专利名称：片材处理设备的制作方法
技术领域：
本发明中说明的实施例大体上涉及用于一个一个地拾取所累积片材(例如纸张) 的片材处理设备。
背景技术：
已知一种片材处理设备，其包括拾取装置，所述拾取装置用于从最外侧的片材开始顺序地拾取所累积的片材(例如纸张)。所述拾取装置具有将接触所述最外侧片材的拾取辊。所述拾取辊具有多个抽吸孔。当通过拾取辊的抽吸孔抽取空气时，最外侧的片材附着至拾取辊的外表面，并且随着拾取辊的旋转而被拾取。当拾取辊与最外侧片材发生接触以对其进行拾取时，拾取辊可能意外地同时拾取第二个片材。大体上，为了避免此种“意外地同时拾取两个或更多个片材”，沿片材输送方向在拾取装置的下游设置分离单元用于分离被同时拾取的多个片材。分离单元具有被施加与拾取旋转相反的旋转力的分离辊。分离辊设置在与所述拾取装置相反的一侧上，用于输送片材的输送路线位于分离辊和拾取装置之间。分离辊具有多个抽吸孔，通过这些抽吸孔抽吸空气。当通过这些抽吸孔抽吸空气时，每个片材附着至分离辊的外表面。这样，当同时拾取的多个片材经过分离单元时，与分离辊接触的片材(要后续给送的片材)被向后移动并由此从另一片材(将首先被给送的片材而分离。然而，由于分离辊的抽吸孔沿旋转方向以规则间隔排列，所以经过分离单元的片材不会被提供足够的分离力。需要开发包括能够可靠地分离被同时拾取的片材的分离单元的片材处理设备。
图1是根据本发明的邮件处理设备的框图；图2是包括在图1所示处理设备中的拾取装置的俯视图；图3是示出图2所示拾取装置的拾取机构的主要部分的放大立体图；图4是示出拾取带从图3中的结构去除的状态的放大立体图；图5是示出包括在图2所示拾取装置中的抽吸机构的主要部分的放大立体图；图6是示出包括在图2所示拾取装置中的分离机构的主要部分的放大剖视图；图7是沿着图6的双点划线VII-VII剖切所获得的放大剖视图；图8是用于说明分离辊和邮件物品假设在邮件物品通过输送路线输送时的行为的放大剖视图；图9是用于说明分离辊和邮件物品假设在邮件物品通过输送路线输送时的其它行为的放大剖视图；图10是示出通过增加与分离辊对置的抽吸腔所获得的拾取装置的平面图；图11是用于说明分离辊和两个邮件物品假设在这些邮件物品通过输送路线同时输送时的行为的放大剖视图12是示出根据第一实施例的分离机构的示意立体图；图13的(a)是示出包括在图12所示分离辊中的内鼓和外鼓的空气孔叠置状态的立体图；图13的(b)是示出所述状态的剖视图；图14的(a)是示出图13所示内鼓和外鼓的空气孔相对于彼此稍微旋转的状态的立体图；图14的(b)是示出该状态的剖视图；图15是用于说明图12所示分离机构的操作的视图，并且示出包括在分离机构中的内鼓和外鼓展开并彼此叠置的状态；图16是示出假设处在图15所示状态时内鼓和外鼓的速度随时间变化的图；图17的(a)是示出分离辊的分离力由图12的分离机构调节的状态的立体图；图 17的(b)是示出该状态的剖视图；图18的(a)是示出图17所示内鼓和外鼓的空气孔相对于彼此稍微旋转的状态的立体图；图18的(b)是示出该状态的剖视图；图19是用于说明图12的分离机构的操作的视图，并且示出包括在分离机构中的所示内鼓和外鼓展开并彼此叠置的状态；图20是示出假设处在图19所示状态时内鼓和外鼓的速度随时间变化的图；图21的(a)是示出根据第二施例的分离机构的主要部分的立体图；图21的(b) 是所述主要部分的剖视图；图22的(a)是示出图21所示内鼓和外鼓的空气孔相对于彼此稍微旋转的状态的立体图；图22的(b)是示出该状态的剖视图；图23是用于说明图21所示分离机构的操作的视图，并且示出包括在分离机构中的内鼓和外鼓展开并彼此叠置的状态；以及图M是示出假设处在图23所示状态时内鼓和外鼓的速度随时间变化的图。
具体实施例方式总体上，根据一个实施例，拾取装置包括分离机构，所述分离机构用于对从所累积的邮件物品拾取的要后续给送的邮件物品施加与邮件物品拾取方向相反的方向作用的分离力。该分离机构包括带有朝着要后续给送的邮件物品的抽吸孔的外鼓；设置在外鼓内并与外鼓同心的内鼓，所述内鼓具有在旋转期间与所述抽吸孔重叠的空气孔；泵，其用于通过朝着要后续给送的邮件物品的抽吸孔和与抽吸孔重叠的空气孔抽吸空气，以将所述要后续给送的邮件物品附着至外鼓的外周表面。控制器使得内鼓和外鼓彼此关联地旋转以对所述要后续给送的邮件物品施加足够的分离力。下面将结合
各个实施例。图1是示出根据本发明的邮件处理设备100(下文中简称为“处理设备100”)的示意性框图。处理设备100包括用作片材处理装置的拾取装置1。除拾取装置1之外，处理设备100包括确定单元102、拒绝单元104、回切单元106以及累积单元108。尽管在所述实施例中，处理设备100处理邮件物品，但是要处理介质(片材形式的)不限于邮件物品。邮件物品竖直累积在拾取装置1中，当拾取装置1如下文所述地操作时，邮件物品一个一个地被拾取，并被给送至输送路线101。沿着输送路线101，成对的环形输送带(未示出)定位成使得输送路线101夹在其间，并且用于将邮件物品保持在其间而进行输送。
