本發(fā)明要求于2014年5月8日提交的并且標(biāo)題為“用于輸送機的無觸摸軌道(Touchless Rail for a Conveyor)”的美國臨時專利申請序列號61/990,242的優(yōu)先權(quán)，該專利申請的內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。

背景

本發(fā)明總體上涉及動力驅(qū)動的輸送機，并且更具體地涉及對包含導(dǎo)電材料的物品的輸送。

輸送機經(jīng)常用于傳輸物品通過制造過程。在一些情境下，對鋁飲料罐通過罐制造過程的運輸在需要將罐從一個過程步驟轉(zhuǎn)移至下一個過程步驟所在的過渡點中可能是困難的。輕重量的罐易碎并且可能易于傾翻，這使其容易滯留在轉(zhuǎn)移固定板上。這種問題需要由操作者手動干預(yù)，這可能增加成本并且有潛在污染的危險。此外，如果沒有從生產(chǎn)線上移除所有滯留罐，則罐在生產(chǎn)線上的滯留可能導(dǎo)致昂貴的罐批次混雜。

概述

體現(xiàn)本發(fā)明的多個特征的一種版本的輸送機包括輸送帶和無觸摸引導(dǎo)裝置，該無觸摸引導(dǎo)裝置產(chǎn)生排斥力以沿輸送機中的產(chǎn)品路徑引導(dǎo)產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，輸送機包括用于沿產(chǎn)品路徑輸送物品的輸送帶以及相對于該輸送帶被定位成鄰近該產(chǎn)品路徑的引導(dǎo)裝置，該引導(dǎo)裝置用于在所輸送物品上產(chǎn)生排斥力以沿該產(chǎn)品路徑引導(dǎo)這些所輸送物品。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，輸送機包括用于沿產(chǎn)品路徑輸送物品的輸送帶以及引導(dǎo)裝置，該引導(dǎo)裝置用于沿該產(chǎn)品路徑無觸摸地引導(dǎo)這些物品而沒有機械接觸這些物品。

根據(jù)另一個方面，一種在輸送帶上引導(dǎo)產(chǎn)品的方法包括以下步驟：以第一輸送速度沿產(chǎn)品路徑輸送包括導(dǎo)電材料的產(chǎn)品；并且在該產(chǎn)品上產(chǎn)生排斥力以使用引導(dǎo)裝置沿該產(chǎn)品沿該產(chǎn)品路徑引導(dǎo)該產(chǎn)品。

附圖簡要說明

本發(fā)明的這些方面和特征在以下說明、所附權(quán)利要求書和附圖中進(jìn)行了更詳細(xì)地描述，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的包括無觸摸軌道的輸送機的轉(zhuǎn)移點的等距視圖，該無觸摸軌道包括直線感應(yīng)電機；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的包括彎曲無觸摸軌道的輸送機的轉(zhuǎn)移點的等距視圖，該無觸摸軌道包括直線感應(yīng)電機；

圖3A是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的在具有無觸摸軌道的輸送機中的交接點的示意圖，該無觸摸軌道包括多個交變永磁鐵；

圖3B示出了在輸送多個鋁罐時的圖3A的交接點；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的具有由交變永磁鐵的陣列形成的多個無觸摸側(cè)軌道的輸送機；

圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的具有包括直線感應(yīng)電機的多個無觸摸側(cè)軌道的輸送機；

圖5B是圖5A的輸送機的正視圖；

圖6A至圖6C是引導(dǎo)裝置和鋁罐在磁場的傳播過程中的順序頂部視圖；

圖7示出了具有由根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的引導(dǎo)裝置感應(yīng)的電流的罐；

圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的包括嵌套彎曲軌道的輸送機交接點，這些嵌套彎曲軌道包括直線感應(yīng)電機；

