CN104271476B - 具有通过电磁感应致动的辊的输送机 - Google Patents

Abstract

通过电磁感应旋转的输送机辊推进在辊顶上输送的物品。磁场源在导电辊中感应电流使所述导电辊旋转。辊能够被安装在输送机带或不动的垫中。如果辊前进穿过磁场磁场源能够是静止的，或者磁场源能够是动态的。可替代地，辊能够是磁性的并在静止导电板中感应电流，所述电流产生互相作用的磁场以使得辊旋转。

Description

具有通过电磁感应致动的辊的输送机

技术领域

本发明总体涉及动力驱动的输送机，更具体地涉及具有通过与磁场相互作用感应致动的导电辊的带输送机。

背景技术

具有物品支撑辊的输送机带用来当物品被输送时转向或定向所述物品。带辊通过与支承面或输送机带下的致动辊接触来旋转。随着带前进，带辊架在支承面或致动辊上并且被导致旋转。旋转的带辊在辊的旋转方向横穿带或沿着带推进被输送的物品。这些带在分类、定向、记录、分割和否则转向输送物品中是有效的。但是所述这些带确实有一些缺点。一个缺点是噪音。尤其是在高带速度，带辊和致动辊之间的接触是有噪音的。另一个缺点是辊磨损。带辊和支承面或致动辊之间的摩擦接触使带辊磨损。并且需要摩擦接触以使得带辊旋转意味着污染输送机的机油或其他润滑剂导致带辊滑动并且改变期望的物品轨迹。而且，带辊的转速以及因此物品的速度取决于带速度。

发明内容

这些缺点通过体现本发明的特征的输送机解决。这种输送机包括具有多个导电辊的输送机带。磁场源产生穿过输送机带的磁场并在导电辊中感应电流导致辊旋转。

这种输送机的另一型式包括磁路，所述磁路具有形成磁路的初级侧的磁场源和形成磁路的次级侧的导电元件。磁场源提供初级磁场，所述初级磁场在导电元件中感应出电流产生次级磁场。多个辊形成垫。每个辊或者是磁场源或者是导电元件；磁场源和导电元件的另一个位于靠近所述垫处以使得初级和次级磁场共同作用以使得多个辊旋转。

在另一方面，体现本发明的特征的输送机包括多个导电辊，所述导电辊适合于与磁场相互作用以在辊中感应电流导致所述辊旋转。

在本发明的又一方面，用于输送物品的方法包括：(a)将物品支撑在输送机带中的导电辊顶部；(b)使得辊经受磁场；(c)通过磁场在导电辊中感应电流以使得辊旋转；和(d)通过旋转的辊沿着输送机带推进物品。

