DE69621019T2

DE69621019T2 - Verfahren und vorrichtung zur messung von aussenmassen und schwerpunktlage einer verpackung

Info

Publication number: DE69621019T2
Application number: DE69621019T
Authority: DE
Inventors: Nicolas Prutu
Original assignee: United Parcel Service of America Inc; United Parcel Service Inc
Current assignee: United Parcel Service of America Inc; United Parcel Service Inc
Priority date: 1995-06-07
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 2002-11-28
Anticipated expiration: 2016-06-07
Also published as: CA2222720A1; CA2430300A1; CA2481363C; DK0838018T3; DE69621019D1; US5672815A; EP1202027A1; CA2222720C; CA2481363A1; EP0838018B1; JPH11506203A; JP3051180B2; EP0838018A1; ES2176464T3; ATE217078T1; WO1996041126A1; CA2430300C

Description

Erfindungsgebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verpackungen, die Handhabung von Paketen, Automatisierung und Robotik und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von Parametern eines quaderförmigen Objekts, wie etwa die Länge, Breite und Höhe des Objekts und seinen Masseschwerpunkt.

Allgemeiner Stand der Technik

Auf dem Gebiet der Handhabung und des Transports von rechteckigen Paketen zufälliger Größe will man oftmals "Paletten" derartiger Pakete in einem gestapelten Zustand bereitstellen. Um die stabile Stapelung der Pakete zu unterstützen, ist es vorteilhaft, alle Außenabmessungen zu messen und den Masseschwerpunkt eines bestimmten Pakets zu approximieren. Mit diesen Informationen kann sichergestellt werden, daß das Paket nicht in einer unsicheren Position gestapelt oder in Ausnahmefällen überhaupt nicht gestapelt wird.
Im Stand der Technik ist die Approximierung des Masseschwerpunkts eines bestimmten Gegenstands bekannt. So zeigt beispielsweise die Literaturstelle Sowjetunion Nr. 615373 einen Artikel 4, der auf eine Plattform 2 gelegt ist, die auf Trommeln 3 über Lastzellen 5 ruht, um den Masseschwerpunkt zu messen. Das internationale Patent Nr. WO/06720 beschreibt das Auffinden eines Masseschwerpunkts, indem der Behälter gekippt wird, während er sich auf einer stationären Basis befindet.
Das an Smith erteilte US-Patent Nr. 5,301,544 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Approximieren des Masseschwerpunkts eines auf einem Förderer angeordneten Pakets. Das Paket muß jedoch verlangsamt und angehalten werden.
Aus dem US-Patent Nr. 5,340,950 an Brandorft sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiegen eines Objekts bekannt, bei dem das Objekt zu einem Kippunkt bewegt und darüber gekippt wird. Obwohl bei diesem Prozeß das Gewicht eines Pakets gemessen wird, offenbart er nicht die Bewegung des ungefähren Orts des Masseschwerpunkts des Pakets.
EP-A-0 415 771 beschreibt eine Vorrichtung zum Bestimmen von mindestens zwei Außenabmessungen eines sich mit bekannter Geschwindigkeit auf einem Förderer bewegenden rechteckigen Pakets.
DE-A-40 27 274 scheint auf beiden Seiten eines in Stücke zu schneidenden Objekts genommene Messungen zu zeigen.
Die japanische Patentzusammenfassung Band 8, Nr. 42 (P- 256) (1479) 23. Februar 1984, Zusammenfassung Band 6, Nr. 229 (P-1107), 16. November 1982 und Zusammenfassung Band 11, Nr. 2 (P-532) (2449), 6. Januar 1987 offenbaren alle die Messung von Objekten zwischen zwei gleichgerichteten Meßsensoren.
Obwohl der oben beschriebene Stand der Technik viele Vorteile enthält, so existieren Nachteile. So erfordert beispielsweise das Smith-Patent, daß das Paket abgebremst und angehalten wird, bevor es zu Zwecken der Bestimmung des Masseschwerpunkts gewogen wird. Beim Brandorft-Patent kann das Paket im laufenden Betrieb gewogen werden, doch ist zu verstehen, daß nur das Gewicht des Pakets bestimmt wird, nicht sein Masseschwerpunkt.
Somit scheint es, als ob in der Technik ein Bedarf zur Bereitstellung eines Paketfördersystems besteht, das den Masseschwerpunkt eines Pakets approximiert, ohne das Paket abzubremsen oder anzuhalten und ohne das Paket zu öffnen oder auf andere Weise zu beschädigen.

