CN104661918A - 包装物品的包装机和方法 - Google Patents

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CN104661918A CN201380050843.6A CN201380050843A CN104661918A CN 104661918 A CN104661918 A CN 104661918A CN 201380050843 A CN201380050843 A CN 201380050843A CN 104661918 A CN104661918 A CN 104661918A
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F.阿夫里尔
F.利穆辛
J.博奈因
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Abstract

本发明提供一种包装机，其包括用于将包装内的物品定向的定向系统，该定向系统包括：至少一个托架（240），其可以绕环形路径移动，环形路径包括工作区间和返回区间；驱动机构，其用于绕环形路径推进至少一个托架；接合构件（250），其用于摩擦地接合包装(1)内的物品（B），接合构件可以在接合位置与脱离位置之间移动；其中接合构件由旋转驱动机构旋转地驱动，旋转驱动机构包括旋转地安装到托架上的第一部件（244）和第二部件（234），第二部件（234）与第一部件接合使得在托架绕环形路径驱动时第一部件旋转。

Description

包装物品的包装机和方法
技术领域
本发明涉及一种包装物品的包装机和方法，更具体而言，但并非排他性地，涉及用于在包装内将物品定向的设备和方法。
背景技术
在包装领域中，常常需要向消费者提供包括多个主要产品容器的包装，这种多件包装合乎装运和分配的需要并且适合于显示促销信息。出于成本和环境考虑，这种纸箱或载体需要由尽可能少的材料形成并且在形成它们的材料方面造成尽可能少的浪费。另一考虑是包装强度和其对于保持和运输较大重量物品的合适性。
可以提供具有显示窗口的包装，通过显示窗口可以看到物品的一部分，希望将所显示的物品放置于特定取向以用于呈现给消费者或者隐藏信息，例如仅与设置于多件包装内的个别物品相关的条码。还希望使物品在纸箱内的包装自动化。
本发明设法克服或至少减轻现有技术的问题。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种包装机，其包括用于将包装内的物品定向的定向系统，该定向系统包括：
至少一个托架，所述至少一个托架可绕环形路径移动，环形路径包括工作区间/区域（working reach）和返回区间/区域；
驱动机构，其用于绕环形路径推进所述至少一个托架；
接合构件，其用于摩擦地接合着在包装内的物品，接合构件可以在接合位置与脱离位置之间移动；
其中接合构件由旋转驱动机构旋转地驱动，旋转驱动机构包括：
　　第一部件，其旋转地安装到托架上；以及
　　第二部件；
其中第二部件与第一部件接合从而使得当托架绕环形路径受驱动时第一部件旋转。
优选地，定向系统包括控制器，控制器联接到传感器以及联接到促动器，传感器用于收集关于在包装中物品的取向的信息，促动器用于在接合位置与脱离位置之间移动所述接合构件。
该控制器可包括：存储装置和处理器，存储装置用于储存关于物品的参考信息，处理器用于比较来自传感器的信息与参考信息。
在某些实施例中，控制器包括计算器，计算器用于计算出指示着为了将物品放置于预先限定的取向所需要在包装内安置的物品旋转过的角度的参数。
该参数可以是下列之一：
接合构件将与物品相接合的时段；
接合构件将与物品相接合的距离；
包装内的物品需要旋转过的角度；
接合构件的旋转次数。
可选地，驱动机构包括由电动马达经由驱动轮或链轮所驱动的链条或皮带。
驱动机构可包括电动马达，电动马达安装到托架上并且联接到旋转驱动机构的所述第一部件。
可选地，接合构件包括摩擦轮，摩擦轮安装于摆臂上，摆臂枢转地联接到托架。
在某些实施例中，促动器在一端处枢转地联接到摆臂并且在第二相对端处枢转地联接到托架。
优选地，促动器包括活塞和缸。
可选地，活塞联接到摆臂并且缸联接到托架。
可选地，缸是单作用缸。
缸可包括偏压装置，偏压装置用于将活塞朝向缸内的缩回位置偏压。
或者，缸是双作用缸，双作用缸用于将活塞从缩回位置驱动到延伸位置和从延伸位置驱动到缩回位置。
活塞和缸通过气动、液压或电气方式驱动。
在某些实施例中，旋转驱动机构的第二部件包括链条、齿形带或诸如齿条这样的表面。
优选地，旋转驱动机构的第一部件包括链轮或齿轮，或者摩擦轮，以用于与旋转驱动机构的第二部件接合。
可选地，接合构件由至少一对齿轮联接到旋转驱动机构的第一部件从而使得接合构件的旋转方向与旋转驱动机构的第一部件的旋转方向相反。
在某些实施例中，包装机包括：学习工位，其联接到控制器，其中学习工位包括记录器，记录器用于记录所述物品中至少某些的外观。
优选地，学习工位包括旋转平台，其用于在记录物品图像的同时将所述物品旋转通过至少一个完整旋转。
根据本发明的第二方面，提供一种将包装内的物品定向的方法，包括：
