用于输送机的无触摸引导装置的制作方法

本发明要求于2014年5月8日提交的并且标题为“用于输送机的无触摸轨道(Touchless Rail for a Conveyor)”的美国临时专利申请序列号61/990,242的优先权，该专利申请的内容通过引用结合在此。

背景

本发明总体上涉及动力驱动的输送机，并且更具体地涉及对包含导电材料的物品的输送。

输送机经常用于传输物品通过制造过程。在一些情境下，对铝饮料罐通过罐制造过程的运输在需要将罐从一个过程步骤转移至下一个过程步骤所在的过渡点中可能是困难的。轻重量的罐易碎并且可能易于倾翻，这使其容易滞留在转移固定板上。这种问题需要由操作者手动干预，这可能增加成本并且有潜在污染的危险。此外，如果没有从生产线上移除所有滞留罐，则罐在生产线上的滞留可能导致昂贵的罐批次混杂。

概述

体现本发明的多个特征的一种版本的输送机包括输送带和无触摸引导装置，该无触摸引导装置产生排斥力以沿输送机中的产品路径引导产品。

根据本发明的一个方面，输送机包括用于沿产品路径输送物品的输送带以及相对于该输送带被定位成邻近该产品路径的引导装置，该引导装置用于在所输送物品上产生排斥力以沿该产品路径引导这些所输送物品。

根据本发明的另一个方面，输送机包括用于沿产品路径输送物品的输送带以及引导装置，该引导装置用于沿该产品路径无触摸地引导这些物品而没有机械接触这些物品。

根据另一个方面，一种在输送带上引导产品的方法包括以下步骤：以第一输送速度沿产品路径输送包括导电材料的产品；并且在该产品上产生排斥力以使用引导装置沿该产品沿该产品路径引导该产品。

附图简要说明

本发明的这些方面和特征在以下说明、所附权利要求书和附图中进行了更详细地描述，在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的包括无触摸轨道的输送机的转移点的等距视图，该无触摸轨道包括直线感应电机；

图2是根据本发明的另一个实施例的包括弯曲无触摸轨道的输送机的转移点的等距视图，该无触摸轨道包括直线感应电机；

图3A是根据本发明的另一个实施例的在具有无触摸轨道的输送机中的交接点的示意图，该无触摸轨道包括多个交变永磁铁；

图3B示出了在输送多个铝罐时的图3A的交接点；

图4示出了根据本发明的另一个实施例的具有由交变永磁铁的阵列形成的多个无触摸侧轨道的输送机；

图5A示出了根据本发明的另一个实施例的具有包括直线感应电机的多个无触摸侧轨道的输送机；

图5B是图5A的输送机的正视图；

图6A至图6C是引导装置和铝罐在磁场的传播过程中的顺序顶部视图；

图7示出了具有由根据本发明的一个实施例的引导装置感应的电流的罐；

图8A示出了根据本发明的另一个实施例的包括嵌套弯曲轨道的输送机交接点，这些嵌套弯曲轨道包括直线感应电机；

图8B示出了在输送一组罐时的图8A的输送机交接点；并且

图9示出了根据另一个实施例的包括用于引导产品的直线感应电机的阵列的输送机交接点。

详细说明

输送机采用引导装置以用于产生排斥力，从而以小的接触或没有接触地沿产品路径推进产品。引导装置可以包括直线感应电机、永磁铁阵列或产生排斥力以与产品具有小的接触或没有接触地远离引导装置并且沿产品路径来排斥产品的其他装置。将参照某些展示性实施例描述本发明的多个方面，尽管本发明不限于那些展示性实施例。

在图1中示出了体现本发明的多个特征的输送机的一部分。输送机10沿产品路径运输产品并且包括第一输送带22，该第一输送带在皮带行进的第一方向24上前行。在转移点或交接点26处，产品被转移至第二输送带30，该第二输送带从第一输送带22接收产品并且在皮带行进的第二方向28上输送产品。皮带可以由任何常规驱动装置(例如，链轮80、电机驱动鼓轮、皮带轮)或由直线感应电机驱动。可以使用空转链轮或引导元件(未示出)来引导输送带，如现有技术中已知的。

