从导入站602接收物体并且将其递送到多个目的地之一。在实施例中，目的地是物体接收隔室或箱606，并且每个箱606的尺寸和布置设计成接收与单个客户订单相关联的一个或更多个物体的分组。
暂时转到图8，图8是描绘在图6的物料处理***内配备有传送机的运载工具的布局的正视图，可以看出，运载工具604-4从装载站603接收物体O3，并且此后，沿着通常以608指示的平行的垂直导轨对(仅示出了每对垂直导轨608-1和608-2之一)在方向C1行进。还示出运载工具604-5在同一垂直导轨对608之间沿方向C1行进，而运载工具604-1至604-3被示出为处于沿着同一导轨对的充电站处，因为它们等待给其分配物体移送操作。
每个运载工具604-1至604-6可以是半自动的并且具有机载电源和机载马达以沿着轨道***驱动运载工具，并且每个运载工具包括装载/卸载机构。在一些实施例中，装载/卸载机构包括带式传送机，其限定基本上平面的物体支撑表面，由相同或不同的机载马达驱动该物体支撑表面以沿第一物体移送方向或与第一物体移送方向相反的第二物体移送方向传送物体。在其他实施例中，装载/卸载机构包括固定的物体支撑表面和推动器装置，其适于将物体推过物体支撑表面并进入箱606之一。
在与本公开一致的实施例中，当物体的前缘(leading edge)进入由传感装置(诸如图1-3的传感装置100)形成的检测平面时，启动物体移送循环，并且当物体的后缘(trailing edge)离开检测平面/光幕时，物体移送循环结束。每个循环的完成构成确认，物体已经从运载工具604的物体支撑表面被移送到箱606之一。针对不同形状、尺寸和光学特性的物体，精确地检测每个循环的完成的能力允许每个运载工具返回到充电站和/或物体移送站603，而没有由于检测失败而可能经历的延迟。同样，在完全完成移送之前运载工具离开最接近箱606之一的目的地和/或离开装载站603的风险也大大降低，而不考虑所涉及的物体的形状和不透明度。
继续参考图8，由垂直导轨608形成的轨道网络还包括上水平导轨对和下水平导轨对，其中仅示出了单个上水平导轨610-1和单个下水平导轨610-2。继续参考图8，可以看出，为了到达箱606之一，每个运载工具如运载工具604-6，必须移动横穿包括上导轨610-1的上导轨对的至少一部分。在所示的位置处，运载工具604-6可以通过切换到包括垂直导轨608-3和608-4的平行垂直导轨对而从方向C2上的移动转变到方向C3上的移动。
如图7所示，箱606可以位于运载工具604使用的导轨网络的两侧。当与订单履行装运相关联的所有物品已经聚集在箱子(例如箱606-1)中时，操作员可以移除箱606-1并用空的箱替换它，或者箱606-1内的物体可以直接移送到包装中以便装运。可选地，箱606本身可包括各种尺寸和形状的运输容器，每个尺寸盒子的位置由软件跟踪，使得共同占据特定体积的物体与能够容纳它们的装运盒相匹配。
以下描述提供了***的各种元件的细节，包括与运载工具400一起工作的传感装置。然后将描述***操作的方式。具体地，可以基于物品的特征来控制物品被递送到箱190的方式。
发明人已经发现，当物品被装载到运载工具上或从运载工具卸载时，期望检测物品的前缘和后缘。因此，每个运载工具可包括一个或更多个传感器以检测运载工具上的物品。
每个运载工具可包括多个检测器，其检测运载工具顶部上的物品(即，在传送带406的表面上的物品)。传感器之一可以定位在前边缘附近，以在物品被装载到前边缘上或从前边缘卸载时检测物品。类似地，传感器之一可以定位在后边缘附近，以在物品被装载到后边缘上或从后边缘卸载时检测物品。例如，前传感器可以是光束断裂传感器(beam breaksensor)，使得当物品经过光束前方时，光束被中断。当物品被装载到运载工具400上时，物品的前缘将中断光束，从而指示物品的前缘在运载工具上。物品可以继续阻挡前传感器，直到物品的后缘通过前传感器。在物品的后缘通过前传感器之后，前传感器将不再检测该物品，从而指示该物品被装载到运载工具上。在物品的后缘通过前传感器之后，传送机406可以继续朝向后边缘驱动物品，以确保物品沿着运载工具的宽度居中。类似地，当物品从运载工具的前部卸载时，前传感器可以检测物品的前缘和后缘。检测通过前传感器的物品的后缘可用于发送物品已从运载工具卸载的信号。然后提示运载工具前进离开卸载位置。以上关于使用前传感器检测物品的前缘和后缘被装载到前边缘上或从前边缘卸载的描述，类似于使用后传感器在物品被装载到运载工具的后边缘上或从运载工具的后边缘卸载时检测物品的前缘和后缘。
在前面的描述中，传感器检测物品被装载到运载工具的前边缘或后边缘上以及从运载工具的前边缘或后边缘卸载。在某些应用中，可能需要包含传感组件，其提供对更多种物品的检测。例如，当使用光束断裂传感器时，如果物品非常薄或者物品是透明的或半透明的，则可能难以检测物品的前缘或后缘。因此，该***可以包含下面描述的供选择的传感装置。尽管结合物料处理***的运载工具描述了传感装置，但是应该理解，传感装置可以并入到***的其他方面，例如在物品通过导入站时检测物品。此外，下面描述的传感装置500可以在物料处理领域之外的研究领域中找到进一步的应用。
边缘传感组件的实施例包括用于辅助可靠且准确地检测事件的***和方法，事件例如是由在下面的传送机表面所支撑的物体的一个或更多个前缘和/或后缘表面横穿检测平面。根据一个或更多个实施例，检测平面由光能限定，光能由激光器发射并由透镜***准直以形成在检测平面内传播的发散的恒定宽度光束。光电探测器的线性阵列保持与透镜***对准，使得准直光能以非法向入射角照射到穿过检测平面的任何物体。
传统的“交叉光束(cross-beam)”传感器可能难以检测透明物体、薄物体和/或不规则形状物体。例如，一碗汤勺将触发交叉光束传感器，但是这取决于交叉光束的相对高度，一旦碗通过，并且只有勺柄靠近交叉光束传感器，则交叉光束传感器可能无法检测到勺子的存在。根据与本公开一致的一个或更多个实施例，通过阵列中的一个或更多个光电探测器检测到的光能强度的变化，容易感测到不规则形状的物体，例如汤勺。在另一个例子中，如果存在光学不透明物体，则将吸收光能，使得至少一个光电探测器感测到光强度的下降。可选地，对于包括光学透明的部分和/或包装的物体，一些光可以通过而一些光可以被反射或折射，使得至少一个光电传感器感测到不太明显但仍然可检测的光强度下降。采用适当布置的透镜***和光电探测器，可以可靠地检测到相对薄(大约0.05mm)的物体。
描述了用于检测由在下面的传送机表面支撑的物体的一个或更多个前缘和/或后缘表面横穿检测平面的***和方法的各种实施例。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他情况下，没有详细描述本领域普通技术人员已知的方法、设备或***，以免模糊所要求保护的主题。
参见图1-图2B，边缘检测组件100包括用于发射光源的一个或更多个发射器104和用于检测发射光的一个或更多个检测器106。至少一个发射器104被定位于支撑物品的表面S的下方。例如，在图3A所示的实施例中，发射器304与表面S的平面垂直间隔开，使得发射器位于表面S的平面下方。在该示例中，表面S的平面是水平平面，并且发射器在该表面下方。以这种方式，从发射器304发射的光相对于表面S的平面以一定角度向上投射。通过相对于表面S以一定角度投射发射光，与假设平行于表面S发射光相比，物体可以具有更大的表面以接收发射光。例如，在将一张纸放置在表面S上的示例中，如果来自发射器的光平行于表面S投射，那么只有纸的侧边缘将反射或阻挡从发射器发射的光。由于纸的侧边缘很薄(例如0.05mm)，因此难以或不可能使用平行于表面S投射光的发射器来进行检测。但是，通过将发射器降低到S以下的位置并相对于表面S以一定角度投射光，则纸的整个宽度可以反射来自发射器的光。
