本申請要求于2014年5月23日提交的美國臨時專利申請?zhí)?2/002,708的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容通過援引以其全文并入本文。

發(fā)明背景

本披露總體上涉及材料搬運系統(tǒng)、并且更具體地涉及在物品的連續(xù)流動隊列內(nèi)的多個物品(例如紙箱)之間提供所希望間隙的間隙調(diào)整方法和系統(tǒng)。

在紙箱的連續(xù)流動隊列內(nèi)的多個紙箱之間創(chuàng)建正確的間隙在過去的幾十年內(nèi)已經(jīng)變成越來越難以解決的問題。在低的速度下，沒有真正的挑戰(zhàn)。例如，如果以100英尺每分鐘(FPM)行進(jìn)的兩個紙箱之間具有1英寸的間隙、但是需要12英寸，則控制系統(tǒng)可以容易地產(chǎn)生所需要的間隙，因為在前一個紙箱已經(jīng)離開傳送機(jī)之后可以(以0.5g)在幾英寸的行程之內(nèi)使得第二紙箱停下。然而，隨著這些紙箱的速度增大，傳送機(jī)要更遠(yuǎn)來停下(以相同的減速率)。并且，紙箱在該延長的時間期間以更高的平均速度行進(jìn)。因此，使紙箱停下所需的距離隨著速度增加的平方而增加。

因此，在600FPM下，第二紙箱為了將自己與前一個紙箱(始終以600FPM移動)之間的間隙增大11英寸而需要的行進(jìn)距離是46英寸。明顯地，幾乎沒有足夠的空間可用于在第一紙箱離開控制傳送機(jī)之后完成這個改變。

常規(guī)的單級間隙調(diào)整單元必須或是放棄或是以通常將致使在紙箱之間“拉”出所需要的間隙的速度來釋放。這種方法雖然通過應(yīng)用外來(exotic)算法而是合理有效的，但它基于紙箱的假定重量轉(zhuǎn)移點并且粗略地進(jìn)行相鄰紙箱的間隙調(diào)整。不可避免地，結(jié)果是在較高速度下變差的低效水平。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

這些不同的實施例提供了用于在物品的連續(xù)流動隊列內(nèi)的多個物品之間提供所希望間隙的系統(tǒng)和方法。多個不同的實施例方法可以包括通過以下方式操作包括多個傳送單元的材料搬運系統(tǒng)，即，通過針對多個物品生成多個運動輪廓線以便在這些物品之間提供預(yù)定間隙，并且控制該多個傳送單元，以便在該多個物品移動經(jīng)過該材料搬運系統(tǒng)時使各物品根據(jù)其運動輪廓線來移動。

附圖簡要說明

被并入本文并構(gòu)成本說明書的一部分的這些附圖展示了本發(fā)明的示例性實施例、并且連同上文給出的總體說明和下文給出的詳細(xì)說明一起用于解釋本發(fā)明的特征。

圖1-3示意性地展示了具有承載架的材料搬運系統(tǒng)的實施例，該承載架使上游與下游傳送帶之間的一個或多個過渡區(qū)物理地移動。

圖4是一系列展示，示出了根據(jù)實施例包括一系列接連的、單獨可控制的傳送單元的間隙調(diào)整系統(tǒng)的實施例的操作。

圖5是過程流程圖，展示了操作材料搬運系統(tǒng)來提供間隙控制的實施例方法。

圖6A-6N展示了間隙調(diào)整方法和系統(tǒng)的多個示例性實現(xiàn)方式。

圖7展示了適合用于這些不同實施例的材料搬運系統(tǒng)的示例性處理架構(gòu)。

圖8是適合用于這些不同實施例的實例膝上型計算裝置的部件框圖。

圖9是適合在實施例中使用的服務(wù)器計算裝置的部件框圖。

詳細(xì)說明

將參照附圖來詳細(xì)描述這些不同實施例。只要可能，貫穿這些附圖將使用相同的參考數(shù)字來表示相同或相似的零部件。引用特定實例和實現(xiàn)方式是為了說明性目的并且并不旨在限制本發(fā)明或權(quán)利要求書的范圍。

詞語“示例性的”在此用來意指“充當(dāng)實例、例子或例示”。任何在此描述為“示例性的”實現(xiàn)方式不一定要解釋成是比其他實現(xiàn)方式優(yōu)選的或有利的。

術(shù)語“計算裝置”在此用于指代以下各項中的任一項或全部：臺式計算機(jī)、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、膝上型計算機(jī)、平板計算機(jī)、智能書、掌上型計算機(jī)、個人計算機(jī)、以及至少裝備有被配置成用于執(zhí)行在此所描述的這些不同操作的處理器的類似電子裝置。

在此使用術(shù)語“服務(wù)器”來描述這些不同實施例。術(shù)語“服務(wù)器”被用來指代能夠作為服務(wù)器起作用的任何計算裝置，例如主交換服務(wù)器、web服務(wù)器、郵件服務(wù)器、文檔服務(wù)器、或任何其他類型的服務(wù)器。服務(wù)器可以是專用計算裝置或包括服務(wù)器模塊的計算裝置(例如，運行可以使該計算裝置作為服務(wù)器而運行的應(yīng)用程序)。服務(wù)器模塊(例如，服務(wù)器應(yīng)用程序)可以是全功能服務(wù)器模塊、或被配置成用于在計算裝置上提供動態(tài)數(shù)據(jù)庫之間的同步服務(wù)的輕型或次要服務(wù)器模塊(例如，輕型或次要服務(wù)器應(yīng)用程序)。輕型服務(wù)器或次要服務(wù)器可以是可以在計算裝置例如智能電話上實施的服務(wù)器型功能的簡化版，由此使該計算裝置能夠僅在提供在此描述的功能性所必要的程度上作為互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器(例如，企業(yè)電子郵件服務(wù)器)起作用。