输送机10可以采用无触摸轨道或装置，该无触摸轨道或装置用于沿产品路径引导所输送产品而对所输送产品的损害最小化。例如，展示性输送机10包括无触摸轨道40，该无触摸轨道在转移点26处邻近于用于将所输送产品从第一输送带22引导至第二输送带30的产品路径。在展示性实施例中，所输送产品包括铝罐60或包含导电材料的其他产品，并且无触摸轨道40除了平移力之外还产生排斥力以通过小的接触力或没有接触力地沿期望产品路径朝第二输送机推动铝罐。

在图1的实施例中，无触摸轨道40包括第一轨道42和第二轨道44，该第一轨道成第一角度定向并且被定位在第一输送带22上邻近于产品路径，该第二轨道邻近于第一轨道42并且与该第一轨道串联。第一轨道42被示出为横向于(优选地成钝角)第一行进方向24来定向。展示性第二轨道44在第二输送带30上形成侧轨道，该侧轨道基本上平行于第二行进方向28。

在图1的实施例中，每个轨道42、44是包括成型多相感应线圈的一个直线感应电机(LIM)，该成型多相感应线圈产生排斥力以推动包含导电材料的所输送物品通过转移区。可以使用任何适当的线圈安排来产生排斥力。例如，在一个实施例中，离散线圈被安排成取向排列以在期望方向上引导包括导电材料或由导电材料形成的物品(例如铝罐60)并且迫使物品到第二输送带30上或沿另一个选定产品路径。LIM线圈形成定子，并且在罐中的导电材料形成导体，通过在定子和导体中产生的相反的场来将罐推动远离定子。

在一个实施例中，LIM的线圈具有一系列极点，这些极点被激励以产生磁场。磁场在传播方向46上沿线圈传播。传播磁场穿过邻近于管道42、44的罐60中的导电材料并且在罐中感应与该磁场相反的电流。来自LIM42、44的主磁场与产品中的感应电流的相互作用产生在选定方向上推动产品的排斥力，而不需要很多或任何直接接触。优选地，排斥力排斥罐远离轨道42或44并且推动罐通过转移区26。以此方式，将通过低接触力将产品从第一皮带22推动至第二皮带30，这防止了罐的倾翻并且促进罐在竖直位置上转移。排斥力的矢量取决于轨道的具体设计。一般地，排斥力矢量可以与LIM的表面成角度小于约45°。

在LIM轨道42、44中的多个线圈可以形成被安排成产生期望轨迹的离散定子，或者一个或多个线圈可以被成型来产生期望轨迹。

引导轨道42、44可以沿LIM的完全竖直宽度分布排斥力，从而允许引导轨道引导产品的路径而没有机械触摸产品或对较薄量度的罐造成损害的风险。可以将净力施加至罐的质心以防止倾翻。

LIM驱动器可以与皮带速度同步或者可以被同步成在选择位置中输送产品所具速度方面提供改变。例如，离散物品可以比其他物品输送更快。LIM速度可以被调整成实现通过输送机的期望产品速度和/或轨迹。

图2展示了用于引导输送机110中的产品(例如铝罐)通过转移区126的无触摸轨道的另一个实施例，该转移区在第一方向124上移动的第一输送带122与在第二方向128上移动的第二输送带130之间。图2的无触摸轨道140包括沿通过转移区126的产品路径弯曲的弯曲直线感应电机(LIM)。弯曲轨道140采用成型为圆弧的单个线圈或安排成弧形的多个线圈。说明性弧形是90°的，尽管本发明并不被如此限制。弯曲轨道140产生传播磁场，该传播磁场在所输送产品(被展示为铝罐160)中感应相反的电流，从而在铝罐上引起排斥力以推进罐通过转移区126并且到第二输送带130上。

