CN1328117C - 用柔性带捆扎物品包裹的设备和方法 - Google Patents

Abstract

用柔性带捆扎物品的设备和方法包括一个送进与张紧装置、一个送进驱动轮和一个送进压轮、一个初次张紧驱动轮和一个初次张紧压轮、以及一个二次张紧驱动轮和二次张紧压轮，其中至少一个压轮被一个电磁线圈可控地偏压在相关的驱动轮上，改变电磁线圈的调制脉冲宽度使电磁线圈被控制成两个阶段：一个提供全部送进或张紧力的第一阶段和一个提供减小送进或张紧力的第二阶段。在另一个实施例中，送进与张紧装置包括内、外导向件，形成一条通过送进与张紧装置的带通道，提供了万一带被卡住时可以方便进入带路线来清理带的路线。在另一个实施例中，一个轨道组件包括了提供构造模块化的许多段。每个段包括一个装在至少一个支承件上的挡板，以及一个可转动地装在至少一个支承件上的开槽盖板，盖板可在远离挡板的打开位置和靠近挡板的关闭位置之间移动。

Description

用柔性带捆扎物品包裹的设备和方法

技术领域

本发明涉及了用柔性带捆扎物品包裹的设备和方法。

背景技术

已经开发了许多高速、自动的捆扎机，如在美国专利号3,735,555；3,884,139；4,120,239；4,312,266；4,196,663；4,201,127；3,447,448；4,387,631；4,473,005；4,724,659；5,379,576；5,414,980；5,613,432以及5,809,873中发布的捆扎机。如这些专利设备所公开的，一条传送带通常把包裹高速传送到一个捆扎工位，在传送带把已捆扎包裹移出设备之前在那里自动地捆扎带。

美国专利No.5,613,432公开了一种弓型带引导件，其包括拐角元件和平直元件，每个都具有相同的形状和大小，其中这些元件以能够在弓形单元中摆动的方式相互连接，从而可以根据待捆扎物品的大小很容易地制造各种尺寸的带引导件。

典型的捆扎机采用一个初始或初次张紧装置，对环绕包裹的带提供一个初始张紧力。此后用一个二次张紧装置来增加或加强带的张紧。然后用一个封接头来封接带，通常采用了加热刀机构，来完成捆扎操作。

图1是按照先前技术的一个捆扎机100，如在Shibazaki等发布的美国专利号5,414,980中所表示和描述。捆扎机100包括以下均装在一个壳体或框架110上的主要部件：一个带分配器112、一个存储器114、一个送进与张紧装置116、一个轨道118、一个封接头122以及一个控制系统124。此外，有些设备还具有一个二次张紧装置120(图中未示)，如Dorney等发布的美国专利号3,552,305所示的类型。机器的基本操作包括一个送进周期和一个捆扎周期。在送进周期内，由一个送进与张紧马达从装在分配器112上的一个带卷上拉出带，并且通过存储器114、送进与张紧装置116、封接头122以及轨道118送进带。在带已经环绕轨道118送进和返回到封接头之后，捆扎周期开始。

在捆扎周期内，捆扎机完成几个功能。首先，捆扎机的封接头122夹住带的自由端，牢固地夹持它。其次，在一个初次张紧的程序中，一个轨道导向件机械地打开，当送进与张紧马达环绕包裹拉拽带时从轨道118把带拉出。

当初次张紧程序完成时，可以由二次张紧装置120施加附加的带的张紧。当这个二次张紧过程完成时，封接头122夹住带的供料一侧。然后由一个加热刀片加热重叠的带区，被一个压板压在一起，并且由一个带切刀140从供料端切断带。

在封接过程之后，再次对准通过封接头122的带的路线，送进程序可以开始。封接头122继续转动，容许在送进程序继续的同时冷却封接处。在捆扎周期终了时，释放已封接的带，捆扎机100准备重复送进周期。

虽然采用先前技术的捆扎机100可以达到所希望的效果，但存在一些操作上的缺点。例如，先前技术的送进与张紧装置116通常包括一系列复杂的带导向件。带必须通过带导向件送进，在分配器112和封接头122之间承受了几次拐弯和转圈。现有的捆扎机通常在带到达轨道之前，使带转弯了总共360度或更多。在带路线中的拐弯和转圈会引起带的弯折，结果是会导致送进的困难。如果带被卡在送进与张紧装置116中，则从复杂的一系列带导向件中清理带的路线是费时间的，并且需要机器的停机时间。

先前技术捆扎机的另一个缺点是封接头122和送进与张紧装置120的驱动组件通常为具有一个或多个齿轮箱的复杂设计。往往这些齿轮箱是复杂的，必须通过90度角来传递驱动力。一般说，驱动组件的制造成本随设计复杂性而增加，添加到捆扎机的最终成本上。

发明内容

本发明对先前技术的捆扎机做了改进，提供了附加的好处，如提供了设备的可变化性，可以方便地改变设备来符合各种生产和包装需求，以及采用了一个控制系统，监测操作信号和相应地传送控制信号。

在本发明一个方面特征中的一个送进与张紧装置包括三组轮子：(1)包括一个送进驱动轮和一个送进压轮的送进组(2)包括一个初次张紧驱动轮和一个初次张紧压轮的初次张紧组(3)包括一个二次张紧驱动轮和一个二次张紧压轮的二次张紧组，其中至少送进压轮、初次送进张紧压轮或二次张紧压轮之一与一个电磁线圈连接，电磁线圈根据供应到线圈的压紧信号，可控地把压轮偏压在相关的驱动轮上，压紧信号具有一个提供全部压紧力的第一脉冲宽度调制阶段和一个提供减小压紧力的第二脉冲宽度调制阶段。