在输送机上转移包装，包括安置于其中的至少一个物品；
确定安置于包装内的物品的取向；
比较安置于包装内的物品的取向与关于物品的参考信息；
确定为了将所述物品放置于预先限定的所希望的取向，物品需要的旋转；
在输送机上转移所述包装的同时，使接合构件与物品相接触，
在与物品接触的同时旋转该接合构件以便旋转在包装内的物品；
维持该接合构件与物品沿着输送机的工作区间接触直到物品处于预先限定的所希望的取向；
使接合构件脱离与物品的接触关系。
将包装内的物品定向的方法可包括：
将在包装内的物品的取向锁定。
优选地，将包装内的物品的取向锁定包括：
使第一凸片与设置于物品的第一侧上的径向延伸的突起相接合；以及
使第二凸片与设置于物品的第二相对侧上的径向延伸的突起相接合。
或者，将包装内所述物品的取向锁定包括：
将至少一个凸片接合于径向延伸的凹部内或在设置于物品上一对径向延伸的突起之间。
在某些实施例中，该方法包括：
计算出指示着为了将物品放置于预先限定的取向，包装中的物品需要旋转过的角度的参数。
该参数可以是下列之一：
接合构件将与物品相接合的时段；
接合构件将与物品相接合的距离；
安置于包装内的物品需要旋转过的角度；
接合构件的旋转次数。
将包装内的物品定向的方法可包括：
根据所计算的参数来控制该接合构件与物品相接合。
在某些实施例中，该方法包括：
在物品旋转的同时，监视包装内物品的取向，
感测设置于物品上的对准特征，
指导该接合构件脱离与物品的接触关系。
将包装内的物品定向的方法可包括：
学习待定向的物品的外观。
可选地，学习待定向的物品的外观包括：
绕物品外部而记录物品的某些或全部的外观，
限定所述物品的所希望的取向。
优选地，绕物品外部记录物品的某些或全部的外观包括：
在俘获物品的图像同时旋转物品通过至少一个完整旋转。
可选地，学习待定向的物品的外观包括：
限定物品的一个或多个对准特征。
在本申请的范围内，预期的是在前述段落、权利要求和/或下文描述和附图中所陈述的各种方面、实施例、示例、特征和替代方案可以独立地或以其任何组合而采用。例如，关于一个实施例而描述的特征可适用于所有实施例，除非存在着特征的不兼容性。
附图说明
现将参考附图来描述本发明的示例性实施例，在附图中：
图1是形成包装的第一示例性纸箱的侧视图；
图2是从形成包装的第二示例性纸箱上方观察的透视图；
图3是从根据本发明的第一实施例的包装机上方观察的透视图；
图4为从图3的包装机的一部分上方观察的放大透视图；
图5为从图3的包装机的工作区间上方观察的平面图；
图6为在第一操作条件下从图3的包装机的一部分上方观察的放大透视图；
图7为在第二脱离条件下从图3的包装机的一部分上方观察的放大透视图；
图8为根据本发明的第一实施例的包装物品的系统和方法的示意图。
具体实施方式
在本文中公开了包装、坯料和纸箱的具体实施例的详细描述。将了解所公开的实施例只是能实施本发明的某些方面的方式的示例且并不表示可实施本发明的所有方式的详尽列表。如本文所用的词语“示例性”仅用于指用作说明、样本、模型或模式的实施例。实际上，将了解本文中所述的包装、坯料和纸箱可以用各种和替代形式来实施。附图未必按照比例绘制且某些特征可扩大或缩小以示出特定部件的细节。无需在很大详细程度上描述熟知的部件、材料或方法以便避免混淆本公开。本文所公开的任何具体结构和功能细节并未被解释为具有限制意义，而只是权利要求的基础和用于教导本领域技术人员不同地采用本发明的代表性基础。
本公开涉及以同一申请者的名义并且名称为“Carton and Carton Blank”的英国专利申请no. GB1212391.5和国际专利申请PCT/US13/022093，该申请的内容以全文引用的方式并入到本文中。
参考图1，示出了包装1的侧视图，包装1能够接受主要产品的输入，主要产品为诸如但不限于瓶或罐，在下文中被称作物品B。
在本文详细描述的实施例中，术语“纸箱”和“载体”出于说明本发明的各种特征的非限制目的，是指用于接合、携载和/或分配物品的容器诸如瓶。然而，设想到本发明的教导内容可以适用于各种容器，其可能或可能不是锥形的和/或圆柱形的。其它示例性物品包括瓶（例如金属、玻璃或塑料瓶）、罐（例如铝罐）、马口铁罐、袋子、包等。
利用合适基板的薄片形成坯料。应了解如本文所用的术语“合适基板”包括所有形式的可折叠薄片材料，诸如纸板、瓦楞纸板、卡纸板、塑料、其组合等。应意识到可以使用例如一种或其它多种坯料来提供下文更详细描述的载体结构。
在示例性实施例中，坯料被配置成用以形成一种用于包装示例性物品的示例性布置的纸箱或载体。例如，这种布置是包括行和列的矩阵或阵列，诸如2×3排列/布置的物品。坯料可以替代地被配置为用以形成一种用于包装其它物品的载体和/或不同物品排列的载体。
参考图1，示出了根据第一实施例包括纸箱的包装1。纸箱由具有面板的线性系列的坯料形成，这种面板的线性系列包括由折叠线一个铰接到下一个的第一底面板、第一斜面面板、第一侧面板3、顶面板、第二侧面板、第二斜面面板和第二底面板。
折叠所述坯料以形成图1中所示的包装1。第一底面板和第二底面板以至少部分重叠关系彼此接合以形成纸箱的复合底壁。优选地，底壁包括由互补凸片和孔口所形成的锁定系统以维持它们接合。
