CN1141025A - 从选择的产品料堆供给产品的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种包括输送机(20)的多个产品供给器，所述输送机位于摩擦轮(24)的下方。由脉动驱动机构操纵摩擦轮。通过控制器(80)使连续旋转的驱动轴(42)与选择的供给器(11)相连。使驱动轴(42)上的驱动轮(38)与和供给器(11)相联系的驱动传动轮(22)相连。这由供给器(11)的空气压力缸(48b)在控制器(80)的控制操纵下实现，使得驱动传动轮(22)进入一定位置。在此位置由驱动轮(38)驱动驱动传动轮(22)。另外，在控制器(80)的控制下，驱动轮(38)是可离合的。摩擦轮(24)脉动旋转通过一定弧度，摩擦轮(24)部分支撑着产品料堆(12)，使得产品(18)从产品料堆(12)下落到当前运动的输送机(20)上。具有下游产品传感器(62)，当探测到产品(18)已经被输送时，控制器(80)发出信号，使得输送机(20)与驱动轴(32)脱离驱动关系。

Description

从选择的产品料堆供给产品的装置和方法

发明背景

1.发明领域

本发明涉及从多个产品料堆有选择地且一件一件地供给产品的装置和方法。

2.相关技术介绍

本申请人在1987年5月24日公开的美国专利US No.4,651,983描述了一种从卡片料堆有选择地供给卡片的供给器，其中要求从多个卡片料堆中供给卡片，例如，当选择供给输送机的插入物时，使用多个供给器，并且用同一控制器进行控制。但是，这种方案价格昂贵。

因而，有选择地从多个产品料堆供给产品的一种经济的方式是依然需要的。

发明概述

按照本发明提供一种从多个产品料堆有选择地供给产品的装置，它包括：多个料堆导向装置；一个连续转动的驱动装置；与所述多个产品料堆导向装置的各料堆导向装置相联系的，输送机，摩擦轮，该摩擦轮在所述输送机上方，并且与该输送机间隔开，以致提供一个间隙，使产品可以从由所述料堆导向装置支撑的产品料堆的底部一件一件地供给，使所述摩擦轮脉动旋转的装置，以及连接装置，它在第一状态下使所述输送机和连续旋转驱动装置联动，以便驱动所述输送机，在第二状态下使所述输送机与连续驱动装置脱离；控制装置，用该控制装置，有选择地与多个料堆导向装置中的一个相配的连接装置进入所述第一状态。

按照本发明的另一方面，提供一种从具有多个产品料堆的产品供给器有选择地供给产品的方法，它包括下列步骤：使具有多个驱动轮的驱动轴连续旋转，从驱动轮装在驱动轴上并与其一起旋转；选择至少一台供给器，使与选择的供给器相联系的驱动传动轮运动，以致驱动传动轮和与其相连的所述多个驱动轮之一进入运动状态，并且由驱动传动轮传递运动；使摩擦轮分步运动，该摩擦轮与各选择的供给器的输送机间隔开，以致产品从与所述摩擦轮相联系的产品料堆的底部供给，使产品进入所述摩擦轮和所述输送机之间的间隙。

附图简要说明

在附图中公开了本发明的实施例。

图1是按照本发明制造的装置的立体图。

图2是按照本发明的另一种方案制造的装置的局部立体图。

图2a是图2所示装置的局部立体图，其表示该装置运行中的一种状态。

图3是按照本发明的又一种方面制造的装置的局部立体图。

图3a是图3所示装置的局部立体图，其表示该装置运行中的一种状态。

图4是按照本发明的又一种方面制造的装置的局部立体图。

图5是按照本发明的另一种实施例的局部立体图。

图6是按照本发明的另一种实施例的局部立体图。

优选实施例的描述

参照图1，代号10通常代表按照本发明制造的装置，采用该装置10有选择地从多个产品料堆12向输送机14供给产品18。装置10包括多个供给器11，各供给器11具有用于产品料堆12的堆垛导向装置16。堆垛导向装置有前导向板16a和后导向板16b。对于各供给器11来说，输送机20位于堆垛导向装置16的下方。输送机20有上游供给带21，该供给带21环绕导向轮23a、23b和具有弹性表面的驱动传动轮22，以致供给带21大致环绕成三角形形状。摩擦轮24设置在前导向板16a的槽口内，以致各产品料堆12的前方下边缘与摩擦轮24相接触。为了在摩擦轮24和输送机20之间留出间隙，摩擦轮24在输送轮20的上方与其隔开。步进电机26与各摩擦轮24相连接。

