專利名稱：用于跟蹤傳送機(jī)系統(tǒng)上負(fù)載的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在處理站之間跟蹤負(fù)載的傳送機(jī)負(fù)載跟蹤系統(tǒng)，尤其是涉及一種利用負(fù)載的后緣跟蹤負(fù)載的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在物料輸送、工業(yè)處理以及包裹系統(tǒng)等領(lǐng)域中，使用自動(dòng)化設(shè)備來自動(dòng)輸送負(fù)載使其通過各種處理步驟。通常，當(dāng)負(fù)載在輸送系統(tǒng)例如傳送機(jī)上移動(dòng)時(shí)，必須跟蹤各負(fù)載以及與具體負(fù)載相關(guān)的任意數(shù)據(jù)，并且要控制該傳送機(jī)。該傳送機(jī)可由各傳送機(jī)段(conveyor segment)組成，有可能希望單獨(dú)地控制各段并且當(dāng)負(fù)載在傳送機(jī)段之間移動(dòng)時(shí)對(duì)負(fù)載進(jìn)行跟蹤。舉例來說，特定的控制要求，諸如目標(biāo)站處理速度、傳送機(jī)上的負(fù)載間隔以及選擇性的目的地等，可能要求控制器獨(dú)立地啟動(dòng)和停止傳送機(jī)段，或者獨(dú)立地改變傳送機(jī)段速度。
一種被用來跟蹤負(fù)載并控制傳送機(jī)的普遍方法包括感測(cè)負(fù)載的前緣。當(dāng)感測(cè)到負(fù)載的前緣時(shí)，產(chǎn)生與該負(fù)載相關(guān)的負(fù)載記錄，并且由控制器選擇性地將負(fù)載記錄傳入與各傳送機(jī)段或區(qū)域相關(guān)的列表(list)。準(zhǔn)確的跟蹤需要控制器中負(fù)載記錄的傳遞以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能反映負(fù)載在該系統(tǒng)中的實(shí)際位置。盡管這種“前緣”跟蹤技術(shù)大體上適用于許多應(yīng)用場(chǎng)合，尤其是負(fù)載的尺寸及形狀相同且一致(例如板式傳送系統(tǒng))的場(chǎng)合，但是當(dāng)這種技術(shù)用在傳送不同尺寸和形狀的負(fù)載的系統(tǒng)時(shí)，其會(huì)面臨將在下面描述的虛假負(fù)載(ghostload)以及紊亂狀態(tài)(race condition)。
與利用前緣同時(shí)進(jìn)行跟蹤和控制相關(guān)的一個(gè)問題在于，某些傳送機(jī)的控制條件可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的跟蹤。例如，參考圖1A，當(dāng)位于傳送機(jī)段C1端部處的傳感器B感測(cè)到負(fù)載X的前緣時(shí)，該系統(tǒng)通常將負(fù)載記錄傳送至與下一傳送機(jī)C2相關(guān)的列表。然而，如果控制條件需要在感測(cè)到負(fù)載的前緣時(shí)就停止傳送機(jī)C1同時(shí)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)傳送機(jī)C2，則即使實(shí)際的負(fù)載在傳送機(jī)C1的卸貨端處?kù)o止，但傳送機(jī)C2的編碼器E仍會(huì)持續(xù)產(chǎn)生脈沖，且負(fù)載X的預(yù)期窗口(expected window)向前移動(dòng)至傳送機(jī)C2上，從而在傳送機(jī)C2的列表內(nèi)產(chǎn)生虛假負(fù)載。
一種針對(duì)這種虛假情況的技術(shù)是同時(shí)跟蹤負(fù)載的前緣和后緣。當(dāng)傳感器B檢測(cè)到負(fù)載X的前緣時(shí)，更新負(fù)載記錄，并將更新后的負(fù)載記錄置入與傳感器B相關(guān)的保持區(qū)域(holding area)。在感測(cè)到負(fù)載的后緣時(shí)，將負(fù)載記錄從傳感器B的保持區(qū)域釋放至傳送機(jī)C2的列表或數(shù)據(jù)陣列。這種延遲需要確定負(fù)載的尺寸以確定負(fù)載X的前緣的位置。為了確定負(fù)載的尺寸，要在前緣和后緣之間對(duì)編碼器脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。這種系統(tǒng)的一個(gè)問題是會(huì)明顯增加對(duì)控制器或處理器的要求。因此，為了維持運(yùn)行效率，通常必須安裝更為復(fù)雜和昂貴的控制器以跟蹤并控制該系統(tǒng)。