底壁还包括三个物品踵部接合结构的部分。物品踵部接合结构从底面板跨第一斜面面板延伸到第一侧面板3内，这样中断了将底壁、第一斜面面板和第一侧面板3一个铰接到下一个上的折叠线。每个物品踵部接合结构当处于设置条件时形成了在底壁、第一斜面面板和第一侧面板3中所限定的孔口9。每个物品踵部接合结构包括了下面这样的面板布置：其包括在纸箱内部折叠的一对角撑板面板和一对止挡面板以便接合所述物品B的基底部分。
孔口9暴露了物品B中每一个的下部。优选地，下部，至少部分地，穿过孔口9以便从纸箱的相邻部分伸出。
将意识到在其它实施例中，第一斜面面板和第二斜面面板是可选的，并且第一侧面板3和第二侧面板可以直接联接到底壁。
纸箱包括显示窗口4，显示窗口4具有从第一侧面板3冲制出并且优选地由弓形的或弯曲的折叠线而铰接于其上的一对窗口面板10a、10b。窗口面板10a、10b由切割线和/或可选地由孔口而彼此分离开。
显示窗口4基本上跨第一侧面板3从相邻物品踵部接合结构的孔口邻近处所安置的下部物品固位条带11延伸以终止于邻近下文中更详细地描述的皇冠孔口（crown aperture）13a、13b、13c所安置的上部物品固位条带12。在图1所示的实施例中，上部物品固位条带12和下部物品固位条带11各自使物品B的一部分与纸箱相接合。
纸箱还包括多个皇冠孔口13a、13b、13c，在设置条件下，多个皇冠孔口13a、13b、13c接纳物品B的上部。
每个皇冠孔口13a、13b、13c部分地从第一侧面板3或第二侧面板中的相应一个以及部分地从顶面板冲制出，以便限定弓形凸片（未图示），弓形凸片在其所接纳的相应物品B的最上部诸如闭合件C上方延伸。
纸箱包括物品固连结构5，物品固连结构5与一对相邻物品B相接合。物品固连结构5被安置于每对相邻皇冠孔口13a/13b、13b/13c之间并且部分地从第一侧面板3冲制出。接纳于皇冠孔口13b中的物品B由在其相对侧上的两个物品固连结构5所接合。
每个物品固连结构5包括部分地由第一折叠线所限定的接合凸片，第一折叠线在一对相邻皇冠孔口13a/13b、13b/13c之间延伸。第一切割线从其一对相对侧中每一个上的皇冠孔口13b延伸，每个第一切割线在顶面板内相对于介于顶面板与第二侧面板3之间的折叠线而基本上垂直地延伸。另一切割线从皇冠孔口13a、13c中每一个的相应皇冠孔口的一侧邻近于皇冠孔口13b而延伸。相应切割线延伸起始的皇冠孔口13a、13c中每一个的相应皇冠孔口的侧部邻近于皇冠孔口13b。
第二折叠线在从皇冠孔口13b延伸的第一切割线中每一个与从皇冠孔口13a、13c延伸的另外的切割线中相应切割线之间延伸。
可选地，第一切割线和另外的切割线终止于弯曲部分，优选地U形部分，这减小了撕裂穿过顶面板传播的可能性，顶面板起始于第一切割线或另一切割线。优选地，第三折叠线跨每个接合凸片而延伸；在某些实施例中，第三折叠线与介于顶面板和第一侧面板3之间的折叠线共线。
转至图1所示的纸箱的构造，设想到由在直线机中通过一系列顺序折叠操作可以形成纸箱，使得不需要纸箱旋转或倒置以完成其构造。折叠过程并不限于下文所描述的过程并且可以根据特定制造要求而被更改。
组装了一组物品B，在优选实施例中，六个物品B被布置成2×3阵列。坯料的顶面板被安置于一组物品B上以提供纸箱的顶壁。优选地，在围绕这组物品B向下折叠所述第一侧面板和第二侧面板之前执行了组装所述物品踵部接合结构的折叠操作以提供纸箱的侧壁。
窗口面板10a、10b被折叠到纸箱内部从而使得每一个被插置于一对相邻物品B之间。以此方式折叠所述窗口面板10a、10b使附连了窗口面板10a、10b的第一侧面板3翘曲或弯曲，这是由于将窗口面板10a、10b连接到第一侧面板3的折叠线的弯曲性质。第一侧面板6的翘曲将窗口面板10a、10b推压抵靠到物品B上。
第一侧面板3和第二侧面板向下绕它们的相应折叠线而折叠以抵靠着物品B中的相邻物品的侧部来分别地形成纸箱的第一侧壁和第二侧壁。这使得物品踵部接合结构围绕物品B的下部并且使窗口面板10a、10b中每一个插置在介于该组物品B的相邻侧上的中央物品B与相同相邻侧上相应的一个其相邻物品B之间。
上部物品固位条带12将物品B接合于通过使窗口面板10a、10b移位而形成的孔口中。物品固位条带12接合着在凸缘或突起下方的物品B的上部，凸缘或突起可以由物品闭合器件C诸如皇冠瓶盖/塞所提供。下部物品固位条带11将物品B接合于通过使窗口面板10a、10b移位所形成的孔口中。上部物品固位条带12和下部物品固位条带11中断了纸箱中的孔口，纸箱中的孔口从复合基壁穿过第一斜面面板，通过第一侧壁3延伸直到顶面板。这具有暴露出安置于显示窗口4内的物品B的基本上整个最外侧而同时将物品B固持在纸箱内的优点。
第一和底面板以重叠关系而固连/牢固固定以提供纸箱的底壁。
优选地，通过折叠端部闭合布置而至少部分地可闭合所述纸箱的端部（在图1中未图示）从而使得端部折片至少部分地闭合所述纸箱的端部，物品B受到限制或者防止穿过它而可移除。
现参考图2，示出了可以用于本发明的替代性第二纸箱实施例。在第二纸箱实施例中，在可能的情况下，相似附图标记已用于表示相似零件，但添加了前缀“100”以指示这些特征属于第二纸箱实施例。替代实施例与第一实施例共有许多共同特征并且因此将仅更详细地描述与图1所示的实施例的差异。
