CN102224002B - 用于紧压捆包的袋子取回组件和袋子 - Google Patents

Abstract

一种便于包裹一捆棉花或其它纤维材料的袋子取回组件和袋子。该袋子被构造成与袋子取回组件一起使用，该袋子取回组件被构造成将袋子从堆叠的或存储的构造操纵到可被升高并被保持到用于进一步处理的位置的打开的构造。

Description

用于紧压捆包的袋子取回组件和袋子

背景技术

常规地，已使用手工劳动来利用袋子将一捆棉花或其它纤维材料包裹，以在运输过程中保护该捆包免于损坏或污染，且在一些情况下，以符合贸易要求。使用现有技术方法来装袋捆包，一个工人，或者，更通常地，两个或更多个工人必须将袋子的开口端延伸到捆包滑槽上，以准备好将捆包插入穿过捆包滑槽并进入到袋子中，从而防止了工人在这个时间内完成其它任务。常规的捆包装袋装置(bale bagging device)还包含许多移动部件，在这些移动部件上，工人可能会夹住自己或衣服，从而导致严重的伤害、死亡和/或财产损失。

发明内容

本发明提供了一种袋子取回组件和袋子，其便于一捆棉花或其它纤维材料的包裹。袋子被构造来供袋子取回组件使用，袋子取回组件被构造来将袋子从堆叠或存储的构造操纵到可被升高且可被保持到用于进一步处理的位置的打开的构造。本发明可减少对手工劳动的要求，保护捆包在运输过程中免受损坏或污染，且在一些情况中，有助于符合贸易要求。

在一个方面，提供了一种袋子，其包括主体部分，该主体部分具有底端、相对的第一面板和第二面板、以及相对的第一侧板和第二侧板，其中所述第一面板和第二面板从底端延伸，所述第一侧板和第二侧板从底端延伸并连接第一面板和第二面板。底端、第一面板和第二面板以及第一侧板和第二侧板被组装在一起以限定接收空间。该接收空间具有与底端相对的开口端。袋子还包括限定于第一面板上的切口部分。切口部分被定位在第一面板上的某一位置处，与底端相比，该位置更靠近开口端。袋子还可包括靠近切口部分定位的标识，使得标识为例如，对可视化系统提供切口部分的位置的指示。

本文还提供了一种用于将紧压捆包装袋的袋子，其包括主体部分，该主体部分具有底端、相对的第一面板和第二面板，以及相对的第一侧板和第二侧板，其中所述第一面板和第二面板各包括从底端延伸的外表面和内表面，所述第一侧板和第二侧板从底端延伸并连接第一面板和第二面板；底端、第一面板和第二面板以及第一侧板和第二侧板限定了带有与底端相对的开口端的接收空间。切口部分被形成为穿过第一面板的外表面和内表面，切口部分被定位在第一面板上的某一位置处，与底端相比，该位置更靠近开口端；且其中当开口端闭合时，切口在内表面侧上由第二面板的内表面覆盖。

在另一方面，提供了一种装袋系统，该装袋系统包括用于取回袋子的袋子取回组件、用于打开由袋子取回组件取回的袋子并准备好袋子以接收捆包的袋子定位组件，以及用于将捆包插入到袋子中的袋子填充组件。袋子取回组件包括被构造来沿着可变的路径至可变的位置来移动的机器人装置，以及连接到该机器人装置的端部执行器。端部执行器包括鸟嘴状组件，以及被构造来检测并分离数字图像的特征的可视化系统。鸟嘴状组件和可视化系统各通常沿着端部执行器的中心轴线同轴地安装。

在另一方面，提供了一种在装袋系统中使用的用于取回袋子的方法。该方法包括：检测在袋子的第一侧上限定的切口；将具有第一臂和第二臂的鸟嘴状组件移动到靠近切口的位置；将至少第一臂和第二臂的顶端插入到切口中；以及伸出鸟嘴状组件，直到第一臂和第二臂的顶端之间的距离大于切口的直径。

在另一实施方式中，公开了一种在装袋系统中使用的用于取回袋子的方法。该方法包括：检测在袋子的第一侧的外表面上限定的标记；朝向标记移动端部执行器；展开安装在端部执行器上的连接装置以抓取袋子；且其中连接装置包括真空源。

在另一实施方式中，提供了一种用于取回袋子并将紧压捆包放置到袋子中的方法。所述方法包括以下步骤：将紧压捆包移动到捆包装袋组件中；将探头插入到袋子的切除部分中，所述袋子的大小被形成来将紧压捆包装袋；打开袋子的开口端；使袋子和探头相对于彼此移动，以从探头分离袋子；以及通过袋子的开口端将紧压捆包移动到袋子中。

还设想了以上所概述的袋子和袋子取回组件的其它方面和变型，且这些其它方面和变型在结合了以下公开内容考虑时，将得到更全面的理解。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式包括袋子取回组件的装袋组件的示例性实施方式的示意性侧视图。