Kurze Darstellung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung überwindet Mängel im Stand der Technik durch Bereitstellen eines Systems, das den Ort des Masseschwerpunkt eines Pakets approximiert, ohne das Paket anzuhalten oder abzubremsen.
Allgemein beschrieben betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines neigenden Förderers mit mindestens einer Spitze, der auch mehrere Sensoren enthält, mit denen die Zeit abgeschätzt wird, die ein Paket benötigt, um über die Spitze zu kippen.
Allgemein beschrieben betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines Förderers mit Fischgrätenmuster in Kombination mit Seitensensoren zum Bestimmen einer räumlichen Koordinate des Masseschwerpunkts eines Pakets.
Die vorliegende Erfindung liefert eine Lösung zum Finden des Masseschwerpunkts eines Pakets.
Die vorliegende Erfindung liefert außerdem eine Lösung zum Finden des Masseschwerpunkts eines Pakets, während es sich auf einem Förderer befindet.
Die vorliegende Erfindung liefert außerdem eine Lösung zum Finden des Masseschwerpunkts eines Pakets, während es sich auf einem sich bewegenden Förderer befindet.
Die vorliegende Erfindung stellt außerdem eine Lösung zum Finden des Masseschwerpunkts eines Pakets bereit, die das Paket nicht beschädigt oder sein Öffnen erfordert.
Weitere, von der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Lösungen werden bei der Lektüre der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung und den beigefügten Ansprüchen offensichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Fig. 1A und 1B sind eine Draufsicht beziehungsweise Seitenansicht einer Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Kippfördererteil 19 und einer Meßstation 18.
Fig. 2 ist eine veranschaulichende Seitenansicht eines Verfahrens und einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die veranschaulicht, wie ein Paket P auf einem Förderer entlang läuft, der drei Stützflächen S1, S2 und S3, zwei "Spitzen" oder Kämme C1 und C2 und einen Drehgeber SE enthält.
Fig. 3 ist eine veranschaulichende Ansicht eines Pakets, das eine erste "Spitze" auf dem Kippförderer erreicht.
Fig. 4 ist eine veranschaulichende Ansicht eines Pakets, das zwei verschiedene "Kämme" am Kippförderer erreicht.
Fig. 5A-5D sind sequentielle veranschaulichende Ansichten eines Pakets in den sequentiellen Moden Fall "I" und Fall "II".
Fig. 6 ist eine veranschaulichende Ansicht der Art und Weise, wie ein Überkopfsensor 22 eine Pakethöhe H bestimmt.
Fig. 7 ist eine veranschaulichende Ansicht der Art und Weise, wie Seitensensoren 21, 23 zum Bestimmen der Paketbreite W und ein Förderer mit Fischgrätenmuster zum Ausrichten des Masseschwerpunkts des Pakets auf der Mittelebene CP des Förderers mit Fischgrätenmuster verwendet werden.
Fig. 8 ist eine veranschaulichende Ansicht von Abmessungen, die in Assoziation mit einem Paket verwendet werden. Es sei angemerkt, daß Fig. 8 Fig. 4, Position 11 ist, aber um 180º um die OZ-Achse gedreht ist.
Fig. 9 ist eine veranschaulichende Ansicht eines von einer ersten Stützfläche unter einem Winkel φ von der Horizontalen zu einer zweiten Stützfläche mit einem Winkel ψ relativ zur ersten Stützfläche kippenden Pakets.
Fig. 10 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein Paket darstellt, das sich von einer ersten Stützfläche (Paket als durchgezogene Linie gezeigt) zu einer zweiten Stützfläche (Paket gepunktet gezeigt) bewegt, und zwar in dem besonderen Fall, in dem die zweite Fläche horizontal ist.
Fig. 11 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein Paket mitten beim Kippen aus dem Kontakt mit einer ersten Stützfläche in den Kontakt mit einer zweiten Stützfläche darstellt.
Fig. 12 ist eine veranschaulichende Ansicht, die mathematische Prinzipien darstellt. Wie zu sehen ist, ist Io das Trägheitsmoment eines Körpers um seinen eigenen Masseschwerpunkt (mit den Koordinaten x', y') und I ist das Trägheitsmoment eines Körpers um einen Punkt, der von seinem Masseschwerpunkt CG verschieden ist, mit den Koordinaten (x, y).
Fig. 13 ist ein Diagramm, das Signalströmungswege zwischen mehreren Elementen gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen mit gleichen Zahlen in den verschiedenen Ansichten gleiche Elemente bezeichnet sind.

Allgemeine Funktionsweise

Es wird nun auf die Fig. 1A und 1B Bezug genommen, die eine Draufsicht beziehungsweise Seitenansicht einer Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung sind, sowie auf Fig. 2, die eine veranschaulichende Seitenansicht eines Kippfördererteils 19 der Vorrichtung 10 ist.
Die Vorrichtung 10 enthält einen Walzenförderer 12 mit Fischgrätenmuster, einen im wesentlichen horizontalen Einführungsfördererteil 13, einen "ersten" Fördererteil 14, der eine gegenüber der Horizontalen geneigte erste Stützfläche S1 definiert, einen "zweiten" Fördererteil 15, der eine im wesentlichen horizontale zweite Stützfläche S2 definiert, einen "dritten" Fördererteil 16, der eine gegenüber der Horizontalen geneigte dritte Stützfläche S3 definiert, und einen horizontalen Fördererendteil 17 (siehe nur Fig. 1A). Die Vorrichtung enthält außerdem drei Ultraschallsensoren 21, 22 und 23 (die auch als U1, U2 und U3 bezeichnet sind), die an einen Meßbogen 24 montiert sind, und Durchstrahl-Photosensoren 26, 27, die relativ zum Kippförderer 19 angebracht sind. Als Teil der Vorrichtung 10 sind auch ein erster und zweiter Mikroschalter 31, 32 (auch als MS1 und MS2 bezeichnet) enthalten.
Es wird nun insbesondere auf Fig. 2 Bezug genommen, die allgemein ein Paket P darstellt, das sich über einen Kippförderer wie etwa 19 hinweg bewegt, der drei Stützflächen S1, S2 und S3 enthält. Der Masseschwerpunkt des Pakets P ist als CG bezeichnet. Wie zu verstehen ist, beginnt das Paket P bei seiner Beförderung von der Stützfläche S1 zur Stützfläche S2 zu "kippen" (bei Betrachten im Uhrzeigersinn), sobald der CG die vertikale Ebene P1 passiert, die senkrecht zur Ebene des Zeichenpapiers verläuft. Nach dem Ende dieses Kippens ruht das Paket P dann auf der Stützfläche S2. Gleichermaßen beginnt das Paket zu "kippen", sobald sich der CG durch die vertikale Ebene P2 bewegt, die ebenfalls senkrecht zur Ebene des Zeichenpapiers verläuft. Wie zu sehen ist, verlaufen diese beiden Ebenen durch den CG des Pakets P. Durch Bestimmen des Orts dieser Ebenen bezüglich des Pakets können zwei Dimensionen des CG des Pakets bestimmt werden.
Indem die messende Fördererbaugruppe in Verbindung mit der Meßbogenbaugruppe verwendet wird, können die Länge, Breite, Höhe und der Ort des Masseschwerpunkts eines jeweiligen Pakets ohne Öffnen des Pakets bestimmt werden. Dies kann während des laufenden Betriebs geschehen, oder mit anderen Worten, ohne daß das Paket angehalten oder auf andere Weise beschleunigt oder abgebremst wird.

Ausführlichere Erörterung - Meßbogenbaugruppe

Es wird wieder auf Fig. 1A Bezug genommen, die den Förderer 12 mit Fischgrätenmuster darstellt, der in der bevorzugten Ausführungsform im wesentlichen horizontal verläuft und eine Mittelebene CP enthält. Der Förderer 12 mit Fischgrätenmuster ist einer, der in der Technik bekannt ist, doch kann er zusammenfassend mehrere angetriebene Walzen mit abwärts und auswärts gerichteten Kraftkomponenten aufweisen, so daß eine den Förderer mit Fischgrätenmuster berührende Paketfläche abwärts gedrückt wird, aber auch relativ zur vertikalen Mittelebene CP des Förderers mit Fischgrätenmuster nach außen. Diese Mittelebene CP des Förderers mit Fischgrätenmuster erstreckt sich in Längsrichtung entlang dem Förderer mit Fischgrätenmuster und liegt ungefähr in seiner Abmessungsmitte, obwohl gemäß der vorliegenden Erfindung andere Orte in Betracht gezogen werden.
Nunmehr auch unter Bezugnahme auf Fig. 1B ist ein Rahmenglied oder Bogen 24 am abwärtigen Ende des Förderers 12 mit Fischgrätenmuster angeordnet. An dem Bogen 13 sind Ultraschallsensoren 20, 21 und 22 angebracht. Wie unten ausführlicher erörtert wird, wird mit dem Sensor 22 die Höhe "H" des Pakets bestimmt, während es durch den Bogen läuft. Die Sensoren 21 und 23 weisen nach innen und aufeinander zu. Sie werden, wie unten erörtert, dazu verwendet, ihre Entfernungen zu den Seitenflächen des Pakets und wiederum die Breite des Pakets zu messen. Der Sensor 21 ist ein kontinuierlicher Sender, und er stellt durch Verwendung mit einem nicht gezeigten Fördererdrehgeber, wie er in der Technik bekannt ist, auch die Länge des Pakets fest.