在第一侧面板106中的最末端皇冠孔口113a、113c和在第二侧面板中的皇冠孔口中每一个包括了部分地限定一对凸片106、107的多个切割线。凸片106、107基本上为三角形并且由切割线分离。当物品B被接纳于最末端的皇冠孔口113a、113c中时，凸片106、107折叠。
皇冠孔口113b形成了物品固连结构105的一部分，物品固连结构105还包括了安置于其相对侧上的一对接合凸片114a、114b。每个凸片114a、114b部分地从顶面板102并且部分地从第一侧面板103冲制出。每个凸片114a、114b部分地由弓形切割线，部分地由皇冠孔口113a，部分地由一对折叠线，并且部分地由线性切割线所限定。第一折叠线从安置于第一侧面板103中的每个弓形切割线的第一端延伸并且延伸到皇冠孔口113b。每个线性切割线安置于顶面板102中并且从皇冠孔口113b相对于折叠线基本上垂直地延伸，折叠线将第一侧面板103铰接到顶面板102。每个线性切割线的第一端优选地与介于第一侧面板103与顶面板102和限定所述皇冠孔口113的切割线之间所限定的顶点相交。第二折叠线在每个弓形切割线的第二端与每个相应线性切割线的第二端之间延伸。优选地，在第一侧面板103与顶面板102之间的折叠线平分了每个接合凸片114a、114b。
皇冠孔口113a、113b、113c接纳所述物品B的上部，如图2所示。接合凸片114a、114b在物品B的闭合件C的相对侧上被折叠到纸箱内部。每个凸片114a、114b的接合边缘邻近于闭合件C的径向突起而接合所述物品闭合件C的相应侧部，从而使得凸片114a、114b防止纸箱内的物品B旋转。在某些实施例中，接合凸片114a、114b接合于从物品B延伸的一对径向突起之间，可选地可设置仅一个接合凸片114a、114b以防止物品顺时针和逆时针的旋转。接合凸片114a、114b绕介于第一侧面板103与顶面板102之间的折叠线而折叠。
每个皇冠孔口113a、113b、113c部分地从第一侧面板103或第二侧面板和部分地从顶面板102冲制出，以便限定弓形凸片，弓形凸片在其所接纳的相应物品B的最上部上方延伸。
可选地，顶面板8包括可由使用者用来携带所述纸箱的两个可选的手指孔口74。
可以通过以基本上与上文关于图1的纸箱所描述的相同方式通过一系列折叠操作来从坯料设置/装配纸箱101。
图1和图2的纸箱1、101各自包括用于牢固固定至少一个物品在相应包装1、101内的取向的物品固连结构5、105。图3至图8示出了用于将物品在纸箱（例如，但不限于图1和图2的纸箱）内定向的机器和方法。
优选地，纸箱的端部是至少部分地可闭合的。图2示出了纸箱，其中纸箱的一端已被闭合并且另一端处于打开条件。为了防止物品B可通过纸箱的管状结构的端部移除，端部闭合布置被折叠从而使得端部折片至少部分地闭合所述纸箱的端部。
图3示出了用于形成包装线的一部分的包装机210，其中，在纸箱的显示窗口4、104中所展示的物品B的取向在定向工位230受到控制。物品B包括用于向消费者显示的至少一个可见的标记I2 。可选地，标记I2设置于在物品B上所安装的标签LB上。通过显示窗口4、104可以看到标签LB。物品B还可以包括可选的上标签LT，如图1所示。物品B还包括可选地设置于标签LB上的对准标记I1。
包装1在由方向箭头D1所指示的方向上在第一输送机212上输送。包装在输送机212上定向从而使得纸箱的管状轴线基本上平行于行进方向，窗口面板10a、10b基本上在横向跨越所述输送机而安置，也就是说垂直于行进方向D1，以此方式，或者在具有两个或更多个显示窗口的实施例中，每个显示窗口4可以从输送机212的一侧接近。
在图5中最佳地示出的第二输送机218安置于输送机212的第一侧上，与输送机212平行。第二输送机218安装在第一输送机212旁边/旁侧并且相对于第一输送机212而垂直地定向从而使得第二输送机形成移动壁，移动壁防止包装1被推动到第一输送机212的第一侧上。在其它实施例中，可以提供固定导轨以固持所述包装1，作为第二输送机218的补充或替代。第二输送机218包括了安装到第二输送机218上的刮板条（flight bar）214、216。刮板条214、216安置于包装1之间并且与每个包装1的后边缘相接合，由此计量了所述包装1，从而使得包装1被安置在第一输送机212上的预先限定的间距处。刮板条214、216也可以辅助推进所述包装1通过所述定向工位230。
定向工位230包括了一种控制或调整位于每个包装1的显示窗口4中的物品B的取向的机构。该机构包括第三输送机232，第三输送机232上安装了多个托架240。定向工位230包括第一上游端和第二下游端，输送机232包括工作区间和返回区间，当在工作区间中时，托架240调整物品B的取向，返回区间用于使每个托架240从定向工位230的第二下游端返回到定向工位230的第一上游端。第三输送机232被安装于链轮或其它合适驱动轮（未图示）上，链轮或其它合适驱动轮被联接到驱动机构诸如电动马达。第三输送机232使托架在顺时针方向上移动从而使得第三输送机232的工作区间在方向D1上移动，与第一输送机21和因此包装1相同。
