CN104093649B - 多方向的辊组件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于在输送系统中引导物品的多方向的辊组件。该多方向的辊组件具有容纳至少一组互相致动的辊的可旋转的辊框架。多方向的辊组件沿着由多方向的辊组件相对于输入力的定向所确定的轨道引导由该组件支撑的物品。多方向的辊组件的定向可被改变，以改变轨道。输送机系统可包括多方向的辊组件的阵列。致动器单独地控制多方向的辊组件的定向，并且还可控制作为一组的多方向的辊组件的阵列。

Description

多方向的辊组件
相关申请
本发明要求于2012年1月31日提交的、序列号为61/592,708的美国临时专利申请的优先权，并且以引用方式将其内容并入本文。
技术领域
本发明通常涉及电力驱动的输送机，并且更具体地涉及具有用于操纵通过输送机系统的物品的轨道的致动的、多方向的辊的输送机。
背景技术
许多包装物品处理应用和材料处理应用要求被输送的物品被转移到输送机的一侧。两个实例是将离开传送带的一侧的物品分类并且登记相对于传送带的一侧的物品。Costanzo的于2002年12月17日的美国专利第6,494,312号“Modular Roller-Top Conveyor Belt with Obliquely-Arranged Rollers”公开了输送机系统，其中被固定在斜对传送带传送的方向的轴上的输送机传送带中的圆柱形的辊通过下面的轴承面致动，当传送带沿传送带传送的方向前进时倾斜的辊在该轴承面上运动。辊和轴承面之间的接触使得辊随着传送带前进而旋转。倾斜的辊的旋转向输送机的一侧推动辊顶上的物品穿过输送机传送带。只要辊被布置为以传送带传送的方向(被定义为0°的辊角度)和离传送带传送的方向为30°左右之间的角度旋转，这些倾斜的辊的传送带就能在平面轴承面上非常良好地进行工作。对于大于30°的辊角度，辊在平面轴承面上过多地滑动。
Fourney的于2005年11月29日的美国专利第6,968,941号“Apparatus and Methods for Conveying Objects”描述了适应更大范围的辊角度的改进的轴承面。代替利用平面轴承面，Fourney利用被布置为在沿传送带传送 的方向的轴上旋转的致动辊的外周边。当输送机传送带前进时，倾斜的传送带的辊相对于下面的致动辊进行滚动，还引起这些下面的致动辊相对于它们的轴进行滚动。由于周边上的轴承面的滚动，滑动减少了并且可适应更大的辊角度。相对于可能伴随平面轴承表面的物品转移轨道，更大的辊角度允许更尖的物品转移轨道。但是致动辊比简单的平面轴承面更昂贵并且更复杂一些。
Fourney的于2009年9月15日的美国专利第7,588,137号“Conveyor Belt Having Rollers that Displace Objects”描述了包括被用于转移来自输送机传送带的物体的多个辊组的输送机传送带。沿着其可转移来自输送机的物品的角度是受限制的。
发明内容
本发明的实施方式提供了多方向的辊组件，其包括容纳至少一组相互致动的辊的可旋转的辊框架。多方向的辊组件沿着由多方向辊组件相对于输入力的定向所确定的轨道引导由该组件支撑的物品。多方向的辊组件的定向可被改变以改变轨道。输送机系统可包括多方向的辊组件的阵列。致动器单独地控制各个多方向的辊组件的定向，并且还可控制作为一组的多方向的辊组件的阵列。
根据本发明的一个方面，多方向的辊组件包括围绕主轴可旋转的框架和被安装到框架的至少一组互相致动的辊。每个辊是围绕横向于主轴的短轴可旋转的。
根据本发明的另一个方面，辊板包括具有开口阵列的上板、具有与上板中的开口阵列匹配的开口阵列的下板，以及容纳在开口中的多方向的辊组件的阵列。每个多方向的辊组件包括围绕主轴可旋转的框架以及安装到框架的至少一组辊，每个辊是围绕横向于主轴的短轴可旋转的。
根据本发明的另一个方面，输送机系统包括多方向的辊组件的阵列，每个多方向的辊组件包括围绕主轴可旋转的框架以及安装到框架的至少一组辊，每个辊是围绕横向于主轴的短轴可旋转的。驱动器(其可以是输送机传送带)引起框架和一组辊中的一个的旋转。
根据本发明的另一个方面，提供了利用多方向的辊组件引导输送的物品的方法。多方向的辊组件包括围绕主轴可旋转的框架以及围绕横向于主轴的短轴可旋转的至少一个辊。该方法包括将物品放置成与多方向的辊组件接触并且以相对于主轴的输入角对多方向的辊组件施加输入力，引起框架和辊中的至少一个的旋转，使得以至少为输入角的两倍的输出角从多方向的辊组件推动物品。
