CN111712436B - 自动垫料适应设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动垫料适应设备和方法，包括用于使垫料元件适应容器中的内容物的设备，该设备包括推动器阵列，该推动器阵列具有能够相对于彼此移动的偏置端部并且具有用于接合垫料元件的端面。推动器的端面被偏置到延伸状态，并且可响应于端面与内容物的接合以及端面与端面和内容物之间的垫料元件的接合而移动抵抗偏置。推动器中的至少一个可与其余推动器单独地移动抵抗偏置，以使阵列与内容物的形状相适应。推动器在各自的支架处安装到托架。移动装置被耦接到托架并且被配置成共同地竖直移动支架。

Description

自动垫料适应设备和方法

技术领域

本发明总体上涉及一种用于将垫料插入到内部具有待包装内容物的运输容器中的设备，更具体地涉及一种用于使垫料围绕容器中的内容物的形状来适应以限制内容物在运输期间相对于容器移动的设备。

背景技术

在将一个或更多个物品从一个位置运输到另一位置的过程中，包装工通常将某种类型的垫料元件与要运输的一个物品或多个物品一起放置在运输容器中，诸如纸板箱等。垫料元件通常用于包裹物品，或者部分地或完全地填充运输容器中的物品周围的空白空间或空隙体积。通过填充空隙体积，垫料防止或最小化物品的移动，运输过程中物品的移动可能导致损坏。垫料元件还可以具有阻挡、支撑或缓冲功能。一些常用的垫料元件是塑料泡沫填充颗粒、塑料泡沫包装、气囊和转换的纸质垫料。

通常是通过手动或通过将垫料元件扔到容器的开口中来将垫料元件放置于运输容器中，例如从升高的位置或通过将垫料元件滑入到容器中。用除填充颗粒之外的垫料元件围绕内容物的轮廓进行缓冲通常需要手动施加垫料元件，这可能导致以下中的任何一种或更多种情况：垫料元件的过度压缩使得垫料元件失去缓冲性能，导致垫料元件不能适应轮廓，或者垫料元件仅部分地适应轮廓。

发明内容

本发明提供了一种用于将垫料元件施加成适应内容物(诸如设置在运输容器中的内容物等)的轮廓的设备。该设备设置成与内容物的变化尺寸接合，以使垫料元件能够适应变化的尺寸，同时还优选地允许将垫料元件塞入内容物的外周边与容器的内周边之间。垫料元件与内容物的轮廓或形状的适应性限制了内容物相对于容器的移动。垫料元件的施加由设备自动进行，以便快速且高效地将垫料元件放置在容器中的内容物周围。

该设备减少或消除了使用推动器阵列的传统设备的一个或更多个缺陷，其中至少一些推动器与其它推动器单独偏置，使得该阵列在与内容物接合时能够适应于内容物的轮廓。推动器通常在推动器支架处安装到托架，并且托架可移动以共同地朝向内容物移动推动器支架。推动器被偏置在延伸位置以能够与施加到内容物的垫料元件接合。推动器被配置成响应于与内容物的接合而移动抵抗偏置，以在其周围施加垫料元件。

垫料元件与内容物轮廓的适应性是自动的，并且该设备为容器中的内容物提供了快速且有效的缓冲。推动器的偏置使得阵列能够将垫料元件适应于内容物，而不会损坏内容物或过度压缩垫料元件，从而相对于容器充分缓冲内容物。

根据本发明的一个方面，一种用于使垫料元件适应容器的内容物的形状的设备包括推动器阵列，所述推动器阵列能够相对于彼此移动并且具有端面，所述端面用于接合垫料元件以使垫料元件适应于容器中的内容物的形状，其中，推动器被偏置至延伸状态并且可响应于所述端面与所述内容物的接合而移动抵抗偏置，并且其中，推动器阵列中的至少一个可与推动器中的其余推动器单独地移动抵抗偏置，以能够适应内容物的形状。