在初次张紧操作中，一个控制系统监测来自一个送进压轮位置传感器的位置信号，并在滑动状态被确定时终止初次张紧。然后控制系统开始二次张紧操作。二次张紧操作持续一个预定的时间，然后控制系统开始一个连结操作来固紧环绕包裹的带。

在本发明的另一个方面的特征中，送进与张紧装置的三组轮子或滚轮的构形提供了一条减少带弯曲的简化的带路线，由此减少了摩擦和相应的的送进困难。或者是，可以把送进与张紧装置的驱动轮定位在与包裹对着的带的另一侧，以减少包裹碎屑的不利影响。在另一方面特征中，送进与张紧装置包括内、外导向件，形成了通过送进与张紧装置的带的一条通道。内、外导向件的构形提供了万一带被卡住时可以方便进入带路线来清理带的路线。

在本发明的又一个方面特征中，一个带材存储室包括一个第一侧壁，它具有许多从侧壁突出的安装柱，每个安装柱具有许多设在其中的安装孔，一个第二侧壁具有许多与安装柱对准并可滑动配合的安装开孔，许多销座在安装开孔附近定位，以及许多止动销可拆卸和可调节地与安装孔和销座配合。第一和第二侧壁大致形成一个室，其中可以存储带。去除止动销，重新定位第二侧壁到所希望的位置，以及重新把止动销放到所希望的孔内，可以方便和快速地调节室的宽度，以适应带的宽度变化。

在本发明的又一个方面特征中，轨道组件包括了提供结构模块化的许多段。每段包括一个装在至少一个支承块上的挡板和一个开槽盖板，开槽盖板可转动地装在挡板附近的至少一个支承块上，并且可以在离开挡板的打开位置和靠近挡板的闭合位置之间运动，一个偏压件与开槽盖板配合，对开槽盖板施加一个偏压力，迫使开槽盖板朝着闭合位置。偏压力小到足够使得带材中的张紧力可以克服偏压力，由此起动开槽盖板朝着打开位置，容许在张紧周期内带材从导向通道脱出。在送进周期内，带材在开槽盖板的外表面上施加一个闭合力，迫使开槽盖板处于闭合位置。在另一方面特征中，开槽盖板可转动地装在导向销上，导向销大致平行于在导向通道内的带材路线。

在另一方面特征中，一个用于切断带材的切割组件包括一个压板和一个切刀，切刀沿其第一刀刃具有第一刀片和沿其第二刀刃具有第二刀片，切刀可拆卸和变动地与压板配合，使得至少第一或第二刀片之一与带材配合。在另一方面特征中，至少第一和第二刀刃之一相对于切刀的相邻刀刃倾斜一个倾斜角。

本发明还提供了采用可释放地容纳和引导带材的一个轨道组件，用带材来捆扎一个或几个物品的方法，包括：环绕轨道组件容纳和引导带材；在一个打开位置和一个闭合位置之间转动一个开槽盖板；在开槽盖板上施加一个偏压力，迫使开槽盖板朝着闭合位置，以保持带材在尺寸可容纳带材的导向通道内；以及对带材施加张紧力，张紧力足以克服偏压力来起动开槽盖板朝着打开位置，以容许带材从导向通道脱开。

根据以下详细描述，对于熟悉该技术的人员来说，本发明的这些和其他好处将会变得很明显。

附图说明

图1是先有技术中一个捆扎机的前视图和部分分离图。

图2是按照本发明一个实施例的捆扎机的等角视图。

图3是按照本发明一个实施例的封接头的等角视图。

图4是图3封接头的俯视图。

图5是图3封接头的后视图。

图6是图3封接头的压板和切刀的等角视图。

图7是按照本发明一个实施例的主驱动组件的等角视图。

图8是图7主驱动组件的俯视图。

图9是图7主驱动组件的侧视图。

图10是按照本发明一个实施例的送进与张紧装置的第一个等角视图。

图11是图10送进与张紧装置的第二个等角视图。

图12是图10送进与张紧装置的带路线的部分前视图。

图13是图10送进与张紧装置的初次张紧压轮和距离传感器的部分等角视图。

图14是按照本发明一个实施例的存储器的分解等角视图。

图15是图14存储器的前视图。

图16是图14存储器的俯视图。

图17是按照本发明一个实施例的分配器的等角视图。

图18是图17分配器的俯视图。

图19是按照本发明一个实施例的轨道的等角视图。

图20是沿20-20线所取的图19轨道直段的部分剖视图。

图21是图19轨道角段的等角视图。

图22是图6压板和切刀的分解等角视图。

图23是图10送进与张紧装置的成对内、外带导向件的部分分解的放大等角视图。

图23A是图23内、外导向件的剖视图，说明内、外导向件建立的导向槽。

图24是沿24-24线所取的图15存储器的剖视图。

图25是图19轨道直段的部分分解的等角视图。

在附图中，相同的编号表示完全相同或基本相似的元件或步骤。

具体实施方式

本发明公开的内容是指捆扎物品包裹的设备和方法。在以下描述和图2-25中，叙述了本发明某些实施例的具体细节，以提供对这些实施例的彻底理解。但是，一般熟悉该技术的人员将理解到，本发明可以具有补充的实施例，以及可以实施本发明而没有以下描述中所述的某些细节。

