CN109715530B - 皮带驱动辊式输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于运输或堆积诸如纸箱和搬运箱的制品的输送装置区段，所述输送装置区段包括一对间隔开的相对侧轨、横向附接在所述一对相对侧轨之间的竖直框架构件、以及横向附接以在相对侧之间旋转的传动辊。均具有竖直旋转轴线的上游端惰轮和下游端惰轮附接在所述输送装置区段的相应的上游端和下游端处。驱动皮带是竖直伸长的，并被支撑用于所述上游端惰轮和所述下游端惰轮之间的水平循环。所述驱动皮带由所述竖直框架构件支撑和引导，使得驱动环侧和返回环侧水平定位在所述传动辊下方。所述驱动皮带的所述驱动环侧可选择性地接合到所述传动辊的下表面。驱动马达可操作地联接以驱动所述驱动皮带。

Description

皮带驱动辊式输送装置

根据美国法典第35章第119条的优先权要求

本专利申请要求2016年8月5日提交的美国临时专利申请序列号62/371,523和2016年10月25日提交的美国非临时专利申请序列号15/333,854的优先权，这两个专利申请的标题均为“Belt-Driven Roller Conveyor”(皮带驱动辊式输送装置)，且均转让给本申请的受让人，其公开内容据此全文以引用的方式明确并入。

技术领域

本公开整体涉及物料搬运系统，并且更具体地涉及将制品支撑在由衬垫链条或线性皮带驱动的辊上的运输和堆积输送装置。

背景技术

在物料搬运系统中使用动力辊式输送装置系统将诸如在搬运箱或纸箱中的产品的制品输送通过物料搬运系统。驱动皮带或链条可用于转动为制品提供支撑表面的辊。一种通常已知的堆积和运输输送装置使用驱动皮带，该驱动皮带纵向位于横向于输送装置的纵向轴线定向的辊下方。这种通常已知的皮带驱动辊式输送装置具有细长的横截面，该横截面具有薄的竖直横截面。因此，由这种特定皮带提供服务的输送装置的区段必须是直的或接近直的。在该区段的每一端处，皮带的上部部分由滑轮带动，滑轮具有水平的横向轴线，在驱动辊的部分下方引导皮带环的其余部分。与链条相比，皮带可具有相对安静的优点。

另一种通常已知的动力辊式输送装置包括驱动链条，该驱动链条的顶部有与传动辊的下表面接触的驱动衬垫。当沿着输送装置的纵向轴线安装时，该链条驱动衬垫的水平横截面相对较窄。由于较窄，链条驱动衬垫可以在输送装置的区段的每一端处水平转动。该水平返回环能够根据需要将输送装置的区段向右或向左弯曲，

而不是必须是基本上直的。虽然提供了设计灵活性，但驱动链条可能会比皮带实施方式产生更多噪音。

附图说明

并入本文并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的示例性实施方案，并且与上面给出的一般描述和下面给出的详细描述一起用于解释本发明的特征。