這些不同的實施例提供了用于在物品的連續(xù)流動隊列內(nèi)的多個物品之間提供所希望間隙的系統(tǒng)和方法。這些不同的實施例可以被實施在材料搬運系統(tǒng)中，該材料搬運系統(tǒng)可以通過使用一個或多個傳送機(jī)構(gòu)(例如，傳送帶)來移動多個物品、例如紙箱。這些實施例還可以用于環(huán)形分類器中的引導(dǎo)傳送機(jī)，其中可以使用間隙調(diào)整來對引導(dǎo)物加以正時來與行經(jīng)該引導(dǎo)物的特定托盤或交叉帶相匹配。額外地，這些不同實施例可以使給送至分類器(例如，滑動靴分類器)的物品能夠與該分類器的板條(slat)對齊。

依次的獨立多過渡區(qū)間隙調(diào)整

用于在物品的連續(xù)流動隊列內(nèi)的多個物品(例如紙箱)之間提供所希望間隙的第一技術(shù)包括對多個傳送機(jī)過渡區(qū)利用多個(2個至n個)皮帶(例如傳送帶)，在這些過渡區(qū)處可以調(diào)整物品之間的間隙。這個概念依賴于要實現(xiàn)所需要的總間隙調(diào)整的足夠數(shù)量的受控過渡區(qū)。

在需要增大間隙的情況下，由于間隙在每個過渡區(qū)處增大，所以下一個下游過渡區(qū)具有更大的距離(空間)來進(jìn)一步實現(xiàn)增大。因此各過渡區(qū)可以是越來越有效果的。相反，在需要減小間隙的情況下，在其內(nèi)實現(xiàn)改變的可用空間逐漸減小。

人們可以用數(shù)學(xué)方式達(dá)到所需的最佳皮帶數(shù)量、并實施一種解決方案，該解決方案將在任何兩個給定物品之間產(chǎn)生完美間隙(在小公差之內(nèi))(例如，最大起始間隙為-24英寸)。然而，這并沒有考慮這些調(diào)整會對這一對的上游和下游的其他物品造成的影響。

最常見的控制方案在這些獨立過渡區(qū)處進(jìn)行調(diào)整而與其他物品上的所導(dǎo)致的負(fù)面影響關(guān)系很小或無關(guān)(雖然它們確實針對下游調(diào)整考慮了發(fā)生的下游傳送機(jī)前行速度變化)。

更精細(xì)的控制方案可以規(guī)劃或改變這些調(diào)整以便將對相鄰過渡區(qū)處的物品間隙的負(fù)面影響最小化。這樣的安排具有兩個主要限制因素。具體地，調(diào)整可能無意地對相鄰傳送機(jī)過渡區(qū)處的物品間隙具有不良影響。并且，可能存在混雜加速/減速率的問題。例如，如果皮帶“A”需要以最大減速率減慢以便在最后釋放的物品(當(dāng)前位于皮帶“B”上)與下一個釋放的物品之間打開間隙，但是下游皮帶“B”也處于最大減速模式中以便相對于皮帶“C”上的物品進(jìn)一步打開下游間隙，皮帶“A”就不能相對于皮帶“B”減慢并且因此對于調(diào)整間隙無效。

在此所描述的這些不同實施例可以解決與上文所描述的控制方案相關(guān)聯(lián)的這些問題中的一個或多個問題。

具有機(jī)械可變過渡位置的單一過渡區(qū)

圖1-3展示了具有承載架的材料搬運系統(tǒng)的實施例，該承載架被配置成用于使上游與下游皮帶之間的一個或多個過渡區(qū)物理地移動。如圖1所示，該承載架可以由系統(tǒng)控制器來控制以便使上游皮帶與下游皮帶之間的過渡區(qū)移動(平行于皮帶行進(jìn)的方向)。常見的單一過渡區(qū)間隙調(diào)整傳送機(jī)通常在高速下是無效的，因為在第一物品經(jīng)過過渡區(qū)之后第二物品沒有足夠的可用行進(jìn)距離。該第二物品需要足夠的距離以便實現(xiàn)足以做出所需要的間隙調(diào)整的溫和受控的速度改變。

在圖1-3所示的實施例系統(tǒng)中，在紙箱1經(jīng)過過渡區(qū)之后(參見圖2)，該承載架可以使該過渡區(qū)沿與紙箱行進(jìn)相同的方向物理地移動。該過渡區(qū)可以剛好保持在紙箱2的前方、長到足以賦予紙箱2其所需的、使得皮帶1減慢到足以實現(xiàn)所需要的間隙調(diào)整的行進(jìn)距離(參見圖3)。一旦已經(jīng)做出間隙調(diào)整并且皮帶1的速度再次與皮帶2的速度相匹配，該過渡區(qū)就可以快速地移動返回至其起始位置或返回至下一個紙箱的前邊緣，取較近者。使皮帶1速度增大至比皮帶2更快的速度的相同概念也可以用于減小大的間隙。

可以有效地利用圖1-3的系統(tǒng)來在物品的連續(xù)流動隊列內(nèi)的多個物品(例如紙箱)之間提供希望的間隙。在一些情況下，過渡區(qū)的重復(fù)移動可能導(dǎo)致該過渡區(qū)在下游方向上的“蠕動”移動。例如，在600FPM下，對于具有僅1英寸間隙的接連的多個9英寸紙箱并且需要將這些間隙打開到11英寸而言，所需要的過渡區(qū)移動可能產(chǎn)生大致每次間隙調(diào)整大致34英寸的“蠕動”(在下游方向上)。因此，圖1-3的系統(tǒng)可能在存在有限數(shù)量的這樣的接連紙箱間隙的情況下是最有效的(例如，在該系統(tǒng)僅必須接連地處理4個或5個此類紙箱間隙時，這可能產(chǎn)生-12-15英尺的過渡區(qū)運動范圍)。

具有并行的獨立物品運動輪廓線的單一過渡區(qū)

另外的實施例可以利用一系列接連的、單獨被供能的和/或單獨可控制的傳送單元。這些傳送單元可以是例如被獨立供能的輥(或多組輥)、短皮帶傳送機(jī)、短條帶皮帶傳送機(jī)、或其某些組合。也可以利用其他可能的傳送單元。這些傳送單元可以被安排成使得，每個被獨立供能的區(qū)段將一次影響僅一個物品的運動。這允許對于給定物品執(zhí)行運動輪廓線(例如，速度輪廓線、加速度輪廓線等)而不影響任何其他物品的運動輪廓線。