图2是按照本发明一个实施例的捆扎机200的等角视图。捆扎机包括七个主要分组件：一个框架210、一个控制系统220、一个分配器250、一个存储器300、一个送进与张紧装置350、一个封接头400、一个驱动组件500、以及一个轨道450。这些分组件为模块化构造，容许它们用于多个框架构形中。

在整个以下讨论和附图中，带材被表示和属于一种特定的材料类型，即一种平的双面带状材料。这里采用这种方式主要是为了简化本发明设备和方法的描述。但是，应该理解到，这里公布的几种方法和设备同样可以应用于各种类型的带材，而不仅是附图中所示的平双面带状材料。因此，作为这里采用的名称“带”或“带材”应该理解为包括用于捆扎物品的所有类型的材料。

首先参照各个附图来描述捆扎机200的整个操作，此后，详细描述个别的部件。简单说，捆扎机200的操作包括从位于分配器250(图17-18)上的带卷204放松带202，以及通过存储器300(图14-16)、送进与张紧装置350(图10-13)、封接头400(图3-5)和环绕轨道450(图19-20)来送进带202的自由端206。在环绕轨道450送进了带202之后，把自由端206送回到封接头400中。此时带202被定位来开始一个捆扎周期。

捆扎周期开始时，封接头400(图3-5)中的几个封接头凸轮402开始转动，迫使一个左夹头404把压紧带202的自由端206压紧在一个砧板406上。在把带202夹住在封接头400之后，送进与张紧装置350(图10-13)从轨道450拉回带202。当带202从轨道450拉出时，由一个送进与张紧马达361(图10)环绕位于捆扎工位208(图2)的物品包裹(图中未示)把带202张紧。当带202环绕包裹被张紧时，一个初次张紧压轮352(图10)停止转动。一个距离传感器354(图13)探测到初次张紧压轮352(图12)已不转动，开始二次张紧过程。

最好是，凸轮402作为摆线凸轮来操作，容许封接头400以增加的速度平稳地操作，使凸轮随动件的压力角为最小来延长凸轮寿命。作为这里所用的名称“摆线凸轮”意味着一个这样的凸轮，它具有由采用正弦加速度函数产生的摆线位移，正弦加速度函数在其开始和终了时幅值为零，对函数积分可得到随动件的速度和位移。

施加第二张紧力直到一个驱动轮离合器356(图7-8)在预设定点上打滑为止，封接头400转动到足以用右夹头408夹住带202。在带202被右夹头408夹住之后，释放带202自由端206上的张紧力，用切刀414(图3和图6)把环绕包裹的带202与带卷204切开。然后在带202的两个重叠端之间插入一个加热刀片410(图3)来加热它们，并且用一个压板412(图3)把带202稍微压到刀片410上。然后稍微降低压板412，并且从两个带端之间退出加热刀片410。接着，压板412把带的两端同时压在砧板406(图3)上来压接和冷却。当封接头凸轮402继续转动时，压板412稍微降低，容许打开砧板406和释放已封接的带。在带被释放之后，砧板406闭合，并且送进带202通过封接头400，环绕轨道450，返回到封接头400中，以及最终起动一个送进停止开关416(图3)，由此完成了捆扎周期。

有两个操作模式：手动和自动。手动模式在操作者起动一个开关时捆扎一条或多条带。自动模式在一个移动包裹起动一个开关时捆扎一条或多条带。在传送带生产线中采用自动模式，并且与其他自动机械相结合。

如图2所示，框架210包括一个主支承件212、可调节腿214和盖板216。框架210对捆扎机200的所有其他分组件提供了结构支承。在这个视图中，沿着一般为逆时针的带送进方向209，环绕轨道450送进带202。

捆扎机200受到一个控制系统220的控制，控制系统220可以包括一个编程的逻辑控制器222(图3)，它结合各种输入和输出装置进行操作，并且控制着捆扎机200的主要分组件。例如，输入装置可以包括瞬时和保持的按钮、选择开关、搬钮开关、限程开关和感应式距离传感器。例如，输出装置可以包括固态和通用继电器、电磁线圈和指示灯。输入装置被控制器222扫描，在一个控制器程序224中修正它们的开/关状态。控制器222执行控制器程序224和相应地修正输出装置的状态。以下更详细地描述控制器222的其他控制功能。

在一个实施例中，可编程的控制器222及其相关的输入和输出装置可以采用24V直流电源供电。控制器222、电源、继电器和保险丝可以包含在一个控制板(图中未示)内。瞬时和保持按钮、选择开关和搬钮开关可以位于一个控制悬架或控制板盖上。限程开关、感应式距离传感器和电磁线圈通常位于捆扎机内的使用位置上。至少一个指示灯可以装在轨道450顶上，稳定地发光来指示缺乏带的状态，以及闪烁发光来指示误送带的状态。

适用于捆扎机200的一个商用可编程控制器222是由新加坡Triangle Research International Pte公司制造的T100MD1616+PLC。这个装置包括16个NPN型的数字输出，其中4个为NPN Darlington功率晶体管类型，12个为N通道功率MOSFET类型。两个输出能够产生一个脉冲宽度调制(PWM)信号，具有在编程软件中确定的频率和工作周期。还包括了10位模拟-数字转换器的4个输入通道。其中两个输入通道被一个x5增益的工作放大器隔离，接收0-1V全范围的模拟信号。其余两个通道不被隔离，接收0-5V全范围的模拟信号。装置包括一个5V(±1％精度)稳压直流电源，用作模拟输入的电压基准。一个8位数字-模拟输出的单通道利用了0-20mA电流环路信号，也留在PLC上。

