CN101678964A - 用于控制所输送的物体的间隔的装置和方法 - Google Patents

用于控制所输送的物体的间隔的装置和方法 Download PDF

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Abstract

在一种实施方式中，用于控制由物体输送机输送的物体的间隔的装置包括挡件(30)，挡件(30)可从收缩状态致动到延展状态，在延展状态，挡件横向延伸穿过物体输送机(12)，挡件限制物体(O)的行进以控制它们的相对间隔，其中，挡件用相对较小的力致动，使得一旦挡件接触正好相邻的物体，则该收缩的挡件将不展开，所述正好相邻的物体占据该收缩的挡件正常展开时所进入的空间。

Description

用于控制所输送的物体的间隔的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请是2006年12月14日提交的题为“用于提供改进的定时输送机的系统和方法(Systems And Methods For Providing An Improved TimingConveyor)”的共同未决的美国专利申请第11/610,737号的部分继续，而第11/610,737号是2005年8月15日提交的题为“用于提供改进的定时输送机的系统和方法(Systems and Methods for Providing An Improved TimingConveyor)”的美国专利申请第11/203,711号的部分继续，这两者通过引用在这里全文并入。
背景
通常，期望排列所输送的物体以使其沿传送带行进方向具有预先确定的间隔。间隔使下游的处理成为可能，例如把来自多个输送道(conveyinglane)的物体并入单道。
有几种已知的用于控制间隔输送的物体的系统。一些这样的系统使用传感器和可选择性致动的挡板(selectively actuatable stop)，该可选择性致动的挡板响应于传感器检测的信息来控制。不幸地，这些系统相对复杂，并能明显地限制物体输送的速度。
其他已知系统使用不是传感器控制的挡板。尽管没有传感器控制的系统(sensor-controlled system)复杂，但是这些系统的挡板更可能，至少间歇地，损坏输送的物体。例如，当输送的物体撞上部分延展的挡板时或当挡板被迫打开抵住已经出现在输送路径上的物体时，输送的物体可能被刺穿或变形。
附图简述
参考下面的附图，能够更好地理解公开的装置和方法。附图中的部件未必按比例绘制。
图1是用于控制输送的物体的间隔的系统的第一种实施方式的示意性透视图。
图2是图1所示的物体间隔控制装置(object spacing control apparatus)的实施方式的顶视图。
图3是示出图2装置的挡件(flight)的致动的详图。
图4是图2装置的示意性顶视图，示出装置在控制输送的物体的间隔中的使用。
图5是示出有输送的物体出现时图2装置的挡件的受限致动的详图。
图6是执行物体间隔控制装置的输送系统的示意性顶视图。
图7是用于控制输送的物体的间隔的系统的第二种实施方式的示意性侧视图。
图8是图7系统的示意性端视图。
详述
下面描述的是使用挡件来控制由输送机传输的物体的间隔的装置和方法。在至少一些实施方式中，挡件被设计为当需要挡件来控制物体的间隔时，挡件从安装的带弹出。在这种情况，挡件从它们实质上平行于带平面的收缩状态(retracted state)转变到它们实质上垂直于带平面的延展状态(extended state)。假设挡件不是总在延展状态，那么就降低了输送的物体撞上挡件的机会。在至少一些实施方式中，挡件是“低扭矩(low-torque)”挡件，意思是它们以相对较小的力打开，使得当物体占据挡件正常打开时所进入的空间时，挡件将不打开，因此进一步降低损坏输送的物体的可能。
在下面，公开了装置和方法的各种实施方式。虽然提出了明确的实施方式，但是这些实施方式仅仅是所公开的装置和方法的示例性实现方式，并应注意其他实施方式是可能的。所有这样的实施方式旨在落在本公开内容的范围内。
