具有低摩擦面板的阶梯螺旋形滑槽组件及其形成方法与流程

本发明总体上涉及包装滑槽，更具体地涉及提供用于包装和其他移动通过滑槽的物体的阶梯表面的螺旋形包装滑槽。

背景技术：

包装滑槽通常在用于从多个点移动箱子和其他包裹的工业应用中使用。大多数情况下，滑槽具有光滑表面并以建筑物中不同层间或不同高度处的螺旋结构配置。包裹利用重力从一个点移动到下一个点。这种方法的一个问题是无论滑槽表面的阻力多低，盒子和其他物体经常由于表面摩擦力不足以提供持续的运动而卡住。尽管轮子或滑动组件可被用于减小摩擦，但这经常使包裹过快移动通过滑槽而达到必须使其减速和/或在目的地点用网接住的程度。文件传送系统的一个实例在美国专利7,641,034中展示。

附图说明

附图中，相同的编号涉及不同视图中相同的或功能相似的元件，且附图与下文的详细描述一同并入说明书并形成说明书的一部分，用以进一步示出不同的实施例并解释依据本发明的不同的原理和优势。

图1是显示依据本发明的实施例的阶梯螺旋形滑槽的俯视透视图。

图2是图1中所示的阶梯螺旋形滑槽的侧视透视图。

图2A是示出用于与180度螺旋形滑槽连接的支撑棒部件的放大透视图。

图3是图1中所示的阶梯螺旋形滑槽的俯视图。

图4是图1中所示的阶梯螺旋形滑槽的区段的俯视图。

图5是并排连接的阶梯螺旋形滑槽的十个区段的俯视图，示出螺旋结构的部分转弯处。

图6是阶梯螺旋形滑槽的俯视图，示出其用于移动物体的向下倾斜度。

图7是依据本发明的替代性实施例的360度螺旋形滑槽的俯视图。

图8是示出附接到格栅塔架结构的360度螺旋形滑槽的第一侧视图。

图8A是图8中所见的支架组件的放大视图。

图9是示出附接到塔架结构的360度螺旋形滑槽的第二侧视图。

图10是示出用于本发明的实施例的四支撑塔架结构的侧视图。

图11是示出与塔架结构一同使用的支撑架组件的侧视图。

图12是依据本发明的替代性实施例的附接到杆塔架结构的540度螺旋形滑槽的透视图。

图13是用于如图12中所见的带有杆塔架结构的540度螺旋形滑槽的支撑组件的放大视图。

图14是图12中所示的540度螺旋形滑槽的俯视图。

技术人员可理解出于简单和清楚而示出附图中的元件，而没有必要地按比例绘制。例如，相对于其他元件，附图中一些原件的尺寸可能被放大以助于增进对本发明的实施例的理解。

技术实现要素：

一种滑槽系统，用于在建筑物中从上部高度向下部高度传送物体，尤其是箱子和文件。该系统包括滑槽，滑槽围绕竖直轴线盘绕并在内边缘和外边缘处由一个或多个支撑杆固定，其中，滑槽的一部分包括以阶梯关系彼此固定在一起的多个成角度滑槽部段，其中每个滑槽部段具有第一表面和位于第一表面下方的第二表面，所述第一表面朝向第二表面向下倾斜。内裙部附接到滑槽的内表面以防物体从滑槽的内表面掉落，而外裙部附接到滑槽的外表面以防物体从滑槽的外表面掉落。其中，多个塑料面板沿成角度滑槽部段的、与外裙部相邻的外表面独立地布置，其中，位于每个成角度滑槽部段上的塑料面板的数量取决于成角度滑槽部段在螺旋形滑槽系统中的高度，使得区域中每个滑槽部段的塑料面板的数量随滑槽部段围绕竖直轴线下降而减少。在一个实施例中，利用缆索支撑滑槽系统，而在替代性实施例中，利用塔架组件或单个杆支撑滑槽系统。

具体实施方式

在详细描述依据本发明的实施例之前，应注意到实施例主要是有关阶梯螺旋包装滑槽的方法步骤和装置部件的结合。相应地，装置部件和方法步骤已在附图中的恰当处用常规符号表示，仅显示与理解本发明的实施例有关的特定的细节，以便不模糊对具有本文中的描述的益处的对本领域技术人员来说易于理解的细节披露。