现在转到图1，物体传感组件100适于感测物体的边界表面(例如，设置在下面的物体支撑表面上的物体的前缘或后缘)何时已经跨进检测平面或由发射器104(也称为发射器)发射的光的“幕”102。光电探测器元件106的线性阵列(通常用108指示)与发射器104对准，使得发射光以不衰减的强度照射每个光电探测器，除非物体***到检测平面102中。
在一些实施例中，发射器104是固态激光器，其发射人眼可见的波长范围内的相干光束。为了有效和可靠地检测其输出，发射器104可以是在光电探测器106的峰值灵敏度处或其附近发射光的激光器。根据一个实施例，光电探测器是光电晶体管，作为示例，其可以具有在350至950nm之间的频率范围内的灵敏度和560nm的灵敏度峰值的光谱范围。一种这样的光电晶体管是由德国雷根斯堡的欧司朗光电半导体有限公司(Osram OptoSemiconductors GmbH of Regensburg，Germany)制造的SFH3710。然而，应该注意，可以采用其他光电探测器(例如光电二极管)来代替光电晶体管。如果合适，可以通过在阵列108上放置带通滤波器来解决环境光对光电探测器灵敏度的影响，以防止以灵敏度峰值为中心的窄范围以外的光到达光电探测器。
发射器104可以包括具有整体透镜***的单个激光器，该整体透镜***包括一个或更多个准直透镜作为透镜122。透镜122的尺寸和布置设计成接收由激光光源发射的光能以及准直接收到的光能，使得光束在幕102内沿主轴发散，但不沿短轴发散。如图1和图2A一起所示，发射器104的准直输出在幕102内传播并形成跨越线性阵列108的每个光电探测器106的线或区域200。如果光源104的准直输出以倾斜角度照射物体并且光电探测器彼此间隔开并且位于相对于光进入和/或被物体反射的位置的高度处，则甚至可以检测到薄且光学透射(例如半透明)或高反射的物体。
例如，从图1的角度来看，使用宽度约为25-35厘米，高度约为10至20厘米的光幕102，该组件可以检测到厚度介于0.05毫米(即单张纸的厚度)至约10厘米且宽度约为7.5厘米至约30.5厘米之间的物体。利用具有集成准直光学***的1mW激光器可以实现这种检测。当扇形角度为20度并且光束发散度小于2毫弧度(imRads)时，这种激光器可以投射宽度为1-2mm的5cm线。当放置在物体支撑表面的卸载端附近但略低于卸载端时，光源104和阵列108形成检测平面，该检测平面横向于并正交于由物体支撑表面限定的平面。在一些实施例中，物体支撑表面可以是传送带的移动表面。在其他实施例中，物体支撑表面可以是固定的或倾斜的桌面。
取决于形成准直透镜***的组件，当没有物体出现以干扰光幕102的完整性时，图2A中的线200内的光强度可以在所有光电探测器106上是均匀的。
可选地，光幕102上的强度可以根据高斯函数或其他可预测的分布函数而变化。在任一种情况下，与本公开一致的实施例被配置为检测当物体穿过(或离开)光幕102时在任何光电探测器106处接收的光强度的变化。即，当高于灵敏度阈值的光能量被表面S上的物体吸收、反射或折射时，阵列108的光电探测器106中的至少一个的输出将发出状态变化的信号。
在传感装置100形成物料处理***的一部分的说明性示例中，检测到的光电探测器状态的变化可用于确认物体成功地转移到存储或包装位置，从存储位置或拣货位置成功地取回物体。相反，未能检测到指示状态变化的信号也可用于控制物料处理***或其他***中的操作。例如，在预定的“超时”间隔之后，未能记录状态变化可以用作警报序列的一部分(例如，触发对操作人员的听觉或视觉警报)。
增加由探测器106检测到的光的覆盖范围的一种可能性是使用互补的光电探测器阵列和光源对，以便增加光幕的覆盖范围。然而，在图1的布置中，可以看到，反射镜116可以用于折叠光路，从而获得可比较的的结果。在这样的布置中，阵列108的光电探测器元件106与发射器104一起可以可选地安装到第一刚性支撑件110，以形成集成的发射器/探测器组件112。反射镜116可以安装到第二刚性支撑件118上。第一和第二支撑件110、118可以刚性地连接，例如通过在两个支撑件之间延伸的支撑轴120可以刚性地连接第一和第二支撑件110、118。轴120可以被弹性偏置以保持光幕102相对于表面S的定向，同时还允许响应于表面S的平移而对光幕进行瞬时角度的重新定向。
在一些实施例中，光电探测器元件106和光源104可以安装在公共衬底124上，例如，作为印刷电路板的公共衬底124。由发射器104的透镜122发射的准直发散光束被反射镜116的表面130(图2B)反射，并在光电探测器106的阵列108上形成投影线或投影区200。在示例性应用中，其中期望待处理的物体具有可以从小于1毫米直到20厘米或更大变化的高度；线200可以具有宽度W，例如，近似从约1毫米至约5毫米宽，以及长度L，例如，大约10厘米到20厘米长。在示例性实施例中，阵列108被布置成在线L的整个长度上提供覆盖。
为了适应非常薄的物体的检测，阵列中更靠近物体支撑表面S的那些光电探测器106可以比远离物体支撑表面的那些光电探测器间隔更近。在图2A的示例性实施例中，最低的四个光电探测器之间的间距di可以是大约1-5mm，而其余光电探测器之间的间距d2大约是10-15mm。当然，本文仅通过说明性示例来描述这种布置。本文还考虑了这样的布置，例如其中光电探测器的至少子集之间的光电探测器相互间距随着距物体支撑表面的距离单调递增，和/或其中使用均匀的光电探测器相互间距的布置。可以说，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以改变光电探测器的数量和间距。
图2B描绘了安装在臂118上的反射镜116，并且其可与图2A的支撑件110对准以形成诸如图1中所描绘的物体传感装置112。如图2B所示，反射镜116限定基本平坦的反射表面130并且固定到第二刚性构件118上。另外，如图1、图2A和图2B所示，光照射反射镜116的光幕的高度基本上小于阵列108的高度(L)。因此，反射镜116的高度可以大体上小于阵列108的高度(L)。
横向孔126a和126b可以限定在第一刚性构件110和第二刚性构件118的每一个中，以容纳可选的安装轴(例如安装轴120(图1))的***。在传感装置被固定到固定结构(例如作为传统的带式或辊式传送机的框架)的操作环境中，可以省略安装轴和相应的横向孔126a和126b。可选地或附加地，可以采用将光源、光电探测器和反射镜(如果适用)相对于彼此对准并且与物体支撑表面对准的一些其他结构。
图3A描绘了当物体沿物体传送路径(例如，在下面的支撑表面S上)移动并穿过光幕(或“检测平面”)时，使用传感装置(诸如图1中所描绘的传感装置)来检测光学不透明物体O1，所述光幕由准直光能在横向于物体传送路径的方向上的传播来限定。如图3A所示，由包括透镜322的透镜结构来准直光能源304发射的光。在该示例中，物体O1的高度和宽度使得来自发射器304的光从反射镜116反射并由探测器306-2至306-10检测。然而，物体O1吸收将到达光电探测器306-1的大部分或全部光能，使得探测器306-1检测不到光或探测器306-1检测到的光低于阈值。
如下面更详细解释的，光电探测器306-1处的强度降低可以由适当的传感逻辑处理为指示物体穿过由生成的光幕102的表面限定的检测平面的状态(例如，逻辑“1”)的变化。同样地，当物体O1的任何部分都不在光幕内时，当光电探测器306-1处接收的光能的强度返回到较早的状态(例如，逻辑“0”)时，发生第二状态转换。