如果給定單元一次影響了多于一個物品的運動，則一個物品的運動輪廓線必定影響相鄰的物品。這總體上阻止了使用針對任一物品的最有效輪廓線。

多個不同的實施例可能能夠使用獨立的、真正并行的運動輪廓線(例如，速度輪廓線、加速度輪廓線等)。在規(guī)劃給定物品的運動輪廓線時的邏輯仍必須將相鄰物品考慮在內(nèi)。然而，這是與此類單元的主要目的一致的：在必要時相對于相鄰物品重新調(diào)整給定物品的位置。

這些不同實施例的區(qū)別在于：相對于該單元的卸載點執(zhí)行多個物品運動輪廓線(例如，速度輪廓線、加速度輪廓線等)可以是并行的。在大多數(shù)常規(guī)系統(tǒng)中，相對于該單元的卸載點執(zhí)行多個物品運動輪廓線是依次的。

多個不同實施例可以通過生成預(yù)先規(guī)劃的物品(例如紙箱)的運動輪廓線(例如，速度輪廓線、加速度輪廓線等)并且致使對物品運動施加影響的動力單元繼承該物品的運動輪廓線來實施間隙控制。在物品行經(jīng)給定單元時，該單元以與該物品的運動輪廓線一致的速度和加速率行進(jìn)。在該物品離開該單元時，該單元可以放棄該物品的輪廓線并且繼承下一個正到達(dá)的物品的輪廓線。如果出現(xiàn)了該單元同時對兩個物品施加影響的情形，則在這些不同實施例中，該單元可以繼承其更加全面地控制的那個物品的輪廓線。

可以根據(jù)該系統(tǒng)的要求來改變這些獨立單元的長度和數(shù)量。在確定這些獨立單元的長度時，可以考慮以下因素：

-被搬運的最小物品長度。

-有待擴(kuò)大的最小起始間隙。

-跨該系統(tǒng)這些單元的長度是均勻的還是可變的。例如，這些單元的長度可以可變的、隨著這些物品間隙擴(kuò)大而這些單元的長度變得更長。然而，由于運動輪廓線可能需要在該間隙調(diào)整系統(tǒng)中的任意點開始，所以這些單元的長度可能是盡可能短的。

-該間隙調(diào)整系統(tǒng)需要執(zhí)行的接連的困難的間隙調(diào)整的次數(shù)。

圖4是示出了該間隙調(diào)整系統(tǒng)的實施例的操作的一系列展示。在這些展示中，假設(shè)該系統(tǒng)將是被制動/計量傳送機(jī)來給送的，可以用該制動/計量傳送機(jī)來檢測并測量到達(dá)的紙箱并且提供最小起始間隙。圖4中的實施例采用9英寸紙箱、1英寸起始間隙、11英寸最終間隙、600FPM的傳送機(jī)基礎(chǔ)速度(但是也設(shè)想了上至以及超過650FPM的更高速度)、0.45g線性加速/減速率，并且紙箱1前面有正確間隙，從而紙箱1不需要進(jìn)行調(diào)整。

圖5是過程流程圖，展示了用于操作包括多個傳送單元的操作材料搬運系統(tǒng)的實施例方法500。方法500可以實施在例如圖4中所示的系統(tǒng)中，該系統(tǒng)可以被具有如圖7所示的處理架構(gòu)的系統(tǒng)控制器控制。在框501中，可以生成多個物品的運動輪廓線以便在這些物品之間提供預(yù)定間隙。這些物品可以是紙箱，例如這些物品可以在各物品之間具有第一間距(間隙)地進(jìn)入該系統(tǒng)。這些第一間隙可以是已知的和/或由該系統(tǒng)確定(例如檢測到)的?？梢詫⑦@些運動輪廓線生成為當(dāng)這些物品離開該系統(tǒng)時在各物品之間提供預(yù)定的第二間距(間隙)。

在框503中，可以控制該搬運系統(tǒng)的多個傳送單元，以便隨著該多個物品移動經(jīng)過該系統(tǒng)而使各物品根據(jù)其運動輪廓線來移動。這些傳送單元可以包括例如一系列輥(或多組輥)、短皮帶傳送機(jī)、短條帶皮帶傳送機(jī)、或可以獨立于該系統(tǒng)中的其他傳送單元受控制的另一個傳送機(jī)構(gòu)。該傳送單元可以被控制成使得被該傳送單元移動的各物品根據(jù)針對該物品所生成的運動輪廓線來移動。在多個實施例中，該傳送單元可以被控制成使該物品以基于針對該物品的運動輪廓線的速度和/或加速度來移動。在該物品移動離開該單元(即，被過渡到后續(xù)傳送單元)之后，該傳送單元可以被控制成使該物品流中的下一個物品以基于針對該下一個物品的運動輪廓線的速度和/或加速度來移動。因此，可以控制該系列傳送單元來并行地實施該多個針對這些物品中各個物品的運動輪廓線。在離開該系列傳送單元時，該多個物品可以在這些物品之間具有預(yù)定間隙。

多個不同實施例可以包括可以以高速度(例如，>500英尺每分鐘，例如600英尺每分鐘或更大，例如600-800英尺每分鐘)來搬運物品(例如紙箱)流的間隙調(diào)整系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)可以包括在入口處的制動/計量皮帶以便將接觸的物品(例如紙箱)分開。該系統(tǒng)可以在物品檢測器(例如，視覺光電眼)與第一過渡點(例如，第一皮帶末端)之間包括相對大的距離，以便收集足夠的物品和間隙信息來實現(xiàn)關(guān)于哪個物品向前移動、哪個物品移動返回、哪個物品留照原樣等的適當(dāng)規(guī)劃。

使用多個傳送單元控件的替代方案是將這些傳送單元作為沒有速度差異地進(jìn)行遞送的單獨系統(tǒng)來對待，有可能作為固定速度的分開傳送單元。這對每個傳送單元可以實現(xiàn)多少具有限制并且導(dǎo)致眾多單獨的系統(tǒng)。

另一個替代方案是具有相對短的傳送單元，包括多個不會影響多于一個物品的傳送單元。在這種情形下，各物品可以跨所有傳送單元接收獨立的控制?？梢钥缍鄠€傳送單元針對每個物品生成單一輪廓線，而不是多個針對每個過渡區(qū)生成單獨輪廓線。圖6A中示意性展示了結(jié)果。

