CN103153824A - 传送系统、传送带以及测量和控制静电的方法 - Google Patents

Abstract

在此提供了传送系统以及用于检测传送机上的静电荷的存在的方法。该传送系统包括一个带有外部传送表面的传送机。嵌入式或外部的静电传感器对皮带的传送表面上的静电进行测量。一个控制器使用这些测量结果通过对皮带传入或传出电荷来控制皮带上的电荷水平。

Description

传送系统、传送带以及测量和控制静电的方法

背景

本发明总体上涉及用于传送物品的电动传送机，并且更具体地涉及使用了静电检测器来检测在传送物品的传送机上的电荷的传送系统。

许多在运输表面上被传送的物品必须被维持在处于、高于或低于指定的静电荷水平。实例包括必须被保护免于过度的充电或放电梯度的敏感电子装置以及必须为特定目的例如为了涂层的静电沉积而进行充电的物品。典型地，运输对静电敏感的物品的传送机包括导电性涂层或成分，它们会使得电荷消散或防止电荷累积。但仅通过对传送皮带添加导电性涂层或成分并不能针对变化的环境和生产条件来控制皮带中的静电水平。对于对高静电水平敏感的物品或必须被充电的物品而言，不感测和控制传送机表面的静电荷水平可能影响产品或工艺的品质。

概述

体现了本发明特征的一种形式的传送系统包括在一个传送方向上传送物品的传送机。该传送机具有一个传送表面，该传送表面支撑着在该传送方向上被传送的物品。一个静电检测器是可操作的以便对由于该传送机的电荷所产生的静电进行测量。

在本发明的另一个方面，一种传送皮带包括一个支撑物品的传送表面以及可操作来对由于该传送表面上的电荷所产生的静电进行测量的一个静电检测器。

在本发明的另一个方面，一种用于控制传送机上的电荷量的方法包括：(a)对传送机上的电荷的量进行测量；并且(b)随着测量值的变化而对该传送机传入或引出电荷。

附图简要说明

通过参照以下描述、所附权利要求和附图可更好的理解本发明的这些方面和特征，其中：

图1为体现了本发明特征的包括多个静电检测器的一个传送系统的等距视图；

图2是图1的传送系统的框图；

图3是可用于图1的传送系统中的一种形式的感测电场的静电检测器的框图；

图4是可用于图1的传送系统中的一种形式的测量电压的静电检测器的框图；并且

图5是图1的传送系统的正视截面图，示出了替代的皮带充电和放电装置。

详细说明

图1中示出了体现了本发明特征的一种形式的传送系统。一个传送机，在本实例中显示为一个传送皮带10，沿着皮带的循环传送路径的搬运路径区段15在外部传送表面22上以传送方向13搬运物品12。例如，传送皮带10可以沿着搬运路径15来搬运物品，例如有待通过静电沉积被涂覆的电子部件或器件或物件。在该搬运路径的终点，这些物品从传送皮带上送走。在环绕了多个主动链轮18之后，传送皮带10沿着一个返回区段17围绕多个空转链轮20返回至搬运路径区段15。

设定了被布置在皮带10之中或之上的一个或多个静电检测器24来检测在传送表面22之上或之中的电荷的水平。在这个实例中示出了由多排铰接的模块构成的一种模块化的塑料传送皮带，这些静电检测器24被显示在沿着皮带的长度并且跨越其宽度的多个间隔开的位置处。

皮带本身的材料可以基于传送皮带10与所传送的材料或产品之间所希望的摩擦生电潜力进行选择。聚合物材料是模块化的塑料传送皮带的基础材料，它们一般趋向于获得中等的到强的负电荷。典型地，聚合物皮带是良好的绝缘体，但是可以通过添加导电剂如碳而被制成是略微导电的。可以将聚合物皮带制造成产生、并且在恰当隔离时容纳显著的静电荷，通常是负电荷。

在传送皮带10中可以简单地通过允许该皮带在搬运路径表面60上方滑动而产生静电荷。刮擦或摩擦式接触将电荷传递到皮带上。通常这样的电荷的产生是传送机设计的正常结果。如果希望增强的电荷电势，则可以通过选择在摩擦生电序列中远离皮带材料的一种搬运路径材料来将电荷最大化。通过对皮带和搬运路径使用相同的材料，可以减少电荷的传递。另外地或者替代地，可以使用在传送皮带外部的一个静止的二次电荷发生器26来将电荷传递至接触点27上方的皮带上。电荷发生器的实例包括使用摩擦生电效应的摩擦起电机、使用静电感应的感应起电机、以及范德格拉夫起电机。被动式刮擦触点和主动式电荷发生器只是将电荷传递至皮带的传送表面的两种装置。

