電磁致動的分揀裝置的制造方法
【專利摘要】一種具有電磁致動的輥的分揀傳送裝置，用于使物品分揀離開傳送裝置的一側(cè)或者兩側(cè)。線性定子產(chǎn)生磁通量波，其使物品支撐輥內(nèi)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并且選擇其旋轉(zhuǎn)方向。根據(jù)一種形式，磁通量波旋轉(zhuǎn)輥以改變分揀方向。根據(jù)另一種形式，磁通量波使得一組輥或者另一組正交放置的輥與被傳送的物品接觸。
【專利說明】
電磁致動的分揀裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明通常涉及動力驅(qū)動的傳送裝置，并且更具體地涉及具有電磁致動的可轉(zhuǎn)向輥的分揀傳送裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]分揀傳送裝置或者分揀裝置用于選擇性地改變被傳送物品的方向從而使傳送裝置或者終端在分揀裝置的一側(cè)或另一側(cè)上卸貨。該分揀裝置的一個(gè)實(shí)例為旋轉(zhuǎn)分揀裝置，其具有安裝在各個(gè)可樞轉(zhuǎn)組件上的輥陣列。該組件被樞轉(zhuǎn)、或者旋轉(zhuǎn)從而將輥定向以引導(dǎo)被傳送的物品沿著軌道向分揀裝置的任一側(cè)或者正向前方。輥可以自由旋轉(zhuǎn)，并且依賴供給到分揀裝置上的物品的動量沿著物品選定的軌道向前運(yùn)送物品，或者輥可以通過帶提供動力以沿著其軌道推進(jìn)物品。旋轉(zhuǎn)和輥致動機(jī)構(gòu)限制了物品支撐輥的密度，從而又限定了最小包裝尺寸。另外，致動機(jī)構(gòu)會大而且吵鬧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—種形式的體現(xiàn)本發(fā)明特征的分揀裝置包括平臺和由平臺支撐的多個(gè)輥。至少一些輥具有轉(zhuǎn)子，其可以圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。由平臺支撐的電樞元件與多個(gè)輥關(guān)聯(lián)。線性定子使磁通量波傳播通過平臺。磁通量波與轉(zhuǎn)子和電樞元件互相作用?？刂破骺刂拼磐坎ǖ姆岛蛡鞑シ较蛞赃x擇性地旋轉(zhuǎn)具有轉(zhuǎn)子的輥，并且選擇性地激勵電樞元件，以沿著選定的分揀方向分揀輥的頂上傳送的物品。
[0004]另一種形式的體現(xiàn)本發(fā)明的特征的分揀裝置包括多個(gè)由平臺支撐的輥組件。每個(gè)輥組件包括能圍繞豎直軸樞轉(zhuǎn)的支架。并且每個(gè)支架具有電樞元件。每個(gè)輥組件還具有帶有轉(zhuǎn)子的輥，轉(zhuǎn)子能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線在支架內(nèi)旋轉(zhuǎn)。線性定子使磁通量波傳播通過平臺。磁通量波與轉(zhuǎn)子相互作用以使輥圍繞它們的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。磁通量波還與電樞元件相互作用以圍繞支架的豎直軸線樞轉(zhuǎn)支架，以改變輥的旋轉(zhuǎn)軸線的定向。
[0005]在本發(fā)明的另一方面，一種分揀裝置包括第一和第二輥，由具有長度和寬度的平臺支撐。第一輥具有能圍繞第一軸向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。第二輥能圍繞垂直于第一軸向的第二軸向旋轉(zhuǎn)。第二輥具有電樞元件。第二輥能在高于第一輥水平高度的第一水平高度和低于第一輥水平高度的第二水平高度之間運(yùn)動。線性定子傳播磁通量波，磁通量波沿著第二軸向行進(jìn)并且通過第一和第二輥。磁通量波與轉(zhuǎn)子相互作用以使第一輥圍繞第一軸向旋轉(zhuǎn)，并且與電樞元件相互作用以使第二輥移動通過低于第一輥水平高度的第二水平高度。
【附圖說明】
[0006]本發(fā)明的這些方面和特征及其優(yōu)勢，將在如下說明書、隨附的權(quán)利要求書和附圖中更詳細(xì)的進(jìn)行說明，在附圖中:
[0007]圖1為體現(xiàn)本發(fā)明特征的分揀裝置的一部分的等比例視圖；
[0008]圖2為示出用于圖1的分揀裝置的線性磁場發(fā)生定子的等比例視圖；
[0009]圖3為圖1的分揀裝置中的輥的放大視圖，示出了輥的轉(zhuǎn)子中感應(yīng)的循環(huán)電流；
[0010]圖4A-4C為圖2定子的側(cè)視圖，示出隨著磁場從圖中的左移動到右的磁通量形式；