转向附图，其中同样的数字标识相应的部件，图1示意性示出能够用来控制正在传输的各种物体的间隔的物体间隔系统10的实施方式。如图1指示的，系统10包括水平导向的传送带(horizontally-oriented conveyor belt)12，水平导向的传送带12支撑物体O并在箭头14指示的带行进方向传输物体O。传送带12的具体结构相对不重要。然而，优选地，传送带12的表面材料选择成使得物体O能够滑行通过传送带的表面，以便能够调整它们相对彼此的间隔。在一些实施方式中，传送带12包括连续的橡胶传送带或等价物。在其他实施方式中，带12包括链式带(chain type belt)，链式带包括连接起来形成连续的带的多个塑料和/或金属部分或链路。
如图1进一步指示的，系统10可包括位于邻近传送带12的侧边缘18的位置的一个或更多个导向轨16。当提供导向轨时，这种导向轨16维持物体O的侧面定位，并进一步防止物体从传送带12倾翻。虽然显示只沿传送带12的一个边缘提供导向轨16，但是如果需要，可沿带的相对边缘提供类似的导向轨。然而，图1中没有显示这样的附加导向轨，以避免混淆系统10的其他细节。
物体间隔控制装置20也位于邻近传送带12的边缘18的位置。物体间隔控制装置20通常被操作来控制由传送带12所输送的物体O的间隔。假设，对于各种应用，例如把多个输送线并入单个输送线的应用，这种间隔控制在定时方面是重要的，那么物体间隔控制装置20也被认为是定时装置(timing apparatus)。
在图1的实施方式中，间隔控制装置20包括操作垂直导向的传送带(vertically oriented conveyor belt)22的垂直导向的输送机(verticallyoriented conveyor)。在本公开内容的上下文中，术语“垂直导向的”意味着传送带22的表面是垂直的，而在输送机像传送带12一样水平导向的情况下，传送带22的表面通常将用来输送物体。更具体地，传送带22的外表面可被认为实质上位于垂直平面内。因为它的垂直方位，从这一点看，通过图1的参考数字20确定的输送机一般相对于传送带12正交，且因此，传送带22的表面从传送带12的表面变位大约90°。
进一步参考图1，链轮24驱动并至少部分地支撑传送带22。如图中指示的，链轮24在箭头26和28指示的方向驱动传送带22，使得传送带的邻近物体O的那一部分在与传送带12相同的方向，并且因此与物体相同的方向运动。然而，在至少一些实施方式中，传送带22在小于传送带12的线性速度下操作，以实现间隔控制功能。
如图1进一步指示的，传送带22包括多个挡件30，挡件30用作限制物体O的行进的“挡板”，以控制它们的相对间隔。在至少一些实施方式中，挡件30是弹出式挡件(pop-up flight)，意思是它们能够从它们实质上平行于传送带22的平面或与传送带22的平面齐平的收缩状态转变到它们实质上垂直于传送带的平面的延展状态。图1示出的每个挡件30处于延展状态。因此，位于邻近传送带12的位置的每个挡件30横向延伸穿过传送带12的宽度，垂直于带行进方向14。如图1指示的，挡件30不需要延伸穿过传送带12的全部宽度。而是，挡件30可只延伸穿过全部宽度的一部分，例如大约是带12的宽度的一半。在图1所示的实施方式中，挡件30在支撑轨16之间在传送带12的上方延伸。更一般地，挡件30被导向和配置成使得它们避免任何潜在的阻碍，包括轨。
如下面更详细描述的，输送机20被操作来控制由传送带12传输的物体O的间隔。具体地，沿传送带12的长度具有任意间隔的物体可被挡件30“停止”，挡件30以小于传送带速度的速度，并因此小于物体的速度行进。当每个物体O紧靠挡件30时，每个物体被定位在传送带12上，以便具有等于挡件的相对间隔的相对间隔。