可以使用其他源来产生排斥力，并且本发明不限于直线感应电机。例如，图3A示出了在转移区226中具有无触摸引导轨道的输送机210，该无触摸引导轨道是使用永磁铁的阵列240形成的。第一输送带222在方向224上移动。当第一输送带222携带包含导电材料的产品(例如铝罐260)经过阵列240时，永磁铁阵列产生在最接近阵列240的外罐上引起涡流阻力的磁场，从而有助于罐以低接触力转移到第二输送带230上、在方向228上移动。本领域技术人员将能够确定足以排斥罐并且沿期望轨迹推进罐的磁铁的适当的大小、强度、取向。在阵列240中的磁铁可以具有交变极性、相同极性或包括海尔贝克(Halbach)阵列。

图3B示出了罐260通过转移区226的前进。如所示出的，由磁性阵列240产生的排斥力减缓外罐的运动、引起罐组的流体运动、并且减少在单个罐上的压力。

在本发明的另一个实施例中，输送机包括用于沿产品路径引导产品的一个或多个无触摸侧轨道，如在图4、图5A和图5B中所示出的。在图4的实施例中，在方向324上移动的输送带322包括一个或多个侧轨道341、342，该一个或多个侧轨道包括永磁铁阵列。这些侧轨道341、342邻近于产品路径。当输送带322使产品(被展示为铝罐360的集合)移动经过轨道341、342时，永磁铁阵列在所输送铝罐组中的外罐351上引起涡流阻力，从而允许内罐352向前流动，类似于管道中的流体。在外罐351中的涡流阻力缓和罐的冲击并且保护其不受损害，同时促进罐沿产品路径的输送。

如在图5A和图5B中所示出的，在另一个实施例中，在方向424上移动的输送带422包括多个侧轨道451、452，这些侧轨道包括直线感应电机(LIM)。LIM 451、452在铝罐460组中的外罐461上产生排斥力，排斥外罐离开侧轨道451、452以减少潜在损害，同时致使内罐462向前流动。

图6A至图6C是引导装置540和铝罐560在磁场的传播过程中的顺序顶部视图。场V从左向右传播，产生由场线542示出的场，该场在罐560中感应电流。图7示出了具有由根据本发明的一个实施例的引导装置540感应的电流I的罐560。在罐中的感应电流产生与由引导装置540产生的场相反的场，使得罐将被向前推进并且在ω的方向上旋转。一般地，净力将与线圈540的面成约30°的角度。

图8A和图8B示出了邻近产品路径的用于沿输送机中的产品路径引导产品的无触摸引导的另一个实施例。在图8A和图8B的实施例中，无触摸引导650被布置在产品路径下方以从底部方向促动罐或其他产品。图8A和图8B的输送机610包括在方向621上移动的第一输送带622、在方向625上移动的第二输送带624以及在第一输送带与第二输送带之间的交接区640，该交接区包括在交接区640中的产品路径下方的多个弯曲轨道651、652、653。每个弯曲轨道651、652、653包括一个直线感应电机(LIM)。如在图8B中所示出的，低摩擦表面660被直接布置在轨道651、652、653上方以在转移区640中形成产品路径。激励弯曲LIM以推进罐670围绕并通过90°的交接区640。

图9示出了采用用于沿邻近产品路径引导产品的无触摸引导的输送机710的另一个实施例。图9的无触摸引导740包括直线感应电机(LIM)741的阵列。直接在阵列740上方的低摩擦表面761形成输送机710在转移区760中的产品路径。这些LIM 741具有变化的驱动角度来从底部驱动罐全体地围绕第一输送带722与第二输送带724之间的90°转移区760。

使用例如LIM或交变永磁铁的阵列的无触摸引导在易碎的所输送产品上产生排斥力确保了在皮带之间的平稳传递或在单个皮带上的平稳输送。无触摸引导可以防止倾翻并且使损害最小化。由于很少的运动零件或没有运动零件，无触摸引导是可清洁的并且要求很少维护或不要求维护。

已经相对于某些展示性实施例描述了本发明，尽管本发明不限于那些展示性实施例。