图2A是根据本发明的实施方式的供袋子取回组件使用的示例性袋子的简化的视图。

图2B(a-c)是根据本发明的实施方式的供图2A的袋子使用的示例性切口结构的图示。

图3是根据本发明的实施方式的袋子取回组件的视图。

图3A-D是位于诸如控制板的支撑件上的可选择的堆叠的袋子的示意图。

图4是根据本发明的实施方式的端部执行器的简化的图示。

图5A和5B是显示了根据本发明的实施方式的端部执行器的布置的简化的图示。

图6A和6B是根据本发明的实施方式在进入切口之后的鸟嘴状组件的简化的前视图。

图7A和7B是根据本发明的实施方式示出了在进入切口内之后的鸟嘴状组件的袋子的简化的侧视剖视图。

图8A和8B是根据本发明的实施方式用于拾取袋子并将袋子提升到用于进一步处理的地方的袋子取回组件的简化的视图。

图9是根据本发明的方面提供的可选择的端部执行器的示意图，该端部执行器可被安装在笛卡尔座标系机器人上。

图10是图9的端部执行器的等轴测图。

图11是图9的端部执行器处于打开位置的等轴测图。

图12是根据本发明的方面提供的一对拾取探头的俯视图。

图13是放置在袋子之上以用于将紧压捆包装进袋子的图9的端部执行器的侧视图。

图14是探头处于打开位置的图13的端部执行器的俯视图。

图15是探头处于闭合位置的图14的端部执行器的俯视图。

图16是斜靠在袋子上以拾取袋子的图15的端部执行器的侧视图。

图17是探头被插入到袋子的切除部分中的图16的端部执行器的透视图。

图18是探头被插入到袋子的切除部分中并且被打开以连接袋子的图17的端部执行器的俯视图。

图19是根据本发明的方面提供的可选择的端部执行器的透视图。

图19A-19C是使用中的图19的端部执行器的示意图。

具体实施方式

以下结合附图所进行的详细描述旨在描述根据本发明的方面所提供的袋子和袋子取回组件的当前优选的实施方式，而并非旨在仅呈现本发明可被构造或利用的形式。这些描述结合所示的实施方式说明了用于构造和使用本发明的袋子和袋子取回组件的特征和步骤。然而，应理解，可通过不同的实施方式来实现相同或等同的功能和结构，这些不同的实施方式也旨在被包含在本发明的精神和范围内。如本文别处所表示的，相同的附图标记用于指示相同或相似的元件或特征。

为了便于理解本发明的袋子和袋子取回组件的实施方式，描述了优选的装袋组件的一般结构和操作，其公开在序列号No.61/033,376中，并且事先通过引用的方式并入本文。图1是装袋组件100的简化的图示，其提供了快速有效地将无包装的紧压且用带子捆扎的纤维材料捆包插入到袋子中，密封袋子以及将密封的袋子从装袋组件运走的装置。

在示例性的实施方式中，装袋组件100包括系统区域102，该系统区域102容纳本文通常称为壳体的各种捆包装袋部件，其具有：基座104，该基座104可以是地板或平板或金属框架或底座；侧壁106，该侧壁106可以是金属、塑料、木材或钢框架或钢梁；以及顶壁108，该顶壁108可以是建筑物的屋顶或上部框架或梁。

在壳体102内，装袋组件100包括用于从一堆袋子118中取回袋子的袋子取回组件100、用于打开袋子并准备好将袋子放到滑槽上以接收捆包的袋子定位组件112，以及用于将用带子捆扎的捆包填充到或插入到袋子中的袋子填充组件114。一般而言，装袋组件100连续操作以从一堆袋子118中取回袋子116，定位袋子116以接收捆包120，将捆包120插入到袋子116中，密封袋子116，以及将密封的袋子推离该组件以接着装入下一个捆包。前述的描述在临时申请No.61/033,376中进行了详细的描述。

图2A是根据本发明的实施方式的供袋子取回组件110使用的袋子116的简化的透视图。继续参考图1，且现在参考图2A，在一个实施方式中，袋子116包括具有从底端或封闭端208延伸的第一面板、侧或层202以及第二面板、侧或层204的主体。袋子116还包括第一侧板209和第二侧板211，第一侧板209和第二侧板211也从底端208延伸并将第一面板202连接到第二面板204。底端208、第一面板202和第二面板204以及第一侧板209和第二侧板211一起限定大体上细长的接收空间213，接收空间213，其具有与底端208相对的开口端206。在一个实施方式中，袋子116可具有大体上平的底端208、形成在第一侧板209和第二侧板211中的折叠的角板，以及一个或多个水平的折痕或皱折215以便袋子116可在使用构造和存储构造之间被折叠或展开成两个或更多个折痕。

袋子116可通过使用粘合剂、加热或压力焊接、缝合或其它已知的袋子组装技术来折叠以及组装一截材料来形成。这截材料可包括但不限于塑料、粗麻布、棉布、尼龙、聚丙烯、聚乙烯、聚酯纸或类似的制作袋子的材料。可使袋子116能够使得袋子的主体可在展开的使用构造(图2A)和收缩(折叠)的存储构造(堆118，图1)之间转换。