[0011]圖5A和5B為圖1中的分揀裝置的一側(cè)的放大正視圖，成一條直線的輥處于上升和降低位置中；
[0012]圖6A-6C為具有本發(fā)明的特征的旋轉(zhuǎn)分揀裝置的等比例視圖，示出了旋轉(zhuǎn)位置之間的過渡；
[0013]圖7為圖6A的旋轉(zhuǎn)分揀裝置的輥組件的放大等比例視圖；
[0014]圖8A-8E為圖6A的旋轉(zhuǎn)分揀裝置的等比例視圖，示出了紙板箱的分揀;并且
[0015]圖9為與圖1或圖6A中的分揀裝置可一同使用的控制系統(tǒng)的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]體現(xiàn)本發(fā)明特征的一種分揀傳送裝置的形式如圖1所示。分揀裝置10具有支撐在框架(如平臺14)上的多個(gè)第一和第二輥12，13，所述框架安裝在傳送裝置構(gòu)架11中。在該實(shí)例中，第一輥12為長輥，并且第二輥13為3個(gè)一組布置在支架15內(nèi)的短輥。每個(gè)長輥12由端部支撐件16支撐在相反端部(僅示出一個(gè)位置以簡化附圖)。長輥12在平行于平臺14的長度的軸線方向具有限定旋轉(zhuǎn)軸線18的軸17。短輥13具有沿旋轉(zhuǎn)軸線20支撐在支架15內(nèi)的軸19，該旋轉(zhuǎn)軸線在平行于平臺14寬度并且垂直于長輥的軸線18的軸線方向上。
[0017]也如圖2所示，長輥12為圓柱形并且由導(dǎo)電材料制成，例如鋁或者銅。鋁或銅能夠形成輥的外表面，或者鋁或銅可以由另一種材料覆蓋，例如可以表現(xiàn)出期望特性以與所傳送物品接觸的塑料或彈性體材料。輥12如圖2所示為中空導(dǎo)電管。容納在圖1的平臺14內(nèi)的為磁場源，例如線性感應(yīng)馬達(dá)的定子36。線性定子36具有一連串的電極38，其被激勵可以產(chǎn)生沿著定子長度行進(jìn)的磁通量波，傳播方向40通過平臺的寬度。電極38由通常圍繞電極纏繞并且連接到傳統(tǒng)的三相交流電源(沒有示出)上的線圈繞組(沒有示出)加電。如圖3和4A-4C所示，沿著定子36行進(jìn)的磁通量波42在接近電感應(yīng)棍12的位置感應(yīng)出循環(huán)電流I。電流I產(chǎn)生磁場，其抵抗定子36所產(chǎn)生的磁場的通量變化。定子場(初級磁場)與感應(yīng)磁場(次級磁場)之間的相互作用產(chǎn)生力，該力使得輥在輥頂端處以與傳播方向40相反的旋轉(zhuǎn)速度ω和切向速度V旋轉(zhuǎn)。采用這種方式，沿著箭頭22的方向從圖1的給料傳送裝置供給到長輥12上的物品沿橫向44被推離分揀裝置1的一側(cè)。如果磁波的傳播方向在定子中被反向，那么輥12沿著相反方向旋轉(zhuǎn)并且推動物品以相反橫向方向44’離開另一側(cè)。長輥的旋轉(zhuǎn)軸線18垂直于定子波傳播方向40并且平行于帶行進(jìn)的方向24，這會使得輥推動被傳送的物品沿垂直于或者橫向于給料方向22的方向44通過平臺14。
[0018]前面對于操作的說明適用于當(dāng)短輥13的水平高度46低于長輥12的水平高度47時(shí)，如圖5Β所示，使得物品36跨騎在長輥上。(提及的水平高度是輥的頂部高于平臺的頂面的高度。并且當(dāng)輥被描述為高于或者低于另一個(gè)輥時(shí)，指的是輥的水平高度)。支架15具有含鐵基底48，其用作電樞。平臺14和基底之間的彈簧50向上偏壓短輥支架15。當(dāng)通量波的電磁場存在并且旋轉(zhuǎn)長輥12時(shí)，它產(chǎn)生磁力，類似電磁體，并且向下吸附含鐵電樞，壓縮彈簧50并且將短輥降低到低于長輥。長輥12可具有高摩擦的橡膠或者彈性外涂層，用于更好地在傳送物品上抓握，并且逐漸地制動供給到分揀裝置上的物品。當(dāng)定子被解除激勵并且磁通量不存在時(shí)，如圖5Α所示，支架15被釋放并且彈簧50向上推動支架，從而短輥32的水平高度46高于長輥12的水平高度47。采用這樣的方式，沿箭頭22的方向被供給到分揀裝置10上的物品36(如圖1所示)騎行通過抬高的短輥13，并且離開分揀裝置的相反端，如箭頭23所示。該實(shí)施例中所示短輥13為不被提供動力的無源輥。但是它們可以被制成是導(dǎo)電的并且采用雙軸x-y線性定子提供動力，該線性定子在沿著分揀裝置的長度和寬度產(chǎn)生正交的磁通量波，以選擇性地旋轉(zhuǎn)兩組輥。因此，圖1的分揀裝置10可以將進(jìn)入分揀裝置(箭頭22)的物品分揀到長輥頂部的任一側(cè)(箭頭44，44’)，或者通過使得物品在升高的短輥13上通過平臺長度(箭頭23)旁路分揀。