附图说明
在以下的说明书、所附权利要求书以及附图中更加详细地说明了本发明的这些方面和特征以及其优势，在附图中：
图1A是根据本发明的阐释性实施方式的多方向的辊组件的透视图；
图1B是图1A的多方向的辊组件的侧视图；
图1C示出了图1A和图1B的没有端盖的多方向的辊组件；
图2是图1A-1C的多方向的辊组件的辊组的沿着线A-A的横截面图；
图3A是包括辊壳体的多方向的辊组件的透视图；
图3B是图3A的多方向的辊组件的顶视图；
图3C是图3A的多方向的辊组件的侧视图；
图3D是图3A的多方向的辊组件的前视图；
图4是图3A的多方向的辊组件的分解图；
图5是多方向的辊组件的另一个实施方式的透视图；
图6A是多方向的辊组件的另一个实施方式的顶视图；
图6B是图6A的多方向的辊组件的透视图；
图6C是图6A的多方向的辊组件的侧视图；
图6D是图6A的多方向的辊组件的前视图；
图7是图6A的多方向的辊组件的分解图；
图8A是包括两对辊的多方向的辊组件的另一个实施方式的顶视图；
图8B是图8A的多方向的辊组件的透视图；
图8C是图8A的多方向的辊组件的侧视图；
图8D是图8A的多方向的辊组件的前视图；
图9示出了图8A-8D的没有端盖或壳体的多方向的辊组件；
图10A是当垂直于主轴施加输入力时的多方向的辊组件的顶视图；
图10B是图10A的多方向的辊组件的侧视图；
图11A是当平行于主轴施加输入力时的多方向的辊组件的顶视图；
图11B是图11A的多方向的辊组件的侧视图；
图12A是当以相对主轴为45°角施加输入力时的多方向的辊组件的顶视图；
图12B是图12A的多方向的辊组件的侧视图；
图13是当以相对于主轴为30°角施加输入力时的多方向的辊组件的顶视图；
图14示出了图13的多方向的辊组件的输入矢量、框架输出矢量、辊输出矢量以及组件输出矢量之间的关系；
图15A是根据本发明的阐释性实施方式的容纳多方向的辊组件的阵列的辊板的顶视图；
图15B是图15A的辊板的透视图；
图15C是图15A的移除顶板的辊板的顶视图；
图16是图15A的移除了顶板并显示用于定向多方向的辊组件的齿条传动(rack gear)的辊板的详细视图；
图17A是利用容纳多方向的辊组件的阵列的多个辊板的输送机系统的透视图；
图17B是图17A的输送机系统的顶视图；
图17C是图17B的输送机系统沿着线B-B的局部横截面图；
图18是包括容纳多方向的辊组件的阵列的嵌入式(drop-in)辊板的输 送机系统的示意图；
图19A是根据本发明的另一个实施方式的容纳多方向的辊组件的阵列的辊板的顶视图；
图19B是图19A的辊板的侧视图；
图19C是图19A的辊板的透视图；
图19D是图19A的辊板的前视图；
图20A是利用图19A的辊板的输送机系统的顶视图；
图20B是图20A的输送机系统的侧视图；
图21是图20B的部分312的详细视图；
图22是具有多个驱动输送机传送带并且利用容纳多方向的辊组件的阵列的多个辊板的输送机系统的可选的实施方式的顶视图；
图23A和图23B是利用齿轮来定向容纳于其中的多方向的辊组件的阵列的辊板的顶视图和透视图；
图24是图23A的区域615的详细视图，其显示了图23A和图23B的辊板中容纳的齿条(gear rack)和辊组件之间的接合；
图25A和图25B是利用凸轮环来定向容纳于其中的多方向的辊组件的阵列的辊板顶视图和侧视图；
图26A-26D示出了包括偏心凸轮环，适合用于图25A和图25B的辊板的多方向的辊组件；
图27A-27C是用正齿轮(spur gear)来定向容纳于其中的多方向的辊组件的阵列的辊板的顶视图、侧视图以及底视图；
图28示出了利用容纳多方向的辊组件的阵列的辊板的输送机系统；
图29是图28的输送机系统的区域920的详细视图；
图30A和图30B是利用容纳多方向的辊组件的阵列的辊板来排列输送物品的输送机系统的顶视图和侧视图；
图31是图30A的输送机系统的区域1122的详细视图；
图32A和图32B是利用容纳多方向的辊组件的阵列的辊板来将输送物品转移至两个出料输送机中的一个的输送机系统的顶视图和侧视图；
图33示出了利用容纳多方向的辊组件的阵列来使输送物品旋转的辊板的输送机系统；
图34示出了将多方向的辊组件的阵列用于改变输送方向同时保持被输送物品的前缘的输送系统；
图35是图34的输送机系统的区域1411的详细视图；以及
图36是图34的输送机系统的区域1412的详细视图。
具体实施方式
