专利名称：从输送机构使物品转向的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及从输送机构使物品转向的转向系统和转向片。
背景技术：
在输送和分拣比如要邮寄的物品或者要发送和分拣的行李之类的物品时，可以沿着输送机构布置转向系统以在沿着输送机构的某个点或某几个点将一些物品从输送机构转向。例如，如图1所示，物品A能从输送机构6转向到斜道或分支输送机构8。转向系统2包括转向片或者板10，其撞击物品A并将物品A从输送机构推到斜道或分支输送机构8上。
如图1所示，转向片10可以具有大致平坦的前表面12，其在物品A沿着输送机构6运动时撞击该物品A。转向片10被枢轴转动入物品A的路径并随后回缩入输送机构6一侧上的回缩位置。
已知转向片的一个例子在授予Terrell等的美国专利No.5,918,724中示出。
因为并非所有物品将在斜道或分支输送机构转向，所以希望转向系统能将物品从输送机构单独地转向而转向片或板不会妨碍输送机构6上的后续(后面)物品。因此，物品在输送机构上通常间隔开足够地远以使得片或板在后续物品达到板的推动表面之前完全地回缩。在一段时间期间输送机构处理物品的总体生产速率受到后续物品之间所需空间量的限制。
增大这个速率的一种方式是缩短转向片越过输送机构地摆动出去和摆动回来所需的时间，即增大转向片或板的速度。然而，片或板的惯性会限制其被驱动的速度。而且，片的速度还受到片能安全地撞击物品而不会造成损伤的最大速度的限制。
还希望提供一种转向片，其长度足以使得其能扫过输送机构的整个宽度以便无论物品的横向位置如何都有效地转向输送机构上的物品。这种转向片的长度增大了转向片在输送机构上扫过和扫回所需的时间并且因此将增大后续物品之间所需的间隔，因而就降低了系统的生产率。
还需要一种具有能扫过整个输送机构同时维持高的物品生产率的转向片的转向系统，以及在撞击物品时更不易损伤物品的转向片。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种用来从输送表面移动物品的转向系统。该转向系统包括具有边缘的输送表面以及适于绕着旋转轴从沿着输送表面一个边缘的回缩位置旋转到伸展位置以从输送表面移动物品的转向片。转向片具有通过连接部与旋转轴隔开的的推动部。转向片形成了布置在轴线和推动部之间的空隙，用于使得在转向片处于伸展位置时后续物品经过该轴的下游而不会接触到转向片。
本发明的另一方面涉及用布置在输送表面一侧处的转向片从输送表面转向至少一个物品的方法。该方法包括绕着旋转轴枢轴转动转向片以将转向片的推动表面在输送表面之上从回缩位置运动到完全伸展位置并且然后返回到回缩位置以从输送表面转向前列的物品。在该步骤期间，使后续物品进入转向片的空隙，从而后续物品能在转向片已经完全回缩之前经过轴的下游。
推动部能由枢轴和减震器连接到安装部，以使对物品的撞击最小化。
从以下结合附图对本发明优选实施例的详细描述中，本发明的目标和优点将会很明显，在附图中数字标识同样的部件。
图1是现有技术中的转向系统和输送机构的透视图。
图2A、2B和2C分别示出了现有技术系统中的最小物品间距、周期时间和准备时间。
图3A、3B和3C示出了根据本发明实施例的转向片的各种构造的俯视图。
图4A和4B分别示出了示例性转向片和常规转向片的开始位置。
图5A和5B分别示出了示例性转向片和常规转向片的第一个四分之一转向片周期。
图6A和6B分别示出了示例性转向片和常规转向片的第二个四分之一转向片周期。
图7A和7B分别示出了示例性转向片和常规转向片的第三个四分之一转向片周期。
图8示出了使对物品的撞击最小化的转向片的实施例。
图9是图8一部分的放大图。
具体实施例方式
图2A示出了沿着限定出纵向边缘20的常规输送机构6供给的前列的物品A1和后续(后来的)物品A2。转向片10邻近边缘20布置，用来绕着垂直旋转轴16旋转以推动来自输送机构的选定物品。
