具有区域控制的堆叠辊子带式输送机的制作方法

背景技术：

本发明总体上涉及动力驱动的输送机并且更具体地涉及具有堆叠辊子的带式输送机。

在许多输送应用中，有必要将大流量的物品转变成单列。例如，一些处理装置可以一次仅对一个物品进行操作。在这些情况下，物品必须在到达装置之前被单一化(singulated)。作为另一个示例，如果物品是单列的而不是并排的，则对输送机上单一化的物品进行分类变得更简单。

技术实现要素：

实施本发明特征的输送机皮带的一种形式包括多个辊子组，每个辊子组包含顶部辊子和底部辊子。输送机皮带顶侧的顶部辊子支撑所输送的物品。皮带底侧的底部辊子与顶部辊子相接触，使得底部辊子在第一方向的旋转导致顶部辊子在相反的第二方向旋转。辊子组沿输送机皮带中的通道从第一位置被平移到第二位置。在第一位置，顶部辊子延伸至顶侧之上的最大水平。在第二位置，顶部辊子延伸至最大水平之下的最小水平。

可与这样的输送机皮带一起使用的输送机的一种形式包括输送机皮带的底侧之下的单独致动的区段阵列。每个区段包含支承表面，该支承表面可选择性地移动到与底部辊子相接触和不相接触。辊子组被移动到第一位置，在该第一位置中，当支承表面被移动与底部辊子相接触时底部辊子在支承表面上旋转。当支承表面与底部辊子不相接触时，辊子组被移动到第二位置。

在本发明的另一个方面，一种用于输送物品的方法包括：(a)对输送机皮带中竖直堆叠的顶部和底部辊子组上的物品进行支撑，物品沿皮带行进方向前进；(b)形成用于所述输送机皮带的载运通路，所述载运通路具有在所述输送机皮带之下可单独致动的支承表面区段阵列；(c)选择性地致动支承表面区段移动到与底部辊子相接触的第一位置，以便将顶部辊子升高到输送机皮带的顶部之上的最大水平处，以及在与皮带行进方向相反的方向旋转顶部辊子使得旋转的顶部辊子上的物品停滞不前；(d)选择性地解除致动支承表面区段移动到与底部辊子不相接触的第二位置，以便顶部辊子被降低到该最大水平之下的最小水平；以及(e)摩擦制动被解除致动的顶部辊子使得制动的顶部辊子上的物品与输送机皮带一起沿皮带行进的方向前进。

附图说明

图1是实施本发明特征的输送机的载运通路的一部分的等距视图；

图2是图1的输送机的一部分的前正视图；

图3是图1的输送机的侧面正视图；

图4是可在如图1的输送机中使用的输送机皮带内部的侧面正视图；

图5是使用图1的输送机的输送机系统的俯视平面图；并且

图6是可与图5的输送机系统一起使用的控制系统的框图。

具体实施方式

图1中示出了实施本发明特征的输送机系统的载运通路的一部分。输送机系统10包含模块式输送机皮带11，该模块式输送机皮带由一系列成行12的一个或多个皮带模块14构成。这些行在由多个铰接杆17形成的铰接接头16处链接在一起，这些铰接杆将相邻行的交错的铰接元件18、19链接。输送机皮带11是双辊输送机皮带，该双辊输送机皮带包含辊子组20阵列，该辊子组阵列包含顶部辊子22和底部辊子24，该顶部辊子和底部辊子以竖直堆叠的方式被安排在空腔23中，该空腔从皮带的底侧25延伸至顶侧27。每组或每个堆叠中的顶部辊子和底部辊子的周边相接触使得底部辊子沿一个方向的旋转引起顶部辊子沿相反方向的旋转。此示例中的顶部辊子和底部辊子是安装在轴26上或与轴一体形成的圆柱形辊子。因为轴26垂直于皮带行进方向28定向，所以辊子沿平行于皮带行进方向的方向旋转。这个取向上的辊子被称为顺排的辊子，因为这些辊子旋转与皮带行进方向26一致。可替代地，辊子组可以由没有轴的球形辊形成，球形辊取代顶部辊子或底部辊子。或者每个辊子组可以包括与单个底部辊子相接触的两个顶部辊子、或者与一对底部辊子相接触的一个顶部辊子。底部辊子24从皮带的底侧25处从空腔23向下延伸。顶部辊子22从顶侧27处从空腔向上延伸。可替代地，顶部辊子可以被完全支撑在顶侧之上、而不是被支撑在空腔中，于是，底部辊子延伸越过底侧和顶侧。辊子组20被安排在跨过皮带11的宽度并且沿着该皮带的长度的横排r与纵列c中。

输送机载运通路包含静止耐磨条30，这些静止耐磨条被定位在皮带11的顶部运行件之下、在列c的辊子之间。载运通路的其余部分被划分成多个可单独控制的支承表面区段32，这些支承表面区段被排列形成网格。在这个示例中，每个区段的大小被确定成用于致动单个辊子组20。但是，每个区段可以是较大的以便致动多个连续的辊子组。当底部辊子24通过时，区段32通过移动到与底部辊子相接触的位置来致动辊子组20。在这个示例中，这意味着将区段32从示出的位置处升高到耐磨条30的顶部支承表面34之上的水平。随着输送机皮带11在皮带行进方向28上前进，底部辊子24在升高的区段的顶部支承表面36上滚动。每个底部辊子在其顶部切线处的旋转方向平行于皮带行进方向28。在没有滑动的情况下，底部辊子在其顶部的切向速度等于皮带速度。底部辊子24与顶部辊子22的滚动接触导致顶部辊子沿相反的方向旋转。所致动的顶部辊子22的切向速度等于皮带速度，但是在相反的方向上。所以，一个或多个所致动的辊子组20上的物品看起来停滞不前--相对于静止观察者是静止的。这还在图3中示出。如果皮带以速度v向右行进，所致动的顶部辊子22在顶部具有切线速度v。并且，所致动的辊子组20上的物品38的绝对速度为零。