本文件中，诸如第一和第二、顶部和底部等的相关词语仅用来区别一个实体或动作与另一个实体或动作而不必然规定或意味此类实体或动作间的任何实际的此类关系或顺序。词语“包括”或任何其他变体意在包含非排他性内容，使得包括一列要素的工艺、方法、事物或装置不仅包括这些要素，还可能包括其他此类工艺、方法、物体或装置未明确列出或非固有的要素。后接“包括”的要素无更多限制地不排除在包括该要素的工艺、方法、实体或装置中存在额外的相同要素。

图1是显示依据本发明的实施例的采用180度或小于180度型结构的阶梯螺旋形滑槽的俯视透视图。阶梯螺旋形滑槽100包括形成用于包装、信封和其他易于在诸如建筑物的多层的不同高度间输送包裹的通道的多个阶梯部段101。外裙部103和内裙部105分别在阶梯部段101的外侧和内侧形成。外裙部103和内裙部105一般在阶梯部段101的表面上方竖起，形成防止包裹和信封离开阶梯部段101的表面的竖向边界。外裙部可包括位于其表面上的、使与裙部进行接触的物体减速的带子。如图1中所见，阶梯螺旋形滑槽100围绕中心旋转轴线形成，文件、信封、盒子和其他物体113沿螺旋形滑槽100向下移动。物体可以是任何结构或性质的，而滑槽100被特别设计为传送较轻的文件，特别是装入信封、袋或类似物体的纸质文件。

在这个实施例中，多个支撑杆107a、107b通过滑槽正上方的层结构用于支撑阶梯螺旋形滑槽100。本领域技术人员会认识到中心柱、缆索和其他类型的支撑结构当悬挂就位时也可用于牢固地保持阶梯螺旋形滑槽100。多个支撑杆107a、107b中的每一个都连接到在阶梯部段101的表面下方延伸的支撑棒部件108。支撑杆107a、107b被调整为特定的长度以为阶梯螺旋形滑槽100提供支撑。在替代性实施例中，基本平坦的滑槽非阶梯区段，诸如起始区段109和端部区段111，也可置于阶梯部段的顶端和底端。起始区段109起到在信封、盒子和其他包裹被推入阶梯部段101的向下斜坡之前提供放置信封、盒子和其他包裹的起始表面的作用。端部区段111工作以减慢信封和盒子沿阶梯部段101的表面移动，使得信封可被移动或引导到接收区域。端部部分111通过避免使用停止带、网或其他装置减慢快速移动的盒子113而提供优势。如本文按照图3所描述的，阶梯部段101的外表面包括布置在阶梯部段上的多个减摩瓦或面板，其数量基于阶梯部段在阶梯螺旋形滑槽100中的高度。仍是在其他实施例中，中心杆可用于提供支撑，使得可实现紧密的中心半径，使用水平臂支撑，具有6英寸至18英寸的直径。

图2是图1所示的阶梯螺旋形滑槽200的侧视透视图。如图2中所见，多个杆显示被附接到支撑棒部件。例如，杆201a、201b可以一端附接到顶板并以相对端附接到支撑棒205。如图2中所见，多个支撑杆201a、201b与伴随的支撑棒部件205一同起作用，支撑棒部件位于阶梯部段之下，用于将螺旋形滑槽200保持和/或支撑到刚性的固定的位置。尽管此处用杆作图示，缆索组件或任何替代性的支撑方式也可使用。此外，支架203被附接到内裙部202和外裙部204的外部竖直表面。支架203起到将竖直表面的各部分共同牢固地保持在刚性的位置的作用。