输送机构上连续物品的前缘之间的距离，即总体物品间距，标识为L3，其包括周期距离L2和准备距离L1。转向片循环(即向外扫过输送机构并随后返回到其初始回缩位置)所需的时间称为周期时间。周期距离L2是周期时间期间输送机构行进的距离并且因而是(在输送机构6上沿向前方向运动的)物品A1和A2之间的最小间距以避免转向片在循环时与后续物品A2之间的干扰。前列的物品A1的前缘14从正好在物品可能被转向片(例如转向片的后角17)撞击之前的位置运动到最佳撞击位置所需的时间，称作准备时间。物品A1在准备时间期间运动的准备距离L1在图2A中示出。准备时间/距离取决于输送机构6的速度。
为了确保后续物品A2在转向片10从物品A2的路径回缩之前不会达到转向片10，在转向片开始其伸展行程时，后续物品A2应当间隔在转向片10的后角17之后一个周期距离L2。距离L2能限定为输送机构的速度乘以周期时间。
因此，假定转向片在前列的物品A1的后缘15达到与枢轴16一齐的位置时开始其伸展行程，在物品A1和A2的前缘之间测得的、避免后续物品和转向片之间干扰所必须的物品间距L3为L1和L2之和。总时间(准备时间加上周期时间)为物品运动过距离L3所需的时间。
图2B更详细地示出了周期时间/距离的关系。在周期时间期间，转向片10沿着输送机构6的纵向边缘20从回缩位置30移动到标识为30`的完全伸展位置，并且随后返回到回缩位置30。在从回缩位置30行进到完全伸展位置时，转向片10撞击物品A1并将其从初始位置32推动到位于输送机构6的相对边缘22处的位置32`。在用于伸展和回缩行程的周期时间期间，后续物品A2在输送机构6上向前输送一个周期距离L2。
在转向片10的推动表面12是主要从旋转轴16延伸到转向片前面自由端13的平面时，后续物品A2应当在后面间隔足够地远以使得直到转向片10已经完全回缩，物品A2的前缘18都不会经过转向片10的后角17。否则，如果物品A2“抱紧”边缘20，那么其在沿着输送机构运动时就可能撞击转向片的后端并被不希望地转向或延迟。
准备距离L1在图2C中更详细地示出。如图2C所示，准备距离L1是物品A1的前缘经过后角17并达到转向片的指定推动表面12上的预定最佳推动位置(例如转向片的“最有效撞击点”)所需的距离。
图3示出了根据本发明的转向片40的一个示例性实施例。转向片40被安装成绕着布置在输送机构6的边缘外侧的垂直旋转轴16旋转。转向片40包括具有推动表面42的推动部41，用于将物品推动到输送机构6的相对边缘22。推动表面42从旋转轴16向前间隔开转向片40的连接部44。
连接部44具有后段52，该后段52紧邻地布置在旋转轴16的前面且具有大致面对输送机构的表面56。连接部44定向为不平行于推动部并且在转向片处于回缩位置时远离输送机构的边缘20延伸(参见图4A)。连接部44和推动部41的相交形成了台阶54。推动表面42在图4A所示的转向片处于回缩位置时定向为平行于输送机构6的边缘20，尽管相对于边缘20的其它朝向也是可能的。例如，推动表面42可以相对于输送机构6的边缘20倾斜。
连接部44的表面56在转向片处于回缩位置时从输送机构6的边缘20向外偏移并且定位成比推动表面42更远离输送机构的边缘20，如图4A所示。而且，连接部44的表面56在转向片40处于回缩位置时向前且远离边缘20地倾斜。
可选地，转向片40还可具有在旋转轴16之上延伸的曲柄段48。如图3所示，曲柄段48能连接到任何适合的扭矩传递元件50。扭矩传递元件50例如可以是被布置成将曲柄段48绕着旋转轴16移动过一个弧的马达和旋转连杆或活塞。可选地，可以设想转向片40的旋转运动能由在旋转轴16处直接作用在转向片上而不连接到转向片端部的扭矩传递元件(未示出)来驱动。
图3A和3B示出了其它设想的转向片实施例，其中推动表面从旋转轴向前间隔开，并且连接部紧邻地布置在旋转轴前面的后段在转向片处于回缩位置时远离输送机构的边缘延伸。例如，图3A示出了具有连接部144a的转向片140，连接部144a包括与输送机构的边缘20大致平行地延伸的中间段144b以及彼此间大致平行地延伸的后段144c和前段144d。
作为另一个例子，图3B示出了具有连接部244b的转向片240，连接部244b弯曲远离旋转轴16并远离推动表面242。
推动表面可具有任何适合于将物品推动越过输送表面的表面形状。例如，推动表面可以为大致平坦的或弯曲的。图3C示出了一种设想的转向片340，其中转向片的推动表面342是凹形地弯曲。另外，尽管为了方便，附图将推动表面示出为整体结构，但是推动表面能由几个连接起来的段构成。