图1示出了根据一个或多个实施方案的动力辊式输送装置的侧视图，其具有通过具有水平环形驱动皮带驱动的驱动辊的纵向剖视细部图；

图2示出了根据一个或多个实施方案的图1的动力辊式输送装置的弯曲输送装置区段的俯视图；

图3示出了根据一个或多个实施方案的图1的动力辊式输送装置的直输送装置区段的等轴视图；

图4示出了根据一个或多个实施方案的图1的动力辊式输送装置的后视图，该输送装置处于暴露水平环形驱动皮带的横向水平剖视图中；

图5示出了根据一个或多个实施方案的图1的动力辊式输送装置的后视细部图，该输送装置处于暴露水平环形驱动皮带的横向水平剖视图中；

图6示出了根据一个或多个实施方案的图1的动力辊式输送装置的等轴后视细部图，该输送装置处于暴露水平环形驱动皮带的横向水平剖视图中；

图7示出了根据一个或多个实施方案的图7的动力辊式输送装置的等轴后视细部图，其中传送皮带位于驱动辊上；

图8示出了根据一个或多个实施方案的水平环形驱动皮带的一部分的等轴视图，该驱动皮带具有用于增大接触面积的扩大头部；

图9示出了根据一个或多个实施方案的图11的水平环形驱动皮带的一部分的等轴视图，该驱动皮带具有用于强度的竖直对齐的中心纤维；

图10示出了根据一个或多个实施方案的替代的水平环形驱动皮带的一部分的等轴视图，该驱动皮带具有用于增大接触面积的扩大头部和用于保持的下部扩大部分；

图11示出了根据一个或多个实施方案的图10的替代的水平环形驱动皮带的一部分的等轴视图，该驱动皮带具有用于强度的竖直对齐的中心纤维；

图12示出了根据一个或多个实施方案的另一替代的水平环形驱动皮带的横截面的概念框图，该驱动皮带被竖直定位以通过具有竖直旋转轴线的一对侧向相对的辊进行纵向移动；

图13示出了根据一个或多个实施方案的示例性累积输送装置的等轴分解图，该示例性堆积输送装置具有侧面安装的水平定向驱动皮带，并且具有带有全宽度传送皮带的区段；

图14示出了根据一个或多个实施方案的图12的输送装置区段的等轴视图；

图15示出了根据一个或多个实施方案的图13的示例性堆积输送装置的后剖视图；

图16示出了用于跟踪安装在INTELLIQ堆积输送装置上的传送皮带的位置的测试结果的曲线图；

图17示出了安装在INTELLIQ堆积输送装置上的传送皮带的偏差的测试结果的曲线图；以及

图18示出了用于跟踪安装在INTELLIQ堆积输送装置上的传送皮带的位置的测试结果的曲线图，并标注了更改。

具体实施方式

用于运输或堆积诸如纸箱和搬运箱的制品的输送装置区段包括一对间隔开的相对侧轨、横向附接在这对相对侧轨之间的竖直框架构件、以及横向附接以在相对侧之间旋转的传动辊。均具有竖直旋转轴线的上游端惰轮和下游端惰轮附接在输送装置区段的相应的上游端和下游端处。驱动皮带是竖直伸长的，并被支撑用于上游端惰轮和下游端惰轮之间的水平循环。驱动皮带由竖直框架构件支撑和引导，使得驱动环侧和返回环侧水平定位在传动辊下方。驱动皮带的驱动环侧可选择性地接合到传动辊的下表面。驱动马达可操作地联接以驱动驱动皮带。

将参考附图详细描述各种实施方案。在可能的情况下，相同的附图标记将在所有附图中用于指代相同或相似的部件。对特定示例和实施方式的引用是为了说明的目的，而并非意图限制本发明或权利要求的范围。

图1示出了根据本发明各方面的由纵向定位的驱动皮带102驱动的动力辊式输送装置100。横向定位的传动辊106的床104轴向附接到输送装置区段110的相对侧轨108，以用作诸如搬运箱或纸箱的输送的制品112的支撑表面。在一个或多个实施方案中，输送装置区段110包括进料惰轮区段114、中心驱动区段116、中间区段118和排出惰轮区段120。制品112进入进料惰轮区段114，进料惰轮区段114具有端部惰轮，用于支撑驱动皮带102的水平环的近端。中心驱动区段116包括马达、驱动滑轮和皮带张紧器122组件。中间区段118可以是最常见的输送装置区段，其具有由中心驱动区段116支撑的多个中间区段118。制品112在排出惰轮区段120处离开输送装置区段110，排出惰轮区段120包括端部惰轮以支撑驱动皮带102的远端环。附接在每个侧轨108上方的光眼导轨124可以提供关于输送的制品112的位置的信息，诸如用于在并入分拣系统之前控制零压力累积。扩大头部部分128或球状物的磨损指示器层126接触传动辊106的下侧。磨损指示器层126具有与驱动皮带102的其余部分不同的颜色，使得在使用寿命的任何超出之前可以检测到过度磨损。

图2示出了动力辊式输送装置100的弯曲输送装置区段110a，其具有沿着弯曲路径的水平环形驱动皮带102。由于所安装的驱动皮带102侧向相对较薄，其强度由其竖直尺寸提供，因此驱动皮带102能够以相对较小的半径水平转动。均具有竖直旋转轴线的上游端惰轮130和下游端惰轮132附接在输送装置区段110a的相应的上游端134和下游端136。驱动皮带102是竖直伸长的，并且被支撑用于上游端惰轮130和下游端惰轮132之间的水平循环，呈现驱动侧138和返回侧140。