垫料适应设备可包括移动装置，所述阵列耦接到所述移动装置以将端面移动成与内容物接合。

所述推动器阵列可以共同地安装到公共托架。

所述推动器阵列可以被对准以便沿平行的、竖直布置的轴线而相对于彼此移动。

至少一个推动器可包括活塞和耦接到活塞的顶端，其中顶端能够相对于活塞弹性地移动。

所述设备可以被配置成在推动器处于其相应的延伸状态下，使端面彼此相对保持平坦。

垫料适应装置可包括托架，推动器阵列中的每一个推动器在其相应的延伸状态下安装在相应的支架处。

所述推动器阵列中的每一个推动器可以被单独地偏置。

施加到推动器的偏置能够针对推动器中的至少一个来进行调节。

施加到推动器的偏置变化，使得推动器中的至少一个与推动器阵列的其余推动器相比受到不同的偏置力。

与设置在阵列的周边内侧的至少一个推动器相比，设置在阵列的周边处的至少一个推动器通过更大的偏置力而被偏置到延伸状态。

垫料适应设备包括施加偏置的至少一个偏置元件，(i)其中，偏置元件为弹簧，或(ii)其中，偏置元件被配置成调节对推动器中的一个或更多个施加偏置力的气流。

垫料适应设备包括相对于阵列耦接的孔板，孔板具有相对于推动器对准的孔以允许推动器被移动通过孔板，并且孔板具有以下施加状态：竖直地设置在推动器的延伸状态下方以被移动来将垫料元件施加到相对于容器的底部的内容物的最高高度的位置。

孔板能够相对于阵列移动。

根据本发明的另一方面，一种用于将垫料元件施加到容器中的内容物周围的垫料适应设备包括互连的、竖直偏置部分的阵列，所述竖直偏置部分被配置成将垫料元件推入容器中并与内容物进行接合，其中，所述阵列被配置成在所述部分与内容物接合时竖直地适应于内容物的变化尺寸，以使垫料元件适应于内容物的变化尺寸。

根据本发明的又一方面，一种用于将垫料元件施加到容器中的内容物周围的垫料适应设备包括：推动器阵列，所述推动器相对于彼此单独地竖直偏置；托架，每个推动器在相应的支架处以延伸和偏置状态安装到所述托架；以及移动装置，所述移动装置耦接到所述托架并且被配置成共同地竖直移动所述支架。推动器被配置成能够响应于与内容物的变化尺寸接合而单独地竖直移动抵抗偏置，以使垫料元件围绕内容物的形状来适应。

推动器可沿其移动的竖直轴线彼此平行地对准。

施加到推动器中的至少一个的偏置是可调节的。

施加到推动器的偏置变化，使得推动器中的至少一个与推动器中的其余推动器相比受到不同的偏置力。

根据本发明的又一方面，一种限制容器的内容物相对于容器的移动的方法包括以下步骤：(a)将垫料元件放置在内容物上，(b)使垫料元件与设置成推动器阵列的多个端面接合，(c)使内容物的变化尺寸与阵列的不同推动器接合，其中推动器在与内容物接合之前被竖直地偏置至延伸位置，并且其中推动器与内容物的接合包括，推动器在其延伸位置共同移动成使推动器与内容物的变化尺寸接合，以及(d)响应于推动器与变化尺寸的接合，通过将推动器移动抵抗偏置而使垫料元件适应于内容物的变化尺寸。

根据本发明的另一方面，一种用于使垫料元件与运输容器中的内容物周围自动适应的垫料插入设备，包括推动器阵列，所述推动器阵列能够沿插入方向共同移动，每个推动器具有被配置成与垫料元件相接合的端部，每个端部沿插入方向被偏置以接合垫料元件，并且推动器阵列协作以使垫料元件适应于容器中的内容物的形状。

本发明的前述和其它特征将在下文中充分描述，并且在权利要求中特别指出，以下描述和附图详细阐述了本发明的某些说明性实施例，然而，这些实施例仅指示了可以采用本发明的原理的各种方式中的一些实施例。