如图2中所示，每个静电检测器都被连接到传送皮带10中的逻辑电路28上。每个逻辑电路可以通过一个编有程序的微控制器或通过硬件连线的逻辑元件来实现。传统的信号调节的电路部件，如缓冲器、放大器、模拟数字转换器、以及多路器，可以插入这些静电检测器与逻辑电路之间。该逻辑电路还可以包括唯一地址或其他标识标记以便将每个静电检测器的响应与该传送皮带上的特定检测器位置相关联。该标识标记和该静电检测器的响应可以被储存在一个或多个存储元件29中。该静电检测器可以包括一个集成的或外部的传感器，该静电检测器产生的响应被转换成静电测量信号30，该信号被发送器32发送到远处。该发送器可以是一个无线RF发送器，其经由天线34通过无线通信链路36或通过皮带10外侧上的导电触点40与沿着皮带的侧边在传送机机构上的刷子42之间的欧姆连接38而无线地进行发送，如图1所示。还可以将一个接收器33连接到该逻辑电路上以便接收指令并控制来自于一个远程控制器44（即，并非位于传送皮带之上或之中的一个控制器）的信号。例如可以使用其他发送器-接收器技术，例如光学的或红外的。嵌入该皮带中的所有这些部件都可以由电源45来供电，例如一个或多个电池单元，这些电池单元一起被容纳在该皮带的空腔中。替代地，电源45可以是从该传送机的振动运动或咬合作用、热梯度、或该过程或传送过程中固有的其他产生能量的效应中收获能量的一个能量收获器。所嵌入的电源45可以替代地当它再循环经过一个外部充电装置49时通过感应或通过RF充电来供电，如图1所示。

一个远程接收器46经由天线48通过无线通信链路36或该欧姆连接38从嵌在传送皮带中的接收器33接收该测量信号30。接收器46将测量信号30发送至该远程控制器44。连接在控制器44与天线48之间的一个发送器47或该欧姆连接38可以用来向该皮带承载的静电检测器电路发送指令和控制信号。一个连接在控制器44上的操作员输入装置50可以用来选择静电检测器或警报的设置或所显示的数据。基于这些设置以及检测器对于例如皮带外表面上的电荷水平的响应，该控制器调节该二次电荷发生器26向皮带添加电荷。控制器44可以用来调制该搬运路径60的充电或接地特性以便增加或降低电荷水平。控制器44还可以用来控制这个驱动主动链轮的电动机52的速度以便通过与搬运路径表面60进行刮擦接触而累积电荷。可以使用一个影像显示器54来监测系统的运行条件和设置或者显示警报条件。该控制器还可以使用一个更清楚的视觉或声音警报56来提醒该过程中的不规则性。该控制器可以是一个可编程逻辑控制器、膝上计算机、台式计算机或任何适当的计算机装置。

嵌在皮带本身中的这些静电检测器24感测传送皮带10中的静电荷电势。替代地，可以使用在传送皮带之外的一个或多个固定的电荷传感器64。有多种方法用于感测静电荷。其中的两种方法是：(1)直接测量电压电势；以及(2)测量电荷引起的电场。但是可以使用任何检测传送皮带上的电荷的方法。

如图3中所示，包括环形天线66的静电检测器24嵌在皮带10中。该环形天线66用作一个探针来获取皮带10的传送表面22上的电荷存在所引起的电场并且将其对这个电场的响应传递至与皮带中的天线位置相同的一个场测量装置67。对该测量结果进行整理并发送至同样嵌在皮带中的发送器32。该发送器将该测量信号30发送至一个或多个静止的控制接收器46。这些接收器将该信号发送至控制器44。如果需要额外的电荷电势，如通过将测量的电荷与预定的电荷水平进行比较而确定的，则该控制器使用控制线路61通过调节在搬运路径表面60上的皮带速度，通过开启使该外部的二次电荷发生器26，或者以其他方式来增加电荷的产生。类似地，如果感测到了过量的电荷，则减少电荷的产生或者将一部分电势导入大地，总体上是通过该皮带的局部或全部的受控接地，而该皮带已经被配制成具有足够的导电性。例如，如图1所示，这些主动或空转链轮18、20可以是金属的或者以其他方式将电荷从传送皮带经它们的轴68传导并且选择性地传导到一个大地连接部70，这种传导是通过直接方式或者通过一个任选的电阻73、经由触点（例如刷子71）以及控制器44所控制的一个开关72来实现的。因此，由这些金属链轮、轴、触点以及开关形成的该选择性接地的电荷导体是用于将电荷从皮带的传送表面转移的一种装置。另一种装置是选择性地布置成与皮带相接触的接地母线。