T100MD1616+PLC具有多个数据交换口，包括一个用于程序上载、下载和监测的RS232C口、一个两线的RS485网络口、一个将来可能用作诊断显示驱动器的14针LCD显示口，以及一个用于扩展的口。PLC本身受到一个同时具有EEPROM和RAM内存备份的定制CPU控制。例如，用于控制器222编程的控制器程序224可以包括Triangle Research International Pte公司现有的Trilogi编程软件，以及可以同时包括阶梯逻辑和Tbasic型码(在www.tri.com.sg/index.htm上有更充分的描述)。

图3是图2捆扎机200的封接头400的等角视图。图4和5分别是图3封接头400的俯视图和后视图。图6是图3封接头400的压板412和切刀414的等角视图。封接头400包括一个马达驱动的主轴418和完成夹住、封接和切割功能的一系列凸轮402。这些凸轮402驱动三个滑动件422和三个转动臂424(图5)。一个滑动件422与右夹头408连接，另一个滑动件422与左夹头404连接，以及第三个滑动件422与压板412连接。滑动件422完成夹住、封接和切割功能，而转动臂424在捆扎周期内按需要把内滑板420、砧板406和加热刀片410移入和移出带的路线。

图22是图6压板412和切刀414的分解等角视图。如图所示，压板412包括一对小的安装凸块411，切刀414包括了安装凹口413。一个弹簧415设在切刀414和压板412之间，弹簧415的一端部分地设在压板412中的座孔417内。切刀414在两端具有刀刃419，容许切刀414反向装在压板412上，以增加工作寿命。在图22所示的实施例中，刀刃419倾斜了一个α角。虽然可以采用很宽范围的刀刃角α，但最好刀刃角在约9度或更小的范围。

在装配时，把弹簧415压在切刀414和压板412之间，直到两个安装凹口413滑动地与两个安装凸块41 1配合为止。可以注意到，靠近切414每一端，切刀414具有一对安装凹口413，容许切刀414反向安装在压板412上。然后切刀414和压板412牢固地定位在左、右夹头404，408之间，依靠这些零件的压力保持弹簧415的压缩。然后切刀414和压板412与第三个滑动件422配合。这种设置提供了必要的剪刀作用来切断带202。

图6和22所示的切刀414和压板412组件的优点是：依靠切刀414滑动地配合在压板412上，切刀414可拆卸和可更换地装在压板412上。与先前技术的装置相比，这容许更方便地拆卸切刀414来更换或维护切刀。切刀414的可反向性也使部件的使用寿命基本上增加一倍。

图7是按照本发明一个实施例的主驱动组件500的等角视图。图8和9分别是图7主驱动组件500的俯视图和侧视图。主驱动组件500包括一个主驱动马达502，它驱动一个封接头驱动带508和一个驱动轮带510。封接头驱动带508和驱动轮带510最好是“带齿”带。封接头驱动带508直接与一个弹簧离合器504连接。驱动轮带510在一对驱动带轮512上转向约90度，与驱动轮离合器356连接。如图7所示，例如依靠导线223，把驱动马达502、弹簧离合器504以及驱动轮离合器356在操作上与控制器222连接。

主驱动组件500的一个优点是：驱动轮离合器356由驱动轮带510驱动，它在驱动带轮512上转向了约90度。这种设置通常称为“牵引驱动”，消除了在先前技术捆扎机的驱动系统中通常看到的90度齿轮箱。因此，减少了主驱动组件500的复杂性和制造成本，改进了可靠性和可维护性。

在附图所示的实施例中，弹簧离合器504是盘绕弹簧离合器，驱动轮离合器356是电磁离合器。或者是，可以采用其他弹簧离合器504和驱动轮离合器356实施例。弹簧离合器504在周期的每个阶段中把封接头凸轮402停止在适当转动角度上，并且在每个周期终了把凸轮402停止在其原始位置上。如上所述，驱动轮离合器356在一个扭矩上打滑，这个扭矩由供应到电磁驱动轮离合器356内一个线圈的电压来确定。驱动轮离合器356中的打滑确定了作用到带202上的二次张紧量。

依靠封接头驱动带508和装在封接头主轴418(图3)一端上的弹簧离合器504(图7和8)，主驱动马达502驱动封接头400。主轴418的转动使键接凸轮402(图3和5)转动和完成所需的夹住、封接和切割功能。在第一转动期，主轴418转动到弹簧离合器504三个停止位置的第一个，使切刀-夹头组件426夹住带202和使内滑板420移出带的路线。然后主驱动马达502张紧环绕包裹的带，这将在下面作更充分描述。当带的张紧完成时，控制器222对弹簧离合器施加一个脉冲，容许凸轮402在第二转动期中转动。

在第二转动期中，右夹头404夹住就在送进停止开关416之前的已张紧的带，然后释放带中的张紧力。在张紧力释放之后，升高压板412和切刀414(图6和22)来切割带202，并且把带压到加热刀片410上。当带在加热刀片410上熔化时，凸轮402继续转动通过一个凸轮曲线的同心区。在经过预定的熔化时间之后，压板412和切414稍微后退，容许加热刀片410退出。

在加热刀片410退出之后，再次升高压板412，把带202的两个已熔化端压在一起来冷却和封接。在第三转动期中，封接头主轴418继续转动，直到一个离合器的触发器428使弹簧离合器504脱开时为止。封接头400在一个预定时间上保持这个位置，直到控制器222再次对弹簧离合器504内的弹簧离合器电磁线圈506(图中未示)通电时为止。凸轮402的继续转动释放了压板412，并且把左、右夹头404，408降到其原始位置上。然后凸轮402之一转动砧板406通过一对分离器430离开带的路线。当砧板406转动时，分离器430把带推离砧板406。在带202离开封接头400之后，砧板406封闭，凸轮402达到其原始位置。在原始位置上，当送进停止开关416(图3)给控制器222发信号来开始另一个送进程序时，弹簧离合器504达到第三个和最后的停止位置。