图2A是示出用于连接180度或小于180度的螺旋形滑槽的支撑杆组件放大透视图。支撑杆组件250使用紧固到支撑棒部件205的支撑杆201a、201b。杆的端部带有螺纹以便使用螺丝将杆201紧固至支撑棒部件205。一个或多个支架203用于固定地附接到外裙部204和内裙部202的侧面并以基本垂直的螺旋定向将裙部的各部分保持在一起。如图2A中所见，杆201a显示穿过支撑棒部件205的端部。此外，利用穿过端部支架211紧固的U形螺栓208将支撑棒部件205附接到外裙部204。这使得支撑杆组件250能够保持螺旋形滑槽的区段处于固定的刚性位置，同时支撑沿滑槽快速移动的盒子和其他物体。

图3是图1所示的阶梯螺旋形滑槽的俯视图。阶梯螺旋形滑槽300包括与多个阶梯成角度滑槽部段301连接的起始区段309。阶梯成角度滑槽部段301的外观类似螺旋地从较高的高度延伸至较低的高度的金属“盖板”。位于滑槽部段301表面的顶部的是多个低摩擦面板303a、303b、303c、303d。低摩擦面板303a、303b、303c、303d的尺寸设计成使得其可邻近外裙部304并排安装。如图3中所见，位于每个成角度滑槽部段301上的塑料面板的数量取决于成角度滑槽部段在螺旋形滑槽系统中的高度，使得区域中每个滑槽部段的塑料面板数量随特定的滑槽部段围绕竖直轴线下降而减少。例如，图3显示四个在滑槽的上部高度处成行布置的面板303a、303b、303c、303d。作为物体，诸如盒子315，在成角度滑槽部段301的上方移动，面板的数量在一些预定点减小至三个面板304a、304b、304c。类似地，随着高度降低，在连接端部区段311之前使用每个滑槽部段的两个面板和随后的仅一个面板。使用中，物体在起始区段309出发并以某一取决于盒子重量的预定速度沿面板移动。通过随物体在高度上降低而减少面板的数量，使诸如盒子315的物体能够随其接近端部区段311而逐渐减速。这提高了安全性并允许人员在端部区段311的区域内工作并有额外的时间将物体提升和/或引导至适当的区域。传送诸如信封和轻质纸制品的轻质物体时，使用低摩擦面板302也是有利的。随着离心力将轻质物体向外移动至螺旋形滑槽的外部边缘，由于表面摩擦基本较低，面板使轻质物体继续跨过滑槽部段301的表面移动，从而防止轻质物体像金属表面的情况中那样停止。

图4是图1所示的阶梯螺旋形滑槽的区段的俯视图。根据本发明的一个特有的特点，螺旋形滑槽由以端到端关系紧固在一起的多个梯形形状的部段400形成。如本文所描述的，多个部段受双侧支撑并大体上围绕中心轴转过360度。通过如本文所述将多个分立的滑槽部段400相互紧固并将这些部段400紧固到支撑杆而组装和/或构成阶梯螺旋形滑槽。利用如本文所述的阶梯螺旋形滑槽的优点是结构可胶接或栓接起来而不利用机械铆钉或焊接。

如图4中所见，滑槽部段400一般由以包括上壁401、中间区段403和下壁405的方式配置的单一金属部件形成。中间区段403大体上形成梯形形状，使得在制造过程中易于通过调整梯形的四个边中的一个或多个的尺寸改变滑槽尺寸和倾斜度。利用梯形形状允许滑槽系统围绕很紧密的半径或替代性的宽的半径弯曲。这样则具有提供取决于特定位置的极大数量的滑槽尺寸和倾斜角度的优势。弯折线402和404提供隆起或尖端，在其上信封、盒子或其他物体在穿过滑槽移动时进行接触。由此，在滑槽表面移动的信封、盒子或其他物体在穿过螺旋形滑槽向下移动时在跨过每个弯折线402、404的单个点处进行切向接触。每个滑槽部段400包括用于将滑槽部段400分别固定到内裙部和外裙部的内凸缘407和外凸缘409。此外，一个或多个低摩擦面板411在滑槽部段400的中间区段403上邻近外裙部并排布置。举例而非限制地说，低摩擦面板一般可由Durasurf^TM材料制成，该材料为黑色塑性超高分子量(UHMW)聚乙烯。诸如Durasurf^TM的材料结合了所有热塑性塑料的最大冲击强度、低摩擦系数和极大的耐磨性。每个面板411可提供用于诸如纸张、信封和小盒子的小物体的超低摩擦表面。面板411布置在中间区段403的外边缘且其数量依据基于滑槽中的部段400的高度的物体期望速度选择。由此，部段400的外道(6-12英寸)一般具有浅的角度(10-15度)，且将包括自粘UHMW以随着产品被离心力推向外道而减小摩擦，由此使产品通过两种反作用减速以免获得过大的速度，两种反作用即降低速度的减小的倾斜角和与通过增大移动物体的摩擦而起制动作用的外裙部接触。