从前面可以理解到，图3、3A、3B和3C所示的每个转向片在其面对输送机构上物品的一侧上分别具有形成于连接部44、144、244和344中的空隙或凹穴45、145、245或345。
所述转向系统的优点从图4A至7B中将会变得很明显，其中图4A、5A、6A和7A描述了所述系统的操作，而图4B、5B、6B和7B描述了如果现有技术的系统以与本系统相同的方式操作的话会发生什么。图4A示出了图3所示转向片40沿着输送表面6的一侧处于回缩位置时的情况。在周期的这个点，前列的物品A1已经达到推动表面42的推动位置。后续物品A2与物品A1间隔开一个距离L2`，距离L2`的数值小于周期时间乘以输送机构的速度(即，距离L2`小于图2A所示的距离L2)。图5A示出了转向片40部分伸展的行程，其中推动表面42正将物品A1推动越过输送机构6。后续物品A2已经沿着输送机构6运动到接近旋转轴16的点。
图6A示出了处于完全伸展位置的转向片40，其已经将前列的物品A1推动到输送机构6的相对边缘22。后续物品A2的前缘已经向前行进超过旋转轴16并且因而也超过了转向片40的后角17a。
图7A示出了处于周期中部分回缩阶段的转向片40，其中转向片40绕着其旋转轴16从伸展位置朝着回缩位置旋转。后续物品A2已经沿着输送机构6运动到一个仍然向前远离旋转轴16但在推动表面42的后角47向后的位置。物品A2因而就定位在形成于转向片面向输送机构6上物品的一侧中的空隙45中。
由于连接部布置为紧邻地从旋转轴向前的后段52被构造为在转向片处于完全回缩位置时远离输送机构的边缘地延伸(图4A)，这意味着在转向片的回缩行程期间，连接部52的后端将在推动部被定位于输送机构的外侧之前就是如此定位。因而，后续物品A2能在转向片已经返回到其回缩位置之前经过旋转轴16的前面，而不会接触到转向片。更优选地，后续物品A2能在转向片处于完全伸展状态时经过旋转轴的前面而不会接触到转向片。这意味着，相对于其它可能而言，后续物品A2能定位为更靠近前列的物品A1而没有过早紧靠转向片的危险。换言之，距离L2`能短于图2A的周期距离L2。
为了相互比较，图4B、图5B、图6B、图7B示出了在使用常规的转向片10且应用图4A所示较短的周期距离L2`时物品A1和A2沿着输送机构的路径。最初，如图4B所示，物品A1和A2在与图4A中物品A1和A2相同的位置开始。在图5B所示的伸展行程期间，物品A1被转向片10推动越过输送表面6。后续物品A2已经沿着输送表面6运动到与推动表面12的后缘平齐的点，如图5A中那样。如图6B所示，转向片10处于其完全伸展位置，此时物品A1已经被推动越过输送机构6。后续物品A2现在已经运动到输送机构6上的一点处以致于其前缘位于旋转轴16的前面。因为在旋转轴16和推动表面12之间没有凹陷部，在转向片10仍然在输送机构上伸展时，运动的物品A2将受到推动表面12的撞击。物品A2因此将被转向片10从其期望的行进路径上偏移开，如图6B所示。
图7B示出了常规转向片10的回缩行程。如图7B所示，物品A1已经被完全从输送表面6推开，并且物品A2已经沿着输送表面运动到位于旋转轴16前面的点处。因为转向片10被物品A2撞击，物品A2将被不希望地偏离其预期的行进路径(或者甚至可能脱离输送机构)、将延迟其向前行进。事先已经检测了物品A2在输送机构上的位置(例如已经通过读出装置扫描了物品A2上的条形码)，并且因而分拣机构的控制系统期望物品A2在一定距离处达到其相应的分支输送机构，在所述距离处将致动相应的转向片。然而，现在该距离出现的时刻已经被改变，因此物品A2将迟到并且不会正确地被转向片所转向。
因而，在使用从轴16到自由端13完全线性的转向片10时，物品所必须间隔开的距离(即更长的周期距离L2)要大于使用根据本发明的转向片时的距离。
图3-图3C所示的转向片和转向系统因而允许输送系统分拣相比使用完全线性的转向片而言彼此间更靠近的物品，因此输送系统具有更好的生产能力。
