CN102348617B - 包括磁性驱动的滚筒的传送带装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种模块化传送带和方法提供了具有带金属转子或磁性转子(20)的滚筒的传送带。靠近传送带的磁体或金属元件被定位以旋转转子(20)。当滚筒经过磁场(45)或当磁场(45)被改变时，由磁体或由磁性转子产生的磁场(45)旋转滚筒。在一个实施方案中，磁场(45)以一个或多个转换式磁阻电机为形式。

Description

包括磁性驱动的滚筒的传送带装置和方法

发明领域

本发明涉及传送带，更具体地涉及具有提供材料处理功能，例如物品转移、分类、挑选、分离、导向和加速的滚筒的传送带。更具体地，本发明涉及采用旋转以实施选定的材料处理功能的磁性地驱动的滚筒的改善的传送带装置。

发明背景

传送带被用来例如在制造厂、工厂、制造场所或其类似物内从一个位置向另一个位置移动物品、包装、食品、机械部件及其类似物。在一些情况中，有必要从一个传送带到卸货点、或从一个传送带到另一个传送带传输包装、物品或其它物体。存在与传送带相关联的许多此类材料处理功能。

已经提出了针对具有特殊的材料处理功能的传送带的专利。下文列举的一些专利使用磁体来轮流保持住传送机或用来追踪(即，保持其不滑到一侧或另一侧)。图表是该专利文件的示例的列表。列表以数字顺序排列。此外，列表的顺序不具有意义。下列美国专利公布在此以引用方式并入：

图表

发明简述

本发明提供具有带多个滚筒的传送带的传送机。穿过传送带的磁场与滚筒相互作用以旋转滚筒。

滚筒可包括具有至少两个极的转子。

极可以是螺旋形的。

极可以是直线形的。

转子在其外缘上可具有顺时针平行的凹槽和逆时针平行的凹槽，顺时针平行的凹槽和逆时针平行的凹槽交叉以在顺时针平行的凹槽和逆时针平行的凹槽之间提供分段的极。

传送机还可包括：在传送带下方的定子，定子产生磁场且与转子形成转换式磁阻电机。其中，定子可包括线圈，且其中，传送机还可包括选择性地给线圈通电以改变磁场的线圈驱动电路。

传送机可包括：沿传送机隔开的且位于传送带中的滚筒下方的磁体。

其中，磁体可以是电磁体。

磁体可以是永久磁体。

滚筒可以是支撑物品的滚筒。

滚筒可以是顺排式滚筒。

其中，滚筒可以是横向滚筒。

其中，滚筒可以是倾斜的滚筒。

滚筒可旋转以沿传送带推动滚筒的顶上的传送物品。

传送带可在带行进的方向前进穿过磁场以使滚筒旋转。

在本发明的又一个方面，提供了一种传送带，包括具有转子的多个滚筒，转子具有适于与磁场相互作用以影响滚筒的旋转的极。

极可以是螺旋形的。

极可以是直线形的。

转子在其外缘上可具有顺时针平行的凹槽和逆时针平行的凹槽，顺时针平行的凹槽和逆时针平行的凹槽交叉以在顺时针平行的凹槽和逆时针平行的凹槽之间提供分段的极。

滚筒可以是支撑物品的滚筒。

滚筒可以是顺排式滚筒。

滚筒可以是横向滚筒。

滚筒可以是倾斜的滚筒。

传送带还可包括：

一系列带模块，其端对端地铰接地互相连接以形成传送带，每个模块包括在带行进的方向从第一端延伸到第二端的主体部分；

其中，模块中的至少一部分模块的主体部分包括：传送表面和与传送表面相对的底部表面、形成在主体部分中的至少一个腔或开口，以及可旋转地布置在腔中来旋转的滚筒。

转子可由磁性材料制成。

转子可由金属材料制成。

在本发明的另一个方面中，一种用于传送物品的方法包括：(a)在传送带中的滚筒的顶上支撑物品；(b)使滚筒经受磁场；(c)通过磁场使滚筒在旋转的方向上旋转；以及(d)通过旋转的滚筒沿传送带推进一个或多个物品。

