本发明涉及分配宝石的设备和分配宝石的方法。特别地，尽管不是排他地，本发明涉及用于分配钻石的方法和设备。
背景技术：
：：天然钻石是来自大自然的石材，仅包括在长期的地质过程中形成的钻石。合成钻石是通过工业过程制造的人造石材，例如hpht(高压高温)和cvd(化学气相沉积)。合成钻石具有广泛的工业应用，但目前仅占宝石行业的一小部分，并且不会吸引与具有相似颜色和质量的天然钻石相关的高价值，。当处于未抛光状态时，合成钻石可以相对容易地与天然钻石区分开，然而，一旦被抛光并被切割成宝石，要识别出一颗宝石是合成的可能据更难了。先进的筛选仪器，如diamondsuretm和diamondviewtm，可用于测试石材是天然的还是合成的。通常，这种筛选涉及对光被单个钻石吸收的方式或光从单个钻石发出的方式的测量。经常也需要筛选大量较小的钻石，包括有时被称为小颗(melee)的石材。小颗(melee)是一个交易术语，其没有明确定义的尺寸范围，但在实践中通常被认为是指小于约0.2克拉(20分)的石材，并且通常(但不一定)大于约0.01或0.02克拉。在某些情况下，小至0.001克拉甚至更小的石材也可被称为小颗(melee)。由于它们的小尺寸，小颗石材通常以小包或小批出售。由于一个小包可能包含数百颗石材，因此合成钻石和非钻石材料可以被混入天然石材。根据其被测得的属性，小颗可被本领域已知的各种设备自动分类。例如，wo2012/146913描述了一种设备，其中宝石通过料斗(hopper)被送到可旋转的盘上，然后通过穿过一对振荡壁而被定向，所述一对振荡壁大致沿着宝石的行进路径的方向延伸。一旦定向成其最稳定的状态，宝石就被处理装置(例如安装在摆臂上的真空棒)一个接一个地从可旋转的盘上移除，并被运送到测试、测量或进一步处理的系统。然后处理装置根据测试结果将宝石分配到合适的收集箱中。其他的分配和移除机构在本领域中是被熟知的，包括空气喷射器，翻动叶片和推杆。然而，这些机构中的许多都有缺点。例如，在每次分配之后，翻动叶片和推杆需要时间来重置，这有效地限制了宝石或部件之间的分离程度，即宝石或部件必须被进一步分开以允许获得用于重置的时间。这限制了设备的总吞吐量。空气喷射器不需要时间来重置，但是它们不准确，难以调节，需要可能导致部件卡住的挡板(baffles)，并且如果要不同时喷射多个部件那么久需要更宽的部件分隔。空气喷射器还需要压缩空气供给，这可能是不方便的并且如果设备要在实验室环境之外操作则是不合适的。空气喷射器也倾向于引入静电充电(electrostaticcharging)问题，当分配较小的宝石(例如小颗)时，这会产生实际的问题。在选择或设计用于分选设备(例如如上所述的)的分配机构时的挑战是确保从盘或带上移除宝石或其他离散部件的速度在设备的吞吐量中不会成为限制因素。当盘或带在整个分选过程中连续移动时，这尤其重要。技术实现要素：根据第一方面，本文提供了一种用于从水平可移动表面分配宝石的分配设备，该设备包括：转轮，该转轮布置成围绕位于该表面上方的水平轴线旋转并且包括围绕其外周设置的一个或多个齿；电动机，其被配置为使转轮旋转；传感器，被配置为识别何时所述齿中的一个位于预定位置以便指出所述转轮处于归位位置。所述转轮布置成当转轮处于归位位置时在所述表面和转轮之间限定间隙。转轮被布置成当转轮旋转离开归位位置时，所述齿中的一个与宝石接触，以便将宝石推离所述表面。所述转轮可以布置成当转轮旋转离开归位位置并将宝石推离所述表面时，所述齿中的一个与水平可移动表面接触。水平轴线可以大致平行于所述表面的行进方向。转轮可包括多个齿，所述多个齿围绕转轮外周等角度地设置。归位位置可以被定义为最上面的齿位于所述预定位置时的位置。转轮可包括五个等角度间隔的齿。每个齿可包括前部和后部，该前部比后部从所述转轮的中心延伸得更远。转轮可包括闭孔泡沫材料。传感器可包括光幕(lightcurtain)。分配设备可以配置成在马达致动之后将转轮移动到归位位置。转轮可以被配置为当从水平可移动表面分配宝石时，其被在第一方向上驱动，并且其中当将宝石引导到水平可移动表面的另一区域时，转轮被配置为在相反的第二方向上被驱动。