图10是按照本发明一个实施例的送进与张紧装置350的第一个等角视图。图11和12分别是图10送进与张紧装置350的第二个等角视图和部分前视图。如图12中最好地看出，在送进与张紧装置350中有三组轮子：(1)包括一个初次张紧驱动轮360和一个初次张紧压轮352的初次张紧组(2)包括一个二次张紧驱动轮362和一个二次张紧压轮364的二次张紧组(3)包括一个送进驱动轮366和一个送进压轮368的送进组。

送进与张紧装置350在三组驱动轮和压轮的每一组之间压紧带202。分别由送进压紧电磁线圈370a、初次张紧压紧电磁线圈370b和二次张紧压紧电磁线圈370c把送进轮、初次张紧压轮和二次张紧压轮366，360，362配合靠到带202上。驱动轮离合器356被来自主驱动马达502的驱动轮带510所驱动。初次张紧和送进驱动轮360，366被装在送进与张紧马达361上的二次驱动带372所驱动。二次张紧驱动轮362被驱动轮离合器356所驱动，驱动轮离合器356被来自主驱动马达502的驱动轮带510所驱动。如图10和11所示，由导线223把送进与张紧马达361，以及电磁线圈370a，370b，370c在操作上与控制器222连接。

与先前技术的捆扎机不同，它们在达到轨道之前在送进与张紧装置中绕着几个拐弯把带送进，而捆扎机200的特征是简化了带的路线(图12)，容许按照比先前可达到路线更直的路线送进带。路线在供料的分配器250开始，分配器位于与送进与张紧装置对着的捆扎机的另一侧。这个位置还使得带能够沿着较少曲折的路线送进。如图12所示，驱动轮360，366和362被定位成一个近似三角形方位，带202通过一个近似为“V形”的带路线，它具有约20度到约40度范围的夹角。带的较少弯曲减小了整个系统的摩擦，增加了带送进的可靠性。较少的弯曲也减小了带永久变形和送进困难的倾向。因此，本发明的送进与张紧装置350有利地减少或消除了导致送进困难的带的弯折。尽管先前技术的捆扎机通常在到达轨道之前使带转弯了总共360度或更多，送进与张紧装置350大大降低了带的转弯量。例如，在附图中所示的实施例中，当带开始从分配器250通过捆扎机到封接头400时，使带转弯了约180到约220度之间。

当带202通过每组压轮时，许多内导向件374和许多外导向件376使带202与封接头400保持一致。图23是图10送进与张紧装置350的成对内、外带导向件374，376的部分分解的放大等角视图。如图23中最好地看出，每个“L形”内导向件374具有大致为L形的截面，并且连接到一个匹配的“L形”外导向件376上，形成了一个可通过带202的带通道380。图23A是内导向件374和外导向件376的截面图，说明了由内、外导向件形成的导向通道来引导带材202。

由许多止动钮379把内、外导向件374，376固定定位在许多导向销378上，虽然也可以采用其他多种固定装置，上述导向销378从送进与张紧装置350的挡板382(图10)突出。在图10中，在初次张紧压轮和驱动轮352，360附近从带的路线去除了外导向件376之一，来提供“L形”内导向件374之一的视图。

在送进程序中，带202被压紧在送进驱动轮和压轮366，368之间。在一个实施例中，送进驱动轮和压轮366，368作用的送进力由一个调制脉冲宽度的电磁线圈370a分两个阶段来调整：依靠改变送进压紧电磁线圈370a的调制脉冲宽度，第一阶段提供了整个送进力和第二阶段提供了减小的送进力。因为电磁线圈370a施加在带202上的压紧力着所供电压而变化，对电磁线圈370供应一个调制脉冲宽度的电压信号，提供了改变电磁线圈370a所施加力的能力。当电磁线圈370a施加的力降低时，随着送进驱动力的降低，容许带202在送进驱动轮366上更容易滑动。适于该用途的商用电磁线圈包括俄亥俄州Vandalia的LedexActuation Products公司现有的这些电磁线圈。

应该注意到，馈送到电磁线圈的脉冲频率会影响电磁线圈的操作和性能。一般说，当脉冲频率增加时，改进了电磁线圈施加压紧力的调节能力。例如，采用上述LedexActuation Products公司的电磁线圈，成功地应用了8000Hz的脉冲频率。

送进驱动轮和压轮366，368把带送进通过封接头400，环绕轨道450和返回到封接头400中。当带202的自由端206到达封接头400时，自由端206的到达被送进停止开关416探测到，它把送进停止信号传送到控制器222。然后控制器222发送一个送进压紧信号到送进压轮368，把送进压轮368从带202上脱开，送进程序完成。

在初次张紧程序期间，带202被压紧在初次张紧驱动轮360和初次张紧压轮352之间。在第一个初次张紧阶段，初次张紧电磁线圈370b以全部压紧力把初次张紧压轮352配合在初次张紧驱动轮360上，以保证初次张紧电磁线圈配合和把带202从轨道450上拉出。然后改变初次张紧电磁线圈370b的模制脉冲宽度来减小在第二初次张紧阶段期间的压紧力。当在初次张紧程序期间带202被绕着包裹拉紧时，由于带在初次张紧驱动轮360上滑动，初次张紧压轮352停止转动。

