具有通過(guò)電磁感應(yīng)致動(dòng)的輥的輸送的制造方法
【專利摘要】通過(guò)電磁感應(yīng)旋轉(zhuǎn)的輸送機(jī)輥推進(jìn)在輥?lái)斏陷斔偷奈锲?。磁?chǎng)源在導(dǎo)電輥中感應(yīng)電流使所述導(dǎo)電輥旋轉(zhuǎn)。輥能夠被安裝在輸送機(jī)帶或不動(dòng)的墊中。如果輥前進(jìn)穿過(guò)磁場(chǎng)磁場(chǎng)源能夠是靜止的，或者磁場(chǎng)源能夠是動(dòng)態(tài)的。可替代地，輥能夠是磁性的并在靜止導(dǎo)電板中感應(yīng)電流，所述電流產(chǎn)生互相作用的磁場(chǎng)以使得輥旋轉(zhuǎn)。
【專利說(shuō)明】具有通過(guò)電磁感應(yīng)致動(dòng)的輥的輸送機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的輸送機(jī)，更具體地涉及具有通過(guò)與磁場(chǎng)相互作用感應(yīng)致動(dòng)的導(dǎo)電輥的帶輸送機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]具有物品支撐輥的輸送機(jī)帶用來(lái)當(dāng)物品被輸送時(shí)轉(zhuǎn)向或定向所述物品。帶輥通過(guò)與支承面或輸送機(jī)帶下的致動(dòng)輥接觸來(lái)旋轉(zhuǎn)。隨著帶前進(jìn)，帶輥架在支承面或致動(dòng)輥上并且被導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的帶輥在輥的旋轉(zhuǎn)方向橫穿帶或沿著帶推進(jìn)被輸送的物品。這些帶在分類、定向、記錄、分割和否則轉(zhuǎn)向輸送物品中是有效的。但是所述這些帶確實(shí)有一些缺點(diǎn)。一個(gè)缺點(diǎn)是噪音。尤其是在高帶速度，帶輥和致動(dòng)輥之間的接觸是有噪音的。另一個(gè)缺點(diǎn)是輥磨損。帶輥和支承面或致動(dòng)輥之間的摩擦接觸使帶輥磨損。并且需要摩擦接觸以使得帶輥旋轉(zhuǎn)意味著污染輸送機(jī)的機(jī)油或其他潤(rùn)滑劑導(dǎo)致帶輥滑動(dòng)并且改變期望的物品軌跡。而且，帶輥的轉(zhuǎn)速以及因此物品的速度取決于帶速度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]這些缺點(diǎn)通過(guò)體現(xiàn)本發(fā)明的特征的輸送機(jī)解決。這種輸送機(jī)包括具有多個(gè)導(dǎo)電輥的輸送機(jī)帶。磁場(chǎng)源產(chǎn)生穿過(guò)輸送機(jī)帶的磁場(chǎng)并在導(dǎo)電棍中感應(yīng)電流導(dǎo)致棍旋轉(zhuǎn)。
[0004]這種輸送機(jī)的另一型式包括磁路，所述磁路具有形成磁路的初級(jí)側(cè)的磁場(chǎng)源和形成磁路的次級(jí)側(cè)的導(dǎo)電元件。磁場(chǎng)源提供初級(jí)磁場(chǎng)，所述初級(jí)磁場(chǎng)在導(dǎo)電元件中感應(yīng)出電流產(chǎn)生次級(jí)磁場(chǎng)。多個(gè)輥形成墊。每個(gè)輥或者是磁場(chǎng)源或者是導(dǎo)電元件；磁場(chǎng)源和導(dǎo)電元件的另一個(gè)位于靠近所述墊處以使得初級(jí)和次級(jí)磁場(chǎng)共同作用以使得多個(gè)輥旋轉(zhuǎn)。
[0005]在另一方面,體現(xiàn)本發(fā)明的特征的輸送機(jī)包括多個(gè)導(dǎo)電棍，所述導(dǎo)電棍適合于與磁場(chǎng)相互作用以在輥中感應(yīng)電流導(dǎo)致所述輥旋轉(zhuǎn)。