根据第二方面，提供了一种用于分选宝石的设备，其包括：一个或多个测量位置，每个测量位置包括至少一个测量装置，所述测量装置被配置为测量宝石的一种或多种属性；水平可移动表面，用于在其上支撑宝石并将宝石运送到所述一个或多个测量位置；根据上述第一方面的一个或多个分配设备，所述分配设备被配置为根据所述宝石的被测量的属性从水平可移动表面分配宝石。该设备可包括控制器，所述控制器配置成致动所述一个或多个分配设备中的每一个的马达。该设备可包括与所述一个或多个分配设备中的每一个相关联的收集箱。该设备可包括布置成阵列的多个分配设备，使得水平可移动表面上的宝石连续地通过所述多个分配设备的转轮。根据第三方面，提供了一种从移动的水平表面分配宝石的方法。该方法包括：使转轮围绕位于所述表面上方的水平轴线旋转，所述转轮包括围绕其外周设置的一个或多个齿，并且水平轴线定位成当转轮处于归位位置时，在转轮和所述表面之间存在间隙。该方法还包括：识别何时所述齿中的一个位于预定位置以便指出转轮处于归位位置，并且在该点停止转轮的旋转。当宝石通过转轮时，转轮被进一步旋转，以使所述齿中的一个与宝石接触并将宝石推离所述表面。水平轴线可以定位成当宝石经过转轮、转轮进一步旋转时，所述齿中的一个在将宝石推离所述表面时与所述移动的水平表面接触。根据第四方面，提供了一种分选宝石的方法，包括：在水平可移动表面上支撑宝石；用所述表面将宝石运送到一个或多个测量位置；在所述一个或多个测量位置处测量宝石的一种或多种属性；使用根据上述第一方面的一个或多个分配设备，根据所述宝石的被测量的属性，从水平可移动表面分配宝石。附图说明图1示出了用于分配宝石的设备；图2a是图1设备的转轮的侧视图；图2b是图2a的一部分的放大图；图3和图4示出了使用中的图1的转轮；图5示出了宝石分选设备中的图1的设备；图6是图5的分选设备的前视图；图7是图5的分选设备的俯视图；并且图8示出了分配宝石的方法。具体实施方式现在将参照图1至图4描述用于从水平可移动表面103分配宝石(例如钻石)的设备100。待分配的宝石通常包括已抛光的宝石，既有光亮的也有花式切割(bothbrilliantandfancycut)。包括一个或多个用于分配宝石的设备100的分选设备101将参考图5至7描述。然而，这里描述的分配设备100的使用不限于该分选设备101。所述分配设备100还可以与其他的分类设备、测量装置和识别设备等一起使用，在这些设备中连续呈现的宝石或其他离散部件必须被从中分配或移除。从水平可移动表面分配宝石的方法将参考图8描述。分配设备100包括转轮106，转轮106布置成围绕位于水平可移动表面103上方的水平轴线a旋转。水平轴线a大致平行于表面103的行进方向。转轮106在大致垂直于表面103的行进方向的平面内。转轮106包括围绕其外周设置的一个或多个齿104a、104b......。设备100还包括马达116，该马达配置成使转轮106旋转。传感器112配置成识别齿104a、104b......中的一个位于预定位置，以指出转轮106处于归位位置。转轮106被布置成当转轮106处于归位位置时，一个间隙被限定在表面103和转轮106之间，并且齿104a、104b......中的一个随着转轮106旋转远离归位位置而与宝石接触，从而将宝石推离表面103。在图1至图4所示的示例中，转轮106具有五个面向外的齿104a、104b，104c，104d，104e，它们围绕转轮106的外圆周间隔开。在此处未示出的其他实施方式中，可以设置更少或更多的齿。例如，可以提供一个、两个、三个、四个或更多个齿。齿104a、104b......可以围绕转轮106等角度地间隔开，如图1至图4所示的示例所示，其中齿104a、104b......围绕转轮106的外周以72°的间隔设置。或者，齿之间的角间距可以变化。在本文中，术语“齿”可以指任何突出的元件，例如刀片，翅片，臂等等。该示出的示例的转轮106由高密度闭孔泡沫(closedcellfoam)制成。在此处未示出的其他实施方式中，可以使用其他类型的泡沫或塑料材料。该实施方式中的泡沫具有最小的“吹气孔(blowholes)”(即泡沫表面中的孔)。