CN111093847A - 物体输送和/或分选系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种物体输送系统。该系统包括具有至少一个通道(11)的导板(10)，用于在相应通道(11)的第一端(11a)和第二端(11b)之间输送物体(O)。每个通道(11)包括设置在通道(11)的第一纵向位置(P1)的第一孔(121)。该系统还包括物体测量单元(13)，用于在物体朝着第二端(11b)经过第一孔(121)时经由第一孔(121)进行与物体的属性相关联的光学测量。至少一个喷射器单元(14)被布置为，基于所测量的物体的属性和与正沿着通道(11)输送物体的输送速度相关联的定时信号，当物体到达位于第一孔(121)的下游的第二纵向位置(P2、P2')时喷射在相应通道上输送的物体。

Description

物体输送和/或分选系统
技术领域
本发明涉及一种用于输送和喷射大量物体中的特定物体的系统。更具体地，本发明涉及一种具有至少一个用于输送物体的通道的导板，其中，每个通道具有第一孔，第一孔用于在物体在通道中被输送时测量该物体的属性。至少一个喷射器单元被布置为：基于所测量的物体的属性和与正沿着通道输送物体的输送速度相对应的定时信号，当物体到达位于第一孔的下游的位置时，喷射出在相应通道上输送的物体。
背景技术
利用旋转的圆柱体或滚筒在诸如谷物的大量物体内对物体进行分选是已知的，该圆柱体的内部具有凹部。该圆柱体绕大体上水平的轴旋转，同时使其与所述水平轴一致的纵向中心轴对准。诸如颗粒之类的物体被送入圆柱体的一端，并且随着圆柱体旋转，当颗粒被捕获在凹部中时，它们将被提升。调整凹部的大小和尺寸，用于分别接收一个物体。在每个凹部的底部提供到达滚筒的外表面的开口，以便例如可以将光通过这些开口从滚筒的外部发送到物体上，并且在滚筒的内部检测到光，或者反射光以在滚筒的外部检测到光，反之亦然。以这种方式，可以用光照射各个凹部中的物体，并且可以获得反射或透射光谱。从该光谱中可以获得所述物体的特征，其可以被用于基于所述特征对所述大量物体进行分选或细分。然后可以在滚筒附近放置一个或若干个收集器，以在表征后基于来自检测器的脉冲来接收指定的部分。在WO 2004/060585中公开了这种滚筒以及包括这种滚筒的机器。
与这种滚筒相关联的问题是，如果物体卡在开口中，则开口可能被其中所接收的物体阻塞。这样，在其余的细分过程中，该凹部将毫无用处，因为被卡住的物体将不会被排入其相应的通道，并且在滚筒的下一次旋转期间没有新的物体可以进入该凹部。另一个问题是，由于信息的量级由开口的大小决定，因此只能获得物体的有限部分的信息。第三个问题是，必须在三个维度上根据物体大小定制凹部尺寸，因此必须在物体大小之后定制滚筒。第四，在滚筒中需要对每个物体进行单独的主动喷射。
另一种已知的分选方案是允许大量的物体流类似于瀑布一样落在壁架上。相机或一组相机在物体下落期间检测物体的特性，并且喷射器单元被布置为喷射出在下落时具有某些检测到的特性的物体。通过这种方式，从原始的大量的物体流中分选出所喷射出的物体。该方案的不利之处在于，即使使用优化的流体射流，它也相当不精确，因为对于每次喷射，还存在若干个相邻物体，例如，满负荷时与具有某种属性的物体最多一起弹射出8至12个相邻物体。因此，大多数被喷射的物体可能不具有触发喷射的某种属性，被喷射的物体组由此具有混合属性。同时，许多不应喷射的物体将通过此方法被喷射。因为例如仅可以分离一部分，所以这对系统的吞吐量以及精确分选出具有不同特性的物体的能力和程度具有不利影响。
因此，用于分选物体的改进的系统将是有利的。
发明内容