再次参照图7A，可以看出，转向片40的连接部44的长度足以让后续物品A2沿着输送机构运动而不会撞击到转向片40在回缩行程期间在输送机构之上伸展的前部。例如，在一个示例性实施例中，推动表面42的后端与旋转轴16间隔开一个距离d(图5A)，该距离d为推动表面总长度的至少1/4，更优选地为1/2，并且最优选地为2/3。更优选地，该距离可以为推动表面总长度的至少2/3。
输送机构6可以是任何类型的输送表面。例如，输送机构可以是环形输送带或者是布置成让物品沿着其上部运动的驱动辊台，这些驱动辊限定出输送表面。在一个示例性实施例中，输送机构6具有大致水平的输送表面，并且转向片40被布置成绕着垂直旋转轴旋转以使得转向片在输送表面6之上的一个水平面中旋转。
可以注意到，附图示出了沿着输送机构在最靠近转向器的边缘20处运动的物品。然而，物品也可以定位在输送机构上任何横向位置。作为一个例子，沿着输送机构运动的行李可以是各种大小和形状，并且通常不与输送机构的一个边缘对齐。定位为在横向上更远离边缘20的物品更不可能由于后续物品之间太近的间距而被转向片不利地运动。然而，因为不知道每个物品会处于什么横向位置，因此物品之间所需的间距有利地是基于物品定位在输送机构的边缘20处的最严重情况来设定。
转向片的长度有利地足够地长以致于能有效地转向输送机构上的物品，而不管物品的横向位置。在一个实施例中，转向片足够地长以伸展过输送机构的整个宽度。在一个例子中，用于行李分拣系统中的转向片具有从轴16到前端43大约56英寸的长度。转向片能布置为使得其端部在输送机构的整个宽度上伸展，或者至少伸展到输送机构远边缘的数英寸范围内。
本发明的另一方面涉及使对于物品的撞击最小化的转向片。这种转向片80在图8中示出。转向片80被成形为类似于图3的转向片40，除了推动段82在85处以枢轴转动的方式安装至连接段84之外。此外，减震机构86互连推动段82和连接段84。减震机构86例如可以包括其中布置有运动阻尼器(比如其中布置有活塞的气缸90)的压缩盘簧88。气缸90可连接至连接段84，而活塞将连接至杆92，杆92将连接到与推动段成整体的臂100。因而，当推动段在转向片的伸展行程期间紧靠物品时，推动段将绕着枢轴85逆着弹簧88的作用向后枢轴转动以吸收能量，否则这种能量将会对物品造成损伤。在物品已经被转向之后，弹簧88将推动段返回到其处于阻尼器86的控制之下的原始状态。因而，能最小化可能对物品造成的损伤。臂100具有多个孔102，阻尼器可连接到这些孔，从而改变减震器对推动部的作用。
虽然枢轴转动的推动段82示出为在具有前述的本发明的形状的转向器臂中，但是其也可以替代地以任何形状的转向片的形式实施，比如图2所示的现有技术形状。
另外，转向片段能部分地由弹性材料(比如尿烷)构成，从而推动段的自由端104在如图8所示那样接触物品时能弹性地弯曲，以进一步减小对于物品的冲击。
尽管已经结合优选实施例描述了本发明，但是本领域的熟练技术人员能理解到，在不偏离本发明的精神和如所附权利要求所限定的范围的前提下，可以作出未具体描述的增加、删减、修改和替换。
权利要求
1.一种用于输送和选择性地使物品转向的输送系统，包括用来沿纵向向下游的方向输送物品的输送机构，该输送机构具有限定出纵向边缘的输送表面；和布置成绕着大致垂直的旋转轴线从沿着输送表面纵向边缘的回缩位置旋转到跨过输送表面的伸展位置以使物品移动的转向片；该转向片形成了间隔地位于旋转轴线下游的推动部，该推动部限定出了推动表面；该转向片具有布置在旋转轴线和推动部之间的空隙，用于使得在转向片处于伸展位置时后续物品经过该轴线的下游而不会接触到转向片。
2.根据权利要求1的输送系统，其中推动表面与旋转轴线在输送方向上间隔开一个距离，该距离至少为推动表面长度的1/4。
3.根据权利要求2的输送系统，其中该距离至少为推动表面长度的1/2。
4.根据权利要求2的输送系统，其中该距离至少为推动表面长度的2/3。
5.根据权利要求1的输送系统，还包括扭矩传递元件，其连接到转向片以用来使转向片旋转。
6.根据权利要求1的输送系统，其中推动部由连接部连接到该轴线，连接部和推动表面的相交形成了台阶。
7.根据权利要求1的输送系统，其中推动表面是平坦的。
8.根据权利要求1的输送系统，其中推动表面在垂直向下的方向上看时是弯曲的。