给送至输送路线101的每个邮件物品经过确定单元102，在这里从邮件读取信息。 基于所读取的信息，确定单元确定各邮件物品的输送姿态和输送目的地。更具体地，确定单元102从每个邮件物品读取诸如邮政编码或地址的目的地信息，由此确定目的地。经过确定单元102的邮件物品通过门Gl进行分选。即，如果确定单元102确定该邮件物品应被拒绝，所述邮件物品通过门Gl被输送至拒绝单元104，如果确定邮件物品不应被拒绝，所述邮件物品通过门Gl被输送至累积单元108。如果确定单元102确定需要反转邮件物品的输送方向，邮件物品通过门G2被给送至回切单元106，在门G2处该邮件物品的输送方向被反向。输送方向不需要反转的邮件物品经过门G2旁过回切单元106并被引导至累积单元108。通过输送路线101给送至累积单元108的邮件物品根据确定单元102的确定结果累积在分类盒(未示出)中。邮件物品以头尾对齐的方式累积在分类盒中。图2示出从上方观察时的拾取装置1。拾取装置1包括用于接收直立累积的多个邮件物品P的接收单元2 ；供应机构， 其在下文中说明，用于将所接收的邮件物品P朝着拾取位置20向前移动，并且将邮件物品 P中的一个先导邮件物品定位在拾取位置20 ；用于拾取处在拾取位置20的邮件物品P的拾取机构3 ；抽吸机构4，用于产生空气流来抽吸空气，以将先导邮件物品移动至拾取位置20 ； 分离机构5，用于相对于所述先导邮件物品P分离与所述先导邮件物品一起同时被拾取的第二和后续邮件物品P ；辅助机构6，其沿位于拾取位置20的片材的拾取方向位于抽吸机构 4的上游(图2中向上)；以及输送机构7，其用于以稍微高于拾取速度的速度拉出经过分离机构5的每一邮件物品P，并将之向下游输送。拾取装置1还包括两个传感器Ila和11b，传感器Ila和lib用于检测从拾取位置20所拾取邮件物品P传到输送路线10 ；以及多个输送引导件12至18。传感器21至沈各自包括发光部和光接收部，所述发光部和光接收部彼此相对且输送路线10处于其间，并在光轴被邮件物品横过时检测邮件物品P的经过。使输送引导件12至18接触邮件物品P 的边缘或表面以对其进行引导。接收单元2同时接收直立累积的多个邮件物品P。在接收单元2的底部上，设置两个底带8a和8b，底带8a和8b接触邮件物品P的下端以沿着图2中箭头F所指示的方向移动邮件物品P。支持板9设在与所累积邮件物品P的最后一个邮件物品P的表面接触的位置处，以与底带8b —起将先导邮件物品P供应至拾取位置20。为此，支持板9以简单的方式连接至底带8b，并且在底带8b被驱动时沿着方向F运动。这两个底带8a和8b以及支持板9用作供应机构。输送引导件18平行于方向F延伸以限定接收单元2的一侧，并且用于引导各邮件物品P的前端。输送引导件12、13和14沿着拾取位置20布置，并且用于在拾取位置20处止挡沿着方向F运动的先导邮件物品P，以及用于在保持与邮件物品P的一个表面相接触的情况下引导从拾取位置20拾取的邮件物品P。拾取机构3包括腔21、引导件14和真空泵22 (或等同结构)。拾取机构3还包括环形拾取带23和用于驱动拾取带23的马达M，拾取带23至少沿着拾取位置20在箭头T1 指示的方向(邮件物品P拾取方向)上行进。拾取带23在多个辊25之间被拉伸，使得其至少沿着拾取位置20和从拾取位置20连续延伸的输送路线10(101)在方向T1上行进。
引导件14位于拾取带23内侧并且与拾取位置20相对使得拾取带23位于引导件 14和拾取位置20之间。腔21与引导件14的后侧相对。也就是说，腔21与拾取位置20相对使得拾取带23和引导件14位于腔21和拾取位置20之间。如图3的放大视图所示，拾取带23具有大量的抽吸孔23a。如图4中所示，引导件14具有沿着拾取带23的行进方向 T1 (即每个邮件物品P的拾取方向)的线路延伸的多个缝隙14a。在此结构中，当真空泵22运行以从腔21抽吸空气时，通过腔21的朝着引导件14 的开口(未示出)、引导件14的缝隙14a以及拾取带23的抽吸孔23a，对位于拾取位置20 处的邮件物品P施加负压(由箭头Sl指示)，由此邮件物品P被吸至拾取带23的表面，并且根据拾取带23的行进从拾取位置20给送至输送路径10。此时，由真空泵22产生的沿着箭头Sl指示的方向的抽吸力被设置为这样一个值， 其使得拾取带23和吸在其上的邮件物品P之间施加的摩擦力至少大于带23和后续邮件物品P之间施加的摩擦力(如果这些邮件物品P被同时吸取)。基本上，拾取机构3将定位在拾取位置20处的邮件物品P —个一个地给送至输送路径10。然而，如果多个邮件物品P 被同时给送至输送路径10，它们通过下文说明的分离机构5彼此分离。抽吸机构4包括腔沈和用于从腔沈抽吸空气的风机27 (或等同结构)，所述腔沈相对于拾取位置20位于输送引导件13后方。腔沈邻近拾取位置20定位，其开口(未示出)与引导件13的背侧对置。进一步地，引导件13具有与腔沈的开口对准的多个孔13a， 从图5的局部放大视图看这是清楚的。