输送机系统包括多方向的辊组件的阵列。每个多方向的辊组件包括用于支撑输送物品和用于操纵物品通过输送机系统的轨道的可旋转的框架和辊。除了多方向的辊组件的阵列以外，输送机系统可包括致动器，该致动器可单独地控制各个多方向的辊组件的定向，以及控制作为一组的多方向的辊组件的阵列。以下将针对某些阐释性的实施方式描述本发明。
适合用于输送机系统的多方向的辊组件的实施方式显示于图1A-1C中。多方向的辊组件10包括可围绕主轴14旋转的框架12。框架12包括沿着主轴14延伸的轴节18。轴节18形成于端盖19中。框架还包括用于接纳辊28的开口16。至少一组互相致动的辊被安装到开口16中的框架12。阐释性的实施方式示出了三组22、24、26沿着框架12的长度以不同的定向进行布置的互相致动的辊，每组包括一对平行的、基本上椭圆形状的辊28。阐释性的框架12包括用于接纳沿着短轴34延伸通过辊的辊轴32的辊轴开口31。每个辊28是围绕由轴32界定的短轴34可旋转的。每个短轴34横向于主旋转轴14进行定向。(如本说明书中所使用的，横轴是不彼此平行的轴，其包括位于不同平面中的斜轴。)如图1B所示，辊28的外表面29延伸到组件的框架12之外。在一个实施方式中，每个辊28是具有延伸通过中心通道的轴的平端椭圆体，但是辊可具有任何合适的形状和构造。在另一个实施方式中，辊28包括用于可旋转地安装于框架12中的轴节。用于将辊可旋转地安装到框架的其它合适的方式可被使用。
每组中的辊28可通过任何合适的方式彼此互相致动。例如，如图2所示，在相关的辊28的外表面29之间的辊接触使旋转力从一个辊转移到另一个辊。以这种方式，当沿由图1C中的箭头36表示的第一方向驱动一个辊时，相关的辊沿由图1C和图2中的箭头37表示的相反方向滚动。可选地，辊可通过齿轮、磁性致动或其它合适的方式互相致动。例如，每个辊的表面可包括齿，并且齿彼此接合以允许互相致动。形成辊28的外表面的材料可以包括有弹力的或者至少柔韧的材料，以减少辊之间的滑动。在另一实施方式中，连接到辊的外部齿轮可允许辊的互相致动。
如图3A-图4所示，多方向的辊组件10还可包括用于可旋转地安装框架12和辊28的辊壳体40。优选地，框架12在壳体40内围绕主轴14自由地旋转。阐释性的壳体40是圆形的、盘状壳体，其具有用于接纳框架12的中心开口42。如图4所示，阐释性的辊组件包括轴承45和可插入壳体中的槽47中的轴插入件44。轴承45和轴插入件44接纳框架12的轴节18以将框架12可旋转地安装到壳体40。框架12和辊28的突出部分伸出到壳体40的顶面48和底面49的外部。
每组辊28以相对于框架12的不同的角度进行定向。优选地，各组辊28围绕框架外围等距地间隔开，并且在一系列连续的旋转短轴34之间的角度的总和等于90°。在图1A-图4中示出的版本中，框架12容纳相对于彼此偏移45°的三组辊对。以这种方式，至少一组辊始终延伸到壳体的顶面48和底面49的外面，而不管框架12的可旋转定向。
在图3A-图4中示出的实施方式中，壳体40还包括围绕边界或边界的一部分的齿41。齿41接合齿轮或类似的设备以定向辊组件，这正如以下所描述的。
图5示出了多方向的辊组件110的另一个实施方式。辊组件110包括盘状的壳体140，其具有用于接纳容纳了互相致动的辊128的可旋转的框架112的开口142。框架112包括被安装在壳体140中的开口144中的轴节118。框架112在壳体140内围绕轴114旋转。框架112是比图1A-图4的框架12更像圆柱形，但是操作原则是基本相同的。
多方向的辊组件210的另一个实施方式显示于图6A-图7中。多方向 的辊组件210包括用于安装一组或多组互相致动的辊228的可旋转框架212。框架212包括多个盘状的肋状物215，并且是围绕主轴214可旋转的。每组互相致动的辊228被安装在肋状物215之间的空隙中。框架212还包括沿着框架212的主旋转轴214延伸的轴节218。在图6A-图7的实施方式中，每个辊228包括围绕短轴234可旋转的中央圆柱形辊227和两侧的锥形体229。每个中央圆柱形辊227通过接触该组中对应的辊进行接合，使得该组中的一个辊的旋转引起该组中的(优选在相反方向上的)对应的辊的旋转。其它合适的用于互相的辊致动的诸如齿轮或磁体的装置可被施用。
多方向的辊组件210还包括用于可旋转地安装框架212和辊228的壳体240。如图7所示，壳体240可包括两个配合的半部240a和240b。阐释性的壳体240是盘状的，其具有用于可旋转地接纳框架212的中心开口242，以及用于接纳轴节218的轴开口244。当轴承243和垫圈245被安装在壳体240中时轴承243和垫圈245促进框架212的旋转。图6A-图7的壳体240被成形为具有波状外形的上表面248和波状外形的下表面(未显示)。
