对空腔内物品进行位置检测的传送器、设备和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及用于对空腔内物品进行位置检测的传送器、设备和系统。
【背景技术】
[0002] 已知以各种方式来处理物品以便有益于消费者。例如，可通过对表面进行标记以 添加传达信息或提供美学效果的视觉特征来对物品进行处理。已知在执行这些处理中使用 传感器，但是传感器通常涉及检测物品。使用传感器来检测物品通常导致不一致的处理，因 此导致物品与物品之间具有较高的差异水平。这种较高的差异水平会引起消费者的不满 意。因此，提高这类处理的一致性会导致消费者所希望的更好满意度。 【实用新型内容】
[0003]本申请提供对空腔内物品进行位置检测的传送器、设备和系统，用于减少使用传 感器来检测物品时通常导致不一致的处理情况，从而减少物品与物品之间的较高差异水 平，提高处理的一致性，以达到更好的消费者满意度。
[0004]本申请的实施例涉及一种传送器（conveyor)，其包括：承载构件（carrier)，所述 承载构件具有适于接纳物品的空腔以及不适于接纳所述物品的通孔；和用于检测通孔的传 感器。
[0005]其它实施例涉及一种设备，其包括：包括承载构件的传送器，所述承载构件具有适 于接纳物品的空腔以及不适于接纳所述物品的通孔；和用于检测通孔的传感器。
[0006]另一实施例涉及一种系统，其包括：包括承载构件的传送器，所述承载构件具有适 于接纳物品的空腔以及不适于接纳所述物品的通孔；用于检测通孔的传感器；以及用于包 装物品的包装单元。
[0007]其它实施例还涉及一种方法，其包括：提供包括承载构件的传送器，所述承载构件 具有适于接纳物品的空腔以及不适于接纳所述物品的通孔；以及检测通孔。
[0008]与现有技术相比，本申请提供的传送器、设备和系统促进精确地和一致地确定物 品的位置和处理物品；当使用对空腔内的物品采用位置检测的传送器、设备和系统的实施 例对作为可食用组合物的物品进行一致地处理时，这样的物品可提供更大的消费者满意 度；特别是，用于提供可食用组合物物品的可视特征（诸如标记和包衣）的一致性处理是所 希望的。
【附图说明】
[0009] 图1是根据实施例的设备的示意性侧视图。
[0010] 图2是根据一个实施例的承载构件一部分的透视图，该承载构件包括承载杆 (carrierbar)，其中配合的通孔形成在承载杆的配合的边缘处。
[0011] 图3A到3D是根据一个实施例的承载构件的侧剖视图，该承载构件具有沿着垂直 于承载构件上表面的轴线形成的通孔，其中通孔传感器检测通孔。
[0012] 图4A至图4D是根据一个实施例的承载构件的侧剖视图，其具有沿着基本上不垂 直于所述承载构件上表面的轴线形成的通孔，其中通孔传感器检测通孔。
[0013] 图5是涉及标记物品的根据一个实施例的设备的示意性侧视图。
【具体实施方式】
[0014]
[0015] "承载构件"是具有物品承载上表面和下表面的物品承载结构，其中该上表面和下 表面界定出尺寸可在上表面和下表面之间变化的厚度。
[0016] "空腔"是承载构件的结构特征，其具有限定承载构件内中空体积的一个或多个 壁，并具有在承载构件的物品承载上表面处限定第一周边的第一边缘。限定中空体积的一 个或多个空腔壁可具有通过承载构件厚度的恒定的或变化的外廓。空腔的一个或多个壁可 提供具有圆形轮廓（contour)、成角度的轮廓或它们的任何组合的空腔，以及所述轮廓通 常配置成使得待被接纳的物品可部分地或全部地安置于空腔内。所述空腔可贯穿通过承载 构件并具有在承载构件下表面处限定第二周边的第二边缘。空腔的第一边缘的第一周边和 第二边缘的第二周边可具有任何规则或不规则的形状。可选地，空腔本身可不贯穿通过承 载构件，而是其可具有相邻通道，该相邻通道从空腔壁通到在承载构件下表面处的开口。所 述空腔适于接纳物品。这样的适配允许物品被保持和承载。当空腔接纳物品时，物品至少 部分地阻挡物质以及光、声音、电等进入到空腔内和/或通过空腔。