Kippfördererbaugruppe

Es wird nun auf Fig. 1B Bezug genommen, die die Kippfördererbaugruppe 19 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Baugruppe 19 enthält, wie oben beschrieben, einen Einführungsfördererteil 13, einen "ersten" Fördererteil 14, der eine von der Horizontalen geneigte erste Stützfläche S1 definiert, einen "zweiten" Fördererteil 15, der eine im wesentlichen horizontale zweite Stützfläche S2 definiert, einen "dritten" Fördererteil 16, der eine von der Horizontalen geneigte dritte Stützfläche S3 definiert, und einen horizontalen Fördererendteil 17 (siehe nur Fig. 1A).
Ebenfalls enthalten sind Durchstrahl-Photosensoren 26, 27 (auch als PS1 und PS2 bezeichnet) und Mikroschalter 31, 32 (auch als MS1 und MS2 bezeichnet). Wie zu verstehen ist, sind die Durchstrahl-Photosensoren 26, 27 auf der Seite der Kippfördererbaugruppe 19 positioniert, und zwar so, daß sie ein Signal liefern, wenn ein Paket den ersten beziehungsweise zweiten "Kamm" der Kippfördererbaugruppe erreicht. Wie zu verstehen ist, ist der erste Kamm im wesentlichen linear und länglich und befindet sich am Schnittpunkt der ersten und zweiten Stützfläche S1 und S2. Der zweite Kamm ist analog am Schnittpunkt der zweiten bzw. dritten Stützfläche S2, S3 angeordnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform verlaufen diese Kämme zueinander parallel und jeweils senkrecht zur Richtung des Paketflusses.

Verfahren zum Ablesen tatsächlicher Meßwerte

Es wird nun die Funktionsweise des Meßbogens 24 beschrieben. Nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 1B wird ein Paket von einer stromaufwärts gelegenen, nicht gezeigten Position zu dem wie als 11' in Fig. 1B gezeigten Ort befördert. Zur Messung der Pakethöhe wird der Sensor 22 verwendet.
Nunmehr auch unter Bezugnahme auf Fig. 6 versteht der Fachmann, daß, wenn die Entfernung h des Sensors relativ zu einem Referenzpunkt, wie etwa der Stützfläche 12S des Förderers mit Fischgrätenmuster bekannt ist, und wenn der Sensor 22 zum Bestimmen der Entfernung h&sub1; vom Sensor U2 zur Oberseite des Förderers verwendet wird, die Höhe h des Pakets durch die Rechnung
h = H - h&sub1;
berechnet werden kann.
Nun wieder unter Bezugnahme auf Fig. 6 kann der Ultraschallsensor 22, da er ein kontinuierlicher Sender ist, eine vorteilhafte Doppelfunktion erfüllen; die Länge des Pakets (entlang der "y"-Richtung) kann bestimmt werden, indem die Entfernung bestimmt wird, die der Förderer mit Fischgrätenmuster zurücklegt, während der Sensor einen kontinuierlichen Meßwert über einem bestimmten Schwellwert liefert, mit dem das Vorliegen eines Pakets festgestellt werden kann. Die vom Förderer zurückgelegte Entfernung kann, während dieses Vorliegen bekannt ist, bestimmt werden, wenn die Bandgeschwindigkeit durch Drehcodierung (wie in Fig. 2 bei SE bereitgestellt) oder durch andere, in der Technik bekannte Mittel bekannt ist.
Nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird das Verfahren zum Bestimmen der Paketbreite erörtert. Wie bereits hinsichtlich Fig. 1B erörtert wurde, wird ein Paket auf den Förderer 12 mit Fischgrätenmuster gelegt. Wie in der Technik bekannt ist, orientiert der Förderer mit Fischgrätenmuster das Paket in Längsrichtung, und der Masseschwerpunkt des Pakets wird in eine Ebene CP senkrecht zur Oberfläche des Förderers mit Fischgrätenmuster zentriert werden und durch die Längsmittellinie des Förderers oder parallel zu dieser verlaufen.
Wie in Fig. 7 gezeigt, sind die Seitensensoren 21, 23 auf jeder Seite des Paketwegs des Förderers 12 mit Fischgrätenmuster positioniert. Wie der Fachmann versteht, kann die Breite "w" des Pakets durch Vergleichen der "Lesewerte" dieser beiden Sensoren mit der bekannten Entfernung zwischen den Sensoren bestimmt werden, indem die folgende Berechnung durchgeführt wird:
w = 1 - (P&sub1; + P&sub2;)
Wieder kann unter Bezugnahme auf Fig. 7 die Entfernung "a" (die, wie später zu sehen ist, eine räumliche Koordinate des Masseschwerpunkts des Pakets ist) auch dadurch gefunden werden, daß die folgende Gleichung ausgeführt wird:
a = 1/2 - p&sub1;
Die Funktionsweise und das Ablesen von Meßwerten durch die Kippfördererbaugruppe wird nun erörtert. Es wird nun auf die Fig. 1A und 1B Bezug genommen. Nachdem alle geometrischen Abmessungen des Pakets bestimmt sind, beginnt es mit dem Anstieg der Steigung des ersten geneigten Bandteils 14. Der in der Nähe des ersten Kamms C1 der Fördererbaugruppe 19 angeordnete Photosensor 26 erfaßt, wann das Paket anfängt, die erste Stützfläche 14 zu verlassen. Ein Mikroschalter 31 ist unmittelbar hinter dem ersten Kamm C1 angeordnet. Der Mikroschalter 31 erfaßt den Augenblick, wenn das Paket die Fläche 14 berührt. Dies erfolgt unter Verwendung einer "geteilten" Fördererkonfiguration, die die Verwendung von zwei, Seite an Seite angeordneten Fördererbändern beinhaltet, die einen zentralen, in Längsrichtung verlaufenden "Schlitz" oder Zwischenraum liefern, durch den sich der Auslöser des Mikroschalters erstrecken kann.
Ein zweiter Photosensor 27 ist in der Nähe des zweiten Kamms C2 des Förderers angeordnet, so daß der Photosensor bei einer Ausführungsform ausgelöst wird, wenn die Vorderkante des Pakets beginnt, die zweite Stützfläche 15 zu verlassen. Ein zweiter Mikroschalter 32 ist unmittelbar hinter dem zweiten Kamm C angeordnet und erfaßt den Augenblick, wenn das Paket die Fläche 15 berührt. Dieser Einsatz wird wiederum durch einen geteilten Förderer gestattet.