因此，本发明优选地寻求单独地或以任何组合方式减轻、缓解或消除上述已识别的一个或多个现有技术的缺陷和缺点，并且通过提供物体输送系统来至少解决上述问题，所述物体输送系统包括：具有至少一个通道的导板，用于在相应通道的第一端和第二端之间输送物体，其中，该至少一个通道包括设置在其第一纵向位置的第一孔；物体测量单元，用于在物体朝着第二端经过第一孔时经由第一孔进行与物体的属性相关联的光学测量；至少一个喷射器单元，被布置为基于所测量的物体的属性和与正沿着通道输送物体的输送速度相关联的定时信号，当物体到达位于第一孔的下游的第二纵向位置时，喷射出在相应通道上输送的物体。
在下文的从属权利要求中设想了有利的实施例。
附图说明
通过参考附图对本发明的实施例的以下描述，本发明能够实现的这些以及其他方面、特征和优点将变得显而易见并得到阐明，其中：
图1是物体输送系统的俯视图；
图2是设置有第二孔的图1的物体输送系统的俯视图；
图3是图1或图2的物体输送系统的通道的透视图；
图4是图1或图2的物体输送系统的透视图，其中的导板包含多个相邻延伸的通道；
图5是图1或图2的物体输送系统的透视图，其中的导板包含多个相邻延伸的通道，每个通道具有不同的长度，并且喷射位置位于每个通道的端部的下游；
图6是图1或图2的物体输送系统的透视图，其中的导板包含多个相邻延伸的通道，每个通道具有不同的长度，并且每个通道的喷射位置位于每个通道的端部的上游。
具体实施方式
以下描述专用于物体输送系统，该物体输送系统用于从大量物体中分选出具有某些所测量的属性的物体。这些属性例如可以是有机颗粒的结构、纯度、基因组以及表观基因特性。这些物体可以是有机或无机的，例如，谷物、颗粒、小扁豆、坚果、树坚果、豆类、可回收材料、矿物质、金属、塑料等。
图1示出了物体输送系统100的俯视图。物体输送系统100包括导板10。导板10具有纵向延伸。导板10具有至少一个通道11，用于在相应通道11的第一端11a和第二端11b之间输送物体O，如黑色箭头所示。为了简单起见，图1仅示出了一个通道。然而，应当了解，可以使用任何数量的相邻设置的通道。因此，在一个实施例中，导板10包括多个通道11。每个通道11包括被设置在其第一纵向位置P1处的第一孔121。提供物体测量单元13，当所述物体朝着第二端11b经过第一孔121时，经由第一孔121进行与物体的属性相关联的光学测量。第一孔121可以可选地设置有网孔、网格或诸如玻璃之类的透明材料，其适于不干扰对物体O的光学测量，使得孔121的大小不必适于物体的大小，这继而给出了在轴向平面中对物体O的整个长度进行测量的机会。此外，第一孔121可以横向地布置在多个通道11上，且甚至可选地通过某个检测间隔中断通道11。横向地布置在多个通道11上的第一孔121可以与网孔或网格结合。至少一个喷射器单元14被布置为：基于所测量的物体的属性和与沿着通道11输送的物体的输送速度(即，物体O朝向其相应的喷射器单元14移动的相关速度)相对应的定时信号，当物体到达位于第一孔121的下游的相应第二纵向位置P2、P2'时，喷射出在相应通道11上输送的物体。当要从大量物体中分离出一个以上的部分时，每个通道11可以设置有一个以上的位置P2，例如，2个、3个、4个或5个位置P2，每个位置P2具有其相应的喷射器单元14，以基于物体O的至少一个属性来分离相应的部分。
第二纵向位置P2可以设置在每个通道的边界之内，如图1中的P2所示，或者可以设置在通道的第二端11b的下游。尽管在图1和图2中使用虚线同时示出了两个第二纵向位置P2、P2'，但是应当将它们视为两种不同的替代方案。
定时信号可以被布置为：启动相应的喷射器单元中的任何一个，例如，喷射具有所测量的属性的相应物体。为了实现这一点，重要的是知道所述物体何时将经过所述第二纵向位置P2、P2'，以便在正确的时间启动相应的喷射器单元，以在相应物体到达第二纵向位置时喷射出物体。因此，定时信号与物体在第一孔和第二纵向位置之间的输送速度相对应。可以以不同的方式计算应当启动喷射器单元的时刻。