图3B描绘了当物体O2沿着传送路径移动时对物体O2的检测，物体O2包括至少一个光折射或反射部分，所述传送路径横穿由准直光能的传播所限定的检测平面。例如，物体O2可以是物品，诸如包含在透明或半透明包装中的块之类的物品，所述包装延伸超出块的体积。这样的物体可以具有不透明的部分(例如，块)和透明或反射的部分(例如，封装该块的包装)。
发射器304发射的一些光将穿过物体O2的透明部分，并且在发射器平行于表面S的配置中，光可以穿过透明或半透明部分，使得***不能检测到物体。在本实例中，由于发射器304发射的光横向于支撑物体O2的支撑表面S，所以穿过物体O2的透明或半透明部分的光可以被折射，使得光不会照射探测器阵列。例如，参照图3B，发射光(诸如沿着光线Binc传播的光)将以倾斜(非法线)角度照射到O2的表面。一些入射光Binc可在投射到物体O2之后被反射和/或折射。取决于物体O2的表面特性，可以引导一些或所有反射的入射光远离光电探测器，如光线Bref2，并且其他部分(例如光线Brefi)可以被反射到不同的光电探测器中，而不是如果全部光已经透射穿过物体O2(例如，沿着光线Btrans)或者如果根本不存在物体的情况。以这种方式，当物体的半透明或透明部分将光折射离开阵列时，阵列将检测到来自发射器的光的变化，以便***将检测到物体。
如图11-图13所示，发明人发现，由于例如运载工具400的弯曲或扭曲，可能发生相对于光源的镜子或反射镜位置的相对小的变化。这些小的变化可能导致激光光源不对准光电探测器阵列，如图11所示。由于这些变化，当实际上不存在物体时，传感机构可能错误地检测到物体存在。为了防止这种错误检测，发明人发现，用相对大的光束充满探测器在保持光束和探测器之间的对准方面提供了优势。具体地，发明人已经发现，可以增加光束的宽度以增加传感机构的容错能力。即使当光束未与探测器完全对准时，增加光束的宽度也可允许探测器检测光束。在本发明的一个实施例中，发射器104可以被编程为提供宽度大于光电探测器阵列中的光电探测器的宽度W的光，如图13所示。
如前所述，边缘检测组件100可以结合到上述物料处理***中使用的运载工具中。例如，参考图4，示出了示例性运载工具400。运载工具400包括与上述边缘检测组件100类似的一个或更多个边缘检测组件402、404。
每个运载工具400可以包括单个物体传感装置，用于感测沿着传送路径在单个方向上的物体移动。可选地，如图所示，每个运载工具400可包括检测组件402和404形式的一对物体传感装置。每个运载工具还可包括一个或更多个传送机，用于当物体在运载工具上时传送物体。传送带形成大致平坦或平面的表面，用于支撑运载工具400上的物体。例如，传送机406可以是传送带。第一检测组件402可以被定位于运载工具402的后边缘附近，使得发射器被定位于传送带406的顶表面下方。检测组件402的探测器可以被定位于传送带的表面上方。另外，检测组件可以被定位于传送带的后边缘附近，使得传送带的表面不在检测组件的发射器和探测器之间延伸。以这种方式，当物体传递到运载工具的后边缘时，物体将首先在检测组件402的发射器和探测器阵列之间通过。类似地，当物体从运载工具的后边缘卸载时，如果物品的前缘延伸超过传送机的末端，则物品的前缘将在检测组件的发射器和探测器阵列之间通过。类似地，前检测组件404被定位于运载工具的前边缘附近，使得前检测组件404在物体被装载到运载工具的前缘或从运载工具的前缘卸载时检测物体的前缘。
例如，当由传送机406沿第一移送方向“A”移动物体使得物体的前缘穿过边缘传感组件的第一光幕检测平面时，检测组件402可以发送逻辑状态的第一变化的信号，如先前结合组件100所述。这种信号将指示物品的前缘从运载工具的后边缘卸载。同样地，如果当传送机406在方向A上继续移动物体导致物体的后缘离开第一光幕检测平面时，检测组件402可以发送逻辑状态的后续(例如，第二)变化的信号。这样的信号将指示物体的后缘从运载工具的后边缘卸载，从而指示物品已从运载工具卸载。
类似地，当传送机406沿第二移送方向“B”移动物体并且其前缘穿过边缘传感组件404的第二光幕检测平面时，则检测组件404可以发送逻辑状态的第一变化的信号。同样地，如果当传送机406在方向B上继续移动物体导致物体的后缘离开第二光幕检测平面时，则检测组件404可以发送逻辑状态的后续(例如，第二)变化的信号。
运载工具400可包括侧壁，将该侧壁的尺寸和布置设计成当运载工具沿横向于传送路径方向A和B的行进路径移动时，防止物体在传送机表面405上平移。在一些实施例中，传送机406在A或B方向的移动由可反转电动马达(可逆电动机)410执行，该可反转电动马达410使用带412将动力传递到传送机轴。单独的马达驱动运载工具400的轨道接合轮(例如，414a、414b、414c)。
图5是描绘根据本公开的示例性实施例的电路500的电气示意图，电路500包括光电探测器和状态传感逻辑，并且可操作为在物体横穿沿其布置有光电晶体管的检测平面或光幕时发送感测状态的变化的信号。在图5的示例性实施例中，光电探测器在相应的共发射极放大器电路中被实现为NPN光电晶体管PT1至PT10。
通过在供电电压VB和相关光电晶体管的集电极引脚之间连接相应的电阻器(R1至R10)来产生每个共发射极放大器电路的输出。选择电阻器R1至R10的值以设置检测阈值(例如，在给定安装时区分预期的环境光水平)。阈值电阻器的低值(几千欧姆)设定入射光在发生切换之前超过的高阈值水平(即，低灵敏度)，而高值设定低阈值水平(即，高灵敏度)。例如，使用由雷根斯堡的欧司朗光电半导体有限公司制造的SFH3710光电晶体管，电压VB约为3.0至3.5伏，在通常适用于室内仓库环境的条件下，R1至R10的电阻值约为300欧姆，可以产生不受噪声或环境光源(例如室内照明)的干扰影响的电路。附加地或可选地，还可以使用过滤器，该过滤器将到达光电晶体管的光限制为以光电晶体管(未示出)的灵敏度包络内的选定波长为中心的相对窄(例如，+/-2nm)的通带。
传感逻辑502可以包括能够快速感测每个光电探测器的输出并发出指示光幕偏移的状态变化的信号和/或处理该状态变化的任何装置。在与图5的实施例一致的一个示例中，可以使用组合逻辑来组合每个光电晶体管电路的输出，使得当任何一个光电晶体管的输出低于灵敏度阈值时，传感逻辑502输出从“0”到“1”的状态变化。当所有光电晶体管的输出返回到“0”时，传感逻辑502输出从“1”到“0”的后续状态变化。在一个实施例中，传感逻辑502可包括现场可编程门阵列。
在其他实施例中，传感逻辑可以由微处理器实现，其在相应的时钟周期期间感测或采样每个相应光电探测器的输出，并且响应于任何光电探测器从高状态到低状态而发起动作或者反之亦然，以及在随后的周期中，当所有光电探测器再次全部输出高状态时发起动作。在一些实施例中，运载工具(诸如图4的运载工具400)可以包括微处理器，该微处理器不仅监视一个或更多个传感装置(诸如402和404)，还控制传送机406和运载工具自身的运动。
符合本公开的实施例，可以与沿着传送路径传送物体的***相结合来采用传感装置，例如图1-图3的装置100。这样的***限定一个或更多个物体支撑表面，并且还可包括一个或更多个物体移送机构，其分别操作为在至少一个物体移送方向上移动由物体支撑表面支撑的一个或更多个物体。在一些实施例中，一个或更多个支撑表面可以由一个或更多个带式传送机、一个或更多个辊式传送机、一个或更多个倾斜台或一个或更多个固定台的表面限定。在使用倾斜台或固定台的情况下，它们可具有与加压空气源流体连通的穿孔，以减少物体移送操作期间的摩擦。