一些前緣和后緣方法也使用兩套傳感器裝置，例如圖1B所示。盡管這種方法適用于許多場(chǎng)合，但如果最大負(fù)載長(zhǎng)度大于傳感器之間的間隔時(shí)，這種方法就會(huì)失效。也就是說，當(dāng)傳感器B2檢測(cè)到負(fù)載的前緣時(shí)，控制器會(huì)試圖將負(fù)載記錄從用于傳送機(jī)C2的列表前部傳送至用于傳感器B2的保持區(qū)域。然而，因?yàn)閭鞲衅鰾1還未檢測(cè)到負(fù)載X的后緣，因此控制器不會(huì)將負(fù)載記錄從用于傳感器B1的保持區(qū)域傳至用于傳送機(jī)C2的列表，因此在用于傳送機(jī)C2的列表中不存在負(fù)載記錄。在這種情況下，系統(tǒng)為該意外的負(fù)載產(chǎn)生新的負(fù)載記錄。因此，當(dāng)傳感器B1檢測(cè)到負(fù)載X的后緣時(shí)，負(fù)載記錄從用于傳感器B1的保持區(qū)域傳至用于傳送機(jī)C2的列表。由于負(fù)載X的前緣的預(yù)期窗口已經(jīng)過傳感器B2，這樣由于未到達(dá)傳感器B2而將該負(fù)載記錄從此模型中移除。這些產(chǎn)生并刪除用于補(bǔ)償最大長(zhǎng)度大于傳感器間隔的負(fù)載的負(fù)載記錄的附加步驟，進(jìn)一步加大了對(duì)控制器或處理器的要求，并且增加了跟蹤時(shí)出錯(cuò)的可能性。
參考圖1B所論述的情形可以通過配置如下系統(tǒng)來克服傳感器B1在檢測(cè)到負(fù)載X的后緣時(shí)不做任何事情，而當(dāng)傳感器B2檢測(cè)到負(fù)載X的前緣時(shí)，系統(tǒng)傳送在傳感器B1處的記錄而不是傳送在傳送機(jī)C2的列表前部處的記錄。然而，如圖1C所示，當(dāng)連續(xù)負(fù)載的前緣之間的距離小于傳感器之間的距離時(shí)，這種方案將產(chǎn)生紊亂狀態(tài)。舉例來說，若如圖示在傳送機(jī)上傳送兩個(gè)短長(zhǎng)度負(fù)載X和Y，則傳感器B1檢測(cè)到負(fù)載X的前緣并更新記錄以表示該負(fù)載位于傳感器B1處。如上所述，當(dāng)傳感器B1檢測(cè)到負(fù)載X的后緣時(shí)，控制器不會(huì)更新任意記錄或列表。因此，如果在傳感器B2檢測(cè)到負(fù)載X的前緣之前傳感器B1檢測(cè)到負(fù)載Y的前緣，則在該跟蹤模型中將出現(xiàn)沖突，具體表現(xiàn)為，負(fù)載Y的負(fù)載記錄會(huì)試圖覆蓋用于傳感器B1的保持區(qū)域中的負(fù)載X的負(fù)載記錄。
另外，如圖1D所示，如果與負(fù)載X相連的帶子、標(biāo)簽或者其他松散物件被傳感器B1檢測(cè)到而不是被傳感器B2檢測(cè)到，則也滿足上述的紊亂狀態(tài)，從而上述忽略傳感器B1處后緣的方案也會(huì)失效。例如，傳感器B1檢測(cè)到負(fù)載X的前緣并更新記錄，以表明負(fù)載X位于傳感器B1處。然后傳感器B2檢測(cè)到負(fù)載X的前緣并更新記錄，以表明負(fù)載X不再位于傳感器B1處而是位于傳感器B2處。然后，在傳感器B1處檢測(cè)到與負(fù)載X后緣相連的松散物件的前緣，且在傳感器B1處產(chǎn)生新的負(fù)載記錄。隨后，所述松散物件發(fā)生移動(dòng)，并且獨(dú)立于負(fù)載X的后緣而不能被傳感器B2檢測(cè)。如上所述，當(dāng)傳感器B1檢測(cè)到新負(fù)載的后緣時(shí)控制器不會(huì)更新任何記錄或列表，并且由于在傳感器B2處未能檢測(cè)到該新負(fù)載，因此該負(fù)載將保持在傳感器B1的保持區(qū)域中。當(dāng)在傳感器B1處檢測(cè)到負(fù)載Y的前緣時(shí)，在上述的跟蹤模型里就出現(xiàn)沖突。
總而言之，為克服和減小現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，已經(jīng)使用了各種方法，但僅取得了有限程度的成功，從而需要簡(jiǎn)單的方案，該方案不用增加附加的控制步驟就能有效地跟蹤負(fù)載，同時(shí)消除或減少發(fā)生虛假負(fù)載、紊亂狀態(tài)或者跟蹤沖突的潛在可能性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種用于在處理站之間跟蹤負(fù)載的傳送機(jī)負(fù)載跟蹤系統(tǒng)，更具體地，提供一種利用負(fù)載的后緣跟蹤負(fù)載的系統(tǒng)和方法。該方法允許跟蹤位于具有第一傳感器的傳送機(jī)系統(tǒng)上的具有后緣和前緣的負(fù)載。該方法包括下述步驟通過第一傳感器感測(cè)負(fù)載的后緣，以及對(duì)第一傳感器感測(cè)負(fù)載的后緣進(jìn)行響應(yīng)而更新負(fù)載的負(fù)載記錄。該方法允許僅使用后緣來跟蹤沿傳送機(jī)系統(tǒng)的負(fù)載，以消除與跟蹤負(fù)載的前緣或者與負(fù)載的前后緣相關(guān)的問題。
在一可選實(shí)施例中，該方法可以包括通過源負(fù)載傳感器感測(cè)負(fù)載的后緣；對(duì)感測(cè)到負(fù)載的后緣進(jìn)行響應(yīng)而更新控制器中的負(fù)載記錄；產(chǎn)生具有多個(gè)脈沖的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)的脈沖數(shù)量正比于負(fù)載在第一傳送機(jī)段上的行程；以及，利用所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)、以及對(duì)感測(cè)到所述負(fù)載的后緣進(jìn)行響應(yīng)而更新的負(fù)載記錄，跟蹤第一傳送機(jī)段上的負(fù)載。
