用于定向物品的设备、系统和方法与流程

本公开涉及用于定向例如罐或瓶之类的物品的设备、系统和方法。更具体但非排他地，本公开涉及如下设备和包装子系统，即：该设备和包装子系统可在那些物品前进通过包装序列的同时定向物品，以便提供相对于其最终包装正确定向的物品。

背景技术：

期望附接到待包装或展示的物品的外表面或印刷在该外表面上的各种标签和广告材料例如与包装纸箱中限定的孔或窗口适当地对准，使得该广告材料最佳可见。

由于包装组件的性质，在前述对准中出现困难。例如，待包装的物品通常以流来输送并通过固定的引导件引导和/或在旋转的输送带上被输送。在物品被输送时，将可能会使它们通过与例如固定的引导件的摩擦或者通过输送带中的振动而旋转。此外，情况还很可能是物品在进入包装组件时未彼此对准。所有这些因素以及其他因素使得难以在所得包装中的每个物品和/或纸箱中的相关孔或窗口之间实现前述对准。

在已知系统提供用于使物品旋转的机构的情况下，那些机构是固定的，并且因此，需要使物品本身停止以便旋转。因此，这些已知系统不利地需要降低系统的整体物品吞吐量。

其他已知系统使用固定的引导件来旋转物品，并且顾名思义，这些固定的引导件无法动态地在待包装的每个物品中引起不同水平的旋转。因此，当涉及通过不同的旋转量来可靠地定向许多物品时，这样的系统在其灵活性方面是有限的。

还期望能够采用单个包装机来形成多种包装类型或规格，例如但不限于不同尺寸的多包装，也就是说形成如下包装，即：其中，可改变或重新配置形成到包装中的主产品容器的数量。

本公开试图克服或至少减轻这样的已知子系统的缺点。

技术实现要素：

本公开的第一方面提供了一种物品定向系统，其包括物品夹持器、运动控制器和传感器。运动装置与运动控制器通信并耦接到物品夹持器。所述传感器适于识别物品的预定标志特性。所述传感器向运动控制器发出指示检测事件的信号。所述运动控制器向所述运动装置发出信号，以使所述物品旋转期望的旋转角度，以便将所述物品以预定的定向放置。

本公开的第二方面提供了一种定向物品的方法，所述方法包括：

使包括至少一个物品的物品组与第一工具头接合；

使所述物品组中的至少一个物品旋转；

利用传感器来观察所述至少一个物品；

识别在所述至少一个物品上设置的标志特性，其中，所述标志特性指示所述至少一个物品的第一定向；

确定旋转角度；

使所述至少一个物品从所述第一定向旋转所述旋转角度，以便将所述至少一个物品以期望的第二定向放置；

使所述至少一个物品脱离。

本公开的第三方面提供了一种定向物品的方法，所述方法包括：

以流来输送物品；

使包括至少一个物品的物品组与第一工具头接合；

使所述物品组中的至少一个物品旋转；

利用传感器来观察所述至少一个物品；

识别在所述至少一个物品上设置的标志特性，其中，所述标志特性指示所述至少一个物品的第一定向；

确定旋转角度；

使所述至少一个物品从所述第一定向旋转所述旋转角度，以便将所述至少一个物品以期望的第二定向放置；

使所述至少一个物品脱离；

将所述物品组装载到纸箱中，以形成具有展示窗口的包装，其中，所述至少一个物品的至少一部分以预定的定向展示在所述展示窗口内。

本公开的第四方面提供了一种定向物品的方法，所述方法包括：

将物品组装载到纸箱中，以形成具有展示窗口的包装，其中，至少一个物品的至少一部分被展示在所述展示窗口内；

使所述纸箱内的所述至少一个物品与第一工具头接合；

使所述至少一个物品旋转；

利用传感器来观察所述至少一个物品；

识别在所述至少一个物品上设置的标志特性，其中，所述标志特性指示所述至少一个物品的第一定向；

确定旋转角度；

使所述至少一个物品从所述第一定向旋转所述旋转角度，以便将所述至少一个物品相对于所述展示窗口所提供的开口以期望的第二定向放置；

使所述至少一个物品脱离。

本公开的第五方面提供了一种定向物品的方法，所述方法包括：

以流来输送物品；

将物品组装载到纸箱中，以形成具有展示窗口的包装，其中，至少一个物品的至少一部分被展示在所述展示窗口内；

将所述至少一个物品从所述纸箱内的第一位置移动到第二位置，在所述第二位置，所述物品至少部分地从所述纸箱撤出；

使所述至少一个物品的撤出部分与第一工具头接合；

使所述至少一个物品旋转；

利用传感器来观察所述至少一个物品的所述撤出部分；

识别在所述至少一个物品的所述撤出部分上设置的标志特性，其中，所述标志特性指示所述至少一个物品的第一定向；

确定旋转角度；

使所述至少一个物品从所述第一定向旋转所述旋转角度，以便将所述至少一个物品相对于所述展示窗口所提供的开口以期望的第二定向放置。

可选地，所述定向物品的方法还包括移动所述至少一个物品，以便使所述物品返回到所述纸箱内的所述第一位置。

可选地，所述定向物品的方法还包括使所述至少一个物品脱离。

本公开的第六方面提供了一种用于定向控制系统中的程序，所述定向控制系统包括：

物品夹持器；

运动控制器；

运动装置，其与至少一个运动控制器通信，并且耦接到所述物品夹持器；

传感器；

其中，所述程序被配置成使得当在所述定向控制系统上运行时，所述定向控制系统执行定向方法，所述定向方法包括：

使物品与所述物品夹持器接合；

使所述物品夹持器旋转，从而旋转接合的物品；

利用传感器来观察所述接合的物品；

识别在所述接合的物品上设置的标志特性，其中，所述标志特性指示所述接合的物品的第一定向；

确定旋转角度；

使所述接合的物品从所述第一定向旋转所述旋转角度，以便将所述接合的物品以期望的第二定向放置；

使所述物品夹持器从所述接合的物品脱离。

本公开的第七方面提供了一种用于定向物品的子系统。所述子系统包括工具组件，所述工具组件包括滑架。工具头具有：第一物品夹持器，其旋转地耦接到所述工具头；以及第二物品夹持器，其旋转地耦接到所述工具头，并且与所述第一物品夹持器相邻安装。第一驱动机构被耦接到第一物品夹持器；第二驱动机构被耦接到第二物品夹持器。传感器被配置成观察两个相邻物品。控制器与所述第一驱动机构和所述第二驱动机构以及所述传感器通信，所述控制器被配置成确定所述两个相邻物品中的每一个的定向，并且控制所述第一驱动机构和所述第二驱动机构以使所述两个相邻物品中的每一个旋转到预定的定向。