可以以多种方式执行将物体移送到根据本公开的实施例构造的***的一个或更多个物体支撑表面上或从一个或更多个物体支撑表面转移物体。作为说明性示例，推杆或其他结构可以施加将物体移动到物体支撑表面上、穿过物体支撑表面和/或从物体支撑表面移开的正向力。可选地或附加地，物体支撑表面本身可以通过物体移送机构重新定向(例如，倾斜)，使得物体通过重力移动到另一个物体支撑表面上或者移动到目的地的箱子或纸箱中。作为又一个示例，物体移送机构可以包括传送机，该传送机具有例如限定物体支撑表面的传送带。在这样的实施例中，可以沿第一方向驱动该传送带以将物体朝向物体移送机构的第一卸载端移送，使得它可以落入例如第一等待容器中。类似地，可以沿第二方向驱动相同的传送带以将物体朝向物体移送机构的第二卸载端传送，使得它可以落入例如第二等待容器中。
在一些实施例中，物料处理***的一个或更多个物体支撑表面以及可选地一个或更多个物体移送机构可以由运载工具移动到物体移送目的地。例如，在一个实施例中，配备有传送机的运载工具(诸如图4的运载工具400)可以用作物料处理***的一部分，例如用于将物体分拣成“n”个物品分组的设备。在一个实施例中，“n”等于或大于1，并且每个分组包括要放置在单个装运箱或装运纸箱中的一个或更多个物体，以作为订单履行过程的一部分运送到单个客户。
在一些实施例中，当物体的前缘进入由传感装置(诸如图1-图3的传感装置100)形成的检测平面时，开始物体移送循环，并且当物体的后缘离开检测平面/光幕时结束物体移送循环。每个循环的完成构成确认，物体已经从运载工具400的物体支撑表面被移送并进入到箱190之一中。针对具有不同的形状、尺寸和光学特性的物体，精确地检测每个循环的完成的能力允许每个运载工具返回到充电和/或物体移送站，而没有由于检测失败而可能经历的延迟。同样，在完全完成移送之前，运载工具离开靠近箱190之一的目的地和/或离开装载站的风险也大大降低，而无需考虑所涉及物体的形状和不透明度。
该***操作如下。在导入站处理物品以识别物品的特征，物品的特征指示工件应被分拣到何处。如前所述，还可以处理物品以基于物品的物理特性确定物品是否有资格被运载工具之一运输。中央控制器维护与各种数据相关的数据，以识别正在处理的物品的目的地箱或位置。
导入站可以自动或手动处理物品。在手动模式下，操作员手动输入有关工件的信息，然后将工件放在传送机上。***用分拣信息对该工件进行电子标记，并且传送机将工件朝向装载站传送。可选地，如果输入***是自动***，则自动扫描该工件以识别相关的分拣特征。例如，输入站可以使用扫描仪，例如使用条形码扫描仪来读取工件上的条形码，或者输入站可以包括成像装置，例如与OCR引擎组合的高速线扫描相机，以读取有关该工件的信息。
为了准备接收物品，运载工具400沿着轨道朝向装载列中的装载站移动。当运载工具400移动到装载站处的位置时，内部传感器(home sensor)检测到运载工具的存在并向中央处理器发送信号，指示运载工具位于装载站处。
一旦运载工具位于装载站处，输入站将物品传送到运载工具上。当物品被传送到运载工具400上时，运载工具上的装载机构将物品装载到运载工具上。具体地，输入站将物品传送到与运载工具上的传送带406接触。传送带406朝向运载工具的后侧方旋转，从而在运载工具上向后驱动物品。
传送带的操作由装载传感器控制。当物品被装载到运载工具上时，前向装载传感器检测物品的前缘。一旦前向装载传感器检测到物品的后缘，运载工具上的控制器确定物品被装载在运载工具上并且停止传送机马达。另外，机载控制器可以响应于从后向传感器接收的信号来控制传送机的操作。具体地，如果后向传感器检测到物品的前缘，则物品的前缘邻近运载工具的后向边缘。为了确保物品不会从运载工具的后向边缘伸出，一旦后向传感器检测到物品的前缘，则控制器就可以停止传送机。然而，如果在前向传感器检测到物品的后缘之前后向传感器检测到物品的前缘，则控制器可以确定物品存在问题(即，它太长或者两个重叠的物品被馈送到运载工具上)。在这种情况下，***可以将工件标记为废品并将物品卸载到位于装载站后面的废品箱中。这样，如果将物品装载到运载工具上时出错，则物品可以只需被弹出到废品箱中，然后将随后的物品装载到运载工具上即可。
在将物品装载到运载工具上之后，运载工具离开装载站。具体地，一旦机载控制器检测到物品正确地装载到运载工具上，则机载控制器就发送信号以启动驱动马达。驱动马达使轴旋转，轴又使轮上的齿轮旋转。齿轮与装载列中的垂直导轨的驱动表面啮合，以向上驱动运载工具。具体地，齿轮和驱动表面啮合并作为齿条齿轮机构操作，将轮的旋转运动转换成沿轨道的线性运动。
由于运载工具从装载站沿装载列向上移动，因此在运载工具沿着上导轨到达第一门之前不需要确定运载工具的目的地。例如，如果在导入站使用自动***来扫描和确定用于对物品进行分拣的特征，则可能需要一些处理时间来确定相关特征和/或将该信息与中央控制器进行通信以接收目的地信息。将物品传送到运载工具上并然后沿装载列向上传送运载工具所花费的时间通常是足以确定物品的相关特征的时间。然而，如果特征不是由运载工具到达上导轨的时间确定的，则***可以声明该物品不具有分拣资格，并且运载工具可以被引导到再导入站以将物品卸载到卸载组件上。从再导入站，运载工具沿第二列向下行进到下导轨，然后返回到装载列。
一旦物品有资格进行分拣，中央控制器就确定物品的适当箱190。基于物品的箱的位置，确定运载工具的路线。具体地，中央控制器确定运载工具的路线并且向运载工具传达关于物品将被递送到的箱的信息。然后，中央控制器控制沿轨道的门，以将运载工具引导到适当的列。一旦运载工具到达适当的列，运载工具就会沿该列向下移动到适当箱。运载工具在适当箱190处停止，并且机载控制器向传送机马达发送适当的信号以驱动传送带406，传送带406向前驱动物品以将物品卸载到箱中。具体地，运载工具的顶部与在适当箱190和直接在该适当箱的上方的箱的底部边缘之间的间隙对齐。
在本实例中，当运载工具从水平行进(沿着上导轨或下导轨)移动到垂直行进(沿着其中一列向下)时，运载工具的方向基本上不会改变。具体地，当运载工具水平行驶时，两个前齿轮(geared wheels)与前轨道的上水平导轨或下水平导轨配合，并且两个后齿轮与后轨道的相应上导轨或下导轨配合。当运载工具通过门并然后进入列时，两个前齿轮与前轨道中的一对垂直段接合，两个后齿轮与后轨道中的相应垂直段接合。
当运载工具从水平导轨行进到垂直列或从垂直列行进到水平导轨时，轨道允许所有四个齿轮位于相同高度。以这种方式，当运载工具沿着轨道行进时，它在水平移动和垂直移动之间变化时不会歪斜或倾斜。
由于该***包括多个运载工具400，该***控制不同运载工具的操作以确保运载工具不会相互碰撞。在以下讨论中，这被称为交通控制。用于控制交通流量的示例性方法在于2008年1月14日提交的美国专利No.7,861,844中描述，其通过引用并入本文，如同其全部内容在本文中阐述。
在本实例中，一些列可具有两个垂直导轨，其独立于相邻列。例如，装载列有两个独立的导轨，相邻的列不共用该两个独立的导轨。因此，运载工具可以沿装载列向上行进，而不考虑装载列旁边的列中的运载工具的位置。此外，可能需要在装载列旁边配置列，使其也具有两个独立的垂直导轨。通过这种方式，运载工具可以更自由地沿着装载列向上行进和沿着相邻的列向下行进。
在前面的讨论中，关于设置在分拣站前面的箱阵列，描述了物品的分拣。但是，通过在分拣站的背面安装后面的箱阵列，可以使***中的箱数加倍。通过这种方式，运载工具可以通过行进到箱和然后向前旋转运载工具上的传送机，以将工件弹出到前箱中来将物品递送到分拣站的前侧上的箱子中。可选地，运载工具可以通过行进到箱和然后向后旋转运载工具上的传送机，以将工件弹出到后箱中而将物品递送到分拣站后侧上的箱子中。另外，分拣站100是模块化的，并且可以根据需要简单地通过将附加部分附加到分拣站的左端而容易地扩展分拣站100。