图3—6示出了动力辊式输送装置100的直输送装置区段110b，示出了剖开的水平环驱动皮带102的驱动侧138和返回侧140，驱动皮带102支撑在附接在侧轨108之间的横向框架构件142内。驱动环侧144和返回环侧146水平定位在传动辊106下方，返回环侧146略微低于且不接触传动辊106。动力辊式输送装置100的堆积器型式可以选择性地接合驱动环侧140的部分，同时允许其他区域滑行停止。图7示出了动力辊式输送装置100的直输送装置区段110b，其具有安装在传动辊1006上的传送皮带148。驱动环侧144与传送皮带148摩擦接合。

图8—9示出了水平环形驱动皮带102，其具有扩大的驱动头150，用于增加接触表面以用于驱动一系列传动辊106(图1)。在扩大的驱动头150的顶部边缘中形成的磨损指示器条152可以在驱动皮带102达到其使用寿命之前提供驱动皮带102磨损状况的指示。在至少一个实施方案中，图8示出了驱动皮带102的弹性体材料154，用于在转弯半径的内侧压缩并在转弯半径的外侧膨胀。用于强度的竖直对齐的中心纤维156定位在驱动皮带102的压缩侧面和膨胀侧面之间。

图10—11示出了替代的水平环形驱动皮带102a，其具有扩大的驱动头150和下部扩大的保持头158，该驱动头用于增加接触表面以用于驱动一系列传动辊106(图1)。在至少一个实施方案中，图11示出了驱动皮带102a的弹性体材料154，用于在转弯半径的内侧压缩并在转弯半径的外侧膨胀。用于强度的竖直对齐的中心纤维156定位在驱动皮带102a的压缩侧面和膨胀侧面之间。图12示出了根据一个或多个实施方案的另一个替代的水平环形驱动皮带102b，该驱动皮带102b被竖直定位，用于由一对侧向相对的辊160纵向移动，辊160具有竖直旋转轴线。驱动皮带102b在扩大的驱动头150和下部保持头158两者中包括一束纤维162，而不是竖直堆叠的纵向突出纤维。

在一个或多个实施方案中，驱动皮带102可具有至少450磅的拉伸能力和至少十(10)英寸的最小弯曲半径。弹性体材料154可以是热塑性或聚合物材料，诸如但不限于聚氨酯，并且可以是弹性体。由热塑性聚氨酯制成的环形驱动皮带102可以具有很强的张力，并且可以容易地制造成长的长度。纤维156、162可以由芳族聚酰胺纤维形成，

诸如Kevlar^TM，但不限于此。用作可弯曲抗拉构件的纤维156、162的附加材料可包括但不限于：钢、聚酯、Nylon^TM、Nomex^TM、Vectran^TM或任何其他合适的用于皮带的绳材料。纤维156、162可以是单独的纤维或扭绞在一起的纤维，并且可以在皮带形成过程中放置在驱动皮带102内。涂层可以被施加以提供增加的耐磨性，并且可以包括但不限于织造尼龙织物层。涂层厚度可以在约0.001-0.20英寸之间，诸如约0.005英寸厚。在一个或多个实施方案中，弹性体材料154可以由肖氏A级计示硬度在约76和约95之间的热塑性聚氨酯形成。例如，弹性体材料154可以具有约85的肖氏A级计示硬度，但不限于此。计示硬度是弹性体材料的“硬度”的量度，可以通过肖氏A型测试仪器来测量，该仪器对聚氨酯材料施加冲击力，并将聚氨酯的硬度测量为由该力产生的压痕深度。驱动皮带102中使用的85肖氏A聚氨酯材料可以是坚硬的，并且可以落在被描述为鞋跟的70肖氏A的“硬”值和被描述为高尔夫球的90肖氏A的“超硬”值之间。该范围信息可以在“http://www.casterland.com/info-durometer.htm”上找到。

图13—15示出了输送装置系统1300，该输送装置系统具有竖直成环的水平定向的V型驱动皮带1302(图14)。图13示出了输送装置系统1300，其通常包含进料惰轮区段1304、中心驱动区段1306、中间区段1308和排出惰轮区段1310。每个区段1304、1306、1308、1310可以包括在承载(传动)辊1314上的传送皮带1312，以增强诸如塑料袋的小而轻的产品的移动。产品(未示出)在进料惰轮区段1304上进入输送装置系统1300，进料惰轮区段1304包含一个压力靴组件1316和端部惰轮滑轮1318。V型驱动皮带1302包裹在端部惰轮滑轮1318周围。中心驱动区段1306是在进料惰轮区段1304之后的第一或第二区段，并且可以被预组装到中间区段1308。中心驱动区段1306包含马达、驱动滑轮和气动皮带张紧器(未示出)。中间区段1308通常是最常见的输送装置区段，构成进料端惰轮区段1304和排出端惰轮区段1310之间的长长度输送装置。进入输送装置系统1300的产品应该已经对齐一个边缘。通常，这种对齐是由上游V型皮带输送装置(未示出)中的硬斜辊产生的。产品从排出惰轮区段1310离开输送装置系统1300。排出惰轮区段1310包含两个压力靴组件1316和端部惰轮滑轮1318。排出惰轮区段1310配备有单独的螺线管控制阀(未示出)，该螺线管控制阀控制排出惰轮区段1310的释放。