在带送进和初次张紧期间采用调制脉冲宽度来控制电磁线圈370a，370b施加的压紧力，与采用先前技术的机械单力调节系统相比，有利地容许操作者有一个更大的调节范围。两阶段加力的的操作改进了带202运动的控制能力，包括容许操作者按需要迅速地加速和方便地停止带202。

图13是图10送进与张紧装置350的初次张紧压轮352和距离传感器354的等角视图。距离传感器354在操作上与控制器222连接。距离传感器354在初次张紧期间监测初次张紧压轮352，如监测轮352中缺口的通过，以探测初次张紧压轮352的停止转动。距离传感器354把信号传递到控制器222。当来自距离传感器354的信号指示出初次张紧压轮352由于带202在初次张紧驱动轮360上的滑动而不在转动时，控制器222开始二次张紧程序。

把带压紧在二次张紧压轮364和二次张紧驱动轮362之间来开始二次张紧程序。然后，由驱动轮离合器356来驱动二次张紧驱动轮362，直到驱动轮离合器356开始打滑为止。在带202被张紧到驱动轮离合器356打滑时之后，控制器222容许经过一个预定的时间来如上所述切断和封接带。然后可以重复送进程序。

捆扎机200的一个优点是由电磁线圈370a370b，370c来起动压轮352，364，368。采用两阶段的脉冲宽度调制(PWM)信号，在捆扎机200操作期间电磁线圈可以由使用者调节地控制。在第一阶段，在一个不变的工作周期内对电磁线圈给出一个PWM信号。对第二阶段，在一个使用者可调节的工作周期(例如通过一个电位计)内，采用一个PWM信号来控制电磁线圈。由于电磁线圈看到的平均电压由工作周期所确定，改变工作周期将改变电磁线圈的拉力值。因此，在捆扎机操作期间，可以调节地控制压轮352，364，368，消除了在机械上重调整压轮352，364，368的高劳动强度过程和捆扎机的相应停机时间。

图14是按照本发明一个实施例的存储器300的分解等角视图。图15和16分别是图14存储器300的前视图和俯视图。图24是沿24-24线所取的图15存储器300的剖视图。存储器300包括第一和第二侧壁302，304，它们基本上包围了一个存储带的室306，用于带202的快速送进，以及在张紧过程中被拉回的带202的临时存储。把止动销308放入从第一侧壁302突出的轴312中的一系列孔310内，可逐级增加地调整第二侧壁304来适应不同尺寸的带202。销座309装在第二侧壁304上，它与止动销308配合，把第二侧壁304的位置固定在轴312上。

室306基本上被第一侧壁302和可调整的第二侧壁包围。一对端壁320在第一和第二侧壁302，304之间垂直延伸。一个顶壁322在第一和第二侧壁302，304之间水平延伸，顶壁322具有顶部入口316，在那里把带202送进和拉出存储器300。一个“L”形的杆324沿着室306底部在第一和第二侧壁302，304之间延伸。杆324可转动地装在第一侧壁320上。

在操作中，一个存储器马达330(图14)驱动一个存储器驱动轮332，在存储器驱动轮332和存储器压轮334之间送进带202。存储器送进开关336(图14)定位在存储器驱动轮和压轮332，334附近，探测带202的存在和把一个控制信号传递到存储器马达330。当室306充满带202时，杆324被带202的重量向下推，转动杆324与一个指示开关326(图15)接触。然后指示开关326把信号传递到控制器222，关掉存储器马达330，如以下更充分描述。

或者是，在自动送进模式时，一个带转向板314覆盖了室306的顶部入口316。当带202被存储器马达330送进捆扎机200中时，一个转向板马达318(图14)把带转向板314拉到室306的顶部入口316之上，使带202直接转向到送进与张紧装置350中和环绕着轨道450。

如图24中最好地看出，存储器300有利地容许方便调节室306和顶部入口316的宽度w，快速地适应带202宽度的变化。与先前技术的设备不同，它们使存储器侧壁完全固定来形成单个室的尺寸，而本发明的存储器300包括了具有许多孔310的轴312，孔设置成逐级增加来匹配各种常用的带尺寸。因此，卸除止动销308，重新在所希望位置上定位第二侧壁304，以及重新把止动销308放在所希望的孔310内，可以快速和方便地改变第二侧壁304相对于第一侧壁302的位置。然后销座309对着止动销308配合并固定第二侧壁304在轴312上的位置。这种安装构形容许调整存储器而不添加任何零件，如在第一和第二侧壁302，304之间的衬垫。

图17是按照本发明一个实施例的分配器250的等角视图。图18是图17分配器250的俯视图。分配器250包括一个安装轴252，在内轮毂254和外轮毂256之间从框架210朝外延伸。一个弹簧制动器258在操作上连接到安装轴252和框架210。当起动时，制动器258容许安装轴252转动。一个心轴260可转动地装在安装轴252上，并且支承着内轮毂254和外轮毂256。带202从带卷204绕着第一带轮262和第二带轮264走线，并且经过一个带耗尽开关266。

当需要带202在存储器300中时，存储器马达330被通电和分配器制动器258被释放，容许带卷204自由转动和带202送进到室306内。在这个实施例中，仅在对制动器258供电时制动器258释放带卷204。当带卷204耗尽时，带耗尽开关266不再起动，它停止了捆扎机200，直到带卷202被补充时为止。采用一个制动线路来防止存储器马达330把带的自由端206拉入存储器300。然后在安装新的带卷之前，可以把余下的松的带尾拉出存储器300。卸除一个外轮毂紧固螺母268和外轮毂256，然后从心轴260上卸除带卷芯(图中未示)，由此来替换空的带卷204。接着，把新的带卷204放在心轴260上，使带202沿着逆时针方向缠绕。最后，外轮毂256和外轮毂螺母268复位和拧紧螺母。