本公开的第八方面提供了一种用于在第一输送机和第二输送机之间转移物品组的子系统。所述子系统包括工具组件，所述工具组件包括滑架。安装到滑架的第一工具头具有安装到所述第一工具头的多个第一物品夹持器；安装到滑架的第二工具头具有安装到所述第二工具头的多个第二物品夹持器。致动器机构被设置成用于使所述第一工具头和所述第二工具头相对于彼此移动，使得由所述第一工具头接合的第一组物品和由所述第二工具头接合的第二组物品可被组合成第三组物品。

可选地，所述第一工具头通过第一旋转耦接件旋转地安装到所述滑架，并且所述第二工具头通过第二旋转耦接件旋转地安装到所述滑架。

可选地，所述第一工具头和所述第二工具头绕它们相应的旋转耦接件旋转，并且同时，所述第一旋转耦接件和所述第二旋转耦接件相对于彼此线性移动。

可选地，通过所述致动器机构，所述第一工具头沿第一方向旋转，并且所述第二工具头沿相反的第二方向旋转。

可选地，所述第一工具头和所述第二工具头中的每一个包括：至少一个物品夹持器，其旋转地耦接到所述滑架；驱动机构，其耦接到所述至少一个物品夹持器；传感器，其配置成观察至少一个物品；以及控制器，其与至少一个驱动机构和传感器通信。所述控制器被配置成确定所述至少一个物品的定向，并且控制所述至少一个驱动机构以使所述至少一个物品旋转到预定的定向。

可选地，所述第一工具头和所述第二工具头中的每一个包括：至少两个物品夹持器，其旋转地耦接到所述滑架；驱动机构，其耦接到所述至少两个物品夹持器中的每一个；传感器，其配置成观察两个相邻物品；以及控制器，其与每个驱动机构和传感器通信。所述控制器被配置成确定所述两个相邻物品中的每一个的定向，并且控制每个驱动机构以使所述两个相邻物品中的每一个独立地旋转到相应的预定定向。

可选地，所述子系统还包括可移动的支撑构件，当至少一个物品被输送时，所述支撑构件将所述至少一个物品相对于所述至少一个物品所接合的物品夹持器保持就位。

可选地，所述子系统还包括壁构件，在至少一个物品被输送时，所述至少一个物品位于所述壁构件与所述可移动的支撑构件之间。

本公开的第九方面提供了一种旋转待包装的物品的方法。所述方法包括：以流来输送物品；使第一组的至少两个物品与第一工具头接合；利用单个传感器来观察所述至少两个物品；在那些物品被输送时，使所述至少两个物品中的每一个从第一定向旋转，直到它们呈如所述传感器所检测到的期望的定向；以及使那些选定的一个或多个物品脱离。

可选地，所述方法还包括将所述至少两个物品从第一输送机转移到第二输送机。

可选地，所述方法还包括：使第二组的至少两个另外的物品与第二工具头接合；利用单个第二传感器来观察所述至少两个另外的物品；在那些物品被输送时，使所述至少两个另外的物品中的每一个从第一定向旋转，直到它们呈如所述第二传感器所检测到的期望的定向；以及使那些选定的一个或多个物品脱离。

可选地，所述方法还包括将所述至少两个另外的物品从第一输送机转移到第二输送机。

可选地，所述方法还包括将所述第一组的至少两个物品与所述第二组的至少两个另外的物品组合成单个物品分组。

可选地，所述方法还包括检测所述至少两个物品中的每一个何时达到所述期望的定向，并且作为响应，相应地停止每个物品的旋转。

本公开的第十方面提供了一种用于包装物品的包装系统，所述包装系统包括所述子系统。

在本申请的范围内，设想的是，使在前述段落、权利要求和/或下面的描述以及附图中阐述的各个方面、实施例、示例、特征和替代方案，可以独立地或以其任何组合来采用。例如，结合一个实施例描述的特征适用于所有实施例，除非存在特征的不相容。

附图说明

现在将参照附图来描述本发明的示例性实施例，附图中：

图1至图5是根据本公开的第一实施例操作的包装机的子系统的透视图；

图6和图7是根据本公开的第二实施例操作的子系统的透视图；

图8至图11是图1至图7的子系统的工具头的各种透视图；

图12至图16图示了示例性包装布置结构，其可通过采用图1的子系统的包装机形成；

图17是根据本公开的第三实施例的定向控制子系统的示意图；以及

图18是根据本公开的第四实施例的定向控制子系统的示意图。

具体实施方式

本文公开了包装机、子系统、方法和包装的特定实施例的详细描述。将会理解的是，所公开的实施例仅是可实现本发明的某些方面的方式的示例，并不代表可实施本发明的所有方式的穷尽列表。如本文所用的，用语“示例性”被广义地用于表示用作说明、样本、模型或模式的实施例。实际上，将会理解的是，本文所描述的包装机、子系统、方法和包装可按照各种和替代形式来实施。附图不一定按比例绘制，并且一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。不一定非常详细地描述公知的部件、材料或方法，以避免模糊本公开。本文所公开的任何具体的结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为权利要求的基础，并且作为教导本领域技术人员以各种方式使用本发明的代表性基础。