在這個實施例中，該制動/計量區(qū)段不需要是可變速度的并且可以包括例如更多個的短的階段。這些短的傳送單元的長度可以足夠地短而使得它們典型地一次影響僅一個物品。在一些實施例中，每個傳送單元的長度可以并不比有待移動經(jīng)過該系統(tǒng)的最短物品的長度更長。在多個實施例中，這些傳送單元可以比最短物品的長度更短以允許這些物品之間的加速/減速。

在計量皮帶是固定速度的前提下，例如設(shè)想兩個其他紙箱之間的兩個紙箱太過靠近在一起，并且矯正是將領(lǐng)頭的紙箱A向前移動并且將尾隨的紙箱B向后移動。這在圖6B中展示出。假定沒有對該紙箱采取動作直至其完全處于這些短的傳送單元(例如，短皮帶)上。紙箱A的運動輪廓線(在這種情況下為速度輪廓線)可以傾斜升高、然后傾斜降低。在多個不同實施例中，速度輪廓線可以是線性速度輪廓線、非線性速度輪廓線、或線性和非線性速度的組合、并且可以描述物品隨著時間的規(guī)劃速度。在圖6C中示出了紙箱A的示例性速度輪廓線601和602。雖然圖6C中展示的是速度輪廓線，但是代替速度輪廓線或除此之外，可以使用加速度輪廓線來控制這些傳送單元。加速度輪廓線可以描述物品隨著時間的加速度和/或減速度、并且可以隨著時間是線性的、非線性的、恒定的、或是線性、非線性、和/或恒定加速度/減速度的組合。

一旦A進(jìn)入該系統(tǒng)的多傳送單元部分中、例如當(dāng)A不再處于計量皮帶的控制下并且進(jìn)入該系統(tǒng)的多傳送單元部分中時紙箱A的輪廓線就可以開始。假定的恒定加速率(a)，速度可以在一段時間段(t)上從起始速度(V₀)傾斜升高至峰值速度(V_P)，這產(chǎn)生了紙箱A必須向前移動的距離(d)的一半。一旦速度達(dá)到峰值速度(V_p)，則速度可以傾斜降低返回。圖6D中圖形地示出了從起始速度(V₀)(例如，對該系統(tǒng)的多傳送單元部分進(jìn)行給送的計量皮帶的速度)達(dá)到峰值速度(V_p)的增大。

類似地，紙箱B的輪廓線可以是三角形的(或替代地是彎曲的)并且可以并不開始直至B不再處于計量皮帶的控制下并且進(jìn)入該系統(tǒng)的多傳送單元部分。感興趣的是在沿著該路程的每個位置處的速度和時刻。可以在每個位置或點處確定各物品的速度和位置。這些物品之間的皮帶的加速率可以通過ΔV/Δt來計算。如在此所使用的，這些物品“之間”是指，皮帶在第一物品(例如，紙箱A)已經(jīng)離開之后為下一個物品(例如，紙箱B)作準(zhǔn)備而必須做的事。在圖6C中展示了紙箱B的速度輪廓線603。如通過速度輪廓線603的初始減速度和速度輪廓線601的初始加速度所展示的，該系統(tǒng)正嘗試通過增大紙箱A的速度并且減慢紙箱B的速度來將紙箱B相對于紙箱A“向后”移動，由此增大紙箱A與紙箱B之間的間隙。

可以基于物品在給定時刻(t)的位置(或距離)(即，P_t)、加速率(a)、起始速度(V₀)、以及在該給定時刻的速度(V_t)之間的關(guān)系來進(jìn)行對該物品在加速時在沿著路徑的每個位置處的速度和時刻的計算。例如，針對在加速期間的任意位置(P_t)，時刻(t)可以根據(jù)以下等式來確定：

一旦計算出時刻(t)，就可以根據(jù)以下等式計算出給定時刻的速度(V_t)：

V_t＝V₀+at

類似地，可以基于物品在給定時刻(t)的位置(或距離)(即，P_t)、加速率(a)(即，在物品的減速期間為負(fù)值)、起始速度(V₀)、以及在該給定時刻的速度(V_t)之間的關(guān)系來進(jìn)行對物品在減速時在沿著路徑的每個位置處的速度和時刻的計算。例如，針對在減速期間的任意位置P_t，時刻(t)可以根據(jù)以下等式來確定：

一旦計算出時刻(t)，就可以根據(jù)以下等式計算出給定時刻的速度(V_t)：

V_t＝V₀-at

在一個實施例中，可以開發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(例如，數(shù)組或表格，像電子數(shù)據(jù)表)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括每個點的速度和時刻并且可以包括所計算出的物品之間的傳送單元所需加速度。

在多個實施例中，當(dāng)物品離開可以是固定速度的計量皮帶時，該多傳送單元部分的這些傳送單元(例如，短皮帶)可以處于相同速度。

在多個實施例中，該間隙調(diào)整系統(tǒng)可以包括至少兩個軟件模塊、速度輪廓線規(guī)劃器和速度輪廓線控制器。該速度輪廓線規(guī)劃器可以計算物品的速度輪廓線。該速度輪廓線控制器可以通過根據(jù)該速度輪廓線來控制這些不同傳送單元來實施所計算出的速度輪廓線。

圖6E示意性地展示了正在流入間隙調(diào)整系統(tǒng)(“之前”)的一系列紙箱610、611、612、和613、以及具有希望的間隙間距(“之后”)的相同紙箱。理想的是使圖6E中的白色紙箱穿過該間隙調(diào)整系統(tǒng)而不發(fā)生速度增大或減慢，因為其間隙是好的。這些陰影紙箱需要使之相對于其他紙箱向前或向后移動的速度輪廓線。

如圖6F所展示的，雖然不以所希望的間隙來移動紙箱可能是理想的，但是一系列紙箱中的一個紙箱614或615的移動可能致使該紙箱碰撞到另一個紙箱，例如初始正確地間隙調(diào)整好的紙箱。當(dāng)這樣的事件發(fā)生時，比初始未正確地間隙調(diào)整好的紙箱更多的紙箱可能受到影響并且可能需要被移動。

