CN102171113B - 零速堆叠装置 - Google Patents

Abstract

一种堆叠装置，其包括联接到可动的带的驱动机构。该可动的带配置成沿轨道路径运动，具有第一部分和第二部分的双辊与可动的带接合并使可动的带弯折成至少两个部分。在一些情况下，驱动机构还可包括或附连到两个位于带内侧并沿轨道路径运动的附加的辊。堆叠装置还可包括具有压靠于带的第一、第二部分的辊组。驱动机构可促使带沿一路径进行轨道运动，使得促使带接收可堆叠的物品并使其移动到预先确定的位置。在该预先确定的位置，带在继续沿路径进行轨道运动时释放可堆叠的物品，但同时带具有为零的总速度。

Description

零速堆叠装置

相相关申请的交叉引用

本申请要求2008年7月3日提交的、名为“双辊堆叠装置”的、序列号为61/078,073的美国临时专利申请的权益和优先权，该美国临时专利申请的全文在此特别并入供参考。

技术领域

本发明的示例性实施例涉及物体的堆叠，更具体地涉及包装材料的堆叠。更具体地，本发明的实施例涉及使用一移动表面（在模板被堆叠时，该移动表面的速度近似为零）堆叠包装材料，例如，由瓦楞纸板制成的包装模板（template）和纸盒模板。

背景技术

在生产或使用产品的几乎所有的工业中，大量的产品被成批地生产/使用，并以某种形式与其它类似的产品汇集（group）。在一些情况下，这些产品可被生产及堆叠在一起，由此实现提供和/或使用产品的易于管理且简单的方式。

例如，在一种工业中，可依据任意数目的所需版式生产由瓦楞纸板制成的包装/盒子。典型的机器可以例如采取瓦楞纸板的原始卷或折叠（fanfold）型式，并将纸板切割成包括切口、划痕、穿孔、褶皱或其它特征的所需的形状和结构。当一种这样的形状被生产出来时，完成的产品随后可与其它类似构造的产品堆叠，以便等待输送或使用。例如，当需要盒子时，使用者则可从堆叠部中取出其中一个包装模板，并依据所形成的划痕、穿孔、褶皱等将其折叠。

为了便于运输和储存包装材料，已经发现在需要使用或需要输送到终端使用者之前堆叠包装是有用的。在这一方面，一个或多个个体（individual）可位于生产所需结构的机器的输出端。当所生产的瓦楞纸板产品从机器中释放时，这些个体则可将产品放置在一叠其它的产品（由其它产品构成的堆叠部）上。明显地，这种应用因此通常需要个体位于机器上并进行重复的运动。在一些情况下，可能因卷入生产机中的事故或者因个体运动的重复特性造成伤害。因此，需要在减小人力和/或医疗成本的情况下，有效地堆叠材料。

在其它的情况下，生产机可输出自动堆叠的产品。例如，作为自动堆叠的一种形式，可使用机器臂替代个体。在这种情况下，机器臂可编程为在产品被输出时朝向机器的输出端移动。机器臂可以使抽吸构件移动到与产品接合，并且接合抽吸机构，以便产品可附着到机器臂。随后，机器臂可使产品移动到所需的堆叠部（stack）。因此，机器臂还能够有效地堆叠材料。然而，这种机器臂可能难以制造和/或编程，因而需要一种用于可靠且有效地堆叠材料的简化系统。

当产品被用机器堆叠时，这些产品通常由机器移动到堆叠部位。当产品被释放到堆叠部时，产品的速度则必须发生改变，由此需要一些用于使产品的动量（运动）停止的机构。产品的运动还可引起堵塞可堆叠的产品的风险。相反地，如果产品可被移动并置于堆叠部上使得产品在到达堆叠部时的速度等于或约等于零，则堵塞的风险更小，并且/或者对用于减缓产品动量的附加机构的需要更小。

前面关于堆叠瓦楞纸板的描述仅是示例性的，应当清楚，还可生产由金属、陶瓷、聚合物、有机体或其它材料制成的任意数目的其它产品，并可能需要以与上面对瓦楞纸板产品描述的方式相类似的方式，堆叠或以其它方式布置这些材料。

发明内容

本发明的示例实施例涉及物体的堆叠，并且在一些实施例中涉及包装材料的堆叠。更具体地，这些实施例涉及使用移动表面堆叠物体（如由瓦楞纸板形成的包装模板），其中当模板被堆叠时，该移动表面移动但保持近似为零的速度。

根据一个示例实施例，披露了一种堆叠设备，其包括连接到可动的带（band）的驱动机构。可动的带配置成通过驱动机构沿轨道路径（orbital path）运动。另外，该堆叠设备包括具有第一部分和第二部分的双辊，该双辊配置成与可动的带接合并使带弯折成至少两个带部分。在一些情况下，带可进行旋转及轨道运动。在沿轨道的一些部位（例如，可堆叠的物体从可动的带被释放的部位），旋转运动可抵消（offset）轨道运动，使得速度近似为零。

根据本发明的一个方案，提供了一种堆叠设备，该堆叠设备包括：驱动机构，包括配置成围绕其内部轴线旋转的至少两个辊，其中所述至少两个辊还配置成沿一轨道路径运动；围绕所述至少两个辊设置的可动的带，其中，所述驱动机构配置成使所述可动的带围绕所述至少两个辊旋转，并且其中所述至少两个辊配置成使所述可动的带沿所述轨道路径运动；以及具有第一部分和第二部分的双辊，其中，所述第一部分和第二部分配置成在所述至少两个辊沿所述轨道路径运动时，贴靠着所述可动的带接合并使所述可动的带弯折成至少两个带部分。

根据本发明的再一方案，提供了一种堆叠设备，该堆叠设备包括：具有至少第一部分和第二部分的辊组；带，贴靠着所述辊组的所述第一部分和所述第二部分中的至少一者而行进；以及沿一路径进行轨道运动用以促使所述带沿所述路径进行轨道运动的机构，其中，所述机构沿所述路径的轨道运动促使所述辊组将所述带弯折以形成第一带部分和第二带部分，其中，所述机构配置成促使所述带接收所述第一带部分上的可堆叠的物品并使所述可堆叠的物品移动到预先确定的位置，其中，在所述预先确定的位置，所述可堆叠的物品通过继续沿所述路径进行轨道运动但在总速度近似为零的情况下而被从所述第二带部分释放。