Koordinaten und geometrische Prinzipien

Wie oben erörtert und wieder unter Bezugnahme auf Fig. 2 werden zwei Ebenen P1, P2 definiert, die den Masseschwerpunkt des Pakets enthalten. Durch Bestimmen des Orts dieser beiden Ebenen relativ zu einem Paket können zwei der drei Koordinaten des CG des Pakets bestimmt werden.
Um die Positionen dieser beiden Ebenen zu finden, werden wie in Fig. 2 gezeigt die Punkte B und B' als Punkte in den beiden jeweiligen Ebenen definiert. Punkt B ist ein Punkt sowohl in der Ebene P1 als auch auf der unteren Fläche des Pakets (die von der ersten Stützfläche S1 des Förderers gestützt wird). Punkt B' ist ein Punkt sowohl in der Ebene P2 als auch auf der unteren Fläche des Pakets (die von der zweiten Stützfläche des Förderers gestützt wird). Indem diese beiden Punkte B und B' approximiert werden, und wenn die Abmessungen des Förderers bekannt sind, können die Ebenen P1 und P2 gefunden werden. Wie oben erörtert, können mit Kenntnis des Orts der Ebenen P1 und P2 und CP (siehe Fig. 1A) alle drei Koordinaten des Masseschwerpunkts CG des Pakets gefunden werden.
Zur Approximierung der Punkte B und B' wird auf die Fig. 5A-5D Bezug genommen, die die Bewegung eines beispielhaften Pakets in einem Betriebsmodus "Fall I" und "Fall 11" darstellen. Wie in Fig. 5A zu sehen ist, erreicht das Paket des Falls I gerade den ersten Kamm C1 des Kippförderers. An diesem Punkt wird der erste Photosensor (in den Fig. 5A-5D nicht gezeigt) ausgelöst. In Fig. 5A erreicht das Paket des Falls II gerade den zweiten Kamm C2 des Kippförderers. An diesem Punkt wird der zweite Photosensor (in den Fig. 5A-5D nicht gezeigt) ausgelöst.
In Fig. 5B ist gezeigt, daß der Masseschwerpunkt CG des Pakets von Fall I gerade die vertikale Ebene des ersten Kamms durchquert. Zu diesem Zeitpunkt ist das Paket gerade instabil geworden und beginnt sich bei Betrachtung der Figur im Uhrzeigersinn zu drehen. Analog durchquert der Masseschwerpunkt CG des Pakets von Fall II gerade die vertikale Ebene des zweiten Kamms. An dieser Stelle ist es wichtig, die Bedeutung des Approximierens der jeweiligen Zeitpunkte, zu denen dieses geschieht, zu verstehen, da die Kenntnis dieser Zeitpunkte zusammen mit der Kenntnis der Abmessungen des Pakets (durch den Dimensionierungsbogen bestimmt) und des Orts des Pakets auf dem Förderer (aus der Verwendung der Photosensoren 26, 27 und der Drehcodierung bekannt) die Approximierung von Koordinaten von zwei der drei Dimensionen des Pakets P gestattet. Wie oben erörtert, wird die dritte Koordinate durch den Einsatz des Förderers mit Fischgrätenmuster und der Seitensensoren 21, 23 gefunden.
Es wird nun auf Fig. 5C Bezug genommen, die die Pakete in instabilen Positionen zeigt, während sie sich weiter im Uhrzeigersinn drehen, bis sie die in Fig. 5D gezeigten Positionen erreichen. Der Zeitpunkt, zu dem dieses eintritt, wird wie oben erörtert durch die Mikroschalter 31, 32 gemessen.
Wie zu sehen ist, können die jeweiligen Entfernungen AC und AD gemessen werden. Die Entfernung AC kann man finden, indem man die bekannte Förderbandgeschwindigkeit mit der gemessenen Differenz zwischen den Signalzeiten des Photosensors 26 (auch als P2 bezeichnet) und des Mikroschalters 31 (auch als MS1 bezeichnet) multipliziert. Die Entfernung AD kann man finden, indem die bekannte Förderbandgeschwindigkeit mit der gemessenen Differenz zwischen den Signalzeiten des Photosensors 27 (auch als P3 bezeichnet) und des Mikroschalters 32 (auch als MS2 bezeichnet) multipliziert. Mit anderen Worten
AC = (Bandgeschwindigkeit) (tMS1 - tp2)
AD = (Bandgeschwindigkeit) (tMS2 - tp3)
Unter der Annahme, daß zwischen dem Paket und dem stützenden Förderer keine Bewegung verloren geht, kann man erkennen, daß die Entfernung AB die Strecke ist, der Förderer vom Zeitpunkt, zu dem das Paket zuerst den ersten Kamm passiert (siehe Fig. 5A), zu dem Zeitpunkt, wo das Paket sich zu drehen beginnt (siehe Fig. 5B), zurücklegt. Die Entfernung BC ist die zusätzliche Strecke, die der Förderer zurücklegt, während sich das Paket dreht, und bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Paket den Mikroschalter MS1 auslöst und sich zu drehen aufhört. Die Summe der Entfernungen AB und BC ist gleich der Entfernung AC. Gemäß der gleichen Logik ist zu sehen, daß die Summe der Entfernungen AB' und B'D gleich der Entfernung AD ist.
Da
AB + BC = AC und
AB' + B'D = AD
gilt somit
AB = b = AC - BC und
AB' = b ' = AD - B'D
wobei b und b' die Entfernungen von der Paketvorderkante zu den jeweiligen Ebenen P1, P2 ist, wenn entlang der unteren Fläche des Pakets gemessen wird.
Da, wie oben erörtert
AC = (Bandgeschwindigkeit) (tMS1 - tp2)
AD = (Bandgeschwindigkeit) (tMS2 - tp3)
und
BC = (Bandgeschwindigkeit) (trotI) und
B'D = (Bandgeschwindigkeit) (trotII)
wobei trotI und trotII die Rotationszeiten für die Pakete der Fälle I und II sind, dann gilt
b = (Bandgeschwindigkeit)[(tms1 - tp2)-t rot I]
b' = (Bandgeschwindigkeit)[(tms2 - tp3)-t rot II]
Man kann deshalb sehen, daß die Entfernungen b und b' durch Approximieren der Rotationszeit der Pakete unter der Annahme approximiert werden können, daß die Bandgeschwindigkeit und die Sensorzeiten bereits wie oben beschrieben berechnet worden sind. Unten werden ausführlich zwei verschiedene Möglichkeiten des Approximierens der Rotationszeit erörtert.
Wenn die Werte für a, b und b' bekannt sind, dann können die Koordinaten x, y und z des Masseschwerpunkts CG (siehe Fig. 8) definiert werden, indem der Schnittpunkt der drei durch diese Werte definierten Ebenen analysiert wird.
Aus OP = a ergibt sich die Gleichung der Ebene MNPQ als:
x = a
Um y zu finden, kann verstanden werden, daß
OH = PP' = b
und α 100º ist (wobei angenommen wird, daß der Winkel des geneigten Förderers 10º beträgt).
Wie in Fig. 8 gezeigt, ist außerdem zu sehen, daß die Linie P'Q' der Schnittpunkt der Ebene MNPQ mit der Ebene HIJK ist und der CG am Schnittpunkt dieser beiden Ebenen liegt. Da der Winkel Q'P'N gleich α ist, der gleich 100º ist,
ist die Gleichung für die Linie P'Q' in der Ebene ZPy:
y - b = mz
wobei
m = tanα
= -5,67 (wobei α = 100º)
so daß y - b = -5,67(z).
In den Koordinaten XYZ (siehe Fig. 8) ist P'Q' der Schnittpunkt von:
x - a = 0 (Ebene MNPQ)
und y = 5,67(z)- = 0 (Ebene HIJK)
Die Gleichung
OH' = PP" = b'
definiert die Ebene H'I'J'K' und die Linie P" Q", die der Schnittpunkt mit der Ebene MNPQ ist und auch den CG enthält.
In dem System aus den Koordinaten zPy lautet die Gleichung der Linie P" Q"
y = b'
Dadurch erhält man die Position z des CG als ein Schnittpunkt der beiden Linien P'Q' und P" Q", wie ausgedrückt werden kann durch:
y - b = -5,67z, oder
y = b'
Durch Auflösen der beiden obigen Gleichungen kann man sehen, daß
z = b - b'/5,67
In dem allgemeineren Fall, wenn α nicht notwendigerweise 100º ist, ist
z = b' - b/m
Zusammengefaßt ist die Position des Masseschwerpunkts in den XYZ-Koordinaten:
x = a
y = b und
z = b' - b/m
wobei m eine Konstante ist.
Somit ist zu sehen, daß alle möglichen Paketparameter (Länge, Breite, Höhe, Gewicht und Ort von CG) bekannt sind, da die Länge, Breite und Höhe des Pakets in den vorausgegangenen Schritten (wie durch den in Fig. 1B gezeigten Meßbogen 18) unter Verwendung oben beschriebener Sensoren U1, U2 und U3 (siehe Fig. 1) gemessen worden sind.
Um die Paketrotationszeiten trotI und trotII zu approximieren, kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung eine dynamische Bewegungsanalyse durchgeführt werden. Es ist ersichtlich, daß diese dynamische Bewegungsanalyse eine allgemeine Analyse eines sich über einen Kamm hinweg bewegenden Pakets enthält, insbesondere die Analysen "Fall I" und "Fall II", die unter die allgemeine Analyse fallen, und eine vereinfachte Analyse, die einen verwendbaren Abschätzalgorithmus liefert, der abgeleitet wird, indem hinsichtlich des Orts des Masseschwerpunkts des Pakets einige Annahmen getroffen werden. Durch Verwendung des Abschätzalgorithmus aus der vereinfachten Analyse kann eine Abschätzung der Entfernungen AB und AB' in den Fig. 5A-5C erfolgen, was eine Abschätzung von zwei räumlichen Koordinaten des CG gestattet.