图4示出了一个静电检测器24’，它通过测量传送皮带10的传送表面上的两个间隔开的位置之间的或皮带与大地70之间的电压差来运作。在皮带的两个不同的位置处布置了两个探针74、75。通过一个电压差探测器76来测量这两个探针之间的电势差。当这些探针之一连接至大地时，电压差是与皮带上的电荷成比例的。当任一探针都不接地时，该电压差代表皮带的电压梯度。对该测量结果进行整理并通过发送器32发送至该远程接收器46和控制器44，该控制器可以使用该测量结果来通过控制线路61控制处于闭环系统的皮带上的电荷。

图5描绘了在该控制器的控制下对皮带10的传送表面传入或引出电荷的一些替代方式。用于从传送皮带中传出电荷的一种方式包括使用具有刮擦表面79的支撑了皮带的搬运路径元件78。这些搬运路径元件是导电的并且通过开关80选择性地连接至大地70。这些导电的搬运路径元件还可以用于通过连接到一个静电发生器26上而将电荷传递至皮带。开关80可以选择性地在掷位A与B之间切换以便调制皮带上的电荷。该开关还可以具有第三个掷位，在该掷位中这些导电的搬运路径元件是漂浮的，既不对皮带充电也不将其放电。这些搬运路径元件78还可以与第二组支撑了皮带的搬运路径元件82一起使用。在这种形式中，该第一组搬运路径元件78是标准的不导电的塑料磨损条，这些塑料磨损条选择地可移动至与皮带10的底部相接触和不接触，如双头箭头84指示的。第一组78可以替代地是导电的（例如钢或不锈钢）或在某种程度上导电的（例如掺杂了碳的聚合物），并且在这些搬运路径元件没有接地时电荷可以通过刮擦接触而传递至皮带。第二组的搬运路径元件82是导电的并且选择性地作为一个组而可连接至大地70，这可连接是以直接方式或经由电阻86，通过该控制器控制的一个开关88来实现的。这第二组也可移动至与皮带的底部相接触和不接触，如双头箭头90指示的。每组搬运路径元件的运动被协调成取决于皮带是否需要充电，在任何给定的时刻由一个组或另一个组来支撑皮带10。皮带通过与第一组不导电的搬运路径元件78的刮擦接触而被充电、并且在由第二组接地的导电的搬运路径元件82支撑时被放电。当不需要充电时，第二组支撑该皮带的导电元件可以与大地断开连接。这些搬运路径元件通过传统的机械、电磁的、液压的或气动的致动器来移动。这些致动器和开关由该控制器控制。一个延伸了皮带的长度并且接触了搬运路径中的接地触点的导电条92可以充当一个大地基准以进行以大地为参照的测量，例如用图4的检测器进行的电压测量。

在另一个实现方式中，这些导电的搬运路径元件82可以保持与皮带相接触、但是经由一个调制电阻而连接至大地，如由电阻86上的变化调节箭头96指示的，或经由一个类似的装置。低的电阻使该皮带放电，而高的电阻阻碍了放电。控制器44发送一个信号61来控制该调制装置、并且因此控制该传送机中的静电荷。在这个以及之前的实现方式中，导电的搬运路径元件82可以被激活而将电荷集中地、单独地或以多个子群而放电至大地，如该控制方案所指出的。

在又另一个实现方式中，可以通过将刮擦表面制成是高度或略微导电的，而将充电的以及接地的搬运路径进行组合。充电或放电水平是通过该控制器电控制的，其方式是通过选择性地打开和关闭开关88或调节该可变电阻96而调制从皮带至大地的电荷排出。以这种方式，可以集中地、以多个群、或个别地对该搬运路径表面进行控制，如该控制方案所指出的。或者这些充电和放电表面可以是分开的、总是与皮带相接合，其中该控制器调制电荷通过每个搬运路径元件向大地的排出。

Claims (34)

1.一种传送系统，包括：

一个传送机，该传送机在一个传送方向上传送物品并且具有支撑着在该传送方向上被传送的物品的一个传送表面；

一个静电检测器，该静电检测器是可操作的以便对由于该传送机的电荷所产生的静电进行测量。

2.如权利要求1所述的传送系统，其中该静电检测器被安装在该传送机中。

3.如权利要求2所述的传送系统，进一步包括安装在该传送机中的一个发送器以及在该传送机外部的一个接收器，其中该发送器将从该静电检测器接收到的测量结果发送至该接收器。

4.如权利要求2所述的传送系统，其中该静电检测器包括被安装在该传送机中并且连接到该静电检测器上的一个探针，其中该探针对该传送表面上的静电作出响应并且将一个响应发送至该静电检测器。