这防止非常小的石材(例如小颗(melee))在分配过程中嵌入或以其他方式附接到泡沫转轮106。转轮106是弹性的。当转轮106被致动时，随着转轮106的旋转，转轮106的齿104a、104b......的至少一部分扫过分选设备的水平可移动表面103，在该水平可移动表面103上宝石被序列地呈现(例如，本文所述的分选设备101)。齿104a、104b......的至少一部分通过与表面103接触而变形。随着转轮106旋转并且齿104a、104b......离开表面103，齿的材料恢复其归位形状。换句话说，齿104a、104b......不会像例如薄的垫片刀片(shimblade)那样从表面103“弹”离。“弹(flicking)”会增加正在被分配的宝石的速度，这是不希望的，因为宝石可能行进得太远并且错过分选设备101的分配箱105，或者可能撞到箱105并弹开。在致动期间使齿104a、104b......的至少一部分通过与水平可移动表面103接触而变形的布置确保了表面103与齿104a、104b......之间没有间隙。这使得甚至非常小宝石也可以被从表面103可靠地分配或移除。在该示例中，每个齿104a、104b......的形状被配置成使得在分配过程期间仅齿104a、104b......的一部分与分选设备101的可旋转表面103接触。这既减少了转轮106上的磨损量也减少了表面103上的磨损量。限制齿104a、104b......和表面103之间的接触面积从而驱动转轮106的马达116能够工作得不那么努力也是可取的。这防止了电动机116的停转和变热问题。因此，每个齿的前部(leadingportion)104l比尾部(trailingportion)104t延伸得更远离转轮106的中心。换句话说，如图2b中最佳示出的，齿104a、104b......关于纵向轴线b不对称。每个齿104a、104b......的前部104l面向转轮106的正常行进方向，即当转轮106从可移动表面103移除宝石时的旋转方向，在该示例中，其是顺时针方向。在该示例中，所有齿104a、104b......基本相同。在该示例中，每个齿104a、104b......具有大约5.5mm的近似总宽度(approximateoverallwidth)。应当理解，本文所描述的齿104a、104b......的形状不是限制性的，可以设想其他的形状和设计。由于使齿104a、104b......与水平可移动表面103之间的接触最小化是有利的，因此转轮可以布置成使得齿104a、104b......在分配宝石时不接触表面103，或者仅刚刚接触该表面。在这种情况下，有利的是将转轮106的水平轴线a布置为使得齿104a、104b......在分配期间尽可能靠近表面103，而不与表面103实际接触或仅做最小的接触。最小的接触可能意味着尽可能少的接触，并且不足以使齿变形。在图1至图4所示的示例中，转轮106连接到毂(hub)111，毂111包括输出轴114。例如，转轮106可以胶合到轮毂111。轮毂111连接到马达，所述马达例如是步进电机116。步进电机116可以配置成转轮每转一圈需要它行进1000步。步进电机116配置成通过轮毂111绕其轴线a驱动转轮106，即，使转轮106绕其轴线a旋转。轴a与水平可移动表面103在同一平面上，宝石在该水平可移动表面103上被运送。图5至图7示出了宝石分选设备101，其包括上述分配设备100的阵列，其被配置为根据宝石被测量出的属性从水平可移动表面103对它们进行分配。分选设备101包括：一个或多个测量位置110a、110b，每个测量位置包括至少一个测量装置，所述测量装置配置成测量宝石的一个或多个属性；水平可移动表面103，用于在其上支撑宝石并将宝石输送到一个或多个测量位置110a、110b。在该示例中，水平可移动表面包括被覆盖的可旋转的盘103，其被配置为从料斗102接收一批宝石。宝石被支撑在以大约30mm/sec旋转的盘103的基本平坦的上表面上，并且被盘103传输到搅拌器(agitator)113。搅拌器113包括一对相对的平行垂直壁，它们形成一个基本上半圆形的通道(这里未示出)，宝石被盘103引导到所述通道中。