Allgemeiner Fall

Zur Erörterung der allgemeinen Analyse wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen, die eine allgemeine Darstellung der Bewegungsanalyse eines Pakets mit einem CG ist, das sich von einer ersten Fördererfläche unter einem Winkel PHI (φ) von der Horizontalen zu einer zweiten Fördererfläche unter einem Winkel PHI-PSI (φ + ψ) von der Horizontalen bewegt.
Beispielsweise ist der Kamm in dieser Fig. 9 als A bezeichnet. Es ist zu verstehen, daß der Masseschwerpunkt bezüglich der Diskussion hinsichtlich Fig. 9 als die Hälfte der Kastenhöhe oder "h/2" angenommen wird. Der Masseschwerpunkt ist an seinem Anfangspunkt der Instabilität (direkt über dem Kamm) als CGI bezeichnet, wenn die Drehung nur um den Kamm A berücksichtigt wird, als CGR bezeichnet, und wenn die Drehung und Translation von der Anfangsposition CGI berücksichtigt werden, als eine Endposition CGF aufweisend bezeichnet.
Die Position CGR weist die Koordinaten xI, yI auf, die unter dem ausgewählten Koordinatensystem bei o beziehungsweise r bewertet zu sehen sind. Die Position CGR weist die Koordinaten (xR, yR) und die Position CGF die Koordinaten (xF, YF) auf.
Es ist zu sehen, daß
xR = rsinψ
yR = rcosψ
Für das Rotationssegment des Wegs zwischen den Positionen CGR und CGF (nun als Weg "R/F" bezeichnet), kann man sehen, daß
xR/F = νtcos (φ - ψ) und
yR/F = νtsin (φ - ψ)
Deshalb kann man wieder unter Bezugnahme auf Fig. 9 sehen, daß
xF = xI + xR/F = rsinψ + νtcos (φ - ψ) und
YF = yI + yR/F = rcosψ + νtsin (φ - ψ()
Nun wird auf Fig. 12 Bezug genommen. Nach einer Drehmomentanalyse ist bekannt, daß
Wx = I
wobei W das Paketgewicht, x die horizontale Entfernung von dem Kraftvektor von W zu einem Referenzpunkt O, Io das Trägheitsmoment des Pakets um den Referenzpunkt und seine Winkelbeschleunigung um den Referenzpunkt ist. Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 12 ist aus Tabellen bekannt, daß
Io = ICG + mR²
R² = x² + y²
wobei Io das Trägheitsmoment eines Pakets um seinen CG, R die Entfernung des CG von seinem Ursprung O und m die Paketmasse ist. Durch Substitution aus den mit Fig. 9 erörterten Gleichungen kann man somit erkennen, daß die Winkelbeschleunigung des Pakets in Fig. 9 bei Drehung um den Kamm "A" dargestellt werden kann als
Es gibt zwei Sonderfälle, die nun behandelt werden. Fall I ist der mit ψ = φ (Paket kippt aus der geneigten Position in die horizontale Position), und Fall 11 mit φ = 0 (Paket kippt aus der Horizontalen in die geneigte Position).