在一些點處，由于之前的紙箱位置等，將存在如圖6G所示的情形，其中紙箱1不受影響地穿過，紙箱2向后移動了一點，紙箱3比紙箱2向后移動得更多，紙箱4比紙箱3向后移動得甚至更多，并且紙箱5比紙箱4向后移動得更多。紙箱6具有適當(dāng)?shù)拈g隙、但是由于紙箱5的輪廓線而仍必然受影響。

圖6G中的箭頭的角度代表該紙箱的加速度。例如，紙箱5具有比紙箱2更嚴(yán)重的矯正?？赡艽嬖谥埾浜蛡魉蛦卧?例如，皮帶)可以不會由于猛拉而造成搖擺地應(yīng)對的最大加速度(例如，針對三角形速度輪廓線為約0.45g，對于曲線速度輪廓線而言這可以增大)。

存在至少兩種實施各物品的輪廓線的方式。在一種方法(方法A)中，對所有物品使用同一加速度(例如，最大加速度、或接近最大加速度的加速度)。另一種方法(方法B)包括使用該間隙調(diào)整系統(tǒng)的長度的一部分來擬合這個或這些輪廓線，例如該間隙調(diào)整系統(tǒng)的整個長度或小于該間隙調(diào)整系統(tǒng)的整個長度的長度。

如果使用第一方法(方法A)，則圖6G變成如圖6H所示。規(guī)劃算法必須包括知曉前一個紙箱正試圖進(jìn)行多少矯正并且這必須被添加至下一個紙箱上。例如，如果紙箱1沒有矯正，則紙箱2僅需要針對紙箱1與2之間所需要的間隙加以矯正(向后移動)。紙箱3需要針對紙箱2與3之間所需要的間隙加紙箱2所執(zhí)行的矯正來加以矯正(向后移動)。

如果使用該第一方法，則這些輪廓線可能短于該間隙調(diào)整系統(tǒng)的長度，并且因此這些輪廓線可以在沿著該系統(tǒng)長度的多個不同點處開始和/或結(jié)束。在一個實施例中，用于使物品向后移動的這些輪廓線可以在間隙調(diào)整系統(tǒng)的入口處開始，并且用于使物品向前移動的輪廓線可以在該間隙調(diào)整系統(tǒng)的出口處結(jié)束。在另一個實施例中，用于使物品向前移動的這些輪廓線可以在間隙調(diào)整系統(tǒng)的入口處開始，并且用于使物品向后移動的輪廓線可以在該間隙調(diào)整系統(tǒng)的出口處結(jié)束。這是因為這可以使這些輪廓線的重疊最小化。

在多個實施例中，各物品具有其自己的輪廓線，并且在這些傳送單元上的這些物品的所有輪廓線可以被同時實施。各物品的鼻部(前端)可以被跟蹤，并且在知道各物品的長度的情況下，可以確定針對給定物品將要控制哪些傳送單元(例如，皮帶)。

在一個實施例中，可以使用正弦速度輪廓線，并且對于給定時間(T)，該正弦速度輪廓線的峰值加速度出現(xiàn)在T/2處并且產(chǎn)生π/2乘以該線性加速度的加速度。該正弦速度輪廓線的方程可以是圖6I中所展示的曲線Y(t)的方程?；诰唧w系統(tǒng)，可以實驗性地確定對該峰值加速度的任何限制。給定物品之間有待創(chuàng)建的所需要的間隙，就可以計算最大FPM，并且可以計算以零(例如，該計量皮帶的末端)開始的輪廓線。出于計算的目的，可以使用線性速度輪廓線，如圖6I所示。在圖6J中示出了使物品加速的示例性實施例速度輪廓線620和使物品減速的速度輪廓線621。在物品加速過程中，在該速度輪廓線620的第一部分中，間隙調(diào)整系統(tǒng)可以持續(xù)時間1地維持正常速度(例如計量皮帶的速度)以允許該物項的足夠長度、例如該物項的整個長度到達(dá)傳送單元。在時間2內(nèi)，傳送單元可以加速以便使速度傾斜增大，在時間3內(nèi)，速度可以是恒定的，并且在時間4內(nèi)該傳送單元可以減速以使速度傾斜下降返回至該正常速度而持續(xù)時間5。在物品減速過程中，在該速度輪廓線621的第一部分中，間隙調(diào)整系統(tǒng)可以持續(xù)時間1地維持正常速度(例如計量皮帶的速度)以允許該物項的足夠長度、例如該物項的整個長度到達(dá)傳送單元。在時間2內(nèi)，該傳送單元可以減速以使速度傾斜下降，在時間3內(nèi)速度可以恒定在某個最小速度、例如零、100英尺每分鐘、或任何其他最小速度上，并且在時間4內(nèi)該傳送單元可以加速以使速度傾斜增大返回至該正常速度而持續(xù)時間5。以此方式，可以通過使物品減慢或增大速度來增大或減小間隙。例如，如圖6K中所展示的，可以通過使紙箱2持續(xù)一定時間長度地減慢來使初始間隙G增大距離K，這樣使得紙箱2到達(dá)端部比紙箱1或3多花費了K/正常速度(V_NOM)秒。

最大減慢的速度是從正常速度到零，但是可以采用最小速度以應(yīng)對驅(qū)動的物理現(xiàn)象?？梢砸?guī)劃某個線性速度輪廓線并且可以實施具有相當(dāng)時間的正弦速度輪廓線。

計算減慢的另一種方式為，條紋陰影區(qū)為“失去”距離并且該失去距離必須等于K，如圖6L所示。圖6L中所示的陰影區(qū)“SA”可以基于傳送單元的長度并且可以通過以下等式來定義：

