CN116867719A - 产品搬运设备、系统及相关方法 - Google Patents

Abstract

一种产品搬运设备、系统及相关方法。一种产品搬运设备，包括具有进给长度和排出长度的连续回路。托架配置成在进给长度和排出长度之间围绕回路行进，具有配置成选择性地接合第一产品的第一拾取工具；以及配置成选择性地接合第二产品的第二拾取工具。所述产品搬运设备配置成在所述进给长度处拾取按第一排布进行排布的第一产品和第二产品，并且在排出长度处按与第一排布不同的第二排布放置第一产品和第二产品。

Description

产品搬运设备、系统及相关方法

技术领域

本公开涉及产品搬运设备，特别地涉及自动化搬运设备。

背景技术

产品处理要求很多且变化越来越大。随着自动化程度提高，搬运系统必须满足越来越多的产品处理要求。

包括饮料的大多数消费品将经历许多自动化产品处理过程，以准备、检验、输送、整理、分组和包装产品。不同的产品通常不仅具有不同的一级包装几何形状(例如圆形针对成形的截面)，并且以不同的类型、尺寸、形状、质量和材料(例如玻璃、铝、塑料复合材料)包装，而且就产品的数量、形成、取向和间距(即间隔)而言也具有不同的包装要求。此外，不同的包装设备具有不同的进要求-例如输送单元几何形状、速度、通道(laning)、整理和线路压力释放。

不同的产品处理操作通常由不同的产品搬运设备执行。因此，产品处理操作通常将使用一系列不同的产品搬运设备。产品的准备、检验和包装中涉及的不同设备和系统将以不同的方式处理和批处理产品。因此，从不同设备输出或排出的产品的排布变化很大。排布将根据产品的行数、产品的间距(间隔)、产品的相对位置和单个产品的取向而变化。一些系统可以以规则间隔排出单行产品，而其他系统可以排出随机排布的产品。类似地，一些系统以间隔排布排出产品，而其他系统可以在线路压力下排出顺序产品。由于顺序产品搬运设备的进给/排出兼容性，因此可以对产品搬运系统施加限制。

除了设备兼容性考虑之外，用于待售产品的二级包装通常将以具有标准化取向的编组构造的特定排布来排布。此外，还需要产品的特定间距，例如以最小化二级包装产品的体积。用于二级包装和销售的排布将很少与产品准备设备的原生排出一致。因此，通常采用特定的产品搬运设备来排布产品以便包装。

使用适合于处理多种类型产品的单个产品搬运系统可以使具有多种不同搬运系统的成本、物流、人力和空间需求最小化。在一些情况下，单个搬运系统和设备可用于不同的产品，然而，如果不同类型的产品和二级包装的几何形状和要求不同，则通常需要延长的转换周期以适应与新产品类型一起使用的系统和设备，例如，以调换通常称为改变部件的部件。产品处理操作成本中的主要因素是停机时间和非最佳生产时间(即，产品搬运系统未操作或在实现全力生产之前加速操作的时间长度)，以及由必须更换改变部件和执行机器调整以及在切换时进行微调所产生的停机时间，将大大降低处理操作的效率并增加成本。

随着产品搬运系统和设备的范围和灵活性的增加，监视和控制搬运操作的复杂性也增加。向各种移动部件提供电源和控制连接将是后勤挑战，并且将在数据管理以及物理干扰方面带来挑战。误差的频率和影响随着产品搬运复杂性的增加而增加。具有固定搬运例程的系统不能监视操作并使操作适应系统状态，可能会遭受停机时间的增加的影响。

发明内容

根据本公开，涉及产品搬运设备、系统和相关方法。

根据所公开的示例提供了显著增加的灵活性。具体地，其能够使用单个设备、系统或方法处理以具有随机取向的随机排布方式接收的多种不同产品，以及输出多种不同排布以符合二级包装要求。因此，下面描述的实例与各种进给/排出要求兼容。

为了更换部件或手动重新配置设备，无需大量停机即可实现这一点。所公开的示例能够自动调整排布，以适应新的一级产品(类型、尺寸、形状、质量)和包装成任何扩展的包装形式阵列。一级产品和包装形式之间的这种转换可以在停机时间最短或不停机的情况下即时完成。事实上，许多调整和重新排布可以在使用期间完成，因此即时发生重新配置。

根据所公开的示例还允许产品的动态重新排布。这样，产品可以在进给位置和排出位置之间重新排布。这允许产品以适于二级包装的排布方式排出。事实上，产品可以在排出时直接放置在二级包装中或放置在二级包装上，而不必转移到其他模块或设备来执行这些功能，所有这些都将占用额外的空间并导致操作效率低下。

本文所公开的设备、系统和方法提供了一种紧凑的、可编程的、高容量的、高度灵活的、多功能的一级产品搬运系统，该系统稳健且数字化，适于将各种的一级产品容器(类型、尺寸(直径、高度)、形状、材料、刚度、灵活性、质量)搬运成极其宽范围的对齐(行和列)和组合对齐和/或嵌套式包装形式/模式，并且通过能够同步独立的运动受控设备的控制系统，不改变部件也不手动调整而自动地进行。

根据所述公开的第一方面是一种产品搬运设备。该产品搬运设备可以包括连续回路。连续回路可以包括进给长度和排出长度。产品搬运设备可以包括托架，该托架配置成在进给长度和排出长度之间围绕回路行进。托架可以包括配置成选择性地接合第一产品的第一拾取工具和配置成选择性地接合第二产品的第二拾取工具。所述产品搬运设备可以配置成在进给长度处拾取按第一排布进行排布的第一产品和第二产品，并且在排出长度处按与第一排布不同的第二排布放置所述第一产品和第二产品。

贯穿本公开，可以参考竖直和水平来描述方向和取向。这些术语应具有正常含义。诸如水平地、水平、竖直地或竖直的术语可以指在使用时或在使用期间的示例的排布。

可以定义正交的x-y-z坐标系以辅助这种参考。z轴可以沿与重力方向相反的竖直方向布置。x-y平面可以在水平面中。x轴可以平行于回路的进给长度。x轴可以与产品进给方向对准，也称为机器方向。y轴可以水平地横跨机器方向。

产品搬运设备可以是连续的产品搬运设备。产品搬运设备可以配置成在连续移动的输送单元上拾取和放置产品。托架可以配置成遵循各种速度、加速度和减速度的运动曲线以连续运动围绕回路运动。连续可以是指不间断地将产品供给到产品搬运设备，围绕产品搬运设备并且离开产品搬运设备。

连续回路可限定托架可沿其移动的路径。回路可以是轨道(例如导轨)。

该回路大致上可以是任何形状，只要机器配置使得在进给处的工具的路径暂时平行于产品供应的路径行进，并且使得在排出处的工具的路径暂时平行于包装输送系统的路径行进。示例性形状包括大致椭圆形、圆形、具有半径角或圆角的方形或矩形回路。该回路可以配置成在工作空间内适应设备的排布。

连续回路可以是或包括闭环轨道。托架可以排布在轨道上。托架可以附接到轨道，使得其可以绕轨道自由移动，但是不能在没有干预的情况下立即离开轨道。

轨道可以是导轨。

轨道和托架一起可以形成独立的动子装置，例如线性马达。轨道和托架可以提供托架绕轨道的独立运动受控的行进。作为示例，轨道可以包括例如嵌入轨道内的静态安装的线性定子。在线性驱动的情况下，托架可以包括排布成在使用期间面对轨道的磁体。线性定子和磁体之间的相互作用可用于围绕轨道驱动托架。托架内的磁体可以被排布成在托架围绕轨道移动期间保持紧靠轨道内的定子。也可使用其它托架推进机构。

可以凭借有线连接提供用于线性马达的动力。

所述连续回路可以布置在平面中。所述连续回路可以布置在水平面中。连续回路的大部分可以布置在水平面中。

轨道可以配置成在竖直方向上是可调整的。轨道以及其上的任何托架可以被升高和降低。这可以允许产品搬运设备处理各种高度的一系列产品。

在其它示例中，托架可以是悬浮瓦片、表面漫游的自主引导的运载工具或飞行的无人机。

进给长度和排出长度可以是直的或弯曲的。

进给输送单元可以布置在进给长度处。进给长度可以对应于进给输送单元。可以在排出长度处布置排出输送单元。排出长度可以对应于排出输送单元。进给长度和排出长度可分别与相应的产品和包装输送系统对齐、相对和在其下方，或布置在其上方。

机器配置可以使得在进给长度处的工具的路径暂时平行于产品供给的路径延伸，并且使得在排出长度处的工具的路径暂时平行于排出输送单元的路径延伸。具有对应于进给和排出的长度的回路可以允许托架在其围绕回路移动时匹配进给和/或排出速度。这可以允许单个移动致动器促进托架在进给输送单元和排出输送单元之间的移动，并且速度与进给输送单元和排出输送系统匹配，以允许连续操作。这可以避免需要单独的复合致动器，每个运动需要一个致动器。

第一拾取工具和第二拾取工具可以配置成例如同时接合第一产品和第二产品。

托架可以包括多个拾取工具(包括第一拾取工具和第二拾取工具)。可以以至少一行设置拾取工具。

拾取工具数量的非限制性示例可以包括四个、六个、八个和十个拾取工具。拾取工具可以以一种模式的形式设置或排布，例如，具有正交行和列的拾取工具的网格编组，或具有偏移行的拾取工具的嵌套式排布。可以选择模式以匹配待拾取的产品排布。

拾取工具行可以在托架所在的回路的点处平行于回路延伸，例如在托架围绕回路的行进方向上延伸。拾取工具列可以在托架所在的回路的点处垂直于回路延伸，例如垂直于托架围绕回路的行进方向。可以在进给输送单元和出料输送单元上提供相应的产品行和列。

可以在进给输送单元处提供产品并由产品搬运设备以正交行和列的组接收产品。托架可以包括相应排布的拾取工具以接合产品。可以在进给长度处接收的产品的示例模式包括：一行乘以两列到八列中的任一者，或者两行乘以两列到八列中的任一者的拾取工具。产品可以在排出输送单元以正交的行和列成组排出。由产品搬运设备排出的产品的示例模式包括一行到四行中的任一者乘以一列到八列。在排出长度处，产品的产品组可以以嵌套式模式提供，该模式具有产品的偏移行或列。

具有三行或四行的产品组可以通过旋转90°的一级产品排布的多个托架下降组装到包装排出输送单元上。在奇数列的三行或四行排出配置的情况下，一些托架下降可以在排出输送单元上的两个连续包装配置之间分开。可以看出，与进给长度相比，本公开的产品搬运设备可以允许在排出长度处的不同行和/或列。这将在下文中详细讨论。

在描述多个拾取工具的情况下，所有单个拾取工具可以是相似的或相同的。因此，本文提供的关于单个拾取工具的描述同样适用于每个拾取工具。

可以选择性地重新排布本公开的拾取工具。托架可以配置成例如在使用期间(即，“即时的”)重新配置或重新排布拾取工具。在使用产品搬运设备期间(以及在使用拾取工具本身期间)，可以重新排布拾取工具。也就是说，拾取工具可以随着托架围绕回路行进而被重新排布。托架可以配置成响应于接收的控制指令或致动信号而重新排布第一拾取工具和第二拾取工具。可以以自动化方式(即，无需用户直接调整产品搬运设备)重新排布拾取工具。