[0006]在本發(fā)明的又一方面，用于輸送物品的方法包括:(a)將物品支撐在輸送機(jī)帶中的導(dǎo)電輥?lái)敳浚?b)使得輥經(jīng)受磁場(chǎng)；(c)通過(guò)磁場(chǎng)在導(dǎo)電輥中感應(yīng)電流以使得輥旋轉(zhuǎn)；和(d)通過(guò)旋轉(zhuǎn)的輥沿著輸送機(jī)帶推進(jìn)物品。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]在以下說(shuō)明、權(quán)利要求書和附圖中更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的這些方面和特征、以及其優(yōu)點(diǎn)。在附圖中:
[0008]圖1是體現(xiàn)本發(fā)明特征的輸送機(jī)的一部分的等軸側(cè)視圖，所述輸送機(jī)的一部分包括通過(guò)電磁感應(yīng)旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電的帶輥；
[0009]圖2是示出產(chǎn)生磁場(chǎng)的定子和圖1的帶輥中的一個(gè)的放大等軸側(cè)視圖；
[0010]圖3是圖2的帶輥的放大圖，示出帶輥中感應(yīng)的循環(huán)電流；
[0011]圖4A-4C是圖2的定子的側(cè)視圖，示出在磁場(chǎng)從圖中左側(cè)移動(dòng)到右側(cè)時(shí)的磁通模式；
[0012]圖5是除了具有共線的而不是橫向的帶輥外如圖1中的輸送機(jī)一部分的等軸側(cè)視圖；
[0013]圖6是除了具有傾斜的帶輥外如圖1中的輸送機(jī)一部分的等軸側(cè)視圖；
[0014]圖7A-7D是在轉(zhuǎn)盤頂部使用如圖1的固定導(dǎo)電輥以用作輸送機(jī)分類器的輸送機(jī)的等軸側(cè)視圖；
[0015]圖8是具有被構(gòu)造為分類器的如圖1的一系列固定導(dǎo)電輥的輸送機(jī)的等軸側(cè)視圖；
[0016]圖9是帶有螺旋槽并通過(guò)Hallbach陣列致動(dòng)的導(dǎo)電輥如圖2的等軸側(cè)視圖；
[0017]圖10是與導(dǎo)電板共同作用的磁輥的等軸側(cè)視圖；
[0018]圖11是可與圖1、2和4-8的定子一起使用的定子驅(qū)動(dòng)的方框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]在圖1中示出了體現(xiàn)本發(fā)明特征的輸送機(jī)的一部分。輸送機(jī)20包括常規(guī)地沿帶行進(jìn)方向24驅(qū)動(dòng)的輸送機(jī)帶22。帶包括被布置以在沿帶行進(jìn)方向24的軸線28上自由旋轉(zhuǎn)的多個(gè)輥26。所述軸線由保持在帶中的軸限定。在所示的示例中，輸送機(jī)帶是由一個(gè)或多個(gè)帶模塊的一系列鉸鏈鏈接列30構(gòu)成的模塊化塑料輸送機(jī)帶，所述帶模塊具有沿帶行進(jìn)方向從第一端延伸到相反的第二端的主體部。輥26被安裝在帶的腔32中，輥的凸出部在帶的外輸送面34上方突出。物品36在帶輥26的頂上輸送。盡管示出輥位于模塊化塑料帶的模塊主體的腔中，但是輥可以被安裝在帶的頂上或者延伸穿過(guò)帶底面或者在扁平的帶或陶瓷帶中運(yùn)載。
[0020]還如圖2所示，輥26是圓柱形的并由諸如鋁或銅的導(dǎo)電材料制成。鋁或銅可以形成輥的外表面，或鋁或銅可以由另一材料(諸如，顯示出用于接觸輸送的物品的期望性質(zhì)的塑料或彈性體材料)覆蓋。輥26在圖2中示出為中空導(dǎo)電管。沿著運(yùn)載路徑的一部分在輸送機(jī)帶下面的是磁場(chǎng)源(諸如線性感應(yīng)電機(jī)的定子36)。定子具有被通電以產(chǎn)生磁通波的一系列磁極38，在這個(gè)示例中磁通波在橫向于帶行進(jìn)方向24的傳播方向40沿定子的長(zhǎng)度行進(jìn)。如圖3和4A-4C所示，沿著定子36行進(jìn)的磁通波42在穿過(guò)磁場(chǎng)的導(dǎo)電輥26中感應(yīng)循環(huán)電流I。