CN107922131A - 码垛机 - Google Patents

Abstract

一种码垛机(10)包括输送器(11)，该输送器用于将大体正方形或长方形的待码垛物体朝向码垛头部(26)输送。码垛头部(26)是可旋转的并且包括用于接合待码垛物体的侧表面的对接装置。对接装置包括第一对接件组(31)和第二对接件组(32)，第一对接件组和第二对接件组在码垛头部(26)的中心线C的相对两侧上分隔开并且其中每个对接件组均包括两个分隔开的对接件(33、34)，对接件能进行操作以接合待码垛物体的侧表面。对接件组(31)和对接件组(32)之间的间距是可调的，并且第一对接件组(31)和第二对接件组(32)中的每个对接件组的对接件(33、34)之间的间距是可调的。在通过对接装置接合待码垛物体时，码垛头部(26)能进行操作以通过旋转码垛头部(26)使物体取向，以便在托盘上形成物体的所选择图案。

Description

码垛机

技术领域

本发明涉及用于码垛待运输和/或储存物体的码垛***和设备。描述本发明将是方便的，因为它涉及其中包装有物体的纸箱(诸如，大体正方形或长方形形状的纸板纸箱)的码垛，但是要理解，本发明不仅限于纸箱的码垛。例如，本发明可用于码垛收缩包装的饮料容器。

背景技术

本文中对现有技术的引用并不被当作承认现有技术是已知的，或者它是作为任一权利要求的优先权日的公知常识的一部分。

码垛机的功能是将移动的输送器上的物体的位置处理成使得可形成物体的特定图案以便放置在运输托盘上的位置。物体通常按一致取向到达码垛机，并且码垛机的夹头或夹持头在机器人手臂上旋转，到达它能夹持或夹紧一个或更多个物体的位置，此后，将一个物体或多个物体因码垛头部的旋转而旋转至适当取向。然后，在某些形式下，码垛头部将一个物体或多个物体放置在托盘上，或者在其他形式下，码垛头部一旦正确取向就释放一个物体或多个物体，以便进一步输送到托盘装载位置。例如，一个或多个物体可以被释放到输送器上，以便在输送器上行进至等待的托盘。根据物体的侧面和形状来组装各种不同的托盘图案。

码垛***和设备用于将物体定位在托盘上，以便运输和储存。如以上指示的，这些物体常常是其中包装有多个物品的正方形或长方形构造的单个纸板纸箱，例如，食品或饮料容器。另选地，物体可包括一组物品，这些物品被组装、分组或放置在一起，以形成正方形或长方形的物品主体，但是这些物品不另外进行相互固定。这些物品可以是例如多个小的个体纸箱，这些物品被组装，以便码垛成更大的纸箱组，该纸箱组具有整体正方形或长方形的构造或周缘。

特别是对于由多个松散放置或包装好的物品(例如，纸箱)组成的后一种形式的物体，码垛速度受到物品组内的物品之间的摩擦限制，并且必须小心地以没有造成该组中的物品内的相对移位或偏移移动的速度来驱动码垛机。任何偏移运动都可能干扰物体的物品组的形状，并妨碍物体在托盘上的正确放置或排列。

另外，待码垛物体常常可以在为码垛机供料的输送带上彼此紧密相邻，并且现有技术的码垛机常常具有足够庞大的码垛头部(码垛机中的夹紧或夹持待码垛物体的部分)，任一个码垛头部都会干扰与待夹紧或夹持的物体相邻的物体，或者相邻的物体会干扰码垛头部。这样可防止物体被码垛机正确地夹紧或夹持，从而影响正确的码垛。

目前可用的码垛***有不同的形式。在某些形式下，***采用拾取和放置布置，在该布置中，输送器上的物体被从输送器上抬起并且被以正确取向放置在托盘上。其他形式的码垛***利用夹持器或夹具来夹持或夹紧物体并且使物体在输送表面上旋转，而不是将其从该表面上抬起。本发明涉及后一种形式的码垛机，其中，当物体保持在输送表面上而不是被从该表面上抬起时，操纵物体。

关于以上提到的码垛机的形式，申请人已经认识到，可按比现有技术***快的码垛速度运行的码垛机将是合乎需要的。申请人还认识到，使得与待操纵物体相邻的物体不受干扰的紧凑形式的码垛头部也将是合乎需要的。

发明内容

根据本发明，提供了一种码垛机，该码垛机包括：

输送器，该输送器用于将大体正方形或长方形的待码垛物体朝向码垛头部输送；

码垛头部，该码垛头部能旋转并且包括用于接合待码垛物体的侧表面的对接装置，所述对接装置包括第一对接件组和第二对接件组，所述第一对接件组和所述第二对接件组在所述码垛头部的中心线的相对两侧上分隔开并且其中每个对接件组均包括两个分隔开的对接件，所述两个分隔开的对接件能进行操作以接合待码垛物体的侧表面，所述第一对接件组和所述第二对接件组之间的间距是可调的，并且所述第一对接件组和所述第二对接件组中的每个对接件组的所述对接件之间的间距是可调的；