圖8B示出了在輸送一組罐時的圖8A的輸送機交接點；并且

圖9示出了根據(jù)另一個實施例的包括用于引導(dǎo)產(chǎn)品的直線感應(yīng)電機的陣列的輸送機交接點。

詳細(xì)說明

輸送機采用引導(dǎo)裝置以用于產(chǎn)生排斥力，從而以小的接觸或沒有接觸地沿產(chǎn)品路徑推進(jìn)產(chǎn)品。引導(dǎo)裝置可以包括直線感應(yīng)電機、永磁鐵陣列或產(chǎn)生排斥力以與產(chǎn)品具有小的接觸或沒有接觸地遠(yuǎn)離引導(dǎo)裝置并且沿產(chǎn)品路徑來排斥產(chǎn)品的其他裝置。將參照某些展示性實施例描述本發(fā)明的多個方面，盡管本發(fā)明不限于那些展示性實施例。

在圖1中示出了體現(xiàn)本發(fā)明的多個特征的輸送機的一部分。輸送機10沿產(chǎn)品路徑運輸產(chǎn)品并且包括第一輸送帶22，該第一輸送帶在皮帶行進(jìn)的第一方向24上前行。在轉(zhuǎn)移點或交接點26處，產(chǎn)品被轉(zhuǎn)移至第二輸送帶30，該第二輸送帶從第一輸送帶22接收產(chǎn)品并且在皮帶行進(jìn)的第二方向28上輸送產(chǎn)品。皮帶可以由任何常規(guī)驅(qū)動裝置(例如，鏈輪80、電機驅(qū)動鼓輪、皮帶輪)或由直線感應(yīng)電機驅(qū)動?？梢允褂每辙D(zhuǎn)鏈輪或引導(dǎo)元件(未示出)來引導(dǎo)輸送帶，如現(xiàn)有技術(shù)中已知的。

輸送機10可以采用無觸摸軌道或裝置，該無觸摸軌道或裝置用于沿產(chǎn)品路徑引導(dǎo)所輸送產(chǎn)品而對所輸送產(chǎn)品的損害最小化。例如，展示性輸送機10包括無觸摸軌道40，該無觸摸軌道在轉(zhuǎn)移點26處鄰近于用于將所輸送產(chǎn)品從第一輸送帶22引導(dǎo)至第二輸送帶30的產(chǎn)品路徑。在展示性實施例中，所輸送產(chǎn)品包括鋁罐60或包含導(dǎo)電材料的其他產(chǎn)品，并且無觸摸軌道40除了平移力之外還產(chǎn)生排斥力以通過小的接觸力或沒有接觸力地沿期望產(chǎn)品路徑朝第二輸送機推動鋁罐。

在圖1的實施例中，無觸摸軌道40包括第一軌道42和第二軌道44，該第一軌道成第一角度定向并且被定位在第一輸送帶22上鄰近于產(chǎn)品路徑，該第二軌道鄰近于第一軌道42并且與該第一軌道串聯(lián)。第一軌道42被示出為橫向于(優(yōu)選地成鈍角)第一行進(jìn)方向24來定向。展示性第二軌道44在第二輸送帶30上形成側(cè)軌道，該側(cè)軌道基本上平行于第二行進(jìn)方向28。

在圖1的實施例中，每個軌道42、44是包括成型多相感應(yīng)線圈的一個直線感應(yīng)電機(LIM)，該成型多相感應(yīng)線圈產(chǎn)生排斥力以推動包含導(dǎo)電材料的所輸送物品通過轉(zhuǎn)移區(qū)?？梢允褂萌魏芜m當(dāng)?shù)木€圈安排來產(chǎn)生排斥力。例如，在一個實施例中，離散線圈被安排成取向排列以在期望方向上引導(dǎo)包括導(dǎo)電材料或由導(dǎo)電材料形成的物品(例如鋁罐60)并且迫使物品到第二輸送帶30上或沿另一個選定產(chǎn)品路徑。LIM線圈形成定子，并且在罐中的導(dǎo)電材料形成導(dǎo)體，通過在定子和導(dǎo)體中產(chǎn)生的相反的場來將罐推動遠(yuǎn)離定子。