本公开提供了子系统10，其实施例在图1中图示。子系统10包括输入或第一输送机12，主产品容器的输入流i在该输入或第一输送机12上输送，该主产品容器在下文中称为物品b。物品b的连续流被输送到计量设备，该计量设备将输入流i形成为物品b的离散组g1、g2。

在所示实施例中，该计量设备形成包括六个物品b的组g1、g2。每个组g1、g2中的物品b被布置成2x3的矩阵或阵列。在其他实施例中，这些组可包括多于或少于六个物品，这些物品以替代布置结构配置。

在一个示例性实施例中，物品b的输入流i可包括两列物品b，其沿下游方向同时被输送到计量设备。固定的引导件可分开或置于列之间。该计量设备包括：第一可移动支撑或保持构件，其呈设置在输入输送机12的第一侧上的第一突出部和链组件的形式；以及第二可移动支撑或保持构件，其呈设置在输入输送机12的相对的第二侧上的第二突出部和链组件的形式。该第一突出部和链组件将物品b的输入流i的第一列形成为计量的、离散的、隔开的组。该第二突出部和链组件将物品b的输入流i的第二列形成为计量的、离散的、隔开的组。第一和第二突出部和链组件被同步地驱动，使得第一列中的任何给定物品b与第二列中的相应物品b同步地向下游输送。每个突出部可接合第一列和第二列中相应的一列中的多个物品b，例如，突出部可采用具有多个凹部的梳状布置结构的形式，每个凹部被布置成用于接收物品b的一部分。

在一个实施例中，该计量设备包括多个计量元件，其呈梳36的示例性形式，安装到相应的滑架（未示出）。每个滑架被设置在输送装置上，该输送装置构造成与物品b的输入流i相邻并平行。物品b以第一速度在输入流i中行进。该输送装置可以是输送带，并且由机械装置驱动，所述机械装置例如本领域中公知的马达等。该示例性的输送装置以第二速度推进滑架并因此推进梳36，该第二速度大于并基本上平行于输入流中的物品的第一速度。

每个滑架以可滑动的方式安装在输送装置上，使得它可在横向于输送装置的行进方向的方向上往复移位。可滑动连接的具体实施例对于本发明不是必要的，并且可以预期的是，本领域技术人员将容易应用本领域中已知的众多技术中的一种来实现该功能。然而，在所示示例中，滑架被可滑动地安装到一对导轨（未图示）。每个滑架可在横向方向上移动，以使安装在其上的梳36与输入流i中的一个或多个物品b接触或脱离接触。

以这种方式，由每个梳36接合的一个或多个物品b被加速并与输入流i中的后续物品b分离。

子系统10还包括转移设备11，用于将计量的物品b的组从输入或第一输送机12转移到输出或第二输送机14。

转移设备11采用高架输送装置的形式。转移设备11包括导轨或轨道13，该导轨或轨道13可选地以基本上体育场形的布置结构形成为无端环。

导轨13被布置成使得第一工作范围（workingreach）被设置在输入输送机12上方，以使可从输入输送机12拾取物品b的组。导轨13被布置成使得第二工作范围被设置在输出输送机14上方，以使物品b的组可被放置在输出输送机14上。

转移设备11包括多个工具24，其各自单独地安装在导轨上，以便可在其附近移动。

每个工具24包括安装到导轨13的滑架18。每个工具24包括呈电动机形式的驱动马达m1，用于如方向箭头d3所示绕导轨13驱动工具24，如图2中所示。滑架18各自包括至少一个轨轮20；在所示实施例中，每个滑架18设置有四个轨轮20。轨轮20被可旋转地安装到滑架18。每个轨轮20可被安装在从滑架18的基部向下延伸的主轴上；轴承或衬套可被设置在轨轮20和该主轴之间，以便于绕其旋转。

驱动马达m1被耦接到呈链轮或齿轮w1形式的驱动轮。齿轮w1与布置为无端环或回路的环形齿轮或齿条（未示出）接合。在其他实施例中，齿轮w1可与构造成环的静态链接合。在再其他的实施例中，齿轮w1可被摩擦轮代替，并且齿条可被轨道代替，该摩擦轮与该轨道摩擦接触。

每个工具24包括一对工具头24a、24b。该对工具头24a、24b被安装到机架25。机架25的第一部分25a被安装到滑架18。机架25的第二部分25b被平移地安装到机架25的第一部分25a，使得工具头24a、24b可以往复的方式竖直移动。

机架25的第二部分25b的上端包括安装在凸轮路径16上的凸轮从动件22。当每个工具24绕导轨13移动时，工具头24a、24b的高度根据由凸轮路径16的形状限定的预定模式改变。机架25的第二部分25b在机架25的第一部分25a上或沿其滑动。具体而言，在所示实施例中，凸轮路径16被布置成在输入输送机12上方时降低（方向箭头d1）并随后升高（方向箭头d2）工具头24a、24b。类似地，凸轮路径16被布置成在输出输送机14上方时降低（如图5和图7中的方向箭头d7所示）并且随后升高工具头24a、24b。

每个工具24包括第一工具头24a和第二工具头24b，参见图8至图11。第一工具头24a包括至少一个物品提升器或夹持器28，并且第二工具头24b包括至少一个物品提升器或夹持器26。在所示实施例中，第一工具头24a包括成2×3阵列布置的六个物品夹持器28。在所示实施例中，第二工具头24b包括成2×3阵列布置的六个物品夹持器26。

在所示实施例中，物品提升器或夹持器26、28采用真空杯或吸盘的形式。物品夹持器26、28与真空系统（未示出）连通。在替代实施例中，物品夹持器26、28可机械地接合物品b，这就是说，它们可通过使物品夹持器26、28绕物品b夹紧或收缩而采用摩擦来提起物品。

物品夹持器26、28成组布置。所述组可被布置成包括三列的阵列，每列包括两个物品夹持器26、28。以这种方式，该阵列包括两排每排三个物品夹持器26、28。每组物品夹持器26、28与布置在输入输送机12上的物品b的类似布置的组或阵列接合。