图2示出反映用于图1间隔控制装置20的可能构造的间隔控制装置32。如图2指示的，装置32包括传送带34。在这个实施方式中，传送带34是链式传送带，其包括连接起来形成连续的带的多个部分或链路36。传送带34由链轮38(只有图2所示的一个链轮)驱动。在沿传送带34的长度的预先确定的位置，例如在预先确定的链路36内设置弹出式挡件40。如图2所示，弹出式挡件40被定向为沿装置32的背面42处在收缩状态，而沿装置的前面44处在延展状态，装置的前面44面向传输间隔将被控制的物体的传送带。挡件致动机构(flight actuation mechanism)46在装置32内定位在背面42和前面44之间，用来致动挡件40，以使它们从收缩状态转变到延展状态。在图2的实施方式中，致动机构46包括提供接触表面的板构件(plate member)，当致动机构46靠近装置32的前面44时，挡件40将接触该接触表面。图2示出了位于装置32的前面44的左端的挡件40的挡件致动次序。如那里指示的，挡件40最初在收缩状态开始。然而，一旦挡件40接触致动机构46，由于挡件和致动机构之间的摩擦力，挡件就在箭头48指示的方向旋转。挡件40继续以这种方式旋转，直到挡件位于延展状态，在该延展状态，挡件的工作表面大致垂直于传送带34的外表面和物体行进方向。明显地，挡件40和/或传送带34被配置成以便限制挡件的进一步旋转。因此，在至少一些实施方式中，挡件40不能旋转到工作表面超过垂直方位的位置。
图3示出挡件40的示例性构造并进一步示出挡件的致动。如图3指示的，挡件40可包括具有大致矩形截面的主体50，主体50包括延伸穿过挡件的宽度方向并界定挡件的枢轴旋转轴的开口52。开口52适合于接收用来把挡件40安装到传送带34，例如安装到传送带的一个或更多个链路36的一个或更多个轴或杆(未显示)。主体50的第一端54包括适合于与致动机构46面接的凸轮面56。在一些实施方式中，凸轮面56是具有恒定曲率半径的曲面。在其他实施方式中，凸轮面56包括具有可变曲率半径的曲面。在又一实施方式中，凸轮面56可包括一个或更多个平坦表面。主体50进一步包括第二端58，大致平面的挡板构件(stop member)60从第二端58延伸。挡板构件60一般包括大致平坦的工作表面62，当使用挡件40限制物体的行进时，物体紧靠工作表面62。如图3指示的，挡板构件60可按一定角度从主体50展开，例如大约45°。
在一些实施方式中，挡件40由单件材料整体构造。在其他实施方式中，挡件40包括分离的部件，例如，连接起来形成整体部件的主体50和挡板构件60。在任一种情况，凸轮面56的材料是相对较低摩擦的材料，使得用相对较小的力使挡件40旋转(在箭头64的方向)。为了本公开内容的目的，术语“相对较小的力”意思是仅当物体不存在于挡件正常打开所进入的空间时，足以打开挡件40的力。因此，当挡件遇到正好相邻的物体时，挡件将不打开，由此避免损坏物体。此结果也能通过为致动机构46的接触表面66选择相对较低摩擦的材料来促进。在一些实施方式中，凸轮面56和接触表面66之间的摩擦力正好大到足以克服维持挡件40处于它们的收缩状态的摩擦力和/或引力。作为例子，凸轮面56和接触表面66之一或两者包括金属或塑料材料。在一些实施方式中，凸轮面56和接触表面66之一或两者可包括UHMW、乙缩醛、
Figure G2008800159631D00061
树脂或其他光滑的塑料。
如图3进一步示出的，致动机构46可包括有利于挡件40和致动机构之间的逐步面接的过渡区68。在其中致动机构46包括板构件的实施方式中，过渡区68可包括板构件的圆形或角度部分。
返回图2，致动机构46位于和/或安装在装置32内，使得在挡件40和致动机构之间仅构成轻接触，以进一步确保用相对较小的力致动挡件。如图2指示的，装置32可包括一个或更多个弹簧70，弹簧70使致动机构46能够在由挡件40传递的力之下“弹出”。在其他实施方式中，不提供弹簧，但是致动机构46自身具有类似弹簧的性质，使其能够在由挡件40传递的力之下弹出。例如，在其中致动机构46包括板构件的实施方式中，板构件可相对较薄并由柔韧的材料制成，例如金属或塑料，其将向内弯曲以适应挡件40。
如图2进一步指示的，间隔控制装置32可进一步包括挡件收缩机构(flight retraction mechanism)72。在图2的实施方式中，收缩机构72包括沿装置32的至少一部分并包括内表面74的轨，内表面74迫使挡件40返回到收缩状态并进一步防止挡件转变到延展状态。挡件40由于收缩机构72而保持在收缩状态，直到它们到达装置32的前面44，因此避免了正在靠近的物体可能与部分展开的挡件冲突的情况。如图2指示的，收缩机构72可位于装置32的上游，以确保避免这种冲突。