可以在接合产品之前重新排布拾取工具。托架可以配置成在第一操作窗口期间在进给长度处拾取第一类型或排布的产品，然后重新排布拾取工具以在第二操作窗口期间在进给长度处拾取第二类型或重新排布的产品。第二操作窗口可以遵循用第一产品类型完成操作并且用第二产品类型启动拾取的过程。

第一拾取工具和第二拾取工具可被重新排布以用于在进给长度处以多个不同排布拾取产品。拾取工具可以在具有在进给长度处的第一排布和在进给长度处的第三排布之间重新配置，或者配置成在具有在进给长度处的第一排布和在进给长度处的第三排布之间移动，例如，以在进给长度处拾取以第一排布或第三排布中的任一者或两者排布的产品。

托架可以配置成重新排布产品。当接合、拾取、支撑或放置产品时，第一产品和第二产品的排布对应于第一拾取工具和第二拾取工具的排布。因此，应当理解，通过拾取工具的排布的改变来促进产品排布的改变。

托架可以配置成在进给长度处以第一排布来排布第一拾取工具和第二拾取工具，并且当托架移动到排出长度时将第一拾取工具和第二拾取工具移动到第二排布。

第一排布和第二排布(以及进一步的排布)中的每一者可以由以下各项中的一者、任一者或全部限定：

·第二产品(或第二拾取工具)相对于第一产品(或第一拾取工具)的位置；

·第一产品和第二产品(或第一拾取工具和第二拾取工具)垂直于回路的位置；

·第一产品和第二产品(或第一拾取工具和第二拾取工具)的间距；和

·第一产品和第二产品(或第一拾取工具和第二拾取工具)中的每一者的取向；

其中上述第二排布的相对位置、垂直位置、间距和取向中的至少一者与第一排布中的不同。

排布的改变可以包括拾取工具的位置、间距和取向的中的一者、一些或全部的改变。

第二拾取工具相对于第一拾取工具的位置可以取决于第二拾取工具相对于第一拾取工具在平面(例如水平面)中的位置。

托架可以配置成围绕共同的竖直轴线旋转第一拾取工具和第二拾取工具，以改变第一拾取工具和第二拾取工具的相对位置或支撑在其中的产品的相对位置。

托架可以配置成将第一拾取工具和第二拾取工具旋转任意角度。

在产品或拾取工具的排布包括多个行和列的情况下，产品或拾取工具的批量旋转90度可以切换排布的行和列。例如，2×4编组可以旋转90度以形成4×2编组。这就进给和排出匹配而言提供了增加的灵活性，因为可以通过与进给输送单元的供应方向对齐的一系列进给形式来服务于各种排出形式。

垂直于回路的第一拾取工具和第二拾取工具的位置可以指第一拾取工具和第二拾取工具到水平平面中的回路之间的距离。垂直于回路的第一产品和第二产品的位置可以指拾取工具相对于进给和/或排出长度处的机器基准的位置。

托架可以配置成在托架所在的点处在垂直和/或平行于托架或回路的移动方向上平移第一拾取工具和/或第二拾取工具。

第一拾取工具和第二拾取工具可以在水平方向上朝向或远离回路移动。这允许产品搬运设备将拾取工具和产品与多个不同的机器基准对准，例如在进给或排出处，而不需要大量停机时间来手动地重新配置设备。所述产品搬运设备可以配置成从具有相对于回路的第一机器基准的进给输送单元中拾取产品(例如，将第一拾取工具和第二拾取工具与一个或多个进给输送单元的中心线对准)，并且将产品放置在具有相对于回路的第二机器基准的输出输送单元上；然后，产品搬运设备可以配置成从具有第三机器基准的第二进给输送单元中拾取产品。可以在不需要手动干预的大量停机的情况下，即时地对多个机器基准进行调整。

第一拾取工具和第二拾取工具可以相对于托架的其余部分在平行于托架所在回路的点的方向上移动。托架可以配置成在托架的移动方向上相对于相邻的拾取工具行平移拾取工具行。

第一拾取工具和第二拾取工具的间距可以指第一拾取工具和第二拾取工具之间的间隔，例如第一拾取工具和第二拾取工具/产品相对于彼此的中心到中心的间隔。这自然也对应于由拾取工具拾取/放置的任何产品的间距。

第一拾取工具和第二拾取工具可以配置成朝向彼此移动或远离彼此移动以改变第一拾取工具和第二拾取工具(或支撑在其中的产品)的间距。该相对运动可以在平行于和/或垂直于托架所在点处的回路的方向上。这可以允许一级容器以对齐或嵌套式的方式(即，单一容器接触或多行容器之间的双容器接触)彼此靠近。

第一拾取工具和/或第二拾取工具/产品的取向可以限定拾取工具(或产品)面对的方向。取向可以是拾取工具(或产品)围绕其纵向轴线通过其中心(例如，竖直轴线)的绝对旋转排布。

一个或每个拾取工具可以配置成围绕其竖直轴线旋转支撑在相应拾取工具中的产品，以改变产品的取向。这可以通过旋转拾取工具或旋转拾取工具内的产品来实现。

托架可以配置成重新排布拾取工具和/或产品，以将产品按正交行和列排布放置，或具有偏移行和/或列的嵌套式排布放置，例如其中产品可以至少与两个相邻的产品容器接触。

产品和/或拾取工具的排布可以通过上述重新排布的组合在正交排布和嵌套式排布之间移动。例如，通过在托架的移动方向上相对于相邻的拾取工具行平移一行拾取工具(和产品)，然后垂直于回路移动该行拾取工具以减小两行的间隔，可以将正交行重新排布成嵌套式排布。

托架还可以配置成使拾取工具竖直运动。这种竖直运动相对于回路可以是共同的或独立的。相对于回路使拾取工具竖直运动可有助于产品的平滑拾取和放置。

拾取工具还可以配置成由于回路相对于进给/排出输送单元的竖直运动而竖直运动。

通过调整回路的高度(以及排布在其上的托架)，可以实现调整产品搬运设备使得可适应不同高度的产品。

由于一级产品容器在其基部上方被支撑和输送，这允许产品搬运设备搬运一系列产品高度。

自然地，在排出长度处的列间距化/间隔不同于进给长度处的列间距化/间距的情况下，必须调整相对进给速度和排出速度(例如，进给和/或排出输送单元的速度)，并且相应地同步拾取托架的间距和速度，以确保连续的拾取、排列、拾取头定向和下降操作。

产品搬运设备能够在进给长度处接收各种不同的产品和产品排布，并且搬运这些物品而不需要大量停机时间并且不需要大量的更换部件。通过提供能够在进给长度处处于多种不同配置的产品搬运设备，相同的产品搬运设备能够搬运具有第一直径和中心到中心间距的第一组产品，并且然后重新配置拾取工具以搬运具有第二直径和中心到中心间距的第二组产品。通过动态地重新排布拾取工具而不是需要更换零件，减少了停机时间(如果没有消除的情况)。

第一拾取工具和第二拾取工具可以包括接合部分，其配置成接合和夹持产品。第一拾取工具和第二拾取工具可以配置成接合一系列不同的产品。

本公开的拾取工具可以配置成选择性地和独立地接合和释放产品。这将允许单个托架执行多个产品放置，例如作为单独输出组或排布的一部分。第一拾取工具可以放置作为第一产品组的一部分的产品，第二拾取工具可以放置作为第二产品组的一部分的产品。

接合部分可以是机械或气动夹持器、吸盘、郁金香体或任何其它机电装置，以暂时和选择性地附接一级产品容器。在一些示例中，接合部分可以包括一系列不同的接合表面，每个接合表面配置成夹持不同的产品。可使用机械气动动作通过第一拾取工具和第二拾取工具来保持产品。

第一拾取工具和第二拾取工具可以配置成接合和支撑具有一系列形状或恒定或变化的截面(例如圆柱形、立方体和卵形)的产品。拾取工具可以配置成接合并支撑任何、多个或所有以下产品：瓶子、罐子、纸箱、盒子、坛子、管子、杯子、袋子。可由拾取工具接合和支撑的瓶子的示例性尺寸包括直径为56.3mm至85.0mm且高度为183mm至299mm的瓶子。拾取工具可以配置成接合并支撑短颈瓶和长颈瓶。可由拾取工具接合和支撑的罐子的示例性尺寸包括直径为53mm至66.5mm且高度为106mm至194mm的罐子。拾取工具可配置成接合并支撑具有200(50mm)、202(52mm)和206(57mm)中的任意一者盖子的罐子。

产品搬运设备可以包括多个托架。每个托架可以包括多个拾取工具，其配置成在进给长度处拾取产品并且在排出长度处放置产品。

所述托架可以是第一托架，所述产品搬运设备还可以包括第二托架，所述第二托架配置成在所述进给长度和所述排出长度之间围绕所述回路行进。第二托架可以包括配置成选择性地接合产品的第一拾取工具；以及配置成选择性地接合产品的第二拾取工具。

产品搬运设备可以包括一个或多个或任何数量的托架。托架的数量可以取决于特定的尺寸、容量、运动轨迹、一级容器的范围、二级包装形式的范围和搬运操作的操作要求。

第二托架可以配置成独立于第一托架围绕回路行进，例如使得产品搬运设备可以配置成改变第一托架和第二托架之间的间隔。

第二托架(以及任何后续托架)可以与第一托架相似或相同。因此，与单个托架有关的任何描述在作必要修改后适用于产品搬运设备的每个托架。

每个托架可以独立于其它托架被控制。也就是说，每个托架的运动可以独立于其他托架的运动。这提供了独立的运动受控动子安装托架的柔性系统，其具有驱动和受控的容器拾取、排列、定位、间距化、整理、定向、头部旋转和提升/降低、铰接在其上的偏移运动。

第一托架可以配置成在进给长度处拾取第一产品和第二产品。第二托架可以配置成在进给长度处拾取第三产品和第四产品。第一托架和第二托架可以配置成在排出长度处按单个排布的方式放置第一产品、第二产品、第三产品和第四产品。

产品搬运设备可以配置成改变围绕回路的第一托架和/或第二托架的速度，使得当托架接近排出长度或处于排出长度时第一托架和第二托架之间的间隔最小化。这可以允许来自多个托架的产品作为同一组产品的一部分(并因此排布)放置在排出长度处。

产品搬运设备可以配置成在排出长度处由多个托架放置的产品提供产品的单个排布。作为构建所述较大包装形式的过程的一部分，可以通过一个或多个托架在轨道的排出长度处的多次下降动作，一级产品的拾取排布(例如，被拾取形式)可以被旋转并用于组装比拾取排布更大的排布(例如，排出形式包装)。

根据所需的排出排布，除了下降单个排出组中的多个产品进给组之外，第一托架和/或第二托架可以旋转拾取工具。例如，第一托架和第二托架都可以拾取具有在进给长度处具有两行四列的排布的一组产品。第一托架和第二托架可以在输送期间旋转它们各自的拾取工具以提供具有四行两列的排布。第一托架和第二托架可以在排出长度处将它们各自的产品放置在单个组中，例如作为单个排布。排出输送单元上的该单个组产品可以具有四行四列的排布。如果第三个托架也将其产品作为同一组产品的一部分放置，则排出产品组将具有四行六列的排布。