其中，在步骤(c)中，可通过磁体使所述滚筒旋转。

其中，在步骤(c)中，所述滚筒可由转换式磁阻电机的定子旋转。

所述磁场可被选择性地励磁。

所述传送带的线性移动可产生所述滚筒的旋转运动。在本发明的又一个方面中，传送机包括具有多个滚筒的传送带。每个滚筒具有转子和旋转轴。被定位成将磁场耦合到滚筒的转子的定子与转子形成转换式磁阻电机。滚筒由转换式磁阻电机控制，以当滚筒遇到由转换式磁阻电机产生的磁场时围绕滚筒的旋转轴旋转。

其中，定子被定位在传送带的下方。

在另一个型式中，本发明的模块化带提供端对端铰接地互相连接以形成传送带的一系列带模块。模块中的至少一个提供以带传送的方向从第一端延伸到第二端的主体部分。铰接元件沿主体的第一端设置。铰接元件也沿主体的第二端设置。两个带模块的铰接元件是互相交错的且通常由铰接销连接。模块中的每个包括第一传送表面和第二表面，其通常用链轮或其它旋转构件驱动。

至少一个腔形成在主体部分中。该腔与传送表面连通。滚筒被可旋转地布置在腔中以围绕轴旋转。每个滚筒的一部分突出超过传送表面以使其可接合在传送表面上传送的物品。

在另外一个型式中，滚筒中的至少一些具有含铁的或磁性的转子。滚筒可具有由例如塑料制成的外壳覆盖或镀层的内部含铁的转子。磁力被用来当转子经过或被定位在选定的位置旁边时旋转转子。一个或多个滚筒的这种旋转使包装处理功能能够实现。例如，滚筒可被旋转从而将包装从第一传送带转移到卸载位置或第二传送带。

在又一个型式中，滚筒使用可变磁阻电机或转换式磁阻电机来旋转。永久磁体或电磁体可吸引软磁材料，例如铁或钢，凭借磁通的线实现最小阻抗的路径。(对于磁通的阻抗称为磁阻)。这是许多电动机运行的基本原理。这些电机被称为可变磁阻电机(VRM)或转换式磁阻电机(SRM)且由转子和定子组成。电机被用定子极和转子极的数量来描述。

定子具有以环形模式布置的电磁体，且转子由例如铁素体钢或硅钢的可渗透的材料制成。在转子中不存在导线。转子的形状以使当转子转动时，转子在密集金属(极)的区域和空气的区域之间交替。定子中的电磁体交替地打开和关闭以使转子极中的一个总是被吸引到定子，引起旋转。

转换式磁阻电机本身是简单且有效的。任何旋转式电动机可具有它的展开的且展平的定子和转子。本发明的第二个实施方案采用线性电机。转换式磁阻电机的定子基本上被线性地展开且展平以将带适当的几何尺寸的转子推动靠近定子。转子可由带电磁体(用于可控的运行，例如电脑控制)或者永久磁体(用于连续的运行)的定子启动。这是磁性致动的滚筒的基础。

转子可被封装在塑料或类似的耐磨损的材料中且被安装在传送带中在轴或轴承上以使该转子可自由的旋转。定子可相对于传送机框架固定且可由一系列永久磁体或电磁体组成。由定子施加到转子上的力与空气间隙中的磁通密度的平方和极面的表面积成比例。

由定子传递到转子上的力是定子极面和转子极面之间的距离的函数。这个距离界定了磁路空气间隙。这个函数是完全非线性的，所以力随增加的空气间隙长度而非常快地降低。

转子可具有以螺旋的形式或遵循另一个曲线围绕圆柱缠绕的矩形凹槽。转子被安装到其中的带可包括例如可注塑成型的铁。铁质带减少了磁路的磁阻。转子可位于带中，且选择性地控制任何排的转子。

滚筒的旋转的方向可由螺旋形转子凹槽的“旋向”(顺时针或逆时针缠绕)决定。通量起初在转子的前方汇聚，且带运动可导致最大通量密度的位置从转子的前方移动到后方。定子线圈的数量(以串联形式安装)和带速度可决定电机运转的最大持续时间。产生的速度可为带速度和由转子生成的横向速度的矢量和。

转子可为一系列转子中的一个，当它们经过C型芯电磁体定子时该一系列转子中的一个可被单独地提供动力和控制。耦合可为高的，只要带和定子线圈之间的间隙可制成小的(例如，在大约0.025英寸和大约0.075英寸之间)。磁场强度可被动态地调整用于多种载荷。