也能够避免其中挡件不管物体的出现而展开的情况。图4和图5示出了这个原理。由图4开始，可看出，间隔控制装置32的挡件40被致动成限制由相对快速运动的传送带74支撑的物体O的行进。通过这样限制物体O的行进，物体被彼此分隔开的距离等于挡件40彼此分隔开的距离。然而，当物体O正好邻近挡件时，挡件40的致动将不发生。这个功能由图4所示的最左边的物体O示出。如此图中示出的，由于物体O的出现，正好相邻的挡件76不完全打开。转向图5，图5是挡件76和邻近的物体O之间的相互作用的详图，应注意，尽管已经接触了致动机构46，但是挡件也不打开。而是，挡件76的凸轮面56仅仅沿致动机构46的接触表面66滑行，这至少部分地是由于用于凸轮面和接触表面之一或两者的相对较低摩擦的材料。通过内置在致动机构46内的任何“弹出”或用来把致动机构安装在装置32内的部件能够进一步有利于防止挡件打开。假设出现物体O时挡件76将不打开，那么物体不会损坏。再次参考图4，因为物体的行进速度比挡件大，所以物体O将最终经过挡件76。一旦物体O经过，挡件76将打开到延展状态并将准备限制由带74输送的下一物体的行进。
图6示出用于前述描述的类型的间隔控制装置的示例性应用。更具体地，图6示出将两个输送线82和84合并或并入到单个输送线86的输送机系统80。在这样的并入过程中，线82、84中的每个的物体首先沿行进方向分隔开预先确定的距离并相对于彼此错开。在下面将描述由系统80输送的物体从上游(左)到下游(右)的流动。
物体(由方块表示)分别由第一传送带88及90沿线82、84传输，并且然后在过渡区95逐步分别转变到传送带92和94上。传送带92、94以实质上比传送带88、90快的速度行进。作为例子，传送带92、94比传送带88、90的行进快2.5倍。
在离开过渡区95后，物体进入间隔控制区97，在该间隔控制区97，设置有两个间隔控制装置96和98，物体的每个线82、84对应一个。装置96、98用以上描述的方式限制物体的行进，以控制它们的相对间隔。明显地，装置96、98的挡件相对于彼此错开，使得每个线82、84的物体将同样地相对于彼此错开。一旦隔开和错开了物体，来自每个线82、84的物体就通过使用使物体在中央转位的导向轨99而组合到线86里。
图7和图8示出用于控制输送的物体的间隔的系统100的第二种实施方式。系统100在某些方面类似图2和图4所示的系统10。例如，系统100包括传送带102和物体间隔控制装置104，传送带102输送要控制间隔的物体O，物体间隔控制装置104在设计与功能上类似于物体间隔控制装置32。因此，装置104包括它自己的传送带106，传送带106支撑可从收缩状态转变到延展状态的多个挡件108。此外，装置104包括收缩机构110，收缩机构110至少维持挡件108处于收缩状态，直到期望其展开。然而，在系统100中，装置104水平导向并位于传送带102之上，使得挡件108向下展开以与物体O的顶部部分面接，以限制它们的行进。
在至少一些实施方式中，挡件108至少部分地由重力致动。就是说，当挡件108跳过收缩机构110时，它们自由向下翻转到它们实质上垂直传送带106和传送带102的位置。在这种情形，挡件108打开的力与挡件的重量成比例，并假定重量相对较轻的挡件，此力相对柔和。因此，当物体O正好位于还未完全展开的挡件108下面时，挡件将不会延伸超过与物体建立接触的点，并进一步将不会在物体上施加足够损坏它的力的程度。然而，一旦物体O跳过挡件108，挡件将自由下垂到延展状态。
如图7指示的，在重力不够大来始终打开挡件108的情况下，装置104可任选地包括挡件致动机构112。

Claims (22)

1.用于控制由物体输送机输送的物体的间隔的装置，所述装置包括：
挡件，其可从收缩状态致动到延展状态，在延展状态，所述挡件横向延伸穿过所述物体输送机，所述挡件限制物体的行进以控制物体的相对间隔，其中，所述挡件用相对较小的力致动，使得一旦收缩的挡件接触正好相邻的物体，则该收缩的挡件将不展开，所述正好相邻的物体占据该收缩的挡件正常展开时所进入的空间。
2.如权利要求1所述的装置，其还包括传送带，所述挡件安装到所述传送带，并且其中，所述挡件在收缩状态实质上平行于所述传送带，而在延展状态实质上垂直于所述传送带。