在袋子116的第一面板202上形成并延伸穿过该第一面板202的洞或切口210。应理解，第一面板202上切口210的位置至少部分地由用于“拾取”袋子116的袋子取回组件110的运动和操作来决定，如下文所详述。然而，通常，切口210可位于第一面板202上，相对靠近袋子116的开口端206。在一个实施方式中，与底端208相比，切口210被定位成更靠近开口端206。更优选地，切口210只位于两个面板中的一个上，诸如，位于第一面板202上，而不位于第二面板204上。此外，当袋子处于闭合构造且被放平时，切口210被叠加到第二面板204的固体表面层上。虽然可在袋子116上的别处并入其它切口，但第一面板上的主切口210不应具有位于第二面板上的对应的切口。这允许拾取装置仅通过其侧板中的一个来抓取袋子116，如下文进一步的描述。在本发明的最广义的方面，在第一面板202的外表面上提供有供检测系统使用的标记，以向着袋子移动，然后使得取回装置能够抓取袋子。标记可以是一个切口、数个切口、标识、标识和切口的组合、徽标、钩子、槽口、金属插入物、传感器、射频识别(RFID)构件、它们的组合以及类似的装置，以使得能由检测系统来进行检测。在一个实施例中，支撑索环被附加到具有切口的袋子上，以便通过允许其它的检测机构插入到索环上来进行拾取。索环还可以为较不结实的袋子增加强度或增强质地。如本文所用，切口或切缝可互换使用。更一般地，“切除部分”可包括切口或切缝或其它切除结构，例如，模压部分、撕开部分、冲压部分等。

在一个实施方式中，可在袋子116上放置标记或标识，以帮助定位或准确地确定切口210，以便其更“可视”，尤其是照相机系统、OCR系统、机器视觉系统或类似的可视化系统，其使用切口和/或标记来相对于切口定位抓取机构以拾取袋子。例如，在一个实施方式中，切口210可由对比色带或其它对比结构212a，诸如反射性涂层或漆环绕。在其它实施方式中，切口210可由各种几何形状、特征或它们的组合形成。例如，并非旨在限制，而只是示例性的，图2B(a)-(c)示出了多边形、椭圆形以及星形的切口210。在另一可替换的实施方式中，特定的标识212b，诸如词语或徽标可邻近切口210来定位，或可将切口210的全部或一部分并入到标识212b中，以指示出切口210的位置。标识212c可放置在第一面板202上，使得当标识212c被可视化系统检测到时，可以相对于其来确定切口210的位置。然而，在不偏离本实施方式的精神和范围的情况下，可以易于使用用于检测边缘、视觉对比、标识等的其它方案和装置或传感器。

袋子116被堆在一堆袋子118上，使得第一面板202和切口210暴露在堆118的顶部，以便袋子取回组件110接近(图1)。在一些实施方式中，袋子116和一堆袋子118中的其它袋子可在以相同的方式进行堆叠和对齐而进行折叠，例如，每个袋子的开口端都定向在相同的方向。或者，第一面板202和切口210可沿着成堆的袋子的两个不同的端部交替，以使得袋子取回组件110必须来回移动以拾取成堆的袋子上的下一个相继的顶部袋子。其它的可能性包括随机地堆叠，以使得每个袋子的标记不同，以组织的方式堆叠袋子但堆叠在多个堆中，以较小的折痕堆叠袋子，类似于百货商店里见到的堆叠的衬衫等。合适之处，可以采用如图3A和3B所示的两个相邻的堆之间的嵌套，或如图3C和3D所示的网格堆叠。还在其它的实施方式中，多个袋子以成卷的形式提供，并且安装在管子、杆或轴上，以便从成卷的袋子中单独地取出一个袋子。还在其它实施方式中，只要切口210被暴露足够的量以便拾取探头可接近，可以按任何顺序和形式对来堆叠成堆的袋子。

图3是根据本发明的实施方式的袋子取回组件110的透视图，该袋子取回组件110被构造为用于从位于诸如控制板的支撑件119上的一堆袋子中“拾取”袋子16，并将袋子提升到由装袋组件(图1)进行进一步处理的地方。继续参考图1和2A，并且现在还参考图3，袋子取回组件110包括机器人装置300，机器人装置300包括端部执行器302，其设置在机械臂304的末端并且能够定位和拾取袋子116，如下文所述。参考图1，机器人装置300被理解为位于堆叠的袋子118的附近。如下文进一步的描述，机器人装置300可沿着多个轴线、仅一个轴线移动，或在取回袋子的时候是静止的。可选择地或除了通过机器人装置300移动之外，货盘或成堆的袋子118可被构造成在X、Y和/或Z方向移动以实现相同的结果，诸如，移动到固定的机器人装置，然后允许端部执行器拾取袋子。

端部执行器302可利用机械臂304采用已知的机器人移动技术来操纵，所述机械臂304由计算机、矢量驱动器、伺服驱动器、机电传感器和/或其它本领域中已知的普通控制装置来控制。这些控制器可接近地放置，从而产生主控制中心，或每个装置可具有其自身的控制器，其中信号坐标在系统之间起作用。或者，笛卡尔坐标机器人可用于移动端部执行器以执行拾取袋子的功能，如下文进一步的讨论。

在一个实施方式中，参考图4，端部执行器302包括鸟嘴状组件306、形成在鸟嘴状组件306的顶端的至少一个喷嘴308、导管318(以虚线显示)以及可视化系统310，每个都通常沿着端部执行器302的中心轴线312同轴地安装。示例性的可视化系统310是DVT Smartimage System，其是Natick，Massachusetts的Cognex Corporation的一个部门。应理解，支持鸟嘴状组件306的电或机械操作所需要的一些部件，诸如各种线性驱动机构、齿轮、伺服器、马达等，和诸如电子支持设备的可视化系统308，可被共同设置在端部执行器302上，尽管为清晰起见而未将它们显示在图3中。