電流I產(chǎn)生對(duì)抗由定子36產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁通變化的磁場(chǎng)。定子場(chǎng)(初級(jí)場(chǎng))與感應(yīng)場(chǎng)(次級(jí)場(chǎng))的相互作用產(chǎn)生使得輥以轉(zhuǎn)速ω和在輥的頂部與傳播方向40相反的切向速度V旋轉(zhuǎn)的力。以此方式，當(dāng)物品到達(dá)產(chǎn)生磁場(chǎng)的定子36時(shí)，圖1中在輥?lái)斏陷斔偷奈锲?6將被沿橫向方向44推離帶22的一側(cè)。如果磁通波的傳播方向在定子中反向，輥26將沿相反方向旋轉(zhuǎn)并將物品36推離輸送機(jī)帶22的另一側(cè)。帶輥的旋轉(zhuǎn)軸線28垂直于定子波傳播方向40并平行于帶行進(jìn)方向24，這導(dǎo)致輥沿垂直于或橫向于帶行進(jìn)方向的方向44推動(dòng)被輸送的物品穿過(guò)輸送面34。為此，圖1的輸送機(jī)帶22中的輥26稱為橫向棍。
[0021]在圖5所示的輸送機(jī)46中，輸送機(jī)帶48具有導(dǎo)電帶輥50，所述導(dǎo)電帶輥50的旋轉(zhuǎn)軸線52垂直于帶行進(jìn)方向24。因?yàn)檫@些輥沿帶行進(jìn)方向24或與帶行進(jìn)方向24相反的方向推進(jìn)被輸送的物品36，所以這些輥稱為共線輥。在運(yùn)載路徑上帶48下面的定子52被從圖1的定子36旋轉(zhuǎn)90°以產(chǎn)生具有沿帶行進(jìn)方向24的傳播方向54的磁通波從而在帶的輸送面34上向后推進(jìn)物品。如果輥的向后切向速度等于帶的向前速度，被輸送的物品將保持空間上的靜止，這對(duì)倒退物品的零背壓累積是有用的。帶速度和定子波的傳播速度能夠相對(duì)于彼此改變從而向后或向前推進(jìn)物品。如果定子場(chǎng)反向，帶輥50向前旋轉(zhuǎn)并使得物品以快于帶速度的速度加速以實(shí)現(xiàn)物品分離。
[0022]圖6的輸送機(jī)56使用具有傾斜布置的導(dǎo)電帶輥60的輸送機(jī)帶58以沿著傾斜于帶行進(jìn)方向24的軌跡穿過(guò)帶的輸送面使輸送物品36轉(zhuǎn)向。輥60可在傾斜的軸線62上自由旋轉(zhuǎn)。產(chǎn)生磁場(chǎng)的定子64生成沿垂直于傾斜輥60的軸線的定子波傳播方向66沿著線性定子行進(jìn)的磁波。向前行進(jìn)的定子波導(dǎo)致導(dǎo)電輥與所述波相反地旋轉(zhuǎn)并傾斜地向后推動(dòng)物品。如果定子場(chǎng)反向，輥使得其旋轉(zhuǎn)反向并傾斜地向前推動(dòng)物品36。
[0023]盡管在圖1、5和6的輸送機(jī)中導(dǎo)電輥在環(huán)形輸送機(jī)帶或墊中示出為能夠沿帶行進(jìn)方向前進(jìn)，輥還可以被嵌入或安裝到固定的、不動(dòng)的墊上。墊甚至可以由足夠長(zhǎng)以延伸過(guò)定子的多個(gè)輥或輸送機(jī)帶部形成。作為另一示例，圖7A-7B示出了其頂部有定子72和輥墊74的轉(zhuǎn)盤70，所述輥墊74具有多個(gè)可自由旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電輥76。例如，輥墊74可以被實(shí)現(xiàn)為圖5的幾列共線輥輸送機(jī)帶48。在圖7A中，物品36被沿第一進(jìn)料方向78進(jìn)給或牽引到輥墊74上。共線輥76由定子72利用與第一方向78相反地行進(jìn)的磁定子波感應(yīng)地致動(dòng)。當(dāng)物品36集中在轉(zhuǎn)盤70上時(shí)，定子被斷電。然后轉(zhuǎn)盤如圖7B所示逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°直到物品如圖7C定位。然后定子72被再通電以產(chǎn)生沿傳播方向80行進(jìn)的磁波以使得輥沿相反方向旋轉(zhuǎn)并且沿著如圖7D所示的垂直于物品的進(jìn)料方向78的出料方向?qū)⑽锲?6推離轉(zhuǎn)盤。當(dāng)然，轉(zhuǎn)盤能夠被旋轉(zhuǎn)到任一出料角度。