该机构还包括静止的链条或皮带234；在其它实施例中，链条234可以被包括齿的齿条所替换。优选地，在采用皮带的那些实施例中，皮带包括齿。还将意识到链条或皮带234无需沿着输送机232的返回区间延伸。还将意识到在链条可能并非静止的其它实施例中，链条234可以相对于第三输送机232和/或托架240以不同速度移动，链条可以在与第三输送机232和/或托架240的方向相反的方向上旋转。
在另外的实施例中，可以省略第三输送机232，每个托架240可以包括用于绕链条234驱动所述托架的驱动马达。
包装机210还包括安置于第一输送机212顶部上的锁定装置接合机构220。锁定装置接合机构220包括轮222，成对的指状物224、226被安装于轮222上。成对的指状物224、226被布置成与物品固连结构5、105相接合以便与接合凸片114a、114b接合以便锁定安置于所述显示窗口4内的物品B的取向。
现参考图4，示出了托架240的放大视图；托架包括联接到第三输送机232上的主体242。链轮244与链条234啮合；链轮244由心轴（未图示）可旋转地安装到主体242上。托架包括安装于心轴上，优选地在链轮244上方的第一齿轮246。摆臂252基本上在摆臂252的一端处绕心轴的上端而以枢转方式安装于第一齿轮246上方从而使得摆臂可以相对于主体242可枢转地移动。第一齿轮246和链轮246可以相对于摆臂252旋转。可选地，摆臂252由轴承联接到心轴。第二齿轮248由第二心轴（未图示）联接到摆臂252，第二心轴可旋转地安装到摆臂并且第二齿轮248安装到摆臂252下方从而使得在第二齿轮248上的齿与在第一齿轮246上的齿相啮合。在其它实施例中，第一齿轮246和第二齿轮248和/或链轮可以安装于摆臂252上方。
摩擦轮250安装于摆臂252上方并且联接到第二齿轮248从而使得当第二齿轮248旋转时，摩擦轮以相同速度并且在相同方向上旋转，如由方向箭头D5和D6所示。
绕由第三输送机232所限定的环形路径驱动所述托架242造成了链轮244的旋转，因为链轮244与链条234相接合，该链条234是静止的。这继而造成摩擦轮250旋转，这种旋转是归因于链轮244由第一齿轮246和第二齿轮248联接摩擦轮250。将意识到在某些实施例中，链条234可能不是静止的并且链条234也可以例如由联接到电动马达的链轮所驱动，链条234可以用与托架240的行进速率或速度不同的速率或速度移动从而使得在链条234与托架240之间的相对移动造成了链轮244的旋转和因此旋转所述摩擦轮250。将意识到链条234可以在与托架240的行进方向D2相反的方向上行进或循环。还将意识到如果链条234在与托架240相同方向上并且以比托架240更大的速度被驱动，则链轮244和因此摩擦轮250的旋转方向可以与图示方向相反。摩擦轮250的旋转方向也可以由所设置的齿轮246、248数量来决定。第一齿轮246和第二齿轮248可以通过另一皮带或链条联接到彼此并且无需彼此直接接触。
传感器260被安装于摩擦轮250上方；传感器的取向优选地相对于主体242和摆臂252固定。传感器260被定向成使得当摩擦轮250与包装1中的物品B相接触时，在第三输送机232的工作区间中时，传感器260能读取设置于物品B上的信息。在图示实施例中，当摩擦轮250与包装1中的物品B相接合时，摆臂252基本上平行于第一输送机212，传感器260基本上垂直于摆臂252而安装从而使得传感器朝向安置于包装1的显示窗口4中的物品B。
活塞和缸布置256安装于摆臂252与主体242之间。缸的第一端由枢转连接件257枢转地联接到主体242。活塞的第一端在缸的第二端处被接纳于缸中；并且活塞的第二端枢转地联接到摆臂252，如在图5和图6中最佳地示出。活塞优选地被气动驱动，但在某些实施例中，设想到活塞可以用液压或电气方式驱动。设想到缸可以是单作用活塞，在此情况下，可以提供偏压器件以用于偏压所述活塞和/或摆臂252。优选地，活塞或摆臂252被朝向脱离位置而偏压，在脱离位置，活塞缩回。在其它实施例中，缸可以是双作用缸，其中，活塞可以通过气动、液压、电力或其它合适手段延伸和缩回。
用于使物品B定向的定向工位230和方法的操作现在将参考附图特别是图5至图8展开描述。图8示出了用于使包装机学习正在包装1中显示的物品B并且用于确定以及根据需要调整所述物品B的取向的系统。在学习工位280，物品B被加载到联接至驱动马达282的可旋转平台284上。照相机276或其它合适传感器记录了关于物品B的图像或其它数据。在图示实施例中，物品B包括标签L，当物品B在平台284上旋转时，照相机记录所述标签L。在其它实施例中，照相机276可以记录整个物品B的图像。可以省略标签L。照相机276可以安装于旋转装置上从而使得照相机276绕物品B旋转。由照相机276所记录的数据被控制器274接收。优选地，有线连接件被设置于照相机276与控制器274之间；在某些实施例中，控制器274可以无线地联接到照相机276。在其它实施例中，照相机274和驱动马达282联接到控制器274。