[0019]另一種形式的分揀裝置51如圖6A所示。輥組件52安裝在例如平臺54的框架中的腔內(nèi)。線性定子36被支撐在平臺結(jié)構(gòu)中，并且用于沿著傳播方向56或者與其相反的方向使得磁通量波傳播通過平臺54的寬度。輥組件52支撐接收在輥62鉆孔60內(nèi)的軸58的端部。如同圖1的分揀裝置中的輥12和13，輥62具有導(dǎo)電轉(zhuǎn)子，其中由線性定子產(chǎn)生的磁場在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出電流，電流產(chǎn)生磁場。兩個(gè)磁場的相互作用使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。輥的旋轉(zhuǎn)方向由定子的磁通量波的方向確定。
[0020]輥組件52布置成圍繞豎直軸線在腔中樞轉(zhuǎn)或者旋轉(zhuǎn)。如圖7所示，輥組件52包括在基座66上的圓形支撐環(huán)64?；蓪?dǎo)電材料制成或者包括導(dǎo)電材料以使得基座為導(dǎo)電元件，其用作能使得輥組件在定子產(chǎn)生的磁通量波的影響下旋轉(zhuǎn)的電樞。輥組件52還包括由容納在環(huán)64中的凹槽中的彈簧70向下偏壓的柱塞68。附接在平臺上的定位結(jié)構(gòu)72限定三個(gè)棘爪74A，74B和74C。在圖7和6A中，柱塞示出在中間棘爪74B中，引導(dǎo)物品徑直通過平臺54。為了穩(wěn)定的定位，柱塞68具有匹配的形狀以補(bǔ)充棘爪的形狀。凹陷的棘爪74和凸出的柱塞68兩者都是圓形的，以允許輥組件從棘爪位置到棘爪位置平滑旋轉(zhuǎn)。圖6B和6C表示輥組件從中間棘爪74B到側(cè)棘爪74A的樞轉(zhuǎn)。在圖6B中，隨著定子波感應(yīng)電樞66以圍繞其豎直軸線76順時(shí)針樞轉(zhuǎn)，柱塞抵抗彈簧壓力向上縮進(jìn)。在連續(xù)棘爪之間形成的脊78使得彈簧70壓縮。在用作凸輪隨動件的柱塞68越過脊78之后，它在彈簧壓力下向下滑動到下一個(gè)棘爪74，以與平臺54的側(cè)面傾斜角度α來定位輥62。位于定位結(jié)構(gòu)的相反的端部處的停止件80限制了圍繞中心棘爪74Β的旋轉(zhuǎn)角度的范圍。為了使輥組件54返回到其中間位置，交流電源能產(chǎn)生沿著線性定子在相反方向上的短磁脈沖。
[0021]圖6Α的分揀裝置51的操作在圖8Α-8Ε中示出。在圖8Α和8Β中，輥組件52樞轉(zhuǎn)到其不分揀通過位置，其中柱塞68位于中間棘爪74Β內(nèi)。物品82沿主要傳送方向84被供應(yīng)到分揀裝置51，在輥62頂部。物品82的動量沿著非致動輥62運(yùn)送它，如圖8Β所示。(采用雙軸線定子，輥當(dāng)其處在一條線上0°位置時(shí)能被致動以旋轉(zhuǎn))。如果輥62沒有旋轉(zhuǎn)并且沒有被致動以旋轉(zhuǎn)，那么物品通過分揀裝置并且沿著箭頭86的方向離開。如果分揀裝置被激勵從而產(chǎn)生可以樞轉(zhuǎn)輥組件52并且沿著箭頭88的方向旋轉(zhuǎn)輥62的磁通量波，如圖8C-8E所示，那么物品的向前的動量引起的速度與致動的旋轉(zhuǎn)輥62引起的速度的向后傾斜的分量的組合會導(dǎo)致物品具有凈速度通過平臺的寬度，分揀出物品82沿著箭頭90的方向遠(yuǎn)離分揀裝置的一側(cè)。使線性定子的場的方向反向，使得輥組件52旋轉(zhuǎn)并且分揀物品遠(yuǎn)離相反的一側(cè)。
[0022]如圖9所示，控制器，例如可編程邏輯控制器、計(jì)算機(jī)或者其它智能設(shè)備，控制交流電源96的輸出的頻率、相位和幅值(包括開和關(guān))。交流電源輸出的相位確定磁通量波的傳播方向98以及由此確定分揀方向。輥上的編碼器或者連接到控制器的視覺系統(tǒng)92允許物品軌跡的閉環(huán)精確控制。
[0023]用于該說明書和權(quán)利要求書的術(shù)語“平臺”一般來講用于指任意類型的框架、基座或者支撐結(jié)構(gòu)，并且術(shù)語“豎直的”并不是用于限制到其嚴(yán)格的意義“垂直于水平的”，而是用于通常參考指示垂直于輥平面的方向，通常(但不總是)是水平平面。
[0024]盡管已經(jīng)參考幾個(gè)示例性形式詳細(xì)描述了本發(fā)明的特征，但是其它形式也是可能的。例如，轉(zhuǎn)子可以包括電極，并且由含鐵材料制成從而與線性定子形成可變磁阻馬達(dá)?；蛘唏R達(dá)可以包括永久磁體電極并與線性定子一起形成同步馬達(dá)。類似的，電樞可以由含鐵材料或永磁體制成以與定子形成可變磁阻馬達(dá)或同步馬達(dá)。作為另一個(gè)實(shí)例，多個(gè)分揀裝置可以沿著傳送裝置生產(chǎn)線串聯(lián)從而分揀物品至很多目的地。因此，正如這幾個(gè)實(shí)例所暗示的，權(quán)利要求書的范圍并不是為了限制到用于描述本發(fā)明特征和優(yōu)點(diǎn)的實(shí)例形式的細(xì)