在通过所述对接装置接合待码垛物体时，所述码垛头部能进行操作，以通过旋转所述码垛头部使所述物体取向，以便在托盘上形成物体的所选择图案。

根据本发明的码垛机能进行操作，以接合待码垛物体的侧表面，以便夹紧或夹持一个物体或多个物体。然后，码垛头部可将一个物体或多个物体取向，使得它们成为适于在加载到托盘上时形成特定图案的取向。根据本发明的码垛机实际上可将物体放置在托盘上，或者它可将物体定位或取向，以便此后加载到托盘上。根据本发明的码垛机还可以有利地将第一对接件组和第二对接件组以及这些组中的对接件酌情定位，以便正确夹紧或夹持待码垛的一个物体或多个物体。这样能够调节第一对接件组和第二对接件组以及这些组中的对接件的间距。

在根据本发明的码垛机中，所述第一对接件组和所述第二对接件组的所述两个分隔开的对接件可包括两个拐角对接件，所述拐角对接件能进行操作，以接合待码垛物体的相应拐角。在这方面，被对接件接合的物体侧表面是物体拐角处的侧表面。此外，所述第一对接件组和所述第二对接件组可包括定位在所述拐角对接件之间的至少一个中间对接件。

在本发明的以上形式中，根据本发明的码垛机能进行操作，以相比于一些现有技术的布置，更牢固地夹紧或夹持待码垛的一个物体或多个物体。通过调节第一对接件组和第二对接件组中的对接件的间距，对接件可被最佳地定位，以便接合待码垛的一个物体或多个物体的侧面。在物体是单个物体的情况下，物体的侧面可被这两个对接件都接合。在有两个物体分组在一起的情况下，相应的对接件可接合每个物体的侧面。在有三个物体以上分组在一起的情况下，并非所有物体都需要被接合，而是，可依赖没有被对接件接合的物体之间的摩擦接合，或者另选地，可提供更大量的对接件。例如，可以在第一对接件组和第二对接件组中的每个对接件组中设置两个拐角对接件和一个或更多个中间对接件，以夹持三个物体组。在后一种布置中，与一些现有技术的布置相比，根据本发明的码垛机能进行操作，以更牢固地夹紧或夹持一个物体或多个物体，其中，只在一个物体或多个物体的相对两侧而非在拐角处发生夹紧或夹持。在那些现有技术的布置中，码垛头部的移动速度过快可使得，一个物体或多个物体相对于码垛头部偏移，使得一个物体或多个物体在加载到托盘上时没有准确定位。因此，在这些现有技术的配置中，必须以不发生在被码垛头部夹紧或夹持期间使一个物体或多个物体相对于码垛头部偏移的速度来驱动码垛头部。

相比之下，在本发明的码垛头部包括接合待码垛的一个物体或多个物体的拐角对接件的情况下，一个物体或多个物体被在两个不同方向(X方向和Y方向)上夹持或夹紧，使得防止在被夹持头部夹紧或夹持期间物体相对于码垛头部移动。因此，可以按比现有技术布置中快得多的速度来驱动码垛头部。经估计，驱动速度的增加在50％和100％之间。

此外，如在本文中进一步描述中将显而易见的，根据本发明的码垛机的对接件可使得只略微增加了待码垛的一个物体或多个物体的周缘尺寸。这意味着，对接件一般将不会干扰相邻的待码垛物体，或者换句话讲，相邻的待码垛物体将不会妨碍码垛头部正确夹持或夹紧一个物体或多个物体。在本发明的一些形式中，因第一对接件组和第二对接件组中的对接件而使待码垛的一个物体或多个物体的周缘尺寸增加的附加尺寸是大约额外的20mm，该数值极小，远小于许多现有技术的布置。

在提供拐角对接件的情况下，这些拐角对接件可采取任何合适形式。在本发明的一些形式中，拐角对接件由直角部分形成，以便包括彼此垂直延伸的部分，这些部分接合待码垛物体的拐角的面对表面。待码垛物体的这些面对表面是待码垛物体的拐角顶点的每侧上的面。直角部分的相应部分的垂直长度或深度可相同或不同，而拐角对接件的整体长度或深度必须足以提供对抗待码垛物体的拐角的适宜的夹持或夹紧负荷。

拐角对接件还可具有适于接合待码垛物体的拐角的任何合适高度部分的任何长度。因此，拐角对接件可以是细长的，沿着物体拐角的大部分长度延伸，或者拐角对接件可只朝向物体的顶端或底端或表面接合物体。拐角对接件的细长长度将取决于待码垛物体的类型和所需的夹紧接合或夹持的安全性。拐角对接件的整体长度因此从可根据待码垛物体的尺寸而变化，并且在本发明的一些形式中，拐角对接件的整体长度可以是可调的，例如，能伸缩调节。