根据本发明的又一方案，提供了一种堆叠设备，该堆叠设备包括：两个内辊；选择性旋转的双辊，所述双辊与所述两个内辊分开并且具有至少第一部分和第二部分；联接到所述两个内辊的驱动机构，其中，所述驱动机构配置成促使所述两个内辊中的每一个通过轨道路径运动；以及环形带，所述环形带围绕所述两个内辊缠绕并穿过所述双辊，使得所述两个内辊位于所述环形带内侧并分别贴靠着所述环形带的内表面接合，使得所述双辊至少部分程度上位于所述环形带的外侧并至少部分程度上贴靠着所述环形带的外表面接合，其中，所述环形带的所述外表面适于在其一部分上接收一个或多个可堆叠的物品，其中，所述两个内辊的所述轨道运动促使所述环形带大体上沿所述轨道路径行进，并且其中，所述环形带还配置成当所述环形带沿所述轨道路径行进时，所述一个或多个可堆叠的物品被置于由可堆叠的物品构成的堆叠部上，并且其中，所述外表面的在其上接收所述一个或多个可堆叠的物品的所述部分配置成当所述一个或多个可堆叠的物品被置于所述堆叠部上时，具有近似为零的速度。

在一些情况下，驱动机构可包括沿轨道路径运动的两个辊。这些辊例如可便于带沿轨道路径的旋转和/或轨道运动。这些辊本身还可沿轨道路径运动和/或围绕它们的内部轴线旋转。双辊可包括与可动的带的第一表面接合的两个旋转辊，以及与可动的带交替接合的至少两个引导部。第一表面可例如为带的内表面，两个引导部可配置成与可动的带的外表面接合。

进一步，一些实施例包括具有两个基本完全相同的部分的双辊。那些完全相同的部分中的一者或两者可贴靠着可动的带的第一表面接合，并可配置成与可动的带的外表面接合。另外，可动的带可配置成使其围绕轨道路径进行轨道运动，并且围绕设置在带内侧的两个辊旋转。这些内辊还可围绕轨道路径进行轨道运动。在一些情况下，内辊可为驱动机构的一部分，或者它们可附连到驱动机构。进一步，当内辊沿路径进行轨道运动时，双辊和带可进行旋转交换。在示例旋转交换中，双辊轨道运动180度并且双辊的各个部分交换位置。轨道运动构件由此还可连接到驱动机构和可动的带，它们可设置在可动的带内并可沿轨道路径与带一起进行轨道运动。在特定的位置，带可至少部分程度上促使双辊围绕它的中心旋转。在双辊具有两部分的情况下，每个部分则可作为双辊旋转的一部分围绕双辊的中心进行轨道运动。

根据另一示例实施例，堆叠设备包括具有第一部分和第二部分的辊组。带也贴靠着辊组的第一部分和第二部分行进。带可同时接合辊组的第一部分和第二部分，或者可交替地接合第一部分和第二部分。堆叠设备还可包括促使带沿一路径进行轨道运动的机构。该机构配置成促使带接收可堆叠的物品。由此，带将可堆叠的物品移动到所需位置（例如，由类似的物品构成的堆叠部之上），并在此时释放可堆叠的物品。执行释放所在的（一个或多个）位置，可以使带在仍保持近似为零的速度的同时沿路径进行轨道运动。在一些实施例中，通过使带执行抵消它的轨道运动的旋转，获得零速。

另外，示例堆叠设备可包括与带接合并便于带沿路径进行轨道运动的两个辊。例如，这些辊可设置在带内。带还可具有与辊组的至少一部分接合的外表面。外表面可进一步与辊组的一个或多个引导部接合。例如，在带的一位置，带可通过辊组弯折成两个部分，这两个部分可具有相同或不相同的尺寸。带的外表面可由此与引导部接触，而内表面与辊组的第一和/或第二部分接触。可替换地，外表面可与辊组的第一和/或第二部分接合。促使带旋转的机构可还包括沿路径进行轨道运动的第一和第二辊。在第一和第二辊位于辊组同一侧的第一位置，辊组可相对于它的中心大体静止。在第一和第二辊位于辊组的相对两侧的第二位置，辊组可进行旋转。

在又一示例实施例中，披露了一种包括两个内辊以及与两个内辊分离的选择性旋转双辊的堆叠设备。双辊可具有第一部分和第二部分。联接到两个内辊的驱动机构可促使内辊沿轨道路径行进。进一步，环形带可绕着内辊缠绕使得内辊位于环形带的内侧，并贴靠着环形带的内表面接合。带还可经过双辊，双辊可保持至少部分地位于环形带的外侧，并且双辊可贴靠着环形带的外表面接合。环形带的外表面可设置成接收可堆叠的物品。当内辊进行轨道运动时，位于内辊上的环形带端部沿相同的路径行进。可堆叠的物品可由带搁置于由类似的物品构成的堆叠部上，使得在带搁置可堆叠的物品时带的外表面具有零速。

具有第一部分和第二部分的辊组可进一步配置成共同旋转。当辊组共同旋转时，第一部分和第二部分可分别围绕辊组的中心进行轨道运动。第一部分和第二部分本身还可围绕它们自身的内部轴线旋转。进一步，在一些情况下，第一部分和第二部分可与环形带交替地接合。第一和第二部分还可具有不同的构造。例如，在一个示例实施例中，第一部分包括第一引导部，第二部分包括第二引导部。第一引导部和第二引导部中的每一者可偶尔与带接合；然而，在沿轨道路径的带的一些位置，带可仅与第一引导部接合而不与第二引导部接合。