[0024]固定輥墊的另一布置在圖8中在構(gòu)造為分類器的輸送機(jī)部83中示出。三個(gè)輥墊84、85、86被串聯(lián)地布置、鏈接到一起，并被支撐在框架88中。定子90、91、92在墊下面。第一輥墊84具有用來(lái)將物品36牽引到輸送機(jī)上的共線輥50。第一定子90沿第一傳播方向94傳播磁波以使得棍朝向第二棍墊85旋轉(zhuǎn)。傳播波的速度決定導(dǎo)電共線棍50的轉(zhuǎn)速。棍速度能夠被設(shè)置為足夠高以推進(jìn)物品36 —直穿過(guò)第二輥墊85?；蛘咻佀俣饶軌虮辉O(shè)置為足夠低以使得物品停止在第二輥墊85上。如果物品不被推進(jìn)越過(guò)第二墊，第二定子91能夠被通電以產(chǎn)生沿任一橫向方向96行進(jìn)的磁波從而使得橫向?qū)щ姽?6沿相反方向旋轉(zhuǎn)并且引導(dǎo)物品36離開(kāi)輸送機(jī)的所選側(cè)。被推進(jìn)越過(guò)第二輥墊85到第三輥墊86上的物品36被引導(dǎo)離開(kāi)輸送機(jī)部83的端部。第三定子92產(chǎn)生沿與第一定子90相同的傳播方向94行進(jìn)的磁通波以將物品36推動(dòng)離開(kāi)端部。由第一和第三定子90、92產(chǎn)生的場(chǎng)能夠反向，并且物品能夠沿相反方向進(jìn)給到分類器并離開(kāi)其端部。
[0025]在圖1、5和6中的運(yùn)動(dòng)輸送機(jī)帶下面所示的定子能夠由磁體(諸如，布置有沿著帶行進(jìn)方向的交替極性的永磁體或電磁體)代替。只要輥帶沿帶行進(jìn)方向前進(jìn)，由這些時(shí)間不變磁場(chǎng)源產(chǎn)生的靜止但空間變換的磁場(chǎng)就能夠使得輥旋轉(zhuǎn)。以此方式，輥“看見(jiàn)”隨著帶沿帶行進(jìn)方向前進(jìn)穿過(guò)磁場(chǎng)而變化的磁場(chǎng)。隨著棍與帶一起前進(jìn)被棍遇到的磁場(chǎng)的空間變化在導(dǎo)電輥中感應(yīng)出電流，導(dǎo)致輥旋轉(zhuǎn)。但是，一旦帶停止，在輥中無(wú)電流感應(yīng)，輥然后將靠慣性滑行到停止。如圖9所示，在輥100下面的永磁體能夠被布置成Hallbach陣列102，這增大了在陣列上方的磁場(chǎng)的幅值并減小了在陣列下方磁場(chǎng)的幅值。在Hallbach陣列中每個(gè)磁體上的箭頭表示沿著磁體的那個(gè)表面的磁場(chǎng)方向。因?yàn)檩佊蓭斑M(jìn)穿過(guò)較強(qiáng)磁場(chǎng)，所以磁耦合和輥扭矩增大。圖9的導(dǎo)電輥100的周邊中的螺旋槽104使旋轉(zhuǎn)方向偏置。
[0026]在目前為止所述的示例中，定子和磁體用作磁路的源或初級(jí)，并且導(dǎo)電輥用作磁路的次級(jí)。但是如圖10所示，操作原理可以通過(guò)使輥為磁體(初級(jí))和將導(dǎo)電帶(次級(jí))放在輸送機(jī)帶下面來(lái)顛倒。磁輥106用作產(chǎn)生磁場(chǎng)的源。磁極108通過(guò)輥周邊的螺旋槽110分離。當(dāng)輥沿帶行進(jìn)方向24前進(jìn)時(shí)，扭轉(zhuǎn)的磁極在下面的導(dǎo)電元件(諸如，金屬帶或板112)感應(yīng)電流，產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)。由磁輥產(chǎn)生的初級(jí)磁場(chǎng)與在導(dǎo)電元件中的感應(yīng)磁場(chǎng)的相互作用產(chǎn)生使可自由旋轉(zhuǎn)的磁輥106旋轉(zhuǎn)的力。