为此，根据图2，可以在第三纵向位置P3设置至少一个第二孔122，第三纵向位置P3布置在第一纵向位置P1的下游，且布置在第二纵向位置P2、P2'的上游。第二孔122可操作地耦接到物体测量单元13，以允许计算输送速度。可以存在若干个第二孔122，而不是仅仅一个，通过若干个第二孔122可以使用组合信息来计算速度。
这里，物体测量单元13可以被布置为：对在相关联的第一时刻T1经过第一孔121的物体O、以及在相关联的第二时刻T2经过第二孔122的物体O进行光学检测。然后可以将物体的输送速度计算为：第一纵向位置P1与第三纵向位置P3之间的距离除以第二时刻与第一时刻之间的持续时间。
因此，使用速度、距离和时间之间的公知的关系，s＝v*t；
v＝(P3-P1)/(T2-T1)
因此可以使用相同的公式如下计算物体将经过第二纵向位置的时间TACT：t＝(TACT-T1)＝s/v＝(P2-P1)/v＝((P2-P1)(T2-T1)/P3-P1)->TACT＝((P2-P1)(T2-T1)/P3-P1)+T1。
因此，定时信号的定时取决于TACT以分离其相应的部分。
备选地或组合地，可以通过仅使用来自第一孔的测量来计算输送速度。这里，物体测量单元13被布置为：对在相关联的第一时刻T1'进入第一孔121的物体O、以及在相关联的第二时刻T2'离开第一孔121的物体进行光学检测。与上文类似，使用公式s＝v*t，可以利用由第二时刻T2'与第一时刻Τ1'之间的差所定义的持续时间和已知的第一孔121的大小来计算物体的输送速度。这里，应当了解，物体测量单元可以检测物体的前端进入第一孔的上游端时的第一时刻T1'和物体的前端到达第一孔的下游端时的第二时刻T2'。代替计算物体的速度和/或加速度，可以使用相机连续跟踪物体位置的纵向改变并给出针对其喷射的适当的信号，或者以类似的方式确定适当的喷射时间。
第三纵向位置P3可以可选地与第一纵向位置P1相同，使得通过与计算与物体的特性相关联的光学测量结果相同的孔来计算速度。
如参考图3至图6所示，每个通道11可以包括纵向延伸的基部111和沿基部111的任一侧面布置的一对侧壁112、113，一对侧壁112、113用于限制物体O在沿着基部111纵向输送时在横向方向上的移动。这种横向限制极大地改善了TACT的计算，并且使相应的物体对准下游的第二纵向位置，在该位置上将可选地喷射物体。
如图2至图6所示，第一孔121和/或第二孔122可被设置为笔直穿过基部111。
为了进一步降低意外地喷射要被喷射的具有所测量的属性的物体附近的不需要的物体的风险，可以以不同的长度设置通道。因此，如参照图5和图6所示，导板10的第一通道11a可以具有第一长度，且导板10的第二通道11b可以具有与第一长度不同的第二长度。
这意味着，如图5和图6所示，导板10的第一通道11a的第二纵向位置P2a、P2'a可以被设置在导板10的第二通道11b的第二纵向位置P2b、P2'b的下游或上游。
在第二纵向位置P2、P2'的位置处，可以布置第三孔123以接收流体射流。第三孔123可以位于通道11的边界内。这意味着每个通道11具有单独的第三孔123。以这种方式，流体射流可以集中在每个要被喷射的物体O上。如上所述，如图5所示，第二纵向位置P2'可以位于每个通道的第二端11b的下游，或者如图6所示，其可以布置在每个通道的第二端11b的上游。
尽管未示出，但是第三孔123可以是锥形的，从而在使用中形成具有穿过导板10的基部111朝着物体减小的横截面的喷射通道。