为了开始送进带202，从带卷204取出自由端206，绕过第一带轮262，通过带耗尽开关266，绕过第二带轮264，以及通过存储器驱动轮332和存储器压轮334之间。当带202位于存储器轮子332，334之间时，起动存储器送进开关来起动存储器马达，由此送进带经过存储器和进入轨道。

当存储在室306中的带202重量对杆324作用的力足够大时，杆324向下运动，起动了指示开关326，指示出存储器300已经充满。作为对这个信号的响应，控制器222对存储器马达332和分配器的制动器258断电，停止存储器的充填程序。分配器制动器258的断电和存储器马达330断电之间有一个时间延迟，以吸收在带卷204中的任何松弛。

图19是按照本发明一个实施例的轨道450的等角视图。图20是沿20-20线所取的图19轨道450的直段452的部分剖视图。图21是图19轨道450的角段454的等角视图。图25是图19轨道450的直段452的部分分解的等角视图。送进时，在带202离开封接头400之后，它完全被推着环绕轨道450，然后返回到封接头400中。轨道450引导带202环绕捆扎工位208。

轨道450包括许多直段452和许多角段454。如图19和20所示，在直段452的每一端，每个直段452包括一个导向支承块455。一个直的开槽盖板456和一个直的挡板457连接到直的支承块455上，形成了在送进时保持带202的导向通道462的一部分。每个直的开槽盖板456包括一个在导向通道462内周边上的直内表面472，以及一个在导向通道462外周边上的直外表面474。

如图20和21中最好地看出，直支承块455和角支承块455被键接配合在一个外拱门458的高出的“T”形段459上。外拱门458形成了用于轨道450其他零部件的框架。当带202环绕包裹张紧时，直开槽盖板和角开槽盖板456，463打开，容许带202拉出导向通道462。图20说明了用假想线表示的开槽盖板456的打开位置，有助于更完整地理解本发明。当带202离开导向通道462时，每个直开槽盖板和角开槽盖板456，463被弹簧461闭合，准备再次送进带202。在角段454中的V形导向通道462有助于保证带的离开在角段454开始，而不是在轨道450的直段452开始。当带202(参见图20)从轨道450离开时，角段454中V形导向通道462使开槽盖板463开始在角段454中打开。当带202开始在角段454中与轨道450分开时，V形导向通道462对带赋予稍微的扭曲，来开始打开在轨道450直段452中的直开槽盖板456(参见图20)。

如图21所示，每个角段454包括了与许多导向支承块455连接的一个角开槽盖板463和一个角挡板465。角开槽盖板463和角挡板465形成了导向通道462的一部分。每个角开槽盖板453包括一个在导向通道462内周边上的角内表面476，以及一个在导向通道462外周边上的角外表面478。在这个实施例中，采用一个四连杆组件469把角开槽盖板463和角挡板465连接到导向支承块455上，容许角开槽盖板463转动地打开，从导向通道462释放带202。虽然可以设想用另外的实施例来转动地安装角开槽盖板463，在图21所示的实施例中，四连杆组件469的内杆468(图中表示了一个)具有放大的开口470，容许角开槽盖板463绕着与水平约成45度的转动轴线转动地打开。

如图25中最好地表示，直开槽盖板456和直挡板457被许多弹簧461作弹簧加载。直开槽盖板456和直挡板457铰接在轴销467上，轴销467近似地平行于导向通道462中带202的路线。分别通过在直开槽盖板456和直挡板457中的相应开孔467a和467b插入轴销467，绕着由轴销467纵向轴线确定的一条轴线转动。由咬合保持件或其他方便的保持元件使轴销467保持定位。

通过在直挡板457中相应的开孔461a插入弹簧461，并且用一个弹簧保持销466与直开槽盖板456连接。在所示的实施例中，弹簧保持销466与轴销467完全相同，并且用咬合保持件保持在直开槽盖板456中的相应开孔466a内。因此弹簧461依靠弹簧保持销466在近端连接到直开槽盖板456，并且依靠一个放大的远端(有时称为圆开尾销)保持在开孔461a内。这种设置容许直开槽盖板456转动打开和释放带202(参见图20)，并且由于弹簧461施加在直开槽盖板上的弹簧力而自动关闭。虽然可以采用各种尺寸的直开槽盖板456，在图20和25中所示的实施例中，导向通道462的尺寸可容纳从约5mm到约15mm变化的带尺寸。

本发明轨道450的一个优点是直段和角段452，454的模块化构造，容许轨道450在长度和高度上逐级增加地扩展。因为直段和角段452，454键接配合在外拱门458的高出段459上，这些零部件形成了一个方便地滑动配合一起的拱门系统，使得轨道450的尺寸易于对长度和高度的各种组合进行修改。因此，对各种包裹尺寸可以快速和有效地修改捆扎工位208的尺寸。

轨道450的另一个优点是：平行于带路线转动直开槽盖板456，以及依靠四连杆组件469转动角开槽盖板463，仅采用带202在张紧时施加的力就可以打开每个直段和角段452，454。在张紧周期内，带202被拉靠在直内表面472和角内表面476上，迫使直开槽盖板456和角开槽盖板463按上述方式转动地打开。因此在张紧时轨道450不需要复杂的液压或气压致动系统来打开轨道和释放带。这降低了成本以及简化了轨道和捆扎机的维护。