在此结构中，当风机27运行以从腔沈抽取空气时，通过引导件13的孔13a沿着箭头Bl所指示方向形成空气流动，接收在接收单元2中且最接近拾取位置20的邮件物品 P之一被吸至拾取位置20。在定位在拾取位置的邮件物品P被给送至输送路径之后，后续的邮件物品P被吸至拾取位置20。S卩，抽吸机构4能够快速地将后续邮件物品P给送至拾取位置20，因此，即使供应机构8和9的给送力F较弱，要首先被给送的邮件物品P总是能够可靠和快速地被给送至拾取位置20。这提高了拾取机构3的邮件物品拾取操作的性能。分离机构5相对于朝拾取位置20的下游(即图2中朝下)延伸的输送路径10设置在拾取机构3的相反侧。分离机构5将沿着与拾取方向相反的方向作用的分离扭矩施加至被输送经过输送路径10的各邮件物品P，同时从与拾取机构3相反的一侧将负压施加至所述邮件物品P。也就是说，通过操作分离机构5，如果从拾取位置20同时拾取两个或更多个邮件物品P，上述负压和分离扭矩止挡除要首先被给送邮件物品之外的邮件物品的给送， 或者使之返回，由此将要首先被给送的邮件物品P与其它邮件物品分离。更具体地，如图6的局部放大视图中所示的，抽吸机构5包括能够沿着两个相反的方向沿着输送路径10旋转的分离鼓31。如同将在下文中描述的那样，本实施例的分离鼓具有双重结构。现在将给出具有单个分离鼓31的结构示例的说明。如图7中所示，分离鼓31以能够旋转的方式附接至固定于输送路径10的旋转轴， 即通过轴承34以能够旋转的方式附接至具有腔33的缸32，这将在下文中说明，分离鼓31 具有穿过所述缸形成的大量抽吸孔31a。分离鼓31具有例如以金属制成的基本上为圆筒状的刚性本体部，并且其外周表面定位成邻近输送路径10并与之相对。作为旋转轴的缸32具有用于产生负压的腔33，并且腔33的开口 33a的位置固定使得其朝着输送路径10。图7是沿着图6的虚线VII-VII剖切得到的剖视图。进一步地，如图2中所示，分离机构5包括AC伺服马达35和环形正时带36，其中， AC伺服马达35用于以所需的扭矩沿着两个相反方向旋转分离鼓31，环形正时带36用于将马达35的驱动力传递至分离鼓31。正时带36拉伸在固定至马达35的旋转轴的皮带轮3 和固定至分离鼓31的旋转轴31b(见图7)的皮带轮(未示出)之间。分离机构5进一步包括真空泵37 (或等同结构)，真空泵37通过管38连接至缸32的腔33，其中分离鼓以可旋转的方式附接至缸32。在此结构中，当真空泵37运行而从腔33抽取空气时，负压(由图7中的箭头S2 指示)通过腔33的开口 33a、包括在分离鼓31的抽吸孔31a中并与开口 33a相对的特定抽吸孔310施加至由输送路径10输送的邮件物品P的表面，由此邮件物品P被吸至分离鼓31 的外周表面上。此时，当分离鼓31旋转时，与分离鼓31的旋转力相对应的分离力作用在吸附至鼓31的外周表面的邮件物品P上。通过分离鼓31的抽吸孔310将负压施加至邮件物品P的区域在下文中将称为“分离区域As”。AC伺服马达35基本上控制分离鼓31，使得其总是对分离鼓31施加沿与拾取方向相反的方向(由箭头T2指示)作用的恒定分离扭矩。所述分离扭矩设置为这样一个值，所述值使得在单个邮件物品P在输送路径10上输送时分离鼓31能够旋转以沿着拾取方向给送所述单个邮件物品P ；并且使得当多个邮件物品P被同时给送至输送路径10时，所述分离鼓31能够止挡或返回比其它邮件物品P更靠近所述鼓的一个或更多个邮件物品P，由此将前述一个(或更多个)邮件物品与所述其它邮件物品分离开。更具体地，当如图8中所示通常从拾取位置20拾取单个邮件物品P时，由拾取机构3施加至邮件物品P的前向给送力Fl (由箭头Tl指示)大于由向后的分离扭矩(由箭头T2指示)驱动的分离鼓31对其施加的后向分离力F2。结果，沿着向前方向Tl输送邮件物品P，并且分离鼓31旋转以沿着向前方向给送邮件物品P，或者停止，或者沿与拾取方向相反的方向空转。当分离鼓31沿所述相反的方向空转时，如果恒定的分离扭矩持续地施加至分离鼓31，鼓31的旋转速度逐渐增加，这会不利地影响邮件物品P的拾取操作。为了避免此情况，在本示例中，对于分离鼓31的向后旋转速度设置上限。更具体地，所述上限设置为在绝对值上低于拾取速度。在第一实施例中，由于朝着分离鼓31的分离区域As设置在邮件物品P被吸至拾取带23上的位置(即腔21朝着拾取位置20的位置下游(相对于拾取方向Tl)的位置) 处，所以，很可能即使在腔21产生的负压Sl远低于分离鼓31产生的负压S2的情况下，单个邮件物品P也可以被吸至分离鼓31。如果单个邮件物品P是较薄的薄弱邮件物品，分离鼓31的返回力可能容易使之弯曲，如图9所示。为了避免此种情况，期望附加地在拾取带23内侧在朝着分离鼓31(分离区域As)的位置处设置腔41，以及用于从腔41抽吸空气的真空泵42，如图10中所示。如果沿由箭头S3指示的方向在朝着分离区域As的位置处施加负压，则能够克服图9中示出的上述弯曲问题。