如图4所示，鸟嘴状组件306和可视化系统310被定位来在端部执行器的相对端420和422处并相对于彼此在相反的方向上操作。端部执行器302的“工作端”被认为是“面向”或指向待取回的目标例如袋子116的末端420或422。根据操作，任一末端420或末端422将面向目标。为了将鸟嘴状组件306和可视化系统310放置到端部执行器302的工作端处，端部执行器可如箭头424所指示，或沿着一些其它位于端部执行器上的枢轴点或轴线旋转至少180度。

袋子连接机构314也可被连接到端部执行器302，并用于将袋子116固定到端部执行器302。在一个示例性实施方式中，袋子连接机构314可包括能够产生有效量的真空的真空装置，以便在端部执行器302被升高时，袋子116可由真空力保持，并用端部执行器升高。例如，袋子连接机构314可包括多个真空吸盘316，真空吸盘316用于确保袋子116被固定到端部执行器302。或者，用作真空装置314的可替换方案，或除了真空装置314之外，还可以使用穿孔的真空板或适合于使端部执行器302能够“抓取”袋子116以可移除地连接到端部执行器302的任何其它装置。在一个实施方式中，可以将传感器(未显示)并入到端部执行器302中，以便当其接触袋子116时，将信号发送到控制器，以启动真空装置314。

现在参考图3和4，在一个实施方式中，端部执行器302可被降低，以便在端部执行器302处的工作端的可视化系统310面向袋子116的第一面板202。可视化系统310可包括例如照相机、OCR装置、机器视觉装置或等同装置，能够检测并分离第一面板202的数字图像或视频流的期望的部分、形状或特征。在一个实施方式中，机械臂304被构造成沿着相对于切口210不同的路径至不同的位置来定位端部执行器302，可视化系统310面向袋子116的第一面板202，从而使得可视化系统310可检测和分离切口210和标识212的期望的部分或特征。例如，在一个实施方式中，可视化系统310检测环绕切口210的对比色带212。信号被发送到机器人控制器，并且作为响应，机器人控制器促使机械臂304来移动端部执行器302到相对于切口210的期望位置。例如，端部执行器302被移动，以将其中心轴线312与切口210的几何中心对齐。一旦就位，端部执行器302在x、y平面中的位置就被固定或锁定。

或者，可视化系统310可用来检测袋子116的其它结构，除了切口210之外。例如，可视化系统310可检测远离切口210处的徽标或词语、几何特征、多个几何特征、标签等等。对这些可替换的特征中的一个的检测可引起信号被发送到机器人控制器，这反过来又引起控制器将端部执行器302操纵到相对于切口210的期望位置。一般地，期望位置是端部执行器302和可视化系统310的中心轴线312大体上与切口210的几何中心直接对准的位置。

现在参考图5A，一旦处于位于切口210之上其固定位置，端部执行器302就旋转180度(箭头424，图4)，以使得鸟嘴状组件306和喷嘴308朝向袋子116旋转，然后变成工作端。在端部执行器302的该旋转之后，鸟嘴状组件306和喷嘴308现被指向袋子116的第一面板202。在该位置，鸟嘴状组件306的中心轴线312与切口210的几何中心大体上直接对准。

如图5B所示，一旦鸟嘴状组件306被定位在切口210之上，端部执行器302就沿着z轴下降以抓取袋子。端部执行器302下降，直到鸟嘴状组件306的至少一部分伸出穿过切口210。一般地，鸟嘴状组件306的进入切口210的那一部分伸出穿过切口210至确保喷嘴308穿过切口210并进入袋子116的内部的所需深度。鸟嘴状组件306的末端通常移动，直到其接触袋子116的第二面板204，并将在第二面板上的接触用作杠杆，以打开袋子的开口端，如下文进一步的描述。

图6A是在鸟嘴状组件306的至少一部分进入切口210之后的袋子116的开口端206的简化的视图。如图6A所示，定位在鸟嘴状组件306的末端或顶端的喷嘴308进入袋子116的内部。在一个实施方式中，诸如空气的气体通过例如导管318(图4)被引入到鸟嘴状组件306的内腔(未显示)，直到空气到达喷嘴308。

如图6B所示，气体A离开喷嘴308，以使得袋子116打开或膨胀。膨胀使得第一面板202和第二面板204的以另外的方式接触的内表面205a和205b(图2)来分离，从而使得袋子116打开。此外，膨胀使得第一面板202相对于端部执行器302升高，直到第一面板202的外表面207a接触真空装置314，在该实施方式中，是真空吸盘316。在一个实施方式中，真空被供应到吸盘316，同时空气被迫使穿过离开喷嘴308，使得当第一面板202由于清除的空气而摆动且接触真空吸盘时，其被真空吸盘抓取。或者，真空可按顺序在空气流动以在真空吸盘处产生真空稍微之前或之后打开。真空压力可使用压缩机、喷射器泵(eductor pump)、发生器或任何其它公知的真空产生装置或方法来供应。相应地，袋子116的第一面板202的外表面207a附着到真空吸盘316，并因此可拆卸地固定到端部执行器302。