该阵列包括在第一端处的两个物品b或物品夹持器26、28的第一列、两个物品b或物品夹持器26、28的中央的第二列以及在相对的第二端处的两个物品b或两个物品夹持器26、28的第三列。

设置在每个阵列的最末端列（第一列和第三列）中的物品夹持器26、28能够可控制地旋转。

可替代地，设置在每个组或阵列的角部处的物品夹持器26、28能够可控制地旋转。

在所示实施例中，设置在每个组或阵列的中央列中的物品夹持器26、28被固定地安装到第一和第二工具头24a、24b中相应的一个。

驱动马达m2被耦接到每个可旋转的物品夹持器26、28。

物品夹持器26、28中的每一个通过主轴（未示出）可旋转地安装到第一和第二工具头24a、24b中相应的一个。第一齿轮54可被安装到该主轴。第二齿轮56可被安装到驱动马达m2的驱动轴。第一和第二齿轮54、56啮合或匹配，使得驱动马达m2的旋转实现它所耦接到的物品夹持器26、28的旋转。

第一工具头24a包括安装在其上的一对传感器50a、52a。第二工具头24b包括安装在其上的一对传感器50b、52b。传感器50a、52a、50b、52b可采用摄像机、视觉传感器、图像传感器、光检测器、cmos传感器、ccd传感器或其他合适的检测器的形式。传感器50a、52a、50b、52b可各自包括光源，例如但不限于发光二极管（led），以便照亮传感器的视场。

传感器50a、52a、50b、52b中的每一个产生信号，该信号根据靠近传感器50a、52a、50b、52b的一对物品b中的每一个的一部分的感知到的表面特征（例如，颜色、纹理和反射率等）而改变。控制器9（参见图2）接收这些产生的信号，处理该信号并采取适当的行动以将所讨论的每个物品b旋转到期望的定向。控制器9可采用图像识别程序或软件应用来识别预定的视觉细节或标记，例如但不限于文本、图形、符号或条形码。可选地，控制器9可包括用于向操作者显示信息的显示装置，以及用于由操作者输入信息的一个或多个输入装置。该输入装置可采用但不限于键盘、计算机鼠标、触控板、操纵杆或触摸屏的形式。

第一工具头24a上的第一传感器50a捕捉指示与第一对可旋转的物品夹持器28接合的物品b中的每一个的定向的信息，该第一对可旋转的物品夹持器28是设置在物品夹持器28的组或阵列的第一端处的一对物品夹持器28。

第一工具头24a上的第二传感器52a捕捉指示与第二对可旋转的物品夹持器28接合的物品b中的每一个的定向的信息，该第二对可旋转的物品夹持器28是设置在物品夹持器28的组或阵列的第二端处的一对物品夹持器28。

第二工具头24b上的第三传感器50b捕捉指示与第一对可旋转的物品夹持器26接合的物品b中的每一个的定向的信息，该第一对可旋转的物品夹持器26是设置在物品夹持器26的组或阵列的第一端处的一对物品夹持器26。

第一工具头24b上的第四传感器52b捕捉指示与第二对可旋转的物品夹持器26接合的物品b中的每一个的定向的信息，该第二对可旋转的物品夹持器26是设置在物品夹持器26的组或阵列的第二端处的一对物品夹持器26。

控制器9与第一和第二传感器50a、52a，与第三和第四传感器50b、52b以及与第一和第二工具头24a、24b的每个驱动马达m2（有线或无线地）通信。控制器9可确定每个可旋转的物品夹持器26、28中的物品b的当前定向。控制器9控制驱动马达m2以使每个可旋转的物品夹持器26、28单独地旋转，以便将接合在其中的每个物品b以期望或预定的定向放置。

以这种方式，采用单个传感器来监测或控制一对物品b的定向。

第一和第二工具头24a、24b中的每一个被可旋转地安装到机架25，以便相对于机架25可旋转，如图1至图5中所示。

第一和第二工具头24a、24b中的每一个被可移位或可移动地安装到机架25，如图1至图5中所示。可选地，第一和第二工具头24a、24b可朝向和远离彼此线性移位。

设置致动器机构以实现第一和第二工具头24a、24b相对于机架25的旋转或移位或者旋转和移位二者。该致动器机构可被构造成使得第一工具头24a和第二工具头24b可相对于彼此以往复的方式线性移位。该致动器机构可被构造成使第一工具头24a和第二工具头24b中的每一个相对于机架25往复地旋转。

第一和第二工具头24a、24b中的每一个通过旋转安装件来可旋转地安装到机架25，该旋转安装件可采用主轴或轴的形式。第一工具头24a包括第一钝齿轮46a。在所示实施例中，第一钝齿轮46a采用弯曲齿条、弓形齿轮或扇形齿轮的形式。第二工具头24b包括第二钝齿轮46b。在所示实施例中，第二钝齿轮46b采用弯曲齿条、弓形齿轮或扇形齿轮的形式。

机架25包括线性齿条48。第一和第二钝齿轮46a、46b中的每一个都与线性齿条48接合或啮合。

线性齿条48以及第一和第二钝齿轮46a、46b被用于使第一和第二工具头24a、24b朝向和远离彼此移动。

线性齿条48以及第一和第二钝齿轮46a、46b还有助于第一和第二工具头24a、24b中的每一个绕它们相应的旋转安装件的旋转。

凸轮44a被安装到第一工具头24a。凸轮44a可与第一工具头24a一起绕旋转安装件旋转。凸轮44a被耦接到设置在第一分支（limb）59中的第一滑动件58。第一滑动件58采用通道或轨道的形式；从动件60a被安装到凸轮44a。从动件60a被接收在第一滑动件58的通道中。从动件60a可包括轴承或衬套，以有助于从动件60a在第一滑动件58内的移动。

第二凸轮44b被安装到第二工具头24b。第二凸轮44b可与第二工具头24b一起绕旋转安装件旋转。第二凸轮44b被耦接到第一滑动件58。在替代实施例中，可设置与第一滑动件58分开的第二滑动件。第二从动件60b被安装到第二凸轮44b。第二从动件60b被接收在第一滑动件58的通道中。第二从动件60b可包括轴承或衬套，以有助于第二从动件60b在第一滑动件58内的移动。