附图说明

图1为根据本发明提供的示例性垫料适应设备的透视图。

具体实施方式

本发明提供了一种用于将垫料元件施加成适应内容物(诸如设置在运输容器中的内容物)的轮廓的设备。该设备设置成与内容物的变化尺寸接合，以使垫料元件能够适应变化尺寸，同时还优选地允许将垫料元件塞入内容物的外周边与容器的内周边之间。垫料元件与内容物的轮廓或形状的适应性限制了内容物相对于容器的移动。垫料元件的施加由该设备自动进行，以便快速且高效地将垫料元件放置在容器中的内容物周围。

现在参照图1，本发明提供了一种用于使垫料元件与容器12的内容物的轮廓自动适应的设备10。在所示的示例性实施例中，设备10包括以阵列20方式沿平行轴线对准的推动器24的阵列20。推动器24通常被布置成具有竖直轴线和沿轴线竖直偏置的部分，该部分被配置成将垫料推入容器12中。该部分的偏置使得该部分能够响应于相应部分与内容物的变化尺寸的接合而相对于彼此单独地移动，内容物的变化尺寸可包括变化的高度。这种结构又允许阵列20和由阵列20推动的垫料元件适应于内容物的轮廓，从而为容器12中的内容物提供自动且适应的缓冲。

更具体地说，设备10包括推动器24的阵列20，优选地由在共同方向上偏置的多个平行柱塞形成。推动器24可彼此相对移动，并且每个推动器具有用于接合垫料元件的端面28，以使垫料元件适应容器12中的内容物的形状。推动器24可从缩短状态偏置到延伸状态，并且可响应于端面28与内容物的接合而移动抵抗偏置。推动器24中的至少一个可与其余推动器24单独地移动抵抗偏置，以使阵列20适应于内容物的形状。

在优选实施例中，推动器24各自可相对于彼此独立地且单独地移动，并且还各自单独地被偏置。如图1所示，推动器24被独立地竖直偏置，并且在阵列20内沿相对于彼此平行的竖直轴线布置。推动器平行对准，以便共同地朝向容器12竖直移动，并且还用于在相反的竖直方向上沿独立的平行的竖直设置的轴30移动抵抗所施加的偏置。

推动器24包括耦接到活塞34的顶端32，该活塞在支架38处安装到公共托架36。每个顶端32包括推动器24的端面28，并且定位成经由垫料元件接合容器12中的垫料和内容物。在一些实施例中，一个或更多个顶端32可相对于相应的活塞34弹性地移动。推动器24共同安装到公共托架36以允许推动器24朝向和远离容器12共同移动，例如沿着阵列20的中心竖直轴线42。

所示的支架38均包括气缸40，相应的活塞34被容纳在该气缸中并且在该气缸中可移动。气缸40例如通过一个或更多个合适的紧固件耦接到公共托架36。在其它实施例中，支架38可以与公共托架36成一体，例如公共托架限定用于容纳活塞34的圆柱形腔室。

公共托架36被描述为托架板，每个推动器24经由气缸40安装到托架板。每个气缸40在托架板的孔50处安装在托架板的上侧48。孔50允许活塞34延伸穿过托架板到达托架板的相对置的下侧52。在一些实施例中，气缸40可以替代地安装到托架板的下侧52。

移动装置54耦接到阵列20，且更具体而言耦接到托架板，以用于使端面28沿竖直轴线42在插入方向上移动，以与容器12的内容物接合且与设置在其上的垫料元件接合。由于移动装置54与托架板耦接，移动装置54的激活使支架38沿着阵列20的竖直轴线42共同移动。所示的移动装置54是线性致动器，例如活塞-气缸组件，但是在其它实施例中，其它不同的移动装置也是适合的。

移动装置54的近端56耦接到支撑构件60，一个或更多个竖直元件(例如图示的支撑杆62)从该支撑构件延伸，用于将托架板耦接到移动装置54。

设备10被示出为包括具有横向部分72的竖直支撑件70，移动装置54的远端74耦接到该横向部分。支撑构件60和托架板中的每一个都可以具有相应的对准部分76，该对准部分76可滑动地耦接到竖直支撑件70，用于引导支撑构件60和托架板响应于移动装置54的激活而竖直移动。支撑构件60的所示对准部分76被配置为容纳在竖直支撑件70的狭槽中的键，但是其它结构也可以是适合的。