转子可使用广泛的多种螺旋形形状，使用不同的几何尺寸来制成。转子可以扭曲半圈的钢条为形式。转子可以安装在塑料杆上四圈的宽松地盘绕的刚弹簧为形式。转子可以具有三个四分之一圈切口的钢杆为形式，导致具有三个极。转子可以一起扭曲半圈的两个钢杆为形式，具有两个极。磁阻随旋转角度的变化是非常高的且可这导致高的扭矩。转子可以半圈钢杆的滚筒为形式，具有四个极。这种转子布置展现了用于多个定子磁体在其上运行的大的表面积，导致平滑的且有效的运行。

在一个实施方案中，磁场以多个磁体为形式，每个磁体具有优选地大约等于极面的宽度的宽度。每个滚筒可以是含铁的或磁性滚筒和外部覆盖物、外壳、封装或塑料的或其它非磁性材料的镀层的组合。

本发明提供了一种采用以第一方向驱动的传送带传送物品的方法。传送带包括具有转向滚筒的部分。转向滚筒随传送带被移动以横跨磁场(或材料，如果滚筒本身由磁体制成或包括磁体，则该材料被磁体吸引一在这种情况中，磁场随滚筒行进)。磁场以选定的方向旋转滚筒，例如大体上横向于第一方向，即横向于传送带行进的方向。(磁场可加速、减速或制动滚筒。)方法通过使用转向滚筒从传送带转向一个或多个物体而被实现。旋转转向滚筒可包括围绕与第一方向，带行进的方向成一角度的轴旋转每个转向滚筒。

附图简述

为了本发明的本质、目的和优势的进一步理解，应该参考以下详述，与下列附图一起阅读，其中，类似数字表示类似元件，且其中：

图1是本发明的装置的实施方案的透视图；

图2是本发明的装置的另一个实施方案的透视图；

图3是本发明的装置的实施方案的部分透视图；

图4是本发明的装置的实施方案的部分透视图；

图5是图示了单角度滚筒带的本发明的装置的实施方案的部分透视图；

图6是图示了双角度滚筒带的本发明的装置的实施方案的部分透视图；

图7是图示了转子的本发明的装置的实施方案的部分透视图；

图8是图示了转子的本发明的装置的实施方案的部分透视图；

图9是图示了转子的本发明的装置的实施方案的部分透视图；

图10是图示了转子的本发明的装置的实施方案的部分透视图；

图11是图示了转子的本发明的装置的实施方案的部分透视图；

图12是本发明的装置的实施方案的一部分的透视图；

图13是图12的实施方案的展开的透视图；

图14是本发明的装置的实施方案的不完整的视图；

图15是本发明的装置的实施方案的透视图；

图16是本发明的装置的可替换的实施方案的示意平面图；

图17是本发明的装置的可替换的实施方案的示意平面图；

图18是本发明的装置的可替换的实施方案的部分透视图；

图19是本发明的装置的可替换的实施方案的展开透视图；

图20是本发明的装置的优选的实施方案的示意性侧视图；

图21是本发明的装置的优选的实施方案的示意性侧视图；

图22是本发明的装置的优选的实施方案的示意性侧视图；

图23是显示了磁性分析的本发明的装置的可替换的实施方案的示意性示图；

图24是本发明的装置的可替换的实施方案的示意性示图；

图25是本发明的装置的可替换的实施方案的电路图；

图26是以定子模块电子框图为形式的本发明的装置的可替换的实施方案的示意性示图；

图27A和27B是包括双向转子的本发明的装置的实施方案的部分透视图；以及

图28是包括横向的转向滚筒的本发明的装置的实施方案的分解视图。

发明详述

图1和3显示了本发明的装置的实施方案，通常由数字10指定。传送带装置10被用来实施关于包装或物品11的分离或加速的功能。在图1中，传送带装置10采用由一系列例如图15中的模块18的一个或多个带模块的排构造的带式传送机12。