第二分支61a被固定到第一分支59。第二分支61a基本上正交于第一分支59。第二分支61a包括第二滑动件43a。第二滑动件43a被可滑动地安装到机架25。安装到机架25的接收器42a与第二滑动件43a滑动接合。

可选的第三分支61b被固定到第一分支59。第三分支61b基本上正交于第一分支59。第三分支61b与第二分支61a隔开。第三分支61b包括第三滑动件43b。第三滑动件43b被可滑动地安装到机架25。安装到机架25的第二接收器42b与第三滑动件43b滑动接合。

第一分支59包括凸轮从动件40。凸轮从动件40与凸轮轨道（未示出）接合。该凸轮轨道控制第一和第二工具头24a、24b相对于机架25的定向。该凸轮轨道被布置成使第一分支59相应地如方向箭头d9、d10所示（参见图4、图5和图9）朝向和远离线性齿条48移动。也就是说，第一分支59在基本上垂直于图9中的方向箭头d11和图2中的方向箭头d3所示的工具24的行进方向的方向上移动。

在所示实施例中，第二和第三分支61a、61b通过连杆38耦接在一起。凸轮从动件被安装到连杆38，使得第二和第三分支61a、61b同时移动。在其他实施例中，第二和第三分支61a、61b可由所述致动器机构分别地驱动。第二和第三分支61a、61b中的每一个可包括或耦接到相应的凸轮从动件。以这种方式，第二和第三分支61a、61b中的每一个可相对于机架25单独地移动。

第一和第二工具头24a、24b在图9中被示出为处于第一状态（位置和定向）。在该第一状态下，第一和第二工具头24a、24b彼此隔开，并且被定向成使得它们处于端对端的关系，但是是隔开的。也就是说，第一、第二、第三和第四传感器50a、52a、50b、52b以共线的方式设置。第一工具头24a的第一行的三个物品夹持器28与第二工具头24b的第一行的三个物品夹持器26共线。类似地，第一工具头24a的第二行的三个物品夹持器28与第二工具头24b的第二行的三个物品夹持器26共线。

当如方向箭头d9所示第一分支59朝向线性齿条48向内移动时，第一工具头24a沿顺时针方向旋转，如方向箭头d6所示。第一工具头24a旋转基本上90度的角度。第一工具头24a同时在与方向箭头d11所示的行进方向相反的线性方向上移动。第二工具头24b沿如方向箭头d5所示的逆时针方向旋转。第二工具头24b旋转基本上90度的角度。第二工具头24b同时在方向箭头d11所示的行进方向上线性移动。以这种方式，第一和第二工具头24a、24b朝向彼此移动。

结果是将第一工具头24a和第二工具头24b靠近彼此置于第二状态，使得物品夹持器26、28形成替代分组。该替代分组被布置为包括四列的阵列；每列包括三个物品夹持器26、28。以这种方式，该阵列包括三排每排四个物品夹持器26、28。以这种方式，第一物品组g1和第二物品组g2可形成第三物品组g3。

当第一分支59如方向箭头d10所示远离线性齿条48向外移动时，第一工具头24a沿逆时针方向旋转。第一工具头24a旋转基本上90度的角度。第一工具头24a同时在方向箭头d11所示的行进方向上沿线性齿条48在线性方向上移动。第二工具头24b沿顺时针方向旋转。第二工具头24b旋转基本上90度的角度。第二工具头24b同时沿线性齿条48a在与方向箭头d11所示的行进方向相反的线性方向上移动。以这种方式，第一和第二工具头24a、24b远离彼此移回到图9中所示的第一位置。

如图1至图5中所示，转移设备11被构造成以第一模式操作，其中转移设备11将两个计量的物品组g1、g2组合成单个组g3。在所示实施例中，转移设备11将各自布置成2×3矩阵的两组形成3×4矩阵。为了实现这一目标，第一和第二工具头24a、24b相应地顺时针和逆时针旋转90度，并且朝向彼此线性移动，以使第一组g1与第二组g2紧密接近以形成第三组g3。转移设备11将形成的每个第三组g3放置在输出输送机14上。第三组g3沿如方向箭头d4所示的下游方向被输送，输出输送机14的行进方向与输入输送机12的行进方向基本上相反；使得输入和输出输送机基本上以彼此并排的关系设置，可选地，输入和输出输送机彼此平行地布置。在其他实施例中，可采用其他布置结构，例如但不限于，输入和输出输送机可成倾斜的角度或彼此正交地布置，输入和输出输送机可被布置成彼此基本上共线。

如图6和图7中所示，转移设备11被构造成以第二模式操作，其中转移设备11拾取两个计量的物品组g1、g2，将它们如方向箭头d8所示输送到输出输送机14，并且将它们以两个计量的物品组g1、g2放置在输出输送机14上。输出输送机14将这两组沿其分别传送。在所示实施例中，转移设备11处理各自布置成2×3矩阵的两个组，这两个组在输出输送机14上保持为各自布置成2×3矩阵的两个组。

以这种方式，子系统10可将例如饮料瓶或罐之类的物品b的流转换成以预定间距隔开的计量组。也就是说，它将来自输入或进给输送机12的物品b的流分离成预定数量的物品b的组。子系统10能够从输入流i形成两个不同大小的组。转移设备11能够调整组g1、g2、g3中的至少一些物品b的定向。

然后，物品b的组可被包装到纸箱或板条箱或其他包装中。图12和图13示出了示例性包装布置结构。图12图示了纸箱70，其被布置成以3×4的布置结构容纳物品的阵列。该纸箱包括多个主面板，用于形成管状结构，该管状结构包括顶壁、底壁和相对的侧壁。纸箱70包括端部封闭面板，其部分地封闭该管状结构的每个端部。该管状结构的一端或两端是部分敞开的，以便形成窗口，该窗口暴露，以查看与之相邻设置的一个或多个物品b的至少一部分。图12示出了纸箱70的第一端；与窗口w相邻的物品b各自包括标签或其他标记l。窗口中展示的每个最末端物品b的标记l可通过转移设备11以期望的定向放置。在所示实施例中，该标记被定向成使得可通过窗口w读取在其上展示的信息。在其他实施例中，标记l可被定向成使得它不展示在窗口中。