如果在排出长度处需要4×5的编组，则第三托架可以在第一组产品的末端放置第一(1×4)列产品，并且在下一组待组装产品的开始处放置第二(1×4)列产品。

产品搬运设备可以包括多个传感器。一个或多个传感器可用于提供实时拾取工具状态和操作信息。相同和/或其他传感器可用于提供非实时预测性维护以及状态和性能监测数据。所述产品搬运设备可以包括传感器，所述传感器配置成确定托架的位置和速度、拾取工具中的产品的存在性、拾取工具的排布、进给/排出输送单元的速度以及进给/排出输送单元上的产品的存在性和排布。

产品搬运设备可以配置成使用来自传感器的数据来生成用于控制产品搬运设备的操作的控制指令。

产品搬运设备可以包括一个控制模块或多个控制模块，其配置成操作进给输送单元、排出输送单元、回路、托架和/或拾取工具中的一者、一些或全部。一个或多个控制模块可以配置成生成和/或执行用于操作产品搬运设备的控制指令。产品搬运设备还可以包括一个或多个通信装置，其可以可操作地连接到一个或多个控制模块。一个或多个通信装置可配置成传送传感器数据、致动信号和/或控制指令。通信装置可以是有线的(例如使用电缆)或无线的。

托架可以配置成与产品搬运设备的其余部分和更宽泛的系统无线通信。托架可以包括有线或无线通信装置，例如配置成接收传感器数据、致动信号或控制指令，或者发送传感器数据、致动信号或控制指令。托架可以包括用于生成和/或执行配置成操作托架和拾取工具的控制指令的控制模块。托架可以配置成接收致动信号以操作托架和拾取工具。

可以以无线方式满足托架的动力要求(例如用于传感器、致动器、通信装置、控制器等)。托架可以是感应供电的。

该回路可以包括第一感应功率发射器，托架可以包括感应功率接收器。产品搬运设备可以配置成使得托架在使用期间被感应地供电。

托架可以配置成无接触地接收其所有电力并且无线地接收数据。感应电源可用于对载有的可再充电储能装置充电。这又可用于向安装在动子上的电力消耗器(例如致动器和控制设备)提供大致稳定和连续的动力。

托架可以不受产品搬运设备的其余部分约束。托架与回路之间可以不存在任何永久性固定附件(例如控制系统电线、电源、传感器和致动装置电缆、气动/真空管或任何公用介质软管连接)。

产品搬运设备可以是自动化的。托架可以被远程控制。托架的操作可由控制指令或致动信号(例如从远程管理模块接收的)控制。

产品搬运设备的各种部件可以包括多个致动器以致动本文所述的运动和重新排布。多个致动器可以配置成响应于例如由处理器执行的控制指令而操作。可替代地，致动器可以响应于接收的致动信号而致动，致动信号可以使用有线或无线手段来接收。

根据所公开的另一方面涉及一种产品搬运系统，其包括本文任意处描述的产品搬运设备。

产品搬运系统还可以包括用于将产品在进给长度处进给到产品搬运设备的进给输送单元。产品搬运系统可以包括在排出长度处的排出输送单元，其用于将产品从产品搬运设备的排出长度转移开。所述回路的进给长度可以对应于进给输送单元或者与进给输送单元对准。回路的排出长度可以对应于排出输送单元或者与排出输送单元对准。

产品搬运系统可配置成在进给输送单元和排出输送单元连续移动(例如在输送中)的情况下操作。

产品搬运系统可以是连续的产品搬运系统。即，可以通过进给输送单元将产品连续地供给到设备，并且通过排出输送单元以连续的运动从设备取出产品。取决于系统的尺寸、容量和操作要求，在系统的正常操作期间，在产品的移动中可能存在或可能不存在任何暂停(例如，在每个托架独立运动受控并且因此在回路周围具有可变间距和速度的情况下，托架可以分别在回路周围的一个或多个长度或位置处减速或甚至瞬时停止)。

托架可以配置成当在进给长度处拾取第一产品和第二产品时使其速度与进给输送单元的速度同步。托架可配置成当在排出长度放置第一产品和第二产品时使其速度与排出输送单元的速度同步。这些速度可以不同。托架可以配置成动态地拾取和放置第一产品和第二产品。

虽然进给输送单元和输出输送单元配置成围绕适用于主动包装操作的运动轨迹连续操作，但是进给速度和排出速度必须与搬运操作的特定要求匹配。相对的进给速度和排出速度将由机器能力以及进给形式和排出形式确定。(即，必须平衡进给、排列和排出容量，调制并通过最低容量函数的约束限制最大吞吐量。机器内没有产品缓冲，因为只有先进先出的串联流)。例如，如果排出产品布置的行数是进给布置的行数的两倍，则排出速度将是进给速度的一半(所有其它的都相等)。

所述进给输送单元可以包括用于将所述基础支撑的产品输送到产品搬运设备中的带。

进给输送单元可以包括预线性化装置，以在到达产品搬运设备之前将产品排布成行。

进给输送单元可以包括预间距化装置，该预间距化装置配置成排布进给产品以与第一拾取工具和第二拾取工具接合。预间距化装置可以配置成在进给输送单元上将产品排布成产品组。预间距化装置可以配置成分离相邻组以从连续行的产品中移除线路压力。

预间距化装置可以包括轨道。轨道可以包括独立运动受控的动子。多个安装在动子上的分离器、配件或容器搬运设备可被排布成以独立的、间距化和可变速度的方式绕轨道移动，以接合进给输送单元上的产品，用于将连续行的产品分成组或排布，以抑制供应线路压力，并且以常规的、统一间距化、对齐和控制组间距化方式将所述产品组或排布释放到主拾取、排列和放置装置。

如果容器接合是经由驱动和受控的动子安装的装置，则这些装置可以被直接或经由载有的能量存储单元无接触地、感应地供电，并且直接由中央控制器无线地控制，或者响应于来自中央控制器的信号经由板上控制器被无线地控制。如果在预间距化装置处使用感应供电和无线控制的容器搬运设备，则可以使用相同的电力和双向控制系统来为动子安装的传感器供电，并向遥控器提供状态和条件反馈信息。

设置预间距化设备可以允许产品搬运系统接收产品的随机间距化和定向排布。

作为多个独立的动子安装的工具，预间距化设备可以针对容器直径和/或尺寸和/或形状的变化而自动地调整，并且可以远程地配置成将每组例如在一行中的2个至8个容器分组，并且用于以可变的间距化和/或速度释放，以匹配一级容器搬运设备的容量和操作要求(例如载体的最小间距化)。

进给线控制和分组设备被应用到进入机器的一级容器的每条线路。每个进给分组设备可以将一行或多行或预先排布的组合产品的模式输送到适于安装在托架上的拾取工具接合的产品搬运设备。

光学扫描系统可以位于预间距化功能的下游(之后)，紧接在进给长度之前。光学扫描装置可以配置成扫描进给输送单元上的产品。光学扫描装置可以配置成确定产品在进给输送单元上的位置和/或取向。光学扫描装置可以配置成将与进给输送单元上的产品的位置和/或取向有关的数据发送到管理模块，在管理模块中管理产品搬运设备的同步响应和受控操作。

产品搬运系统可以是自动化的。可以远程控制进给输送单元和预间距化装置。即，进给输送单元和预间距化装置的操作可由遥控器控制。

进给输送和预间距化装置可以包括配置成感测进给输送单元的操作的特性的多个传感器。所述多个传感器可以配置成监视被进给到产品拾取设备中的产品的预线性化和预间距化。

在其它示例中，进给系统可以包括一个或多个通信装置。上述评论同样适用于有线或无线通信系统。

排出输送单元可以包括排布成接收产品的包装。产品搬运设备可以配置成将第一产品和第二产品放入包装中。

产品搬运系统可以包括包装管理设备。产品搬运系统的排出可以是在准备接下来的处理步骤时排布在二级包装内或二级包装上的多个产品。

产品搬运系统可以配置成将包装定位在排出输送单元上，并且一旦产品已经由产品搬运设备放置在包装上或包装中，如果需要就在产品周围组装包装。

排出输送单元可以包括用于与产品搬运系统的其余部分通信的通信装置，例如通过传递传感器数据、操作参数、控制指令或致动信号。排出输送单元可以包括用于生成和/或执行控制指令或致动信号的控制模块。

产品搬运系统还可以包括配置成控制产品搬运设备、进给输送单元和/或排出输送单元的管理模块。管理模块可以包括：通信装置，其配置成从产品搬运设备、进给输送单元和/或排出输送单元接收操作数据。管理模块的通信装置可以配置成将控制指令或致动信号传送到产品搬运设备、进给输送单元和/或排出输送单元。管理模块可以包括处理器，该处理器可以配置成处理从产品搬运设备接收的操作数据，以及生成用于产品搬运设备的控制指令或致动信号。

通信装置可以配置成从预间距化装置和光学扫描装置接收操作数据。通信装置可以配置成向预间距化装置和/或光学扫描装置发送控制指令或致动信号。

管理模块可以是远程管理模块。

管理模块可以配置成使用有线、无线或有线和无线通信的组合来与产品搬运系统的其余部分通信。

管理模块还可以包括用于存储经由有线和/或无线通信协议接收的数据和由处理器生成的数据的数据存储设备。处理器可以配置成执行计算机可执行指令。处理器可以配置成在执行指令时进行产品搬运系统的监视和管理。

操作数据可以包括来自产品搬运设备、进给输送单元、预间距化装置、容器感测和/或排出输送单元中的任何或所有的传感器读数。操作数据可以涉及产品搬运设备、进给输送单元、预间距化装置和/或排出输送单元的操作的任何方面。

管理模块可以配置成接收指示产品搬运系统的期望操作的操作目标或参数。例如，远程管理模块可以接收与产品的进给排布和产品的期望排出排布相关的数据。

管理模块可以配置成基于操作数据生成控制指令以满足操作目标。

例如，排出输送单元是根据其所有进给和一级搬运操作同步和匹配的主间距和速度设置系统。管理模块可以控制进给输送单元、预间距化装置和产品搬运设备的操作以匹配排出输送单元的吞吐量(容量)。

此外，根据所公开的一个方面涉及一种用于搬运产品的方法。

该方法可以包括本文描述的任何系统或设备的操作。

该方法可以包括预间距化进给产品。这可以将产品搬运设备与产品供应线路压力隔离、以均匀紧密线性间距化或以其它方式预定的单行或多行、行/列对齐或嵌套式排布对预先设定的恒定或可变数量的产品容器分组，并且以不加压的方式将准备好的组以所需间隔(间距化的组)释放到产品搬运设备的进给中。

该方法可以包括扫描产品的位置。该方法还可以包括扫描构成进入产品搬运设备的拾取长度的分组的产品组的产品的取向。

所述方法可以包括将包括第一拾取工具和第二拾取工具的托架移动到连续回路的进给长度处；在进给长度处拾取按第一排布进行排布的第一产品和第二产品；将第一产品和第二产品从回路的进给长度处围绕连续回路的一部分移动到回路的排出长度处；以及在所述排出长度处按与所述第一排布不同的第二排布放置第一产品和第二产品。

托架可以是独立的运动受控托架。托架可以移动通过进给长度。托架可以与进给输送单元上的第一产品和第二产品同步。托架可以在输送时动态地拾取第一产品和第二产品。托架可以与排出输送单元同步。托架可以在排出长度处动态地放置第一产品和第二产品，例如放置在二级包装组件中。