在另外的实施例中，驱动马达282和/或照相机276联接到单独记录装置，单独记录装置在存储装置或存储介质上存储数据，这些存储装置或存储介质为诸如（但不限于）EPROM、EEPROM、闪速存储器、掩模型只读存储器、CD、CDROM、DVD、BD-ROM (蓝光) CD-R、DVD-R、DVD+R、BD-R、CD-RW、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-RE、磁盘（软盘、硬盘驱动器）、磁带或其它合适存储介质。存储装置或存储介质可以用于将数据从记录装置转移到控制器274。
控制器274联接到传感器272，诸如但不限于，照相机或光检测器（光电池或光敏电阻器）。传感器安置于读取工位270处；读取工位270安置于定向工位230上游。传感器272收集关于安置于所述包装1的显示窗口4中的每个物品B的信息，该信息在控制器274处被接收。控制器274可以比较这条接收的信息与存储于存储器中关于物品B的数据。控制器274能判断物品B是否以预先限定的所希望的取向而安置。
在某些实施例中，控制器274计算出为了以预先限定的所希望的取向安置，每个物品B需要旋转的所需角度。在这样的实施例中，控制器274跟踪在输送机212上的每个物品B的位置并且指导摩擦轮250中的适当摩擦轮与每个包装1中的物品B相接合持续适当时间量，以便影响的物品B的所需要旋转角度。在其它实施例中，控制器274计算出指示着为了将物品B放置于所希望的取向而需要物品B旋转过的角度。参数可以是：摩擦轮250在第三输送机232的工作区间上所需要的与物品B相接触的距离；以及，物品B的旋转角度，或者摩擦轮250在与物品B接触的同时必需旋转的转数或部分旋转；或者，某些其它合适参数。
在其它实施例中，可以指导控制器274寻找充当对准标记的物品B的预先限定的特征，对准标记可以具体地设置于物品B上，例如通过印刷于标签L上，或者可以是设置于物品B上的合适标记以用于向消费者提供信息，例如标签的边缘、诸如安置于物品B内的产品的标识或品牌名称这样的品牌特征。在这样的实施例中，控制器274指导摩擦轮250中的适当摩擦轮与每个包装1中的物品B相接合直到传感器260检测预先限定的特征。在某些实施例中，控制器274可以经由传感器260检测预先限定的特征并且促动必需的活塞和缸布置256以便在检测预先限定特征之后使相应摩擦轮250与物品B接合持续预先限定时段，从而使得物品B被安置于所希望的取向。
优选地，控制器274经由控制单元278而被联接到定向工位230，控制单元278控制并且监视在定向工位中的托架240，控制单元278控制第三输送机232，特别地所述驱动马达，并且可能监视驱动马达的一个或多个电气参数，和每个活塞/缸布置256。在其它实施例中，控制器274和控制单元278被整合/集成在一起。
参考图5，示出了第三输送机232的工作区间的放大视图；托架240a、240b、240c、240d被示出在第三输送机232的工作区间中的不同位置处。第一托架240a还示出在第三输送机232的工作区间的开始处。活塞缩回到缸内从而使得摆臂252也相对于第一输送机212缩回。第一托架240a已被布置成使其摩擦轮250与第一包装1a的显示窗口4中的物品B相对齐。托架传感器260或上游传感器272询问显示窗口4中的物品B的位置，如果控制器274判断出物品B正确对准，其将允许第一包装1a穿过定向工位230而不启动第一托架240a的活塞/缸布置256。
如果控制器274判断出在第二包装1b的显示窗口4中的物品B不正确地对准，控制器274指导第二托架240b的活塞/缸布置256延伸从而使得摆臂252朝向第一输送机212枢转，如由图5和图6中的方向箭头D8所示，因此使第二托架240b的摩擦轮250与第二包装1b的显示窗口4中的物品B接合。第二托架240b在由方向箭头D2指示的方向上移动经过定向工位230的工作区间。第二托架240b与第二包装1b同步地输送。链轮246在由方向D4所示的方向上旋转。第一齿轮246也在由方向箭头D4所示的方向上旋转，并且第二齿轮248在如由方向箭头D5所示的相反方向上旋转，如图4所示。摩擦轮250在与第二齿轮248相同的顺时针方向上旋转，如由图4和图5中方向箭头D6所示。物品B在逆时针方向，与摩擦轮250的旋转方向的反方向上旋转。
控制器274维持摩擦轮250与物品B接触持续一段已由控制器274所计算出的一定时段，如由第三包装1c和第三托架240c所示。这个时段取决于物品B的开始位置或初始取向，如由托架传感器260、或者由上游传感器272所确定；这个时段取决于预先限定并且存储于控制器274的存储装置中的物品B的所希望的取向；并且这个时段取决于由摩擦轮250实现的物品B的旋转速度。在替代实施例中，控制器274响应于从托架传感器260所接收的信号使摩擦轮250与物品B脱离，例如托架传感器260检测出被用作或设置为对准辅助的物品B特征。
在摩擦轮250已与物品B接触持续了所计算的时段之后，或者替代地一旦从托架传感器260接收了信号的情况下，控制器274指导活塞缩回到缸内，如由方向箭头D9所示。使活塞缩回造成了摆臂252枢转地远离第一输送机212移动，如由方向箭头D10所示，因此使摩擦轮250脱离物品B，如在图5和图7中由包装1d和第四托架240d所示。
在图示实施例中，摩擦轮260被示出通过显示窗口4（其优选地在标签LB下方，或者其它显示特征）而与物品B相接合，在替代实施例中，设想到摩擦轮250可以通过孔口9与物品B接合，孔口9形成踵部接合结构的部分，这具有以下优点：摩擦轮250并不接触着希望在显示窗口4中所显示的物品B的部分，由此防止或至少减轻对物品B例如标签LB的损害。