如图5和图6中所见，多个滑槽部段501被连接起来，使得它们类似可排列成以180或360度向下倾斜的螺旋的阶梯螺旋楼梯。图5示出第一滑槽部段501，该部段具有布置在其上的一组两个低摩擦面板503、505，滑槽部段507处于较低的高度且每个滑槽部段的一个面板都具有过渡部。如图6中所见，滑槽600如同楼梯中的一系列阶梯一样操作，其中，部段601和部段603位于每对相邻的滑槽部段的接合处。成对的相邻部段，诸如部段601和部段603被以端对端的关系由适当的方式，诸如通过使用螺丝、接头或焊缝固定在一起。固定在一起时，阶梯螺旋形滑槽600类似螺旋通过180度或更多的连续的楼梯，使得滑槽部段可被定向为围绕中心轴线沿顺时针或逆时针方向的螺旋结构。本领域技术人员将进一步认识到各部段也可以制造成递增的旋转角度，例如相比于现有技术中所示的90至180至360度部段，各部段为10至15度部段。此外，制造滑槽来以最浅的倾斜角度传递物体。如果滑槽过陡，滑槽上的物体可能获得过大的速度。如本文所描述的，滑槽外壁将以10至20度的之间的倾斜角制造，内壁将以30至55度之间的倾斜角制造。

图7是依据本发明的替代性实施例的360度螺旋形滑槽组件的俯视图。尽管本文中以360度螺旋形滑槽显示，具有更小或更大转动半径角度的滑槽也是可能的，且会类似地仅使用螺丝或螺栓作为紧固件。如本文所描述的，360度螺旋形滑槽组件700通过利用通孔605以诸如螺丝的机械紧固件连接环形并列的多个阶梯部段701形成，以便形成向下的螺旋包装滑槽。阶梯部段略微类似阶梯金属“盖板”并一般被按顺序栓接起来以形成期望的90度、180度、360度或720度滑槽结构。如本文所描述的，内壁706和外壁708被紧固至滑槽以便保持包裹和信封处于滑槽组件中。组件包括具有塔架703的竖直塔架组件和四条位于塔架下的塔架腿。这样的结构的优点是它能支撑非常大重量的载荷。一般每隔90度，多个支撑架705以下降的方式围绕塔架腿环形延伸。随着螺旋形滑槽组件围绕塔架组件向下延伸，支撑架向外延伸并为阶梯部段701提供结构支撑。尽管所示螺旋以逆时针方式向下，本领域技术人员将进一步认识到向下的螺旋也可以顺时针方向形成。此外，在塔架703的中心形成空隙或孔洞707以允许塔架703围绕标准尺寸的垂直建筑物柱布置(未显示)。此外，利用具有支撑架的塔架组件允许滑槽区段以很浅的倾斜角相对地面基本等高。由于减小的速度不会波动或下跌，这减小了可能损坏盒子或其他物体的与外壁的摩擦。