通过阅读以下描述和所附的权利要求，本发明的这些及其它的特征和方面将变得更充分地明显，或者可通过如下文所述的本发明的实践得以了解。

附图说明

为了进一步阐明本发明的以上及其它的优点和特征，将参照附图中示出的本发明的具体实施例给出对本发明的更具体的描述。应当清楚，这些附图仅展示本发明的具有代表性的实施例，因而不应当被视为对本发明范围的限制。通过使用附图，将更具体且详细地描述及阐释本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的某些方面的示例堆叠装置，该堆叠装置包括围绕两个辊的传动带；

图2A示意性示出了图1A中的示例堆叠装置的侧视图；

图2B至图2E示意性示出了沿带和两个辊的顺时针轨道处于多个连续位置中的、图1中的示例堆叠装置的侧视图；

图3A示出了根据本发明的某些方面的堆叠装置的替代实施例；以及

图3B示出了图3A的示例实施例中的双辊的局部特写图。

具体实施方式

本文描述的实施例延展到用于堆叠物体的方法、装置、系统、组件以及设备。它们配置成例如通过提供使这些物品堆叠的近似为零速的表面，以简化的方式可靠地堆叠物体。

现参照附图描述本发明的示例性实施例的各个方面。应该理解的是，这些附图为这些示例性实施例的概略性的、示意性的表示，而不应当被视为对本发明的限制，任何特定的元件对于所有的实施例都不一定是必须的，也不一定必须以任何特定的顺序或方式组装或制造这些元件。因此，不应当从附图得出必须具有任何元件的结论。在下面的描述中，为了全面地理解本发明，列举了许多具体的细节。然而，对于本领域的普通技术人员显而易见的是，可在不具有这些具体细节的情况下实施本发明。在其它的情况下，为了避免不必要地模糊本发明新颖的方面，本文不再详细描述可堆叠的物体、一般制造技术以及包装产品的公知方面。

图1和下面的描述旨在给出可实现本发明实施例的示例性堆叠装置100的简要概述。尽管下面描述了用于堆叠包装（packing）150的堆叠装置100，但它仅作为一个单独的实例，本发明的实施例可实施于其它类型的可堆叠的物体。因此，在整个说明书和权利要求书中，语句“可堆叠的物体”、“可堆叠的物品”等旨在宽泛地适用于可通过近似为零速的系统或装置（例如，本文中所述的那些）自动堆叠的任何类型的物品。

图1示出了根据本发明的某些方面的堆叠装置100的总概略图。然而，图1中的堆叠装置100仅作为适当的堆叠装置100或堆叠系统的一个实例，而不旨在作为对本发明实施例的应用或作用的范围的任何限制。所示和所述的堆叠装置100不应该解释为对堆叠装置100中所示部件中的任何一者或它们的组合具有任何依赖性或需求。

参照图1，示例性堆叠装置100概括示为包括环形带102。在所示的实施例中，环形带102被弯折。更具体地，如图2A至图2E所示，通过将带102一起挤到双辊120内而使该带弯折，使得带102形成两个部分，即，具有内外表面的上部和具有内外表面的下部。如本文所述，这种折叠可便于包装或其它材料的堆叠，并可进一步执行堆叠使得在此类材料150的堆叠部152，待堆叠的材料的速度近似为零。

尤其是，在该实施例中，堆叠装置100包括驱动机构110，其使带102围绕路径112循环地进行轨道运动。在沿路径112的第一位置114，包装材料150可被放置在带102的第一部分108上。当带102围绕路径112循环地进行轨道运动并到达第二位置116时，包装材料150可从带102掉落到类似的包装材料150的堆叠部152上。在包装材料150掉落到堆叠部152上之前、之后或大约与此同时，带102的第二部分可到达沿路径112的第一位置114并接收另外的包装材料150。循环可继续进行，使得当另外的包装材料150到达第二位置116，进而带102的第二部分到达第二位置116时，这些另外的包装材料150掉落或以其它方式放置于堆叠部152上。

如图1所示的堆叠装置100选择性地包括各种附加特征。例如，将会清楚的是，当包装材料150通过装置100堆叠在堆叠部152上时，堆叠部152的高度可增大。例如，在所示的实施例中，托盘151设置为堆叠部152的基部；然而，在其它的实施例中，堆叠部152可形成在其它的表面（如地板）上，使得不必具有托盘151。在任何材料150被堆叠在托盘151上之前，从带102掉落到托盘151可能是很重要的。这种掉落有可能会引起包装材料150以离线方式落向托盘151，由此会引起堆叠部150的最底部的包装材料可能发生弯曲。

为了减小或消除包装材料150脱机掉落，堆叠装置100可设置为减小从带102到托盘151的掉落。特别是，无论堆叠部152的高度如何，装置100的一部分或全部可以是可动的，以允许材料更容易地堆叠。在一个实例中，例如图1所示的实例，装置100包括提升件160。例如，提升件可包括气动或液压汽缸，所述汽缸使装置100的至少一部分向上或向下移动并可选择性地使整个装置100向上或向下移动。例如，在所示的实施例中，装置100的平台部包括驱动机构110和大体装纳在其中的带102，该平台部连接到提升件160的一端，提升件160的第二端连接到装置100的基部162。按照这种方式，如果堆叠部150上具有极少的物品，则提升件160可被致动，并且装置100的平台可被降低，以便缩短掉落距离。明显地，可采用包括自动或手动在内的任何适当的方式来降低装置100。随着堆叠部152的高度的增大，则可以自动或手动地使装置100向上移动，从而即使在材料150的高度增大时也允许有效且可靠的堆叠。

提升件160的另一方面在于，通过允许装置100改变它的高度，装置100可适于与多种不同的机器或部件一起使用。例如，各种包装或其它材料可能需要堆叠并且可能由不同的机器制成或形成。不同的机器可以不同的高度输出所生产的产品。尽管输出装置的输出高度不同，但通过调节提升件160，装置100可很容易地适于与多种输出装置一起工作。而且，尽管在所示的实施例中示出了单个提升件160，但是应当清楚的是可使用多个提升件。例如，可具有位于装置100的相对侧的第二提升件。另外，可使用多个提升件来改变装置100的不同部件的高度或方向（取向）。例如，第一提升件可调节在装置100的第一端（例如，第一位置114附近）的高度或角度，而第二提升件可调节在装置100的更靠近堆叠部150处的高度。