該傳送機(jī)系統(tǒng)整體上包括第一傳送機(jī)段；第二傳送機(jī)段，所述第二傳送機(jī)段設(shè)置成與所述第一傳送機(jī)段相對(duì)，以將所述負(fù)載從所述第一傳送機(jī)段傳送至所述第二傳送機(jī)段；傳感器，其被構(gòu)造為用來感測(cè)負(fù)載的后緣；控制器，所述控制器被構(gòu)造為對(duì)所述傳感器感測(cè)到所述負(fù)載的后緣進(jìn)行響應(yīng)，將負(fù)載記錄從與所述第一傳送機(jī)段相關(guān)的第一數(shù)據(jù)陣列傳送至與所述第二傳送機(jī)段相關(guān)的第二數(shù)據(jù)陣列。
由下面詳細(xì)的描述、權(quán)利要求書以及附圖，本發(fā)明的其他應(yīng)用范圍將顯而易見。不過，應(yīng)該理解，由于對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種變化和修改將顯而易見，因此僅以解釋性的方式給出這些詳細(xì)描述以及具體的實(shí)例，其表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。


從下面給出的詳細(xì)說明、所附權(quán)利要求書以及附圖，可以更充分地理解本發(fā)明，在附圖中圖1A是包裹處理系統(tǒng)的部分示意圖，示出了跟蹤虛假負(fù)載的前緣檢測(cè)系統(tǒng)；圖1B是包裹處理系統(tǒng)的部分示意圖，示出了使用前緣和后緣的跟蹤系統(tǒng)用于比傳感器的間距大的負(fù)載時(shí)的出錯(cuò)情形；圖1C是包裹處理系統(tǒng)的部分示意圖，示出了選擇性地混合使用負(fù)載前緣和負(fù)載后緣的跟蹤系統(tǒng)用于小尺寸負(fù)載時(shí)的沖突情形；圖1D是包裹處理系統(tǒng)的部分示意圖，示出了選擇性地混合使用負(fù)載前緣和負(fù)載后緣的跟蹤系統(tǒng)在面臨意外情況時(shí)的沖突情形；圖2是示出處理器、通信模塊、第一數(shù)據(jù)陣列和第二數(shù)據(jù)陣列之間的數(shù)據(jù)交互的流程圖；圖3為用于多段傳送機(jī)系統(tǒng)的包裹處理系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)具有根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的負(fù)載跟蹤設(shè)備；圖4為該包裹處理系統(tǒng)的示意圖，示出了負(fù)載的可能的實(shí)際布局；圖5為圖4中包裹處理系統(tǒng)的示意圖，示出了被跟蹤的各種尺寸的負(fù)載；圖6是概括示出在對(duì)沿圖4所示包裹處理系統(tǒng)移動(dòng)的包袋進(jìn)行跟蹤過程中的處理步驟的流程圖；及圖7示出了一示例性負(fù)載記錄中的跟蹤信息。
具體實(shí)施例方式
圖3-圖5大致示出了根據(jù)本發(fā)明的傳送機(jī)系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括多個(gè)互連的傳送結(jié)構(gòu)或傳送段，例如圖示的由電動(dòng)機(jī)26驅(qū)動(dòng)的帶式傳送機(jī)20，所述帶式傳送機(jī)被設(shè)計(jì)用來在源站30和目標(biāo)站40之間傳送負(fù)載。傳送機(jī)系統(tǒng)10包括與一個(gè)或多個(gè)編碼器50及傳感器52相連的控制器70。如圖3所示，系統(tǒng)10整體上包括多個(gè)傳送部分，用于在多個(gè)源站和/或目標(biāo)站之間選擇性地傳送負(fù)載。為方便參考，各傳送機(jī)部分和與之相關(guān)的電動(dòng)機(jī)、編碼器及傳感器由適當(dāng)?shù)淖帜笜?biāo)號(hào)表示，例如，各傳送機(jī)段由20A、20B和20C表示?？刂破?0與各傳送機(jī)段的電動(dòng)機(jī)26、編碼器50以及傳感器52操作性地通信，以控制該系統(tǒng)的運(yùn)行并跟蹤負(fù)載，這一點(diǎn)將在后文說明。總之，控制器70執(zhí)行用于單獨(dú)控制傳送機(jī)段20的控制功能，并執(zhí)行用于跟蹤沿各傳送機(jī)段的負(fù)載的跟蹤功能。控制器的跟蹤功能利用本文所述的后緣技術(shù)來跟蹤各傳送機(jī)段上的負(fù)載。
參考圖3，傳送機(jī)段20由一個(gè)電動(dòng)機(jī)或多個(gè)電動(dòng)機(jī)26A-26E驅(qū)動(dòng)，所述電動(dòng)機(jī)由控制器70控制。編碼器50A-50E一般安裝在傳送機(jī)惰輪的軸上，并產(chǎn)生與控制器70進(jìn)行通信的脈沖信號(hào)。脈沖的周期正比于傳送機(jī)段的速度；例如，在第一編碼器50A發(fā)出兩相鄰脈沖之間的時(shí)間內(nèi)，傳送機(jī)段20A經(jīng)過固定的距離。