在替代实施例中，转移设备11可设置有附加的传感器和定向机构，即耦接到相应的物品夹持器26、28的驱动马达，以便在窗口w中定向中央物品b。将会理解的是，仅需要定向组g1、g2中的每一组中的中央物品中的一个，这是因为另一个在包装90的中央基本上隐藏在视野之外。以这种方式，可将组g1、g2置于一起以形成扩大的组g3；工具头24a、24b可紧密靠近地放置，使得第一物品组g1可靠近第二物品组g2放置。纸箱70的相对的第二端也可部分敞开，以便形成第二窗口。转移设备11被构造成能够以期望的定向旋转与第二窗口相邻的每个物品b。

如图1至图5中所示，当以第一操作模式操作时，转移设备11可用于将物品b分组成合适的配置，以便由图12中所示的示例性包装90来包装。

图15和图16图示了两个替代的示例性包装190、290。包装190、290各自以2×3的布置结构包装六个物品b。当根据如图6和图7中所示的第二操作模式操作时，转移设备11可用于定向物品b并且将它们分组成合适的配置，以便放置在纸箱170、270中，如图15和图16中所示。

图15中的纸箱170包括多个主面板，以便形成管状结构，该管状结构包括顶壁、底壁和相对的侧壁。纸箱170包括端部封闭面板，其部分地封闭该管状结构的每个端部。该管状结构的一端或两端是部分敞开的，以便形成窗口w，该窗口w暴露，以查看与之相邻设置的一个或多个物品的至少一部分。图15示出了纸箱170的第一端；与窗口w相邻的物品b各自包括标签或其他标记l。每个最末端物品b的标记l都被布置成以期望的定向来定向。在所示实施例中，该标记被定向成使得可通过窗口w读取在其上展示的信息。在其他实施例中，标记l可被定向成使得它不展示在窗口中。在所示实施例中，最末端行中的每个物品b都类似地定向；在其他实施例中，最末端行中的物品b可通过转移设备11各自操纵成不同的定向。

图16中的纸箱270被构造为篮筐式纸箱，并且包括多个主面板，以便形成管状结构，该管状结构包括顶壁、底壁、相对的端壁和相对的侧壁。通过在顶壁、相对的侧壁和相应的一个端壁中部分地打出或限定的窗口，每个最末端物品b的上部被暴露以供查看。与窗口w相邻的物品b各自包括标签或其他标记l。每个最末端物品b的标记l都被布置成以期望的定向来定向。

图13和图14图示了第三包装t。第三包装t能够以4×6的阵列容纳二十四个物品b。第三包装t可与第二包装结合使用，所述第二包装例如但不限于图12、图15和图16中所示的那些包装。第三包装t能够接收四个第二包装，该第二包装各自包括成2x3阵列的六个物品。第三包装能够接收两个第二包装，该第二包装各自包括成4x3阵列的十二个物品。第三包装能够接收包含成4x3阵列的十二个物品的一个第二包装，以及各自包含成2x3阵列的六个物品的两个第二包装，如图13中所示。

当第三包装包括各自包含成2×3阵列的六个物品b的四个第二包装时，第三包装中的每个最末端列c1、c6中的所有物品都已通过转移设备11定向。

图14图示了该第三包装，其中二十四个散装物品放置成4×6的阵列，也就是说没有第二包装。

转移设备11能够以第一模式或第二模式来操作，以便对散装物品b定向和分组，以便放置在第三包装t中。

当转移设备11以第二操作模式操作时，如图6和图7中所示，第三包装t中的每个最末端列c1、c6中的所有物品b都已通过转移设备11定向。

当子系统10处于使用中时，物品b的阵列以流来输送到子系统10的工作范围中。在所示实施例中，物品b的每个阵列包括并排布置的两行每行三个物品b。该两行可设置在中间壁8的任一侧，该中间壁8作为阵列的引导件，并且还可帮助物品b的阵列中的相关物品b旋转，这是通过在工具组件24使那些物品b旋转时防止相对行的相邻物品b之间的摩擦。

物品b的每个选定的组中的至少一些物品b被旋转，直到如下时刻，即：相关传感器产生信号指示已达到每个物品b的期望定向。在替代实施例中，控制器9可确定物品夹持器26、28的旋转角度或程度，该旋转角度或程度是将每个可定向物品b（由可旋转的物品夹持器26、28接合的那些物品b）相对于其他物品b或纸箱70、170、270以期望的定向放置所需的；然后，控制器9可使每个驱动马达m2相应地旋转物品夹持器26、28。此时，正确对准的物品b停止通过工具组件24旋转。一旦物品b的选定组的最末端物品b已正确对准，工具组件24就向上移动，从而拾取物品b的组g1、g2。物品从与梳状布置结构36的接触中移出，并转移至输出输送机14，到达子系统10的出口端，以便在例如包装系统中继续进行处理。输出输送机14可将物品b的组输送到下游的处理站。

在一些实施例中，工具组件24可在物品b从输入输送机12转移到输出输送机14的同时旋转物品b。这可以是对在物品b设置在输入输送机12上时旋转物品b的补充或替代。

在一个实施例中，子系统10可应用于包装系统。物品b首先形成为流，然后被呈突出部或梳36形式的可移动保持构件选择以形成组或阵列。该可移动保持构件将每个组输送到图1的子系统10。在离开子系统10时，物品组和纸箱坯件被输送通过一个或多个折叠站，这些折叠站围绕物品的组将坯件形成设置好的纸箱。然后，这样形成的包装被输送到包装线的输出端，以便分配到销售点。