所述壁是振荡的，这使得存在于旋转的盘103的表面上的宝石被推入其最稳定的状态，即它们的最低势能位置，通常是顶面(tableface)朝下。在定向之后，宝石在盘103的水平表面上被传送经过包括一系列凸轮107、108的分离设备。凸轮107，108向水平表面103的行进方向倾斜，使得宝石被朝向盘103的外部区域推动，该区域比盘103的中心区域移动得更快。这增加了石材之间的间隔。在分离之后，宝石经过位置传感器109，例如激光幕，其被配置为每当一个宝石经过时将信号发送到控制器117。该宝石从所述位置传感器109的经过被与盘103在此时的角位置相关连，并且每个宝石的位置从而可以通过知道盘103的角位置来跟踪。随着盘103的旋转，分离的宝石然后一次一个地通过一个或多个测量位置110a、110b，并且宝石属性的测量值(measurements)被从一个或多个测量位置110a、110b处的测量装置传输到控制器117。根据它们的测量属性，然后每个宝石被分配机构100分配到合适的收集箱105中，所述分配机构100从可旋转的盘103的表面移除宝石。应当理解，图5至图7的示例中所示的分选设备101包括多个分配设备100，使得每个收集箱105具有它自己的关联分配设备100。因此，分配设备100的数量可以根据所需的收集箱105的数量来调节。在该示例中，提供了四个分配设备，因此存在四个转轮106和相关联的毂111、马达116和传感器112，每个马达116连接到控制器117并由控制器117致动。由于一个特定的宝石通过位置传感器109的时刻和盘103的旋转速度是已知的，因此控制器117可以准确地预测所述特定的宝石何时将通过一个或多个测量位置110a、110b。因此，控制器117可以将其接收到的所述特定的宝石的一个或多个属性的测量值与可旋转的盘103上的该特定的宝石的位置相关联。控制器117可以基于收到的测量值确定一个特定的宝石例如是否是天然钻石、人造钻石或非钻石。当特定的宝石到达适当的收集箱105附近的位置时，控制器117将适当的马达116致动到其与该收集箱105相关联的分配转轮106，以将宝石从旋转盘103的表面分配到正确的收集箱105中。在使用中，马达116由分选设备101的控制器117致动，并用于在需要分配操作时驱动转轮106通过一个区段。换句话说，转轮106由马达116驱动，使得其旋转通过两个相邻齿104a、104b......的中心之间的距离。转轮106的起始位置是重要的，因为转轮106在不分配时必须离开可移动表面103。为实现这一点，在每次分选操作开始时，必须通过电动机116将转轮106的位置设定(归位)到预定位置。有许多方法可以实现这一点，但是在这个示例中，传感器112被安装在转轮106上方。传感器112可以包括例如激光幕、微动开关或霍尔效应传感器。最上面的齿104a、104b......被用作归位标记，并且转轮106相被相对于由传感器112检测到的最上面的齿104a、104b......的位置归位。在初始归位操作(即，在每个分选操作的开始时)期间，转轮106的旋转方向可以是第一、正常旋转方向(例如，顺时针方向)。或者，在初始归位操作期间转轮106的旋转方向可以在相反的第二(换句话说，反向，即逆时针)中进行。反向归位确保在先前的分选操作之后留在盘103上的任何宝石不会被错误地分配到收集箱105中。通过在反方向中的归位，盘103上的任何宝石都被朝向盘103的中心扫回，并通过上面讨论的进料机构(feedmechanisms)被再循环。在使用五齿转轮106的情况下，对于每个分配循环，马达116可以从归位位置驱动200步(即，转轮106的每个完整圆圈1000步)。在该示例中，每当发生分配循环时转轮106就被归位，并且转轮106被马达116驱动直到传感器112被下一个齿104a、104b......触发。换句话说，在分选设备101的控制器117致动马达116之后，传感器112被配置成在检测到齿104a、104b......中的一个时发送信号以停止马达116。然后，转轮106被马达116非常快速地减速并停止。