在一個實施例中，LIM的線圈具有一系列極點，這些極點被激勵以產(chǎn)生磁場。磁場在傳播方向46上沿線圈傳播。傳播磁場穿過鄰近于管道42、44的罐60中的導(dǎo)電材料并且在罐中感應(yīng)與該磁場相反的電流。來自LIM42、44的主磁場與產(chǎn)品中的感應(yīng)電流的相互作用產(chǎn)生在選定方向上推動產(chǎn)品的排斥力，而不需要很多或任何直接接觸。優(yōu)選地，排斥力排斥罐遠(yuǎn)離軌道42或44并且推動罐通過轉(zhuǎn)移區(qū)26。以此方式，將通過低接觸力將產(chǎn)品從第一皮帶22推動至第二皮帶30，這防止了罐的傾翻并且促進(jìn)罐在豎直位置上轉(zhuǎn)移。排斥力的矢量取決于軌道的具體設(shè)計。一般地，排斥力矢量可以與LIM的表面成角度小于約45°。

在LIM軌道42、44中的多個線圈可以形成被安排成產(chǎn)生期望軌跡的離散定子，或者一個或多個線圈可以被成型來產(chǎn)生期望軌跡。

引導(dǎo)軌道42、44可以沿LIM的完全豎直寬度分布排斥力，從而允許引導(dǎo)軌道引導(dǎo)產(chǎn)品的路徑而沒有機械觸摸產(chǎn)品或?qū)^薄量度的罐造成損害的風(fēng)險?？梢詫袅κ┘又凉薜馁|(zhì)心以防止傾翻。

LIM驅(qū)動器可以與皮帶速度同步或者可以被同步成在選擇位置中輸送產(chǎn)品所具速度方面提供改變。例如，離散物品可以比其他物品輸送更快。LIM速度可以被調(diào)整成實現(xiàn)通過輸送機的期望產(chǎn)品速度和/或軌跡。

圖2展示了用于引導(dǎo)輸送機110中的產(chǎn)品(例如鋁罐)通過轉(zhuǎn)移區(qū)126的無觸摸軌道的另一個實施例，該轉(zhuǎn)移區(qū)在第一方向124上移動的第一輸送帶122與在第二方向128上移動的第二輸送帶130之間。圖2的無觸摸軌道140包括沿通過轉(zhuǎn)移區(qū)126的產(chǎn)品路徑彎曲的彎曲直線感應(yīng)電機(LIM)。彎曲軌道140采用成型為圓弧的單個線圈或安排成弧形的多個線圈。說明性弧形是90°的，盡管本發(fā)明并不被如此限制。彎曲軌道140產(chǎn)生傳播磁場，該傳播磁場在所輸送產(chǎn)品(被展示為鋁罐160)中感應(yīng)相反的電流，從而在鋁罐上引起排斥力以推進(jìn)罐通過轉(zhuǎn)移區(qū)126并且到第二輸送帶130上。

可以使用其他源來產(chǎn)生排斥力，并且本發(fā)明不限于直線感應(yīng)電機。例如，圖3A示出了在轉(zhuǎn)移區(qū)226中具有無觸摸引導(dǎo)軌道的輸送機210，該無觸摸引導(dǎo)軌道是使用永磁鐵的陣列240形成的。第一輸送帶222在方向224上移動。當(dāng)?shù)谝惠斔蛶?22攜帶包含導(dǎo)電材料的產(chǎn)品(例如鋁罐260)經(jīng)過陣列240時，永磁鐵陣列產(chǎn)生在最接近陣列240的外罐上引起渦流阻力的磁場，從而有助于罐以低接觸力轉(zhuǎn)移到第二輸送帶230上、在方向228上移動。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠確定足以排斥罐并且沿期望軌跡推進(jìn)罐的磁鐵的適當(dāng)?shù)拇笮?、強度、取向。在陣?40中的磁鐵可以具有交變極性、相同極性或包括海爾貝克(Halbach)陣列。

圖3B示出了罐260通過轉(zhuǎn)移區(qū)226的前進(jìn)。如所示出的，由磁性陣列240產(chǎn)生的排斥力減緩?fù)夤薜倪\動、引起罐組的流體運動、并且減少在單個罐上的壓力。