可以在处理期间针对由运载工具运输的物品检测或确定该物品的一个或更多个特征。该检测到的信息可用于控制物品的进一步处理。特别地，可以响应于检测到的信息来改变装载站和目的地箱190之间的运载工具的控制。更具体地，运载工具沿轨道的运动可以响应于所检测到的一个或更多个特征而变化。
可以基于所检测到的信息改变运载工具的各种运动变量。运动变量列表包括但不限于：加速曲线(profile)(即运载工具加速有多快)、制动曲线(即运载工具制动有多快)和转弯速度(即运载工具绕拐角行驶有多快)。响应于所检测到的信息可以控制运载工具的另一种方式是物品从运载工具中弹出的方式。特别地，可以增加或减少运载工具的带速度或传送带速度以改变物品被弹出的速度。
举例来说，***可具有默认控制曲线，其用于控制运载工具沿轨道的运动。在默认曲线下，运载工具以第一峰值速度沿轨道运动，以第一速率加速并以第一速率制动。另外，在默认运动曲线下，当运载工具绕从水平到垂直或从垂直到水平的曲线行进时，运载工具具有第一峰值速度。默认曲线可以应用于具有符合默认特征曲线的一系列特征的各种物品，例如具有合理重量的平直的或扁平的物品(例如，书籍，重量为几盎司或更多的盒子等)。然而，如果***检测到与默认特征曲线不同的特征，则***可以改变对运载工具运动的控制。特别地，***可以根据第二运动曲线控制运动。例如，如果***检测到元件是圆柱形的，则***可以根据与默认曲线不同的运动曲线来控制运载工具。运载工具可以比默认曲线更慢地加速，以减少物品在运载工具上滚动的可能性。类似地，运载工具可以更慢地制动并且可以以更慢的速率绕拐角行进以减少物品在运载工具上滚动的可能性。
如上所讨论的，可以根据运动曲线控制对运载工具的控制，并且运动曲线可以基于针对运载工具要传送的物品确定的一个或更多个特征而变化。应当理解，***可以存储多个运动曲线，每个运动曲线根据不同的参数控制运载工具沿轨道的运动。每个运动曲线可以与特定物品的一个或更多个特征相关。以这种方式，具有一个或更多个共享特征的各种物品可以共享相同的运动曲线。例如，所有易碎的非圆形物品都可以共享相同的运动曲线，而所有易碎的圆形或圆柱形物品都可以共享相同的运动曲线。
以这种方式，***可以基于针对每个运载工具携带的每个物品确定的一个或更多个特征来动态地控制每个运载工具的运动。可以通过直接检测特征(扫描、称重、测量等)来确定特征，或者可以将一个或更多个特征存储在中央数据库中，并且通过识别物品来确定一个或更多个特征，例如通过产品代码来确定一个或更多个特征。除了存储关于物品的特征的信息之外或代替存储关于物品的特征的信息，数据库可以简单地包括识别要用于物品的运动曲线的数据。在这种情况下，***或操作员扫描物品以检测产品识别特征(例如条形码或其他识别信息)。在中央数据库中识别用于物品的运载工具运动曲线，使得***在识别出物品之后从中央数据库检索运载工具运动曲线数据。
***可以基于检测到的或确定的关于在运载工具上传送的物品的信息来控制运载工具的运动。另外，运载工具的目的地可以基于物品的一个或更多个特征而变化。例如，关于各种物品的物理特征的信息可以存储在中央数据库中。通过扫描物品以获得产品识别码，***可以从中央数据库检索关于物品的物理特征的数据。此数据是物品的预期物理特征。例如，基于所存储的用于产品识别码的数据，该物品可以预期为5英寸长，3英寸宽，重8盎司。如果扫描站80测量的物品长8英寸和/或重16盎司，则***可以修改物品的目的地。具体地，基于所扫描的产品代码，***可以指示运载工具将物品递送到箱“X”。但是，当***检测到与预期特征不匹配的物理特征时，***可以改变目的地箱。在上面的示例中，如果物品被扫描并且重16盎司，则***可以将物品递送到箱“y”，其可以是候补的较大箱，或者可以是用于接收与预期物理特征不同的物品的落选箱(outsort bin)或废品箱。
***还可以基于所确定的或检测到的物品的物理特征来控制物品在输出箱190处如何被卸载或递送。如果物品易碎，则***可以控制运载工具，使得传送带更慢地旋转以便更慢地将物品卸载到输出箱中。附加地或可选地，运载工具相对于输出箱的位置可以基于所检测到的或确定的特征而变化。例如，如果物品是易碎的，则***可以使运载工具停在相对于箱较低的位置，以使得物品更靠近箱子的底部，因此当物品被卸载到箱子中时具有较少的垂直下降。
当多个物品要被递送到相同的输出箱190时，***可以控制运载工具400相对于输出箱190的位置，以减小物品在被卸载时必须下落的距离并减少当物品堆叠在彼此上方时物品导致拥挤的可能性。在递送期间对运载工具位置的控制可以根据所检测到的或确定的被分拣到递送箱的一个或更多个的物品的一个或更多个特征而变化。当要将多个物品递送到单个箱时，***可以将单个输出箱分成三个虚拟分拣目的地。然后，***将三个物品分拣到三个虚拟分拣位置。例如，输出箱190可以被分割成三个虚拟分拣位置：位置1、位置2和位置3。在图10中，单个输出箱被分成具有相等高度的三个虚拟位置。
然而，每个虚拟位置的大小可以基于所确定的或检测到的物品的一个或更多个特征而变化。另外，可以基于所确定的或检测到的物品的一个或更多个特征来对虚拟位置进行优先级排序。例如，如果要将多个物品递送到一个输出箱并且其中一个物品易碎以及其中一个物品是沉重的和/或密度大的，则***可以通过首先优先将沉重的物品递送到该箱中，然后将易碎的物品递送到该箱中以最小化损坏的可能性来对虚拟位置进行优先级排序。为了对递送顺序进行优先级排序，***可以控制运载工具的流动以使运输易碎物品的运载工具行进(stage)或延迟。
类似地，***不是将单个输出箱虚拟地分离成多个分拣位置，而是可以基于针对一个订单中的多个物品所确定的或检测到的特征将多个箱虚拟地合并到单个虚拟箱中。例如，如果要将多个物品递送到单个输出箱，但是不同物品的物理属性决定了物品应该放入箱中的顺序，则***可以将物品递送到两个或更多个箱(优选地是相邻的箱)。然后将物品分拣到不同的箱。再次返回第一物品易碎而第二物品沉重的示例，当***检测到或确定这些特征时，如果在具有第二物品的运载工具到达出输出箱之前易碎物品被递送到该输出箱，则***可以动态地将物品的递送重新分配给两个单独的输出箱而不是单个箱。在将两个物品递送到两个单独的箱之后，***向操作员提供信号，指示两个单独的箱中的物品应该一起取出并作为单个订单而不是两个独立的订单进行处理。
当输出箱被分成如图10所示的多个分拣位置时，***可以控制运载工具的操作以改变运载工具相对于输出箱的位置。例如，参考图10，当携带第一物品到输出箱的运载工具到达输出箱时，***控制运载工具以使运载工具前进到与输出箱的最低位置(例如，图10中的位置1)对齐并且物品被弹出到箱子中，使得第一物品在箱子的底部。然后，携带待递送到输出箱的第二物品的运载工具前进，使得运载工具与输出箱的下一个最低位置(即，位置2)对齐，并且运载工具将物品弹出到箱中，使得第二物品放在第一物品上。最后，携带待递送到输出箱的第三物品的运载工具然后前进，使得运载工具与出输出箱的最高位置(即位置3)对齐，使得第三物品被弹出到第一物品和第二物品上。
如图10所示，输出箱190的后壁是可以打开的，使得运载工具可以沿着输出箱的高度以不同的高度通过输出箱的后部卸载物品。然而，应当理解，后壁可以不是具有打开的后壁，而是后壁可以是可移位的或可折叠的，以允许运载工具沿着输出箱的高度停在不同的位置并将物品卸载到箱中。