该方法可以包括提升和降低第一拾取工具和第二拾取工具以执行产品搬运设备的拾取和下降功能。该方法可以包括改变第一产品和第二产品的排布，同时通过以下项中的至少一者、任一者、一些或全部使第一产品和第二产品从进给长度移动到排出长度：绕共同的竖直轴线旋转第一拾取工具和第二拾取工具以改变第一拾取工具和第二拾取工具或支撑在其中的产品的相对位置；在托架所在的点处垂直或平行于回路平移第一拾取工具和/或第二拾取工具；逐行移动单个产品以统一标准化产品间距；在第一拾取工具和第二拾取工具围绕共同的竖直轴线旋转时，逐行移动第一拾取工具和第二拾取工具的产品，使得第一产品容器的侧面与机器基准对准；使第一拾取工具和第二拾取工具朝向彼此或远离彼此移动，以改变第一拾取工具和第二拾取工具或支撑在其中的产品的间距；围绕第一产品和/或第二产品的竖直轴线旋转第一产品和/或第二产品，以改变相应产品的取向。

该方法还可以包括使用或操作与产品搬运设备或系统相关的本文描述的任何特征。

此外，根据本公开的一个方面涉及一种产品搬运系统。该产品搬运系统可以包括产品搬运设备。该产品搬运设备可以包括托架，所述托架包括：配置成选择性地接合第一产品的第一拾取工具；以及配置成选择性地接合第二产品的第二拾取工具；其中所述产品搬运设备配置成在第一位置处拾取第一产品和第二产品，并且在第二位置处放置所述第一产品和第二产品。产品搬运设备还可以包括通信装置，该通信装置配置成接收控制指令或致动信号以控制托架，使得其可以拾取和放置第一产品和第二产品。产品搬运系统还可以包括配置成控制产品搬运设备的管理模块。所述管理模块可以包括：配置成从所述产品搬运设备接收操作数据以及向所述产品搬运设备发送控制指令或致动信号的通信装置；以及配置成处理从所述产品搬运设备接收的操作数据并生成用于产品搬运设备的控制指令或致动信号的处理器。

如上所述，通信装置可以是有线的或无线的。

所述产品搬运系统可包括进给预间距化装置，以将所述产品搬运设备与产品供应线路压力隔离，以均匀的紧密线性间距化或以其它方式预定的单行或多行、行/列对齐或嵌套式排布将预设的恒定或可变数量的产品容器分组，并以非加压的方式将所准备的组以所需间隔(间距化组)释放到产品搬运设备的进给中。

产品搬运系统可以包括扫描构成进入产品搬运设备的拾取长度的分组的产品组的单个产品容器的位置和可选的取向。

所述产品搬运系统可以包括独立的运动受控托架，该独立的运动受控托架包括穿过连续回路的进给长度的第一拾取工具和第二拾取工具；在进给长度处与在输送中同步和动态拾取按第一排布进行排布的第一产品和第二产品；将第一产品和第二产品围绕连续回路的一部分从进给长度移动到回路的排出长度；以及在排出长度处与第一产品和第二产品同步并按不同于所述第一排布的第二排布动态地将所述第一产品和第二产品放置在组件中的二级包装上或二级包装中。产品进给输送单元、预进给设备、产品扫描系统和产品搬运设备可以包括控制模块，其配置成操作产品进给输送单元、预进给设备、产品扫描系统和产品搬运设备，包括安装在其上的托架和/或拾取工具。产品搬运设备还可以包括可操作地连接到控制模块的有线和/或无线通信装置。有线和/或无线通信装置可以配置成接收控制指令，该控制指令在由控制模块执行时控制产品进给输送单元、预进给设备、产品扫描系统和产品搬运设备，包括托架和第一拾取工具和第二拾取工具，使得其可以拾取、排列和放置第一产品和第二产品。产品搬运系统还可以包括配置成控制产品搬运设备的管理模块。管理模块可以包括有线和/或无线通信装置和处理器，该有线和/或无线通信装置配置成从产品搬运设备接收操作数据以及向产品搬运设备发送控制指令，该处理器配置成处理从产品搬运设备接收的操作数据并生成用于产品搬运设备的控制指令。

产品搬运设备、托架和管理模块可以如本文中任何地方所描述的。

此外，根据所公开的一个方面涉及一种用于管理产品搬运系统的方法，该方法包括：从产品搬运设备接收操作数据；处理从产品搬运设备接收的操作数据；生成用于控制产品搬运设备的控制指令或致动信号；向所述产品搬运设备发送控制指令。

该方法还可以包括在管理模块处接收与期望排出排布有关的数据。期望的排出排布数据可以作为用户输入接收。

产品搬运系统、设备、操作数据、控制指令和致动信号可以如本文的任何地方所描述的。

此外，根据所公开的一个方面涉及本文任意地方所描述的托架。该托架可以用于产品搬运设备中使用。所述托架可以包括：配置成选择性地接合第一产品的第一拾取工具；以及配置成选择性地接合第二产品的第二拾取工具；其中所述托架配置成拾取按第一排布进行排布的第一产品和第二产品，并且按与第一排布不同的第二排布放置第一产品和第二产品。

托架可以为本文任意地方所描述的。

现在将参考以下附图仅通过非限制性示例来描述所公开的各个方面。

附图说明

图1是形成产品搬运系统的一部分的产品搬运设备的透视图；

图2是在产品搬运系统中使用的产品搬运设备的俯视图；

图3A至图3D是在产品搬运系统中使用的托架的透视图；

图4A和图4B是产品搬运设备的透视图；

图5示出了进给输送单元；

图6描绘了在产品进给输送单元处的光学扫描；

图7A和图7B示出了在拾取工具旋转之前和旋转之后的托架；

图8A和图8B示出了不同配置的托架；

图9是使用中的产品搬运系统的侧视图；

图10是使用中的产品搬运系统的透视图；

图11A和图11B示出了被放置在排出输送单元上的产品；

图12是使用中的产品搬运系统的另一透视图；

图13是使用中的产品搬运系统的俯视图；

图14描绘了用于产品搬运系统的示例性进给和排出排布；

图15是产品搬运系统的示意图；以及

图16描绘了用于产品搬运系统的示例性进给和排出排布。

具体实施方式

图1示出了产品搬运系统10。产品搬运系统10包括产品搬运设备12。图1的产品搬运系统10还包括产品进给输送单元14和产品排出输送单元16。产品进给输送单元14将产品22进给至产品搬运设备12。产品搬运设备12从进给输送单元14拾取产品22并将其放置在排出输送单元16上。排出输送单元16将产品22从产品搬运设备转移开，例如用于进一步处理或输送。

产品搬运设备12配置成在将产品22从进给输送单元14输送到排出输送单元16时重新排布产品22。产品搬运设备12能够将产品22从进给输送单元14移动到排出输送单元16而不重新排布产品22。然而，产品搬运设备12可以重新排布产品22，使得从产品搬运系统10排出的产品与相继的处理步骤、准备好进行包装、已包装完毕或简单地更有效地排布兼容。

当前图中所示的具体产品22是瓶子。然而，该产品搬运系统可以配置为与一系列不同的产品一起使用。可由产品搬运系统搬运的产品的非限制性示例包括瓶子、罐子、纸箱、盒子、杯子和各种其他物理产品。因此，尽管在以下附图中示出了瓶子，但是本公开不限于此。

进给输送单元14接收随机排布的产品。进给输送单元14可包括预线性化装置(未示出)以将产品排布成行。在本示例中，进给输送单元14首先将随机排布的产品22重组为两行产品22。本示例的两行产品22是连续的并且在线路压力下，即，在产品22之间没有间隔。

进给输送单元14可以包括预间距化装置24。预间距化装置配置成将产品间距化成隔开排布的产品22。预间距化装置是可配置的并且因此可以配置成以各种排布将产品间距化成大致上任意数量的分组。在图1所示的示例中，预间距化装置24将连续的两行产品22分隔成离散排布的两组1×3，总共六个产品22，彼此隔开并且彼此相对地输送到产品搬运设备的进给长度。预间距化装置24配置成将连续行的产品间距化成相邻排布的两组1×3，总共六个产品22，使得在它们之间有限定的间隙。

进给输送单元14还可以包括光学扫描装置26。在本示例中，光学扫描装置26位于进给输送单元14的两侧。每个光学扫描装置26配置成扫描通过扫描装置26的产品22，以便确定产品22的相对位置和/或取向。光学扫描装置26可以配置成确定产品22在进给输送单元14上的位置和取向，并且将该数据传送到远程管理模块。关于产品22在进给输送单元14上的位置和取向的信息用于同步和控制托架20的运动和工具动作，以在输送中动态地拾取产品22，并且根据需要重新排布它们，同时将它们从进给输送单元14移动到排出输送单元16，并且在输送过程中，以托架和拾取工具的同步和运动受控的方式，在出料输送单元上动态地将重新排列的产品运送到组装的包装上或运送到组装包装中。

产品搬运设备12包括轨道18。在图1的示例中，多个托架20布置在轨道18上。每个托架20包括多个产品拾取工具28，每个产品拾取工具28配置成选择性地接合和释放产品22。拾取工具28布置在托架20的下侧上，以例如与进给输送单元14上的产品22的上部分接合。

参考图1和图2，轨道18限定了托架20所采用的路线。轨道18限定了与进给输送单元14对应的进给长度30a。进给长度30a是轨道18的布置成平行于进给输送单元14的部分。在本示例中，进给长度30a大致上布置在进给输送单元14上方。进给长度30a的存在允许在操作期间托架18沿着进给输送单元14移动，例如匹配进给速度并且允许平稳地拾取产品22而不必使进给输送单元14停止。除其他因素之外，进给长度30a的存在将有助于进给输送单元14的连续运行。

轨道18还限定了与排出输送单元16对应的排出长度30b。排出长度30b是轨道18的布置成平行于排出输送单元16的部分。在本示例中，排出长度30b大致上布置在排出输送单元16上方。排出长度30b的存在允许在操作期间托架18沿着排出输送单元16移动，例如匹配排出速度并且允许平稳放置产品22而不必使排出输送单元16停止。除其他因素之外，排出长度30b的存在将有助于排出输送单元16的连续运行。此外，排出长度30b的存在可以简化“双下降”的使用，其中来自多个连续托架20的产品22被放置在单个排出分组中，或者来自托架的产品被分配在两个排出产品分组之间作为包装格式或模式组装过程的一部分。下面将详细讨论这一点。

进给长度30a和排出长度30b还允许产品搬运设备12利用设置在轨道18和托架20之间的运动将产品从进给输送单元14移动到排出输送单元16，并且独立地匹配进给输送单元14和单独地匹配排出输送单元16的速度。这避免了为这两个动作使用单独运动度和致动部件的需要，单个线性马达(例如)可以提供用于将产品从进给长度输送到排出长度的运动，并将拾取工具的速度与进给/排出输送单元匹配。

产品搬运设备12配置成使得托架20从进给输送单元14拾取产品22并将产品22放置在排出输送单元16上。在拾取产品和放置产品之间，托架20横穿轨道18的一部分，该部分将托架20从进给输送单元14(和相应的进给长度30a)引导到排出输送单元16(和相应的排出长度30b)。

在将产品22放置在排出输送单元16处之后，托架20继续围绕轨道18以返回到进给长度30a以拾取更多的产品22。

该示例的轨道18是形成连续回路的闭环，托架20围绕该连续回路移动。该回路是连续的，允许托架20以连续的方式仅在单一方向上沿着进给长度30a和排出长度30b移动。

在所示的示例中，轨道18是闭环并且限定回路。然而，在其它示例中，轨道可以不是闭环，并且回路可以包括附加元件，例如托架缓冲器或穿梭件，以提供回路的连续性。该回路还可以是虚拟闭环。