在本發(fā)明的另一個實施例中，輸送機包括用于沿產(chǎn)品路徑引導(dǎo)產(chǎn)品的一個或多個無觸摸側(cè)軌道，如在圖4、圖5A和圖5B中所示出的。在圖4的實施例中，在方向324上移動的輸送帶322包括一個或多個側(cè)軌道341、342，該一個或多個側(cè)軌道包括永磁鐵陣列。這些側(cè)軌道341、342鄰近于產(chǎn)品路徑。當(dāng)輸送帶322使產(chǎn)品(被展示為鋁罐360的集合)移動經(jīng)過軌道341、342時，永磁鐵陣列在所輸送鋁罐組中的外罐351上引起渦流阻力，從而允許內(nèi)罐352向前流動，類似于管道中的流體。在外罐351中的渦流阻力緩和罐的沖擊并且保護(hù)其不受損害，同時促進(jìn)罐沿產(chǎn)品路徑的輸送。

如在圖5A和圖5B中所示出的，在另一個實施例中，在方向424上移動的輸送帶422包括多個側(cè)軌道451、452，這些側(cè)軌道包括直線感應(yīng)電機(LIM)。LIM 451、452在鋁罐460組中的外罐461上產(chǎn)生排斥力，排斥外罐離開側(cè)軌道451、452以減少潛在損害，同時致使內(nèi)罐462向前流動。

圖6A至圖6C是引導(dǎo)裝置540和鋁罐560在磁場的傳播過程中的順序頂部視圖。場V從左向右傳播，產(chǎn)生由場線542示出的場，該場在罐560中感應(yīng)電流。圖7示出了具有由根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的引導(dǎo)裝置540感應(yīng)的電流I的罐560。在罐中的感應(yīng)電流產(chǎn)生與由引導(dǎo)裝置540產(chǎn)生的場相反的場，使得罐將被向前推進(jìn)并且在ω的方向上旋轉(zhuǎn)。一般地，凈力將與線圈540的面成約30°的角度。

圖8A和圖8B示出了鄰近產(chǎn)品路徑的用于沿輸送機中的產(chǎn)品路徑引導(dǎo)產(chǎn)品的無觸摸引導(dǎo)的另一個實施例。在圖8A和圖8B的實施例中，無觸摸引導(dǎo)650被布置在產(chǎn)品路徑下方以從底部方向促動罐或其他產(chǎn)品。圖8A和圖8B的輸送機610包括在方向621上移動的第一輸送帶622、在方向625上移動的第二輸送帶624以及在第一輸送帶與第二輸送帶之間的交接區(qū)640，該交接區(qū)包括在交接區(qū)640中的產(chǎn)品路徑下方的多個彎曲軌道651、652、653。每個彎曲軌道651、652、653包括一個直線感應(yīng)電機(LIM)。如在圖8B中所示出的，低摩擦表面660被直接布置在軌道651、652、653上方以在轉(zhuǎn)移區(qū)640中形成產(chǎn)品路徑。激勵彎曲LIM以推進(jìn)罐670圍繞并通過90°的交接區(qū)640。

圖9示出了采用用于沿鄰近產(chǎn)品路徑引導(dǎo)產(chǎn)品的無觸摸引導(dǎo)的輸送機710的另一個實施例。圖9的無觸摸引導(dǎo)740包括直線感應(yīng)電機(LIM)741的陣列。直接在陣列740上方的低摩擦表面761形成輸送機710在轉(zhuǎn)移區(qū)760中的產(chǎn)品路徑。這些LIM 741具有變化的驅(qū)動角度來從底部驅(qū)動罐全體地圍繞第一輸送帶722與第二輸送帶724之間的90°轉(zhuǎn)移區(qū)760。

使用例如LIM或交變永磁鐵的陣列的無觸摸引導(dǎo)在易碎的所輸送產(chǎn)品上產(chǎn)生排斥力確保了在皮帶之間的平穩(wěn)傳遞或在單個皮帶上的平穩(wěn)輸送。無觸摸引導(dǎo)可以防止傾翻并且使損害最小化。由于很少的運動零件或沒有運動零件，無觸摸引導(dǎo)是可清潔的并且要求很少維護(hù)或不要求維護(hù)。

已經(jīng)相對于某些展示性實施例描述了本發(fā)明，盡管本發(fā)明不限于那些展示性實施例。