另外，如图1所示，装置100可设置为可容易地运动，因而装置100可与多个堆叠部、多个输出装置等一起使用。尤其是，在所示的实施例中，装置100的基部162包括附连到其上的多个轮子164。轮子164仅作为可允许装置100有效运动的输送装置类型的一个实例。例如，在所示的实施例中，使用者可在前轮或后轮164上使装置100倾斜以使装置100运动。然而，在其它的实施例中，不必使装置100倾斜。例如，如图3A所示，这些轮子可附连到基部，使得它们可在不使堆叠装置倾斜的情况下被使用，并且这些轮子可任选地包括锁定机构，以便将轮子或其它输送装置（一个或多个）选择性地锁定在适当的位置。

现转到图2A至图2E，通过举例示出，对实现在堆叠部152处近似为零速的、图1的堆叠装置100的示例性方式进行更详细的讨论。通过本文的描述将会清楚，图2A至图2E中的示例性实施例为堆叠装置100的示意图。具体地，图1的堆叠装置100的各种部件已被移除，并且堆叠装置的比例发生改变，以便更清楚地示出所述实施例的各个方面。例如，通过缩短路径112的长度同时增大路径的高度，以相对于堆叠装置100的实际比例发生改变的比例，示出图2A中的堆叠装置100。通过本文的描述将会清楚，比例的这种变化用于更大程度地允许更清楚地描述及展示辊142、144围绕路径112的局部轨道运动，如图2A至图2E的局部轨道循环所示。

现参照图2A，图2A示出了堆叠装置100，该堆叠装置除其它部件以外包括双辊120、带102以及一组轨道运动辊140（例如，第一辊142和第二辊144）。在所示的实施例中，带102具有环状构造，并由此为环形带。此外，带102具有连续的构造，并具体地围绕第一辊142和第二辊144形成环，使得两个辊142、144分别位于带102的内侧。因此，在一个实施例中，带102可设置成在第一辊142和/或第二辊144旋转时，乃至在第一辊142和/或第二辊144不旋转的情况下，围绕它们滑动。

如进一步所示的，带102在该实施例中还穿过双辊120的内部行进。具体地，在该示例中，双辊120包括第一半部122，该第一半部与大体相同的第二半部124分隔开。在该实施例中，带102通过穿过分隔第一半部122和第二半部124的空间126行进，而经过双辊120的第一半部122与第二半部124之间行进。

在图2A所示的实施例中，第一辊142和第二辊144设置在双辊120的同一侧，并且在该实施例中，它们相对于第一半部124设置在装置100的相同处，因为第一辊142和第二辊144设置在相对于双辊120的第一半部122和第二半部124而言相同的方向。如可从图2A中看到的，这产生了基本上使带102围绕双辊120的第二半部124弯折的弯折效果。这可引起例如带102与双辊120的至少第二半部124摩擦及接合。

如进一步的示意性图示，示例堆叠装置100可包括预先确定的路径，例如，图示的路径112。在一些实施例中，第一辊142和第二辊144配置成使它们基本沿轨道路径112运动。任选地，当辊142、144沿轨道路径112运动时，它们保持彼此相距相等的距离，其中这种距离围绕轨道路径112的圆周进行测量。因此，在图2A中，当第一辊142位于轨道路径112的顶部（topportion，上部）的中间点时，第二辊144可位于轨道路径112的底部的中间点。当然，在其它的实施例中，轨道路径112可以不对称，辊142、144可相互分隔开，使得辊142、144并非在沿轨道路径112的所有部位都等距，或者辊142、144可相互独立地运动使得它们之间的距离随时间发生改变。另外，尽管路径112示为大致椭圆形，但该路径可具有其它的形状。例如，路径112可为多边形，并且可以对称或不对称。

在图2A的实施例中，轨道路径112可表示用于使第一辊142和第二辊144沿路径112运动的驱动机构110的一部分。例如，驱动机构110可包括大体限定路径112的传动带（drive belt）、链或履带和/或传动齿轮、链轮或轮（如图1所示）。如此，传动带、链或履带可沿路径112运动，并且驱动机构110可同样地使第一辊142和第二辊144沿近似相同的路径112行进。

在图2A至图2E中的示例实施例中，第一辊142和第二辊144示作围绕轨道路径112沿顺时针方向运动，如图2B的箭头ν所示。例如，如图2A和图2C所示，第一辊142可通过沿路径112以顺时针方向进行轨道运动，从近似位于轨道路径112顶部的中间点的位置运动到基本位于路径112右侧的位置（这种运动的轨迹可例如通过沿循第一辊142的、从它在图2A的位置至图2B的位置随后至图2C的位置的顺时针运动而获得）。同样地，图2A所示的近似位于路径112底部的中间点的第二辊144，可运动到更靠近轨道路径112的所示左侧的那些随后的位置（这种运动被示为，例如，沿循图2A至图2C中的第二辊144的位置）。当然，参考堆叠装置100或路径的右侧和左侧仅为了便于参照所示的附图，并且这种参考是随意的，因为从装置100的另一侧观察会产生相反的方向。

当辊142、144围绕路径112进行轨道运动时，辊142、144也可围绕它们各自的纵向轴线旋转。最佳视图见图2B，图2B示出了辊142、144沿路径（并沿箭头ν）大体线性地运动，同时还绕它们各自的轴线（如箭头ω所示）旋转运动。因此，当辊142、144沿轨道路径112以各自的方向侧向运动时，带102和/或辊142、144还可沿与轨道路径112相同的方向旋转。尤其是，在所示的实施例中，当辊142、144沿路径112以顺时针方向进行轨道运动时，第一辊142和第二辊144中的每一者还可沿顺时针方向围绕它们各自的内部轴线进行旋转。