如图8A-图9所示，多方向的辊组件310可包括两组互相致动的辊328，每个在被安装于壳体340中的框架312的周边上相对于彼此成90°定向。框架312包括轴节318，该轴节318形成于端盖319中并且沿着主轴314延伸。图8A-图9的实施方式中的每组辊328包括一对平行的、可旋转的具有彼此接触的外表面的辊，以使得一个辊在另一个辊旋转时围绕横向的短轴旋转，然而用于引起对应的辊的旋转的其它装置可被使用。
多方向的辊组件可包括任何合适数量组的互相致动的辊，其沿着框架的长度以不同的定向布置。每组可包括任何数量的辊，并且不限于每组中的一对互相致动的辊。
多方向的辊组件可被用于操纵被放置在多方向的辊组件上的输送物品的定向和轨道。多方向的辊组件可将单个输入矢量重定向为无限制角度的输出矢量，能够将放置在多方向的辊组件上的物品定向到任何合适的方向上。例如，参照图10A-图10B，施加到多方向的辊组件110的底部的垂直于主轴114的输入力(由箭头61表示)使得框架112在壳体140内围绕 主轴114沿输出框架矢量62的方向旋转。在输入力61的影响下，辊28不围绕短轴34旋转。因此，组件的输出矢量62与输入矢量61成180°。当辊组件210以主轴214相对于输入矢量61成90°延伸而定向时，辊组件会沿由输出矢量62表示的方向或者相对于输入矢量61为180°的方向推动被放置在框架212的顶部的物品。
参照图11A-图11B，被施加到组件110的底部的平行于主轴114(即，沿0°定向)并且垂直于短轴134中的至少一个的输入力将产生不同的输出矢量。由矢量63表示的输入力将引起一组辊128的旋转而不驱动框架112。在图11A和图11B示出的实施方式中，第一组122辊128由于框架112的定向而被致动。如所示，输入矢量沿第一方向136驱动第一组122的第一辊128a，使得第二辊128b沿第二方向137旋转。第二辊128b的旋转产生平行于输入矢量63的输出矢量64，输入矢量63沿输出矢量64的方向推进被放置在框架112上的物品。当施加了输入力时，被致动的辊128组取决于框架112的定向。如果框架112定向成使得中间组的辊被布置在大体上垂直的定向上并且底部辊与输入力接触，那么中间组将致动以产生输出矢量64。如果框架定向成第三组辊被旋转到大体垂直的定向中，那么第三组致动以产生输出矢量64。两组或多于两组的辊128可同时致动以产生输出矢量64。
参照图12A-图12B，与主轴114和短轴134两者倾斜的输入力引起辊128和辊框架112两者的旋转，以产生为框架112和辊128的输出矢量的组合的输出矢量。在图12A和图12B的实施方式中，代表输入力的输入矢量71相对于主轴114成45°定向。沿着输入矢量71的力使框架112围绕主轴114旋转以产生垂直于轴114的框架输出矢量72。输入矢量71还使一组或多组辊128旋转以产生垂直于短轴34的辊输出矢量74。结合的输出矢量76相对于输入矢量71成90°延伸，因此将以相对于输入力71为90°的角度引导被放置在组件110上的物体离开该组件。
被布置在多方向的辊组件上的物体的期望输出角度可通过沿相对于输入力的特定的角度定向多方向的辊组件来达到。阐释性的组件产生角度输入矢量和角度输出矢量之间的1:2的比率。其它比率也可被考虑。当输入矢量变化90°时，产生的输出矢量将变化180°。
例如，如图13所示，当多方向的辊组件110以相对于输入矢量81为30°的角度进行定向时，输出矢量83(其是框架输出矢量85和辊输出矢量86的组合)将以相对于输入矢量81成60°(输入角的两倍)延伸。图14示出了输入矢量81、框架输出矢量85、辊输出矢量86以及整个组件的整体输出矢量83之间的关系。相对于主轴114成30°延伸的输入矢量81将产生垂直于轴114并且在数量级上等于输入矢量的一半(sin 30°)的框架输出矢量85。输入矢量81还产生平行于主轴114延伸并且在数量级上等于输入矢量81的0.866(cos 30°)的辊输出矢量86。当框架输出矢量85和辊输出矢量86被加到一起时，框架输出矢量85和辊输出矢量86产生以相对于输入矢量81成60°延伸并且在数量级上等于输入矢量81的组件输出矢量83。因此，被放置在组件110上的物体(其以相对于输入矢量81成30°的角度进行定向)将以与作用于组件上的输入力成60°的角度转移以离开组件。