由轴42支撑各驱动传动轮22。轴42安装在环形轴承44上。各压力缸48a，48b的活塞杆46分别连接环形轴承44之一。弹簧50在各活塞杆上朝向伸展位置推动活塞杆。空气管线52将双位置阀门54与压力缸48a，48b相连接。阀门54具有连通大气的出口72。

输送机20包括下游供给带60，以及上游供给带21。通过传动装置56将供给带21的导向轮23b与下游供给带60的导向轮58a相连接。产品传感器62设置在下游供给带60的上方。下游供给带60在供给带21和输送机14之间延伸。

装置10有驱动电机30，驱动电机30具有驱动轴32。正齿轮34和齿形传动带36使驱动轴32与驱动轮38相连接。各驱动轮38有弹性面40。为每个供给器11设置一个驱动轮，并且使驱动轮位于驱动传动轮22的下方。装置10包括压缩空气源68，压缩空气源68通过空气管线70连接各双位置阀门54。控制器80与各阀门54的控制线82和各步进电机26的控制线84相连接。各产品传感器62的信号输出线86连接控制器80。

在描述装置10的运行时，装置10的起始位置如图1所示，产品18位于各下游供给带60之上，并位于产品传感器62的下方。输送机14朝向下游方向88输送产品。驱动电机30使驱动轴32连续转动，由此使驱动轮38朝向逆时针方向89转动。在某一时间向控制器80发送信息，从某一供给器11上分配产品。根据这个信息，控制器80发出阀门控制信号，选择阀门控制线82之一来发送，以便使压缩空气源68与选择的供给器中的压力缸48a，48b相连接。这就使得这些压力缸的活塞杆46缩回，由此使选择的供给器的驱动传动轮22移动，以致使供给器的供给带21接触位于其下方的驱动轮38的弹性面40。因此，驱动轮38驱动驱动传动轮22和输送机20。各选择的供给器的输送机20朝向下游方向90驱动，使得在输送机20的下游供给带60上的产品18分配到输送机14上。

在控制信号通过选择的供给器的阀门控制线82的同一时间，控制器通过控制线84向这些供给器发送控制信号，以致各选择的供给器的步进电机使供给器的摩擦轮24转过足够的弧度，分开堆垛中下部的产品，保证最下边的产品从产品料堆12下落到供给带21上。一旦产品落到供给带21上，产品将沿着供给带穿过摩檫轮24和下游供给带60之间的间隙。当输送的产品18使供给器11的产品传感器62的信号中断时，产品传感器通过控制线86向控制器80发送信号。这个信号促使控制器通过控制线82向与同一供给器相连的阀门54发出信号，以便操纵阀门使出口72与压力缸48a，48b连通。当压力缸被排空时，弹簧50使得压力缸的活塞杆46伸展，以便移动驱动传动轮22，使供给带21与驱动轮38脱离接触。以这种方式，当再选择供给器时，供给器11的输送机20停止运行，输送机的下游供给带60上的产品18准备分配。

简而言之，当控制器驱动供给器11时，供给器分配放置在供给带60上的产品18到输送机14，从料堆12分配另一产品，连续进行操作，直到另一个产品到达预定区域，在此处供给带60上的产品使产品传感器的信号中断。

如图1所示，当产品料堆12最初放入各产品供给带11的堆垛导向装置16中时，可以促使控制器驱动各产品供给器，以便从料堆供给产品，并且沿着下游供给带60进行输送，直到产品使产品传感器62的信号中断。然后，装置10按照前面所述的方式准备运行。

在图1中仅仅描绘出两个产品供给器11，显而易见，根据需要可以有多个产品供给器11，并且为各产品供给器11设置相应的驱动轮38。

采用装置10的供给器11可以供给广泛范围的产品，例如卡片、小册子、盒式磁盘、或纸币。此外，通过改变输送机20的供给带21提供弹性较高的表面(如包括弹性塑料指状物表面)，供给器11可以供给具有较大三维尺寸的产品料堆，例如袖珍计算器，或玻璃纸包裹的微型玩具。

图2表示图1所示装置经过修改的一种形式。参照图2，其中对于和图1中相同的部件给予相同的代号，装置100包括供给器111，其具有输送机120，输送机120有上游输送带121和下游输送带60，其中上游输送带121缠绕在导向轮23a，23b上，下游输送带60缠绕在导向轮58a，58b上。传动带156连接导向轮58a和导向轮23b。提供柔性传动带192导向轮23b还连接驱动传动轮122。驱动传动轮122安装在轴142上，轴142由环形轴承144支撑，环形轴承144位于空气压力缸148a，148b的活塞杆146的端部。在各压力缸中的内部弹簧(未图示)的作用下，如图2a所示，各空气压力缸的活塞杆偏向退回位置。驱动轮38由传动带136驱动。驱动轮38安装在轴139上，并且位于供给器111的邻近处。装置100的其余部分与图1所示的装置10相同，故不赘述。