9.根据权利要求1的输送系统，还包括减震机构，其中推动部由连接部连接到该轴线，推动部以可枢轴转动的方式安装至连接部，并且减震机构连接在推动部和连接部之间。
10.根据权利要求9的输送系统，其中推动表面是弹性的以减震。
11.根据权利要求1的输送系统，其中推动表面是弹性的以减震。
12.根据权利要求1的输送系统，其中连接部具有面对输送机构边缘的连接表面，在转向片处于回缩位置时，推动表面定位为比连接表面更靠近输送机构。
13.一种用于输送和选择性地使物品转向的输送系统，包括用来沿纵向向下游的方向输送物品的输送机构，该输送机构具有限定出纵向边缘的输送表面；和布置为绕着大致垂直的旋转轴线从沿着输送表面纵向边缘的回缩位置旋转到跨过输送表面的伸展位置以使物品移动的转向片；该转向片具有限定出推动表面的推动部，该推动部在旋转轴线的下游间隔开一个相当于转向片连接部的距离；其中连接部紧邻地布置在旋转轴线下游的部分在转向片处于回缩位置时在远离输送表面边缘的方向上延伸，并且在转向片处于伸展位置时避免与后续物品相接触。
14.一种用来从输送表面移动物品的转向片，包括后端安装部；限定出平坦的推动表面的前端推动部；和互连安装部和推动部的连接部；其中连接部的紧邻地布置在安装部前面的后段在从推动表面偏离的方向上延伸以形成空隙。
15.根据权利要求14的转向片，其中连接部和推动表面的相交形成了台阶。
16.根据权利要求14的转向片，还包括减震机构，其中推动部通过枢轴连接到连接部，并且减震机构连接在推动部和连接部之间。
17.根据权利要求16的转向片，其中推动表面由弹性材料形成以减震。
18.根据权利要求14的转向片，其中推动表面由弹性材料形成以减震。
19.根据权利要求14的转向片，还包括位于后端安装部处的旋转轴。
20.一种通过定位在输送机构的纵向边缘附近的转向片从输送机构选择性地使物品转向的方法，该转向片包括推动部，该推动部响应于转向片绕着大致垂直轴线的枢轴转动而在回缩和完全伸展位置之间运动越过输送机构，该轴线在与物品输送的纵向相对的方向上与推动部间隔开，该方法包括下列步骤A)沿纵向向下游的方向输送物品，且物品的一侧布置为邻近输送机构的纵向边缘，并且第一个物品在第二个物品的下游且间隔开；B)将转向片维持在回缩位置直到第一个物品达到与回缩的转向片的推动部邻近的位置；然后C)将转向片从回缩位置枢轴转动到完全伸展位置以使推动部将第一个物品从输送机构推开；然后D)将转向片从完全伸展位置枢轴转动到回缩位置；和E)在步骤C和D期间，在转向片达到回缩位置之前，使第二个物品经过枢轴的下游并进入由转向片所形成的空隙中，以避免后续物品和转向片之间的接触。
21.根据权利要求20的方法，其中转向片在一个周期时间中从回缩位置行进到完全伸展位置并且然后返回到回缩位置，并且输送机构以一个输送速度行进，其中在步骤A期间的第一个和第二个物品之间的间隔小于周期时间与输送速度的乘积。
22.一种用来从输送机构使物品转向的转向片，包括后端连接部、通过枢轴安装至连接部的前端推动部、以及连接在推动部和连接部之间的减震机构。
23.根据权利要求19的转向片，其中减震机构包括弹簧和阻尼器。
24.根据权利要求22的转向片，其中推动部由弹性材料构成以减震。
全文摘要
一种用来从输送表面移动物品的转向系统包括适合于绕着旋转轴从沿着输送表面纵向边缘的回缩位置旋转到伸展位置以使物品移动的转向片，该转向片具有通过转向片连接部与旋转轴间隔开一个距离的推动部。连接部紧邻地位于旋转轴线下游的区段在转向片处于回缩位置时延伸远离边缘以形成空隙，以使得在转向片处于转向前列的(下游)物品的伸展位置时，空隙的出现就防止了转向片与后续(上游)物品之间的接触。后续物品甚至能在转向片处于伸展位置时向下行进经过轴线。因而，后续物品能定位为更靠近前列的物品而没有触及转向片的危险，从而增大了系统的生产率。连接部能可自由枢轴转动地连接至转向片上推动表面所布置的区段，并且提供有减震器以减弱推动表面施加于物品的撞击。
文档编号B65G47/76GK1918053SQ200580004099
公开日2007年2月21日 申请日期2005年2月3日 优先权日2004年2月4日
发明者爱德华·伊多阿特, 史蒂文·万·施罗德尔 申请人:山特维克知识产权股份有限公司