在设置中间对接件的情况下，这些中间对接件还可具有任何合适的形状或构造。在本发明的一些形式中，中间对接件可具有与拐角对接件相同的伸长长度。在给定中间对接件用于接合或夹持除了物体拐角之外的物体平坦面的情况下，中间对接件可以是大体平坦或平面的。另选地，只有将接合待码垛物体的表面可以是大体平坦或平面的。因此，中间对接件的没有与待码垛物体接合的那部分的形状可具有不同形状，并且可例如包括用于加强中间对接件的加强肋。在本发明的一些形式中，中间对接件可具有大体长方形的横截面，该横截面的长边比短边明显更长。在本发明的其他形式中，中间对接件可以是具有圆形横截面的细长杆。

每个对接件组中的对接件(包括每个对接件组中的拐角对接件和中间对接件)可排列在同一总平面中。从这个意义上讲，在拐角对接件被形成为具有直角部分的情况下，该部分中只有一个部分将严格位于以上提到的总平面中。该部分的其他部分将大致垂直于该平面延伸。然而，拐角对接件将大体在同一平面中。

对接件组可大体彼此平行地排列，使得在调节对接件组之间的间距期间，对接件组保持平行。间距调节可以是对接件组之间的小范围相对移动。该移动可以是大约50mm。间距调节可通过对接件组中的一个朝向和背离另一个移动来进行，使得对接件组中的一个保持静止而另一个移动，或者这两个对接件组都可移动。在这两个对接件组都移动的情况下，移动可以达到相同的程度或不同的程度。然而，在本发明的大多数形式中，通过同时将这两个对接件组移动达到相同程度来实现对接件组之间的间距调节。

为了调节对接件组之间的间距，每个对接件组可与桥接构件连接并且对接件组中的至少一个能沿着所述桥接构件移动，以调节所述对接件组之间的间距。可提供任何合适的布置来移动可移动的对接件组。

在其中对接件组中的每个对接件组均可移动使得对接件组之间的间距调节包括将对接件组朝向和背离彼此移动的根据本发明的布置中，对接件组可沿着轨道与桥接构件连接，轨道将对接件移动限于线性移动。针对对接件组的驱动可以是通过联接于围绕一对滑轮、轮或齿轮延伸的带齿带、Vee带或链条等，滑轮、轮或齿轮中的一者可在顺时针和逆时针方向中的每者上驱动。可应用其他形式的驱动器，包括液压或气动压头驱动器、蜗轮驱动器和齿条-小齿轮驱动器。

上述的滑轮、带齿轮或齿轮传动装置的益处在于，可采用单个伺服马达来驱动滑轮、带齿轮或齿轮中的一个，以实现对接件组中的每个对接件组之间的间距的调节。

可按与对接件组之间的间距调节相同或类似的方式来进行第一对接件组和第二对接件组中的每个的对接件组之间的间距调节。因此，对接件中的每个可与围绕其中一个被驱动的一对滑轮、轮或齿轮延伸的带齿带、Vee带或链条连接。同样，可针对对接件采用以上针对对接件组列出的其他形式，以将对接件朝向和背离彼此驱动。

有益地，两个对接件组中的对接件可通过单个驱动装置而一起移动，并且这对于正方形或长方形的待码垛物体通常是合乎需要的，因为相应对接件组中的对接件通常将处于同一位置(诸如，在正方形或长方形物体的任一端处)。因此，为了将相应对接件组的对接件一起移动，对接件组的每端处的相应对接件(例如，拐角对接件)可连接在一起，并且可将连接向内或向外驱动，以同时将对接件的位置偏移。

在装入拐角对接件的以上布置的一种形式中，相应对接件组的一端处的拐角对接件被安装在向内延伸到安装块的杆上，并且安装块沿着轨道移动，从而导致带有它的两个拐角对接件移动。如果对接件组的另一端处的拐角对接件也将是可移动的，则这些拐角对接件可按与其他对接件相同的方式进行连接，并且每对拐角对接件的相应安装块可按采用带齿带、Vee带或链条等的以上所讨论种类的驱动装置中与带的相对两侧连接。轨道可安装在支撑构件上，以便诸如使码垛头部与机器人手臂连接。在以上布置中，之前参照的支撑构件和桥接构件可彼此垂直取向，从而有助于允许相应构件具有不同移动方向。有利地，杆可被安装于安装块，以便移动进出安装块，从而有助于拐角对接件移动，因此使对接件组朝向和背离彼此移动，如上所述。这种布置也可应用于并非拐角对接件但是可在相应对接件组中处于同一位置并且旨在一起移动的对接件。

像对接件组一样，本发明涵盖了其中所有对接件都能移动以改变其间间距的布置。另选地，本发明还涵盖了其中并非所有对接件都可移动的布置。例如，在各自具有四个对接件的对接件组中，这四个对接件中只有两个会是可移动的，诸如，两个对接件中的每个的端部或拐角对接件。