简要参照图2A，可看到，在带102和辊142、144沿轨道路径112运动时，包装150可被放置在带102上。例如，在所示的实施例中，包装150可被放置在带102上部的外表面103上。当辊142、144和带102随后沿路径112轨道运动到图2B中的位置时，包装150在带102上并朝向堆叠部152被运载。如图2C至图2E所示，通过持续的轨道运动，带102的顶部逐渐靠近堆叠部152，并在图2C和图2D所示的位置，使包装150掉落于堆叠部152上。辊142、144和带102的运动继续围绕路径112进行运动，堆叠循环可重新开始。然而，在新的循环中，如图2E中所示的那样，双辊120、带102以及辊142和144实际上变换位置。尤其是，之前在路径112底部上的带102的那部分此时已沿路径112的圆周行进，并位于路径112的顶部。类似地，第二辊144此时已运动到路径112的顶部。另外，尽管带102之前围绕双辊120的第二半部弯折，但双辊120还旋转约180度，使得带120此时围绕双辊120的第一半部122弯折。

图2B至图2E更详细地示出了堆叠装置100的各种部件可执行旋转交换并变换位置，如本文所述。尤其是，图2B示出了在双辊120刚要开始绕其中心轴线旋转之前、第一辊142和第二辊144的位置。在一个实施例中，例如，双辊120可围绕它的中心轴线和/或它们所在的轴线自由地旋转。在这种实施例中，双辊120并非必须联接到驱动机构110。实际上，在一些实施例中，双辊120未连接到单独的马达、带、链等，而是在环形带102围绕路径112进行轨道运动时并且在环形带102由辊142、144拉动时，由环形带102促使双辊120旋转。因此，与直接联接到驱动机构110不同，双辊120可间接联接到驱动机构110（例如，通过带102和/或辊142、144）。例如，如图2B至图2E所示，当带102沿路径112进行轨道运动时，辊142、144将带动带102的底部从双辊120的图示右侧运动到双辊120的左侧。第二辊144可在之后沿路径112，围绕双辊120以顺时针方向进行轨道运动，由此促使带102贴靠着双辊120的第一半部122接合。通过以这种方式接合双辊120，带102可促使双辊120旋转到最终在图2D示出的位置。当然，在其它的实施例中，双辊120可直接联接到驱动机构110或促使双辊120旋转的单独的驱动机构（图未示）。

为了便于带102进行运动，带102任选地包括在其外部103上的高摩擦表面，并任选地具有在其内部105上的低摩擦表面。如可从图2A至图2E中看到，外表面103接收包装材料150，但还贴靠着双辊120的第一和第二半部122、124中的一者接合。这种高摩擦表面的一个特征在于，可便于包装150的抓持，使得当带102围绕路径112进行轨道运动时，包装150与带102之间具有很小的滑动甚至无滑动。因此，这种高摩擦表面处理的第二特征在于，还可通过可靠地堆叠包装150的方式便于带102的运动。

类似地，低摩擦内表面105可便于包装150的这种可靠的堆叠。例如，低摩擦表面可允许带102围绕与带102的内表面105接触的第一辊142和第二辊144自由地旋转。另外，如图2A所示，带102本身可弯折使得在双辊120中、内表面105的两个部位在双辊120内相对于彼此滑动。由此，低摩擦内表面105可减小当带的内表面105在双辊120内相对于彼此滑行时的摩擦力。

现参照图2E，更具体地描述驱动机构110。尤其是，驱动机构110任选地包括如图1所示的传动带、链等。带或链例如在运动时，可大体沿路径112以具体的速度（ν）运动。当驱动机构110以这种速度运动时，第一辊142和第二辊144可相应地以大约相同的速度（ν）围绕路径112进行轨道运动。在图2E所示的方向中，第二辊144（即，顶辊）则沿路径112，以速度（ν）运动到右侧，而第一辊142（即，底辊）则沿路径112以速度（ν）运动到左侧。通过使带102任选地包括高摩擦表面，带102可与双辊120接合，并防止或基本消除带102相对于双辊120的与之接合所在的表面滑动。因此，带102相对于双辊120的第一半部122的速度可近似为零。当带102贴靠着双辊120的第一半部122大体接合时，并且当第一辊142和第二辊144继续进行轨道运动时，带102可围绕第一和第二辊142、144转动（roll）。尤其是，当带102具有相对于双辊120的第一半部122的、近似为零的相对速度时，带102的其它部分的相对速度近似为两倍。通过示例，环形带102在第二辊144顶部且在第一辊142下方的部分具有大约两倍的速度（ν），而环形带102在第二辊144下方和第一辊142上方的相对速度可约为零。因此，可看出，当包装材料150被接收时，包装材料150能够以等于带的在其上接收包装材料的部分的速度的相对速度（例如，2ν）被供给到右侧（在所示的实施例中）。

此外，应当清楚，当辊142、144围绕路径112进行轨道运动并且辊的轨道运动开始使其移离堆叠部152（即，所示的实施例中的左侧）时，位于这些辊142、144之上的带102上的包装材料150经历相对速度的变化。具体地，如图2C至图2E所示，当底辊142沿路径112进行轨道运动并开始沿路径112向左运动时，在底辊142之上的带102（带的供包装材料150之前放置于其上的部分）的相对速度具有近似为零的速度。因此，当包装材料150到达堆叠部152时，带102的输送包装材料150的部分实际上为零速。因此，带102在包装材料150的下方无任何相对速度地消失。于是，这种零速堆叠使得能够单独地或者以近乎无限的组合可靠地堆叠复杂的包装或其它可堆叠的物体，而极少有发生堵塞的风险。