[0027]如圖11所示，定子114通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)116 (諸如可變頻率驅(qū)動(dòng)器)控制，所述系統(tǒng)被連接到能夠用來(lái)協(xié)調(diào)定子頻率與帶速度以及帶停止和起動(dòng)的系統(tǒng)控制器118。
[0028]盡管已經(jīng)通過(guò)導(dǎo)電帶輥和磁性帶輥?zhàn)鳛槲锲分屋伱枋隽吮景l(fā)明，但是所述輥不局限于用作直接接觸物品的輥。例如，導(dǎo)電帶輥和磁性帶輥可以用來(lái)接觸運(yùn)載路徑以幫助輸送機(jī)帶本身沿著輸送機(jī)帶的路徑推進(jìn)。或者導(dǎo)電帶輥和磁性帶輥可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)帶中的其它輥或非輥部件。
【權(quán)利要求】
1.一種輸送機(jī)，其包括: 具有帶有旋轉(zhuǎn)軸線的多個(gè)導(dǎo)電輥的輸送機(jī)帶； 磁場(chǎng)源，所述磁場(chǎng)源產(chǎn)生磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)穿過(guò)所述輸送機(jī)帶并且在所述導(dǎo)電輥中感應(yīng)電流使所述導(dǎo)電輥旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送機(jī)，其中所述輸送機(jī)帶沿帶行進(jìn)方向前進(jìn)并且其中所述磁場(chǎng)源包括沿著帶行進(jìn)方向布置的具有交替極性的一系列磁體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸送機(jī)，其中所述一系列磁體形成Hallbach陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送機(jī)，其中磁場(chǎng)源包括在輸送機(jī)帶下面的定子，所述定子產(chǎn)生所述磁場(chǎng)并與所述導(dǎo)電輥形成線性感應(yīng)機(jī)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸送機(jī)，其中所述磁體是電磁體。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸送機(jī)，其中所述磁體是永磁體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸送機(jī)，其中所述導(dǎo)電輥包括導(dǎo)電圓柱形管。
8.一種輸送機(jī)，其包括: 磁路，所述磁路具有形成所述磁路的初級(jí)側(cè)的磁場(chǎng)源和形成所述磁路的次級(jí)側(cè)的導(dǎo)電元件，其中所述磁場(chǎng)源提供初級(jí)磁場(chǎng)，所述初級(jí)磁場(chǎng)在所述導(dǎo)電元件中感應(yīng)電流提供次級(jí)磁場(chǎng)； 形成墊的多個(gè)輥； 其中每個(gè)輥是所述磁場(chǎng)源和所述導(dǎo)電元件中的一個(gè)，并且所述磁場(chǎng)源和所述導(dǎo)電元件中的另一個(gè)與墊緊接以使得初級(jí)磁場(chǎng)和次級(jí)磁場(chǎng)共同作用從而使得所述多個(gè)輥旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸送機(jī)，其中所述墊是沿帶行進(jìn)方向前進(jìn)的輸送機(jī)帶。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸送機(jī)，其中所述墊被安裝在轉(zhuǎn)盤頂上。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸送機(jī)，其包括串聯(lián)布置的多個(gè)墊。