另一方面，当如图11中所示两个邮件物品P同时从拾取位置20被给送至输送路径10时，靠近拾取带23的要首先给送邮件物品Pl从拾取机构3接收前述给送力F1，并且沿着向前方向Tl输送，而靠近分离鼓31的后续给送邮件物品P2从分离鼓31接收沿着向后方向T2施加的前述分离力。此时，在邮件物品Pl和P2之间出现沿着两个相反方向作用的摩擦力F3和F4。这些摩擦力F3和F4在邮件物品Pl和P2彼此接触时产生。然而，这些摩擦力在邮件物品Pl和P2彼此分离时不会产生。在任何情况下，由于给送力Fl和F2的值设置为远大于摩擦力F3和F4的最大值， 所以受到向后分离力F2作用的后续给送邮件物品P2沿着与拾取方向Tl相反的方向T2返回，由此与要首先给送的邮件物品Pl分离。如上所述，由于在第一实施例中分离鼓31以金属制成且构造成将分离扭矩施加至给送至输送路径10的各邮件物品P，并且还将负压施加至所述邮件物品，所以，与由橡胶制成的常规分离辊相比，本分离鼓(辊)的工作寿命能够显著增加，所述鼓的分离性能能够在长的时间内维持在良好的情况下，各邮件物品P的处理速度能够提高，并且能够提高处理的处理能力。注意，当拾取仅单个邮件物品P时，很可能分离鼓21将空转运行，因此，在此情况下，将不会有分离扭矩施加至分离鼓31。返回图2，位于抽吸机构4上方(即沿拾取方向Tl位于拾取机构3的上游)的辅助机构6与上述分离机构5具有基本上相同的结构。具体地，辅助机构6包括辅助辊51，辅助辊51沿着输送路径10定位并且构造成能够沿着两个相反的方向旋转。辅助辊51以能够旋转的方式附接至朝着拾取位置20的固定旋转轴，即以能够旋转的方式附接至其中具有腔(未示出)的缸53，辅助辊51具有穿过其筒状本体部形成的大量孔52。此外，辅助辊51由例如以金属制成的基本上为圆筒状的刚性构件形成，并且其外周表面与拾取位置20对置。作为旋转轴的缸53在其中形成有用于产生负压的腔，并且其位置固定使得腔的开口面向拾取位置20。辅助机构6包括AC伺服马达55和环形正时带56，其中，AC伺服马达55用于以所需的扭矩沿着两个相反方向旋转辅助辊51，环形正时带56用于将马达55的驱动力传递至辅助辊51。正时带56拉伸在固定至马达55的旋转轴的皮带轮5 和固定至辅助辊51 (未示出)的皮带轮(未示出)之间。辅助机构6进一步包括真空泵57 (或等同结构)，真空泵 57通过管58连接至缸53的腔，其中辅助辊51以可旋转的方式附接至缸53。电磁阀59横跨管58设置，用于接通和断开所述负压。采用此种结构，辅助机构6基本上通过沿两个相反方向以所需速度旋转所述辅助辊51及使之停止、以及接通和断开真空泵57而支持邮件物品的拾取和分离操作。例如，当拾取机构3拾取定位在拾取位置20的邮件物品P时，辅助结构6在邮件物品P的后端处产生负压，以将之吸至辅助辊51的外周表面，并且使辅助辊51旋转以沿着向前方向Tl给送邮件物品P。结果，当拾取大尺寸的较重邮件物品P时，该邮件物品以可靠的方式接收比一般邮件物品P大的给送力，由此稳定邮件物品P的拾取操作。进一步地，当要首先给送邮件物品P被拾取且其后端到达不与辅助辊51干涉的位置时，辅助机构6能够把要后续给送至拾取位置20的另一邮件物品P的后端吸至辅助辊 51，并且将向后方向的扭矩施加至辅助辊51以对之进行制动。从而，辅助机构6与分离机构5协作，以防止两个或更多个邮件物品P的同时给送。在此情况下，通过控制施加至辅助辊51的向后方向的扭矩以及控制制动的时间长度，能够控制从拾取位置20给送至输送路径10的邮件物品P的间距(pitch)。
在上述拾取装置1中，为了可靠地一个一个地拾取邮件物品P，分离机构5必须持续和可靠地将分离力施加至与要首先给送邮件物品P同时被拾取的后续给送邮件物品P。 然而，当使用图6中示例所示的分离鼓31时，根据鼓的角位置，可能不能施加足够的分离力。也就是说，当分离鼓31从图6所示的角位置(在该角位置分离鼓31的特定抽吸孔310将分离区域As连接至腔33)沿着向后方向T2稍微旋转时，另一抽吸孔311开始朝着腔33的开口 33a，由此空气通过抽吸孔311流入腔33。此时，做为分离目标的邮件物品P 已经通过所述特定抽吸孔310附着至分离鼓31的外周表面。也就是说，流入腔33的空气增加腔33中的内部压力，并相应地减弱抽吸力，即减弱邮件物品附着力。如果分离鼓31的抽吸力减弱，则不能持续地将足够的分离力施加至做为分离目标的邮件物品P，这可能导致不充分的分离。具体地，当分离较重的邮件物品P时，此种缺陷将是容易出现的。进一步地，随着沿分离鼓31圆周相邻的抽吸孔31a之间的间距变窄，此种缺陷将越容易出现。考虑到这一点，在第一实施例中，分离机构5的分离鼓31形成为具有双重结构以防止不合需要的空气流入。现在参见图12至14将说明带有双重结构的分离鼓的、第一实施例的分离机构5的修改例5’。如图12中所示，分离机构5’包括其内限定有腔61 (见图1 和14b)的缸62 ； 绕着所述缸同心地设置的内鼓64 (内旋转体)；绕着所述缸同心地设置的外鼓66 (外旋转体)。内鼓64和外鼓66彼此协作以实现与分离鼓31相似的功能。内鼓64的内直径稍微大于缸62的外直径，使得内鼓64能够绕着缸62旋转。