如上所述，可以基于所确定的或检测到的物品的一个或更多个物理特征来改变物品如何被递送到输出箱的各种参数。另外，该***可以包括基于所确定的或检测到的物品的特征在递送期间可选地使用的附加元件。例如，运载工具可以包括单独的可伸展的带，或者传送带406可以安装在滑架(carriage)上，滑架可以相对于运载工具的轮移动，使得传送带可以向外朝向输出箱延伸或伸缩。具体地，传送带可以延伸到输出箱中，并且传送带可以向前旋转以将带卸载到输出箱中。将传送带延伸到输出箱中时，物品在被递送到输出箱时下降较少。另外，可以控制传送带，使得传送带在传送带完全延伸入输出箱之前不会启动。旋转传送带以卸载物品。当传送带旋转时，传送带向运载工具缩回。在收回带的同时操作卸载物品可使物品更轻柔地落入输出箱中。
可选地，***可以响应于检测到或确定物品的物理特征而选择性地利用输出箱处的滑槽(chute)，而不是利用可伸展的传送带。具体地，响应于检测到或确定具有选择特征的物品，***可以使运载工具前进到特定的输出箱。滑槽可以安装在机架上，并且运载工具可以驱动滑槽，使得物品沿滑槽向下被卸载到输出箱中。
本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的广泛发明构思的情况下，可以对上述实施例进行改变或修改。例如，在前面的讨论中，该***被描述为由轨道引导的一系列运载工具。但是，应该理解，***不是必须包括轨道。例如，运载工具可以沿着地面行进而不是沿着轨道行进。可以由一个或更多个传感器和/或控制器沿着地面引导运载工具。可选地，可以响应于来自其他运载工具和/或来自中央控制器的信号来引导运载工具，例如监控每个运载工具并控制运载工具的运动以防止运载工具彼此碰撞的计算机。另外，中央控制器可以提供信号以引导每个运载工具沿着路径到存储位置或移送位置。
除了运载工具在没有轨道的情况下沿着地面运动的***之外，该***还可以包括引导组件，引导组件包括一个或更多个导轨或其他物理引导件，其接触运载工具上的机构以沿着路径引导运载工具。例如，运载工具可各自包括一个或更多个接触元件，例如轮子、滚轴、引导凸片(guide tabs)、销或可与引导组件接合的其他元件。引导组件可以是线性元件(例如直导轨)或可以是弯曲元件。引导组件可以在水平平面内弯曲，使得导轨保持在平面内，或者引导件可以垂直弯曲，使得导轨在单个平面内。引导组件可包括彼此竖直间隔开的多个引导件或导轨，使得运载工具可在多个垂直高度上水平运动。引导件还可包括用于在垂直间隔的导轨之间移动运载工具的升降机。
从以上可以看出，该***可以结合到使用物理引导机构的各种***中，或者结合到通过引导路径将运载工具引导到存储位置或移送位置来沿着开放区域引导运载工具的各种***中。如上所讨论的，可以响应于确定的由每个相应运载工具携带的物品的一个或更多个物理特性来控制每个运载工具的运动。
在不同实施例中，本文描述的***和方法可以以软件、硬件或其组合来实现。另外，可以改变方法的顺序，并且可以添加、重新排序、组合、省略或以其他方式修改各种元件。本文描述的所有示例以非限制性方式呈现。可以进行各种修改和改变，这对于受益于本公开的本领域技术人员来说是显而易见的。已经在特定实施例的上下文中描述了根据实施例的实现方案。这些实施例意图是说明性的而非限制性的。可以进行许多变化、修改、添加和改进。因此，可以为在此作为单个实例描述的组件提供多个实例。
各种组件、操作和数据存储之间的边界在某种程度上是任意的，并且在特定说明性配置的上下文中示出了特定操作。设想了其他功能分配，并且可落入随后的权利要求的范围内。最后，在示例配置中作为离散组件呈现的结构和功能可以实现为组合结构或组件。这些和其他变化、修改、添加和改进可以落入以下权利要求中限定的实施例的范围内。
因此，应该理解，本发明不限于本文描述的特定实施例，而是旨在包括如在权利要求中阐述的本发明的范围和精神内的所有改变和修改。
可以根据以下的项描述本公开的实施例的示例：
1、一种用于分拣多个物品的设备，包括：多个分拣目的地；多个递送运载工具，用于将物品递送到所述分拣目的地，其中每个运载工具包括：用于支撑待递送物品的表面；以及边缘检测组件，用于当所述物品被传送到所述运载工具上或从所述运载工具卸载时检测物品的边缘，其中所述边缘检测组件包括：发射器，用于向所述表面发射光束，其中所述发射器位于所述表面下方，使得所述光束横向于所述表面投射；以及多个检测器，用于检测所述光束，其中在所述运载工具表面上的物体影响由所述检测器接收的光束；控制器，用于基于来自所述边缘检测组件的信号控制物品装载到所述运载工具之一上或从所述运载工具卸载物品。
2、如前述第1项所述的设备，包括用于将运载工具引导到所述分拣目的地的轨道。
3、如前述任一项所述的设备，所述多个检测器包括对准的检测器的线性阵列。
4、如前述任一项所述的设备，包括镜子，其中所述发射器朝向所述镜子发射光束，并且所述镜子将所述光束朝向所述多个检测器反射。
5、如前述任一项所述的设备，其中所述发射器和所述多个检测器安装在第一支撑元件上，并且所述镜子安装在与所述第一支撑元件间隔开的第二支撑元件上。
6、如前述任一项所述的设备，其中，所述边缘检测组件被配置为检测所述表面上的元件，所述元件具有约0.05mm的厚度。
7、如前述任一项所述的设备，其中，所述边缘检测组件被配置为检测所述表面上的元件，所述元件具有约0.5mm的厚度。
8、如前述任一项所述的设备，其中，所述边缘检测组件被配置为检测所述表面上的元件，所述元件具有约1.0mm的厚度。
9、如前述任一项所述的设备，其中，所述边缘检测组件被配置为检测所述表面上的元件，所述元件具有约2.0mm的厚度。
10、如前述任一项所述的设备，其中，所述边缘检测组件被配置为检测所述表面上的元件，所述元件具有约3.0mm的厚度。
11、如前述任一项所述的设备，其中，所述发射器包括激光器。
12、如前述任一项所述的设备，其中，所述发射器包括透镜，用于发散所述光以产生具有足够高度的以照射在每个所述检测器上的光束。
13、如前述任一项所述的设备，其中，所述边缘检测组件安装在所述运载工具表面的一端附近。
14、如前述任一项所述的设备，其中，所述第一支撑元件安装在所述表面的第一边缘附近，并且所述第二支撑元件安装在所述表面的第二边缘附近，使得所述第一和第二支撑元件位于所述运载工具的相对侧。
15、如前述任一项所述的设备，其中，所述检测器是光电二极管或光电晶体管。
16、如前述任一项所述的设备，其中，当沿第一方向移动的物体的前表面穿过由所述光束形成的物体检测平面时，所述控制器适于记录逻辑状态的第一变化。
17、如前述任一项所述的设备，其中，当沿所述第一方向移动的物体的后表面穿过所述物体检测平面时，所述控制器还适于记录逻辑状态的第二变化。
18、一种用于感测物体和横向于由物体支撑表面限定的平面的检测平面之间的交点的传感装置，包括：以线性阵列布置的多个光电探测器元件；激光光源；透镜***，透镜***的尺寸和布置设计成接收来自激光光源的光能并将所接收的光能准直成与多个光电探测器元件对准的线，其中所述线的光能由多个光电探测器元件中的每个光电探测器元件接收，除非高于灵敏度阈值的光能量被与所述检测平面相交的物体吸收，反射或折射。
19、如前述任一项所述的传感装置，其中所述线性阵列的每个光电探测器安装在刚性基板上。
20、如前述任一项所述的传感装置，其中激光光源安装在刚性基板上。
21、如前述任一项所述的传感装置，其中，所述传感装置还包括反射镜，所述反射镜的尺寸和布置设计成接收在沿着物体检测平面的第一部分传播之后的准直光能的线并且重新定向沿着物体检测平面的第二部分的准直光能的线以用于由所述光电探测器元件进行感测。
22、如前述任一项所述的传感装置，还包括安装构件，所述安装构件将所述反射镜耦合到所述基板，以便保持所述透镜***和所述光电探测器元件的线性阵列之间的固定对准，尽管所述检测平面相对于物体支撑表面瞬时再定向。