图7A显示了袋子116的侧视剖视图，显示了处于其通过切口210并进入到袋子116的内部的插入位置的鸟嘴状组件306。气体A可继续流动，直到期望但至少直到第一面板202的外表面207a已经接触真空吸盘316。如图7A所示，鸟嘴状组件306包括两个分开的臂708和710。每个臂可包括用于诸如通过导管318排出被引入到鸟嘴状组件中的气体的喷嘴308。还如图7A所示，端部执行器302包括连接到鸟嘴状组件306的驱动机构702，其用于使得鸟嘴状组件306“打开”或伸出。驱动机构702可以是用于打开或伸出鸟嘴状组件306的两个臂708、710的机械连接件、杆、马达、伺服器、齿轮或任何气压、液压或其它常规的方法的任何已知的组合。

在一个实施方式中，驱动机构702可包括连接到缸杆706的液压或气压缸704。在操作中，当缸704被供以能量时，杆706缩回或伸出，这取决于机械构造。如图7B所示，缩回使得鸟嘴状组件306的第一臂708和第二臂710的顶端712围绕每个臂的基座714枢转离开中心轴线312并枢转离开彼此。每个臂的顶端712可在伸出的过程中分开距离D。

在一个操作的实施方式中，为了辅助将袋子116固定到端部执行器302，当鸟嘴状组件306被插入到切口210中时，臂708和710可伸出距离D，该距离D大于切口210的直径C。当臂708和710伸出到距离D时，每个臂708和710的外表面716接触切口210的内表面。臂708和710继续伸出到距离D使得袋子116的一部分接近切口210，以沿着臂708和710向上移动。因为距离D大于切口201的直径C，所以顶端712以及臂708和710的至少一部分被固定地定位在袋子116的内部。伸出的顶端712以及臂708和710将袋子116固定到端部执行器302。

如图1和8A所示，一旦袋子116已经被固定到端部执行器302，端部执行器就后缩回到其初始位置，从而从成堆的袋子118提升起袋子116。如图8B所示，在一个实施方式中，鸟嘴状组件306包括推杆机构802。例如，推杆机构802可存在于臂708和710之间的鸟嘴状组件306内。当端部执行器302上升到其初始位置时，推杆机构802可通过在相反的方向延伸并接触第二面板204的内表面207b来展开。因为端部执行器302基本上在袋子116的第一面板202上拉动，所以推杆机构802抵靠第二面板204的内表面207b的延伸导致推杆机构802分离两个侧面202和204，并进一步迫使打开袋子116。在一个实施方式中，推杆机构802可以是中空的杆，其可起到推杆机构802和如前所述的用于将空气提供到鸟嘴状组件306中的导管318的双重作用。

图8C是图8B的端部执行器302和袋子116的示意性的侧视图。在另一个方面，支撑结构500被并入到袋子116的开口端206的附近。支撑结构500可被设计来与端部执行器302相配合，以进一步支撑袋子。例如，参考图8D，支撑结构可以是致动器，该致动器被构造来将杆或轴502推入袋子116的开口206中，以在与开口间隔开的位置支撑袋子。为了最小化杆502抵靠袋子116，可并入光滑的末端顶端504。

当端部执行器302上升到其初始位置且与袋子116连接时，袋子116准备好由装袋组件100(图1)进行进一步处理。其中可并入袋子116和袋子取回组件110的装袋组件的示例性操作完整地描述在2008年3月3日提交的美国专利临时申请序列号No.61/033,376中，为了所有之目的，该申请的全部内容以引用的方式并入本文。该申请还通过引用的方式并入于2009年3月3日提交的美国常规申请No.12/397,166和1212/397,138。为了所有之目的，’138申请和’166申请的内容明确地通过引用的方式并入本文。

现在参考图9，显示了利用笛卡尔坐标机器人400的可选择的袋子取回组件100的示意图。如本领域中公知的，机器人400被编程来可沿着X-Y平面移动，并可沿着Z轴向上和向下移动，以到达指定的坐标。结合可视化系统404(图13)，机器人可用于定位和检测标识、瑕疵、目标，或更一般地，标记212，并在检测到所述标识、瑕疵或标记时，可移动到由可视化系统识别的指定的坐标。在另一实施方式中，在袋子的表面上并入了两个或更多个标记。在一个示例性实施方式中，在袋子116的第一面板202上使用圆圈212作为待由可视化系统404检测的标识，其可以是由DVTVision System(Cognex Corporation的一个部门)所提供的视觉传感器。袋子116还并入了切除部分406，该切除部分406由端部执行器402使用来拾取袋子116，用于由袋子定位组件112进行进一步的处理，如下文进一步的讨论。在另一实施方式中，标记212是绘制在切除部分旁边的反射性的或黑的/有色的线。任选地，反射性的或黑的/有色的线平行于切除部分绘制。