根据环境，将第二纵向位置设置为尽可能靠近可选的第二孔的下游的通道第二端的上游、或者在不设置第二孔时尽可能靠近第一孔，可能是有利的，因为这减少了在计算速度之后物体发生速度改变的风险，从而改善了对定义物体何时经过第二纵向位置的时刻TACT的计算。
可以将定时信号调整为在时间TACT之前发送，以补偿喷射器单元中的可选滞后，例如，喷射流恰好在TACT时击中第二纵向位置。
每个通道11可以具有容纳单个物体的宽度尺寸。
尽管附图中的通道具有矩形形状，但是其他形状也是可能的。例如，侧壁112、113不必是平行的，以使物体O在通道11中自定中心。在这种情况下，侧壁112、113中的至少一个，例如，侧壁112、113二者在使用中相对于垂线或相对于导板10的大致法线倾斜。例如，每个通道的横截面可以是V形的，其中，侧壁112、113的接合处在底部形成基部111，并且侧壁112、113是倾斜的。在V形通道中，物体在通道中输送时被卡住的风险降低，且物体可以自定中心而与大小无关，同时物体O在通道10中的纵向对准得到改善。此外，每个通道的横截面例如可以是U形的。在其他备选方案中，每个通道具有独立的形状，与导板10中的其他通道相同或不同。例如，一个通道可以是V形的，而其他通道在形状上是U形或矩形的。通道11的纵向延伸也可以沿方向变化，例如包括沿通道11的横向或垂直方向的弯曲。这些方向上的差异可以影响和控制物体O的相关速度。方向上的差异可以导致通道O在水平和/或垂直平面中包括S形。
喷射器单元14可以是流体射流单元、电磁启动隔膜或压电冲头/插头。
物体输送系统100可以包括控制单元20，控制单元20可操作地耦接到喷射器单元14和/或物体测量单元13。因此，控制单元可以被布置为基于与针对被肯定地识别为具有由物体测量单元13所测量的属性的每个物体所计算的时间TACT相关联的定时信号来启动每个喷射器单元14。因此，控制单元20可以被布置为，基于从物体测量单元13获得的所述物体的信息来喷射特定物体。
控制单元20还可以被布置为，从至少一个物体传感器21(未示出)接收信息，物体传感器21监测第一纵向位置P1和第二纵向位置P2、P2'之间的每个物体，从而确保利用喷射器单元14在第二纵向位置P2、P2'喷射出要被喷射出的具有某种属性的物体。传感器21可以是相机。备选地，传感器可以被布置为，检测沿着每个通道被输送的每个物体的速度。因此，喷射时间TACT因而可以由控制单元基于从所述传感器21得到的输送速度来计算。

Claims (17)

1.一种物体输送系统(100)，包括：
导板(10)，所述导板(10)具有至少一个通道(11)，用于在相应通道(11)的第一端(11a)和第二端(11b)之间输送物体(O)，其中，所述至少一个通道(11)包括设置在所述至少一个通道的第一纵向位置(P1)的第一孔(121)，
物体测量单元(13)，用于在所述物体朝着所述第二端(11b)经过所述第一孔(121)时，经由所述第一孔(121)进行与所述物体的属性相关联的光学测量，
至少一个喷射器单元(14)，被布置为基于所测量的物体的属性和与正沿着相应通道(11)输送所述物体的输送速度相关联的定时信号，当所述物体到达所述导板(10)上位于所述第一孔(121)的下游的第二纵向位置(P2、P2')时，喷射在所述通道上输送的物体。
2.根据权利要求1所述的物体输送系统(100)，还包括设置在第三纵向位置(P3)的第二孔(122)，所述第三纵向位置(P3)布置在所述第一纵向位置(P1)的下游，其中，所述第二孔(122)可操作地耦接到所述物体测量单元(13)，以便允许所述输送速度的计算。