其中a是加速度，V_NOM是正常速度，并且V_MIN是最小速度。

在這些不同的實施例中，一旦有待控制的物品的一部分位于皮帶上、例如當(dāng)整個物品位于皮帶上時這些傳送單元就可以開始加速。

如果前導(dǎo)物品在該物品的前方具有間隙(即，在該前導(dǎo)物品下游存在空的空間)，則該間隙調(diào)整系統(tǒng)可以確定是否向前移動該前導(dǎo)物品以創(chuàng)建間隙富余(或間隙過量)，并且如果是，則確定移動多少。一種解決方案是對間隙的關(guān)小施加任意限制、并且使該間隙調(diào)整系統(tǒng)始終將物品前移。但是這將包括在不需要調(diào)整時進(jìn)行調(diào)整。由于該間隙調(diào)整系統(tǒng)可以在確定做什么之前等待直至前導(dǎo)物體即將離開計量皮帶，所以在多個不同實施例中，該間隙調(diào)整系統(tǒng)可以確定需要什么樣的間隙(如果存在的話)來滿足最小間隙富余(或間隙過量要求)并且可以使前導(dǎo)物品相應(yīng)地向前移動。在圖6M中展示了示例性間隙富余情景650、651和652。在示例性情景650、651和652中，可以對該間隙調(diào)整系統(tǒng)設(shè)定兩個紙箱長度(2L)的希望間隙，并且該間隙調(diào)整系統(tǒng)可以將間隙富余要求設(shè)定為一個紙箱長度(+1Gap)。在情景650中，紙箱1與紙箱2之間的間隙可以是四個紙箱長度(4L)，并且紙箱2與紙箱3之間的間隙可以是三個紙箱長度(3L)。過量間隙可以是+3Gap、可能高于間隙富余要求。因此，該間隙調(diào)整系統(tǒng)可以不使紙箱1向前移動。在情景651中，紙箱1、2、3和4之間的這些間隙均可以是兩個紙箱長度(2L)，并且可能不存在過量間隙，因為紙箱1、2、3和4處于希望間隙下。因此，該間隙調(diào)整系統(tǒng)可以將紙箱1向前移動1個紙箱長度(1L)以便產(chǎn)生+1Gap的過量間隙并且滿足間隙富余要求。在情景652中，紙箱1可以離紙箱2僅1個紙箱長度(1L)，并且紙箱2、3和4可以如所希望地適當(dāng)間隙調(diào)整好的。因此，可以存在負(fù)的過量間隙(-1Gap)，并且該間隙調(diào)整系統(tǒng)可以將紙箱1向前移動2個紙箱長度(2L)以產(chǎn)生一個過量間隙(+1Gap)以滿足間隙富余要求。以此方式，該間隙調(diào)整系統(tǒng)可以根據(jù)需要將第一個紙箱向前移動以便始終保持某個呈“間隙富余”的量，這個量可以為使上游紙箱向前移動從而根據(jù)需要調(diào)整間隙提供空間。著眼于即將到來的間隙要求可能需要更長的計量皮帶。

在多個實施例中，這些傳送單元(例如皮帶)可以短于物品的長度。因此，一個傳送單元B上可能有兩個紙箱3和2的部分，如圖6N所示。存在多種不同的方式來確定哪個紙箱(即，哪個紙箱輪廓線)控制著傳送單元B的速度。在多個不同實施例中，該系統(tǒng)可以包括基于多個不同因素來管理對傳送單元的控制的規(guī)則。例如，紙箱2可以控制速度，因為它在下游。作為另一個實例，紙箱3可以控制速度，因為它較短。作為另外的實例，紙箱2可以控制速度，因為它較長。在多個實施例中，最受給定傳送單元影響的物品的輪廓線可以控制皮帶的操作。最受傳送單元影響的物品的確定可以基于與該傳送單元相接觸的相對比例和/或這些物品之間的間隙來確定。在實施例中，這種確定可以基于與傳送單元相接觸的部分與物品的長度的比較。還可以考慮這些物品之間的間隙的長度。例如，針對每個紙箱，可以計算以下內(nèi)容：(接觸程度+間隙)/紙箱長度。哪個紙箱具有的值大，就可以控制傳送單元。

在多個實施例中，空的傳送單元(例如，皮帶)的速度可以是這個傳送單元的最后命令速度，直至某些因素(即，即將到來的物品)將其改變。下游傳送單元的速度可以在即將到來的物品之前被調(diào)整。在多個實施例中，空的傳送單元可以以具體加速率(a_m)、例如2g的加速率加速。所以，該系統(tǒng)可以被配置成用于向前看一段特定距離并且調(diào)整下游傳送單元。該系統(tǒng)可以向前看一段不比它從當(dāng)前速度(V_c)變?yōu)榱闼枰母L的距離(dist)。當(dāng)該系統(tǒng)確定傳送單元是空的時，該系統(tǒng)可以確定下一個下游傳送單元的速度(V_B)。如果該下游傳送單元的速度(V_B)小于當(dāng)前速度(V_c)，則該系統(tǒng)可以根據(jù)以下等式確定該空的傳送單元的調(diào)整后速度(V_A)：

如果調(diào)整后速度(V_A)大于該下游傳送單元的速度(V_B)，則該空的傳送單元的速度可以被設(shè)定成該調(diào)整后速度(V_A)。如果調(diào)整后速度(V_A)小于該下游傳送單元的速度(V_B)，則該空的傳送單元的速度可以被設(shè)定成該下游傳送單元的速度(V_B)。替代地，如果該下游傳送單元的速度(V_B)大于當(dāng)前速度(V_c)，則該系統(tǒng)可以根據(jù)以下等式確定該空的傳送單元的調(diào)整后速度(V_A)：

如果調(diào)整后速度(V_A)小于該下游傳送單元的速度(V_B)，則該空的傳送單元的速度可以被設(shè)定成該調(diào)整后速度(V_A)。如果調(diào)整后速度(V_A)大于該下游傳送單元的速度(V_B)，則該空的傳送單元的速度可以被設(shè)定成該下游傳送單元的速度(V_B)。

為了防止向前看影響現(xiàn)有物品，輪廓線可能需要延長以便包括整個物品長度的離開而不僅僅是鼻部。之前的討論可以針對大多數(shù)傳送單元(例如皮帶)起作用、但是一般并不對第一個皮帶起作用，因為它需要在下一個物品到來時放棄對物品的控制。如果物品的尾部占有第一皮帶則可以執(zhí)行檢查以確定是否某物將離開該計量皮帶。

圖7展示了適合用于這些不同實施例的材料搬運系統(tǒng)702的示例性處理架構(gòu)700。該處理架構(gòu)700可以在一個計算裝置中、或者跨根據(jù)需要彼此通信的一系列計算裝置中實施成硬件、軟件、或硬件與軟件的組合，以便執(zhí)行在此所描述的功能。