23、如前述任一项所述的传感装置，其中所述光电探测器元件是光电二极管或光电晶体管。
24、如前述任一项所述的传感装置，还包括耦合到每个光电探测器元件的逻辑，当沿第一方向移动的物体的前表面穿过所述物体检测平面时，所述逻辑适于记录逻辑状态的第一变化。
25、根据前述任一项所述的传感装置，其中耦合到每个光电探测器元件的逻辑还适于当沿所述第一方向移动的物体的后表面穿过所述物体检测平面时记录逻辑状态的第二变化。
26、一种用于沿物料处理***中的传送路径传送物体的运载工具，包括：一对轴，包括沿横向于物体传送方向的方向延伸的第一轴和第二轴；由所述一对轴支撑的传送带，所述传送带限定物体支撑表面；电动马达，用于驱动至少一个轴并且在所述运载工具沿着所述传送路径移动到物体移送位置之后使得所述传送带和设置在所述物体支撑表面上的任何物体的移动；以及传感装置，用于感测物体和横向于由所述物体支撑表面限定的平面的检测平面之间的交点，所述传感装置包括：多个光电探测器元件，设置成线性阵列；激光光源；以及透镜***，其尺寸和布置设计成接收来自所述激光光源的光能并将所接收的光能准直成与所述多个光电探测器元件对准的线，其中所述线的光能由所述多个光电探测器元件的每个光电探测器元件接收。除非高于灵敏度阈值的光能量被设置在所述物体支撑表面上的物体吸收、反射或折射。
27、如前述第26项所述的运载工具，其中所述线性阵列的每个光电探测器安装在刚性基板上，并且其中所述激光光源安装在所述刚性基板上。
28、如前述任一项所述的运载工具，其中，所述传感装置还包括反射镜，所述反射镜的尺寸和布置设计成接收在沿着物体边界感测平面的第一部分传播之后的准直光能的线并且重新定向用于由所述光电探测器元件感测的沿着所述物体感测平面的第二部分的所述准直光能的线。
29、如前述任一项所述的运载工具，还包括安装构件，所述安装构件将所述反射镜耦合到所述基板，以便保持所述透镜***和所述光电探测器元件的线性阵列之间的固定对准，尽管在运载工具的运动期间所述边界感测平面相对于物体支撑表面瞬时再定向。
30、如前述任一项所述的运载工具，还包括耦合到每个光电探测器元件的逻辑，当沿物体支撑表面在第一方向移动的物体的前表面穿过所述物体感测边界时，所述逻辑适于记录逻辑状态的第一变化。
31、根据前述任一项所述的运载工具，其中耦合到每个光电探测器元件的逻辑还适于当沿着所述物体支撑表面在第一方向上移动的物体的后表面穿过物体感测边界时记录逻辑状态的第二变化。
32、如前述任一项所述的运载工具，其中，所述传感装置是邻近所述第一轴设置的第一传感装置，并且其中所述运载工具还包括：与第二轴相邻的第二传感装置，所述第二传感装置的尺寸和布置设计成感测物体和横向于由所述物体支撑表面限定的平面的第二检测平面之间的交点，并且所述第二传感装置包括设置成线性阵列的第二多个光电探测器元件；第二激光光源；以及第二透镜***，其尺寸和布置设计成接收来自所述第二激光光源的光能并将所接收的光能准直成与所述第二多个光电探测器元件对准的线，其中所述线的光能由所述第二多个光电探测器元件的每个光电探测器元件接收，除非高于灵敏度阈值的光能量被与第二物体检测平面相交的物体吸收、反射或折射。
33、一种用于沿着传送路径传送物体的***，包括：物体支撑表面；物体移送机构，用于在至少一个物体移送方向上移动由所述物体支撑表面支撑的物体；以及传感装置，用于感测物体和检测平面之间的交点，所述传感装置包括设置成线性阵列的多个光电探测器元件；激光光源；以及透镜***，其尺寸和布置设计成接收来自所述激光光源的光能并将所接收的光能准直成与所述多个光电探测器元件对准的线，其中所述线的光能由所述多个光电探测器元件的每个光电探测器元件接收，除非高于灵敏度阈值的光能量被设置在所述物体支撑表面上的物体吸收、反射或折射。
34、如前述任一项所述的***，其中，所述物体移送机构包括限定所述物体支撑表面的至少一部分的传送带。
35、如前述任一项所述的***，其中，所述物体移送机构可在垂直于所述传送路径的第一物体移送方向上移动。
36、如前述任一项所述的***，其中，所述物体移送机构可在与所述第一物体移送方向相反的第二物体移送方向上移动。
37、如前述任一项所述的***，还包括用于沿所述传送路径移动所述物体支撑表面的运载工具。
38、如前述任一项所述的***，其中物体移送机构安装在运载工具上，以沿着所述传送路径移动。
39、如前述任一项所述的***，其中所述传感装置是安装在所述运载工具的第一卸载端附近的第一传感装置，并且其中所述运载工具还包括：第二传感装置，设置在靠近所述运载工具的第二卸载端的位置，所述第二传感装置的尺寸和布置设计成感测物体和第二检测平面之间的交点并包括以线性阵列设置的第二多个光电探测器元件；第二激光光源；以及第二透镜***，其尺寸和布置设计成接收来自所述第二激光光源的光能并将所接收的光能准直成与所述第二多个光电探测器元件对准的线，其中所述线的光能由所述第二多个光电探测器元件的每个光电探测器元件接收，除非高于灵敏度阈值的光能量被与第二物体检测平面相交的物体吸收、反射或折射。
40、如前述任一项所述的***，其中，所述第一和第二传感装置的尺寸和布置设计成使得所述第一和第二检测平面彼此平行。
41、如前述任一项所述的***，其中，所述第一和第二传感装置的尺寸和布置设计成使得所述第一和第二检测通道中的每一个与由所述物体支撑表面限定的平面正交并横向于由所述物体支撑表面限定的平面。
Claims (41)
1.一种用于分拣多个物品的设备，包括：
多个分拣目的地；
多个递送运载工具，用于将物品递送到所述分拣目的地，其中每个运载工具包括：
表面，用于支撑待递送物品；和
边缘检测组件，用于当所述物品被传送到所述运载工具上或从所述运载工具卸载时检测物品的边缘，其中所述边缘检测组件包括：
发射器，用于朝向所述表面发射光束，其中所述发射器定位于所述表面下方，使得所述光束横向于所述表面投射；和
多个检测器，用于检测所述光束，其中在所述运载工具表面上的物体影响由所述检测器接收的光束；
控制器，用于基于来自所述边缘检测组件的信号控制将物品装载到所述运载工具之一上或从所述运载工具卸载物品。
2.如权利要求1所述的设备，包括轨道，用于将所述运载工具引导到所述分拣目的地。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述多个检测器包括对准的检测器的线性阵列。
4.如权利要求1-3中任一项所述的设备，包括镜子，其中所述发射器朝向所述镜子发射光束，并且所述镜子将所述光束朝向所述多个检测器反射。
5.如权利要求4所述的设备，其中所述发射器和所述多个检测器安装在第一支撑元件上，所述镜子安装在与所述第一支撑元件间隔开的第二支撑元件上。
6.如权利要求1-5中任一项所述的设备，其中所述边缘检测组件被配置为检测所述表面上具有薄至约0.05mm厚度的元件。
7.如权利要求1-6中任一项所述的设备，其中所述边缘检测组件被配置为检测所述表面上具有薄至约0.5mm厚度的元件。
8.如权利要求1-7中任一项所述的设备，其中所述边缘检测组件被配置为检测所述表面上具有薄至约1.0mm厚度的元件。
9.如权利要求1-8中任一项所述的设备，其中所述边缘检测组件被配置为检测所述表面上具有薄至约2.0mm厚度的元件。
10.如权利要求1-9中任一项所述的设备，其中所述边缘检测组件被配置为检测所述表面上具有薄至约3.0mm厚度的元件。
11.如权利要求1-10中任一项所述的设备，其中所述发射器包括激光器。
12.如权利要求1-11中任一项所述的设备，其中所述发射器包括透镜，用于发散所述光以产生具有足够高度以照射在每个所述检测器上的光束。
13.如权利要求1-12中任一项所述的设备，其中所述边缘检测组件安装在所述运载工具的所述表面的一端附近。