外鼓66的内直径稍微大于内鼓64的外直径，使得外鼓66能够绕着内鼓64独立地旋转。缸62的腔61通过管38连接至真空泵37，使得其内的空气能够由真空泵37抽吸。 缸62在输送路径10附近固定就位，且腔61的开口 61a(见图13和14)与分离区域As相对。内鼓64具有多个空气孔63，且外鼓66具有多个抽吸孔65。空气孔63在内鼓64 的整个外周上以行和列的形式排列。类似地，抽吸孔65在外鼓66的整个外周上以行和列的形式排列。在第一实施例中，空气孔63的数量等于抽吸孔65的数量。换句话说，当鼓64 和66旋转至图12所示的相应位置时，所有的空气孔63叠置在所有的抽吸孔65上。也就是说，外鼓66的抽吸孔65在旋转方向上的间距稍微大于内鼓64的空气孔63在旋转方向上的间距。分离机构5’进一步包括用于以所需的速度沿两个相反方向旋转内鼓64的驱动马达72 ；用于独立于内鼓64以所需的速度沿两个相反方向旋转外鼓66的驱动马达74 ；以及用于控制两个驱动马达72和74的控制单元76。驱动马达72通过环形驱动带73连接至内鼓64 ；驱动马达74通过环形驱动带75连接至外鼓66。驱动马达72和74是AC伺服马达，其角位置能够由控制器76精确地控制，从而以所需的速度将鼓64和66旋转至所需的角位置。在此结构中，当腔61内的空气被真空泵37抽吸以将内鼓64和外鼓66旋转至在图13的(a)和(b)中所示出的相应位置时，特定的空气孔630和特定的抽吸孔650与腔61 的开口 61a重叠，并且抽吸区域As附近的空气通过孔650和630以及开口 61a抽入腔61中。在此状态下，相当强的抽吸力施加至作为分离目标定位在分离区域As中的邮件物品P， 由此邮件物品P被以相当强的力附着至外鼓66。此时，如果外鼓66沿相反方向T2旋转，足够的分离力施加至邮件物品P。当外鼓66沿向后方向T2稍微旋转以开始使作为分离目标的邮件物品P从图13 的(a)和(b)示出的角位置稍微返回时，内鼓64沿向后方向T2旋转，如图4的(b)所示， 相对于外鼓66在角位置上稍微滞后(即减速)。这防止后续列的抽吸孔651(其由于外鼓 66的向后旋转随后面向分离区域As)与腔61的开口 61a连通而将空气通过抽吸孔651引导至腔61。即，通过旋转内鼓64且使其相对角位置滞后，能够避免腔61中的压力增加的缺点，并且能够持续地将足够的分离力施加至邮件物品P。相反，如果内鼓64以与外鼓66相同的角度旋转，抽吸孔651通过另一列的空气孔 631与腔61连通(如同在上述作为对照例的分离鼓31的情况一样)。为了防止抽吸孔651 与腔61连通，在第一实施例中，内鼓64的旋转速度不同于外鼓66的旋转速度。现在参见图15和16，将对内鼓64的控制操作作更详细的说明。在第一实施例中， 如图16中所示，外鼓66以恒定的速度旋转，而内鼓64被加速和减速。S卩，在此情况下，仅仅内鼓64是控制目标。图15的(a)至(e)是展开视图，用于说明内鼓64和外鼓66的操作。图16是示出与图15所示状态相对应的内鼓64的旋转速度随时间变化的图。图15的(a)示出内鼓64的特定空气孔630与腔61的开口 61a完全重叠并且外鼓66的特定抽吸孔650与腔61的开口 61a完全重叠的时刻。在此时刻，内鼓64的旋转速度与外鼓66的旋转速度相同，如同图16中的符号a所指示的。当在上述时刻后作为分离目标的邮件物品P向后返回且外鼓66沿着向后方向T2 稍微旋转时，如图15中的(b)所示的，另一列抽吸孔651与开口 61a轻微地重叠。此时(即当图15的(a)中所示状态切换至图15的(b)中所示的状态时)，控制器76使内鼓64的旋转方向反转，且其相对角位置滞后(减速)。相应地，在图15的(b)中所示的时候，后续列的空气孔631不与开口 61a重叠。S卩，在图15的(b)中所示的状态中，不存在腔61内压力增加的情况。当外鼓66沿着向后方向以恒定速度进一步旋转时，内鼓64沿向后方向加速，以使其滞后的相对角位置提前，并且通过图15的(c)中所示的状态切换至图15的(d)中所示的状态。结果，内鼓64的角位置相对于外鼓66的角位置提前。也就是说，从图15的(b) 中所示状态至图15的(d)中所示状态，内鼓64沿向后方向加速。在图15的(d)所示的状态中，内鼓64的旋转速度高于外鼓66的旋转速度。进一步地，在图15的(c)所示的状态中，由于特定空气孔630和特定抽吸孔650 都与开口 61a部分地重叠并且以及内鼓64的后续列的空气孔631不与开口 61a重叠，腔61 中的压力还未增加。与之相比，在图15的(d)所示的状态中，由于后续列的空气孔631和后续列的抽吸孔651都与开口 61a部分地重叠以及内鼓64的特定孔630不与开口 61a重叠，足够的分离力通过后续列的空气孔631和后续列的抽吸孔651而施加至作为分离目标的邮件物品P。换句话说，在第一实施例采取的旋转控制中，空气被导入至腔61以仅仅对于从图 15的(c)所示的状态至图15的(d)所示的状态的时间段内增加腔61的内部压力。然而， 该时间段只是一个瞬间，因此腔61的内部压力不会显著地变化。