在使用中，每个推动器24通过由偏置元件施加的偏置力而被偏置到预设的延伸位置。如所示的，每个推动器24由耦接到气体连接件80的压缩气体供应源偏置元件(未示出)偏置，该气体连接件耦接到托架板。气体连接件80又诸如通过合适的气体连接件(例如管道)流体耦接到气缸40。可以设置比气体连接件80更多数量的推动器24，这样推动器24就可以不会每个被单独的偏置元件偏置。

施加到推动器24的活塞34的气体的偏置力可以可调节地控制，例如通过使用一个或更多个调节器(未示出)。例如，施加到推动器24的偏置可以变化，使得推动器24中的至少一个与其余推动器相比受到不同的偏置力，诸如经由使用调节器控制气体。在一个实施例中，与设置在周边内侧的推动器24相比，设置在阵列20的周边处的一个或更多个推动器24通过更大的偏置力偏置到延伸状态。

在一些实施例中，施加到每个推动器24的偏置力可以是单独可调节的。

在一些实施例中，设备10可以被配置成(例如通过使用一个或更多个偏置元件)在推动器24处于其相应的延伸状态的情况下使端面28彼此相对保持平坦。

在一些实施例中，推动器24的任意数量的活塞34可以被固定以共同移动和/或可以由共同偏置元件共同地偏置。

在一些实施例中，偏置力可以替代地或附加地经由弹性偏置元件提供，诸如弹簧。在这种情况下，压缩构件可相对于弹簧调节，以提供对弹簧的偏置力的调节。

图1所示的设备10还包括一个远端孔板90。孔板90相对于阵列20耦接，并具有延伸通过其中的孔92。孔92相对于推动器24的端面28对准，以允许端面28移动通过孔板90。孔板90具有以下施加状态，该施加状态竖直地设置在推动器24的延伸状态的下方，以被移动以将垫料施加到相对于容器12的底部的容器12中的内容物的最高高度的位置(与容器12的底部间隔最远)。

在一些实施例中，孔板90可相对于阵列20从孔板90的施加状态移动到在施加状态上方的竖直地升高状态。在一些实施例中，这种移动可以经由移动装置和/或经由偏置元件，相对于阵列被耦接。在其它实施例中，孔板90可被省略。

用于与内容物相适应的合适的垫料可以是垫料垫或其它缓冲垫料元件，其包括在一个或更多个间隔开的位置处彼此耦接的两个或更多个片材，并且具有邻近压缩的间隔开的位置的竖直膨松的部分以提供缓冲性能。

在一些实施例中，可使用超大尺寸的垫料元件，例如超大尺寸的垫料垫或其它缓冲垫料元件。超大的垫料元件可具有至少一个长度尺寸或至少一个宽度尺寸，其大于容器12的开口94的相应长度尺寸或相应宽度尺寸。该超大的尺寸可提供足够的垫料以使得能够将垫料元件的一个或更多个部分塞入到内容物的外周边与容器12的内周边之间。

可形成垫料元件的基础的示例性片材是纸，例如牛皮纸，并且更特别地为单层牛皮纸。合适的牛皮纸可具有各种基重，例如二十磅或四十磅。在一些实施例中，片材可以是薄板装的，或者可以包括任何其它合适的材料，例如另一种纸、塑料片、金属箔或其任何组合。纸是一种对环境负责的原料，其是可回收的、可生物降解的，并且由可再生资源组成。

在使用中，第一垫料元件可经由阵列20、孔板90或它们的组合的竖直平移而施加到容器12的底部。一旦待包装的内容物被放置在第一垫料元件的顶部上，则第二垫料元件可经由使用阵列20或经由阵列20和孔板90的组合而被自动地施加，并沿插入方向朝向内容物移动。