3.根据权利要求2所述的物体输送系统(100)，其中，所述物体测量单元(13)被布置为：对在相关联的第一时刻(T1)经过所述第一孔(121)的物体(O)、以及在相关联的第二时刻(T2)经过所述第二孔(122)的物体(O)进行光学检测，从而允许通过利用时刻(T1)和时刻(T2)、所述第一纵向位置(P1)与所述第三纵向位置(P3)之间的距离、以及所述第一纵向位置(P1)与所述第二纵向位置(P2)之间的距离来计算相关联的物体将经过第二纵向位置(P2)的时间(TACT)。
4.根据权利要求1所述的物体输送系统(100)，其中，所述物体测量单元(13)被布置为：对在相关联的第一时刻(T1)进入所述第一孔(121)的物体(O)、在相关联的第二时刻(T2)离开所述第一孔(121)的物体进行光学检测，从而允许通过利用时刻(T1)和时刻(T2)、所述第一孔的大小、以及所述第一纵向位置(P1)与所述第二纵向位置(P2)之间的距离来计算相关联的物体将经过第二纵向位置(P2)的时间(TACT)。
5.根据权利要求1或2所述的物体输送系统(100)，其中，所述至少一个通道(11)包括纵向延伸的基部(111)和沿着所述基部(111)中的任一侧布置的一对侧壁(112、113)，所述一对侧壁(112、113)用于限制所述物体(O)在沿着所述基部(111)纵向输送时在横向方向上的移动。
6.根据结合权利要求2的权利要求5所述的物体输送系统(100)，其中，所述第一孔(121)和/或所述第二孔(122)穿过所述基部(111)设置。
7.根据前述权利要求中任一项所述的物体输送系统(100)，其中，所述导板(10)的第一通道(11a)具有第一长度，并且所述导板(10)的第二通道(11b)具有与所述第一长度不同的第二长度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的物体输送系统(100)，其中，所述导板(10)的第一通道(11a)的第二纵向位置(P2a、P2'a)被设置在所述导板(10)的第二通道(11b)的第二纵向位置(P2b、P2'b)的下游或上游。
9.根据前述权利要求中任一项所述的物体输送系统(100)，其中，第三孔(123)被布置在第二位置(P2、P2')以接收流体射流。
10.根据前述权利要求中任一项所述的物体输送系统(100)，其中，所述第二纵向位置(P2')位于所述至少一个通道(11)的第二端(11b)的下游。
11.根据前述权利要求中任一项所述的物体输送系统(100)，其中，每个通道(11)具有容纳单个物体的宽度大小。
12.根据前述权利要求中任一项所述的物体输送系统(100)，其中，所述喷射器单元(14)是流体射流单元。
13.根据权利要求9所述的物体输送系统(100)，其中，所述第三孔(123)是锥形的，从而在使用中形成具有穿过所述导板(10)的基部(111)朝着所述物体减小的横截面的喷射通道。
14.根据前述权利要求中任一项所述的物体输送系统(100)，还包括控制单元(20)，所述控制单元(20)被布置为控制所述喷射器单元(14)和/或物体测量单元(13)的操作。
15.根据权利要求14所述的物体输送系统(100)，其中，所述控制单元(20)还被布置为基于从所述物体测量单元(13)获得的所述物体的信息来喷射特定物体。
16.根据权利要求14或15所述的物体输送系统(100)，其中，所述控制单元(20)还被布置为：从至少一个物体传感器(21)接收信息，所述至少一个物体传感器(21)监测所述第一纵向位置(P1)与所述第二纵向位置(P2、P2')之间的每个物体，从而确保利用喷射器单元(14)在所述第二纵向位置(P2、P2')喷射出要被喷射的具有某种属性的物体。
17.根据权利要求16所述的物体输送系统(100)，其中，所述传感器(21)是至少一个相机。
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