模块18中的每个提供多个滚筒21。滚筒21是顺排式带滚筒(in-line beltroller)，意味着它们被布置成平行于带行进的方向46或与带行进的方向46一致来加速物品。顺排式滚筒在垂直于带行进方向的轴线13上旋转。在图15中，每个滚筒21从带的腔延伸至且超过模块18的上表面22。但是，顺排式带滚筒可完全地处于上部带表面的上方或可延伸超过相对的底部带表面14。

每个模块18具有设置有孔眼27、28的用于连接到另一个模块的连接部件29、30。模块18可被相同地配置且在一列中可被端对端地连接或在一系列模块的排中侧对侧且端对端的连接，优选地以砌砖模式。例如模块18的模块的多个排被端对端地连接以形成传送带12。在该情况中，一排模块的连接部件连接到下一排模块的连接部件。销15可被用来将一排的连接部件连接到另一排的连接部件。

为了形成模块化传送带12，连接部件29通过将一对模块或模块18的排端对端地与其它模块铰链地相互连接而沿相对的端被结合到连接部件30以形成传送带12。例如，模块18的连接部件29可在相同的模块的相对的端处与连接部件30铰链地相互连接以使开口27和28被对齐。铰接销15可随后被放置成穿过对齐的孔眼或开口27、28。

每个顺排式带滚筒21包括转子20。转子20的示例在图3中可见，且为了阐述的目的，滚筒的外部周界被移除。每个转子20由从可为永磁体或电磁体的多个磁体、或从可变磁阻电机或转换式磁阻电机的定子发出的磁场来旋转。

在图3中，多个磁体40以隔开的位置被显示。图3的转子20是四极转子，每个极由数字41指定。每个极41具有极面42。平行的极沿转子的轴向方向直线地延伸。在一个实施方案中，极面42可具有大约等于磁体40的宽度44的宽度43。图15的滚筒21具有转子20和非金属材料例如塑料的封装、镀层、覆盖物或涂层。

在运行中，传送带模块18和其它模块以带行进的方向46前进。磁体40被定位在行进的带模块18下方，该带模块18包含具有封装的转子20的顺排式滚筒21。当模块18经过磁场(由图3中的用于磁体中的两个的向上和向下的箭头45、45′所图示的)时，每个滚筒21的转子20在磁场45、45′的影响下下落且旋转。磁体40是静止的，被定位在模块18的下方。滚筒21随带模块18在箭头46的方向移动。

当磁场45与滚筒21对齐时，转子20的每个极41的极面42与磁体40对齐。在图3中，磁体的排被指定成47-54。如由箭头45和45′的相反的方向所示，磁体的极性从排到排地交替。在图3中，转子20已到达其中极41与由排51指定的磁体的排对齐的位置。

在排51中的磁体40吸引转子20的极41以使转子极41与排51的磁体40对齐。传送带的持续的向前移动将转子20和其滚筒21带到将转子极41放置在图3中的位置55处以与排52中的磁体40对齐的位置。传送带的持续的向前移动使位置56处的转子极41与排53的磁体40对齐。相应地，图1的传送带12中的顺排式带滚筒21，在由传动带下方的磁体产生的磁场的影响下，以带行进的方向46旋转以将在滚筒顶上的物品11沿带向前推进。

图2和4显示了本发明的装置的另一个实施方案，通常由数字16指定。传送带装置16被用来实施包装或物品11的转向功能。在图2中，传送带装置16采用第一带式传送机9和被布置成接纳来自第一传送机9的物品的第二传送机8。

第一传送机9包括例如在图14中显示的模块17的多个模块。模块17中的每个提供多个支撑物品的滚筒19。滚筒19是转向滚筒，意味着它们被布置成以倾斜于带行进的方向46或与带行进的方向46垂直的方向旋转。转向滚筒给予带实施任何数量的材料处理功能的能力，例如物体转移、分类、挑选、排列和定向。在这个示例中，转向滚筒19被称为横向滚筒，因为它们以横向于(垂直于)带行进的方向的方向在平行于带行进的方向46的轴上旋转。每个横向的转向滚筒19延伸至或延伸穿过模块17的上传送表面22。在图14中，转向滚筒19被显示成延伸在模块17的上表面22以上和超过底部表面14。在旋转的横向滚筒的顶上支撑的物品被侧向地推动穿过且脱离带至下料带(outfeed belt)8上。横向的转向滚筒19不需要延伸超过底部表面且可完全地处于上表面的上方。