在一个实施方式中，切除部分406是仅形成在袋子116的第一面板202上的切缝。切除部分406的长度可以是大约2到大约12英寸，并且距离标记212大约1到大约10英寸。在不偏离本实施方式的精神和范围的情况下，可包含其它尺寸。然而，应理解，切除部分可以呈现其它切除形状，诸如，圆形、椭圆形、矩形等，更优选地是切缝。因此，一旦标记212被可视化系统404检测到，切缝406相对于标记的位置就可被计算出来，并且机器人400被编程来移动到切缝并与切缝相互作用以拾取袋子，如下文进一步的讨论。与之前描述的袋子相似，当前袋子的实施方式具有开口端206，标记212和切缝406与该开口端206对准。更优选地，切缝和标记相对于袋子116的两个侧边缘212d和212e位于中心，并且与封闭端208相比，被定位成更靠近开口端206。在一个实施方式中，切缝被定位成距离袋子的开口的边缘大约4到8英寸

现在参考图10和11，显示了供本实施方式的笛卡尔坐标机器人400使用的优选的端部执行器402。具体地，图10是端部执行器402的前透视图，而图11是相同的端部执行器402的成角度的等轴测图，且该端部执行器402包括顶部安装托架408a以显示端部执行器的更完整的视图。图10示出在没有顶部安装托架408a的情况下，显示一对致动器缸450，以用于操纵任选上部的一对撑板叉状物410a、410b以及一对拾取探头412a、412b，如下文进一步的讨论。缸450被构造成在打开位置(图11)和闭合位置(图10)之间移动探头和叉状物。因此，根据本发明的方面提供的端部执行器402被理解成包括上部安装托架408a和下部安装托架408b，但是，取决于特定的应用，可能包括或可能不包括任选上部的一对撑板叉状物410a、410b。在图12中以平面图或俯视图更清楚地显示了探头412a、412b。任选上部的一对撑板叉状物410a、410b以及拾取探头412a、412b的目的和功能将在下文作进一步的讨论。在另一实施方式中，端部执行器402使用单个拾取探头或两个以上的拾取探头。

再次参考图10，在一个实施方式中，端部执行器402是拾取头，该拾取头能够支撑可视化系统，例如，诸如图13中的系统404。拾取头402也被构造来抓取袋子并拾取袋子，以由袋子定位组件112(图1)进行进一步的处理。拾取头402包含上部安装托架408a和下部安装托架408b(仅显示了下部安装托架)，该上部安装托架408a和下部安装托架408b具有设置于二者之间的一对安装块414a、414b。每个安装块414都包含拾取头在其上枢转的钉或销416。两个钉或销416被构造来安装到笛卡尔坐标机器人400(图9)的末端，或者可选择地，安装到连接件(未显示)，该连接件又连接到机器人。可以使用一个或多个气缸(未显示)来使拾取头402围绕两个销416枢转，以升高或降低拾取头的探头末端，如下文参考图16进一步的讨论。在可选择的实施方式中，两个安装块414a、414b被形成为单个块或两个以上的块。

两个撑板叉状物410a、410b在构造上大体上是类似的，其中一个叉状物包含用于覆盖另一个叉状物的顶端的突出部分，如下文进一步的描述。因此，下文有关撑板叉状物410a、410的讨论仅参考其中的一个叉状物来进行，应理解，其可等同于适用于另一叉状物。撑板叉状物410a包括两个或多个护翼部分，在当前的实施方式中，护翼部分包括近端护翼部分418和远端护翼部分420。这两个护翼部分418、420沿着拐角422连接在一起，拐角422具有用于接收可旋转的销426的孔或开口424。近端护翼部分418还包含用于接收第二销428的第二孔或开口425。第一可旋转的销426因此与撑板叉状物的拐角开口424以及拾取探头412a的对应的开口枢轴连通，而第二可旋转的销428与撑板叉状物410a的外部开口425以及拾取探头412a的对应的开口枢轴连通。第二可旋转的销428还可与上部安装托架408a和下部安装托架408b枢转。因此，当致动器缸450被启动时，缸450上的活塞杆推在内部销426上，这促使撑板叉状物410a和拾取探头412a围绕外部销428枢转，如图11所示。相反地，当致动器被切断能量供应且活塞杆缩回其缸内时，叉状物410a和探头412a围绕外部销428枢转到闭合位置(图10)。

远端护翼部分420包括切口430，在一个实施方式中，切口430是半圆的构造，其可选择性地表示为其它形状，诸如半正方形、半矩形等。当拾取头402处于如图10所示的闭合或探测位置时，两个切口430形成用于查看并观察拾取头412a、412b的观察窗432。参考图13，可视化系统404因此可通过观察窗432来观察，以确定是否存在探头412a、412b，接着产生对应的信号到控制器，以执行其它的步骤，如下文进一步的讨论。

除了图10和11之外，再次参考图12，拾取探头412a、412b各包含近端探头部分434a或434b以及远端探头部分436a或436b。与撑板叉状物类似，每个近端探头部分都包含拐角开口424和外部开口425，以便与对应的销426、428(图10)枢轴相连。在一个实施方式中，探头呈现为V形构造，并且具有成角度的近端边缘438以在移动到打开或拾取位置(图11)时提供增加的间隙。沿着近端探头部分以及远端探头部分434a、434b的外部边缘形成有捕捉区域440，以便捕捉袋子116，如下文进一步的讨论。在一个实施方式中，捕捉区域440包括引导边缘442和保持钩444。