在第一傳送機(jī)段20A的一端處設(shè)有源站30，該源站30包括源站負(fù)載傳感器54。盡管未圖示，但是可以使用多個(gè)源站向傳送機(jī)段20提供負(fù)載；或者，多個(gè)源站可以將負(fù)載送到另外的段(未圖示)上，這些另外的段進(jìn)而將負(fù)載提供至特定的傳送機(jī)段。在傳送機(jī)段20的另一端處有目標(biāo)站40。傳送機(jī)段端部處的傳感器52可以用作目標(biāo)站負(fù)載傳感器。在本發(fā)明中也可以使用多個(gè)目標(biāo)站。
控制器70(本文中也稱作處理器)可以是經(jīng)過適當(dāng)編程的微處理器、PLC或任意其他合適的控制模塊?？刂破?0與編碼器50、傳感器52以及電動(dòng)機(jī)26操作性地通信，用以控制傳送機(jī)段20并跟蹤沿各傳送機(jī)段的各負(fù)載。如圖2所示，控制器70可以包括處理器72、通信模塊74以及數(shù)據(jù)陣列76。數(shù)據(jù)陣列76可以在控制器70的存儲(chǔ)器中生成。該控制器可以是任意適于利用負(fù)載的后緣對(duì)傳送機(jī)系統(tǒng)上的負(fù)載進(jìn)行跟蹤的控制器。
在各傳感器52感測(cè)到負(fù)載的后緣時(shí)，控制器70接收來自各傳感器52的信號(hào)。在接收到來自傳感器52的信號(hào)時(shí)，控制器可以生成或者更新數(shù)據(jù)陣列76中的負(fù)載記錄。更具體地講，在源站負(fù)載傳感器54感測(cè)到負(fù)載的后緣時(shí)，產(chǎn)生負(fù)載記錄，并將該負(fù)載記錄插入第一數(shù)據(jù)陣列76A。盡管所有傳送機(jī)段可以使用一個(gè)數(shù)據(jù)陣列，但在圖示的實(shí)施例中，控制器為具體的傳送機(jī)段產(chǎn)生指定的專用數(shù)據(jù)陣列76。所述數(shù)據(jù)陣列可以是與傳送機(jī)段20上負(fù)載對(duì)應(yīng)的有序負(fù)載記錄的列表。在圖示的實(shí)施例中，所述列表根據(jù)傳送機(jī)段上負(fù)載的順序以鏈接列表管理圖表(linked list management scheme)的形式進(jìn)行連續(xù)排序。各負(fù)載記錄包含負(fù)載的跟蹤數(shù)據(jù)以及有關(guān)負(fù)載在傳送機(jī)段上位置的信息。圖7中可以看到示例性的負(fù)載記錄。因此，當(dāng)負(fù)載從一個(gè)傳送機(jī)段實(shí)際移到另一傳送機(jī)段時(shí)，控制器也在數(shù)據(jù)陣列之間傳遞相關(guān)的負(fù)載數(shù)據(jù)。
如上所述，傳感器52可以是任意適當(dāng)?shù)膫鞲醒b置，例如光電元件(photocell)、限位開關(guān)、接近傳感器等。在圖示的實(shí)施例中，盡管傳感器52既感測(cè)負(fù)載的后緣又感測(cè)負(fù)載的前緣，但控制器70僅使用負(fù)載的后緣用于跟蹤。在圖示的實(shí)施例中，傳感器52為光電元件；在負(fù)載的后緣經(jīng)過之后，負(fù)載不再止擋光電元件的光源從安裝于傳送機(jī)另一側(cè)上的反射表面反射，從而當(dāng)該光電元件的光源被該反射表面反射時(shí)，該傳感器感測(cè)到負(fù)載的后緣。在某些實(shí)施例中，控制器在控制傳送機(jī)段運(yùn)行時(shí)可以使用負(fù)載的前緣，而利用后緣進(jìn)行跟蹤。
在轉(zhuǎn)向描述本發(fā)明的跟蹤功能之前，需要注意的是，本發(fā)明的許多有益效果和優(yōu)點(diǎn)是參考用于負(fù)載跟蹤和傳送機(jī)控制的后緣檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行描述的。在1994年8月9日公布的名稱為“用于帶式傳送機(jī)負(fù)載跟蹤的方法和設(shè)備(Method And Apparatus For Belt Conveyor Load Tracking)”的美國(guó)專利No.5,335,777中詳細(xì)示出并說明了一種代表性的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以進(jìn)行修改以利用后緣檢測(cè)系統(tǒng)取代前緣檢測(cè)系統(tǒng)，在此通過特別參考援引該專利。
參考圖4，當(dāng)負(fù)載L1-L3從源站30出來時(shí)，傳送機(jī)系統(tǒng)10跟蹤負(fù)載L1-L3。當(dāng)負(fù)載L1-L3從源站30出來時(shí)，源站傳感器54檢測(cè)負(fù)載的后緣。因此，當(dāng)負(fù)載L1-L3進(jìn)入第一傳送機(jī)段20A時(shí)，控制器70在第一數(shù)據(jù)陣列76A中產(chǎn)生各負(fù)載的負(fù)載記錄。與各負(fù)載相關(guān)的負(fù)載記錄可以包括跟蹤負(fù)載、描述負(fù)載以及安排負(fù)載順序所需的任何信息。與各負(fù)載相關(guān)的信息可以通過任意公知裝置提供給控制器70，所述公知裝置包括條形碼閱讀機(jī)、頻率標(biāo)簽閱讀機(jī)(frequency tag reader)、稱重儀器、仿形傳感器(profiling sensor)、視覺系統(tǒng)、操作鍵盤或任意其他的與控制器相連并進(jìn)行通信的裝置。