根据本发明的码垛头部因此可改变分隔开的对接件组之间以及形成这些对接件组的部分的对接件之间的间距。用这种布置，正方形或长方形物体的相对两侧可容易地被夹持或夹紧在适宜位置处。在设置了拐角对接件的情况下，诸如纸箱的正方形或长方形物体的长度和宽度或X和Y尺寸可被拐角对接件在X方向和Y方向中的每个中夹持或夹紧，并且纸箱的中间面或表面可被所设置的任何中间对接件夹持或夹紧。这带来的益处是，提供了两个不同方向上的夹持或夹紧力，并且与现有技术的不同之处在于只夹持于物体的两个相对两侧的固定位置处。因此，本发明不依赖于对接件和被夹紧或夹持的物体之间的摩擦接合，以保持物体在没有直接夹紧或夹持负载的方向上的位置。一个例外是，待夹紧的一个物体或多个物体小于可在拐角对接件和对接件组之间形成的最小间隙。在该情况下，摩擦接合和夹持或夹紧的组合将是一个纸箱或多个纸箱被码垛头部固定的机构。

在根据本发明的码垛机中，可设置单个中间对接件，或者可设置多个中间对接件。在本发明的一些形式中，每个对接件组包括三个中间对接件，并且在本发明的其他形式中，设置八个或十个中间对接件。中间对接件的数量会受码垛头部的大小和预计码垛头部将对其作用的物体的大小的影响。

在本发明的一些形式中，码垛机不包括任何中间对接件。在本发明的这些形式中，码垛机只包括四个对接件，并且这些对接件可以只是四个端部或拐角对接件。在本发明的其他形式中，码垛机不包括用于接合待码垛物体的拐角的拐角对接件，而是包括单独的侧面对接件和可选的端部对接件，以便接合物体端部，而非物体拐角。该布置使得物体能够因物体的侧面和端部被接合而在一个或两个不同且垂直的方向(X方向和Y方向)上接合。因此，该接合可在物体的拐角内侧，而非在拐角处。

在码垛机在每个对接件组中包括单个中间对接件的情况下，每个对接件组的中间对接件可以是固定的，而非可移动的。因此，中间对接件可定位在两个端部或拐角对接件之间的中点处，并且当端部或拐角对接件之间的间距改变时，保持在该位置。

另选地，所设置的两个或更多个中间对接件可以是固定的，并且其他中间对接件可随着端部或拐角对接件一起移动。同样地，一个端部或拐角对接件可以是可移动的，并且一个可以是固定的，并且一个或更多个中间对接件可以是可移动的并且其他是固定的。然而，在本发明的大多数形式中，预期端部对接件或拐角对接件以及一个中间对接件或多个中间对接件中的每个可移动，以根据需要调节所有相应对接件之间的间距。

在中间对接件能随着端部对接件或拐角对接件一起移动的情况下，可采用任何合适布置来造成该移动。例如，可采用带齿轮布置。然而，申请人开发了一种相对简单的布置，该布置采用了除了柔性之外还可具有弹性的柔性连接器。柔性连接器可与端部对接件或拐角对接件和中间对接件中的每个连接，并且可充当分隔件和弹簧。当端部对接件或拐角对接件和中间对接件处于其最大间距时，柔性连接器可以是笔直的或者其展开最大。随着拐角对接件和中间对接件之间的间距减小，柔性连接器可能松弛。柔性连接器可以下垂并且不会影响对接件的移动，或者在一些形式中，柔性连接器的材料可以是以下这样的：不再笔直，弹性移位至对接件之间的正弦或其他相对均匀形状，同时还在对接件移动时，保持对接件之间的距离大体相等。因此，柔性连接器可进行操作，以在它们自身的弹性力作用下，保持对接件之间的大体一致间距。另外，当对接件背离彼此移动时，柔性连接器可返回到笔直情况，并且在一些弹性形式中，当对接件移动时，可继续保持对接之间的大体相等距离。

从上文中将理解的，柔性连接器不需要是弹性的。申请人已经将带材用作柔性连接器，并且当使用带材时，中间对接件将不必随着对接件朝向和背离彼此移动而均匀移动。相反，中间对接件可浮动，使得它们之间的间距将不是一致的，但是最终，在带材处于其最大展开时将返回最大间距。该最大间距点也将导致间距一致。该布置简单，已经发现对接件的移动是可接受的。

在端部对接件或拐角对接件之间设置奇数的中间对接件的情况下，将常常存在固定或静态的中间或中心对接件。中心对接件任一侧的中间对接件可被布置成相对于中心对接件移动。

附图说明

为了可更充分地理解本发明，现在，将参照附图描述一些实施方式，其中：

图1是根据本发明的码垛***的立体图。

图2是处于完全展开位置的图1的码垛头部的立体图。

图3是处于中间位置的图1的码垛头部的立体图。

图4是处于完全缩回位置的图1的码垛头部的立体图。

图5、图6和图7分别是处于完全展开位置、中间位置和缩回位置的图2至图4的码垛头部的俯视图。

图8是之前图的码垛头部的对接件组的部分视图。

图9是示出图1的码垛机布置将纸箱处理成托盘图案的局部视图的顺序图。

具体实施方式

图1用立体图例示了码垛***10，码垛***10包括输送器11(仅示出其一部分)，输送器11具有一对带式输送器部分12和13。输送器部分12和13是单独的部分，可独立进行操作，从而以不同的速度运行。例示了在输送器12上的已经被一起组装在输送器12上游的三个为一组的纸箱14，其顺着输送器11的前进方向是朝向输送器13。如之前描述的，三个为一组的纸箱14可被认为构成了待码垛的“物体”。