Sonderfall I

Es wird nun auf Fig. 10 Bezug genommen, die die Situation von Fall I darstellt, bei der das Paket gezeigt ist, wie es aus einer Anfangsposition PI (um φ zur Horizontalen geneigt, mit durchgezogener Linie gezeigt) in eine horizontale Endposition PF (mit gestrichelter Linie gezeigt) kippt.
Wie bei dem oben erörterten allgemeinen Fall kann man sich die Bewegung des Masseschwerpunkts des in Fig. 10 gezeigten Pakets als eine Kombination aus zwei verschiedenen Bewegungen vorstellen, einer Bewegung von der Anfangsposition CGI des Masseschwerpunkts durch Drehung zur Position CGR und dann durch reine Translation zur Endposition CGF. Wie anhand Fig. 10 ersichtlich ist, kann die Formel für die Koordinaten (x, y) des sich bewegenden Masseschwerpunkts, da die zweite Stützfläche in diesem "Fall I" horizontal ist, an jeder Stelle entlang dem tatsächlichen Weg zwischen den Positionen CGI (t = 0) und CGF beschrieben werden als
x = rsinφ + νt
und
y = rcosφ
Aus Tabellen weiß man, daß
I = Io + mR²
und
Io = m/12(h² + l²)
Außerdem weiß man, daß
R² = x² + y².
Durch Substituieren dieser Werte in die Drehmomentgleichung erhält man
Unter der Annahme, daß
γ = h/2,
ist bekannt, daß
cosφ = h/2/r
und
r = h/2cosφ
weshalb
und
Falls
D = h/2tanφ
und
dann
Dies kann einmal abgeleitet werden zu
Falls
D + νt = u
dann
t = u - D/ν
und
νdt = du
und
dt = du/ν
Wenn zurücksubstituiert wird, kann man sehen, daß
Da von einer konstanten g (Schwerkraft) ausgegangen wird, ist
und
Deshalb ist
Für t = 0 ist bekannt, daß = 0, weshalb
Dann ist
C&sub1; = g/2νln( C + D²)
Durch Integrieren erhält man
φ = (g/2νln( C + u²) + C&sub1;)du = g/2νln( C + u²)du + C&sub1;du
Aus Tabellen ist bekannt, daß
[ln(x² + a²)]dx = xln(x² + α²)- 2x + 2αarctanx/α
Deshalb ist
Für t = 0 ist bekannt, daß die Winkelgeschwindigkeit = 0 ist, so daß

Fall II

Fall II (siehe Fig. 5) stellt die Situation dar, wo das Paket aus einer horizontalen Position auf eine nach unten geneigte Fläche kippt, wie etwa, wenn das Paket um den Punkt C in Fig. 1 kippt. Wie zu sehen ist, lassen sich Berechnungen anwenden, wie sie unter Bezugnahme auf Fall I gezeigt sind.
Aus Gründen der Vereinfachung der Regelungstechnik kann der Mikroschalter MS2 (#32 in Fig. 1B) relativ zur zweiten geneigten Fördererstützfläche derart nach oben vorstehen, daß der Kontakt des Mikroschalters an dem Punkt geschlossen wird, an dem das Paket zu einem gewünschten Winkel gekippt ist, was der gleiche Winkel wie im Fall I sein könnte.

Vereinfachte Analyse

Nun wird auf Fig. 11 Bezug genommen, um eine Version der Analyse zu erörtern, die im Vergleich zu der, die bezüglich der Fälle I und II vorgenommen wurde, einfacher ist. Gemäß dieser Analyse ist
Wx = I
wobei x die horizontale Komponente der Entfernung des CG von der horizontalen Ebene einschließlich dem Kamm "O", I die Trägheit um O, w das Gewicht und die Winkelbeschleunigung ist (dies entspricht dem oben erörterten )
Bei einem kleinen kann angenommen werden, daß
x = νt,
wobei ν die Bandgeschwindigkeit und t die Zeit vom Beginn des Kippens des Pakets bis zum Ende des Kippens des Pakets ist.
Angenommen, alle Masse befindet sich im CG, dann ist aus Tabellen bekannt, daß
I = Io + mR²
Wieder angenommen, daß
y = h/2
dann ist
Eine Lösung nach ergibt
so daß
Falls
und
dann ist
= At/Bt² + 1
Falls
A/B = C
und
1/B = D
dann ist
= Ct/t² + D
Mit einmaliger Ableitung erhält man
= ct2/t² + D
Falls dann
udν = uν - νdu
und
ct = u
dann ist
du = Cdt
und
und
Nach Tabellen ist dies gleich
Es ist bekannt, daß
C' = 0 für t = 0
Deshalb ist
Für t = 0 und = 0 ist C&sub1; = 0 und
Deshalb
Nach einmaliger Integration ist
Falls dann
1/D = α
dann ist
= C/2 ln(1 + αt²)dt
Falls dann
1 + at² = x
dann ist
dx = 2at dt
und
dt = dx/2αt
Dann ist
Falls dann
lnx = u
und
1/2d(x - 1)-1/2 = dν
dann ist
1/x dx = du
und
ν = (x - 1)1/2
Also ist
Falls dann
x = y²
und
dx = 2y dy
dann ist
Anhand von Tabellen ist dies gleich:
Dann ist
Da
x = 1 + at²,
ist
Da bekannt ist, daß bei t = 0 Θ = 0 und C&sub2; = 0 und da
α = 1/D
dann ist
Als Schlußfolgerung können somit gemäß der vorliegenden Erfindung zum Berechnen des CG-Orts eines Kastens mit einer Höhe h, einer Länge 1, der sich unter dem Einfluß der Schwerkraft auf einem Förderer mit einer Geschwindigkeit v bewegt, die folgenden drei Berechnungen verwendet werden (die als eine "Hauptberechnung" und zwei Hilfsberechnungen angesehen werden können), wobei die Kastenorientierung zum Zeitpunkt t als ein Winkel Θ angegeben ist.
Wobei
und
C = g/ν
Mit den obigen Gleichungen kann ein Computer Informationen verarbeiten, die durch die oben genannten Meßtechniken zur Verfügung stehen. Es versteht sich, daß gemäß einer Ausführungsform der Erfindung Θ auf einen konstanten bekannten Wert gesetzt werden kann, und der Wert h, 1, v und g sind aus der oben beschriebenen Meßtechnik bekannt. Deshalb kann der Wert t approximiert werden, der die geschätzte Zeit darstellt, die das Paket benötigt, um die zweite Stützfläche zu berühren, nachdem sein Masseschwerpunkt die Ebene des zugeordneten Kamms passiert. Dieser Wert kann den oben erörterten Werten trotI und trotII gleichgesetzt werden. Nachdem t bekannt ist, können die Entfernungen AB und AB' der Fig. 5A-5D bestimmt werden, indem t für sowohl trotI als auch trotII substituiert wird, die im Grunde die fehlenden Informationen liefern, die zum Finden zweier räumlicher Koordinaten des CG benötigt werden.