可以理解的是，齿104a、104b......中的任何一个都可以用于归位转轮106，即一旦齿104a、104b......中的任何一个处于最高位置、与传感器112相邻并被传感器112检测到，转轮106就被归位了。对于以宝石间的最小间隔实现宝石的分配来说，转轮106的厚度(在该示例中为约8mm)和完成分配循环所花费的时间都是重要的。在该示例中，转轮106被驱动为使得可以在100ms内完成单个分配运动。单个分配运动被理解为意味着对单个宝石的分配和转轮106旋转两个相邻齿104a、104b......的中心之间的距离。在这段时间中，宝石正在其上行进的可移动的盘103通常将移动大约3mm。因此，分配设备100可以在不停止可移动的盘103的情况下分配宝石。这大大增加了分选设备101的吞吐量。如图3所示，在其归位位置，转轮106被以这样的方式支撑在可移动的盘103的水平表面上方以在转轮106的最下面的齿104a、104b......和盘103之间宝石的路径区域中限定空间间隙(cleargap)。在不需要在该位置分配宝石的情况下，该间隙允许一定尺寸范围内的宝石被供给到转轮106下方并经过转轮106。如果宝石需要分配，如图4的示例所示，转轮106被顺时针驱动完成分配运动，其中转轮106的一个齿104a、104b......与宝石接触并将宝石推离盘103并进入分配箱105，该分配箱105被定为在盘103的外边缘并位于盘103外边缘的下方，如图4所示。如前所述，齿104a、104b......的一部分可通过与盘103的接触而变形。一旦传感器112检测到齿104a、104b......中的任何一个，转轮106将被马达116停止。应当理解，传感器112可以布置成使得不是最上面的齿104a、104b......被检测到来指出单个分配运动的结束。例如，传感器112可以布置成在转轮106的任何转轮106的旋转位置处检测齿104a、104b中的任何一个。此外，传感器112可以被配置为检测齿104a、104b中的特定一个的位置。或者，步进电机116可以非常快速地被驱动预定数量的步，以使齿104a、104b......在分配宝石时接近但不完全在传感器112的检测距离内。最后的几步可以更慢地进行以允许传感器112更准确地检测到齿104a、104b......。一旦传感器112检测到齿104a、104b......，转轮106就被停止。从水平可移动表面分配宝石的方法参考图8描述。该方法包括：用马达使转轮绕着位于所述表面上方的水平轴线旋转，所述转轮包括围绕其外周设置的一个或多个齿，并且水平轴线被定位为使得当转轮处于归位位置时，转轮与所述表面之间存在间隙；使用传感器识别何时所述齿中的一个位于预定位置以指出所述转轮处于归位位置；在归位位置停止转轮的旋转；当宝石通过转轮时，进一步旋转转轮，以使所述齿中的一个与宝石接触并将宝石推离所述表面。使用上述分选设备101分选宝石的方法包括：在水平可移动表面103上支撑宝石，用表面103将宝石运送到一个或多个测量位置110a、110b，在一个或多个测量位置110a、110b处测量宝石的一种或多种属性，并使用一个或多个分配设备100从水平可移动表面103根据所述宝石被测量的属性分配宝石。当希望齿104a、104b......的至少一部分被表面103变形的情况下，水平轴线a可以定位成使得当宝石经过转轮106、转轮106进一步旋转时，所述齿中的一个在将宝石推离表面103时与移动的水平表面103接触。本领域技术人员将理解，可以对上述实施方式进行各种修改而不脱离本发明的范围。例如，转轮106的厚度和形状可以被适配以用于不同的应用，或者用于分配明显更大或更小的宝石。在另一个实施方式中，分配设备100可以布置成使得转轮106可以被选择性地操作以反向旋转，即在与通常用于从盘103的表面分配宝石并使其进入收集箱105的方向相反的方向上旋转。使转轮106的旋转方向反向可以使宝石被引向可旋转的盘103的内部，而不是被推离盘103的边缘。这在到达分配位置的宝石未被充分地分离的情况下，或者在宝石属性的测量失败并需要重新测量的情况下可能是可取的。当前第1页12当前第1页12