为了形成第一模块化传送带9，连接部件25通过将一对模块或模块17的排端对端地与其它模块铰链地相互连接而沿相对的端被结合到连接部件26以形成传送带9。例如，模块17的连接部件25可在相同的模块的相对的端处与连接部件26铰链地相互连接以使开口23和24被对齐。铰接销15可随后被放置成穿过对齐的孔眼或开口23、24以将模块连接到一起。

在图4、7和28中，转子31、36每个具有螺线地放置的或螺旋地放置的多个转子极57-60。图4中的磁体61被放置成相对于转子31成一角度，该转子31的轴线67与带行进的方向对齐。图4的磁体61相对于带行进的方向46成角度。当图2中的第一传送机9以带行进的方向46前进时，横穿传送机的磁场使横向滚筒旋转且朝向第一传送机的侧面推动所传送的物品且使所传送的物品落到接取传送机(takeaway conveyor)8上。磁体可通过机械致动器被定位在传送带下方，提供了用来选择性地促使滚筒旋转的方法。图28显示了具有以带行进的方向46延长的六个平行的腔122的传送带模块121中的滚筒123的一种构造。横向的转向滚筒123被接纳在每个腔中。在腔的每个端处的端壁124具有孔125以支撑转子轴126的端部，该轴126被宽松地接纳在转子31中的轴向孔127中。转子被紧贴地接纳在滚筒123的圆柱形外围壳体129的孔128中。壳体的外围优选地为塑料且如果需要与传送物品较高的摩擦接触则用橡胶或弹性层涂层。转子和壳体之间的空隙可由封装化合物(potting compound)填充或与端盖配合以在卫生应用中密封至少滚筒的端部。

图5显示了倾斜的转向滚筒布置，其中，滚筒的转子31围绕倾斜于带行进的方向46的轴线67旋转以既向前又向左或向右推动物品穿过传送带。当传送机前进时，转子在每个与轴线67形成锐角的多个磁体37的影响下旋转。磁体37也被布置成倾斜于带行进的方向。在图6中，双角度滚筒带布置(dual angle roller belt arrangement)提供了位于具有转子31的下方滚筒19′上的上方滚筒38。上方滚筒38不具有转子；该上方滚筒38响应于与下方滚筒19′的摩擦接合而旋转。上方滚筒以与下方滚筒19′的相反的方向旋转且可用与带传送的方向46相反的运动分量推进物品。在这个示例中，下方滚筒19′不必延伸超过带的传送表面，只要其可接触上方滚筒。

在图7-11和27中，作为顺排式滚筒21或转向滚筒19的一部分的转子的其他构型被显示。在图7的转子36中，螺旋的极可顺时针盘绕而不是如转子31中的逆时针盘绕。这种布置使转子36以与转子31的旋转方向不同的旋转方向旋转。

图27A和27B显示了双向转子95，双向转子95是图7的转子36中的顺时针的螺旋的极和图4的转子31中的逆时针的螺旋的极的组合。结果是由交叉的顺时针和逆时针的凹槽115、116分开的多个菱形的极面113和半菱形的极面114。例如，图27A中的极面114A、113A、113B、113C和114B形成与图4的连续的逆时针的极中的一个相类似的单个分段的逆时针的极。且图27B中的极面114C、113D、113B、113E和114D形成与图7的转子中的连续的顺时针的极中的一个相类似的单个分段的顺时针的极。用如在图27A中定向的下方的磁体117，当传送带以箭头46的方向前进时，转子凭借分段的逆时针的极与由成角度的磁体产生的磁场的相互作用而顺时针118旋转。用如在图27B中定向的下方的磁体119，当传送带以箭头46的方向前进时，转子凭借分段的顺时针的极与由成角度的磁体产生的磁场的相互作用而逆时针120旋转。转子旋转的方向在每个图中也可通过以与箭头46相反的方向推进传送带而被反向。因此，包括具有这些双向转子的滚筒的传送带可用于通过下方磁体的适当布置而将物品转向至任一侧。下方磁体的角度和位置可被固定或可被机械地定向，提供了控制旋转的方向且因此控制包装11运动的方向的可行方法。