图14示出了中间区段1308，该中间区段包括框架1326、承载(传动)辊1314、区控制ZoneFlex模块1328以及支撑驱动皮带1302和一般操作的必要部件。三英尺长的区1330、1332可以用于控制产品流。每个区1330、1332具有光眼1334、反射器1336、空气隔膜1338，并且共享ZoneFlex模块1328。光束横跨中间区段1308从光眼1334行进到反射器1336并返回光眼1334。当产品阻挡光束时，光眼1334向ZoneFlex模块1328发送信号，ZoneFlex模块1328对空气隔膜1338充气或放气。当空气隔膜1338充气时，安装在压力靴支撑件1341上的空气隔膜1338升高包括压力辊1342的压力靴组件1316，压力辊1342摩擦接合V型驱动皮带1302向上抵靠传送皮带1312的底部。因此，用于该区1330、1332的传送皮带1312停止滑行，并以驱动皮带1302的速度纵向移动。一些上游传动辊1314通过动力传递带1344连接，以与下游辊一起移动，从而与驱动皮带1302形成有效的摩擦接合。图15示出了V型驱动皮带1302和传送皮带1312之间的偏移接触。

驱动皮带1302和传送皮带1312之间的驱动接触偏心，并且原型测试配置不包括保持传送皮带1312跟踪的机构。然而，扩展测试已经显示传送皮带1312以均匀的方式磨损并保持跟踪。图16示出了用于跟踪安装在INTELLIQ堆积输送装置上的传送皮带的位置的测试结果的曲线图1600。图17示出了安装在INTELLIQ堆积输送装置上的传送皮带的偏差的测试结果的曲线图1700。图18示出了用于跟踪位置的曲线图1800。

对两条皮带进行了测试，以确定传送皮带是否可以由侧面安装的窄驱动皮带驱动，而不会出现跟踪或不均匀磨损问题。特别是，所测试的选定传送皮带是购自霓达(NITTA)公司的POLYSPRINT TC PS-06：

(a)构造：(1)TPU(塔夫绸表面，绿色)和(2)导电TPU(纹理化表面，黑色)，抗静电；

(b)可用宽度：10至450mm；可用长度：400至100,000mm；厚度：1.4mm；接头：指形接头(标准尺寸：10W*30L)和Skiver接头；

(c)拉伸强度：30N/mm，断裂伸长率：500％，测试速度50mm/min，环境条件23℃，湿度50％；

(d)标准伸长率：5％；

(e)5％时的张力：试车200小时后为0.8N/mm，环境条件23℃，湿度50％；

(e)最小滑轮直径

(f)温度范围：-20至+60℃；

(g)摩擦系数：0.6至0.7(纸)/0.3至0.4(钢)绿色侧；0.6至0.7(纸)/0.3至0.4(钢)黑色侧，测量条件：7kPA*lmm/s，环境条件23℃，湿度50％；

(h)质量1.5kg/m2

测试传送皮带的具体设计和测试参数如下：

皮带类型TC，皮带宽度838mm，皮带长度1165mm，伸长率ε4.6％；

皮带速度V 61.0m/min；

运输货物总质量91kg；

运输货物总质量W_G 889N；

皮带总质量W_B 15.088N；

TC单位质量1.5kg/m²

承载辊质量WC400N估计；

驱动滑轮上的接触角度(AOC)θ180°；

摩擦系数(COF)(皮带和板之间)μa 0.40；

COF(皮带和驱动滑轮之间)μ0.2；

驱动滑轮位置系数Ci 0.0；

启动时间t 0.5s；

加速度α2.0m/s²，α＝V/(60×t)；

输送装置倾斜角θ0.0°；

使用系数(SF)C₂ 1.5；

标准伸长率ε₀ 5.0％；

ε₀％时的张力To 0.8N/mm；

安装参数确定如下：

有效张力Te 249N，公式Te＝(W_G+W_B+W_C)/20+W_Gsinθ+(M_G+M_B)×α；张力×2 2To1228N，公式2To＝Te×(K+C1)×C2