与之相比，如果内鼓64的旋转速度与外鼓66的旋转速度相适应地设置为恒定，那么腔61的内部压力在图15的(b)所示的状态中已经开始增加，并且在图15的(d)所示的状态中仍然继续增加。由此，显然，腔61的内部压力能够通过适当地改变内鼓64的旋转速度而持续地保持为负。如上所述，第一实施例的修改例提供了能够在相当长的时间内维持相当大的抽吸力的分离机构5’，由此能够将足够和可靠的分离力施加至作为分离目标的各邮件物品P。 结果，两个或更多个邮件物品P的“同时给送”能够被最小化，以改善整个处理设备的处理性能。然后参见图17至20，将说明使用第一实施例的分离机构5’来将要施加至作为分离目标的邮件物品P的分离力调节至所需值的控制方法示例。施加至邮件物品P的分离力通过向后旋转外鼓66而产生，并且基本上与用于使邮件物品P附着至外鼓66的外周表面的抽吸力成正比。也就是说，如果抽入腔61的空气流受到控制，则足以控制所述分离力。当将最大抽吸力施加至作为分离目标的邮件物品P时，内辊64和外辊66被旋转至在图13中示出的相应位置，以使得特定空气孔630和抽吸孔650与腔61的开口 61a完全重合。在此情况下，大量的空气能够通过特定空气孔630和抽吸孔650被导入腔61中， 由此将最大分离力施加至作为分离目标的邮件物品P。然而，如果将最大分离力施加至作为分离目标的邮件物品P，并且如果所述邮件物品P是薄的轻邮件物品，例如明信片，那么所述分离力太大，并且很可能会导致诸如邮件物品P弯曲的缺点。特别地，如果分离目标不是邮件物品P，而是诸如账单的非常薄的片材，则分离目标很可能会破裂。由此，理想的是，分离机构5’的分离力根据分离目标的类型来设置。当第一实施例的分离机构5’控制施加至作为分离目标的邮件物品P的抽吸力以控制对之施加的分离力时，可以采用下述方法，其中内鼓64的特定空气孔630如图17所示与腔61的开口 61a偏离。替代地，替代对内鼓64角位置的调节，调节外鼓66的角位置以使特定抽吸孔650偏离。这使得通过特定空气孔630和抽吸孔650导入腔61的空气的量能够被调节，由此能够将抽吸力进而分离力调节至所需值。还是在此情况中，为了尽可能长时间地保持如上所述被调节至所需值的分离力， 当内鼓64和外鼓66从在图17的(b)中所示的它们各自的角位置旋转时，如图18的(b)中所示地控制内鼓64相对于外鼓66的角位置。也就是说，还是在此情况中，控制内鼓64的旋转速度，使得当作为分离目标的邮件物品P通过特定抽吸孔650被抽吸时，后续列的抽吸孔651不与腔61的开口 61a连通。具体地，例如如图19和20中所示地控制内鼓64。图19的(a)至(g)是用于说明内鼓64和外鼓66的操作的视图，图20是表示与图19所示状态相对应的内鼓64的旋转速度随时间变化的图。还是在此例子中，仅仅内鼓64是控制目标，其原因在于外鼓66以恒定速度旋转。图19的(a)示出外鼓66的特定抽吸孔650与腔61的开口 61a完全重叠并且内鼓64的特定空气孔630与腔61的开口 61a部分地重叠的时刻。在此时刻，内鼓64的旋转速度与外鼓66的旋转速度相同，如同图16中的符号a所指示的。进一步地，在此时刻，内鼓64以其角位置相对于外鼓66稍微滞后的状态旋转。
也就是说，在图19的(a)示出的状态中，由于内鼓64的特定空气孔630与开口 61a部分地重叠，偏离外鼓66的特定抽吸孔650，所以抽入腔61内的空气量少于图15中的 (a)示出的情况。因此，在此状态下，如果外鼓66(以及内鼓64)沿向后方向旋转，会将稍微小于第一实施例下的分离力的分离力施加至邮件物品P。由此可以清楚，通过调节内鼓64的特定空气孔630和外鼓66的特定抽吸孔650 之间的重叠程度，能够控制流入腔内的空气量，进而能够控制施加至邮件物品P的分离力。当作为分离目标的邮件物品P附着至外鼓66的外周表面、且外鼓66沿着向后方向T2从图19的(a)所示的角位置以恒定速度稍微旋转时，内鼓64也如图19的(b)所示并由图20中的符号a表示沿着向后方向以相同的速度旋转。也就是说，在状态从a到b转换期间，内鼓64以与外鼓66相同的速度沿向后方向旋转。在此期间，特定抽吸孔650和特定空气孔630之间的重叠程度也得到维持，施加至邮件物品P的抽吸力，即施加至邮件物品 P的分离力维持在所需的值。此后，如图20中的符号b和c所指示的，内鼓64的旋转沿向后方向加速，由此内鼓64的旋转速度基本上达到外鼓66的旋转速度，如图19的(c)所示。此时，尽管外鼓66 的后续列抽吸孔651已经与腔61的开口 61a部分地重叠，但是内鼓64的后续列空气孔631 还未与开口 61a重叠。换句话说，一直到图19的(c)中所示的状态，腔61的内部压力不增加，进而分离力保持在基本相同的值。如果，在图19的(c)中，外鼓66的后续列抽吸孔651与内鼓64的后续列空气孔 631完全重叠，空气可以通过后续列抽吸孔651和后续列空气孔631流入腔61，如同上文所述使用分离鼓31作为对照例的情况，由此增加腔61的内部压力。