在图8中，转子32具有一对螺旋地盘绕的构件62、63。在图9中，转子33是具有在其上螺旋地形成的磁条65的圆柱体64。在图10中，转子34具有三个极而不是在图4中显示的四个极。在图11中，转子35为螺旋形状的板66的形式。

图12和13显示了类似于图5的转向滚筒布置的部分，除了取代永久磁体的安装在基座98上的电磁体39、39′。每个电磁体包括铁芯97，线圈96围绕着该铁芯97盘绕。电磁体的极面99被定位成类似于图5中的永久磁体的极面，以当带前进经过电磁体时产生使带滚筒的转子36旋转的磁场。由磁体产生的磁场可如所需要地被选择性地励磁或去励磁。

图16-26显示了本发明的装置的可替换的实施方案，通常由图16-17中的数字70指定。多个基板80支撑传送带下方的定子且形成定子的部分。图16和17显示了示例性的定子布局。在图16中，布局73提供了在开口130处的定子位置，定子位置被布局成用于包装11以高合成的轨迹角运动或用于当与如在图2中的横向滚筒带一起使用时由图16中的箭头72示意性地标示的大体上直线的侧到侧的运动。在图17中，错开的定子布局74被显示为可被用于较低的轨迹角度。在图17中，箭头75示意性地图示了包装11的运动方向。在图16和17中，箭头71示意性地图示了传送机运动的方向。

图16和17的传送机提供了具有边缘部分76、77的传动机框架90。每个定子基板80可设置有转换式磁阻电机的定子。在图18和19中，两个定子和两个横向的转向滚筒中的两个转子被显示成由定子和转子形成的转换式磁阻电机的示例。板80可被定子占据以控制多个滚筒比如例如高达6个滚筒。基板80附接到传送机框架90且给终止于向上面向的极面102、103、104的定子芯83、84、85提供机械的支撑。基板80可由分层的、软磁(含铁的)材料构造以给磁通量提供返回路径。

在图18和19中，存在定位在每个滚筒下方的三个分层的定子芯。定子构造可为模块化的以使任何数量的滚筒可被在传送机70的任何期望的长度上致动。三个定子芯中的两个安装在基板80内，如图18中可见。在图19中显示的被接纳在开口130中的带四个极面的另一个芯85被夹在外部定子极83、84之间，且极面中心定位在下部且在转子81、82的轴向方向偏移。线圈86可被盘绕到具有接纳芯的孔的尼龙筒管上。基板80和芯83、84、85的完全的装配可使用被用来保持适当的机械定位的尼龙紧固件78、螺母79和保持件105而被拧紧到一起。

在图20中描绘的是具有处于相对于垂直成-30°的旋转角的转子81、82的传送带70的正视图。在图20中，每个右边的定子极面103与每个转子81、82的极106对齐。右边的极面拉力可由定子控制电路解除。中心定子极面104可被通电且可将转子极106吸引到相对于在图21中所示的垂直的0°位置。左边的定子极面102可随后被通电且结果是如在图22中显示的+30°转子角度。上述顺序可被重复，导致滚筒81、82随着对于四极转子每转12个励磁脉冲的连续的顺时针旋转。且滚筒可被旋转而无论传送带是否移动或静止。顺序的次序可被反向以实现滚筒81、82的逆时针的旋转。对于这种布置的磁路使得场线沿转子81、82穿过一个转子极和两个定子极面轴向地作用。无论带的位置，在转子下方总存在每个相位的两个定子极面。

图23显示了本发明的转换式磁阻滚筒布置的磁路的磁性分析。对于大多数转换式磁阻电机的路径在径向方向穿过两个转子极而作用。对于本发明的转换式磁阻滚筒布置的路径在纵向方向穿过一个转子极而作用。磁通从一个定子极循环穿过转子至相邻的定子极，且随后穿过基板80返回。磁路的FEA(有限元分析)图在图23中显示。在图的顶部处的梁87是以带行进的方向46轴向地对齐的转子极。磁路的其它部分形成U形，其中，U的两个竖直的柱代表两个连续的右边(或左边或中间)的定子芯84且U的基部代表基板80。两对开口长方形是定子线圈86，每个盘绕或被激励以在每个极面103处产生相对的极。