总之，本发明提供了一种用于使垫料元件与容器12中的内容物相适应的设备10，该设备10包括推动器24阵列20，该推动器具有可相对于彼此移动的偏置端部并且具有用于接合垫料元件的端面28。推动器24的端面28被偏置到延伸状态，并且可响应于端面28与内容物的接合以及端面28与端面28和内容物之间的垫料元件的接合而移动抵抗偏置。推动器24中的至少一个可与其余推动器24分开地移动抵抗偏置，以使阵列20与内容物的形状相适应。推动器24在相应的支架38处安装到托架36。移动装置54耦接到托架36上，并被配置成共同地竖直移动支架38。

本发明还包括一种限制容器12的内容物相对于容器12的移动的方法，该方法包括以下步骤：(a)将垫料元件放置在内容物上，(b)使垫料元件与设置在推动器24阵列20的多个端面28接合，(c)使内容物的变化尺寸与阵列20的不同推动器24接合，其中，推动器24在与内容物接合之前被竖直地偏置至延伸位置，并且其中，推动器24与内容物的接合包括推动器24在其延伸位置共同移动成与内容物的变化尺寸接合，以及(d)响应于推动器24与变化尺寸的接合，通过使推动器24移动抵抗偏置而使垫料元件与内容物的变化尺寸相适应。

尽管已经参照特定的一个或多个示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域其他技术人员在阅读和理解说明书和附图时将想到等效的变更和修改。特别是关于由上述整体(部件、组件、装置、组合物等)具有的各种功能，除非另外指出，否则用于描述这些整体的术语(包括对"装置"的引用)旨在对应于具有指定功能(即，功能上等同)的任何整体，即使在结构上不等同于具有本文中所示的本发明的一个实施例或多个实施例中的功能的公开结构。术语“耦接”可以指一个整体与另一个整体的直接耦接或整体的间接耦接，例如在其间具有一个或更多个整体。术语“和/或”，例如在“a和/或b”中使用的，被定义为包括(i)a和b以及(ii)a或b中的任一个或两者。

Claims (22)

1.一种用于将垫料元件施加到容器中的内容物周围的垫料适应设备，所述垫料适应设备包括推动器阵列，所述推动器能够相对于彼此移动且具有端面，所述端面用于接合所述垫料元件以使所述垫料元件适应于所述容器中的内容物的形状，其中，所述推动器预设地被偏置到延伸状态且可响应于所述端面与所述内容物的接合而移动抵抗偏置，并且其中，所述推动器中的至少一个能够相对于所述推动器中的其余推动器单独地移动抵抗所述偏置以能够适应所述内容物的形状。

2.根据权利要求1所述的垫料适应设备，还包括移动装置，所述阵列耦接到所述移动装置以将所述端面移动成与所述内容物接合。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的垫料适应设备，其中，所述推动器阵列共同地安装到公共托架。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的垫料适应设备，其中所述推动器阵列被对准以便沿平行的、竖直布置的轴线而相对于彼此移动。

5.根据权利要求1或2中任一项所述的垫料适应设备，其中至少一个所述推动器包括活塞和耦接到所述活塞的顶端，其中所述顶端能够相对于所述活塞弹性地移动。

6.根据权利要求1或2中任一项所述的垫料适应设备，其中所述设备被配置成在所述推动器处于其相应的延伸状态下，使所述端面彼此相对保持平坦。

7.根据权利要求1或2中任一项所述的垫料适应设备，还包括托架，所述推动器阵列中的每一个推动器在其相应的延伸状态下安装在相应的支架处。

8.根据权利要求1或2中任一项所述的垫料适应设备，其中所述推动器阵列中的每一个推动器被单独地偏置。

9.根据权利要求1或2中任一项所述的垫料适应设备，其中施加到所述推动器的所述偏置能够针对所述推动器中的至少一个来进行调节。

10.根据权利要求1或2中任一项所述的垫料适应设备，其中施加到所述推动器的所述偏置变化，使得所述推动器中的至少一个与所述推动器中的其余推动器相比受到不同的偏置力。