[0017] "通孔"是承载构件的结构特征，其具有限定承载构件内中空体积的一个或多个 壁，该中空体积从承载构件的物品承载上表面延伸到承载构件的下表面，且该通孔具有在 承载构件的物品承载上表面处限定第一周边的第一边缘和在承载构件下表面处限定第二 周边的第二边缘。限定中空体积的一个或多个通孔壁可具有通过承载构件厚度的恒定的或 变化的外廓。通孔的第一边缘的第一周边和第二边缘的第二周边可具有任何规则或不规则 的形状。通孔不与传送器的除了承载构件之外的任何元件接合，因此，允许物质以及光、声 音、电等通过承载构件。例如，通孔并不容纳用于将承载构件附接到传送器驱动器的附接装 置，诸如螺栓、螺钉，或快速断开连接的装置。此外，该通孔不适于接纳、保持、承载物品或以 其它方式与物品相互作用或接合物品。
[0018] "物品处理单元"是用于对物品执行处理、评估或分析的设备。
[0019] "处理器"是适合于接收和处理电子信号的电子装置。
[0020] 说明
[0021] 通常对将由消费者使用的物品进行处理以为消费者提供有用的特征或确保其品 质。可应用于物品的一种类型的处理是用文本、图像、图案、字母数字代码、线性或矩阵条形 码，或其它标记来标记物品。这些标记可用于不同的目的，包括提供有关物品的信息，识别 物品以及将物品与类似物品进行区分，或增强物品的外观。另一种类型的物品处理是用表 面涂层来涂覆物品，所述涂层可提供所需的触觉、视觉，或其它感官特性，诸如味道或香气。 处理还可包括检测所述物品的属性，诸如颜色、表面光洁度，或者标记或结构缺陷的存在 或不存在。不管处理的预期目的如何，用于将处理一致地应用到每个物品的能力通常是所 需要的，以产生一致的最终产品和/或获得在物品属性上的可靠数据。
[0022] 在适于消费物品的典型批量生产率下，有时难于一致地处理物品。这当在特别是 在高速下被传送的物品上进行处理时尤其如此。在这种情况下，处理的一致性应用依赖于 对物品和处理单元之间相对运动的控制。在跟踪该相对运动中的精确度不足对于确定在给 定时间下物品在传送器输送路径上的位置产生不确定性。在下述情况下上述不确定性被放 大：a)当物品尺寸减小时，减小了用于进行处理的目标区域；和b)当传送速度增加时，缩短 了用于进行处理的目标时间窗口。作为不确定性的结果，可能基于物品被正确定位以便进 行处理的期望来执行处理，但是事实上并非如此。例如，物品可沿着传送器的输送路径提前 或滞后于其预期位置。另一方面，随后传送的物品在处理执行时可能被适当地定位，且处理 结果对于该物品而言与第一个物品相比将是不同的。也就是说，物品的不一致处理及由其 导致的不一致结果可由不精确地跟踪所传送物品和处理单元之间的相对运动所导致。处理 的不一致性可能会有损消费物品的所需属性和品质。
[0023]各种装置可用于促进所传送物品和沿着传送器输送路径布置的一个或多个处理 单元之间相对运动的跟踪。运动传感器可用于检测运动，例如驱动传送器驱动器的马达驱 动轴的旋转运动，所述运动进而使得传送器承载构件连同其所输送物品的负载沿着传送器 输送路径一起运动。根据本领域技术人员公知的电气和机械关系，所述运动传感器的输出 可与承载构件的线性运动相关，包括承载构件上的点所行进的速度和增量距离。对于具有 集成物品输送装置（诸如所附接的保持器或经机械加工的空腔）的固定布局的承载构件而 言，承载构件的线性运动则可与承载构件上所输送物品行进的速度和增量距离相关。