本发明的转换式磁阻滚筒布置的示意性示图在图24中显示。单独的线圈被例如在图25中描绘的驱动电子元件激励。每个定子芯84、85、83上的线圈86连续地以A-B-C的次序运行且吸引转子极88、89、91、92用于顺时针旋转。对于逆时针旋转，顺序是A-C-B和88-92-91-89。

图25的定子线圈驱动电路108对于每个相位可包括两个独立的开关。高侧开关93(M1、M2和M3)从供应直流电压的直流功率供应107(DC_供应)给相绕组提供动力，而接地的低侧开关94(M4、M5、M6)用PWM(脉宽调制)信号(PWM_A、PWM_B、PWM_C)为电机速度控制提供脉冲。当定子线圈86(L1、L2、L3)去激励时，二极管(D1-D6)获取来自相绕组的回扫电压。驱动电器元件可基于产生的与驱动电流成比例的磁通来探测转子81、82位置。这都可在微处理器的控制下操作，例如在图26中显示的微处理器。取决于运动需要，一个处理器110可控制单个滚筒81、82位置、滚筒的排或整个系列的滚筒。

图26是图示了转换式磁阻电机滚筒的运行的框图。本发明的这种布置是灵活的。一个或多个定子线圈可由信号109，例如PWM信号，通过线圈驱动电路108被选择性地通电或断电。可为微处理器的控制CPU 110，在连接所有定子控制模块的串行总线112上与单独的定子控制模块111通信，例如，每个定子基板一个定子控制模块111。串行总线包括传输线(Tx数据)和接收线(Rx数据)。控制CPU将命令、控制和数据请求信号在有地址的串行总线上传输到每个定子控制模块111。定子模块响应于状态、诊断和其它数据，例如如由定子模块的线圈驱动电路108测量的瞬时线圈电流。用这种方式，控制CPU可协调线圈的控制以如所需要地旋转带滚筒。单独的线圈86可以在速度和方向两者上被控制以用于在分类、旋转、挑选和传送中的使用。优势在于这些非接触的操作，即在带滚筒和传送机框架中的支撑表面之间没有物理的接触的操作，可在软件中配置且可大部分不取决于带速度。任何带宽度或控制长度可被容易地配置。定子可为具有内部连接的模块化构造，该内部连接制作在成为基板80的一部分的电路板上。随后，定子可被配置以便平铺于传送带70下方的区域，滚筒旋转或传送物品的所期望的轨迹可在该区域上操作。模块化定子之间的相互连接可将通信和功率安排至定子驱动电路和下一个定子。

在详细描述的示例中的大部分中，滚筒是支撑物品的滚筒。但是，磁性驱动式滚筒可为甚至不与传送物品接触的滚筒。例如，磁性驱动式滚筒可被用来驱动在传送带内的其它滚筒或元件，或者甚至驱动传送带本身。且滚筒不是必须要延伸超过带的任一外表面。如所描述的，转子可由用来与传送机框架中的磁体一起使用的金属材料制成，或可由磁性材料制成以与策略上地定位在框架中的金属元件相互作用，例如与定位在用于非磁性转子的磁体的位置中的金属元件相互作用。

在本文公开的所有测量都在标准温度和压力，在地球上的海平面，除非以其它方式标示。

前述的实施方案仅凭借示例呈现；本发明的范围仅由所附权利要求限制。

Claims (34)

1.一种传送机，包括：

传送带，其具有随着所述传送带在带行进的方向前进的多个滚筒；

磁体，其产生磁场，所述磁场穿过所述传送带且在所述滚筒随着所述传送带在所述带行进的方向前进时与所述滚筒互相作用以引起所述滚筒的旋转，其中所述磁体是静止的。

2.如权利要求1所述的传送机，其中，所述滚筒包括具有至少两个极的转子。

3.如权利要求2所述的传送机，其中，所述极是螺旋形的。

4.如权利要求2所述的传送机，其中，所述极是直线形的。

5.如权利要求2所述的传送机，其中，所述转子在其外缘上具有顺时针平行的凹槽和逆时针平行的凹槽，所述顺时针平行的凹槽和所述逆时针平行的凹槽交叉以在所述顺时针平行的凹槽和所述逆时针平行的凹槽之间提供分段的极。