码垛***10包括托盘堆垛19中的多个托盘，托盘堆垛19被装载到用叉车示出的堆垛位置，并且在自动化布置的作用下被供应到***10的码垛区域28，并且随着托盘堆垛19中的每个托盘被装载到容量，它被从***10输送到调度位置。堆垛托盘21被例示为以该方式进行输送。托盘21被示出为装载有7层纸箱，每层包括3个一组的8组纸箱(或3个一组的8组物体)。托盘21可偏移到输送器22的端部，以便叉车触及从而被带到运输或储存位置。

托盘堆垛19的托盘被叠堆并且输送到码垛区域28中并且在此后移动到托盘21的位置的方式对于码垛***10的整体操作而言是重要的，但是对本文中描述的发明没有显著的影响。因此，将不会进一步讨论关于为了通过码垛***10移动托盘而提供的机构，因为预期本领域的技术人员将理解这些机构是如何操作的。

码垛***10包括机器人手臂25和机器人头部26。机器人手臂25可旋转且被铰接，使得头部26可接合纸箱组14并且根据需要来偏移和旋转组14，以形成如在组装部分27处形成的适宜的纸箱图案。如图1中所示，纸盒组15当前被头部26接合，以进行取向。然后，纸箱组15被输送到组装部分27，在组装部分27处，预取向的纸箱组被组装成特定图案，以便输送到码垛区域28上。码垛区域28形成在所谓的“剥离器”上，剥离器是支撑表面，延伸以支撑输送到其上的纸箱层，并且可被抽出，以允许组装好的层直接地被装载到托盘堆垛19中的托盘的上表面上或者已经装载到托盘上的层的顶部上。剥离器的操作对于本领域技术人员来说将是已知的。

***10的操作是将托盘堆垛19中的托盘装载到码垛区域28下方的位置，然后将纸箱放在托盘上。上面已经装载纸箱的托盘随着纸箱层的添加而逐渐降低，直到七层已经装载到托盘上的时间为止。然后，如托盘29最初示出的，装载的推盘被输送离开码垛区域28。

机器人手臂25可围绕垂直轴线进行旋转，并且手臂25的铰接部分允许手臂25升高和降低头部26。因此，头部26可通过三维移动而偏移。

码垛***10的头部26具有独特的构造，该构造为***10的操作提供了显著的益处。机器人头部26被单独例示并且与图2至图4中的***10的其他组件分离。

图2至图4示出了三种不同构造的头部26，即图2中的完全打开位置和图4中的完全闭合位置以及图3中的处于打开和闭合之间的中间位置。参照图2至图4中的每个，头部26包括用于接合待码垛物体(诸如，图1中示出的纸箱)的侧表面的对接件。在附图中，对接件包括第一对接件组31和第二对接件组32，第一对接件组31和第二对接件组32在头部26的中心线C的对侧分隔开并且包括一对拐角对接件33和多个中间对接件34。示出三个中间对接件34，但是可以有更多或更少的对接件。在所例示的本发明的形式和未例示的本发明的形式中，可只提供单个中间对接件，或者可提供两个、四个或更多个中间对接件34。此外，虽然已经示出了拐角对接件，但是这些可以是端部对接件，其形成对接件组31和32中的每个的最端部对接，但是没有形成为如例示的直角横截面。

拐角对接件33被形成为具有直角横截面，而中间对接件34是平坦的。如有需要，可更改中间对接件34的横截面，以增加对接件的刚度，使得中间对接件34的横截面可以是例如T形。拐角对接件33旨在接合待码垛物体的拐角，而中间对接件34旨在接合拐角内侧的物体侧表面。因此，拐角对接件33旨在接合拐角顶点的任一侧，即，彼此大体垂直的拐角处的表面。用这种布置，当拐角对接件33接合待码垛物体的拐角时，物体被牢固地保持或固定在X轴和Y轴中的每一个上。这有利地意味着，物体在Y方向上的移动被拐角对接件33的X分量(用附图标记33₁标识)抵抗，而物体在X方向上的移动被拐角对接件33的Y分量(用附图标记33₂标识)以及三个中间对接件34抵抗。将显而易见的是，在本发明的一些形式中，物体在X方向上的移动可只被拐角对接件33的Y分量33₂抵抗，而不需要中间对接件34中的任一个。然而，使用至少一个中间对接件是优选的。

为了适应不同尺寸的纸箱，对接件组31和32可在X方向上彼此朝向和背离地移动，而拐角对接件33和中间对接件34可在Y方向上移动。这在图3和图4中得以例示，其中，在图3中，对接件组31和32已经在X方向上一起移动，并且拐角对接件33和中间对接件34已经在Y方向上一起移动。然而，在图3中，仍然有可通过对接件组31和32以及拐角对接件33和中间对接件34提供的进一步移动，并且在图4中示出该进一步移动。因此，在图4中，示出了可被对接件组31和32夹持或接合的最小形式的物体，而最大形式的物体是图2中示出的物体。