在圖示的實(shí)施例中，控制器70跟蹤各作為單個(gè)點(diǎn)的負(fù)載尤其是后緣。為實(shí)現(xiàn)跟蹤目的，通過只跟蹤負(fù)載的后緣而不計(jì)算負(fù)載的尺寸，控制器不需要太大的處理能力。在某些實(shí)施例中，控制器可以測(cè)量負(fù)載尺寸并將負(fù)載尺寸與負(fù)載關(guān)聯(lián)，以用于控制目的。為實(shí)現(xiàn)控制目的，通過對(duì)來自編碼器50的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，可以測(cè)得負(fù)載的前緣和后緣之間的負(fù)載尺寸。當(dāng)然在為實(shí)現(xiàn)控制目的而確定負(fù)載尺寸時(shí)也可以使用其他的方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該很容易就能理解可以使用單獨(dú)的控制器以分別用于跟蹤和控制目的。
參考圖2、圖4和圖6，下面將更詳細(xì)地描述傳送機(jī)系統(tǒng)10的操作。當(dāng)?shù)谝回?fù)載L1沿傳送機(jī)系統(tǒng)10傳送至圖示位置時(shí)，第一負(fù)載經(jīng)過源站傳感器54，源站傳感器54為控制器70提供信號(hào)。源站傳感器54可以使用負(fù)載的后緣或者使用負(fù)載的前緣來辨識(shí)負(fù)載，從而跟蹤負(fù)載。在圖示實(shí)施例中，當(dāng)源站傳感器54感測(cè)到第一負(fù)載的后緣時(shí)，控制器70在與第一傳送機(jī)段20A相關(guān)的第一數(shù)據(jù)陣列76A中產(chǎn)生第一負(fù)載L1的負(fù)載記錄。然后控制器70利用第一編碼器50A跟蹤沿著第一傳送機(jī)段20A的第一負(fù)載L1。當(dāng)?shù)诙?fù)載L2從源站30出來并進(jìn)入第一傳送機(jī)段20A時(shí)重復(fù)該過程。更具體地，當(dāng)源站傳感器54感測(cè)第二負(fù)載的后緣后，控制器70在第一數(shù)據(jù)陣列76A中產(chǎn)生第二負(fù)載L2的負(fù)載記錄。當(dāng)?shù)谝回?fù)載L1的后緣經(jīng)過與第一傳送機(jī)段20A相關(guān)的第一傳感器52A時(shí)，控制器70將第一負(fù)載的負(fù)載記錄從第一數(shù)據(jù)陣列76A傳至第二數(shù)據(jù)陣列76B。各數(shù)據(jù)陣列可以設(shè)置成列表或者具有用于跟蹤負(fù)載的任意其他適當(dāng)?shù)慕M織結(jié)構(gòu)。然后控制器繼續(xù)跟蹤沿第二傳送機(jī)段20B行進(jìn)的第一負(fù)載L1以及沿第一傳送機(jī)段20A行進(jìn)的第二負(fù)載L2。利用圖4中所示的結(jié)構(gòu)，在第二負(fù)載L2的后緣到達(dá)第一傳感器52A之前，第一負(fù)載L1的后緣到達(dá)第二傳感器52B。因此，當(dāng)?shù)谝回?fù)載L1的后緣經(jīng)過第二傳感器52B時(shí)，此時(shí)第一負(fù)載從第二傳送機(jī)段20B移動(dòng)至第三傳送機(jī)段20C時(shí)，此時(shí)第一負(fù)載L1的負(fù)載記錄被從第二數(shù)據(jù)陣列76B傳至第三數(shù)據(jù)陣列76C。當(dāng)?shù)谌?fù)載L3從源站30進(jìn)入第一傳送機(jī)段20A時(shí)，通過如上所述與跟蹤第一和第二負(fù)載相關(guān)的方式產(chǎn)生負(fù)載記錄。同樣地，通過與第一負(fù)載L1相同的方式對(duì)第二和第三負(fù)載L2、L3進(jìn)行跟蹤并且在傳送機(jī)段之間進(jìn)行傳送?？梢酝ㄟ^與第一和第二負(fù)載類似的方式跟蹤后續(xù)的負(fù)載——即，在與第一傳送機(jī)段20A相關(guān)的第一數(shù)據(jù)陣列76A中產(chǎn)生源站30處負(fù)載記錄，然后當(dāng)負(fù)載進(jìn)入下一傳送機(jī)段，傳感器感測(cè)到該負(fù)載的后緣時(shí)，將該負(fù)載記錄傳至下一數(shù)據(jù)陣列?？梢愿鶕?jù)需要增加許多傳送機(jī)段，從而相關(guān)的數(shù)據(jù)陣列也隨之增加。