在一种应用中，多方向的辊组件的阵列可被安装在辊板中以形成用于输送物品的转移辊板。例如，如图15A-图15C所示，能够转移物体的辊板300可包括被安装在上板301和下板302之间的多方向的辊组件10的阵列。辊组件的辊28和框架12通过上板301和下板302中的开口伸出。该辊组件阵列可具有任何合适的大小、形状、辊组件数量或构造。图16示出了移除了顶板301的辊板300。如所示，辊板300包括在多方向的辊组件10之间的小的正齿轮306。正齿轮306接合辊组件的边界上的齿41，将组件连接在一起。齿条传动307或其它合适的致动装置沿着辊板300的侧面延伸，接合最外面的辊组件。驱动齿轮308接合齿条传动307。致动器使驱动齿轮308旋转以授予齿条传动307上的移动，这使得作为一组的组件旋转并且允许多方向的辊组件10相对于上板301和下板302的受控定向。因此，辊组件的整个阵列可以以选定的角度进行定向以控制被放置在辊板300上的物品309的轨道。
用于沿相对于输入力的选定方向定向多方向的辊组件以控制输出轨道的任何合适的装置都可被使用。例如，磁体、发动机或其它类型的齿轮可被用于定向多方向的辊组件。
如图17A-图17C所示，容纳多方向的辊组件的阵列的辊板300可在用 于输送产品的输送系统400中进行实施并且可在输送系统中具有许多有用的应用。输送系统400包括框架401和围绕辊和-或链齿轮牵引的一个或多个输送机传送带405。输送机传送带405将物品输送到辊板300并且将物品转移到辊板300上。输送机传送带405通过辊407在辊板300的下面转向。在辊板300的下面，输送机传送带405形成用于沿着选定方向施加输入力以致动多方向的辊组件10的驱动器，这正如图18中示意性地示出的。可选地，辊28、框架12或这两者可以通过发动机、磁体、齿轮或其它合适的装置进行主动地驱动。
致动器402控制辊组件在辊板300中的定向。辊组件相对于输送机传送带405的定向确定被放置在辊板顶部上的物品309的输出轨道。
输送机传送带405在辊板300的末端转移回去以接纳并且输送离开辊板300的物品。
输送机传送带405可以是平型传送带，具有集成的辊的传送带、具有集成的轴套(ball)的传送带，或者任何其它合适类型的输送机传送带。
传送带405可以通过任何合适的致动装置与多方向的辊组件在辊板的下侧是选择性可接合和可分离的。
本发明不限于将输送机传送带作为用于多方向的辊组件的驱动器的用途，并且其它合适的驱动器可被使用。
图19A-图19D示出了根据本发明的另一个实施方式的容纳多方向的辊组件10的阵列的辊板320的另一个实施方式。辊板320包括具有用于辊组件的开口331的上板321和具有用于辊组件的开口的下板322，使得每个辊组件的突出部分伸出到上板321之上和下板322之下。在图19A-图19D示出的实施方式中，辊板320包括各自进行类似定向的八个辊组件，但是本发明不限制于该阐释性的构造。
参照图20A、图20B以及图21，输送系统500的另一个实施方式利用容纳多方向的辊组件10的多个辊板320。输送系统500包括用于沿选定的方向引导产品的多方向的辊组件阵列。该阵列可包括多个辊板320，每个辊板320容纳多方向的辊组件10的阵列。输送系统500还包括驱动器，所述驱动器被阐释为在箭头331的方向上移动的输送机传送带330，并且 用于沿着选定的方向施加输入力以致动多方向的辊组件10。可选地，辊28、框架或这两者可以通过发动机或其它合适的装置进行主动地驱动。
致动器340控制多方向的辊组件相对于输送机传送带330的定向。致动器340可使整个辊板320旋转并且改变多方向的辊组件的每个阵列的定向以改变输送的定向。可选地，致动器可控制单个多方向的辊组件。如先前所描述的，改变多方向的辊组件的定向改变了被放置在辊组件上的物品的输出矢量。致动器340可以是电动的、气动的，或其它合适类型的致动器。
如图21中所示的，输送机传送带330接触组件10的框架12和被暴露的辊28以驱动多方向的辊组件10，使框架12、辊28或这两者旋转。每个多方向的辊组件10在上板321和下板322之间被容纳在辊板中。根据组件10的定向，被放置在辊组件10上的物品将被引导到输出方向上，该输出方向以相对于输送机传送带方向331的输出角度延伸，该输出角度是辊组件10的主轴14相对于输送机传送带方向331延伸的角度的两倍。
如图22所示，包括多方向的辊组件的阵列的输送机系统500’可包括用于驱动多方向的辊组件的多个输送机传送带332、333、334。在图22的实施方式中，多个致动器340’可被用于改变容纳多方向的辊组件的辊板320相对于输送机传送带332、333、334的定向。