附图说明

在以下说明、权利要求书和附图中更详细地说明本发明的这些方面和特征、以及其优点。在附图中：

图1是体现本发明特征的输送机的一部分的等轴侧视图，所述输送机的一部分包括通过电磁感应旋转的导电的带辊；

图2是示出产生磁场的定子和图1的带辊中的一个的放大等轴侧视图；

图3是图2的带辊的放大图，示出带辊中感应的循环电流；

图4A-4C是图2的定子的侧视图，示出在磁场从图中左侧移动到右侧时的磁通模式；

图5是除了具有共线的而不是横向的带辊外如图1中的输送机一部分的等轴侧视图；

图6是除了具有倾斜的带辊外如图1中的输送机一部分的等轴侧视图；

图7A-7D是在转盘顶部使用如图1的固定导电辊以用作输送机分类器的输送机的等轴侧视图；

图8是具有被构造为分类器的如图1的一系列固定导电辊的输送机的等轴侧视图；

图9是带有螺旋槽并通过Hallbach阵列致动的导电辊如图2的等轴侧视图；

图10是与导电板共同作用的磁辊的等轴侧视图；

图11是可与图1、2和4-8的定子一起使用的定子驱动的方框图。

具体实施方式

在图1中示出了体现本发明特征的输送机的一部分。输送机20包括常规地沿带行进方向24驱动的输送机带22。带包括被布置以在沿带行进方向24的轴线28上自由旋转的多个辊26。所述轴线由保持在带中的轴限定。在所示的示例中，输送机带是由一个或多个带模块的一系列铰链链接列30构成的模块化塑料输送机带，所述带模块具有沿带行进方向从第一端延伸到相反的第二端的主体部。辊26被安装在带的腔32中，辊的凸出部在带的外输送面34上方突出。物品36在带辊26的顶上输送。尽管示出辊位于模块化塑料带的模块主体的腔中，但是辊可以被安装在带的顶上或者延伸穿过带底面或者在扁平的带或陶瓷带中运载。

还如图2所示，辊26是圆柱形的并由诸如铝或铜的导电材料制成。铝或铜可以形成辊的外表面，或铝或铜可以由另一材料(诸如，显示出用于接触输送的物品的期望性质的塑料或弹性体材料)覆盖。辊26在图2中示出为中空导电管。沿着运载路径的一部分在输送机带下面的是磁场源(诸如线性感应电机的定子136)。定子具有被通电以产生磁通波的一系列磁极38，在这个示例中磁通波在横向于带行进方向24的传播方向40沿定子的长度行进。如图3和4A-4C所示，沿着定子136行进的磁通波42在穿过磁场的导电辊26中感应循环电流I。电流I产生对抗由定子136产生的磁场的磁通变化的磁场。定子场(初级场)与感应场(次级场)的相互作用产生使得辊以转速ω和在辊的顶部与传播方向40相反的切向速度v旋转的力。以此方式，当物品到达产生磁场的定子136时，图1中在辊顶上输送的物品36将被沿横向方向44推离带22的一侧。如果磁通波的传播方向在定子中反向，辊26将沿相反方向旋转并将物品36推离输送机带22的另一侧。带辊的旋转轴线28垂直于定子波传播方向40并平行于带行进方向24，这导致辊沿垂直于或横向于带行进方向的方向44推动被输送的物品穿过输送面34。为此，图1的输送机带22中的辊26称为横向辊。

在图5所示的输送机46中，输送机带48具有导电带辊50，所述导电带辊50的旋转轴线52垂直于带行进方向24。因为这些辊沿带行进方向24或与带行进方向24相反的方向推进被输送的物品36，所以这些辊称为共线辊。在运载路径上带48下面的定子52被从图1的定子136旋转90°以产生具有沿带行进方向24的传播方向54的磁通波从而在带的输送面34上向后推进物品。如果辊的向后切向速度等于带的向前速度，被输送的物品将保持空间上的静止，这对倒退物品的零背压累积是有用的。带速度和定子波的传播速度能够相对于彼此改变从而向后或向前推进物品。如果定子场反向，带辊50向前旋转并使得物品以快于带速度的速度加速以实现物品分离。

图6的输送机56使用具有倾斜布置的导电带辊60的输送机带58以沿着倾斜于带行进方向24的轨迹穿过带的输送面使输送物品36转向。辊60可在倾斜的轴线62上自由旋转。产生磁场的定子64生成沿垂直于倾斜辊60的轴线的定子波传播方向66沿着线性定子行进的磁波。向前行进的定子波导致导电辊与所述波相反地旋转并倾斜地向后推动物品。如果定子场反向，辊使得其旋转反向并倾斜地向前推动物品36。