图8、图8A和图9是分别示出附接于塔架结构的360度螺旋形滑槽的第一和第二侧面的第一和第二侧视图。如图8中所见，塔架结构800的第一视图包括大体上以方形或箱状布置的多个腿803以形成竖直塔架结构801。多个支撑臂805自塔架结构801侧向延伸。如放大视图图8A中所见的，臂805以交错的方式自每个塔架腿延伸，使得随着滑槽围绕塔架结构801，一个支撑臂在相邻的支撑臂之下相隔90度布置。使用中，每个支撑臂805在下降的滑槽组件的一部分之下延伸，滑槽组件包括内壁807、滑槽部段和外壁809。在支撑臂805的顶部，在每个端部处布置用于将U形螺栓紧固件811和连接架813紧固到内壁807和外壁809的多个管状连接部件806。连接架813紧固到内壁表面和外壁表面815的相应表面以将螺旋形滑槽中的阶梯部段的部分保持在固定的位置。如图8A的放大视图中所见的，利用至少两个螺丝或其他使用圆柱状连接部件的连接方式将连接架813固定到基本平行于外壁809的边缘的外壁表面815的较低的边缘。尽管未在图8中显示，螺旋形滑槽也以类似的方式利用内支架和U形螺栓紧固件附接到内壁807。

图9示出图8中所示的塔架结构的第二视图。在这个视图中，所示的螺旋形滑槽组件900螺旋围绕塔架结构901。所见的每个塔架903中的空间902用于允许柱穿过其中延伸。在螺旋形滑槽901的入口处，有入口壁904a、904b。入口壁904a、904b结合入口滑槽905以防止入口阶梯滑槽区段的任何尖锐外露边缘暴露于滑槽的使用者。支撑臂907自塔架腿909延伸以被紧固到内连接架911和外连接架913。此外，一或多个胶接支架915被用于将内壁917和外壁919连接起来以形成没有缝隙或缺口的相接的滑槽组件。在滑槽901的端部是出口壁924a、924b，结合出口滑槽923起防止使用者暴露给出口阶梯滑槽区段的任何尖锐边缘的作用。本领域技术人员将认识到，可改变部件904、905、923、924的大小以无缝附接用户的相邻装置。

图10是示出塔架部件1000的细节的透视图。塔架部件1000包括腿1001、1003、1005、1007。每个塔架腿包括用于将每个塔架腿紧固到地面或其他固定结构的足1010。多个塔架1012被以预定的距离紧固到每个塔架腿或塔架腿内以形成具有非常高的承重能力的刚性结构。多个安装臂1014a、1014b、1014c、1014d从每个塔架腿延伸，定向为以垂直交错的方式从每个对应的塔架腿延伸以完全支撑向下的螺旋形滑槽组件。如本文所提到的，每个安装臂1014被用于与U形螺栓和安装支架连接，U形螺栓和安装支架用于将安装臂1014紧固到滑槽组件内壁和外壁两者。

图11是塔架部件和支撑臂组件的放大透视图。示出了支撑臂组件1100，其中塔架腿1101被用作用于安装臂1103的支撑表面。安装臂1103从塔架腿1101大体垂直地延伸，使得U形螺栓可与支撑架结合以紧固内壁1105和外壁1107，以保持阶梯螺旋形滑槽组件处于固定的和受支撑的位置。如图11中所见，支撑架利用约六个螺丝固定到塔架腿1101的表面，螺丝穿过在塔架腿1101的表面内形成的洞和/或孔。

图12是附接到依据本发明的替代实施例单杆塔架结构的540度螺旋形滑槽的透视图。具有单杆塔架结构1200的滑槽包括基本成方形的杆1201，即具有固定附接到安装板1205的一个或多个腿1203。杆1201和腿1203一般焊接到安装板1205，该安装板随后可在其四角处的安装点处附接到地面。具有单杆塔架结构1200的滑槽提供格栅塔架实施例的优势，即滑槽可获得更紧密的转向半径。此外，格栅塔架具有更多的组件，而杆1201是需要较少或不需要组件的单一结构。如本文所描述的，滑槽包括多个成角度滑槽部段1207以及围绕滑槽部段1207的侧部基本竖直延伸的内裙部1209和外裙部1211。

图13是用于具有图12中所见的杆塔架结构的540度螺旋形滑槽的支撑组件的放大视图。支撑组件1300包括杆1301，杆1301具有多个支架1303，支架1303从杆1301的四面中的每一面延伸。支架1303交错围绕杆1301从顶部到底部垂直螺旋运动，允许支架1303为滑槽部段1304提供支撑。每个支架1303包括用于提供支架的结构支撑的多个角板。例如，在图13中，第一角板1305和第二角板1307位于支架1303的一侧，而举例来说，第三角板1309和第四角板1311位于所见支架，例如支架1310的相对侧。为提高支架的完整性，支撑杆1313在每个支架的下方延伸，例如支架1310利用U形螺栓1314和1316机械地将支撑杆1313附接到内裙部1312和外裙部1315。