在装置100的运行过程中，当供给器111的空气压力缸148a，148b与大气接通时，驱动传动轮122位于图2a所示的位置，与轮38隔开，输送机120处于静止状态。通过连接空气压力源和供给器的压力缸148a，148b，控制器(未图示)使特定的供给器111运行，以致压力缸的活塞杆146延伸，直到驱动传动轮122的弹性表面194与驱动轮38的弹性表面40相邻接，如图2所示。传动带192延伸，从而传递驱动传动轮的运动。随着驱动传动轮122与驱动轮38的邻接，驱动传动轮122和输送机120由此开始转动。

图3表示图2所示装置的一种经过修改的方式。参照图3，其中对于和图2相同的部件给予相同的代号。装置200具有包括输送机220的供给器211。输送机220具有上游输送带121和下游输送带60，其中上游输送带121缠绕在导向轮23a，23b上，下游输送带60缠绕在导向轮58a，58b上。通过传动带292使导向轮23b和导向轮58a与驱动传动轮222相连。驱动传动轮安装在轴242上。轴242的一端支撑在枢轴支座296上，其另一端支撑在环形轴承244上。环形轴承244位于空气压力缸248的活塞246上。在压力缸(未图示)中的内部弹簧作用下，如图3a所示，空气压力缸的活塞杆偏向退回位置。压力缸248的底部支撑在枢轴支座298上。驱动传动轮具有齿冠表面294。传动带299围绕驱动传动轮222和驱动轮238延伸。驱动轮238安装在轴139上。装置200的其余部分与图1所示装置10相同，故不赘述。

在装置200的运行过程中，当供给器211的空气压力缸246与大气接通时，活塞杆246处于其退回位置，以致驱动传动轮222处于图3a所示的倾斜位置。在这个位置，传动带299放松，以致驱动轮238不向传动带299传递运动。所以，驱动传动轮222不驱动，而且输送机220处于静止状态。通过空气压力源与供给器的压力缸248相连接，控制器(未图示)可以使特定的供给器211运行，以致压力缸的活塞杆246延伸。于是压力缸围绕枢轴支座298回转，而驱动传动轮围绕枢轴支座296回转。压力缸继续伸展，直到驱动传动轮的轴242平行于驱动轮238的轴239。在此位置，如图3所示，传动带299在驱动轮238和驱动传动轮222之间紧紧伸展。随着传动带299的伸展，传动带使驱动传动轮回转，驱动传动轮依次使输送机220转动。在驱动传动轮222从倾斜到它与传动带292配合，或驱动传动轮222与传动带292脱离配合过程中，导向轮222的齿冠表面294减少传动带299的磨损。

图4表示图3所示装置的一种经过修改后的方式。参照图4，其中对于和图3相同的部件给予相同的代号。装置300包括具有输送机220的供给器311，其中输送机220具有上游供给带121和下游供给带160。所述上游供给带121缠绕在导向轮123a，123b上，下游供给带160缠绕在导向轮58a，58b上。由传动带292使导向轮23b和导向轮58a与驱动传动轮222相连。驱动传动轮安装在轴342上。传动带299围绕驱动传动轮222和离合驱动轮338延伸，其中离合驱动轮338安装在轴139上。离合驱动轮包括输入元件381和输出元件383，其中输入元件381连接传动带136。电子连接器385从离合驱动轮连接控制器(未图示)。装置300的其余部分与图1所示的装置10相同，故不赘述。

在装置300的运行过程中，当离合驱动轮338不传递动力时，输出元件383和传动带299处于不运行状态。所以，驱动传动轮不驱动，而且输送机120处于静止状态。通过连接器385使离合驱动轮传递动力，控制器(未图示)可以使特定的供给器211运行。于是，输出元件383连接输入元件381，以致传动带292和驱动传动轮和输送机220驱动。

图1中所示的装置10向输送机14供给产品18，其中由供给器11供给的产品12朝向下游的输送方向90与输送机14的运动方向成横向。为了以直线型输送机的方式供给产品，可以按照图5所示方式修改装置。参照图5，由驱动轴32支撑驱动轮434。传动带436围绕各驱动轮434和一对支撑轮438和440，使传动轮442驱动。传动轮442驱动输出轴444。正齿轮34安装到各驱动轴444上。如前所述，齿形带36连接正齿轮和驱动轮38，供给器11的供给带20位于各驱动轮3 8的上方。传动带436以90度方向改变由驱动轴32传递的扭矩，以致驱动轴444能够使驱动轴32正常转动。所以产品供给器11可以相互呈直线定位，以致产品供给器沿着直线供给产品。