图17示出了用于包装机中的定向控制系统200的示意图。系统200可与图1的子系统10一起使用，或者在替代方案中与包装机一起使用，在该包装机中期望控制至少一个物品的定向。

系统200包括可编程逻辑控制器plc，该可编程逻辑控制器plc控制包装机或子系统10。可编程逻辑控制器plc可包括以下各项中的一项或多项：输入模块、中央处理单元、输出模块。可编程逻辑控制器plc可耦接到运动控制器mlc或与之通信，所述运动控制器mlc例如但不限于步进马达控制器。运动控制器mlc与至少一个运动装置m1、m2、m3、m4通信，所述运动装置m1、m2、m3、m4呈驱动马达的形式，例如但不限于步进马达。

所示的实施例包括多个运动装置m1、m2、m3、m4，特别是四个运动装置m1、m2、m3、m4。在其他实施例中，可设置更多或更少的运动装置m1、m2、m3、m4。

每个运动装置m1、m2、m3、m4都被耦接到夹持器t1、t2、t3、t4。夹持器t1、t2、t3、t4适于接合期望控制其定向的物品。在一些实施例中，物品在被包装在纸箱或载体内之前被旋转到期望的预定定向。在其他实施例中，物品在被设置在纸箱或载体内的同时被旋转到期望的预定定向。在再其他的实施例中，物品在被部分设置在纸箱或载体内的同时被旋转到期望的预定定向，在这样的实施例中，待定向的物品的一部分被暴露，以便由夹持器t1、t2、t3、t4接合，在一些这样的实施例中，物品可从第一存放位置移动或平移到第二可接合位置。在该第一存放位置，物品被完全或全部设置在纸箱或载体的腔室内，在该第二可接合位置，物品至少部分地从纸箱或载体撤出。

所示的运动装置m1、m2、m3、m4和夹持器t1、t2、t3、t4可被安装到单个工具头，使得单个工具头可调整可布置成组、阵列或矩阵的多个物品的定向。在其他实施例中，所示的运动装置m1、m2、m3、m4和夹持器t1、t2、t3、t4中的每一个可被安装到相应的工具头，使得可控制物品组内的单个物品的定向。

系统200包括至少一个传感器s1、s2。传感器s1、s2与运动控制器mlc通信。

传感器s1、s2被配置成在物品被旋转时监测至少一个物品，使得可确定该至少一个物品的定向，并且使得可计算出以预定定向放置物品的该至少一个物品所需的旋转程度。

传感器s1、s2可被调适或教导为在物品被运动装置m1、m2、m3、m4中的一个旋转时搜索或识别物品的特征或特性，该特征可采用在物品上展示的标志或标记的形式，其可以是展示在物品上的徽标、图像、形状、颜色或文本。在一些实施例中，为了定向物品的目的，可在物品上专门设置标记。

传感器s1、s2中的每一个可被配置成重复地被轮询或供能，以便检测指示对物品的特征或特性的识别的传感器s1、s2的状态的改变。

当包装机操作时，系统中包含的传感器s1、s2可能持续活动，但该传感器s1、s2可由操作者根据需要停用和重新激活。附加地或替代地，可随时间的推移存储和分析来自任何传感器s1、s2中的每一个的数据，以提高系统确定特征已被识别的置信度。

该传感器可被配置成向运动控制器mlc发出信号，该信号指示识别事件，也就是说，该传感器已识别出物品的预定特征或特性。该传感器被教导或编程为识别待包装的物品的选定特征或特性。该传感器可被配置成以阈值概率识别物品的选定特征或特性以用作标记。该阈值概率可以是可调整的。

系统200可被构造成使物品旋转多达360度，以便找到物品的选定特征或特性。

在检测到标志时，运动控制器mlc指示运动装置m1、m2、m3、m4中相应的一个旋转预定角度。运动控制器mlc向运动装置发送控制运动装置的操作参数的信号，该操作参数指示将物品以预定定向放置所需的角度。该操作参数可基于使物品以恒定速度旋转所需的时间段。可替代地，该操作参数可基于使物品以所需的速度旋转预定的时间段。

在再其他的实施例中，该参数可指示使物品旋转所需的数量或离散的步骤。马达可被构造成使得完整的360度旋转需要整数n个步骤。以这种方式，每个离散的步骤等于360/n度。

未示出的编程装置可耦接到可编程逻辑控制器plc或集成在可编程逻辑控制器plc内或者以其他方式与之通信，使得该编程装置与运动控制器mlc并且可选地与传感器s1通信。该编程装置可用于配置或安装计算机程序，用于执行包装方法，例如但不限于物品定位方法。

图18示出了用于包装机中的替代性定向控制系统300的示意图。系统300可与图1的子系统10一起使用，或者在替代方案中与包装机一起使用，在该包装机中期望控制至少一个物品的定向。

系统300包括可编程逻辑控制器plc，该可编程逻辑控制器plc控制包装机或子系统10。可编程逻辑控制器plc可包括以下各项中的一项或多项：输入模块、中央处理单元、输出模块。可编程逻辑控制器plc可耦接到运动控制器mlc1、mlc2或与之通信，所述运动控制器mlc1、mlc2例如但不限于步进马达控制器。运动控制器mlc1、mlc2相应地与运动装置m1、m2通信。运动装置m1、m2可采用驱动马达的形式，例如但不限于步进马达。

运动控制器mlc1、mlc2与电源通信。每个运动控制器可与运动装置m1、m2中相应的一个电连通，以便向其提供电功率。每个运动控制器可与运动装置m1、m2中相应的一个数据通信，以便发送和/或接收关于运动装置m1、m2的操作或状态的信息。

第一运动控制器mlc1可与第二运动控制器mlc2通信。在具有两个或更多个运动控制器mlc1、mlc2的实施例中，运动控制器mlc1、mlc2可串联耦接或连接，依次或成环地耦接在一起，以便一个菊花链链接到下一个。