一旦已由摩擦轮250将物品B放置于所希望的取向，包装1传递到锁定工位220。锁定工位220包括置顶机构，置顶机构包括输送机或轮222，工具头部224/226被安装到输送机或轮222上，工具头部224/226包括一对指状物224、226，这对指状物224、226与设置于纸箱1、101上的物品固连结构5、105相接合。每个指状物224、226与接合凸片114a、114b中的相应一个凸片相接合以便将接合凸片114a、114b压在纸箱的管状结构内部，所述接合凸片114a、114b放置成与物品B的一部分成锁定接合，例如，每个凸片114a、114b可以接合在从物品B的闭合件向外延伸的一对基本上竖直突起之间，诸如皇冠瓶盖或皇冠瓶帽。在包装离开锁定工位220之后，接合凸片114a、114b抑制物品B的旋转，由此维持物品B在显示窗口4内的取向。
在摩擦轮250与物品B接合的同时，活塞/缸布置256能补偿物品B的形状的不规则性或移动。当在第三输送机232的工作区间中时，活塞延伸或缩回，以便确保摩擦轮250与物品B保持摩擦接触直到控制器274确定了物品B被定向于预先限定的所希望的取向。该机构可以包括一个或多个传感器以确保摩擦轮250与物品B接触，例如摩擦轮250可以包括一个或多个接触传感器，接触传感器感测了在摩擦轮250与物品B之间的接触或缺乏接触，在其它实施例中，传感器可以监视活塞/缸布置256的参数，诸如在缸中的流体的压力或流量。
应意识到在本发明的范围内能做出各种变化，例如，面板和孔口的大小和形状可以被调整为适应不同大小或形状的物品。在替代实施例中，设想到链轮244可以被第二摩擦轮所替换，第二摩擦轮与表面成摩擦接触，其中，在第二摩擦轮与表面之间存在相对移动以便造成第二摩擦轮旋转，第二摩擦轮旋转继而造成第一摩擦轮250旋转。摩擦轮250可以被安装于从动轮（其可以是摩擦轮250）和惰轮上的皮带替换或补充，其中皮带移动成与物品B成摩擦接触以使之旋转。
将认识到如本文所用的方向参考诸如“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“端部”、“侧部”、“内部”、“外部”、“上部”和“下部”并不限制相应面板为这样的取向，而是仅用于使这些面板彼此区分。
如本文所用的术语“铰接连接”和“折叠线”指限定坯料的铰链特征的所有形式的线，便于使坯料的部分相对于彼此折叠，或者以其它方式指示坯料的最佳面板折叠位置。折叠线通常为刻痕线、浮凸线或凹痕线。对于铰接连接或折叠线的任何提及不应被理解为仅必需指单个折叠线，实际上，应设想到铰接连接可以由下列中的一种或多种形成：短狭缝、易断线或折叠线，而不偏离本发明的范围。
如本文所用的术语“断离线”指便于使基板的部分彼此分离或指示最佳分离位置的所有形式的线。断离线可以是易断线或以其它方式弱化的线、撕开线、切割线或狭缝。
应了解铰接连接、断离线和折叠线可以各自包括在坯料的基板中所形成的元件，包括穿孔、穿孔线、短狭缝线、半切割线、单半切割、切割线、中断切割线、狭缝、刻痕、其任何组合等。元件的尺寸和布置适于提供所希望的功能。例如，穿孔线的尺寸可以被设定或设计成具备一定弱化程度以限定折叠线和/或断离线。穿孔线可以被设计成便于折叠和抵抗断开，便于折叠和便于以更多的力量断开，或便于以更少的力量断开。

Claims (35)

1.一种包装机，其包括用于将包装内的物品定向的定向系统，所述定向系统包括：
至少一个托架，其可绕环形路径移动，所述环形路径包括工作区间和返回区间；
驱动机构，其用于绕所述环形路径推进所述至少一个托架；
接合构件，其用于以摩擦方式接合包装中的物品，所述接合构件可在接合位置与脱离位置之间移动；
其中所述接合构件由旋转驱动机构以旋转方式驱动，所述旋转驱动机构包括：
　　第一部件，其以旋转方式安装到所述托架上；以及
　　第二部件；
其中所述第二部件与所述第一部件相接合从而使得当所述托架绕所述环形路径受驱动时所述第一部件旋转。
2.根据权利要求1所述的包装机，其特征在于，所述定向系统包括控制器，所述控制器联接到传感器和促动器，所述传感器用于收集关于包装中物品的取向的信息，所述促动器用于在所述接合位置与所述脱离位置之间移动所述接合构件。
3.根据权利要求2所述的包装机，其特征在于，所述控制器包括存储装置和处理器，所述储存装置用于储存关于物品的参考信息，所述处理器用于比较来自所述传感器的信息与所述参考信息。
4.根据权利要求3所述的包装机，其特征在于，所述控制器包括计算器，所述计算器用于计算出指示着为了将所述物品放置于预先限定的取向，安置于包装内的物品需要旋转过的角度的参数。
5.根据权利要求4所述的包装机，其特征在于，所述参数是下列之一：
所述接合构件将与物品接合的时段；
所述接合构件将与物品接合的距离；
安置于包装内的物品需要旋转过的角度；
所述接合构件的旋转次数。
6.根据权利要求1所述的包装机，其特征在于，所述驱动机构包括由电动马达经由驱动轮或链轮所驱动的链条或皮带。
7.根据权利要求1所述的包装机，其特征在于，所述驱动机构包括电动马达，所述电动马达安装到所述托架上并且联接到所述旋转驱动机构的所述第一部件。