除了将产品从进给输送单元14移动到排出输送单元16之外，托架20还配置成将产品从第一排布移动到第二排布，其中在第一排布中产品22被从进给输送单元14拾取，在第二排布中产品22被放置在排出输送单元16上。托架20配置成以多种不同的方式重新排布产品22，如参考图3A至图3C所讨论的。

这允许产品搬运系统10按第一形式接收产品22，并按第二形式排出产品22。例如，产品可以按具有随机取向的随机排布在进给输送单元14上被接收。在如上所述由预间距化装置24预间距化之前，产品22可以排布成两行(在图1中未示出)。然后，当产品22从进给输送单元14移动到排出输送单元16时，产品22可以被进一步重新排布。产品搬运设备12可以在进给长度处按第一排布拾取产品22，并且在排出长度处按第二排布放置产品22。

产品22可以以适于包装或与进一步处理兼容的格式放置在排出长度处。产品22可以围绕共同的竖直轴线旋转以改变它们的相对位置，朝向或远离彼此移动以调整它们之间的间距，围绕它们各自的竖直轴线旋转以定向每个产品，水平平移，或所有这些重新排布的组合。

参考图3A至图3C更详细地讨论由托架20提供的特定自由度。

由于产品22可以在被拾取和放置之间重新排布，因此产品可以以包装兼容排布或进一步处理兼容排布被直接放置到二级包装(例如板条箱、盒子等)上或放置到二级包装中。产品22可以被重新间距化以彼此更靠近来减小包装尺寸。产品22可以被重新定向，使得产品标签面向统一的方向或在协调的方向上，例如，以适合用于呈现目的的二级包装中的前孔、后孔或侧孔或可见性。产品22组可以围绕共同轴线旋转，例如用于需要行数与进给输送单元14行数不同的包装。产品22可以相对于轨道18的排出长度横向移动，以与排出输送单元16的机器基准对准。

如图2中的平面图所示，作为本公开的回路的示例，轨道18具有布置在其上的多个托架20。该示例的轨道18包括直线进给长度30a，该直线进给长度30a布置成与进给输送单元14相对应。该示例的轨道18还包括直线排出长度30b，该直线排出长度30b布置成与排出输送单元16相对应。在其它示例中，进给和排出长度可以是弯曲的。进给长度30a和排出长度30b布置成使得托架20可以沿着相应的长度30a、30b行进以匹配对应的输送单元14、16的运动。

图2示出了相邻托架20之间的可变间隔。如将在下文更详细描述的，托架20在轨道18上是可独立操作的，因此间距和速度是可调整的，因为它们可以具有与相邻托架20不同的速度和加速度/减速度，使得第一托架20可以接近或远离相邻托架20。这增加了灵活性，特别是关于产品22的排出分组。

现在转到图3A至图3D，其详细示出了所公开的托架20。

托架20包括框架38，框架38支撑并容纳包括致动、动力、感测和通信系统的其它托架部件。托架20的框架38附接到线性驱动器的动子32，该动子32配置成围绕轨道18支撑和推进托架、工具和有效载荷。线性驱动的动子32(其可以被认为是托架20的一部分)包括合适的壳体、滚轴排布和安装的永磁体，以保持永磁通量与线性马达的线圈的紧密相互作用，并且当动子绕轨道18移动时同时支撑托架工具和有效载荷，沿着直线、曲线、回旋曲线、一对水平的垂直间隔的凸缘之间的过渡导航，所述凸缘配置成在其间接收轨道18的一部分。框架38配置成将机械载荷从托架20传递到安装在轨道18上的可移动动子32。

在本示例中，线性马达围绕轨道18驱动其上安装有托架20的动子32。线性马达的第一部分提供动子32，并且线性马达的第二部分通过轨道18提供定子。使用线性马达允许托架20绕轨道18独立地移动，达到高精确度。这允许托架20彼此接近以便以单个产品形式放置产品，这将在稍后更详细地讨论。

线性马达系统包括静态安装的线性定子(马达线圈)，轨道18安装在该线性定子(马达线圈)上或轨道18与该线性定子(马达线圈)相对地安装，从而作用于轨道安装的动子32中的磁体上，托架20安装在轨道安装的动子32上。在沿着轨道18移动的同时保持动子32内的磁体紧邻线性驱动马达31内的马达线圈。

用于提供轨道18和动子32的合适的线性马达系统包括例如来自RockwellAutomation^TM的iTRAK智能轨道系统以及来自Beckhoff Automation^TM的eXtended输送系统。

凭借有线连接将线性马达31驱动安装有托架20的动子32的动力提供至轨道18。

该线性马达系统顺着轨道以及可选地支撑轨道包括一系列线性马达31以及控制器、固件和软件，控制托架20围绕轨道18的运动，在图3C中示出为运动“A”。

托架20包括多个电动系统(例如，致动、夹持器、传感器、气动/真空泵、马达(各种)和通信系统)。优选地可以通过任何无束缚的供电装置(例如(优选)感应式、非接触式、供电系统或滑轨供电系统)向托架提供用于这些系统的电力。因此，以无束缚的方式向托架20提供电力，其中托架绕轨道的独立运动不受约束(即不受任何电源电缆或电缆管理系统的阻碍)。在感应电源的情况下，通过使用安装在托架20上的电力拾取器34来提供电力，该电力拾取器34配置成横穿彼此平行并平行于轨道18安装的感应式电力电缆36系统(两根电缆)。安装有电力拾取器34的托架20配置成随着托架20绕轨道18移动而与托架20大致恒定地接近感应式电力电缆36行进，以允许托架20提供连续的感应的电力，给安装在其上的所述托架系统供电。这种连接最佳如图3D所示。

托架20包括通信和控制系统。该通信和控制系统配置成与中央管理模块通信并控制托架的操作。该通信和控制系统包括无线接收器(客户端)、无线发射器(主机端)、控制模块和数据存储设备。

无线主机端和客户端被表征为安全的、双向的、确定性的、低延迟的、低抖动的、同步的电信系统的一部分，该系统适于凭借实时的通信、同步的信号进行机器控制，并且适于通信机器设置参数、状态和操作确认反馈，以及适于传输非时间关键的、异步性能和机器状态监视信息。

无线接收器配置成从产品搬运管理模块接收控制指令。该管理模块形成产品搬运系统10的一部分，并且可以是配置成控制产品搬运操作的中央服务器。控制模块配置成执行控制指令以控制托架20的操作。例如，控制指令可以包括与托架围绕轨道的运动以及托架的拾取工具28的相对排布和运动有关的指令。无线发射器配置成例如向管理模块发送数据。该数据可以包括与托架20的位置、速度和加速度、拾取工具28的排布有关的数据以及与产品22或产品搬运系统10有关的任何其它感测数据。

托架20的通信和控制系统便于集中地独立地控制托架20。这增加了产品搬运系统的灵活性和效率。

托架20包括多个拾取工具28。在图3A至图3D的示例中，托架包括两行四列的八个拾取工具28。拾取工具位于托架28的下侧，使得它们可以接合位于托架20下方的产品22。

每个拾取工具包括配置成接合并夹持一系列产品的接合部分。接合部分的实例包括夹持器和气动或电动致动郁金香体(tulip)。该电动郁金香体可以是线性或旋转螺线管或马达致动的。

夹持器或郁金香体可以被机械地或气动地操作以接合例如产品22的上部。适于与本示例一起使用的已知接合部分的示例包括包含布置成接触产品的上部圆周(例如颈部区域)的内部轮廓的直接气动或活塞供能(气动或所述电螺线管或马达致动的装置)的气动排布，以及配置成产生压差以将产品夹紧在接合部分内的气动排布。

在所示示例中，接合部分配置成在不需要更换部件的情况下接合以下范围的产品：铝、玻璃和PET瓶子(直径为56.3mm至85.0mm，高度为183mm至299mm)；罐子(直径53.0mm至66.5mm，高度为106mm至194mm)。合适的产品包括250ml至750ml的长颈瓶和短颈瓶，以及具有200(50mm)、202(52mm)、206(57mm)盖的罐子。

在该具体示例中，每个拾取工具28包括键控的、弹簧加载的、空心轴，该空心轴在安装在托架上或嵌套托架中的空心轴定向马达的孔内滑动。键控的、弹簧加载的空心轴在空心轴马达的孔内轴向滑动的同时被旋转驱动(参见下面的重新定向单个拾取工具28的讨论)。空心轴用于将诸如动力、控制、真空和气动的操作引导到拾取工具28的接合部分。空心轴还用于将传感器信号从拾取工具28的接合部分反馈回来。该装置还可以包括所述的弹簧加载的、滑动的、中空轴郁金香体的夹持器，其可替代地凭借外齿轮和小齿轮驱动装置旋转驱动，该外齿轮和小齿轮驱动装置具有安装在中空轴郁金香体或夹持器安装件附近的实心轴定向驱动马达。

本示例的每个拾取工具28还包括控制器，该控制器配置成控制用于每个拾取工具28的旋转定向运动的旋转加速度、速度、减速度和制动。拾取工具28还包括用于提供产品22的实际角度旋转的内联反馈的编码器和用于确认与目标产品22的连接和接合的传感器。

如上所述，托架20配置成使得可以改变拾取工具28的排布。以下关于可被重新排布的拾取工具28的灵活性和易用性的评论适用于下面讨论的具有自由度的所有拾取工具28。

当托架20将产品22从进给输送单元14移动到排出输送单元16时，可以改变拾取工具28的排布。例如，拾取工具28可以按第一排布从进给输送单元14动态地拾取多个产品，并且按不同的第二排布动态地将多个产品放置在排出输送单元16上。

这允许产品搬运设备12将产品重新排布成适于二级包装或进一步处理的排布。例如，产品搬运系统10可以接收随机排布的产品并且以选定排布排出产品。事实上，产品搬运系统10可以以行/列紧密排布或嵌套式模式排布将产品22直接放入或放置到布置在排出输送单元16上的二级包装中。

拾取工具28可以被选择性地重新排布。例如，拾取工具28可以被重新排布以在进给长度30a处拾取不同排布的产品。托架20配置成使得可以在托架20围绕轨道18移动时重新排布拾取工具28。托架20配置成使得可以在使用期间(例如即时)重新排布拾取工具28。拾取工具28可以被重新排布，而不必将拾取工具28从托架20移除或将托架20从轨道18移除。由于拾取工具28可以随着托架20围绕轨道移动而被重新排布，所以在搬运不同的一级产品(类型、尺寸(直径、高度)、材料、质量)和/或改变包装形式或模式排布之间切换时，与更换改变部件相关联的停机时间很少或没有停机时间。

拾取工具28(以及因此支撑在其中的任何产品22)的排布可以多种方式改变。

多个拾取工具28(以及因此支撑在其中的任何产品22)可以作为整体旋转，例如经过托架的中心线(参见图3C中的旋转“C”)。这改变了第一拾取工具28相对于第二拾取工具28的相对位置。这提供了将行列排布切换到列行排布的手段，该列行排布的形式可以被呈现为宽侧优先而不是(例如)窄侧优先。这将在下文中详细讨论。