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【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種分揀裝置，包括: 平臺； 由所述平臺支撐的多個(gè)輥，所述輥中的至少一些輥具有能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子； 由所述平臺支撐并且與所述多個(gè)輥關(guān)聯(lián)的多個(gè)電樞元件； 線性定子，其使磁通量波傳播通過所述平臺，所述磁通量波與所述轉(zhuǎn)子和所述電樞元件相互作用； 控制器，其控制所述磁通量波的幅值和傳播方向，以選擇地旋轉(zhuǎn)具有轉(zhuǎn)子的輥和選擇地激勵所述電樞元件，以沿選定的分揀方向分揀在輥的頂部傳送的物品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分揀裝置，其特征在于，還包括由所述平臺支撐并且能圍繞豎直軸線樞轉(zhuǎn)的多個(gè)支架，其中所述輥被支撐在所述支架中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分揀裝置，其特征在于，所述電樞元件附接到所述支架，并且所述磁通量波使所述支架圍繞所述豎直軸線樞轉(zhuǎn)以改變所述輥的旋轉(zhuǎn)軸線的定向和分揀方向。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分揀裝置，其特征在于，所述多個(gè)輥包括長輥和短輥，所述長輥具有能圍繞平行于第一方向的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，所述短輥能圍繞平行于與第一方向垂直的第二方向的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，其中所述電樞元件聯(lián)接到短輥以在高于長輥水平高度的第一水平高度和低于長輥水平高度的第二水平高度之間選擇性地移動短輥，所述第一水平高度用于沿第一方向在所述短輥頂上移動被傳送的物品，所述第二水平高度用于沿第二方向在所述長輥頂上移動被傳送的物品。5.—種分揀裝置，包括: 平臺； 由所述平臺支撐的多個(gè)輥組件，每個(gè)所述輥組件包括: 支架，其能圍繞豎直軸線樞轉(zhuǎn)并且具有電樞元件； 輥，其支撐在所述支架中并且具有能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子； 線性定子，其使磁通量波傳播通過所述平臺，所述磁通量波與所述轉(zhuǎn)子相互作用以使所述輥圍繞其旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，并且與所述電樞元件相互作用以定向所述輥的旋轉(zhuǎn)軸線。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分揀裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子是導(dǎo)電的并且與所述定子形成感應(yīng)馬達(dá)。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分揀裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括由含鐵材料制成的電極，并且與所述定子形成可變磁阻馬達(dá)。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分揀裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括永磁體并且與所述定子形成同步馬達(dá)。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分揀裝置，其特征在于，所述電樞元件是導(dǎo)電的并且與所述定子形成感應(yīng)馬達(dá)。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分揀裝置，其特征在于，所述電樞元件包括由含鐵材料制成的電極，并且與所述定子形成可變磁阻馬達(dá)。11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分揀裝置，其特征在于，所述電樞元件包括永磁體并且與所述定子形成同步馬達(dá)。