图2中示出了用于致动辊子组20的一个方案。左边的辊子组20被示出是致动的。例如，区段32被致动器40(例如示出的气动缸或液压缸)或者被凸轮、电机、磁铁或弹簧或它们的组合升高到致动位置。在致动位置，区段32提供支承表面36，底部辊子24随着皮带沿皮带行进的方向前进而在支承表面上滚动。图3还示出了致动位置中的区段32与底部辊子24相接触。示出了图2中右边的区段32’被致动器40’降低到不与底部辊子24’相接触的解除致动位置。皮带11的前进运动不会将任何旋转给予辊子组20’中的被解除致动的辊子24’、22’。

如图3所示，顶部辊子和底部辊子22、24的轴26、27在各端处被保持在长的竖直通道42中。或者这些轴在各端处被保持在一对较短的竖直通道43、44中。竖直通道允许辊子组20在被区段24致动时向上移动到如图3以及图2左边所示的上部最大水平46、并且向下移动到图2右边所示的下部最小水平48。此外，如图4所示，左边的被解除致动的并且下降的辊子组40’被摩擦地制动，因为顶部辊子22’位于皮带11中的表面50上，该表面用作辊子组20’的制动衬块。不与被降低的下面区段相接触的底部辊子24’被制动的顶部辊子22’制动。被解除致动的辊子组20’上的物品的重量向下52推动顶部辊子22’抵靠制动表面50。制动力与物品的重量成正比。被制动的(即，被解除致动的)辊子组22’上的物品沿皮带行进方向以皮带速度与输送机皮带11一起行进。

当图4右边的辊子组20被下面的区段升高52到致动位置时，顶部辊子22被升高在制动表面50上方并且通过与致动的区段相接触的底部辊子24而被驱动旋转。

因为图2中致动的顶部辊子22被升高到致动的顶部辊子22’的较高水平46而不是较低水平48，所以意欲沿所致动的辊子上的输送机运行件停留在位、但越过致动的辊子延伸至解除致动的制动辊子的物品不会受到致动的辊子的影响，因为解除致动的顶部辊子凹陷在所致动的辊子组20的水平46之下并且不与物品相接触。在降低的、解除致动的辊子组20’附近，输送机皮带11在成列的辊子之间在下方被静止耐磨条32支撑。

图5中示出了使用图1的输送机10的输送机系统的一个示例。双辊输送机皮带11沿皮带行进方向28前进。呈区段阵列形式的单独区段32被选择性地致动以便确保所输送的物品38在卸料输送机54上被单一化，该卸料输送机沿与双辊输送机皮带11的行进方向28垂直的卸料方向56前进。图6展示了区段32由控制器58控制。例如，控制器58(如计算机或可编程逻辑控制器)接收光学或视频传感器62(如一个或多个摄像机)、2d或3d激光轮廓仪、或能够获得输送机皮带上的物品的布局的任何传感器的传感器信号60。如图5所示，传感器62被定位用以感测输送机皮带11上的物品38。控制器58包含处理器以及在传感器62中的被编程用来将传感器数据转换成数字图像的任何处理器。控制器58执行的成像算法产生了输送机皮带上的物品的数字图像。定期地运行该算法以产生物品的一系列图像，这些图像示出了物品在皮带上以及相对于区段的位置。控制器58执行控制算法，该控制算法根据数字图像将单独区段32的子集分组成用于物品的分开的控制区域64。每个控制区域的尺寸和形状由构成控制区域的单独区段的组合覆盖区(footprint)来限定。然后，控制器随着输送机皮带的前进以及随着物品改变位置而对分组进行更新。控制算法取决于必须移动哪个物品或哪些物品而动态地改变控制区域64。随着物品沿载运通路移动，这些区域移动并且可以改变形状。随着这些区域的移动，区段从区域上掉落，并且获取新的区段。控制区域64中任何给定时刻的所有区段被控制器58致动(被暂停的物品)或解除致动(以皮带速度沿皮带行进方向28前进的物品)。例如，如果控制器确定必须暂停物品38’，控制器限定控制区域64’，该控制区域包括物品之下的区段。然后，控制器将所有区段一起致动以便致动皮带11中相应的辊子组。区域64’中的致动的区段上的物品38’在移动的皮带11上停滞不前以允许解除致动区域中的另一个物品通过或离开皮带11的一端而被传递到卸料输送机54上。当控制器58确定是物品38’该前进的时候时，控制区域64’中的区段被解除致动以便制动物品之下的辊子组并允许物品与皮带11一起前进。

如图6所示，控制器58将致动/解除致动控制信号66a-66n发送至每个区段的致动器40a-40n。还可以使用控制器58通过皮带驱动电机70的电机控制信号68来控制皮带速度。控制器可以使用皮带速度连同解除致动和致动区段,以用于更精细地控制包裹的传送。可替代地，皮带速度可以被分开地控制或者可以被固定在已知的速度。如果皮带速度被分开地控制并且是可变的，则可将速度指示信号发送到控制器58以用于控制区段32。