在图3A至图3D的示例中，托架20包括致动器42(例如，旋转马达)和一对斜齿轮44，该对斜齿轮44连接到旋转臂46，该旋转臂46布置成使拾取工具28的编组旋转。

拾取工具28(以及因此支撑在其中的任何产品22)的间距(即中心到中心的间隔)可以在第一方向上改变(例如增加或减少)。第一方向可以垂直于轨道18、进给输送单元14或排出输送单元16(参见图3C中的间距改变“E”)。这可以增加或减小拾取工具28的相邻行之间的间距。

拾取工具28(以及因此支撑在其中的任何产品22)的间距(即中心到中心的间隔)可以在第二方向上改变(例如增加或减少)。第二方向可以垂直于第一方向。第二方向可以平行于轨道18、进给输送单元14或排出输送单元16(参见图3C中的间距改变“G”)。这可以增加或减小拾取工具28的相邻列之间的间距。

(在一个或两个方向上)的间距调整通过包括致动器或多个致动器来实现，所述致动器或多个致动器布置成实现拾取工具之间的相对移动和拾取工具组到托架20水平侧的一侧的相对运动。在托架工具围绕公共轴线整体旋转“C”使用后一种运动，以将最近(第一)产品容器的侧面与机器基准对准。这种排布的合适示例可以包括具有合适的支撑基础结构(例如，拾取工具安装在其上的轨道和滑块，联接到用于将拾取工具相对于彼此重新定位的渐进导螺杆，结合辅助调整以定位整个组)的电动机。可替代地，如图所示，拾取工具安装件可以凭借线性驱动的线性长度，每个拾取工具安装在独立的运动和位置控制的动子上，从而能够通过每一个拾取工具滑块的一个装置实现单个动作拾取工具间重新间距化以及分组拾取工具定位。

每个单独的拾取工具28(以及因此支撑在其中的任何产品22)的取向可以改变。每个单独的拾取工具28配置成围绕其自身的纵轴旋转(参见图3C中的定向旋转“F”)。支撑在拾取工具28中的产品可以通过围绕穿过其中心的竖直轴线旋转拾取工具28来重新定向，例如以确保当产品被置于二级包装中时该产品的标签朝向期望的方向。

为了便于单个拾取工具28和支撑在其中的产品的旋转，每个拾取工具28具有紧凑的马达(例如步进马达或扭矩马达)，该马达在附图中未示出，该马达具有足够的扭矩、速度、旋转控制和响应性来克服机构和产品的静态阻力、摩擦力和惯性，从而在产品在进给拾取和输出递送之间输送时执行和完成产品的分配的旋转定向。马达可以附接或嵌套(定子被直接安装以节省空间和重量)在托架中。

光学扫描装置26扫描进给输送单元14上的产品22，并将关于产品22的存在性、位置和取向的确认的数据传送到远程管理模块。远程管理模块生成控制指令，控制指令被发送到托架22的控制系统。控制系统处理控制指令并操作相应的拾取工具28的旋转，以将支撑在其中的产品22正确定向到目标定向的程度内，并保持该定向直到产品从夹持器或郁金香体工具释放。

也可以改变拾取工具28的横向定位。可以在托架静止或运动时动态地调整拾取工具28在垂直于托架20所位于的轨道18的点的方向上的横向定位(参见图3C中的横向运动“D”)。成组的拾取工具28的横向定位相对于托架所在的轨道点被调整，使得最靠近包装机的产品容器的侧面与机器基准对准，尽管运动随被处理的产品容器的直径、形状或尺寸而变化。因此，拾取工具28组的横向位置以这种方式整体改变。拾取工具28的横向定位可以在平面内改变。运动平面通常平行于轨道18的平面(即在示例中是水平的)。

此外，可垂直于轨道18移动的拾取工具28允许产品搬运设备12与机器基准(即，产品应与之对准以进行适当处理的标称基准轴线或平面)对准。

本示例中的拾取工具28由支撑板48支撑，该支撑板48连接到致动器，该致动器配置成控制支撑板48和对应的拾取工具28在垂直于轨道的方向上的运动(参见图3C中的运动“D”)。

成组的拾取工具28还可以动态地并自动地保持在沿着致动的垂直极限之间的任何期望的高度处，或者以运动受控的方式(加速/减速/快速)竖直地向上或向下移动，拾取头可以例如执行拾取或下降或任何其他中间或重复操作。通过齿轮马达35致动的拾取工具28的竖直运动允许拾取工具28下降到产品22的顶部以接合产品22，然后上升以从进给输送单元14提升产品22。一旦拾取工具28已经移动到排出输送单元16，拾取工具28再次下降以将产品释放到排出输送单元16上，然后上升以离开排出输送单元16而不会与其上的产品碰撞。

除了在拾取工具28分别在进给输送单元14和排出输送单元16上接合和释放产品22处的限定的“低点”和拾取工具28将产品22从进给输送单元14移动到排出输送单元16处的“高点”之间运动之外，本实施例的产品搬运设备12配置成使得这些点可以被动态调整。也就是说，产品搬运设备配置成当拾取工具28围绕轨道18运动时调整拾取工具28的竖直运动轨迹。本示例的产品搬运设备12配置成当拾取工具28被定位成接合和释放产品22时调整拾取工具28的竖直位置，并且可以根据被搬运的一级产品容器的类型(例如，凭借郁金香体的长颈瓶与凭借罐盖夹持器或吸盘的饮料罐)来调整以使运动最小化。

因此，产品搬运设备12可以调整拾取工具28的高度轮廓以搬运具有不同高度的不同产品22。例如，在第一操作期间，产品搬运设备12可以拾取、重新排布和放置具有相对小的高度的铝罐。然后可以调整拾取工具28的高度轮廓，以允许相同的产品搬运设备12搬运750ml的更高的瓶子。与其他调整一样，产品搬运设备配置成选择性地和即时地进行该调整，以避免在生产不同一级产品(类型、形状、尺寸(直径/高度)、材料、质量等)之间切换时不必要的停机时间。

在本示例中，托架20上的所有拾取工具28一起竖直运动。托架20包括竖直致动器50，该竖直致动器50配置成相对于托架38和线性驱动动子32(因此轨道18和输送单元14、16)使托架20的大部分运动，以升高和降低拾取工具28。

在其它示例中，每个拾取工具28或较小的拾取工具28的子组可以配置用于受控的独立竖直运动(例如相对于轨道18、输送单元14、16以及彼此)。这可以通过为每个拾取工具28引入单独的线性致动器来实现，线性致动器位于托架20中的相应拾取工具28上方。对每个(或小组)拾取工具28的单独竖直控制可以增加灵活性，并且例如允许通过单个托架20拾取不同的产品。

与其它程度的可定制性一样，本示例中的拾取工具28的竖直运动由管理模块控制。远程管理模块生成控制指令，控制指令发送到托架22的控制系统。托架20处理控制指令并相应地控制拾取工具28的竖直运动。

当前描述的产品搬运设备12配置成使得轨道18可以被升高和降低。轨道18配置成与布置在轨道18上的托架20一起竖直运动。这提供了进一步的灵活性，并且主要用于针对被处理的一级容器的高度(即，对于本示例，在105mm最短罐和300mm最高玻璃瓶之间)来设定机器高度。如果使用与固定高度容器基部支撑的产品搬运单元不同的容器搬运系统，机器高度调整也可用于匹配进给/排出输送单元高度的可变要求。

本示例的拾取工具28配置成以位置和运动受控方式(竖直地、横向地(横向交叉行)、成组地旋转、单独地旋转、成组地偏移、在两个维度上轨道和间距调整)动态地和自动地运动。这些调整中的每一者独立于其他调整。这些调整可以独立或同时进行。这些调整中的每一者可以在静止时或在托架20围绕轨道18运动时进行。响应于接收或生成控制指令，可以选择性地进行这些调整中的每一者。这为产品搬运设备12提供了很大的灵活性。

现在转到图4A和图4B，其示出了产品搬运设备12的顶部和底部透视图。在该示例中，产品搬运设备12包括布置在轨道18上的12个托架20，轨道18包括由半圆形端部连接的两个平行侧(对应于进给长度30a和排出长度30b)。托架20沿图4A所示的逆时针方向绕轨道18行进。

这种一级搬运设备的容量可通过大小、尺寸、半径、轨道轮廓、动力、推进力、可达到速度、加速/减速速率、独立动子输送装置的精度和可重复性以及其上安装和管理的载具和工具的数量来调整。(例如，轨道轮廓可以较长并且可以具有半圆形、回旋线或椭圆形端部，以提供用于拾取、重新设置形式和排出或多次下降排出功能的大致区域)。

独立动子输送装置(例如，线性驱动器)的横截面可针对附加动力、力和负载(动子、工具和有效载荷)承载能力而变化。两个或更多独立的动子输送装置可以一个堆叠在另一个上方，并且与支撑托架20的机械联接的动子串联操作，从而可以搬运托架、工具和有效载荷(产品容器)的足够的悬臂承载能力。

为了满足动力要求，同时也满足某些紧凑尺寸和间距限制，这样的系统可以包括多个滑轨或感应式电源系统中的一者，其中一个堆叠在另一个之上和/或每个导体、每个托架具有一个或多个电力拾取器。

图4A示出了布置在进给长度30a的开始处的第一托架20a。拾取工具28还没有与产品22接合。在这种情况下，将产品预间距化成六个一组(未示出)。这可能取决于排出要求，例如最终二级包装形式或模式。

托架20a的拾取工具28被布置成与进给输送单元14上的六个产品22(图4A中未示出)接合，如上面讨论的。进给长度30a的中点周围的第二托架20b处于与六个产品22接合的过程中。托架20b沿着进给长度30a的运动与产品22沿着进给输送单元14的运动匹配，并且拾取工具28与相应的产品22对准。第三托架20c与六个产品22接合并支撑六个产品22，并且离开轨道18的进给长度30a部分。竖直致动器50使拾取工具28向下运动，使得它们与拾取工具28的接合部分内的产品22配合、接合并夹紧产品22。当托架20c离开轨道18的进给长度30a部分时，竖直致动器将动作以提升拾取工具28和产品22，从而将它们转移到排出输送单元16。可以看出，在图4A和图4B的示例中，并不是每个托架的所有拾取工具28都用于支撑产品22。

当产品22从进给长度30a移动到排出长度30b时，拾取工具28(因此产品22)被重新排布，例如以减小产品22的相邻行和相邻列之间的间距。这为产品22的成组或编组提供了较小的总体覆盖范围，并因此为二级包装(未示出)提供了更有效的排布。产品22也被重新定向，以确保产品上的标签在二级包装中面向一致的方向。

图4B示出了在排出长度30b的开始附近的托架20d。托架20d的八个拾取工具中的六个支撑产品22。竖直致动器50使拾取工具28降低，使得产品22位于排出输送单元16(未示出)上。

相邻的托架20e的拾取工具28已释放产品22，例如通过移除或反转负责夹紧产品22的每个拾取工具28中的气动压差或者机械地致动每个拾取工具28以释放产品22。托架20f朝向排出长度30b的端部定位，并且竖直致动器50再次将拾取工具28提升以远离排出输送单元16(未示出)，以避免与其上的任何产品22碰撞。托架20f将绕过轨道18的拐角并接近进给长度30a的起点，此时将重复该循环。