轨道450的另一个优点是：在图19到21所示实施例中，在送进周期内带施加在直开槽盖板456和角开槽盖板463的力协助在送进时保持轨道闭合。在送进周期内，带202在直外表面474和角外表面478上朝外推，建立了一个力矩(即一个力向量)，迫使直开槽盖板456和角开槽盖板463朝着闭合位置。本发明的这个方面特征减少了带的误送进，消除了需要用复杂的液压或气压致动系统来闭合轨道和在送进周期内保持轨道闭合。

上述实施例的详细描述不是发明者在发明范围内设想的所有实施例的详尽描述。实际上，熟悉该技术的人员将认识到，可以变化地组合或消除上述实施例的某些元件来建立另外的实施例，这种另外的实施例在本发明的范围和内容之中。对一般熟悉该技术的人员来说也很明显，上述实施例可以与先前技术的方法整个地或部分地组合，建立在本发明的范围和内容中的附加实施例。

因此，虽然为了阐述目的，这里描述了本发明的具体实施例和例子，熟悉相关技术的人员将会认识到，在本发明范围内可以作出各种相当的修改。本发明这里提供的内容可以适用于捆扎物品包裹的其他方法和设备，而不仅是指以上描述和附图所示的捆扎物品包裹的方法和设备。一般说，在以下权利要求中，所采用的名称不应该被解释来把本发明限制为在本技术说明中公布的具体实施例。因此，本发明不受上述公开内容的限制，而由以下权利要求来确定其范围。

Claims (17)

1.用带材捆扎一个或几个物品的一种设备，包括：

一个可释放地容纳和引导带材的轨道组件，轨道组件具有装在支承件上的一个挡板，

一个可转动地装在支承件上的开槽盖板，开槽盖板可以在离开挡板的打开位置和接近挡板的闭合位置之间运动，

其特征在于，所述设备还包括一个与开槽盖板连接的弹簧件，在开槽盖板上施加一个偏压力，迫使开槽盖板朝着闭合位置，轨道组件具有一个其尺寸可容纳带材的导向通道，其中偏压力小到足以使得带材中的张紧力克服偏压力来起动开槽盖板朝着打开位置，以容许带材从导向通道脱开。

2.如权利要求1的设备，其中轨道组件包括许多轨道段，每个轨道段具有开槽盖板和弹簧件。

3.如权利要求2的设备，其中许多轨道段包括许多直段和许多角段。

4.如权利要求3的设备，其中角段的导向通道为V形，容许在角段上开始打开开槽盖板。

5.如权利要求1的设备，其中至少一个轨道直段的盖板采用一个轴销可转动地装在支承件上，轴销具有一条沿长度方向的轴线，轴线近似平行于带材通过槽的运动方向，由此容许盖板在基本上平行于带材通过导向通道的运动方向的轴线上转动。

6.如权利要求1的设备，其中采用一个四连杆组件把至少一个轨道角段的盖板可转动地装在支承件上。

7.如权利要求1的设备，其中采用一个轴销把开槽盖板可转动地装在至少一个支承件上，轴销具有一条近似平行于导向通道的沿长度方向的轴线。

8.如权利要求1的设备，其中开槽盖板包括一条具有一个内表面和一个外表面的槽，在张紧周期内带材在内表面上施加张紧力，在送进周期内在外表面施加闭合力。

9.如权利要求1的设备，其中导向通道由开槽盖板形成。

10.如权利要求1到9中任一条的设备，还包括至少一个外支承件，其中至少一个支承件可滑动地配合在外支承的高出部分上。

11.采用可释放地容纳和引导带材的一个轨道组件，用带材来捆扎一个或几个物品的方法，包括：

环绕轨道组件容纳和引导带材；

在一个打开位置和一个闭合位置之间转动一个开槽盖板；

在开槽盖板上施加一个偏压力，迫使开槽盖板朝着闭合位置，以保持带材在尺寸可容纳带材的导向通道内；以及

对带材施加张紧力，张紧力足以克服偏压力来起动开槽盖板朝着打开位置，以容许带材从导向通道脱开。

12.如权利要求11的方法，其中轨道组件包括许多轨道段，容纳和引导带材包含了容纳和引导每个轨道段中的带材，转动包含了在每个轨道段上转动一个盖板，施加偏压力包含了在每个轨道段的开槽盖板上施加偏压力，以及对带材施加张紧力包含了克服偏压力来起动每个轨道段的开槽盖板。

13.如权利要求12的方法，其中许多轨道段包括许多直段和许多角段，张紧带材使角段的开槽盖板在直段开槽盖板之前打开。

14.如权利要求13的方法，其中许多轨道段包括许多直段和许多角段，转动至少一个轨道段的直段包含了转动在一条转动轴线上转动盖板，轴线基本上平行于带材通过导向通道的运动方向。

15.如权权利要求11的方法，其中采用一个四连杆组件把至少一个轨道角段的盖板可转动地装在支承件上，转动盖板包含了绕着与水平近似成45°的一条轴线转动。

16.如权权利要求11的方法，其中开槽盖板包括一条具有一个内表面和一个外表面的槽，张紧包含了在张紧周期内在内表面上施加张紧力，方法还包括在送进周期内在外表面上施加一个闭合力。

17.如以上权利要求11到16中任一条的方法，其中导向通道由开槽盖板形成，容纳和引导带材包含了通过开槽盖板容纳和引导带材。

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