描述上面内容的另一方式是研究第一和第二辊142、144的轨道运动和旋转运动。尤其是，如上所述，辊142、144以速度（ν）围绕轨道路径112运动，而双辊102可实际上不执行轨道运动。因此，当第二辊144以速度（ν）沿顺时针方向进行轨道运动（运动到图2E中的右侧）时，第一辊142以速度（ν）沿顺时针方向进行轨道运动（运动到图2E中的左侧）。当带102随后与双辊120接合时，带102可相对于轨道运动辊142、144转动。尤其是，辊142、144不仅能够以驱动机构110的速度（例如，以速度（ν））进行轨道运动，辊142、144还能够以相同的速度（ν）围绕它们自身的内部轴线顺时针旋转。因此，关于图2E中的图示，在顶辊144处，带102以速度（ν）移动到右侧并沿路径112进行轨道运动，同时还以速度（ν）围绕顶辊144顺时针方向旋转（同样旋转到所示的实施例中的右侧）。因此，当在路径112的顶部时，带102的相对速度是两个速度的结合。尤其是，当在路径112的顶部，辊144以速度（ν）移动到右侧并以速度（ν）旋转时，在轨道运动和旋转运动沿相同方向进行的情况下，辊142以及辊142上的带102具有大约（2ν）的速度。

以类似的方式，当辊和带102在路径112上向下落并且辊142开始移动到所示的实施例中的左侧时，带102具有沿轨道路径112向左的速度（ν）。尽管如此，辊142继续顺时针旋转，使得带102以速度（ν）围绕辊142旋转到右侧。因此，当在路径112的底侧时，带102的相对速度是两个速度的结合。尤其是，向左的轨道运动速度（ν）与向右的旋转速度（ν）结合，得到大约0ν的速度，因为轨道运动与旋转运动处于相反的运动方向。

应当清楚，上述内容的这些方面仅是示例性的，而不作为对本发明的限制。例如，在所示的实施例中，所示的路径112大体为椭圆形，但这种形状仅是示例性的，并可能与比例有关。例如，图1中示出的装置100的路径112显得更加细长和/或纵长（linear，线状），因为路径112的长度相对于路径112高度的比率增大。

此外，尽管在图2A至图2E中示出了双辊120，但这种双辊同样仅是示例性的。在其它的实施例中，示例性辊可具有例如不相同的半部或者三个或更多个部分。例如，尽管在所示的实例中，带102仅被穿过双辊120弯折一次，但在其它的实施例中，带102可被弯折多次，在一些情况下，带102可被围绕选择性旋转辊（例如，双辊120）弯折多次。例如，带102可被穿过三辊（triple roller）弯折两次，这可形成环形带的三个弯折部或三个部分。类似地，四辊（quadruple roller）可使环形带从其中穿过四次，并可形成环形带的四个部分。因此，尽管本文使用了术语“双辊”，但不应该局限于仅具有两个部分的辊，而可包括具有两个或更多个部分的辊。

图3A和图3B示出了例如堆叠装置200的替代实施例，图3A和图3B示出了双辊220的替代构造。如图3A所示，例如，堆叠装置200包括与图1中的装置100类似的特征。例如，堆叠装置200包括带202，其缠绕两个轨道运动辊242、244并且还在双辊220之间被弯折。与图1的装置100类似，当在带202上接收可堆叠的物体250时，辊242、244可围绕路径212进行轨道运动。当辊242、244这样做时，带202也围绕辊242、244进行轨道运动，这促使物体250向堆叠位置运动。此外，当辊244在路径212的底侧沿顺时针方向运动（即，运动到所示的实施例中的左侧）时，辊244可促使双辊220围绕它的轴线旋转，并且辊244可随后运动到路径212的顶部，同时辊242运动到路径212的底部。如图3A进一步示出的，可看到路径212可具有任何适合的构造。尤其是，在所示的实施例中，路径212不对称。具体地，在所示的实施例中，路径212的最接近双辊220的部分的形状不同于路径212的离双辊220最远的部分的形状。

现转到图3B，图3B更具体地讨论图3A所示的替代双辊220。通过本文的描述将会清楚，双辊220本身包括各种部件，这些部件可被固定到装置200的壳体，并可作为副组件联接在一起，或者可以任何其它适合的方式安装。在图3B所示的具体的实施例中，双辊220为组件并包括两个旋转辊222、224和四个固定辊226a至226d。如参照图1至图2E所述的，带102在双辊120内被弯折。以类似的方式，可看到带202在双辊220内被弯折。尤其是，在所示的实施例中，带220绕着两个旋转辊222、224以及两个引导辊226b、226d缠绕，但这种构造仅是双辊的一个替代实施例。

更具体地，在所示的实施例中，带202可绕着沿路径112运动的顶辊（例如，图3A中的辊242）和底辊（例如，图3A中的辊244）缠绕。因此，带202的在辊242、244之间的部分可被导向双辊220。弯折的带202的最外部分（例如，带202的沿辊242的顶部运动及沿辊244的底部运动的部分）进入双辊220中，并贴靠着旋转辊222、224接合，同时弯折的带202的最内部分（例如，带202的沿辊242的底部运动及沿辊244的顶部运动的部分）进入双辊220中，并贴靠着引导辊226b、226d接合。

在所示的位置中，带202可围绕旋转辊222、224转动从而促使它们旋转，并还可相对于引导辊226b、226d转动。在一个实施例中，引导辊226b、226d是固定的，它们自身并不围绕其内部轴线旋转，但在其它的实施例中，引导辊226a至226d可设置为旋转。另外，尽管上面内容指出通过带202使旋转辊222、224旋转，但这仅是示例性的，在其它的实施例中，例如，辊222、224可连接到使辊242、244运动的驱动机构，使得即使在没有带202的情况下也可以旋转。

通过上面关于图2A至图2E的描述将会清楚，图3A中所示的辊242、242可围绕路径212进行轨道运动。作为这种轨道运动的一部分，辊244可例如围绕路径212沿顺时针方向运动并在路径212的底部运动到左侧。当辊244接近双辊220时，双辊220中的带202的路径可发生改变。具体地，当辊244朝向引导辊226a、226c运动时，带202的贴靠着旋转辊222、224接合的最外部分可移动成与引导辊226a、226c接合。而且，带220的之前与引导辊226b、226d接合的最内部分可移动成与旋转辊222、224接合。进一步，当继续旋转时，带220可与引导辊226a、226c接合并促使双辊220旋转。具体地，双辊220可围绕它的中心旋转大约180度，使得旋转辊222、224交换位置，并使得引导辊226a、226c与引导辊226b、226d交换位置。