12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的分揀裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括與每個(gè)所述輥組件關(guān)聯(lián)的固定棘爪，并且其中每個(gè)支架包括柱塞，所述柱塞與支架一起樞轉(zhuǎn)并且被接收在一個(gè)或另一個(gè)所述棘爪內(nèi)以設(shè)置所述輥的旋轉(zhuǎn)軸線。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的分揀裝置，其特征在于，還包括在所述棘爪的每個(gè)端部處以限制所述支架的角度樞轉(zhuǎn)范圍的停止件。14.一種分揀裝置，包括: 平臺，其具有長度和寬度； 由所述平臺支撐并且具有能圍繞第一軸向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的多個(gè)第一輥； 由所述平臺支撐用于圍繞垂直于所述第一軸向的第二軸向旋轉(zhuǎn)的多個(gè)第二輥，其中所述多個(gè)第二輥具有電樞元件并且能在高于所述多個(gè)第一輥的水平高度的第一水平高度和低于所述多個(gè)第一輥的水平高度的第二水平高度之間運(yùn)動； 線性定子，其使磁通量波沿著所述第二軸向傳播通過所述多個(gè)第一和第二輥； 其中，所述磁通量波與所述轉(zhuǎn)子相互作用以圍繞所述第一軸向旋轉(zhuǎn)所述多個(gè)第一輥，并且與所述電樞元件相互作用以將所述多個(gè)第二輥移動到低于所述多個(gè)第一輥的水平高度的第二水平高度。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的分揀裝置，其特征在于，所述多個(gè)第一輥中的輥跨越所述平臺的寬度沿第一路線對齊，并且所述多個(gè)第二輥中的輥跨越所述平臺的寬度沿交錯的第二路線對齊。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的分揀裝置，其特征在于，還包括彈簧，其朝向高于所述多個(gè)第一輥的水平高度的第一水平高度向上偏壓所述多個(gè)第二輥。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的分揀裝置，其特征在于，當(dāng)所述線性定子被解除激勵并且沒有磁通量波時(shí)，所述彈簧將所述多個(gè)第二輥向上推動到所述第一水平高度。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的分揀裝置，其特征在于，所述多個(gè)第一輥的軸向長度比所述多個(gè)第二輥的軸向長度長。19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的分揀裝置，其特征在于，所述多個(gè)第一輥具有高摩擦外表面。20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的分揀裝置，其特征在于，所述多個(gè)第二輥包括轉(zhuǎn)子，并且所述線性定子使第二磁通量波沿著所述第一軸向傳播通過所述多個(gè)第二輥，所述第二磁通量波與所述多個(gè)第二輥的轉(zhuǎn)子相互作用以使所述多個(gè)第二輥圍繞所述第二軸向旋轉(zhuǎn)。21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的分揀裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子是導(dǎo)電的并且與所述定子形成感應(yīng)馬達(dá)。22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的分揀裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括由含鐵材料制成的電極并且與所述定子形成可變磁阻馬達(dá)。23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的分揀裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子包括永磁體并且與所述定子形成同步馬達(dá)。
【文檔編號】B03C1/00GK105873683SQ201480061910
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年10月17日
【發(fā)明人】B·G·拉根
【申請人】萊特拉姆有限責(zé)任公司