11.根据权利要求10所述的垫料适应设备，其中与设置在所述阵列的周边的内侧的至少一个推动器相比，设置在所述阵列的周边处的至少一个推动器通过更大的偏置力而被偏置到所述延伸状态。

12.根据权利要求1或2中任一项所述的垫料适应设备，还包括至少一个偏置元件，所述偏置元件用于施加所述偏置，并且其中所述偏置元件为弹簧。

13.根据权利要求1或2中任一项所述的垫料适应设备，还包括至少一个偏置元件，所述偏置元件用于施加所述偏置，并且其中所述偏置元件被配置成调节对所述推动器中的一个或更多个施加偏置力的气流。

14.根据权利要求1或2中任一项所述的垫料适应设备，还包括相对于所述阵列耦接的孔板，所述孔板具有相对于所述推动器对准的孔以允许所述推动器被移动通过所述孔板，并且所述孔板具有以下施加状态：竖直地设置在所述推动器的延伸状态下方以被移动来将所述垫料元件施加到相对于所述容器的底部的所述内容物的最高高度的位置。

15.根据权利要求14所述的垫料适应设备，其中所述孔板能够相对于所述阵列移动。

16.一种用于将垫料元件施加到容器中的内容物周围的垫料适应设备，所述垫料适应设备包括互连的、竖直偏置部分的阵列，所述互连的、竖直偏置部分被配置成将所述垫料元件推入所述容器中并与所述内容物进行接合，其中，所述阵列被配置成在所述互连的、竖直偏置部分与所述内容物接合时竖直地适应于所述内容物的变化尺寸，以使所述垫料元件适应于所述内容物的变化尺寸，所述互连的、竖直偏置部分中的至少一个与其它互连的、竖直偏置部分单独偏置。

17.一种用于将垫料元件施加到容器中的内容物周围的垫料适应设备，所述垫料适应设备包括：

推动器阵列，所述推动器相对于彼此单独地竖直偏置；

托架，每个所述推动器在相应的支架处以延伸和偏置状态安装到所述托架；以及

移动装置，所述移动装置耦接到所述托架并且被配置成共同地竖直移动所述支架；

其中，所述推动器被配置成能够响应于与所述内容物的变化尺寸的接合而单独地竖直移动抵抗所述偏置，以使所述垫料元件围绕所述内容物的形状来适应。

18.根据权利要求17所述的垫料适应设备，其中所述推动器能够沿其移动的竖直轴线彼此平行地对准。

19.根据权利要求17或18中任一项所述的垫料适应设备，其中施加到所述推动器中的至少一个的所述偏置是可调节的。

20.根据权利要求17或18中任一项所述的垫料适应设备，其中，施加到所述推动器的所述偏置变化，使得所述推动器中的至少一个与所述推动器中的其余推动器相比受到不同的偏置力。

21.一种限制容器的内容物相对于容器移动的方法，包括以下步骤：

将垫料元件放置到所述内容物上；

使所述垫料元件与设置成推动器阵列的多个端面接合；

使所述内容物的变化尺寸与所述阵列的不同推动器接合，其中所述推动器在与所述内容物接合之前被竖直地偏置到延伸位置，并且其中所述推动器与所述内容物的接合包括，所述推动器在其延伸位置共同移动成与所述内容物的变化尺寸接合；以及

响应于所述推动器与所述变化尺寸的接合，通过使所述推动器移动抵抗所述偏置而使所述垫料元件适应于所述内容物的所述变化尺寸，

所述推动器中的至少一个与其它推动器单独偏置。

22.一种用于使垫料元件与运输容器中的内容物周围自动适应的垫料插入设备，所述设备包括：

推动器阵列，所述推动器阵列能够沿插入方向共同地移动，每个推动器具有端部，所述端部被配置成接合垫料元件，每个端部沿所述插入方向被偏置以接合垫料元件，并且所述推动器阵列协作以使所述垫料元件适应于所述容器中的内容物的形状，

所述推动器中的至少一个与其它推动器单独偏置。

Images