在跟蹤負(fù)載時(shí)，控制器70產(chǎn)生各負(fù)載的預(yù)期窗口(expectation window)。如果由于負(fù)載在特定傳送機(jī)段上的滑移使得該特定負(fù)載未到達(dá)預(yù)期窗口內(nèi)，則該預(yù)期窗口可以更新。更具體地，當(dāng)負(fù)載移向下一個(gè)傳感器52時(shí)，控制器利用編碼器50跟蹤負(fù)載，以估計(jì)負(fù)載的移動(dòng)。在數(shù)據(jù)陣列中產(chǎn)生負(fù)載記錄時(shí)，控制器就為所述負(fù)載記錄賦予一距離場(chǎng)(distance field)；并且編碼器每發(fā)一次脈沖，控制器就使該距離場(chǎng)減小。因此，隨著負(fù)載的移動(dòng)，距離場(chǎng)減小，從而所述距離場(chǎng)始終包含與負(fù)載后緣到下一傳感器的距離相對(duì)應(yīng)的理論值。如果在期望的時(shí)間或者期望的時(shí)間段內(nèi)負(fù)載未到達(dá)，則控制器可以一直等待直至感測(cè)到負(fù)載的后緣，然后生成允許負(fù)載在傳送機(jī)段上滑動(dòng)的修正因子。然后可以利用該修改因子來調(diào)整其余負(fù)載的預(yù)期窗口。在1994年8月9日公布的名稱為“用于帶式傳送機(jī)負(fù)載跟蹤的方法和設(shè)備(Method AndApparatus For Belt Conveyor Load Tracking)”的美國(guó)專利No.5,335,777中，對(duì)跟蹤負(fù)載時(shí)利用負(fù)載的前緣產(chǎn)生并使用預(yù)期窗口的方法進(jìn)行了更為詳細(xì)的說明，其可以進(jìn)行修改以使用本發(fā)明的利用負(fù)載后緣進(jìn)行跟蹤的方法。
如圖5所示，控制器70還可以跟蹤長(zhǎng)度大于一組傳感器之間距離的負(fù)載，因?yàn)樵摽刂破鲀H將負(fù)載尤其是其后緣視為一單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)來跟蹤。當(dāng)?shù)诙?fù)載L2從源站30出來時(shí)，源站負(fù)載傳感器54檢測(cè)到第二負(fù)載的后緣，控制器70在與傳送機(jī)20A相關(guān)的第一數(shù)據(jù)陣列76A中產(chǎn)生第二負(fù)載的負(fù)載記錄。即使在第一傳感器52A檢測(cè)到后緣之前第二傳感器52B檢測(cè)到了第二負(fù)載L2的前緣，負(fù)載記錄仍將保存在第一數(shù)據(jù)陣列76A中，直至第一傳感器52A檢測(cè)到后緣，此時(shí)才將負(fù)載記錄傳送至第二數(shù)據(jù)陣列76B。類似地，負(fù)載記錄將保存在第二數(shù)據(jù)陣列76B中，直至第二傳感器52B檢測(cè)到負(fù)載的后緣。因此，避免了同時(shí)使用前后緣來跟蹤長(zhǎng)度大于傳感器組中各傳感器之間距離的負(fù)載的問題，減少了控制步驟以及處理需求。
與現(xiàn)有方法——包括“前緣”跟蹤技術(shù)以及同時(shí)利用前緣和后緣進(jìn)行跟蹤或者選擇性的前緣和后緣的混合——相比較，“后緣”跟蹤技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是“后緣”技術(shù)視各負(fù)載為一單個(gè)點(diǎn)，從而減少了計(jì)算負(fù)載尺寸所需的處理能力。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于消除了與如圖1A所示的傳送機(jī)段停止時(shí)相關(guān)的虛假狀態(tài)，因?yàn)橹敝量拷鼈魉蜋C(jī)段這端處的傳感器感測(cè)到負(fù)載的后緣且包裹實(shí)際位于下一傳送機(jī)段上，負(fù)載記錄才會(huì)傳至下一傳送機(jī)段。此外，還可以消除紊亂狀態(tài)。通過僅感測(cè)后緣，負(fù)載的尺寸變得無(wú)所謂。更具體地，如果負(fù)載的長(zhǎng)度大于兩傳感器之間的距離，則通過僅感測(cè)后緣使得控制器不會(huì)由于感測(cè)到還未傳遞的負(fù)載的前緣而產(chǎn)生額外的負(fù)載。其他優(yōu)點(diǎn)包括避免了與利用編碼器計(jì)算與負(fù)載尺寸相關(guān)的處理步驟；并且不需要額外的存儲(chǔ)器來保持感測(cè)到后緣之前的負(fù)載記錄。
本發(fā)明還允許利用單個(gè)傳感器來同時(shí)進(jìn)行前緣控制以及后緣跟蹤。例如，某些應(yīng)用場(chǎng)合可能需要一系列短的傳送機(jī)段，以控制負(fù)載進(jìn)入處理區(qū)域的速度。這些傳送機(jī)段基于位于所述傳送機(jī)段端部處的傳感器檢測(cè)到負(fù)載的前緣而開動(dòng)和停止。通過這些相同的傳感器檢測(cè)負(fù)載的后緣，從而提供了對(duì)所述負(fù)載的跟蹤。
本文中所描述和圖示的本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)于控制功能使用“前緣”技術(shù)，而對(duì)于跟蹤功能使用“后緣”技術(shù)。盡管根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合的需求可以使用其他方法，但是將控制功能和跟蹤功能分開進(jìn)一步有利于改進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)。例如，如果一種現(xiàn)有的包裹處理系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的“前緣”跟蹤和控制，則通過選擇性地實(shí)施本發(fā)明用于跟蹤負(fù)載的“后緣”技術(shù)同時(shí)利用負(fù)載的前緣進(jìn)行控制，可以改善該系統(tǒng)。概括地說，本發(fā)明利用負(fù)載的后緣進(jìn)行跟蹤的目的。可以使用后緣、前緣、或者前后緣來控制傳送機(jī)系統(tǒng)。通過將負(fù)載的跟蹤與傳送機(jī)的控制分離并且僅使用后緣進(jìn)行跟蹤，減少了跟蹤負(fù)載所需處理步驟的數(shù)量。僅使用后緣進(jìn)行跟蹤還消除了潛在的紊亂狀態(tài)、虛假負(fù)載以及其他在利用負(fù)載的前緣或者同時(shí)利用負(fù)載的前后緣跟蹤的技術(shù)中常見的問題。該系統(tǒng)可以使用同時(shí)檢測(cè)負(fù)載前緣和后緣的傳感器，不過控制器僅利用負(fù)載的后緣進(jìn)行跟蹤。