对接件组31和32在组31和32的每个端部处安装在杆36和37上。杆36和37的任一端固定于对接件组31和32，并且其相对两端可滑动地容纳在安装块38内。这在图5中也是明显的，图5是码垛头部26的俯视图。杆36和37在Y方向上略微偏移，各自贯穿通过相应安装块38的专用开口。如图6和图7中所示，当杆36和37推动通过安装块38时，它们朝向码垛头部26的相对两侧延伸。

驱动对接件组31和32朝向彼此移动的机构在图5至图7中例示并且包括齿轮40和41，带齿带42围绕齿轮40和41延伸。齿轮40由电动伺服马达43来驱动。可借助简单调节机构44(参见图2至图4)来调节齿轮41的位置，使得可酌情设置带齿带42中的张力。

另外，相应的对接件组31和32附接于带42的相对两侧，使得齿轮40在顺时针方向上的旋转使带42在图5的箭头所示出的方向上移动，并且使得对接件组31和32将朝向彼此移动。齿轮40在逆时针方向上的旋转将使对接件组31和32在相反方向上背离彼此移动。相应的对接件组31和32附接于安装支架55，安装支架55可滑动地固定于轨道57，轨道57沿着桥接构件56的下侧纵向延伸。对接件组31和32因此经由安装支架55而连接于杆36和37、带42和桥接构件56的轨道57。

采用相同的总体布置来将拐角对接件33和中间对接件34朝向和背离彼此驱动。同样，参照图5，伺服马达50(也在图2至图4中可见)可进行操作，以使第一齿轮51旋转，从而将带齿带52围绕第二齿轮51驱动。相应的安装块38被固定于带齿带42的相对两侧，使得齿轮51在图5中所示的顺时针方向的旋转使安装块38朝向彼此移动，同时沿着逆时针方向移动，将它们移开。

通过齿轮51的旋转，安装块38可以朝向彼此(或背离彼此)移动，并且通过该移动，附接于杆36和37的拐角对接件33也朝向彼此移动。该运动是沿着轨道53，拐角对接件33和中间对接件34中的每个被安装在轨道53上，以便进行滑动移动。虽然在图2和图5中示出了轨道53，但是轨道53在图3、图4、图6和图7中也是显而易见。轨道53连接于安装板54，安装板54附接于安装支架55，如前所述，安装支架55可滑动地固定于轨道57上的桥接构件56的下侧。

如图8中所示，拐角对接件33和中间对接件34可滑动地接合轨道53。在图8中，为了示出轨道53和接合轨道53的配合滑块59，已经省略了对接件组32中的各种组件。特别地，省略了在其他附图中示出的柔性连接器60。

从图8中将清楚，在拐角对接件33朝向和背离彼此移动时，将不造成中间对接件34移动。然而，因添加了其他附图中的每个中例示的柔性连接器60，所有对接件33和34的移动都是在拐角对接件33朝向或背离彼此移动时发生的。

柔性连接器60可在图2和图5中所示的完全笔直的位置、穿过图3和图6中所示的中间位置和最终的如图4和图7中所示的端部位置之间偏移。柔性连接器60可恰好是柔性的，或者可具有弹性，因为当拐角对接件33相对于彼此移动从而将中间对接件34朝向彼此移动进而朝向图7中示出的位置移动，或背离彼此移动从而回到图5中示出的位置时，它向中间对接件34施加移动负荷。因此，柔性连接器60以弹簧的方式发挥作用，使得相应对接件33和34之间的间隔通常在图5和图7的展开位置和缩回位置之间是均匀的。如在图2和图3中容易看到的，柔性连接器60在固定位置61处固定于拐角对接件33和中间对接件34，使得当拐角对接件33开始从图2的展开位置起朝向彼此移动时，连接器60开始朝向图6的正弦位置弯曲，并且通过这样做，柔性连接器60致使中间对接件34朝向彼此偏移。在图7中，在给定连接器60的未与对接件33或34连接的一些部分大体平行的情况下，柔性连接器60已经达到使其能进行操作以使中间对接件34移动的其最大点。

在拐角对接件33从图7的缩回位置通过图6的中间位置和图2的展开位置而移回时，柔性连接器60推动中间对接件34，以保持此它们自己之间以及拐角对接件33之间的其间距均匀。