Beispiel

Es wird nun ein Beispiel für ein tatsächlich durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gemessenes Paket dargestellt.
Lediglich für die Zwecke des Beispiels wird die Entfernung zwischen den Ultraschallseitensensoren 21 und 23 mit 36 Zoll angenommen, und es wird außerdem angenommen, daß die Mittelebene CP des Förderers mit Fischgrätenmuster zwischen den Sensoren 21 und 23 zentriert ist. Die Höhe des oberen Ultraschallsensors 22 über dem Band wird mit 30 Zoll angenommen.
Zur Bestimmung der Höhe h des Pakets wird von dem oberen Ultraschallsensor 22 ein Meßwert abgelesen. Wenn beispielsweise der Meßwert von dem Sensor 22 10 Zoll beträgt, kann, wie oben unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert, die Höhe des Pakets berechnet werden als
Höhe = (H - h&sub1;) = (30) - (10) = 20 Zoll
Zur Bestimmung der Kastenbreite werden von den Ultraschallseitensensoren 21, 23 Meßwerte abgelesen. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 7 erörtert, wird die Breite w des Kastens, falls die Meßwerte von den Seitensensoren 21 und 23 2 beziehungsweise 3 Zoll betragen, durch die oben erörterte Formel berechnet:
w = 1 - (P&sub1; + P&sub2;)
w = 36 - (2 + 3) = 31
Zur Bestimmung der Länge des Pakets werden zwei Signale vom Sensor 21 unter der Annahme ausgewertet, daß die Bandgeschwindigkeit konstant ist. Diese beiden Signale basieren auf Zeit, das heißt, das erste Signal gibt den Zeitpunkt an, zu dem das Paket zuerst vom Sensor 21 erfaßt wird, und das zweite Signal gibt den Zeitpunkt an, zu dem der Sensor das Paket das letzte Mal erfaßt. Die Differenzen zwischen diesen Zeitpunkten werden mit der Bandgeschwindigkeit multipliziert, um die Paketlänge C zu erhalten. Falls die Zeitdifferenz 2,33 Sekunden, und die Bandgeschwindigkeit wieder 12 Zoll pro Sekunde beträgt, ist die resultierende Länge
Länge = (Zeitdifferenz)(Bandgeschwindigkeit) = (2,33 s) (12 Zolls) = 28 Zoll
Zur Bestimmung einer räumlichen Koordinate "a" (siehe Fig. 7) des CG des Pakets kann gleichermaßen die folgende Berechnung anhand bekannter Informationen gemäß folgender Berechnung vorgenommen werden:
Zoll
Es ist somit zu erkennen, daß eine räumliche Koordinate des CG des Pakets (5 Zoll) und alle drei Außenabmessungen des Pakets sogar bestimmt werden können, bevor das Paket den Kippförderer erreicht. Zur Bestimmung der beiden übrigen räumlichen Koordinaten des CG muß jedoch der Kippförderer verwendet werden.
Wie schon erörtert, weist das Beispielpaket eine Länge 1 von 28 Zoll auf. Die Höhe h beträgt 20 Zoll. Die Geschwindigkeit des Bandes beträgt 12 Zolls.
Die beiden obenerwähnten Parameter C, D können deshalb gemäß den oben erörterten Hilfsberechnungen berechnet werden als
Gemäß der "Hauptberechnung" kann t dann als 2,29 Sekunden berechnet werden, was bedeutet, daß die Berechnung schätzt, daß das Paket 2,29 Sekunden benötigt, um sich aus den in Fig. 5B gezeigten Positionen in die in Fig. 5D gezeigten Positionen zu drehen. Unter der Annahme, daß sich das Band mit 12 Zolls bewegt, läßt sich dies in einen "x"-Wert von 27,4 Zoll umsetzen. Falls angenommen wird, daß der Wert AC (siehe Fig. 5A) 27,8 Zoll beträgt, dann würde dies bedeuten, daß eine räumliche Koordinate des Masseschwerpunkts von der Vorderkante des Pakets 0,4 Zoll entfernt ist. Falls angenommen wird, daß der Wert AD (siehe Fig. 5A) 27,9 Zoll beträgt, dann wird gemäß der Berechnung
die dritte räumliche Koordinate gefunden, die gemäß dieser Berechnung den Wert von 0,017 Zoll aufweist.
Nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 13 wird ein Prozessorcomputer 100, wie er in der Technik bekannt ist, dazu verwendet, die obenerwähnten Signale von den Sensoren anzunehmen, und er liefert Ausgangssignale, die von einem Operator oder einem Computer gelesen werden können, die den drei Außenabmessungen des Pakets und den drei räumlichen Koordinaten seines CG entsprechen.