前述論述揭示并描述了本發(fā)明的示例性的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員從這些論述以及附圖和權(quán)利要求書中將很容易認(rèn)識(shí)到，在不背離由權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神及合理范圍的情況下，可以作出各種變化、修改以及變體。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)1.一種跟蹤負(fù)載的方法，所述負(fù)載具有前緣和后緣，所述負(fù)載在具有第一傳感器的傳送機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行傳送，所述方法包括下述步驟通過所述第一傳感器感測(cè)所述負(fù)載的后緣；以及僅對(duì)通過所述第一傳感器感測(cè)所述負(fù)載的后緣進(jìn)行響應(yīng)而更新所述負(fù)載的負(fù)載記錄。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，所述傳送機(jī)系統(tǒng)包括第一傳送機(jī)段和第二傳送機(jī)段，所述第二傳送機(jī)段設(shè)置成與所述第一傳送機(jī)段相對(duì)，以將負(fù)載從所述第一傳送機(jī)段傳送至所述第二傳送機(jī)段；并且，所述傳送機(jī)系統(tǒng)還包括與所述第一傳送機(jī)段相關(guān)的第一數(shù)據(jù)陣列、以及與所述第二傳送機(jī)段相關(guān)的第二數(shù)據(jù)陣列；并且，所述更新負(fù)載記錄的步驟還包括步驟在通過第一傳感器感測(cè)到所述負(fù)載的后緣時(shí)，將所述負(fù)載記錄從所述第一數(shù)據(jù)陣列傳至所述第二數(shù)據(jù)陣列。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述傳送機(jī)系統(tǒng)還包括源傳感器；并且，所述方法還包括步驟在所述更新負(fù)載記錄的步驟之前，在通過所述源傳感器感測(cè)到所述負(fù)載時(shí)產(chǎn)生負(fù)載記錄。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述在通過所述源傳感器感測(cè)到所述負(fù)載時(shí)產(chǎn)生負(fù)載記錄的步驟還包括下述步驟通過所述源傳感器感測(cè)所述負(fù)載的后緣；以及將所述負(fù)載記錄輸入第一數(shù)據(jù)陣列。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述傳送機(jī)系統(tǒng)還包括與所述第二傳送機(jī)段相關(guān)的第二傳感器，所述方法還包括下述步驟通過所述第二傳感器感測(cè)所述負(fù)載的后緣；以及在通過所述第二傳感器感測(cè)到所述負(fù)載的后緣時(shí)，將所述負(fù)載記錄從所述第二數(shù)據(jù)陣列中移除。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述傳送機(jī)系統(tǒng)包括第三傳送機(jī)段，所述第三傳送機(jī)段具有相關(guān)的第三數(shù)據(jù)陣列；所述方法還包括步驟在將所述負(fù)載記錄從所述第二數(shù)據(jù)陣列中移除之后，將所述負(fù)載記錄添加至所述第三數(shù)據(jù)陣列。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括步驟將所述后緣視為所述傳送機(jī)系統(tǒng)上的用于跟蹤負(fù)載的單個(gè)點(diǎn)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述傳送機(jī)系統(tǒng)包括用于跟蹤所述負(fù)載的、與所述第一傳感器通信的控制器；并且，所述方法還包括步驟在通過所述第一傳感器感測(cè)到所述負(fù)載的后緣之前感測(cè)所述負(fù)載的前緣。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述對(duì)通過所述第一傳感器感測(cè)到所述負(fù)載的后緣進(jìn)行響應(yīng)而更新所述負(fù)載的負(fù)載記錄的步驟還包括步驟在通過所述控制器更新所述負(fù)載記錄時(shí)僅利用后緣。