尽管在图1、5和6的输送机中导电辊在环形输送机带或垫中示出为能够沿带行进方向前进，辊还可以被嵌入或安装到固定的、不动的垫上。垫甚至可以由足够长以延伸过定子的多个辊或输送机带部形成。作为另一示例，图7A-7B示出了其顶部有定子72和辊垫74的转盘70，所述辊垫74具有多个可自由旋转的导电辊76。例如，辊垫74可以被实现为图5的几列共线辊输送机带48。在图7A中，物品36被沿第一进料方向78进给或牵引到辊垫74上。共线辊76由定子72利用与第一方向78相反地行进的磁定子波感应地致动。当物品36集中在转盘70上时，定子被断电。然后转盘如图7B所示逆时针旋转90°直到物品如图7C定位。然后定子72被再通电以产生沿传播方向80行进的磁波以使得辊沿相反方向旋转并且沿着如图7D所示的垂直于物品的进料方向78的出料方向将物品36推离转盘。当然，转盘能够被旋转到任一出料角度。

固定辊垫的另一布置在图8中在构造为分类器的输送机部83中示出。三个辊垫84、85、86被串联地布置、链接到一起，并被支撑在框架88中。定子90、91、92在垫下面。第一辊垫84具有用来将物品36牵引到输送机上的共线辊50。第一定子90沿第一传播方向94传播磁波以使得辊朝向第二辊垫85旋转。传播波的速度决定导电共线辊50的转速。辊速度能够被设置为足够高以推进物品36一直穿过第二辊垫85。或者辊速度能够被设置为足够低以使得物品停止在第二辊垫85上。如果物品不被推进越过第二垫，第二定子91能够被通电以产生沿任一横向方向96行进的磁波从而使得横向导电辊26沿相反方向旋转并且引导物品36离开输送机的所选侧。被推进越过第二辊垫85到第三辊垫86上的物品36被引导离开输送机部83的端部。第三定子92产生沿与第一定子90相同的传播方向94行进的磁通波以将物品36推动离开端部。由第一和第三定子90、92产生的场能够反向，并且物品能够沿相反方向进给到分类器并离开其端部。

在图1、5和6中的运动输送机带下面所示的定子能够由磁体(诸如，布置有沿着带行进方向的交替极性的永磁体或电磁体)代替。只要辊带沿带行进方向前进，由这些时间不变磁场源产生的静止但空间变换的磁场就能够使得辊旋转。以此方式，辊“看见”随着带沿带行进方向前进穿过磁场而变化的磁场。随着辊与带一起前进被辊遇到的磁场的空间变化在导电辊中感应出电流，导致辊旋转。但是，一旦带停止，在辊中无电流感应，辊然后将靠惯性滑行到停止。如图9所示，在辊100下面的永磁体能够被布置成Hallbach阵列102，这增大了在阵列上方的磁场的幅值并减小了在阵列下方磁场的幅值。在Hallbach阵列中每个磁体上的箭头表示沿着磁体的那个表面的磁场方向。因为辊由带前进穿过较强磁场，所以磁耦合和辊扭矩增大。图9的导电辊100的周边中的螺旋槽104使旋转方向偏置。

在目前为止所述的示例中，定子和磁体用作磁路的源或初级，并且导电辊用作磁路的次级。但是如图10所示，操作原理可以通过使辊为磁体(初级)和将导电带(次级)放在输送机带下面来颠倒。磁辊106用作产生磁场的源。磁极108通过辊周边的螺旋槽110分离。当辊沿带行进方向24前进时，扭转的磁极在下面的导电元件(诸如，金属带或板112)感应电流，产生感应磁场。由磁辊产生的初级磁场与在导电元件中的感应磁场的相互作用产生使可自由旋转的磁辊106旋转的力。

如图11所示，定子114通过电机驱动***116(诸如可变频率驱动器)控制，所述***被连接到能够用来协调定子频率与带速度以及带停止和起动的***控制器118。

尽管已经通过导电带辊和磁性带辊作为物品支撑辊描述了本发明，但是所述辊不局限于用作直接接触物品的辊。例如，导电带辊和磁性带辊可以用来接触运载路径以帮助输送机带本身沿着输送机带的路径推进。或者导电带辊和磁性带辊可以用来驱动带中的其它辊或非辊部件。