第一运动控制器mlc1可被耦接到可编程逻辑控制器plc和/或编程装置pc或者与之通信。可设置可选的联网装置sw，其可采用网络交换机（也称为交换集线器、桥接集线器或mac桥）的形式，以有助于将可编程逻辑控制器plc和/或编程装置pc耦接到彼此以及耦接到第一运动控制器mlc1。

可编程逻辑控制器plc和/或编程装置pc可经由第一运动控制器mlc1与第二运动控制器mlc2通信。在替代实施例中，第二运动控制器mlc2可与联网装置sw通信。

所示的实施例包括多个运动装置m1、m2，特别是两个运动装置m1、m2。在其他实施例中，可设置更多或更少的运动装置m1、m2。

每个运动装置m1、m2都被耦接到夹持器（未示出）。所述夹持器适于接合期望控制其定向的物品。

运动装置m1、m2和相应的夹持器可被安装到单个工具头，使得单个工具头可调整可布置成组、阵列或矩阵的多个物品的定向。在其他实施例中，运动装置m1、m2中的每一个和相应的夹持器可被安装到相应的工具头，使得可控制物品组内的单个物品的定向。

系统300包括至少一个传感器s1。传感器s1与第一和第二运动控制器mlc1、mlc2中的每一个通信。可在传感器s1与第一和第二运动控制器mlc1、mlc2之间设置可选的放大器。

传感器s1被配置成在物品被旋转时同时监测两个物品，使得可确定每个物品的定向，并且使得可计算出将每个物品以预定的方向放置所需的旋转程度。

传感器s1、s2可被调适或教导为在物品被运动装置m1、m2、m3、m4中的一个旋转时搜索或识别物品的特征或特性，该特征可采用在物品上展示的标志或标记的形式，其可以是展示在物品上的徽标、图像、形状、颜色或文本。在一些实施例中，为了定向物品的目的，可在物品上专门设置标记。

可设置处理装置sa以处理图像识别和学习。处理装置sa可与传感器s1以及运动控制器mlc1、mlc2中的至少一个耦接或以其他方式通信。在替代系统中，处理装置sa可以是传感器单元s1或运动控制器mlc1、mlc2中的一个或多个的组成部分。

编程装置pc可与可编程逻辑控制器plc、运动控制器mlc1、mlc2以及可选地与传感器s1耦接或以其他方式通信。

系统200包括存储器装置和用于执行计算机程序的处理器，所述计算机程序配置成用于执行定向的方法。所述定向的方法包括：

使包括至少一个物品的物品组与第一工具头接合；

使所述物品组中的至少一个物品旋转；

利用传感器来观察所述至少一个物品；

识别在所述至少一个物品上设置的标志特性，其中，所述标志特性指示所述至少一个物品的第一定向；

确定旋转角度；

使所述至少一个物品从所述第一定向旋转所述旋转角度，以便将所述至少一个物品以期望的第二定向放置；

使所述至少一个物品脱离。

在替代实施例中，所述定向的方法包括：

以流来输送物品；

使包括至少一个物品的物品组与第一工具头接合；

使所述物品组中的至少一个物品旋转；

利用传感器来观察所述至少一个物品；

识别在所述至少一个物品上设置的标志特性，其中，所述标志特性指示所述至少一个物品的第一定向；

确定旋转角度；

使所述至少一个物品从所述第一定向旋转所述旋转角度，以便将所述至少一个物品以期望的第二定向放置；

使所述至少一个物品脱离；

将所述物品组装载到纸箱中，以形成具有展示窗口的包装，其中，所述至少一个物品的至少一部分以预定的定向展示在所述展示窗口内。

在又一个实施例中，所述定向的方法包括：

将物品组装载到纸箱中，以形成具有展示窗口的包装，其中，至少一个物品的至少一部分被展示在所述展示窗口内；

使所述纸箱内的所述至少一个物品与第一工具头接合；

使所述至少一个物品旋转；

利用传感器来观察所述至少一个物品；

识别在所述至少一个物品上设置的标志特性，其中，所述标志特性指示所述至少一个物品的第一定向；

确定旋转角度；

使所述至少一个物品从所述第一定向旋转所述旋转角度，以便将所述至少一个物品相对于所述展示窗口所提供的开口以期望的第二定向放置；

使所述至少一个物品脱离。

在另一实施例中，所述定向的方法包括：

以流来输送物品；

从流中选择一个或多个物品以形成物品组；

将物品组装载到纸箱中，以形成具有展示窗口的包装，其中，至少一个物品的至少一部分被展示在所述展示窗口内；

将所述至少一个物品从所述纸箱内的第一位置移动到第二位置，在所述第二位置，所述物品至少部分地从所述纸箱撤出；

使所述至少一个物品的撤出部分与第一工具头接合；

使所述至少一个物品旋转；

利用传感器来观察所述至少一个物品的所述撤出部分；

识别在所述至少一个物品的所述撤出部分上设置的标志特性，其中，所述标志特性指示所述至少一个物品的第一定向；

确定旋转角度；

使所述至少一个物品从所述第一定向旋转所述旋转角度，以便将所述至少一个物品相对于所述展示窗口所提供的开口以期望的第二定向放置。

所述定向的方法还可包括移动所述至少一个物品，以便使所述物品返回到所述纸箱内的所述第一位置，以及使所述至少一个物品脱离。

系统300可包括存储器装置和用于执行计算机程序的处理器，所述计算机程序配置成用于执行根据前述段落的定向的方法。可理解的是，可在本发明的范围内进行各种改变。例如，图17和图18中所示的系统示出了可执行计算机程序或子例程以控制或监测形成包装机的部件的装置。在一些实施例中，所示的两个或更多个装置可被组合成使得单个硬件部件处理所示的两个或更多个控制操作。例如但不限于，单个运动控制器可控制多个运动装置，单个图像处理装置可解释来自多个图像传感器的数据。可编程逻辑控制器可执行任何或所有运动控制器或图像处理装置的功能。

上面阐述了子系统的示例性实施例以及该子系统在包装系统内的示例性应用。本领域技术人员将容易理解，在不脱离由所附权利要求限定的发明构思的情况下，可影响上面阐述的特征的变化。