柔性连接器60可以由任何合适的材料(诸如，织物、聚氨酯、橡胶或类似物)形成。

可以容易地采用柔性连接器60的替代布置，并且该替代布置可包括合适的传动装置或齿条与小齿轮布置，然而，已经发现使用柔性连接器60既有效又简单，因此是高度可接受的。

以上述方式移动对接件33和34可非常快速。因此，这些组内的对接件组31和32以及对接件33和34可偏移到接纳物体的位置，并随后偏移到非常快速地夹持或夹紧物体的位置。在大多数情况下，所需的移动量并不是很大，因为对接件可被定位成只有很小的间隙用于接纳物体，之后少量偏移，以夹紧或夹持物体，使得能操纵物体的取向。在本发明的一些应用中，将由码垛头部26操纵的物体对于每个码垛工作而言都将具有相同的尺寸，使得在打开位置和夹紧或夹持位置之间的相同重复运动将通过对接件组31和32一遍又一遍地进行。在本发明的其他应用中，虽然由码垛头部26操纵的物体将全部具有相同尺寸，但是码垛头部需要夹持或夹紧多个纸箱，并且每次夹持或夹紧的纸箱数量将会变化，使得对接件组31和32将针对每次夹持或夹紧移动进行在打开位置和夹紧或夹持位置之间的不同移动。当特定码垛模式要求在模式的不同部分中将不同数量的纸箱分组在一起时，可能发生这种情况。在物体是纸箱的情况下，从一个纸箱到下一个纸箱的尺寸变化将可忽略不计，但是纸箱组的尺寸将改变。

码垛头部26的主要功能是夹持或夹紧物体(例如，纸箱或纸箱组)并且将物体取向成便于正常装载到托盘上。图9例示了码垛头部26的一系列移动，以便完成一层纸箱装载到托盘上。图9的第一幅图示出了纸箱14被朝向码垛头部26输送，后续图示出纸箱14被偏移和旋转。图像示出了附加的纸箱14被偏移和旋转，以形成图9的最终图像中例示的最终托盘图案。这个示例中，所有纸箱都具有相同的尺寸，并且仅仅需要适当的定位和取向。一旦该层纸箱已经形成，就可将该层输送到托盘的表面上，或者输送到已经装载到托盘上的前一层纸箱上。

如上例示和所述的托盘头部26的主要优点在于，图9中例示的纸箱在纸箱拐角处的沿着两个方向中的每个被夹持。这与一些现有技术的布置不同在于，在这些布置中，纸箱的夹持或夹紧仅仅抵靠纸箱的一对相对两侧，而没有抵靠纸箱端部。用该现有技术的布置，当头部快速移动时，纸箱可相对于头部偏移，使得它们为了码垛而假定的最终位置是不正确的。此外，使用某些码垛头部来夹紧或夹持纸箱或物体，同样地，在码垛头部快速移动时，组内的纸箱或物体可相对于组的其余部分偏移。本发明在纸箱的拐角处或纸箱的端部和侧部中的每个处夹持或夹紧纸箱，使得在每种情况下，在X方向和Y方向上出现夹持或夹紧。

在借以使物体的夹紧或夹持只沿着对向两侧的以上布置中，堆垛速度受码垛机和物体之间或会制成物体的多个物品之间的摩擦限制。本发明通过在两个方向上夹持物体来分配对摩擦的依赖。

申请人进行的测试表明，与现有技术的码垛布置相比，码垛速度的增加可能是大约50％至100％。

如图所例示的码垛机所提供的另一个主要优点在于，拐角对接件33和中间对接件34非常细长，因此没有显著增加正被夹紧或夹持的物体的尺寸。例如，图2的展开布置可适合于夹持整体尺寸为1200mm×600mm的一个物体或多个物体，而图4的缩回布置可限定150mm×100mm的内部尺寸。中间对接件34的厚度在一个物体或多个物体的每侧仅增加大约另一个20mm。因此，因为输送器上的物体之间的间距往往会远大于20mm，所以对接件33和34不太可能干扰与正被夹持或夹紧的物体紧邻的物体。

因此，图中例示的码垛头部26比一些现有技术的布置更为紧凑，并且可以以比可比较的现有技术布置快的速率进行操作。尽管如此，码垛头部的成本也并没有比现有技术的布置高得多，并且码垛头部26所提供的优点被认为大大地超过了任何成本的增加。

在整个说明书的描述和权利要求书中，词语“包括”和该单词的变型(诸如，“包含”和“包括”)并不旨在排除其他添加词、组分、整体或步骤。

除了具体描述的那些以外，本文中描述的本发明易于进行变化、修改和/或添加，并且要理解，本发明包括落入本公开的精神和范围内的所有这些变化、修改和/或添加。

Claims (25)

1.一种码垛机，该码垛机包括：

输送器，该输送器用于将大体正方形或长方形的待码垛物体朝向码垛头部输送；

码垛头部，该码垛头部能旋转并且包括用于接合待码垛物体的侧表面的对接装置，所述对接装置包括第一对接件组和第二对接件组，所述第一对接件组和所述第二对接件组在所述码垛头部的中心线的相对两侧上分隔开并且其中每个对接件组均包括两个分隔开的对接件，所述两个分隔开的对接件能进行操作以接合待码垛物体的侧表面，所述第一对接件组和所述第二对接件组之间的间距是可调的，并且所述第一对接件组和所述第二对接件组中的每个对接件组的所述对接件之间的间距是可调的；

在通过所述对接装置接合待码垛物体时，所述码垛头部能进行操作，以通过旋转所述码垛头部使所述物体取向，以便在托盘上形成物体的所选择图案。

2.根据权利要求1所述的码垛机，所述第一对接件组和所述第二对接件组的分隔开的所述对接件包括拐角对接件，所述拐角对接件能进行操作，以接合待码垛物体的所述侧表面的相应拐角。