输送机系统可利用用于控制多方向的辊组件的角度定向以控制通过系统输送的物品的轨道的任何合适的装置。
图23A和图23B示出了用于定向多方向的辊组件的阵列的方法。如图23A和图23B中所示的，适合于在输送机系统中实施的辊板600包括容纳在上板621和下板622之间的多方向的辊组件10的阵列。每个辊组件壳体40包括用于将齿条650接合到上板621上的小齿轮640。齿条650可以可选地位于下板622上或者在上板621和下板622之间。输入致动器(未显示)可选地移动齿条650，这使得每个多方向的辊组件10相对于上板621和下板622旋转。图24是图23A的部分615的详细视图，其示出了将小齿轮640接合到组件壳体40的边界上以控制多方向的辊组件的定向的齿条650。
根据本发明的在图25A-25B和26A-26D中示出的另一个实施方式，凸轮作用可被用于定向多方向的辊组件的阵列。图25A和图25B示出了包括多方向的辊组件710的阵列的辊板700。辊板700包括上板711、下板712以及在上板和下板之间被束紧的凸轮板713。如图26A-图26D中所示的，用于每个辊组件710的辊壳体740可包括用于将组件集中在上板711内的上板中心环741、用于将组件集中在下板712内的下板中心环742，以及凸轮板环743。凸轮板环743具有偏离壳体740的旋转轴746的轴745。致动器可以选择性地旋转凸轮板713，其将引起作为一组的被安装在辊板700中的辊组件710的旋转，如箭头760所表示的，这允许多方向的辊组件相对于上板711和下板712的受控定向。
图27A、图27B以及图27C示出了根据本发明的另一个实施方式的包括多方向的辊组件10的阵列的辊板800。阐释性的板800是圆形的并且在三排中容纳七个辊组件10。板800包括用于安装辊组件10的上板811和下板812。每个组件壳体40包括围绕边界布置的齿轮齿41以产生大的正齿轮。第二小的正齿轮842被布置在多方向的辊组件之间。从动齿轮843被耦合到旋转致动器。当旋转致动器旋转从动齿轮843时，齿轮842、843以及齿轮齿41将旋转运动传递到所有的辊组件，引起作为一组的组件旋转并且允许多方向的辊组件10相对于上板811和下板812的受控定向。
图28示出了包括多个辊板910的输送系统900，其中每个辊板910容纳多方向的辊组件10的阵列。该阐释性的输送系统900被用于改变输送物品的定向。输送系统900包括框架或壳体901以及多个圆形的辊板910，其中每个圆形的辊板910容纳多方向的辊组件10的阵列。在辊板910之下运转的输送机传送带930驱动多方向的辊组件10。每个辊板910包括上板921和下板922，这正如图29中详细示出的。下板922包括围绕其边界以接合正齿轮925的齿轮齿923。致动器940使正齿轮925选择性地旋转以改变多方向的辊组件的阵列的定向。虽然图28和图29的实施方式示出了在辊板910的下板922上的齿轮齿923，但是上板921也可以或者可选地包括用于接合齿轮以改变辊板910的定向的齿轮齿。
多方向的辊组件10可执行许多不同的功能，诸如，但不限于，物品的分类、排列、交换以及旋转。例如，多个多方向的辊组件可被用于将通 过输送系统的物品进行分类，并且具有物品间的最小碰撞。为了将物品分类，多方向的辊组件在沿着输送系统的运载路线排列的多个组中选择性地旋转。输送机传送带或其它驱动器在多方向的辊组件的下面运转。控制系统产生进入的输送物品的图像，对每件物品计算沿着系统的轨道，并且根据轨道定向多方向的辊组件以便顺序地并且快速地从运载路线转移物品。
另一种应用涉及排列物品的多方向的辊组件的用途，这正如图30A、图30B以及图31所示。排列系统1100包括辊板1110的阵列，每个辊板1110容纳多方向的辊组件10的阵列，以便相对于固定物体平移或旋转以及登记物品。多方向的辊组件10支撑传过系统的输送物品(被阐释为包装1170)。多方向的辊组件以与驱动输送机传送带1130的方向1131成斜角定向，如图31所示。由辊组件10支撑的包装1170将沿箭头1186的方向平移穿过系统1100的宽度直到与固定物体(被阐释为固定栏杆1150)接触。包装1170将与固定物体1150对齐。