应当清楚，图3A、图3B所示的双辊220也仅是适合在根据本发明的那些方面的堆叠装置中使用的双辊的一个实例，并不作为对本发明的限制。例如，在其它的实施例中，引导辊226a至226d可被替换。举例来说，可在旋转辊222、224的每一侧使用单个辊。甚至根本不必使用引导辊。例如，引导辊226a至226d可由贴靠着双辊220内的带202的一个杆或横杆（rail）或者多个杆或横杆来替换。此外，双辊不一定包括单独的辊。例如，在替代实施例中，双辊可包括单个内侧的旋转辊，并由此在它的每一侧包括两个引导辊。

因此，双辊220可具有多种构造并可提供许多与图2A至图2E的双辊120相同的特征。实际上，依据应用可能需要不同的构造。例如，在诸如带自身摩擦时严重磨损的情况下（如图2A至图2E所示）和/或在需要减小由带自身摩擦产生的噪声的情况下，可使用图3A、图3B中的构造。然而，与所使用的实施例无关，双辊可允许带弯折以便于近似零速地堆叠可堆叠的物体。进一步，这种双辊构造也可旋转，以便与带动带朝向物体堆叠部运动的轨道运动辊的轨道运动相一致，因此，双辊的不同的半部或不同的旋转辊在轨道运动辊的半个轨道运动期间交换位置，其中这些轨道运动辊沿轨道路径运动。

在某些情况下，本文披露的各种实施例可提供附加的特征和方面，这些附加的特征和方面有利于使堆叠装置100、200在能量消耗较小和/或对于操作者的安全程度较高的情况下工作。例如，在图2A至图2E的堆叠装置100的实施例中，带102可与双辊120的半部接合并促使双辊120一次旋转180度。堆叠装置200、与辊224、226接合的带202以及引导部226a至226d可利用同样的构想，由此促使双辊220旋转180度。在堆叠装置200中，辊222、224和引导部（引导件）226a至226d可连接到载体（carrier），载体使它们相互联接在一起，围绕双辊220的中心共同旋转（集体旋转）。在某些情况下，与利用双辊120执行的情况相比，带202在其与引导部226a至226d以及辊224、226的对向侧交替接合时进行的运动可使双辊220更有效地旋转。在这方面，可减小使双辊220旋转所需的转矩，由此允许减小与驱动机构210一起使用的马达的尺寸。通过减小转矩和马达尺寸/输出，可提高堆叠装置的效率并使堆叠装置的工作更安全。

通过本文的描述将会清楚，本文描述的特征或部件都不被视为所有的应用必要或必须的特征或部件，除非明确指出确实如此。此外，尽管所示的实施例和与此有关的描述提供了操作堆叠装置的具体实例，但这些示例说明和描述仅是示例性的。例如，尽管图2A至图2E所示的循环以及与此有关的描述展示了在带的第二部分上接收另外的包装材料之前从带的一部分释放包装材料并使其到堆叠部上，但这仅是示例性的。实际上，如图1所示，在某些情况下，可在包装材料从带的第一部分释放到堆叠部上之前或大约与此同时，在带的第二部分上接收另外的包装材料。事实上，由于所示的带能够循环地进行轨道运动并能够在包装材料到达堆叠部时将包装材料释放到堆叠部，所以不需要任何具体的定时。因此，尽管一些利用机器臂的系统可使用特定的时间元件的程序编制，但本发明的实施例不需要局限于接收包装材料的特定定时。因此，包装材料可以规则或不规则的时间间隔从一个或多个机器连续地行进（flow）。实际上，可堆叠的物品或构造不同的多个机器可分别同步或不同步地使用同一堆叠机。

进一步，根据本文公开的实施例或本领域的技术人员在阅读本公开内容之后可获知的内容的堆叠装置的操作不需要以连续的循环（loop）工作。例如，尽管在一个实施例中带可围绕轨道路径以大体恒定的速度进行轨道运动，但这不是必须的。例如，在一些实施例中，带可在轨道运动过程中停止或改变速度。例如，在接收可堆叠的物体时，带可停止运动，随后带可在其上接收可堆叠的物体时再次开始运动。

另外，尽管本文描述和展示的轨道运动辊示为位于平台（deck）的内侧和/或带的内侧，但在其它的实施例中，这些辊可设置在外侧。除上述内容或仅与上面的或其它的堆叠装置的特定方面组合以外，根据本发明实施例的堆叠装置或包装机还可实现其它的特征。

例如，根据一个方面，堆叠装置可包括便于将物体精确置于堆叠部上的一个或多个特征。例如，当诸如上述堆叠装置的装置将包装材料或其它可堆叠的物体放置（例如，掉落）于堆叠部上时，可能沿侧向或纵向产生一定误差。为了提高精确性，可在堆叠部本身上使用物理停止部，如棒、杆或支撑体。附加地或可替换地，可选择性地使用传感器（例如，光学传感器）检测可堆叠物体的定位。如果例如材料不在公差范围内，则传感器可警示系统并促使单独的或其它的装置移动包装材料。附加地或可替换地，当这种传感器起作用时，撞杆（ram，撞击装置）可压靠于包装材料使其移动到适当的位置，并且这种撞杆可在收到来自传感器的反馈时自动地动作，或者可由个体操作者手动使其动作。

在其它的实施例中，可利用其它的定位系统和/或安全机构。例如，可使用定位系统，确保带保持围绕轨道运动辊适当地定位（例如，通过居中保持在辊上）。为了保持这种位置，可在这些辊中形成（多个）槽以使带配合到其中和/或可利用Bomberade辊。另外，可利用盖或其它安全机构以防止手或手指伸进轨道运动带内部或附近。

本发明可被进行各种变型和修改，已通过示例的方式在附图中展示本发明的具体示例，并在本文中对其进行了详细的描述。然而，应当理解的是，本发明不局限于所披露的特定的装置或方法，相反地，本发明旨在覆盖落入权利要求的原理和范围内的所有的变型、等同物以及替换物。