沿着远端方向，远端探头部分436包括增大的捕捉部分446，该增大的捕捉部分446具有顶点448和任选的摩擦结构，诸如突起、指状物、肥皂钢丝球型织物等，以便于在移动到打开袋子抓取位置时抓取袋子116，如下文进一步的讨论。在一个特定的实施方式中，一个远端探头部分包含突出部分452，该突出部分452具有底切区域454以容纳相邻的探头的增大的捕捉部分446。象帽子一样起作用的突出部分452覆盖位于两个探头412a、412b之间的接缝456。因此，当拾取头402在箭头458的方向移动以穿透并捕捉袋子116上的切缝406时，仅有一个探头进入切缝或在接缝456中捕捉物体的机会被最小化了。优选的拾取头402的各种部件可由诸如钢或不锈钢的金属、符合材料，或最优选地由带有钢的硬塑料来制成。

现在将参考图13-18描述拾取过程。在使用如本文所提供的装袋组件100的装袋操作的过程中，首先通过启动两个致动器缸450(图10)来使拾取头402移动到打开位置(图14)。接着，可视化系统404通过打开的撑板叉状物410a、410b以及拾取头412a、412b对袋子116进行抓拍，以确定标记212相对于拾取头402的位置。控制器然后使用可视化系统402所捕捉的信息来计算x、y和z坐标，以接着命令机器人400移动到所计算的坐标。

接着，一旦机器人到达了期望的坐标，拾取头402就移动到闭合位置(图15)。接着，启动一个或多个致动器(未显示，诸如两个)，以使拾取头402倾斜，以便拾取探头412a、412b的顶端460以及撑板叉状物410a、410b的顶端462跨在袋子116上的切缝406上，且切缝位于两个顶端之间的某处(图16)。笛卡尔坐标机器人400的进一步的向下压力以及远端运动使得在顶端462的一侧上的袋子的部分被两个撑板叉状物410a、410b摇动并升起打开。随着机器人400进一步向远端移动，拾取探头412a、412b的顶端460进入切缝，并是的袋子与切缝相邻的部分搭至探头。在可选择的实施方式中，拾取头402被调整，使得当使探头开始进入切缝的时，接近角的变得更小。

在一个实施方式中，拾取头402被构造成一旦探头被插入到切缝中，就移动预定的轴向距离。例如，机器人可被编程来移动与远端探头部分的距离大约相同的距离，该距离从突出部分452的顶端(图12)到近端探头部分434a、434b的水平部分451而测量到。在可选择且更优选的实施方式中，机器人将探头定位到切缝中的移动范围受到可视化系统402的控制。例如，参考图17，机器人400被促使移动，直到探头412a、412b不再能通过观察窗432被可视化系统402看到。这是由搭在探头上并从前面覆盖住探头的袋子造成的，这确认了探头现在已安全地移进切缝中了。在这时，探头412a、412b被袋子覆盖了，且不再能被可视化系统探测到，这可被编程来将这个信息解释为探头被有效地插入到切缝中。由于拾取头的角度，袋子116开始沿其开口端206打开。

拾取头402现在被启动以移动到图18所示的打开位置。参考图12，在这个过程中，两个拾取探头410a、410b围绕处在其各自的外部开口425中的外部销枢转，直到由于两个致动器缸450而停止(图10)。在这时，切缝的两个边缘464a、464b被两个拾取探头410a、410b上的保持钩494捕捉，且袋子准备好被升起并移动离开成堆的袋子。

当袋子116被升高且因为其仅被保持在一侧上时，袋子的开口端206由于重力进一步打开。如果需要，来自适当放置的喷嘴的一阵空气可辅助打开袋子，该袋子由可不会诸如由于静电或自然的附着力而自然地分开的材料制成。开口端现在可以通过将臂定位在袋子定位组件112(图1)上而被进入，以接着围绕滑槽放置袋子，如申请序列号No.61/033,376中所讨论的，该申请之前已通过引用的方式并入。

图19是根据本发明的方面提供的拾取头466的透视图。拾取头466大致类似于参考图10-18所公开的拾取头402，但区别是，略去了便于提升围绕袋子116的切缝406的唇状物的撑板叉状物410a、410b。因此，在使用本实施方式的拾取头406时，笛卡尔坐标机器人可以简单地进行一系列探测动作，以将探头412a、412b插入到切缝中，而不必提升切缝406的唇状物。图19A-19C是移动进入到切缝406中的可替代的拾取头466的示意图。在一个实施例中，并入传感器(未显示)以指示拾取头466成功进入切缝，以使得可以开始下一个操作序列。

在另一实施方式中，将包括单个探头(未显示)的端部执行器用于连接袋子的切除部分，以从一卷袋子或一堆袋子分开袋子。单个探头可具有带有倒钩末端、摩擦顶端，和/或钩子末端，以便一旦探头进入切除部分，探头就连接袋子，并可被提升而不需要使用撑板装置。在另一实施方式中，可使用包括类似于叉的多个间隔开的探头的端部执行器来拾取袋子。