图14是如图12中所示的540度螺旋形滑槽的俯视图。具有杆塔架结构的540度螺旋形滑槽1400包括杆1401，多个支撑架1403以螺旋下降的方式附接到杆的各面。内裙部1405以及外裙部1411附接到支架。当滑槽部段1407和面板1409围绕柱1401螺旋延伸时，这提供了对滑槽部段和面板的支撑。

使用中，物体被引入滑槽系统，系统将其放置到在目的点或出口点的上方被抬升的滑槽的上表面上。物体开始沿滑槽表面向下滑动，且由于阶梯滑槽部段向下的斜坡，物体将趋于向下并向外滑向外裙部。同时，物体趋于向下滑向滑槽系统较低的端部。滑槽部段相对于其竖直轴线的角度的组合往往引起物体沿滑槽系统行进以迫使其向外移动到外裙部上。物体继续沿滑槽移动并往往沿裙部至少部分地滑行直到到达端部区段。滑槽的设计使得轻的和重的物体将趋于以受控的和基本恒定的速度沿滑槽系统行进。用于滑槽系统制造的Durasurf^TM塑料面板也减小物体沿滑槽的半途卡住的可能性。由此，由于包裹或物体仅保持与相比于平坦表面的尖角表面的切向接触，在被传送时，物体具有与滑槽底部最少的接触。滑槽系统可利用缆索悬挂或采用附接于塔架部件的支撑部件固定到格栅或单杆塔架结构。

由此，由于滑槽上移动的物体仅接触滑槽部段的升高点或弯折线，螺旋形滑槽部段的结构形成减小摩擦的阶梯滑床。此外，阶梯滑槽系统利用易于调整至期望的宽度的栓接起来的结构。滑槽系统以45度的区段设计，该区段以顺时针或逆时针形式的螺旋形配置。由此，滑槽系统可采用以适合的45、90、180、540、720度等增量、围绕中心塔架或单杆支撑结构悬挂或建造的结构运转。

类似地，形成用于从建筑物中的上部高度到下部高度传送物体的阶梯滑槽系统的方法包括以下步骤：围绕竖直轴线盘绕布置螺旋形滑槽，使得滑槽被多个支撑杆固定在内边缘和外边缘。滑槽包括多个阶梯滑槽部段，每个部段以阶梯关系彼此固定在一起。每个阶梯滑槽部段具有以相对竖直轴线成第一角度布置并朝向外壁向下倾斜的上壁。将多个阶梯滑槽部段连接在一起以形成螺旋通过至少180度的螺旋结构，将至少一个平坦的滑槽部段连接到多个阶梯滑槽部段以控制物体的速度，使得螺旋形滑槽类似阶梯螺旋楼梯。将内裙部附接到滑槽的内表面以防止物体从滑槽的阶梯部段掉落，将外裙部附接到滑槽的外表面以防止物体从滑槽的阶梯部段掉落。将多个塑料面板沿邻接外裙部的成角度滑槽部段的外表面布置；选择取决于成角度滑槽部段在螺旋形滑槽系统中的高度的每个阶梯滑槽部段上的塑料面板的数量，使得在表面区域中每个滑槽部段的塑料面板的数量随着滑槽部段围绕竖直轴线下降而减小。

在前述的说明书中，本发明的具体实施例已作描述。不过，本领域技术人员可理解的是，可作多项调整和变化而不背离下文的权利要求中所述的本发明的范围。相应地，说明书和附图应以说明性而非限制性的意义看待，且已在将所有此类调整都包括在本发明的范围内。好处、优点、问题的解决方案，和出现或变得显著的任何产生好处、优点、问题的解决方案的因素不应被理解为任何或所有权利要求的关键的、必需的或必要的特征或要素。本发明仅由后附权利要求限定，包括在应用未定期间做出的任何改动和所公开的这些权利要求的等价物。