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸送機(jī)，其中所述輥是導(dǎo)電的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的輸送機(jī)，其中所述磁場(chǎng)源包括在輸送機(jī)墊下面的線性感應(yīng)電機(jī)的定子。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的輸送機(jī)，其中所述磁場(chǎng)源包括在所述輸送機(jī)帶下面的磁體結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸送機(jī)，其中所述輥是磁體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的輸送機(jī)，其中所述墊是沿帶行進(jìn)方向前進(jìn)的輸送機(jī)帶，并且所述導(dǎo)電元件包括在所述輸送機(jī)帶下面的導(dǎo)電元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輸送機(jī)，其中所述磁場(chǎng)源位于所述輸送機(jī)帶下面。
18.—種輸送機(jī)帶,其包括多個(gè)導(dǎo)電棍,所述導(dǎo)電棍適合于與磁場(chǎng)相互作用以在所述導(dǎo)電棍中感應(yīng)電流使所述導(dǎo)電棍旋轉(zhuǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輸送機(jī)帶，其中所述導(dǎo)電輥是物品支撐輥。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輸送機(jī)帶，其中所述導(dǎo)電輥是共線輥。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輸送機(jī)帶，其中所述導(dǎo)電輥是橫向輥。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輸送機(jī)帶，其中所述導(dǎo)電輥是傾斜輥。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輸送機(jī)帶，其還包括: 一系列端對(duì)端鉸接地互相鏈接以形成輸送機(jī)帶的帶模塊，每個(gè)模塊包括沿帶行進(jìn)方向從第一端延伸到第二端的主體部； 其中所述模塊的至少一些的主體部包括輸送面、形成在所述主體部中并開(kāi)口到輸送面上的至少一個(gè)腔和可旋轉(zhuǎn)地放置在所述腔中以旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電輥。
24.一種用于輸送物品的方法，所述方法包括: 將物品支撐在輸送機(jī)帶中導(dǎo)電輥的頂上； 使得所述導(dǎo)電輥經(jīng)受磁場(chǎng)； 利用所述磁場(chǎng)在所述導(dǎo)電輥中感應(yīng)電流以使得所述導(dǎo)電輥旋轉(zhuǎn)；和 利用旋轉(zhuǎn)的所述導(dǎo)電輥沿著所述輸送機(jī)帶推進(jìn)物品。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其還包括使得所述輸送機(jī)帶前進(jìn)穿過(guò)磁場(chǎng)以使得所述導(dǎo)電輥旋轉(zhuǎn)。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其還包括改變所述磁場(chǎng)以在所述導(dǎo)電輥中感應(yīng)電流。
【文檔編號(hào)】B65G54/02GK104271476SQ201380023960
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月7日
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