K＝{EXP(μ×θ)+1}/{EXP(μ×θ)-1}；

伸长率ε[％]4.58，公式ε＝(Fa×ε0)/(W×2×f)；

计算马达功率P 253W，公式P＝(Te×V)/60。

测试设置设计为测试最坏的情况：

24"区；

34"宽度；

180FPM；

重型(HD)驱动皮带；

累积逻辑(驱动皮带在区皮带上的循环)；

两个连续运行区；

变量包括测试两个皮带制造商，随着测试的进展，产品重量增加。框架式机架将框架推至不成直角以测试效果。测试结果表明，两个制造商的区传送皮带比预期的皮带对皮带接触效果更好。观察到IntelliQ HD驱动皮带磨损最小，驱动表面仅轻微变暗。皮带跟踪、皮带磨损、驱动扭矩和累积逻辑都通过测试结果得到证明，适用于无产品、轻产品和重产品。

必须注意的是，如本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代物，除非内容另有明确规定。因此，例如，对“着色剂”的引用包括两种或更多种这样的试剂。

除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。尽管在本发明的实践中可以使用许多类似于或等同于本文所述的方法和材料，但本文描述了优选的材料和方法。

如本领域普通技术人员将理解的，本发明的方法和组合物显著减少或消除了与现有技术方法和组合物相关的缺点和不足。

应当注意，当在本公开中使用时，术语“包括”、“包含”和来自根术语“包括”的其他派生词旨在是开放式术语，其指定任何所述特征、元件、整体、步骤或部件的存在，并且不旨在排除一个或多个其他特征、元件、整体、步骤、部件或其组合的存在或添加。

根据需要，本文公开了本发明的详细实施方案；然而，应当理解，所公开的实施方案仅仅是本发明的示例，本发明能够以各种形式实施。因此，本文公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础，并且作为教导本领域技术人员在实际上任何适当的详细结构中不同地使用本发明的代表性基础。

尽管本文公开的本发明的说明性实施方案显然实现了上述目的，但应当理解，本领域普通技术人员可以设计出许多修改和其他实施方案。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖所有这些修改和实施方案，这些修改和实施方案都在本发明的实质和范围内。

Claims (6)

1.一种输送装置区段，包括：

一对间隔开的相对侧轨；

竖直框架构件，所述竖直框架构件横向附接在所述一对间隔开的相对侧轨之间；

传动辊，所述传动辊横向附接以在所述相对侧轨之间旋转，并为制品提供输送表面；

驱动皮带，所述驱动皮带是竖直伸长的，并且由所述竖直框架构件支撑，并且具有水平定位在所述传动辊下方的驱动环侧和返回环侧，其中所述驱动环侧能够接合到所述传动辊的下表面；和

驱动马达，所述驱动马达能够操作地联接以驱动所述驱动皮带，

其中，所述驱动皮带还包括下部扩大保持部分，并且其中，所述驱动皮带的接触表面被形成为扩大驱动头部部分，所述扩大驱动头部部分能够接合到所述传动辊的下表面，竖直堆叠的纵向纤维从所述扩大驱动头部部分延伸到所述下部扩大保持部分。

2.根据权利要求1所述的输送装置区段，还包括上游端惰轮和下游端惰轮，所述上游端惰轮和所述下游端惰轮均具有竖直旋转轴线，并且附接在所述输送装置区段的相应的上游端和下游端处，并且其中，所述驱动皮带被支撑用于所述上游端惰轮和所述下游端惰轮之间的水平循环。

3.根据权利要求1所述的输送装置区段，其中，所述扩大驱动头部部分还包括磨损指示器条，所述磨损指示器条具有与所述扩大驱动头部部分的相邻部分不同的颜色。

4.根据权利要求1所述的输送装置区段，其中，所述竖直堆叠的纵向纤维嵌入弹性体材料中。

5.根据权利要求1所述的输送装置区段，其中，所述输送装置区段是弯曲的。

6.根据权利要求1所述的输送装置区段，还包括竖直致动器，所述竖直致动器定位在所述驱动皮带下方，以将所述驱动皮带选择性地提升至与所述传动辊中的至少一个摩擦接合。

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