虽然已经具体描述并示出了袋子及袋子取回组件的实施方式，但实施方式的许多修改、组合以及变型对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。例如，袋子的大小以及机器人装置在壳体内的定位可被修改以实现其期望目的。此外，尽管可以讨论具体实施方式的具体的特征和方面，但其应被理解为是可用的，并可并入其它实施方式中以提供兼容功能。例如，在图3中端部执行器被描述为能够沿着多个轴线移动或可任选地被固定以供可移动的成堆的袋子使用，相同的概念可应用于图9和19的端部执行器。相应地，应理解，可以按不同于本文所具体描述的方式来表示根据本发明的原理构造袋子和袋子取回组件。本发明还由所附权利要求限定。

Claims (24)

1.一种用于取回袋子并将紧压捆包放到所述袋子中的方法，所述方法包括以下步骤：

将紧压捆包移动到捆包装袋组件中；

将探头插入到袋子的切除部分中，所述袋子的大小被形成来将紧压捆包装袋；

打开所述袋子的开口端；

使所述袋子和所述探头相对于彼此移动，以从所述探头分离所述袋子；以及

使所述紧压捆包和所述袋子相对于彼此移动，以使得所述紧压捆包被放置到所述袋子内。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述袋子的切除部分是切口。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述探头包括具有扩口顶端的细长探头。

4.如权利要求1所述的方法，还包括使用传感器来感测所述切除部分或所述袋子的边缘。

5.如权利要求1所述的方法，其中使所述袋子和所述探头相对于彼此移动的步骤包括沿着至少一个轴线移动所述探头。

6.一种袋子取回组件，其包括：

端部执行器，其连接到机器人装置，所述端部执行器包括：

鸟嘴状组件；和

检测系统，其被构造来检测袋子的切除部分，其中所述鸟嘴状组件被构造成从第一位置伸出到第二位置。

7.如权利要求6所述的组件，其中所述端部执行器在其中所述鸟嘴状组件处于所述端部执行器的工作端的第一位置和其中所述检测系统处于所述端部执行器的工作端的第二位置之间是可移动的。

8.如权利要求6所述的组件，其中所述鸟嘴状组件以及所述检测系统被定位来在所述端部执行器的相对端处且在相对于彼此相反的方向上进行操作。

9.如权利要求6所述的组件，其中所述鸟嘴状组件还包括第一臂和第二臂，其中当所述鸟嘴状组件处于所述第二位置时，每个臂的顶端被分离。

10.如权利要求9所述的组件，其中所述第一臂和所述第二臂各包括至少一个喷嘴。

11.如权利要求6所述的组件，其中所述端部执行器还包括袋子连接机构，所述袋子连接机构包括能够产生有效量的真空以将物体固定到所述端部执行器的真空装置。

12.如权利要求6所述的组件，其中所述检测系统包括照相机、OCR装置或机器视觉装置。

13.如权利要求6所述的组件，其中所述检测系统是能够获得参照点的传感器。

14.一种用于根据权利要求1所述的方法将紧压捆包装袋的袋子，包括：

主体部分，其由包括塑料、尼龙、粗麻布、棉布或其组合的材料制成，其具有底端、相对的第一面板和第二面板、以及相对的第一侧板和第二侧板，其中所述第一面板和第二面板各包括从所述底端延伸的外表面和内表面，所述第一侧板和第二侧板从所述底端延伸并连接所述第一面板和第二面板；所述底端、所述第一面板和第二面板以及所述第一侧板和第二侧板限定与所述底端相对的开口端且限定接收空间，所述材料经选择且所述开口端经定尺寸且经成形以接收纤维材料的紧压捆包；

切除部分，其被形成为穿过所述第一面板，且在所述第一面板的所述外表面和所述内表面上呈现为开口用于接收探头以提升所述主体部分，所述切除部分被定位在所述第一面板上的某一位置处，与所述袋子的底端相比，所述位置更靠近所述袋子的开口端；并且

其中当所述开口端闭合时，在所述切除部分的开口周围的所述第一面板的所述内表面与所述第二面板的所述内表面接触且覆盖在所述第二面板的所述内表面上，且所述切除部分与所述第一面板的所述外表面平齐；

且其中所述袋子被构造为同时承受施加于其上的向下的且向远端移动以穿过所述袋子的外表面至切缝的压力以打开所述切缝。

15.如权利要求14所述的袋子，还包括靠近所述切除部分定位的标识，所述标识提供所述切除部分的位置的指示。

16.如权利要求15所述的袋子，其中所述标识用检测系统可检测到，所述检测系统包括照相机系统、OCR系统或机器视觉系统。

17.如权利要求14所述的袋子，其中所述切除部分包括切缝或切口，所述切缝或切口具有的长度大于其宽度以接收探头。

18.如权利要求15所述的袋子，其中所述标识包括词语或徼标，且其中所述切除部分被并入到所述词语或徼标中。

19.如权利要求14所述的袋子，其中所述切除部分为单个线状切口。

20.如权利要求14所述的袋子，其中所述第一面板和第二面板以及相对的第一侧板和第二侧板由塑料制成且形成卷的形式。

21.如权利要求20所述的袋子，其中所述塑料为聚丙烯、聚乙烯或聚酯。

22.如权利要求14所述的袋子，还包括与所述切除部分间隔开的第二切除部分。

23.如权利要求17所述的袋子，其中所述切除部分被构造来与自动的取回系统一起工作以拾取随滑槽使用的袋子。

24.如权利要求14所述的袋子，其中所述切除部分不具有折叠边。