Claims (20)

1.一种堆叠设备，包括：

驱动机构，包括配置成围绕其内部轴线旋转的至少两个辊，其中所述至少两个辊还配置成沿一轨道路径运动；

围绕所述至少两个辊设置的可动的带，其中，所述驱动机构配置成使所述可动的带围绕所述至少两个辊旋转，并且其中所述至少两个辊配置成使所述可动的带沿所述轨道路径运动；以及

具有第一部分和第二部分的双辊，其中，所述第一部分和第二部分配置成在所述至少两个辊沿所述轨道路径运动时，贴靠着所述可动的带接合并使所述可动的带弯折成至少两个带部分。

2.如权利要求1所述的堆叠设备，其中，所述轨道路径包括大致为平面的第一部分和大致为平面的第二部分，所述大致为平面的第一部分与所述大致为平面的第二部分基本上彼此平行。

3.如权利要求2所述的堆叠设备，其中，所述可动的带在所述双辊的第一部分和第二部分之间延伸穿过所述双辊。

4.如权利要求1所述的堆叠设备，其中，所述至少两个辊配置成贴靠着所述可动的带的第一表面接合，并且其中所述双辊包括：

至少两个引导部，配置成与所述可动的带交替接合。

5.如权利要求4所述的堆叠设备，其中，所述第一表面是所述可动的带的内表面，并且其中，所述至少两个引导部配置成与所述可动的带的外表面接合。

6.如权利要求1所述的堆叠设备，其中，所述双辊包括：

配置成贴靠着所述可动的带的第一表面接合的至少两个大体相同的部分，其中，所述第一部分和第二部分均配置成与所述可动的带的外表面接合。

7.如权利要求1所述的堆叠设备，其中，所述可动的带配置成围绕所述轨道路径进行轨道运动，并且围绕位于所述可动的带的内表面上且也围绕所述轨道路径进行轨道运动的所述至少两个辊旋转。

8.如权利要求1所述的堆叠设备，其中，当所述至少两个辊沿所述轨道路径进行轨道运动时，所述双辊和所述带进行旋转交换。

9.如权利要求1所述的堆叠设备，其中，所述至少两个辊设置在所述可动的带内并沿所述轨道路径与所述可动的带一起进行轨道运动，并且其中，在所述至少两个辊的预先确定的位置，所述可动的带至少部分程度上促使所述双辊围绕它的中心旋转。

10.一种堆叠设备，包括：

具有至少第一部分和第二部分的辊组；

带，贴靠着所述辊组的所述第一部分和所述第二部分中的至少一者而行进；以及

沿一路径进行轨道运动用以促使所述带沿所述路径进行轨道运动的机构，其中，所述机构沿所述路径的轨道运动促使所述辊组将所述带弯折以形成第一带部分和第二带部分，其中，所述机构配置成促使所述带接收所述第一带部分上的可堆叠的物品并使所述可堆叠的物品移动到预先确定的位置，其中，在所述预先确定的位置，所述可堆叠的物品通过继续沿所述路径进行轨道运动但在总速度近似为零的情况下而被从所述第二带部分释放。

11.如权利要求10所述的堆叠设备，其中，在所述预先确定的位置，所述带具有基本上由其轨道运动抵消的旋转。

12.如权利要求10所述的堆叠设备，其中，所述机构包括与所述带接合并促进至少所述带的沿所述路径的所述轨道运动的两个辊。

13.如权利要求12所述的堆叠设备，其中，所述两个辊设置在所述带的内侧。

14.如权利要求10所述的堆叠设备，其中，所述带具有与所述辊组的至少一部分接合的外表面。

15.如权利要求14所述的堆叠设备，其中，所述带的所述外表面与所述辊组的一个或多个引导部接合。

16.如权利要求14所述的堆叠设备，其中，所述机构包括配置成沿所述路径进行轨道运动的第一辊和第二辊，其中：

在所述第一辊和所述第二辊均位于所述辊组的同一侧的第一位置，所述辊组相对于其中心大体静止；并且

在所述第一辊和所述第二辊位于所述辊组的相对两侧的第二位置，所述带至少部分程度上促使所述辊组共同旋转。

17.一种堆叠设备，包括：

两个内辊；

选择性旋转的双辊，所述双辊与所述两个内辊分开并且具有至少第一部分和第二部分；

联接到所述两个内辊的驱动机构，其中，所述驱动机构配置成促使所述两个内辊中的每一个通过轨道路径运动；以及

环形带，所述环形带围绕所述两个内辊缠绕并穿过所述双辊，使得所述两个内辊位于所述环形带内侧并分别贴靠着所述环形带的内表面接合，使得所述双辊至少部分程度上位于所述环形带的外侧并至少部分程度上贴靠着所述环形带的外表面接合，其中，所述环形带的所述外表面适于在其一部分上接收一个或多个可堆叠的物品，

其中，所述两个内辊的所述轨道运动促使所述环形带大体上沿所述轨道路径行进，并且其中，所述环形带还配置成当所述环形带沿所述轨道路径行进时，所述一个或多个可堆叠的物品被置于由可堆叠的物品构成的堆叠部上，并且其中，所述外表面的在其上接收所述一个或多个可堆叠的物品的所述部分配置成当所述一个或多个可堆叠的物品被置于所述堆叠部上时，具有近似为零的速度。

18.如权利要求17所述的堆叠设备，其中，所述第一部分配置成围绕所述旋转的双辊的中心进行轨道运动，所述第二部分配置成围绕所述旋转的双辊的中心进行轨道运动。

19.如权利要求17所述的堆叠设备，其中，所述第一部分和第二部分配置成与所述环形带交替地接合。

20.如权利要求17所述的堆叠设备，其中，所述第一部分包括第一引导部，所述第二部分包括第二引导部，其中，所述第一引导部和第二引导部中的每一者有时与所述环形带接合，并且其中，在沿所述轨道路径的某些位置中，所述带仅与所述第一引导部接合而不与所述第二引导部接合。

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