Alternativen

Es ist zu verstehen, daß sowohl der Meßbogen als auch die Kippförderer zu Revisionszwecken tragbar sind, da sie keine eigene Stromquelle erfordern, sondern beispielsweise von einem existierenden bestromten Bandförderer oberhalb oder unterhalb Strom "borgen" können.
Es versteht sich, daß die "Mittellinie" des Förderers mit Fischgrätenmuster als die zentral angeordnete Linie definiert ist, von der aus der Förderer divergiert; der Ausdruck "Mittellinie" impliziert jedoch nicht notwendigerweise, daß sich die Mittellinie räumlich in der in Längsrichtung verlaufenden Mitte des Förderers mit Fischgrätenmuster befindet. Es ist außerdem zu verstehen, daß die "Meßstelle", an der der Meßbogen seine Breitenmessungen vornimmt, wie gezeigt am Ende des Förderers mit Fischgrätenmuster angeordnet sein könnte, doch könnten die Breitenmessungen sogar noch weiter hinten vorgenommen werden (unter der Annahme, daß das Paket zum Meßzeitpunkt durch den Förderer mit Fischgrätenmuster geeignet zur Seite ausgerichtet worden ist).
Es ist außerdem zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung außerdem die Verwendung eines Sensors in Betracht zieht, um den Zeitpunkt zu approximieren, zu dem ein Paket aufgrund der Instabilität auf einem bestimmten Kamm mit dem Kippen beginnt. Diese alternative Ausführungsform zieht die Anordnung eines Sensors in Betracht, der erkennt, wenn zwischen der unteren Fläche des Pakets und der Stützfläche, von der das Paket wegkippt, eine Lücke vorliegt (wie etwa "0" in Fig. 5C). Eine derartige Lücke kann durch die Verwendung eines kontinuierlichen Emitters wie etwa einer Photozelle erfaßt werden, die einen Weg unmittelbar vor dem relevanten Kamm und knapp über der Fläche unmittelbar vor dem relevanten Kamm aufweist. Es kann verstanden werden, daß das in Fig. 1B gezeigte System neu kalibriert werden könnte, damit die Photosensoren 26, 27 anstatt wie gezeigt an den Kammpunkten "in den Lücken" positioniert sein könnten, damit die Photosensoren 26, 27 Doppelfunktionen des Erkennens der Vorderkante der Pakete bereitstellen und auch erkennen können, wann die Pakete die Stützfläche vor dem relevanten Kamm verlassen. Alternativ könnten ein Mikroschalter und ein geteilter Bandförderer verwendet werden, um zu erkennen, wann das Paket den geteilten Förderer verläßt.
Es ist zu verstehen, daß bei Verwendung eines Ansatzes mit "Lückenerkennung" wie gerade eben erörtert die Punkte E" und B' wie in Fig. 5B gezeigt durch den Erfassungsprozeß approximiert würden, anstatt durch den oben erörterten Abschätzalgorithmus approximiert zu werden. Es ist somit zu erkennen, daß es mindestens zwei verschiedene Möglichkeiten gibt, wie die Zeit (und Bewegungsentfernung) approximiert werden können, die die Pakete wie in den Fig. 5A bis 5D gezeigt benötigen, um sich von den in Fig. 5B gezeigten Positionen in ihre in Fig. 5D gezeigten stabilen Positionen zu bewegen, wobei eine durch Modellierung und die andere durch tatsächliche Erfassung erfolgt.

Schlußfolgerung

Wenngleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die offenbarten Ausführungsformen mit spezifischen Details beschrieben worden ist, so ist zu verstehen, daß innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen beschrieben, viele Variationen und Modifikationen bewirkt werden können.

Claims

1. Verfahren zum Approximieren des Orts eines Masseschwerpunkts eines rechteckigen Pakets mit einer unteren Fläche, wobei das Verfahren die folgenden Schritten umfaßt:

Transportieren des Pakets über einen Förderer mit zwei nicht parallelen Stützflächen, die sich an einem nach oben gerichteten Kamm treffen;

Approximieren des Zeitpunkts, zu dem das Paket instabil wird und beginnt, aus dem Kontakt mit der ersten Fläche weg in Richtung auf die zweite Fläche zu kippen; und

Approximieren des Orts des Masseschwerpunkts durch Verwendung der Approximierung des Zeitpunkts.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zeitpunkt approximiert wird, indem die Zeit geschätzt wird, die das Paket benötigen würde, um sich aus der instabilen Position in eine Position zu drehen, in der es die zweite Stützfläche berührt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zeitpunkt approximiert wird, indem erfaßt wird, wann das Paket die erste Stützfläche verläßt.

4. Vorrichtung zum Approximieren der dreidimensionalen Koordinaten des Masseschwerpunkts eines Pakets, nämlich der Koordinaten der ersten, zweiten und dritten Dimension, umfassend:

einen Förderer (12) mit Fischgrätenmuster zum Positionieren des Masseschwerpunkts des Pakets entlang einer ersten Ebene derart, daß die Koordinate einer Dimension der dreidimensionalen Koordinaten bestimmt werden kann;

ein erstes Paar Förderer (14, 15) zum Kippen des Pakets zwischen dem ersten Fördererpaar aus einer ersten in eine zweite Orientierung;

ein zweites Paar Förderer (15, 16) zum Kippen des Pakets zwischen dem zweiten Fördererpaar aus der zweiten Orientierung in eine dritte Orientierung; und

Mittel (100) zum Bestimmen der Koordinaten der zweiten und dritten Dimension durch Vergleichen von durch das Kippen auf dem ersten und zweiten Fördererpaar erhaltenen Informationen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei sich das erste und zweite Fördererpaar einen gemeinsamen Förderer teilen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste und zweite Fördererpaar vier getrennte Förderer umfassen.

7. Vorrichtung zum Approximieren von zwei der drei räumlichen Koordinaten eines Masseschwerpunkts eines rechteckigen Pakets, umfassend:

einen ersten Förderer (15), der eine erste Stützfläche definiert, die das Gewicht des Pakets tragen kann;

einen zweiten Förderer (16), der eine zweite Stützfläche definiert, die das Gewicht des Pakets tragen kann, wobei sich die erste und zweite Stützfläche in nicht parallelen Ebenen befinden und entlang einer nach oben gerichteten Spitze verbunden sind, wobei der erste und der zweite Fördererabschnitt so konfiguriert sind, daß sie zusammenwirken, damit das Paket derart von der Oberseite der ersten Stützfläche zu der Oberseite der zweiten Stützfläche befördert werden kann, daß das Paket aus dem Kontakt mit der ersten Fördererfläche in den Kontakt mit der zweiten Fördererfläche kippt;

Zeiterfassungsmittel (31, 100) zum Erfassen der zeitlichen Differenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem ein ausgewählter Punkt an dem Paket sich über die Spitze hinwegbewegt, und dem Zeitpunkt, zu dem das Paket über die Spitze kippt und der ausgewählte Punkt mit der zweiten Stützfläche in Kontakt steht; und

Mittel zum Bestimmen der zwei der drei räumlichen Koordinaten auf der Basis dieser zeitlichen Differenz.

8. Vorrichtung zum Approximieren mindestens einer räumlichen Koordinate des Masseschwerpunkts eines Pakets, wenn es an einer Meßstelle angeordnet ist, umfassend:

einen Förderer (12) mit Fischgrätenmuster, der so konfiguriert ist, daß er das Paket von einem ersten entfernten Ort zu der Meßstelle drückt, so daß der Masseschwerpunkt des Pakets, wenn es an der Meßstelle positioniert ist, in der Nähe der Mittellinie des Förderers mit Fischgrätenmuster liegt; und

Meßmittel (21, 23, 100) zum Messen der Entfernung zwischen den Seiten des Pakets relativ zu der Mittellinie, so daß die Breite des Pakets und der Ort des Masseschwerpunkts des Pakets entlang der Breite des Pakets bestimmt werden können.