图5描绘了进给输送单元14。为了清楚起见，省略了产品搬运设备12的轨道18和托架20。

在该示例中，进给输送单元14包括接收产品22的传送带52。带52使底部支撑的产品沿着进给输送单元14朝产品搬运设备12的托架20运动。

在图5所示的特征之前，产品被接收并排列为选定的行数。在所示示例中，将产品组织成单行，用于单排包装(单行包装形式)。

进给输送单元14包括预间距化装置24。该进给输送单元12的预间距化装置24包括一对独立的动子输送轨道54(例如，线性驱动器)，尽管当单行产品穿过输入输送单元以进行所述单排包装时(单行包装形式(例如，1×2、1×3、1×4、1×5))，只有一条轨道是可操作的。两个独立的动子输送轨道54(例如线性驱动器)位于带52的两侧，轨道54的纵向侧与带52并排行进。多个安装在动子上的分离器56位于每个轨道54上，并且配置成绕轨道54行进。具有分离器56的第一轨道54用于接合单行的产品，抑制产品供应线路压力并以期望的间隔将包括期望数量容器的批量一级产品容器释放到产品搬运设备18的拾取区域中。两组轨道54和分离器56以相同的方式操作。

分离器56成形为当它们进入预间距化装置时与单行容器列队行接合。分离器56围绕其各自的轨道54被驱动以遵循运动轨迹，以适应被搬运的一级容器的类型和尺寸以及支撑被组装/处理的包装形式的产品的适当的间距化和批量释放。在本示例中，轨道54和分离器56形成线性马达的定子和动子，类似于轨道18和托架的定子和动子。对轨道54和分离器56使用线性马达提供了更高水平的独立控制和灵活性。在其它示例中，也可以采用其他布置，用于供应线路压力控制，并以所需的间距和线路压力的空隙将有序数量的产品分批释放到产品搬运设备的拾取区域处。

当分离器56接近带52时，楔形分离器56的末端位于沿着轨道54运动的两个相邻产品22之间。当产品22继续沿着带52运动并且分离器56继续围绕轨道54运动时，后续的分离器56位于两个随后相邻的产品22之间。通过控制分离器56围绕轨道54的运动，分离器56起到抑制产品供应线路压力、将产品22分离并因此间距化成选定数量的离散组的产品22的作用。在图5中，单行产品22被预间距化成三组。

一旦产品22被预间距化成组或编组，这些产品就被光学扫描装置26扫描以用于定位和定向。光学扫描装置26位于带52的两侧。针对定向的扫描是可选的，这取决于是否应用单个产品容器的重新定向，即它们都统一地面向给定方向或定向成面向给定方向。

光学扫描装置26在产品22通过装置26时扫描每个产品22。光学扫描装置26包括内部处理器，或者将图像数据传送到远程处理器(例如位于远程管理模块中)。该处理器配置成处理图像以确定产品22例如在平行于带52的二维平面中的特定位置，和/或产品22的取向(例如围绕产品的纵向轴线)。

相对位置(例如在跨越进给输送单元14的带52的横向上)用于确保存在产品，并且当托架20的拾取工具28与相应的产品22接合时，托架20的拾取工具28被正确定位。产品22的相对取向用于确定在转移到排出输送单元16期间拾取工具28必须使产品22旋转的程度，以便使产品22面向期望的方向。

如前所述，来自光学扫描装置26的数据由管理模块处理和使用以确定控制指令，所述控制指令被发送到托架20并由托架20执行以控制拾取工具28的操作。

图6示出了具有两行产品22的进给输送单元14。如上所述，产品22被预间距化成三列的组，因此在六个产品22的二乘三排布中。位于带52两侧的光学扫描装置26在产品22通过装置26时扫描产品22以确定产品22的相对位置和取向。该图示出了三个托架，第一托架20a，其处于与目标产品22对准的过程中；第二托架20b，其与产品22对准但尚未接合；以及第三托架20c，其与产品22接合并且支撑产品22，准备将它们移动到排出输送单元16。

图7A和图7B示出了两种不同排布的托架20。如上所述，拾取工具28配置成围绕公共轴线(例如，托架的中心线)共同旋转。图7A和图7B示出了两种不同排布的相同的托架20。在图7A中，拾取工具28被排布成拾取两行产品(例如跨越进给输送单元14的宽度)和四列产品(例如沿进给输送单元14的方向)。在第二排布中，如图7B所示，拾取工具28排布成四行和两列。托架20配置成使拾取工具28旋转90度以从第一排布移动到第二排布。虽然在图7A和图7B中未示出产品，但是当托架将产品从进给长度30a移动到排出长度30b时，可以进行这种重新排布。

图8A示出了与图7A的排布类似的另一托架20。在图8A中，托架20支撑六个产品22。图8B示出了托架20。在图8B中，每个托架20的拾取工具28已经围绕公共轴线一起旋转90度。图8B示出了，如果这些托架20在轨道18上彼此接近，则来自两个不同托架20的产品22可以在排出长度30b处被放置成单个组或排布。

图9和图10示出了产品22从轨道18的进给长度30a移动到轨道18的排出长度30b。如之前讨论的，产品搬运系统12配置成当产品22从进给输送单元14移动到排出输送单元16时重新排布它们。这种重新排布可以包括以下项中的任一者或全部：在行或列方向上调整相邻产品22之间的间距，围绕其自身轴线重新定向产品22，垂直于轨道18使产品22共同横向运动，以及围绕公共轴线旋转产品22。进一步的铰接使得行能够偏移半个产品间距，即与以行和列严格对齐相反，产品行可以是嵌套式的。与对齐的产品形式相比，嵌套式的产品模式阵列是可能的。进一步的排布也是可能的。

在图9和图10中，当两行和三列产品22从输入输送单元14移动到排出输送单元16时，它们围绕公共轴线旋转。产品22编组被旋转90度，使得在进给输送单元14处的产品22的列在排出输送单元16处变成产品22的行(反之亦然)。这提供了极大的灵活性，可以在输入变量范围更有限的情况下满足各种排出要求。

由于如图9和图10所示的旋转允许输入长度30a处的列数确定排出长度30b处的行数，并且列数由托架20的尺寸和预间距化操作确定，而不是由输入输送单元带52(例如)确定，因此可以用相同的设备来满足各种排出要求。这种排出要求可通过(例如)二级包装形式或模式排布指定。

在图9和图10所示的示例中，排出输送单元16配置成接收三行产品22。输入输送单元14不能提供三行产品22。然而，通过将输入输送单元14上的产品22预间距化成二乘三的排布，并且将这些排布旋转90度，产品22可以以三乘二的排布放置在排出长度30b处，从而满足排出要求。

图11A和图11B是在排出输送单元16上的产品22放置操作的顺序图像。如上所述，产品22以二乘三的排布从输入输送单元14拾取，并且在托架到达排出长度30b时由托架20和拾取工具28重新排布成三乘二的排布。产品22也被重新间距化，以便在行方向和列方向上彼此更靠近。

当使用线性马达使托架20绕轨道18运动时，每个托架20被独立地控制。因此，每个托架20可以具有与其相邻托架不同的加速度和速度。这允许托架20彼此接近以便于“双下降”，其中不止一个托架20将产品22以单组或单排产品22的形式放置在排出输送单元16上，例如以填充单个二级包装。

在图11A中，托架20a和托架20b已经完成了其下降，并且开始从放置的产品22移开。托架20c将其产品22c放置在排出输送单元16上的三乘六的二级包装的前缘处。托架20c已释放产品22c，并且拾取工具28正以上述方式竖直地提升远离排出输送单元16。

托架20c后面的托架20d已经接近排出长度30d并且已经被驱动从而接近前一托架20c。后一托架20d移动其产品22d以紧邻前一托架20c的产品22c。后一托架20d将其产品22d放置在前一个托架20c的产品22c旁边，作为同一组的一部分，放置在同一个二级包装中。

在图11B中，后一托架20d已经完成其下降，并且另一托架20e已经与其产品22e一起进入排出长度30b。以类似于图11A的后一托架20d的方式，另一托架20e将其产品22e作为与前两个托架20c、20d相同组的一部分放置。使用独立控制的托架20(例如使用线性马达驱动)允许随后的托架20以这种方式接近先前的托架20。这允许两行产品22的输入输送单元14用于尺寸为三乘六行(例如)的二级包装的排出输送单元16。

图12示出了具有输入输送单元14和排出输送单元16的产品搬运系统10的视图，输入输送单元14输送两行产品，并且排出输送单元16以三乘四的形式排出产品22。

图13是产品搬运系统10的俯视图，其中产品以两行提供给产品搬运设备12；托架20拾取以二乘四一组的产品22；并且产品22以四乘六的排布被排出到二级包装中(因此需要三个托架20来放置每组产品22以用于二级包装)。在四乘五的排布中(比四乘六排布短)，第三四乘二的产品下降凭借两个产品组组件之间的双下降分开。

图14是示出拾取和放置排布的示例性组合的表。“拾取”列示意性地示出了在进给长度处拾取的产品的数量和排布。“转移”列示意性地示出了大致在进给长度和排出长度中间的产品排布。“放置”列示意性地示出了产品在排出长度处放置时的数量和排布。

当产品搬运系统10配置成连续操作时，进给和排出输送单元的进给和排出速度必须匹配以确保产品22的稳定和恒定移动。因此，系统可以配置成监视和控制对应输送单元的进给速度和排出速度，以确保连续操作。

虽然上述示例将产品组旋转90度以基本上切换行和列，但是应当理解，本示例不限于90度旋转或任何特定旋转。产品搬运设备12的托架20配置成使拾取工具28和产品旋转任何角度。这打开了通向更多种类的产品排布和二级包装的门，例如，排布成不同于线性网格编组的产品22的排布。这种富有想象力的二级包装排布可以包括但不限于图16所示的任何嵌套式和/或对齐的包装模式。

图15示意性地示出了根据本发明的产品搬运系统10。产品搬运系统10包括管理模块60。本示例的管理模块60包括处理器、数据存储设备和无线通信装置。

产品搬运系统10还包括这样的产品搬运设备12a，其包括轨道18和多个托架20。产品搬运系统10还可以包括附加的产品搬运系统12b(以虚线示意性地示出)。产品搬运系统10包括与第一产品搬运设备12a相关联的进给输送单元14a和排出输送单元16a。产品搬运系统还可以包括进给输送单元14b和输出输送单元16b，其可以与单个或多个产品搬运设备关联。

管理模块60配置成控制和同步一个或多个产品搬运设备10的产品搬运操作。管理模块60配置成从产品搬运系统10接收数据、处理数据以及生成控制指令。这些控制指令在由一个或多个产品搬运设备12执行时，控制产品搬运设备12的操作。

本示例的管理模块60包括无线通信装置和/或有线通信装置/总线，用于从产品搬运设备12接收数据并向产品搬运设备12发送控制指令。管理模块60包括用于存储的数据存储设备，以及用于处理从产品搬运设备12接收的数据并生成控制指令的处理器。

管理模块60配置成从进给输送单元14a接收数据。例如，管理模块60接收与输入输送单元带52的速度有关的数据。管理模块60从预间距化装置24接收与该装置的操作有关的数据，例如与分离器56的位置和其围绕预间距化轨道54运动有关的数据。管理模块60从一个或多个光学扫描装置26接收与产品22在进给输送单元带52上的位置和取向有关的数据。可以利用有线或无线传送该数据。进给输送单元14a包括多个传感器，其配置成监控该数据以发送到管理模块60。