材料搬運系統(tǒng)702可以包括計算裝置703，該計算裝置包括連接一個或多個處理器712的處理器可讀共享存儲器704。該一個或多個處理器可以充當(dāng)材料搬運系統(tǒng)702的控制器起作用。例如，一個處理器可以是主控制器，而另一個可以用作備用控制器，該備用控制器可以在發(fā)生故障的情況下自動地或由維護(hù)人員人為替代該主控制器，而不造成過度的服務(wù)停機(jī)時間。共享存儲器704可以包括操作系統(tǒng)(例如，Windows、Linux等)和實時擴(kuò)展710。

該一個或多個處理器712可以執(zhí)行多種不同邏輯層、應(yīng)用程序或模塊，包括材料搬運控制714、掃描726、用戶界面數(shù)據(jù)訪問734、中間件路由736、設(shè)備通信740、操作系統(tǒng)服務(wù)738、和輸入/輸出驅(qū)動器739。包括材料搬運控制714、掃描726、用戶界面數(shù)據(jù)訪問734、中間件路由736、設(shè)備通信740、操作系統(tǒng)服務(wù)738、和輸入/輸出驅(qū)動器739的這些不同邏輯層、應(yīng)用程序或模塊可以彼此結(jié)合地執(zhí)行并且彼此交換數(shù)據(jù)。當(dāng)該一個或多個處理器接收輸入(例如，來自開關(guān)、光電眼等的信號、數(shù)據(jù)消息或其他多種不同輸入類型)時，包括材料搬運控制714、掃描726、用戶界面數(shù)據(jù)訪問734、中間件路由736、設(shè)備通信740、操作系統(tǒng)服務(wù)738、和輸入/輸出驅(qū)動器739的這些不同邏輯層、應(yīng)用程序或模塊可以由該一個或多個處理器712獨立地和/或協(xié)同地執(zhí)行以生成輸出(例如，給馬達(dá)觸點的、螺線管閥的、開關(guān)的、燈等的電信號、數(shù)據(jù)消息、或其他輸出類型)。

掃描726可以由該一個或多個處理器712重復(fù)地執(zhí)行、并且可以包括讀取輸入模塊728、求解邏輯模塊730、和寫入輸出模塊732。通過定期地執(zhí)行模塊728、730和732的這些不同邏輯操作，掃描726可以被計數(shù)以測量時間。該求解邏輯模塊730可以包括任何類型的邏輯，包括“if-then-else”分支邏輯、運動控制邏輯、簡單邏輯、復(fù)雜邏輯、硬連線邏輯、配置邏輯等。該求解邏輯模塊730所使用的數(shù)據(jù)可以寄存在共享存儲器704中(例如，數(shù)據(jù)706)或本地、遠(yuǎn)程或基于云的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備(例如，數(shù)據(jù)存儲754)中。掃描726可以以不同的時間間隔執(zhí)行，例如用于運動控制的掃描可以每隔1毫秒至2毫秒發(fā)生，用于合并子系統(tǒng)的掃描可以每隔5毫秒發(fā)生，并且一般的傳送機(jī)掃描可以每隔25毫秒發(fā)生。

材料搬運控制714可以包括：訂單履行模塊716；傳送機(jī)或其他材料搬運設(shè)備控制模塊718，該模塊包括機(jī)器控制模塊720以生成用于傳送機(jī)和/或其他材料搬運設(shè)備的指令；訂單管理器模塊722；以及合并模式應(yīng)用程序或模塊724以用于監(jiān)測狀態(tài)并且調(diào)整材料搬運系統(tǒng)(例如，配送中心)內(nèi)的傳送機(jī)的合并模式。

該一個或多個處理器712可以與多個掃描器742、傳感器744、致動器748、診斷系統(tǒng)750、材料搬運設(shè)備控件746(例如，傳送機(jī)控件)、數(shù)據(jù)存儲器754和其他設(shè)備752(例如，秤、打印機(jī)等等)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接756(例如，TCP/IP連接、以太網(wǎng)連接、Ethercat連接、PROFIBUS連接、RS 232連接、USB連接、Wi-Fi連接、蜂窩連接等)來交換數(shù)據(jù)。

處理架構(gòu)700可以包括經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接774(例如，TCP/IP連接、以太網(wǎng)連接、Ethercat連接、PROFIBUS連接、RS 232連接、USB連接、Wi-Fi連接、蜂窩連接等)與材料搬運系統(tǒng)702接口聯(lián)接的多個其他系統(tǒng)，諸如顯示本地應(yīng)用程序760或web應(yīng)用程序762的用戶界面設(shè)備758(例如，顯示器，用戶終端等)、使得能夠與主機(jī)設(shè)備767通信的主機(jī)通信設(shè)備764(例如，經(jīng)由FTP，TCP/IP等)、數(shù)據(jù)庫770、倉庫控制系統(tǒng)(WCS)770、和/或倉庫管理系統(tǒng)(WMS)772。主機(jī)設(shè)備還可以包括合并模式模塊或應(yīng)用程序768，該模塊或應(yīng)用程序可以將與集裝箱的合并操作相關(guān)的信息發(fā)送到材料搬運系統(tǒng)702的該一個或多個處理器712。

這些不同的實施例可以在各種各樣的計算裝置中的任一種中實施，圖8中展示了其實例。計算裝置800典型地將包括處理器801，該處理器聯(lián)接至易失性存儲器802和大容量非易失性存儲器(例如，閃存存儲器的磁盤驅(qū)動器805)上。該計算裝置800還可以包括聯(lián)接該處理器801的軟盤驅(qū)動器813和光盤(CD)驅(qū)動器814。計算裝置800還可以包括多個連接器端口815，這些連接器端口聯(lián)接處理器801以用于建立數(shù)據(jù)連接或接收外部存儲設(shè)備(例如USB或連接器插座)、或用于建立從處理器801到網(wǎng)絡(luò)或總線(例如聯(lián)接其他計算機(jī)和服務(wù)器的局域網(wǎng)、因特網(wǎng)、公共交換電話網(wǎng)絡(luò)、和/或蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))的網(wǎng)絡(luò)接口連接的其他網(wǎng)絡(luò)連接電路。該計算裝置800還可以包括均聯(lián)接處理器801的軌跡球或觸摸板817、鍵盤818和顯示器819。