5.如权利要求4所述的传送系统，其中该探针对由该传送机的电荷所形成的电场作出响应。

6.如权利要求4所述的传送系统，其中该探针对由电荷引起的在该传送表面处的电压作出响应。

7.如权利要求1所述的传送系统，进一步包括用于将电荷传递至该传送表面的装置。

8.如权利要求7所述的传送系统，其中该用于将电荷传递至传送表面的装置包括与该传送机接触的一个静止的静电发生器。

9.如权利要求7所述的传送系统，其中该用于将电荷传递至传送表面的装置包括一个静止的刮擦表面，该传送机在前进过程中以刮擦接触方式与该刮擦表面相接合。

10.如权利要求9所述的传送系统，其中该刮擦表面是由第一材料制成的并且该传送机是由第二材料制成的，并且其中该第一和第二材料是经选择的以便将该传送表面充电至预选择的水平。

11.如权利要求10所述的传送系统，其中该第一和第二材料是相同的。

12.如权利要求10所述的传送系统，其中该第一和第二材料是不同的。

13.如权利要求9所述的传送系统，进一步包括一个静电发生器，并且其中该静止的刮擦表面是导电的并且被选择性地连接至该静电发生器上以便对该传送机充电或者被连接至大地以便将该传送机放电。

14.如权利要求1所述的传送系统，进一步包括与传送机接触的一个接地的电荷导体，以用于将电荷从该传送表面传导至大地。

15.如权利要求1所述的传送系统，进一步包括第一组的可移动至与传送机相接触和不接触的、未接地的刮擦表面，以及第二组的可移动至与传送机相接触和不接触的、接地的、导电的刮擦表面。

16.如权利要求1所述的传送系统，进一步包括与该传送机接触的一个导电的刮擦表面，以调制该刮擦表面的接地。

17.如权利要求16所述的传送系统，进一步包括被连接在该导电的刮擦表面与大地之间的一个开关，其中该开关被调制为打开和关闭以便控制该传送机上的电荷水平。

18.如权利要求16所述的传送系统，进一步包括被连接在该导电的刮擦表面与大地之间的一个可变电阻，其中该电阻被调制以便控制该传送机上的电荷水平。

19.如权利要求1所述的传送系统，进一步包括一个与传送机相接触的电荷控制系统，以便根据这些测量结果和预定的电荷水平来对该传送表面传入或传出电荷。

20.如权利要求19所述的传送系统，其中该电荷控制系统包括处理这些测量结果的一个控制器以及用于将电荷传递至传送表面的装置，其中该控制器控制该用于将电荷传递至传送表面的装置来按照需要传递电荷。

21.如权利要求19所述的传送系统，其中该电荷控制系统包括处理这些测量结果的一个控制器以及一个与传送机接触的电荷导体，其中该控制器控制该电荷导体来按照需要从该传送表面传导出电荷。

22.一种传送皮带，包括：

一个用于支撑物品的传送表面；

一个静电检测器，该静电检测器是可操作的以便对由于该传送表面上的电荷所产生的静电进行测量。

23.如权利要求22所述的传送皮带，进一步包括安装在该传送皮带中的一个发送器，以用于发送从该静电检测器接收到的测量结果。

24.如权利要求22所述的传送皮带，其中该静电检测器包括被安装在该传送皮带中并且连接到该静电检测器上的一个探针，其中该探针对该传送表面上的静电作出响应并且将一个响应发送至该静电检测器。

25.如权利要求24所述的传送皮带，其中该探针对由该传送表面上的电荷所形成的电场作出响应。

26.如权利要求24所述的传送皮带，其中该探针对由电荷引起的在该传送表面处的电压作出响应。

27.如权利要求22所述的传送皮带，进一步包括沿着该传送皮带的长度延伸的一个导电条。

28.一种用于控制传送机上的电荷量的方法，该方法包括：

对传送机上的电荷的量进行测量；

根据这些测量结果对该传送机传入或传出电荷。

29.如权利要求28所述的方法，包括通过测量电荷所形成的电场来对该电荷量进行测量。

30.如权利要求28所述的方法，包括通过测量电荷所引起的在该传送机上的电压来对该电荷量进行测量。

31.如权利要求28所述的方法，包括通过使该传送机在一个刮擦表面上进行刮擦来向该传送机传递电荷。

32.如权利要求28所述的方法，包括从一个静电发生器将电荷传递至该传送机。

33.如权利要求28所述的方法，包括通过将该传送机选择性地接地来从该传送机中传出电荷。

34.如权利要求28所述的方法，包括通过调制该传送机与大地之间的电阻来从该传送机中传出电荷。

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