[0024]然而，需要位置参考点来确定在给定时间下所传送的物品沿着传送器输送路径的 准确位置。在用于提供参考点的一种方案中，含铁嵌入件可被集成到承载构件中。沿着传 送器输送路径安置的磁性传感器用于检测该嵌入件。对于具有固定布局例如空腔固定布局 的承载构件而言，沿着承载构件长度的在嵌入件和给定空腔之间的距离是已知的。因此， 在检测嵌入件时的该时刻下，嵌入件相对于空腔的位置关系给空腔中所保持的物品提供位 置数据。物品位置的该瞬态（snapshot)提供用于跟踪其随后沿着传送器输送路径运动的 起点。使用来自运动传感器的线性运动数据，在理论上可预测物品将何时到达处理将被执 行的位置，以及处理单元可根据推测在适当的时间下被激活。
[0025] 这种方案的问题在于在承载构件中含铁嵌入件的检测太不精确以至于不能给保 持于空腔中的物品提供足够的位置数据。嵌入件磁场的宽泛拱顶状外廓使得嵌入件可在仅 仅与嵌入件表面相比更宽泛的区域内进行检测。当存在承载构件的上下运动时这种情况加 剧，如在传送系统中常见的那样。嵌入件的向上运动使得磁场外廓的较宽基部更靠近磁性 传感器，增加在其内可检测嵌入件的区域。由于在该宽泛范围内的检测只能为嵌入件提供 近似的位置，由此可见这种方案只能提供承载构件上物品的近似相对位置。尤其是当较小 物品以高速传送时，物品位置的近似指示不允许对物品进行精确、一致的处理。
[0026] 用于获得用于对传送器承载构件上物品的位置跟踪的初始参考点的另一种方案 是使用传感器来检测物品本身。然而，当具有物品传送装置固定布局的承载构件未完全装 载以及由传感器检测到没有物品处于空的保持器或空腔内时，这种方案就会失效。此外，即 使当确实检测到物品时，这种方案也不能给物品的随后精确处理提供足够的位置数据。
[0027] 例如，物品传感器可配置成检测承载构件上被输送的成排或成阵列物品中的一个 物品，并可配置成提供针对一个物品的位置数据。然后剩余物品的位置相对于该一个物品 的位置来确定。但是，如果该一个被检测的物品错位，例如在其保持器或空腔内倾斜或歪 斜，则将不能针对成排或成阵列中的每一个物品正确地确定位置数据。基于物品位置的任 何后续处理则将被不正确地应用。在另一示例中，物品传感器的检测范围可能太宽以至于 不能给物品的后续精确处理提供足够的位置数据。
[0028] 因此，本申请描述促进精确地和一致地确定物品的位置和处理物品的系统、设备 和方法。
[0029] 本申请的实施例涉及传送器和包括该传送器的设备。参照图1，设备1包括传送 器2,该传送器包括承载构件7,所述承载构件7具有用于接纳物品4的空腔3和不适于接 纳物品4的通孔5。设备1还包括用于检测通孔5的通孔传感器6。
[0030] 根据其惯用的含义，"传送器"是用于使得物品沿着传送器输送路径运动的一种设 备，其中所述传送器包括用于承载物品的承载构件。在图1中所示的传送器2的实施例中， 承载构件7由驱动器10驱动以便使得物品4沿着传送器输送路径8运动。
[0031] 在实施例中，承载构件可以是环形带，其中该环形带的外侧包括物品承载上表面。 所述承载构件可由布置成形成物品承载上表面的单个组件或多个组件形成。在一些实施例 中承载构件可基本上是连续的；也就是说，在物品承载上表面中的任何不连续处将小于待 被输送物品的最小维度，以使物品被保持在承载构件上。
[0032] 在一个实施例中，承载构件是基本上连续的柔性传送带。传送带足够结实以至于 其在使用期间不显著伸展，但具有足够的柔性以至于其可成形为与传送器输送路径相符， 该传送器输送路径可沿着围绕若干辊子的环路行进。所述传送带可包括柔性材料制成的单 一条带，或缝合、胶合或以其它方式结合到一起以便形成单一条带的柔性材料部段。传送带 可由任何柔性材料或柔性材料的组合制成，例如为层压结构。该带可由聚合物材料制成，这 样的材料示例性地为天然或合成的塑料、橡胶，或非金属复合材料，但并不限于这些。聚氨 酯和氯丁橡胶是典型的制带材料。在带的构造中可使用增强材料。增强材料包括但不限于 DuP〇ntTM|Kevlar?:纤维、高强度钢、玻璃纤维、天然纤维（诸如棉线），或合成纤维。该传送 带还可包括薄的、柔性金属片材。传送带的材料可选择成提供相对