8.根据权利要求1所述的包装机，其特征在于，所述接合构件包括摩擦轮，所述摩擦轮安装于摆臂上，所述摆臂以枢转方式联接到所述托架。
9.根据权利要求8所述的包装机，其特征在于，所述促动器在一端处以枢转方式联接到所述摆臂并且在第二相对端处以枢转方式联接到所述托架。
10.根据权利要求2所述的包装机，其特征在于，所述促动器包括活塞和缸。
11.根据权利要求8和10所述的包装机，其特征在于，所述活塞联接到所述摆臂并且所述缸联接到所述托架。
12.根据权利要求10所述的包装机，其特征在于，所述缸是单作用缸。
13.根据权利要求10所述的包装机，其特征在于，所述缸包括偏压装置，所述偏压装置用于将所述活塞朝向所述缸内的缩回位置偏压。
14.根据权利要求10所述的包装机，其特征在于，所述缸是双作用缸，所述双作用缸用于将所述活塞从缩回位置驱动到延伸位置和从所述延伸位置驱动到所述缩回位置。
15.根据权利要求10所述的包装机，其特征在于，所述活塞和缸通过气动、液压或电气方式驱动。
16.根据权利要求1所述的包装机，其特征在于，所述旋转驱动机构的所述第二部件包括链条、齿形带或诸如齿条这样的表面。
17.根据权利要求1所述的包装机，其特征在于，所述旋转驱动机构的所述第一部件包括链轮或齿轮，或者摩擦轮，以用于与所述旋转驱动机构的所述第二部件接合。
18.根据权利要求1所述的包装机，其特征在于，所述接合构件由至少一对齿轮联接到所述旋转驱动机构的所述第一部件从而使得所述接合构件的旋转方向与所述旋转驱动机构的所述第一部件的旋转方向相反。
19.根据权利要求2至18中任一项所述的包装机，其特征在于，其包括：学习工位，其联接到所述控制器，其中所述学习工位包括记录器，所述记录器用于记录所述物品中至少某些的外观。
20.根据权利要求19所述的包装机，其特征在于，所述学习工位包括旋转平台，其用于当记录所述物品的图像的同时旋转所述物品通过至少一个完整旋转。
21.一种将包装内的物品定向的方法，包括：
在输送机上转移包装，包括安置于包装中的至少一个物品；
确定安置于包装内的物品的取向；；
比较安置于所述包装内的所述物品的取向与关于所述物品的参考信息；
确定为了将所述物品放置于预先限定的所希望的取向，所述物品需要的旋转；
在所述输送机上转移所述包装的同时，使接合构件与所述物品相接触，
在与所述物品接触的同时旋转所述接合构件以便旋转在所述包装内的所述物品；
维持所述接合构件与所述物品沿着所述输送机的工作区间享接触直到所述物品处于预先限定的所希望的取向；
使所述接合构件脱离与所述物品的接触关系。
22.根据权利要求21所述用于将包装内的物品定向的方法，其特征在于，其包括：
锁定所述包装内所述物品的取向。
23.根据权利要求22所述的使在包装内的物品定向的方法，其特征在于，锁定所述包装内所述物品的取向包括：
使第一凸片与设置于所述物品的第一侧上的径向延伸的突起相接合；以及
使第二凸片与设置于所述物品的第二相对侧上的径向延伸的突起相接合。
24.根据权利要求22所述的使在包装内的物品定向的方法，其特征在于，锁定所述包装内所述物品的取向包括：
将至少一个凸片接合在径向延伸的凹部内、或在设置于所述物品上的一对径向延伸的突起之间。
25.根据权利要求21所述的使在包装内的物品定向的方法，其特征在于，其包括：计算出指示着为了将所述物品放置于预先限定的取向，包装中的物品需要旋转过的角度的参数。
26.根据权利要求25所述的使在包装内的物品定向的方法，其特征在于，所述参数是下列之一：
所述接合构件将与物品接合的时段；
所述接合构件将与物品接合的距离；
安置于包装内的物品需要旋转过的角度；
所述接合构件的旋转次数。
27.根据权利要求25或26所述的使在包装内的物品定向的方法，其特征在于，其包括：根据所述计算出的参数来控制所述接合构件与所述物品接合。
28.根据权利要求21所述的使在包装内的物品定向的方法，其特征在于，其包括：
在所述物品旋转的同时，监视所述包装内所述物品的取向，
感测设置于所述物品上的对准特征，
指导所述接合构件脱离与所述物品的接触关系。
29.根据权利要求21所述的使在包装内的物品定向的方法，其特征在于，其包括：
学习待定向的物品的外观。
30.根据权利要求29所述的使在包装内的物品定向的方法，其特征在于，学习待定向的物品的外观包括：
绕物品外部记录所述物品的某些或全部的外观，
限定所述物品的所希望的取向。
31.根据权利要求30所述的使在包装内的物品定向的方法，其特征在于，绕物品外部记录所述物品的某些或全部的外观包括：
在采集所述物品的图像的同时旋转所述物品通过至少一个完整旋转。
32.根据权利要求29或30所述的使在包装内的物品定向的方法， 其特征在于，学习待定向的物品的外观包括：
限定所述物品的一个或多个对准特征。
33.一种基本上如本文参考附图所描述和/或如由附图所示的包装物品的方法。
34.一种基本上如本文参考附图所描述和/或如由附图所示的用于包装物品的包装机。
35.一种基本上如本文参考附图所描述和/或如由附图所示的用于使包装内的物品定向的定向系统。
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