10.一種跟蹤傳送機(jī)系統(tǒng)上的負(fù)載并且控制所述傳送機(jī)系統(tǒng)的方法，其中，所述負(fù)載包括后緣和前緣，并且所述傳送機(jī)系統(tǒng)包括第一傳送機(jī)段以及與所述第一傳送機(jī)段相關(guān)的源負(fù)載傳感器，所述負(fù)載傳感器與控制器通信，所述方法包括下述步驟通過所述源負(fù)載傳感器感測(cè)所述負(fù)載的后緣；僅對(duì)感測(cè)所述負(fù)載的后緣進(jìn)行響應(yīng)而更新所述控制器中的負(fù)載記錄；產(chǎn)生具有多個(gè)脈沖的脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)的脈沖數(shù)量正比于所述負(fù)載在所述第一傳送機(jī)段上的行程；以及利用所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)、以及對(duì)感測(cè)到所述負(fù)載的后緣進(jìn)行響應(yīng)而更新的負(fù)載記錄，跟蹤所述第一傳送機(jī)段上的負(fù)載。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，該方法還包括下述步驟感測(cè)所述負(fù)載的前緣；以及利用所述負(fù)載的前緣控制各傳送機(jī)段的運(yùn)行。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述傳送機(jī)系統(tǒng)包括第二傳送機(jī)段、以及與所述第一傳送機(jī)段相關(guān)的第一傳感器；并且，所述更新控制器中的負(fù)載記錄的步驟還包括步驟在通過所述源傳感器感測(cè)到所述負(fù)載的后緣時(shí)更新距離場(chǎng)，所述距離場(chǎng)包括所述負(fù)載的后緣和所述第一傳感器之間的距離。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，該方法還包括步驟響應(yīng)所產(chǎn)生的各脈沖而減小距離場(chǎng)。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述傳送機(jī)系統(tǒng)還包括第二傳送機(jī)段、以及與所述第一傳送機(jī)段相關(guān)的第一傳感器；所述方法還包括下述步驟由所述第一傳感器感測(cè)所述負(fù)載的后緣；以及在感測(cè)到所述后緣時(shí)，更新與所述第一傳送機(jī)段相關(guān)的第一數(shù)據(jù)陣列。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，該方法還包括下述步驟；由所述第一傳感器感測(cè)所述負(fù)載的前緣；在感測(cè)到所述前緣時(shí)，控制負(fù)載在所述第一傳送機(jī)段和第二傳送機(jī)段上的移動(dòng)。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述更新與所述第一傳送機(jī)段相關(guān)的第一數(shù)據(jù)陣列的步驟還包括步驟將所述第一數(shù)據(jù)陣列內(nèi)的負(fù)載記錄傳送至與所述第二傳送機(jī)段相關(guān)的第二數(shù)據(jù)陣列。
17.一種用于跟蹤負(fù)載的傳送機(jī)系統(tǒng)，所述負(fù)載具有前緣和后緣，所述系統(tǒng)包括第一傳送機(jī)段；第二傳送機(jī)段，所述第二傳送機(jī)段設(shè)置成與所述第一傳送機(jī)段相對(duì)，以將所述負(fù)載從所述第一傳送機(jī)段傳送至所述第二傳送機(jī)段；第一傳感器，所述第一傳感器與所述第一傳送機(jī)段操作性地相關(guān)，所述第一傳感器被構(gòu)造為用于感測(cè)所述負(fù)載的后緣；控制器，所述控制器與所述第一傳感器通信，所述控制器被構(gòu)造成僅對(duì)所述第一傳感器感測(cè)到所述負(fù)載的后緣進(jìn)行響應(yīng)，將負(fù)載記錄從與所述第一傳送機(jī)段相關(guān)的第一數(shù)據(jù)陣列傳送至與所述第二傳送機(jī)段相關(guān)的第二數(shù)據(jù)陣列。
18.如權(quán)利要求17所述的傳送機(jī)系統(tǒng)，其中該傳送機(jī)系統(tǒng)還包括源傳感器，所述源傳感器與所述控制器通信，所述源傳感器與所述第一傳感器位于所述第一傳送機(jī)段的相對(duì)端部，在所述源傳感器感測(cè)到所述負(fù)載的后緣時(shí)，所述控制器在所述第一數(shù)據(jù)陣列內(nèi)產(chǎn)生負(fù)載記錄。
按條約19條修改的說明譯文按照2006年10月4日 申請(qǐng)日期2004年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月29日
發(fā)明者布賴恩·C.·勒瓦瑟, 瑞安·A.·迪紹, 萊爾·A.·亨德森, 托德·E.·奧爾德曼 申請(qǐng)人:杰維斯·B·韋布國(guó)際公司