如图32A和图32B所示，多方向的辊组件的阵列可被用于输送系统1200的开关1202中。开关1202转移来自一个或多个进料输送机1204的物品1270，使物品1270沿箭头1211的方向移动至两个或多于两个出料输送机1206、1208。在以阵列布置的辊板1210中容纳了多方向的辊组件10，并且驱动输送机1230接触辊板中的辊以将物品输送穿过辊板1210。致动器控制每个辊板1210的定向，以控制系统中的物品的轨道并且将物品分配到第一出料输送机1206或第二出料输送机1208。
如图33所示，多方向的辊组件的阵列可被用于选择性地旋转输送系统中的物品。输送系统1300中的物品旋转器包括多个支撑物品的辊板1310，每个辊板1310包括多方向的辊组件10的阵列。进料输送机1304将物品1370输送到辊板1310，并且出料输送机1306输送旋转的物品使其离开辊板1310。驱动输送机1330驱动多方向的辊组件中的辊，以沿选定的轨道推动物品通过系统。当物品1370完全位于单个辊板1310上时，致动器将整个辊板选择性地旋转到期望的角度，其也使物品1370旋转。每个辊板1310的大小取决于待旋转的最大物品的大小，因为辊板应该支撑待旋转的物品。可沿相反的方向旋转多方向的辊组件以保持物品适当地流动通过输送系统。
图34示出了利用多方向的辊组件的阵列来改变输送方向同时保持被输送物品的前缘的输送系统1400。系统1400包括辊板1410的阵列，每个辊板1410包括支撑物品的多方向的辊组件10的阵列。系统1400还包括沿不同的方向延伸的输入输送机1404和多个输出输送机1406、1407、1408。驱动输送机1430在辊板1410的下面延伸，以便驱动多方向的辊组件10中的辊。在辊板1410的阵列的下游端1411处，多方向的辊组件被定向以将与组件接触的物品1470向前推进，这正如图35中所示。在下游端处，多方向的辊组件10以主轴14垂直于驱动输送机1430的传送方向1431进行定向，使得接触下游组件10的物品的传送方向1480与驱动输送机1430的传送方向1431是相反且平行的，由此将物品1470向前推进。在上游端1412处，多方向的辊组件被选择性地定向为沿箭头1486的方向将物品引导到三个输出输送机1406、1407、1408中的一个上，这正如图36中所示。根据上游端1412中的多方向的辊组件10的可通过如先前所描述的任何合适的装置来控制的定向，所述多方向的辊组件10引导物品前进到第一输出输送机1406上，到达抵靠固定的侧挡板(side guard)1470的侧面和背面以引导物品向下到达第二输出输送机1407，或者到达抵靠另一个固定的侧挡板1471的另一个侧面和背面以引导物品向下到达第三输出输送机1408。
多方向的辊组件或多方向的辊组件阵列可被用于任何合适的系统中，并且任何合适的装置可被用于控制多方向的辊组件的定向以便控制物品的轨道。
如这几个实例所暗示的，本发明的范围旨在由权利要求书限定并且不局限于所描述的版本的细节。

Claims (30)

1.一种多方向的辊组件，包括：
框架，所述框架是围绕主轴可旋转的；以及
至少一组两个平行的、互相致动的辊，所述至少一组两个平行的、互相致动的辊被安装到所述框架，每个辊具有与所述组中的另一个辊的外表面接触的外表面并且是围绕短轴沿与所述组中的另一个辊相反的方向可旋转的，其中每个短轴横向于所述主轴。
2.如权利要求1所述的多方向的辊组件，其中所述互相致动的辊通过磁性致动或齿轮彼此致动。
3.如权利要求1所述的多方向的辊组件，其中所述框架大体上是圆柱形的。
4.如权利要求1所述的多方向的辊组件，其中所述至少一组互相致动的辊为两组互相致动的辊，每个组包括一对平行辊。
5.如权利要求1所述的多方向的辊组件，其中所述至少一组互相致动的辊为围绕所述框架的边界布置的三组互相致动的辊，每个组包括一对平行辊。
6.如权利要求1所述的多方向的辊组件，还包括用于可旋转地安装所述框架的辊壳体。
7.如权利要求6所述的多方向的辊组件，其中所述辊壳体是盘状的并且在边界中包括用于接纳所述框架的轴节的开口，其中所述开口沿着所述主轴延伸。
8.如权利要求7所述的多方向的辊组件，其中所述辊壳体包括偏心凸轮环。
9.如权利要求6所述的多方向的辊组件，其中所述辊壳体包括围绕其周边的齿轮齿。
10.如权利要求1所述的多方向的辊组件，其中所述辊的至少一部分径向延伸到所述框架的外部。
11.如权利要求1所述的多方向的辊组件，其中由所述框架和所述辊支撑的物体将以相对于输入力的输出角引导离开所述多方向的辊组件，所述输出角是所述主轴和所述输入力之间的输入角的两倍。
12.一种辊板，包括：
上板，所述上板具有上部开口的阵列；
下板，所述下板具有与所述上部开口的阵列匹配的下部开口的阵列；