管理模块60配置成从排出输送单元16a接收数据。例如，管理模块60接收与特定于被组装或定位的每个包装组的排出输送单元的排出间距、速度和位置相关的数据。管理模块60可以从排出输送单元接收与到达轨道18的排出长度30b的产品22的所需排布有关的数据。这可以通过例如一级产品类型和尺寸以及所产生的二级包装形式的组合来指定。可以利用有线或无线传送该数据。排出输送单元16a包括多个传感器，其配置成监控操作并提供数据以发送到管理模块60。

在一些示例中，管理模块60可以从产品搬运设备12a的轨道接收数据。例如，管理模块60可以从轨道18接收与托架20的位置和运动有关的数据。可以利用有线或无线传送该数据。轨道18包括多个传感器，其配置成监控该操作并提供数据以发送到管理模块60。

管理模块60还配置成从托架20接收数据。管理模块60可以从托架20接收与托架20在轨道18a上的位置和运动有关的数据。管理模块60从托架20接收与对应的拾取工具28(以及因此支撑在其中的任何产品22)的排布有关的数据。管理模块60接收与以下任何项或全部项有关的数据：拾取工具28的旋转、拾取工具28在列方向和行方向中的任一者或两者上的间距、拾取工具28的取向、拾取工具28在垂直于轨道18的方向上的横向位置、以及拾取工具28的竖直位置。

如之前讨论的，所公开的托架20不受轨道18束缚。也就是说，在托架20和轨道18之间不存在永久的有线连接。这样，如之前讨论的，托架20包括用于与轨道和管理模块60中的任意一者或两者进行无线通信的无线通信装置。这样，上述数据由托架20无线传输。因此，该数据可以由管理模块60无线地接收。可替代地，由托架20无线发送的数据可以由服务于绕轨道18(或其无线通信装置)行进的托架安装的无线客户端的本地无线主机接收，并使用有线通信传送到管理模块60。

管理模块60配置成接收数据、处理数据并生成控制指令或致动信号。控制指令配置成控制产品搬运设备12的操作。致动信号可以配置成直接致动产品搬运设备12的各个装置。致动信号可以被传送用于直接控制致动装置(例如，郁金香体、夹持器、线性动子)，而不需要处理器或控制模块来执行控制指令。

管理模块60可以生成并传送用于进给输送单元14a、排出输送单元16a、轨道18和托架20中的任何一者或全部的控制指令或致动信号。进给输送单元14a、排出输送单元16a、轨道18和托架20中的每一者可以包括配置成接收控制指令的有线或无线通信装置以及配置成执行控制指令的处理器。

控制指令可以包括与以下项中的任一者或全部相关的指令：

·进给输送单元带52的操作，例如运动速度以确保产品搬运系统10的连续操作；

·排出输送单元带的操作，例如运动速度以确保产品搬运系统10连续操作；

·预间距化装置24的操作，例如以确定在进给长度30a处产品的编组；

·一个或多个托架20围绕轨道18的同步运动，例如以便于在进给长度30a处拾取产品22，将产品移动到排出长度30b，并且以正确的排布放置产品并且在排出长度30b处正确地分组；

·在输入长度30a处拾取工具28的排布和位置，以便于与产品22接合；

·拾取工具28的竖直运动以使得拾取工具28能够与产品22接合，并且产品22和拾取工具28绕轨道18运动而不发生碰撞；

·拾取工具28的操作(即接合和释放产品22，例如通过激活和去激活气动装置)；

·通过绕公共轴线旋转拾取工具28的编组来改变拾取工具28(以及支撑在其中的任何产品22)的排布；

·通过将一个、一些或每个拾取工具28绕其轴线重新定向，对拾取工具28(和支撑在其中的任何产品22)的排布进行任何所需的改变；

·通过在行方向和列方向中的任一者或两者上调整产品的间距，对拾取工具28(以及支撑在其中的任何产品22)的排布进行任何所需的改变，以及

·通过在垂直于轨道18的方向上共同移动拾取工具28，对拾取工具28(以及支撑在其中的任何产品22)的排布进行任何所需的改变。

图16是示出拾取和放置排布的示例组合的另一表。图16的一些示例示出了“嵌套式”组合(参见以Axx、Bxx、Cxx、Dxx和Jxx开头的模式ID)。这种嵌套式排布(其中相邻行偏移)可以通过使第一行相对于第二行在平行于托架移动方向偏移，然后在横向方向上减小行之间的距离来实现。

模式ID Exx和Gxx的示例涉及多个托架将产品放置在单个输出/排出排布中，以及单个托架将产品放置在两个单独的产品排布中。

以上仅通过示例描述了本发明。可以在所附权利要求的范围内对本发明进行详细的修改。此外，来自一个示例的特征可以与替代示例组合，除非这种组合是明确排除的。

Claims (17)

1.一种产品搬运设备，包括：

连续回路，其包括：

进给长度；和

排出长度；

托架，其配置成在所述进给长度和所述排出长度之间围绕所述回路行进；所述托架包括：

第一拾取工具，其配置成选择性地接合第一产品；和

第二拾取工具，其配置成选择性地接合第二产品；

其中，所述产品搬运设备配置成在所述进给长度处拾取按第一排布进行排布的第一产品和第二产品，并且在所述排出长度处按与所述第一排布不同的第二排布放置所述第一产品和所述第二产品。

2.根据权利要求1所述的产品搬运设备，其中，所述托架包括以至少一行设置的多个拾取工具。

3.根据权利要求1或2所述的产品搬运设备，其中，所述第一拾取工具和所述第二拾取工具能够被重新排布，以用于在所述进给长度处拾取多种不同排布的产品。

4.根据前述权利要求中任一项所述的产品搬运设备，其中，所述第一排布和所述第二排布中的每一者由以下项限定：

所述第二产品相对于所述第一产品的位置；

所述第一产品和所述第二产品垂直于所述回路的位置；

所述第一产品和所述第二产品的间距；和

所述第一产品和所述第二产品中的每一者的取向；并且

其中，所述第二排布的相对位置、垂直位置、间距和取向中的至少一者与所述第一排布中的不同。

5.根据前述权利要求中任一项所述的产品搬运设备，其中，

所述托架配置成在所述进给长度处将所述第一拾取工具和所述第二拾取工具按所述第一排布进行排布，并且随着所述托架移动到所述排出长度，将所述第一拾取工具和所述第二拾取工具移动到所述第二排布；以及

所述托架配置成围绕共同的竖直轴线旋转所述第一拾取工具和第二拾取工具，以便改变所述第一拾取工具和所述第二拾取工具或支撑在其中的产品的相对位置。

6.根据前述权利要求中任一项所述的产品搬运设备，其中，

所述托架配置成在所述进给长度处将所述第一拾取工具和所述第二拾取工具按所述第一排布进行排布，并且随着所述托架移动到所述排出长度，将所述第一拾取工具和所述第二拾取工具移动到所述第二排布；并且

所述托架配置成在所述托架所在的点处垂直和/或平行于所述回路平移所述第一拾取工具和/或所述第二拾取工具。

7.根据前述权利要求中任一项所述的产品搬运设备，其中，

所述托架配置成在所述进给长度处将所述第一拾取工具和所述第二拾取工具按所述第一排布进行排布，并且随着所述托架移动到所述排出长度，将所述第一拾取工具和所述第二拾取工具移动到所述第二排布；并且

所述第一拾取工具和所述第二拾取工具配置成朝向彼此或远离彼此移动，以便改变所述第一拾取工具和所述第二拾取工具或支撑在其中的产品的间距。

8.根据前述权利要求中任一项所述的产品搬运设备，其中，

所述托架配置成使所述第一拾取工具和所述第二拾取工具竖直运动。

9.根据前述权利要求中任一项所述的产品搬运设备，其中，所述托架是第一托架，并且所述产品搬运设备还包括第二托架，所述第二托架配置成在所述进给长度和所述排出长度之间围绕所述回路行进；所述第二托架包括：

第一拾取工具，其配置成选择性地接合产品；和

第二拾取工具，其配置成选择性地接合产品；

其中，所述第二托架配置成独立于所述第一托架围绕所述回路行进，使得所述产品搬运设备配置成改变所述第一托架和所述第二托架之间的间隔。

10.根据权利要求9所述的产品搬运设备，其中，

所述第一托架配置成在所述进给长度处拾取第一产品和第二产品；

所述第二托架配置成在所述进给长度处拾取第三产品和第四产品；并且

所述第一托架和所述第二托架配置成在所述排出长度处按单个排布放置所述第一产品、所述第二产品、所述第三产品和所述第四产品。

11.一种产品搬运系统，包括根据权利要求1至10中任一项所述的产品搬运设备。

12.根据权利要求11所述的产品搬运系统，还包括：

进给输送单元，其用于在所述进给长度处将产品进给到所述产品搬运设备；和

在所述排出长度处的排出输送单元，其用于将产品从所述产品搬运设备的所述排出长度转移开；

其中，所述回路的所述进给长度对应于所述进给输送单元，并且所述回路的所述排出长度对应于所述排出输送单元。

13.根据权利要求12所述的产品搬运系统，还包括：

管理模块，其配置成控制所述产品搬运设备、所述进给输送单元和/或所述排出输送单元；所述管理模块包括：

通信装置，其配置成从所述产品搬运设备、所述进给输送单元和/或所述排出输送单元接收操作数据；以及将控制指令或致动信号发送到所述产品搬运设备、所述进给输送单元和/或所述排出输送单元；

处理器，其配置成处理从所述产品搬运设备接收的所述操作数据，并且生成用于所述产品搬运设备的所述控制指令或致动信号。

14.一种用于搬运产品的方法，所述方法包括：

将包括第一拾取工具和第二拾取工具的托架移动到连续回路的进给长度处；

在所述进给长度处拾取按第一排布进行排布的第一产品和第二产品；

将所述第一产品和所述第二产品从所述回路的所述进给长度处围绕所述连续回路的一部分移动到所述回路的排出长度处；以及

在所述排出长度处按与所述第一排布不同的第二排布放置所述第一产品和所述第二产品。

15.一种产品搬运系统，其包括：

产品搬运设备，其包括：

托架，其包括：

第一拾取工具，其配置成选择性地接合第一产品；和

第二拾取工具，其配置成选择性地接合第二产品；

其中，所述产品搬运设备配置成在第一位置处拾取所述第一产品和所述第二产品并且将所述第一产品和第二产品放置在第二位置处；

所述产品搬运设备还包括：

通信装置，其配置成接收控制指令或致动信号以控制所述托架，使得所述托架能够拾取和放置所述第一产品和所述第二产品；

所述产品搬运系统还包括：

管理模块，其配置成控制所述产品搬运设备；所述管理模块包括：

通信装置，其配置成从所述产品搬运设备接收操作数据，以及将控制指令或致动信号发送到所述产品搬运设备；

处理器，其配置成处理从所述产品搬运设备接收的所述操作数据，并且生成用于所述产品搬运设备的所述控制指令或致动信号。

16.一种用于管理产品搬运系统的方法，所述方法包括：

从产品搬运设备接收操作数据；

处理从所述产品搬运设备接收的所述操作数据；

生成用于控制所述产品搬运设备的控制指令或致动信号；

将所述控制指令发送至所述产品搬运设备。

17.一种在产品搬运设备中使用的托架；所述托架包括：

第一拾取工具，其配置成选择性地接合第一产品；和

第二拾取工具，其配置成选择性地接合第二产品；

其中，所述托架配置成拾取按第一排布进行排布的第一产品和第二产品，并且按与所述第一排布不同的第二排布放置所述第一产品和所述第二产品。