Claims (26)

1.一种输送机，其包括：

具有带有旋转轴线的多个导电辊的输送机带；

磁场源，所述磁场源产生磁场，所述磁场穿过所述输送机带并且在所述导电辊中感应电流使所述导电辊旋转；

所述导电辊由铝或铜制成。

2.根据权利要求1所述的输送机，其中所述输送机带沿带行进方向前进并且其中所述磁场源包括沿着带行进方向布置的具有交替极性的一系列磁体。

3.根据权利要求2所述的输送机，其中所述一系列磁体形成Hallbach阵列。

4.根据权利要求1所述的输送机，其中磁场源包括在输送机带下面的定子，所述定子产生所述磁场并与所述导电辊形成线性感应机器。

5.根据权利要求2所述的输送机，其中所述磁体是电磁体。

6.根据权利要求2所述的输送机，其中所述磁体是永磁体。

7.根据权利要求1所述的输送机，其中所述导电辊包括导电圆柱形管。

8.一种输送机，其包括：

磁路，所述磁路具有形成所述磁路的初级侧的磁场源和形成所述磁路的次级侧的导电元件，其中所述磁场源提供初级磁场，所述初级磁场在所述导电元件中感应电流提供次级磁场；

形成垫的多个辊；

其中每个辊是所述磁场源和所述导电元件中的一个，并且所述磁场源和所述导电元件中的另一个与垫紧接以使得初级磁场和次级磁场共同作用从而使得所述多个辊旋转；

所述辊由铝或铜制成。

9.根据权利要求8所述的输送机，其中所述垫是沿带行进方向前进的输送机带。

10.根据权利要求8所述的输送机，其中所述垫被安装在转盘顶上。

11.根据权利要求8所述的输送机，其包括串联布置的多个垫。

12.根据权利要求8所述的输送机，其中所述辊是导电的。

13.根据权利要求12所述的输送机，其中所述磁场源包括在输送机垫下面的线性感应电机的定子。

14.根据权利要求12所述的输送机，其中所述磁场源包括在所述输送机带下面的磁体结构。

15.根据权利要求8所述的输送机，其中所述辊是磁体。

16.根据权利要求15所述的输送机，其中所述垫是沿带行进方向前进的输送机带，并且所述导电元件包括在所述输送机带下面的导电元件。

17.根据权利要求8所述的输送机，其中所述磁场源位于所述输送机带下面。

18.一种输送机带，其包括多个导电辊，所述导电辊适合于与磁场相互作用以在所述导电辊中感应电流使所述导电辊旋转；所述导电辊由铝或铜制成。

19.根据权利要求18所述的输送机带，其中所述导电辊是物品支撑辊。

20.根据权利要求18所述的输送机带，其中所述导电辊是共线辊。

21.根据权利要求18所述的输送机带，其中所述导电辊是横向辊。

22.根据权利要求18所述的输送机带，其中所述导电辊是倾斜辊。

23.根据权利要求18所述的输送机带，其还包括：

一系列端对端铰接地互相链接以形成输送机带的带模块，每个模块包括沿带行进方向从第一端延伸到第二端的主体部；

其中所述模块的至少一些的主体部包括输送面、形成在所述主体部中并开口到输送面上的至少一个腔和可旋转地放置在所述腔中以旋转的导电辊。

24.一种用于输送物品的方法，所述方法包括：

将物品支撑在输送机带中导电辊的顶上；

使得所述导电辊经受磁场；

利用所述磁场在所述导电辊中感应电流以使得所述导电辊旋转；和

利用旋转的所述导电辊沿着所述输送机带推进物品；

所述导电辊由铝或铜制成。

25.根据权利要求24所述的方法，其还包括使得所述输送机带前进穿过磁场以使得所述导电辊旋转。

26.根据权利要求24所述的方法，其还包括改变所述磁场以在所述导电辊中感应电流。