3.根据权利要求2所述的码垛机，所述拐角对接件包括直角部分，所述直角部分用于接合待码垛物体的拐角的垂直表面。

4.根据权利要求2或3所述的码垛机，所述拐角对接件是细长的。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的码垛机，所述第一对接件组和所述第二对接件组中的每个对接件组还包括至少一个中间对接件，所述中间对接件定位在所述拐角对接件之间并且能进行操作，以接合待码垛物体的在所述物体的拐角之间的侧表面。

6.根据权利要求5所述的码垛机，所述中间对接件是细长的。

7.根据权利要求5或6所述的码垛机，每个对接件组的所述拐角对接件和所述中间对接件排列在同一总平面中。

8.根据权利要求7所述的码垛机，其中，所述对接件组大体彼此平行地排列。

9.根据权利要求2至8中的任一项所述的码垛机，所述拐角对接件和所述中间对接件从上轨道大体垂直地延伸，所述拐角对接件中的至少一个能沿着所述上轨道移动，以调节所述拐角对接件之间的间距。

10.根据权利要求9所述的码垛机，所述拐角对接件中的每个能沿着所述上轨道移动。

11.根据权利要求2至10中的任一项所述的码垛机，每个对接件组包括在所述拐角对接件之间的多个中间对接件，并且所述中间对接件之间的间距是可调的。

12.根据权利要求11所述的码垛机，每个对接件组的所述拐角对接件和所述中间对接件排列在同一总平面中。

13.根据权利要求1所述的码垛机，每个对接件组包括三个或更多个对接件，并且每个对接件组中的对接件排列在同一总平面中。

14.根据权利要求1或13所述的码垛机，所述对接件组大体彼此平行地排列。

15.根据权利要求1至14中的任一项所述的码垛机，能通过所述第一对接件组和所述第二对接件组朝向或背离彼此的移动来调节所述第一对接件组和所述第二对接件组之间的间距。

16.根据权利要求15所述的码垛机，所述第一对接件组和所述第二对接件组的朝向或背离彼此的移动是与所述码垛头部的中心线大体垂直的移动。

17.根据权利要求1至16中的任一项所述的码垛机，能通过所述第一对接件组和所述第二对接件组中的每个对接件组内的所述对接件朝向或背离彼此的移动来调节所述第一对接件组和所述第二对接件组中的每个对接件组的所述对接件之间的间距。

18.根据权利要求17所述的码垛机，所述第一对接件组和所述第二对接件组中的每个对接件组的所述对接件朝向或背离彼此的移动是与所述码垛头部的中心线大体平行的移动。

19.根据权利要求1至18中的任一项所述的码垛机，所述对接件组与桥接构件连接并且所述对接件组中的至少一个对接件组能沿着所述桥接构件移动，以调节所述对接件组之间的间距。

20.根据权利要求1所述的码垛机，所述第一对接件组和所述第二对接件组的所述对接件包括至少三个对接件，所述至少三个对接件包括中间对接件和两个拐角对接件，所述拐角对接件能进行操作，以接合待码垛物体的所述侧表面的相应拐角，所述中间对接件定位在所述拐角对接件之间并且能进行操作，以接合待码垛物体的在所述物体的拐角之间的侧表面，所述中间对接件相对于所述拐角对接件被固定，并且能通过所述拐角对接件朝向和背离彼此的移动以及朝向和背离所述中间对接件的移动来调节所述拐角对接件。

21.根据权利要求1所述的码垛机，所述第一对接件组和所述第二对接件组的所述对接件包括至少四个对接件，所述至少四个对接件包括两个拐角对接件和两个中间对接件，所述拐角对接件能进行操作，以接合待码垛物体的所述侧表面的相应拐角，所述中间对接件定位在所述拐角对接件之间并且能进行操作，以接合待码垛物体的在所述物体的拐角之间的侧表面，所述拐角对接件和所述中间对接件中的每者能移动，以调节所述对接件之间的间距。

22.根据权利要求21所述的码垛机，所述第一对接件组和所述第二对接件组的所述对接件被连接器连接，当调节所述对接间之间的间距时，所述连接器保持所述对接件之间的间距基本上相等。

23.根据权利要求22所述的码垛机，所述连接器是柔性的弹性连接器。

24.根据权利要求22所述的码垛机，所述第一对接件组和所述第二对接件组的所述对接件被连接器连接，所述连接器是柔性连接器。

25.一种码垛头部，该码垛头部能旋转并且包括用于接合待码垛物体的侧表面的对接装置，所述对接装置包括第一对接件组和第二对接件组，所述第一对接件组和所述第二对接件组在所述码垛头部的中心线的相对两侧上分隔开并且其中每个对接件组包括两个分隔开的对接件，所述两个分隔开的对接件能进行操作以接合待码垛物体的侧表面，所述第一对接件组和所述第二对接件组之间的间距是可调的，并且所述第一对接件组和所述第二对接件组中的每个对接件组的所述对接件之间的间距是可调的。