也就是说，还是在此例子中，通过使得内鼓64的角位置偏离外鼓66的角位置，防止空气泄漏。当外鼓66沿着向后方向以恒定速度从图19的(c)所示的角位置进一步旋转时， 内鼓64减速至低于外鼓66的旋转速度，而在呈现图19的(d)和(e)的状态之后达到图19 的(f)所示的状态。图19的(f)示出的状态基本上与图19的(a)示出的状态相同，区别仅仅在于腔61的开口 61a朝着后续列的抽吸孔651和后续列的空气孔631。进一步地，图 19的(g)所示的状态对应于图19的(b)所示的状态。这样，上述的控制方法能够将施加至作为分离目标的邮件物品P的分离力调节至所需值，结果分离力能够保持在所需值相当长的时间。如上所述，第一实施例提供分离机构5’，分离机构5’能够根据作为分离目标的介质类型施加适当的分离力，由此减小出现“同时给送”(其中一个叠置在另一个上的多个邮件物品P被同时给送)的可能性，进而提高整个处理设备的处理能力。图21和22示出根据第二实施例的分离机构5”的主要结构。更具体地，图21的 (a)是示出下述结构的立体图外鼓66带有以交错形式排列的多个抽吸孔650、651，使得所述孔定位成在旋转方向上彼此接近。图21的(b)是图21的(a)所示结构的剖视图。图22 的(a)和(b)示出内鼓64和外鼓66从它们的图21的(a)和(b)所示角位置沿着向后方向稍微旋转的状态。第二实施例的分离机构5”类似于第一实施例的分离机构5’，但下面的结构不同于第一实施例外鼓66的抽吸孔650、651以交错方式排列以增加孔的数量，并且内鼓64的空气孔630、631根据外鼓66的抽吸孔也以交错方式排列。相应地，在第二实施例中，与第一实施例的元件相类似的元件被标以相对应的标号，并且将不再详细说明。如图21和22(其中抽吸孔和空气孔以交错方式排列)中所示，抽吸孔(和空气孔)在旋转方向上的间距小于第一实施例。因此，与第一实施例的分离机构5’相比，腔61 的内部压力能够更容易增加。也就是说，与第一实施例相比，在第二实施例中空气能够更容易地进入腔61，其原因在于，后续列的抽吸孔651和后续列的空气孔631能够通过与第一实施例相比更轻微地反转鼓64和66而与腔61的开口 61a相对。然而，还是在此例子中，通过缩短内鼓64加速和减速的时间段能够使得腔61的内部压力增加的缺点最小化。进一步地，即使空气进入腔61的时间段由于孔630、631、650和 651的交错排列而稍微延长，分离力也能够更迅速地通过后续孔631和651施加至邮件物品 P，其原因在于，这些孔在鼓64和66的旋转方向上的间距更小。结果，所述负压不会明显变化。与之相比，如果孔630、631、650和651在鼓64和66的旋转方向上的间距增加，能够消除下面的现象当邮件物品P通过特定孔630和650被吸取时，后续列的孔631和651 朝着腔61的开口 61a。尽管已经说明了一些实施例，但是这些实施例仅仅是以示例的方式给出的，而并非意在限制本发明的范围。实际上，文中所说明的新颖实施例可以各种其它形式实现；此外，在不脱离本发明主旨的情况下可以对文中所描述的方法的形式进行各种省略、替代和改变。所附的权利要求和它们的等同方案意在覆盖将落在本发明的范围和主旨内的此等形式或修改。例如，尽管在上述的实施例中，外鼓66以恒定的速度旋转，内鼓64被加速和加速， 但是本发明并不限于此。实际上，内鼓64可以恒定的速度旋转，而外鼓66被加速和减速。 作为进一步地替代，内鼓64和外鼓66的旋转速度都可以变化。
权利要求
1.一种片材处理设备，包括拾取机构(3)，其与多个所累积片材的最外部片材相接触并且旋转以沿与所述最外部片材的表面平行的方向拾取所述最外部片材；分离机构(5’)，其将分离力施加至包括在所述所累积片材中并与所述最外部片材同时被所述拾取机构拾取的要后续给送的片材，所述分离力沿与所述最外部片材的拾取方向的相反方向作用；所述分离机构(5’ )的特征在于其包括外旋转体(66)，其包含多列抽吸孔(65)，当所述外旋转体沿所述相反方向旋转时，所述多列抽吸孔顺序地面向所述要后续给送的片材；内旋转体(64)，其以能够旋转的方式设置在所述外旋转体内并与所述外旋转体同心， 所述内旋转体包含多列空气孔(63)，当所述内旋转体旋转时，所述多列空气孔与相应列的抽吸孔重叠；抽吸单元(37)，当包括在所述多列抽吸孔中的至少一列抽吸孔面向所述要后续给送的片材时，所述抽吸单元通过所述至少一列抽吸孔以及通过包括在所述多列空气孔中并与所述至少一列抽吸孔重叠的至少一列空气孔抽吸空气，由此将所述要后续给送的片材附着至所述外旋转体的外周表面；以及控制单元(76)，其使得所述外旋转体和内旋转体彼此关联地旋转。
2.如权利要求1所述的片材处理设备，其特征在于，所述控制单元(76)使所述内旋转体(64)在其相对角位置偏离所述外旋转体(66)的相对角位置的情况下旋转，以防止所抽吸的空气通过后续列的抽吸孔泄漏，所述后续列的抽吸孔包括在所述多列抽吸孔中并随着所述外旋转体(66)沿所述相反方向的旋转后续地面向所述要后续给送的片材。