14.如权利要求5所述的设备，其中所述第一支撑元件安装在所述表面的第一边缘附近，所述第二支撑元件安装在所述表面的第二边缘附近，使得所述第一支撑元件和第二支撑元件位于所述运载工具的相对侧。
15.如权利要求1-14中任一项所述的设备，其中所述检测器是光电二极管或光电晶体管。
16.如权利要求1-15中任一项所述的设备，其中所述控制器适于当沿第一方向移动的物体的前表面穿过由所述光束形成的物体检测平面时记录逻辑状态的第一变化。
17.如权利要求16所述的设备，其中所述控制器还适于当沿所述第一方向移动的物体的后表面穿过所述物体检测平面时记录逻辑状态的第二变化。
18.一种传感装置，用于感测物体和横向于由物体支撑表面限定的平面的检测平面之间的交点，
包括：
多个光电探测器元件，设置成线性阵列；
激光光源；和
透镜***，其尺寸和布置设计成接收来自所述激光光源的光能并将所接收到的光能准直成与所述多个光电探测器元件对准的线，其中所述线的光能由所述多个光电探测器元件中的每个光电探测器元件接收，除非高于灵敏度阈值的光能量被与所述检测平面相交的物体吸收、反射或折射。
19.如权利要求18所述的传感装置，所述线性阵列的每个所述光电探测器安装在刚性基板上。
20.如权利要求19所述的传感装置，其中所述激光光源安装在所述刚性基板上。
21.如权利要求18或19所述的传感装置，其中所述传感装置还包括反射镜，所述反射镜的尺寸和布置设计成接收沿着物体检测平面的第一部分传播之后的准直光能的线，以及重新定向沿着所述物体检测平面的第二部分的准直光能的线以用于由所述光电探测器元件进行感测。
22.如权利要求21所述的传感装置，还包括安装构件，所述安装构件将所述反射镜耦合到所述基板，以便保持所述透镜***和所述光电探测器元件的线性阵列之间的固定对准，尽管所述检测平面相对于物体支撑表面瞬时再定向。
23.如权利要求18-22中任一项所述的传感装置，其中所述光电探测器元件是光电二极管或光电晶体管。
24.如权利要求17-23中任一项所述的传感装置，还包括耦合到每个所述光电探测器元件的逻辑，所述逻辑适于当沿第一方向移动的物体的前表面穿过所述物体检测平面时记录逻辑状态的第一变化。
25.如权利要求24所述的传感装置，其中耦合到每个所述光电探测器元件的所述逻辑还适于当沿所述第一方向移动的物体的后表面穿过所述物体检测平面时记录逻辑状态的第二变化。
26.一种用于沿物料处理***中的传送路径传送物体的运载工具，包括：
一对轴，包括沿横向于物体传送方向的方向延伸的第一轴和第二轴；
由所述一对轴支撑的传送带，所述传送带限定物体支撑表面；
电动马达，用于驱动所述轴中的至少一个以及在所述运载工具沿着所述传送路径移动到物体传送位置之后引起所述传送带和设置在所述物体支撑表面上的任何物体的移动；和
传感装置，用于感测物体和横向于由所述物体支撑表面限定的平面的检测平面之间的交点，所述传感装置包括：
多个光电探测器元件，设置成线性阵列；
激光光源；和
透镜***，其尺寸和布置设计成接收来自所述激光光源的光能并将所接收到的光能准直成与所述多个光电探测器元件对准的线，其中所述线的光能由所述多个光电探测器元件中的每个光电探测器元件接收，除非高于灵敏度阈值的光能量被设置在所述物体支撑表面上的物体吸收、反射或折射。
27.如权利要求26所述的运载工具，其中所述线性阵列的每个光电探测器安装在刚性基板上，并且其中所述激光光源安装在所述刚性基板上。
28.如权利要求26或27所述的运载工具，其中所述传感装置还包括反射镜，所述反射镜的尺寸和布置设计成接收在沿着物体边界感测平面的第一部分传播之后的准直光能的线，以及重新定向沿着所述物体感测平面的第二部分的准直光能的线以用于由所述光电探测器元件进行感测。
29.如权利要求28所述的运载工具，还包括安装构件，所述安装构件将所述反射镜耦合到所述基板，以便保持所述透镜***和所述光电探测器元件的线性阵列之间的固定对准，尽管在运载工具的移动期间所述边界感测平面相对于所述物体支撑表面瞬时再定向。
30.如权利要求26-29中任一项所述的运载工具，还包括耦合到每个所述光电探测器元件的逻辑，所述逻辑适于当沿所述物体支撑表面在第一方向移动的物体的前表面穿过所述物体感测边界时记录逻辑状态的第一变化。
31.如权利要求30所述的运载工具，其中耦合到每个所述光电探测器元件的所述逻辑还适于当沿着所述物体支撑表面在所述第一方向上移动的物体的后表面穿过所述物体感测边界时记录逻辑状态的第二变化。
32.如权利要求26-31中任一项所述的运载工具，其中所述传感装置是邻近所述第一轴设置的第一传感装置，并且其中所述运载工具还包括与第二轴相邻的第二传感装置，所述第二传感装置的尺寸和布置设计成感测物体和横向于由所述物体支撑表面限定的平面的第二检测平面之间的交点，并且所述第二传感装置包括设置成线性阵列的第二多个光电探测器元件；
第二激光光源；和
第二透镜***，其尺寸和布置设计成接收来自所述第二激光光源的光能并将所接收到的光能准直成与所述第二多个光电探测器元件对准的线，其中所述线的光能由所述第二多个光电探测器元件中的每个光电探测器元件接收，除非高于灵敏度阈值的光能量被与所述第二物体检测平面相交的物体吸收、反射或折射。
33.一种用于沿着传送路径传送物体的***，包括：
物体支撑表面；
物体移送机构，操作为在至少一个物体移送方向上移动由所述物体支撑表面支撑的物体；和传感装置，用于感测物体和检测平面之间的交点，所述传感装置包括：
多个光电探测器元件，设置成线性阵列；
激光光源；和
透镜***，其尺寸和布置设计成接收来自所述激光光源的光能并将所接收到的光能准直成与所述多个光电探测器元件对准的线，其中所述线的光能由所述多个光电探测器元件中的每个光电探测器元件接收，除非高于灵敏度阈值的光能量被设置在所述物体支撑表面上的物体吸收、反射或折射。
34.如权利要求33所述的***，其中所述物体移送机构包括限定所述物体支撑表面的至少一部分的传送带。
35.如权利要求34所述的***，其中所述物体移送机构在正交于所述传送路径的第一物体移送方向上可移动。
36.如权利要求35所述的***，其中所述物体移送机构在与所述第一物体移送方向相反的第二物体移送方向上可移动。
37.如权利要求33-36中任一项所述的***，还包括用于沿所述传送路径移动所述物体支撑表面的运载工具。
38.如权利要求37所述的***，其中物体移送机构安装在所述运载工具上，以沿着所述传送路径移动。
39.如权利要求37或38所述的***，其中所述传感装置是安装在所述运载工具的第一卸载端附近的第一传感装置，并且其中所述运载工具还包括：
第二传感装置，其设置为靠近所述运载工具的第二卸载端，所述第二传感装置的尺寸和布置设计成感测物体和第二检测平面之间的交点，并包括以线性阵列设置的第二多个光电探测器元件；
第二激光光源；和
第二透镜***，其尺寸和布置设计成接收来自所述第二激光光源的光能并将所接收到的光能准直成与所述第二多个光电探测器元件对准的线，其中所述线的光能由所述第二多个光电探测器元件中的每个光电探测器元件接收，除非高于灵敏度阈值的光能量被与所述第二物体检测平面相交的物体吸收、反射或折射。
40.如权利要求39所述的***，其中，所述第一传感装置和所述第二传感装置的尺寸和布置设计成使得所述第一检测平面和所述第二检测平面彼此平行。
41.如权利要求39所述的***，其中，所述第一传感装置和所述第二传感装置的尺寸和布置设计成使得所述第一检测通道和第二检测通道中的每一个与由所述物体支撑表面限定的平面正交并横向于由所述物体支撑表面限定的平面。
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