容纳在所述上部开口和所述下部开口中的多方向的辊组件的阵列，每个多方向的辊组件包括围绕主轴可旋转的框架以及被安装到所述框架的至少一组两个平行的辊，每组中的每个辊是围绕横向于所述主轴的短轴可旋转的，其中每个辊是沿与所述组中的另一个辊相反的方向可旋转的；以及
致动器，所述致动器用于相对于所述上板和所述下板定向所述多方向的辊组件中的至少一个。
13.如权利要求12所述的辊板，其中每组中的辊是互相致动的。
14.如权利要求12所述的辊板，其中每个多方向的辊组件还包括用于可旋转地安装所述框架的盘状的辊壳体。
15.如权利要求14所述的辊板，其中每个辊壳体包括围绕其周边的齿轮齿。
16.如权利要求15所述的辊板，还包括齿条，所述齿条用于接合所述齿轮齿，以相对于所述上板和所述下板选择性地旋转每个多方向的辊组件。
17.如权利要求15所述的辊板，还包括多个正齿轮，所述正齿轮被布置在所述多方向的辊组件之间以便接合所述齿轮齿，以相对于所述上板和所述下板选择性地旋转每个多方向的辊组件。
18.如权利要求14所述的辊板，还包括在所述上板和所述下板之间的凸轮板以及在所述辊壳体上的偏心凸轮环。
19.如权利要求12所述的辊板，还包括在所述上板和所述下板中的一个的边界上的齿轮齿。
20.一种输送机系统，包括：
多方向的辊组件的阵列，每个多方向的辊组件包括围绕主轴可旋转的框架以及被安装到所述框架的至少一对平行的、互相致动的辊，每个辊是围绕短轴沿与所述至少一对平行的、互相致动的辊中的相关联的辊相反的方向可旋转的，其中所述短轴横向于所述主轴；以及
驱动器，其用于接触多方向的辊组件的底表面以引起所述框架和所述辊中的至少一个的旋转。
21.如权利要求20所述的输送机系统，其中所述驱动器包括与所述辊中的至少一个接触的输送机传送带，由此所述输送机传送带的移动引起所述框架和所述至少一对辊中的至少一个的旋转。
22.如权利要求20所述的输送机系统，还包括致动器，所述致动器用于选择性地定向所述多方向的辊组件，以改变被布置在所述多方向的辊组件的阵列上的物品的输出轨道。
23.如权利要求20所述的输送机系统，还包括固定的栏杆，所述固定的栏杆邻近所述多方向的辊组件的阵列以便引导输送的物品。
24.一种利用多方向的辊组件引导输送的物品的方法，包括：
将物品放置成与所述多方向的辊组件接触，所述多方向的辊组件包括围绕主轴可旋转的框架以及围绕横向于所述主轴的短轴可旋转的至少一个辊；以及
以相对于所述主轴的输入角向所述多方向的辊组件施加输入力，引起所述框架和所述辊中的至少一个的旋转，使得以至少为所述输入角的两倍的输出角来从所述多方向的辊组件推动物品。
25.如权利要求24所述的方法，还包括改变所述多方向的辊组件的定向以改变物品的输出轨道的步骤。
26.如权利要求24所述的方法，其中施加输入力的步骤包括使所述多方向的辊组件与移动的输送机传送带接触。
27.一种多方向的辊组件，包括：
框架，所述框架是围绕主轴可旋转的；以及
至少一组互相致动的辊，所述至少一组互相致动的辊被安装到所述框架，每个辊是围绕横向于所述主轴的短轴可旋转的，其中由所述框架和所述辊支撑的物体将以相对于输入力的输出角引导离开所述多方向的辊组件，所述输出角是所述主轴和所述输入力之间的输入角的两倍。
28.如权利要求27所述的多方向的辊组件，还包括用于可旋转地安装所述框架的辊壳体。
29.一种多方向的辊组件，包括：
框架，所述框架是围绕主轴可旋转的，所述框架包括轴节；
至少一组两个平行的、互相致动的辊，所述至少一组两个平行的、互相致动的辊被安装到所述框架，每个辊是围绕横向于所述主轴的短轴可旋转的；以及
盘状的辊壳体，其用于可旋转地安装所述框架，使得所述框架和所述辊的部分伸出到所述辊壳体的顶表面和底表面外部，所述辊壳体包括用于接纳所述轴节的沿着所述主轴延伸的边界的开口。
30.一种多方向的辊组件，包括：
框架，所述框架是围绕主轴可旋转的；
第一对平行的、互相致动的辊，所述第一对平行的、互相致动的辊被安装到所述框架，所述第一对平行的、互相致动的辊具有彼此接触的外表面，使得第一辊沿第一方向围绕第一短轴的旋转引起第二平行的辊沿第二方向围绕第二短轴的旋转；以及
第二对平行的、互相致动的辊，所述第二对平行的、互相致动的辊被安装到所述框架并且与所述第一对平行的、互相致动的辊间隔开，所述第二对平行的、互相致动的辊从所述第一对平行的、互相致动的辊偏移45°，
其中所述第一短轴和所述第二短轴横向于所述主轴。
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