6.如权利要求2所述的传送机，其中所述磁体包括在所述传送带下方的定子，所述定子产生所述磁场且与所述转子形成转换式磁阻电机。

7.如权利要求6所述的传送机，其中，所述定子包括线圈，且其中，所述传送机还包括选择性地给所述线圈通电以改变所述磁场的线圈驱动电路。

8.如权利要求1所述的传送机，其中所述磁体沿所述传送机隔开且位于所述传送带中的所述滚筒下方。

9.如权利要求1所述的传送机，其中，所述磁体是电磁体。

10.如权利要求1所述的传送机，其中，所述磁体是永久磁体。

11.如权利要求1所述的传送机，其中，所述滚筒是支撑物品的滚筒。

12.如权利要求1所述的传送机，其中，所述滚筒是顺排式滚筒。

13.如权利要求1所述的传送机，其中，所述滚筒是横向滚筒。

14.如权利要求1所述的传送机，其中，所述滚筒是倾斜的滚筒。

15.如权利要求1所述的传送机，其中，所述滚筒旋转以沿所述传送带推动所述滚筒的顶上的传送物品。

16.如权利要求1所述的传送机，其中，所述传送带在带行进的方向前进穿过所述磁场以使所述滚筒旋转。

17.一种传送带，其在带行进的方向是可前进的并且包括具有圆柱形外围壳体的多个滚筒，所述圆柱形外围壳体具有接纳转子的孔，所述转子具有适于与磁场相互作用以引起所述滚筒的旋转的极。

18.如权利要求17所述的传送带，其中，所述极是螺旋形的。

19.如权利要求17所述的传送带，其中，所述极是直线形的。

20.如权利要求17所述的传送带，其中，所述转子在其外缘上具有顺时针平行的凹槽和逆时针平行的凹槽，所述顺时针平行的凹槽和所述逆时针平行的凹槽交叉以在所述顺时针平行的凹槽和所述逆时针平行的凹槽之间提供分段的极。

21.如权利要求17所述的传送带，其中，所述滚筒是支撑物品的滚筒。

22.如权利要求17所述的传送带，其中，所述滚筒是顺排式滚筒。

23.如权利要求17所述的传送带，其中，所述滚筒是横向滚筒。

24.如权利要求17所述的传送带，其中，所述滚筒是倾斜的滚筒。

25.如权利要求17所述的传送带，还包括：

一系列带模块，其端对端地铰接地互相连接以形成传送带，每个模块包括在所述带行进的方向从第一端延伸到第二端的主体部分；

其中，所述模块中的至少一部分模块的所述主体部分包括：传送表面和与所述传送表面相对的底部表面、形成在所述主体部分中的至少一个腔或开口，以及可旋转地布置在所述腔中来旋转的滚筒。

26.如权利要求17所述的传送带，其中，所述转子由磁性材料制成。

27.如权利要求17所述的传送带，其中，所述转子由金属材料制成。

28.一种传送物品的方法，所述方法包括：

a)将物品支撑在传送带中的滚筒的顶上；

b)使所述传送带在带行进的方向前进；

c)使所述滚筒经受通过被定位在所述传送带的下方的静止的磁体产生的磁场；

d)通过所述磁场使所述滚筒在旋转的方向上旋转；以及

e)通过旋转的滚筒沿所述传送带推进一个或多个物品。

29.如权利要求28所述的方法，其中，在步骤(c)中，所述静止的磁体是电磁体。

30.如权利要求28所述的方法，其中，在步骤(c)中，所述静止的磁体是转换式磁阻电机的定子。

31.如权利要求28所述的方法，其中，所述磁场被选择性地励磁。

32.如权利要求28所述的方法，其中，所述传送带的线性移动产生所述滚筒的旋转运动。

33.一种传送机，包括：

传送带，其在带行进的方向前进并且具有多个滚筒，每个滚筒具有转子和旋转轴；

多个定子，其被定位成在所述多个滚筒随着所述传送带在所述带行进的方向前进时将磁场耦合到所述多个滚筒的所述转子且与所述转子形成转换式磁阻电机；

其中，所述滚筒由所述转换式磁阻电机控制，以当所述滚筒遇到由所述转换式磁阻电机产生的所述磁场时围绕所述滚筒的旋转轴旋转。

34.如权利要求33所述的传送机，其中，所述定子被定位在所述传送带的下方。