3.如权利要求2所述的片材处理设备，其特征在于，所述控制单元(76)使所述外旋转体(66)沿着所述相反方向以恒定速度旋转，并且使所述内旋转体(64)加速和减速。
4.如权利要求1所述的片材处理设备，其特征在于，所述控制单元(76)使所述外旋转体(66)和所述内旋转体(64)旋转以调节所述至少一列空气孔与面向所述要后续给送的片材的所述至少一列抽吸孔之间的重叠程度，由此调节施加至所述要后续给送的片材的分离力。
5.一种片材处理设备，包括拾取机构(3)，其与多个所累积片材的最外部片材相接触并且旋转以沿与所述最外部片材的表面平行的方向拾取所述最外部片材；分离机构(5’)，其将分离力施加至包括在所述所累积片材中并与所述最外部片材同时被所述拾取机构拾取的要后续给送的片材，所述分离力沿与所述最外部片材拾取方向的相反方向作用；所述分离机构(5’ )的特征在于其包括外旋转体(66)，其包含多列抽吸孔(65)，当所述外旋转体沿所述相反方向旋转时，所述多列抽吸孔顺序地面向所述要后续给送的片材；内旋转体(64)，其以能够旋转的方式设置在所述外旋转体内并与所述外旋转体同心， 所述内旋转体包含多列空气孔(63)，当所述内旋转体旋转时，所述多列空气孔与相应列的抽吸孔重叠；腔(61)，其限定于所述内旋转体内并通过所述多列抽吸孔以及与所述多列抽吸孔重叠的相应列的空气孔而与所述外旋转体的外部连通；抽吸单元(37)，当包括在所述多列抽吸孔中的至少一列抽吸孔面向所述要后续给送的片材时，所述抽吸单元通过所述至少一列抽吸孔以及通过包括在所述多列空气孔中并与所述至少一列抽吸孔重叠的至少一列空气孔从所述腔抽吸空气，由此将所述要后续给送的片材附着至所述外旋转体的外周表面；以及控制单元(76)，其使得所述外旋转体和内旋转体彼此关联地旋转。
6.如权利要求5所述的片材处理设备，其特征在于，当所述要后续给送的片材附着至所述外旋转体(66)的外周表面时，所述控制单元(76)使所述内旋转体(64)旋转且所述内旋转体相对角位置偏离所述外旋转体(66)的相对角位置，以防止所述腔(61)与后续列抽吸孔连通，所述后续列抽吸孔包括在所述多列抽吸孔中并随着所述外旋转体(66)沿所述相反方向的旋转后续地面向所述要后续给送的片材。
7.如权利要求6所述的片材处理设备，其特征在于，所述控制单元(76)使所述外旋转体(66)沿所述相反方向以恒定速度旋转，并且使所述内旋转体(64)沿所述相反方向加速和减速。
8.如权利要求5所述的片材处理设备，其特征在于，所述控制单元(76)使所述外旋转体(66)和所述内旋转体(64)旋转以调节所述至少一列空气孔与面向所述要后续给送的片材的所述至少一列抽吸孔之间的重叠程度，由此调节施加至所述要后续给送的片材的分离力。
9.一种片材处理设备，包括拾取机构(3)，其与多个所累积片材的最外部片材接触并旋转以沿与所述最外部片材的表面平行的方向拾取所述最外部片材；分离机构(5’)，其将分离力施加至包括在所述所累积片材中并与所述最外部片材同时被所述拾取机构拾取的要后续给送的片材，所述分离力沿与所述最外部片材拾取方向的相反方向作用；所述分离机构(5’ )的特征在于其包括 外旋转体(66)，其包括当所述外旋转体沿所述相反方向旋转时暂时地面向所述要后续给送的片材的至少一个抽吸孔(65)； 内旋转体(64)，其以能够旋转的方式设置在所述外旋转体内并与所述外旋转体同心， 所述内旋转体包括当所述内旋转体旋转时与所述至少一个抽吸孔至少部分地重叠的至少一个空气孔(63)；抽吸单元(37)，所述抽吸单元通过所述至少一个抽吸孔以及通过至少一个空气孔抽吸空气，当所述至少一个抽吸孔面向所述要后续给送的片材时，所述至少一个空气孔至少部分地重叠于所述至少一个抽吸孔，由此将所述要后续给送的片材附着至所述外旋转体的外周表面；以及控制单元(76)，其使所述外旋转体和内旋转体旋转以调节所述至少一个抽吸孔和所述至少一个空气孔之间的重叠程度。
全文摘要
根据一个实施例，片材处理设备的拾取机构包括分离机构(5’)，所述分离机构用于将沿与所述邮件物品拾取方向的相反方向作用的分离力施加至从所累积邮件物品中拾取的要后续给送的邮件物品，分离机构包括外鼓(66)，其包括在旋转期间朝着要后续给送的邮件物品的抽吸孔(65)；内鼓(64)，其设置在外鼓内并与外鼓同心，内鼓具有在旋转期间与抽吸孔重叠的空气孔(63)；泵(37)，用于通过朝着要后续给送的邮件物品的抽吸孔以及通过与抽吸孔重叠的空气孔抽吸空气，以便将要后续给送的邮件物品附着至外鼓的外周表面，控制器(76)使内鼓和外鼓彼此关联地旋转，以将足够的分离力施加至要后续给送的邮件物品。
文档编号B65H3/10GK102219125SQ20111004932
公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月1日 优先权日2010年4月15日
发明者三津谷祐辅, 平光功明, 成冈良彦, 浅利幸生, 等等力彻 申请人:株式会社东芝