這些不同的實施例還可以實施在各種各樣可商購的服務(wù)器裝置中的任一種上、例如圖9所示的服務(wù)器900。這樣的服務(wù)器900典型地包括處理器901，該處理器聯(lián)接易失性存儲器902和大容量非易失性存儲器(例如磁盤驅(qū)動器903)。該服務(wù)器900還可以包括聯(lián)接該處理器901的軟盤驅(qū)動器、光盤(CD)或DVD盤驅(qū)動器904。該服務(wù)器900還可以包括多個網(wǎng)絡(luò)接入端口906，這些網(wǎng)絡(luò)接入端口聯(lián)接處理器901以用于與網(wǎng)絡(luò)907、例如聯(lián)接其他計算機(jī)和服務(wù)器的局域網(wǎng)、因特網(wǎng)、公共交換電話網(wǎng)絡(luò)、和/或蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建立網(wǎng)絡(luò)接口連接。

這些處理器801和901可以是可以通過軟件指令(應(yīng)用程序)來配置以執(zhí)行各種各樣功能(包括以上描述的這些不同實施例的功能)的任何可編程的微處理器、微計算機(jī)、或一個或多個多處理器芯片。在一些裝置中，可以提供多個處理器，例如專用于無線通信功能的一個處理器和專用于運行其他應(yīng)用程序的一個處理器。典型地，軟件應(yīng)用程序在被訪問和載入這些處理器801和901中之前可以被存儲在內(nèi)部存儲器802、805、902和903中。這些處理器801和901可以包括足以存儲應(yīng)用程序軟件指令的內(nèi)部存儲器。在許多裝置中，該內(nèi)部存儲器可以是易失性或非易失性存儲器，例如閃存存儲器、或二者的混合。出于本說明的目的，對存儲器的一般性提及是指處理器801和901可訪問的傳感器，包括插入這個裝置中的內(nèi)部存儲器或可移除存儲器、以及在這些處理器801和901自身內(nèi)的存儲器。

以上方法說明和過程流程圖僅是作為展示性實例提供的并且不旨在要求或暗示：這些不同實施例的步驟都必須按所呈現(xiàn)的順序來執(zhí)行。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解的是，以上實施例中的步驟順序可以按任意順序來執(zhí)行?！按撕蟆?、“接著”、“下一個”等詞語不旨在限制步驟的順序；這些詞語只用來引導(dǎo)讀者閱讀該方法說明。進(jìn)一步，例如使用冠詞“一個”、“一種”(a/an)或“該”以單數(shù)形式提及權(quán)利要求要素不應(yīng)解釋成將該要素限制為單數(shù)形式。

可以將與在此所披露的實施例相聯(lián)系地描述的這些不同說明性的邏輯塊、模塊、電路、和算法步驟實現(xiàn)為電子硬件、計算機(jī)軟件、或二者的組合。為了清楚地說明硬件和軟件的此可互換性，上文已經(jīng)總體上就它們的功能性而言描述了多種不同展示性部件、塊、模塊、電路、和步驟。將這樣的功能性實現(xiàn)為硬件還是軟件取決于在整體系統(tǒng)上強(qiáng)加的具體應(yīng)用和設(shè)計約束條件。熟練的技術(shù)人員可以針對每個具體應(yīng)用使用不同方式來實施所描述的功能性，但是這些實施決策不應(yīng)被解釋為導(dǎo)致脫離本發(fā)明的范圍。

可以用通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯器件、離散門或晶體管邏輯、離散硬件部件、或其被設(shè)計成用于執(zhí)行在此所描述的功能的其任何組合來實現(xiàn)或?qū)崿F(xiàn)用于實施與在此披露的這些方面相聯(lián)系地描述的這些不同展示性邏輯、邏輯塊、模塊、和電路的硬件。通用處理器可以是微處理器，但在替代方案中，處理器可以是任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器、或狀態(tài)機(jī)。還可以將處理器實施為計算裝置的組合，例如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器、一個或多個微處理器連同一個DSP核心、或任何其他這樣的配置。替代地，可以通過專用于給定功能的電路來執(zhí)行某些步驟或方法。

在一個或多個示例性方面，可以以硬件、軟件、固件、或其任何組合來實施所描述的功能。如果以軟件實施，可以將這些功能作為一個或多個指令或代碼存儲在非暫時性計算機(jī)可讀介質(zhì)、或非暫時性處理器可讀介質(zhì)上?？梢砸蕴幚砥骺蓤?zhí)行的軟件模塊或處理器可執(zhí)行的軟件指令來實施在此披露的方法或算法的步驟，該模塊或指令可以駐留于非暫時性計算機(jī)可讀或處理器可讀存儲介質(zhì)上。非暫時性計算機(jī)可讀或處理器可讀存儲介質(zhì)可以是可由計算機(jī)或處理器訪問的任何存儲介質(zhì)。例如但非限制，這樣的非暫時性計算機(jī)可讀或處理器可讀介質(zhì)可以包括RAM、ROM、EEPROM、FLASH存儲器、CD-ROM或其他光盤存儲、磁盤存儲或其他磁性存儲設(shè)備，或是可以用于存儲呈指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式的所期望的程序代碼的并可以由計算機(jī)訪問的任何其他介質(zhì)。如在此所使用的盤和碟包括壓縮光碟(CD)、激光碟、光碟、數(shù)字通用光碟(DVD)、軟盤和藍(lán)光碟，其中，盤通常磁性地復(fù)制數(shù)據(jù)，而碟使用激光光學(xué)地復(fù)制數(shù)據(jù)。上述內(nèi)容的組合也應(yīng)包括在計算機(jī)可讀和處理器可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。此外，方法或算法的運行可能作為代碼和/或指令的任何組合或集合駐留在非暫時性處理器可讀介質(zhì)和/或計算機(jī)可讀介質(zhì)(可以被并入計算機(jī)程序產(chǎn)品中)上。

所披露實施例的前述描述被提供用于使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易了解對這些實施例的不同修改，并且在此限定的一般原理可以應(yīng)用于其他實施例而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明不旨在局限于本文所示出的實施例而是旨在就本文披露的如下權(quán)利要求和原理以及新穎特征達(dá)成最廣泛范圍的一致。