3.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述传送带被垂直导向，使得所述传送带的外表面位于垂直平面内。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述传送带位于邻近所述物体输送机的侧边缘的位置。
5.如权利要求2-4中的任一项所述的装置，其还包括致动机构，所述致动机构适合于当其位于邻近所述物体输送机的位置时致动所述挡件。
6.如权利要求5所述的装置，其中，所述致动机构包括板构件，在致动期间，所述挡件接触所述板构件。
7.如权利要求2-6中的任一项所述的装置，其还包括收缩机构，所述收缩机构至少将所述挡件维持在收缩状态。
8.如权利要求7所述的装置，其中，所述收缩机构还收回所述挡件。
9.如权利要求8所述的装置，其中，所述收缩机构包括促使所述挡件进入收缩状态的轨。
10.如权利要求1或2所述的装置，其中，所述传送带被水平导向并定位在所述物体输送机之上，使得所述挡件在被致动并与物体的顶部部分面接时向下落以限制物体的行进。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述挡件至少部分地由重力致动。
12.如权利要求1所述的装置，其中，所述挡件包括用来致动所述挡件的凸轮面和用来限制物体的行进的挡板构件。
13.如权利要求12所述的装置，其中，所述凸轮面包括与致动机构的接触表面面接的曲面，并且其中，所述挡板构件包括与物体面接的实质上平坦的工作表面。
14.用于控制由物体输送机输送的物体的间隔的装置，所述装置包括：
带，其包括多个挡件，所述挡件可从收缩状态致动到延展状态，在收缩状态，所述挡件实质上平行于所述带，在延展状态，所述挡件实质上垂直于所述带，所述挡件适合于限制物体的行进，以控制物体沿所述物体输送机的长度方向的相对间隔；
致动机构，其适合于当其靠近所述物体输送机时致动所述挡件，以使所述挡件从收缩状态转变到延展状态，所述致动机构适合于用相对较小的力致动所述挡件，使得一旦收缩的挡件接触正好相邻的物体，则该收缩的挡件将不展开，所述正好相邻的物体占据该收缩的挡件正常展开时所进入的空间；以及
收缩机构，其至少适合于将所述挡件维持在收缩状态，直到所述挡件要被致动并放置在延展状态。
15.如权利要求14所述的装置，其中，所述带被垂直导向，使得所述传送带的外表面位于垂直平面内。
16.如权利要求14或15所述的装置，其中，所述致动机构包括板构件，在致动期间，所述挡件接触所述板构件。
17.如权利要求16所述的装置，其中，所述挡件中的至少一个包括凸轮面，所述凸轮面与所述板构件的表面面接，并且其中，所述凸轮面和所述板构件的表面之间的摩擦将所述挡件枢轴地旋转到延展状态中。
18.如权利要求14-17中的任一项所述的装置，其中，所述收缩机构还适合于收回所述挡件。
19.如权利要求18所述的装置，其中，所述收缩机构包括迫使所述挡件进入收缩状态的轨。
20.如权利要求14所述的装置，其中，所述传送带被水平导向并位于所述物体输送机之上，使得所述挡件在被致动并与物体的顶部部分面接时向下落以限制物体的行进。
21.如权利要求20所述的装置，其中，所述挡件至少部分地由重力致动。
22.一种用于控制设置在物体输送机上的物体的间隔的方法，所述物体输送机以第一线性速度输送物体，所述方法包括：
以第二线性速度操作邻近所述物体输送机的带，第二线性速度比第一线性速度慢，所述带包括适合于限制物体的行进的多个挡件；
当个别挡件位于所述物体输送机旁边时，展开个别挡件，使得所述个别挡件从收缩状态转变到延展状态，其中，在收缩状态，所述挡件实质上平行于所述带，在延展状态，所述挡件实质上垂直于所述带；
用展开的挡件限制由所述物体输送机输送的个别物体的行进；
不展开接触正好相邻的物体的收缩的挡件，所述正好相邻的物体占据该收缩的挡件正常展开时所进入的空间；以及
在已经使用所述挡件限制物体的行进之后，收回展开的挡件。
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