图6所示的本发明的另一个实施例不需要步进电机。参照图6，对于和图1中所示装置10相同部件给予相同的代号，装置500有齿形驱动轮502。由该驱动轮502与轴32键连接。驱动轮502的齿与传动带504啮合。具有偏心凸轮轴562的齿形传动轮506也和传动带啮合。凸轮轴562位于齿轮传动装置510的摆杆530的凹槽534内。齿轮传动装置510属于1995年1月31日公开的美国专利US-5,385,509中描述的这种类型的装置，其内容在本文中作为参考。齿轮传动装置510将匀速转动转变为脉动转动。简言之，齿轮传动装置510包括单向离合器512，该离合器具有摆杆530，该摆杆530安装在离合器的输入轴514上。支撑臂536支撑在离合器轴514的轴承套上，并且固定到离合器的输出元件516上。支撑臂536位于轴538的端部，轴538支撑可旋转的行星正齿轮542。行星轮542与太阳轮546和548啮合，所述太阳轮546和548支撑在输出轴544上。销钉556固定太阳轮546，防止其转动。太阳轮548与输出轴544键连接，以致轴544随着太阳轮548转动。离合器输入轴514与输出轴544同轴，但是输入轴514不单独约束输出轴544的转动。

固定的太阳轮546有稍微不同于可转动的太阳轮548的齿数。例如，固定的齿轮546可以有51齿，而旋转齿轮548可以有50齿。因此行星轮542和太阳轮546，548构成谐合(harmonic)齿轮。

正齿轮570与输出轴544键连接。各正齿轮570与正齿轮572相啮合。各供给器511的供给轮24由轴574支撑，以便供给轮24随着正齿轮572旋转。

在齿轮传动装置510的运行中，当正齿轮506转动经过一圈时，偏心凸轮轴562使摆杆530往复摆动通过一个循环。因为摆杆530与单向离合器512的输入元件514相连接，所以，当摆杆530进入其循环过程时，输入元件514交替地朝向顺时针方向转动，然后朝向逆时针方向转动。当摆杆朝向一个方向摆动时，离合器的输入和输出元件闭锁在一起，而安装在离合器的输出元件上的转动臂536转过一定弧度，弧度的大小由凸轮轴562的偏心距确定。

行星轮542随着支撑臂536运动，并且与太阳轮546，548啮合。因为固定的太阳轮546和可旋转的太阳轮548有不相同的齿数，当行星轮围绕太阳轮转过一定弧度时，引起可转动的太阳轮548转过一圈的一小部分。对于本专业的普通技术人员来说，很容理解这种谐合(harmonic)齿轮的运行情况。因为输出轴544与可旋转的太阳轮548键连接，当齿轮548转过一小部分弧度时，输出轴随着它转动。

在图6所示的装置运行过程中，驱动轴32连续旋转，由于齿轮传动装置510的作用，导致输出轴544以规定的间隔产生脉动旋转。但是，各供给器511的供给轮24与输出轴544齿轮啮合。因此各供给器的供给轮24也以规定的间隔产生脉动旋转。图6所示的装置500中省略了图1中所示的步进电机和这些电机的控制线，并且利用齿轮传动装置510作为替代物；其他方面装置500与图1中所示的装置相同。因此由控制器可选择地驱动供给器511的输送机。因为各供给器511的供给轮24有规律地脉动旋转，所以对于供给产品的下游部分，一定有产品在供给带上处于静止状态。另一方面，由于在产品料堆底部和上游供给带之间具有很小的间隔，该间隔只能容纳一个产品，而且，各供给器的供给轮有规律地产生脉动旋转，通常不会有多于一个的产品落到处于静止状态的供给器的供给带上(即在一段时间间隔不选择该供给器)。另外，至少相当有规律地选择各供给器，供给器的供给轮24不会在某种程度上供给底部产品，使上游供给轮和供给带之间产生阻塞。

随着图6所示装置的供给器中供给轮24有规律地脉动旋转，当选择了供给器时，如果供给器或者运载很薄的产品堆(以致在料堆底部和供给带之间的间隙可以容纳多于一个产品)，或者保持长时间间隔使供给器处于静止状态，导致从供给器511供给更多的产品。为了避免不合适的供给产品，可以识别出可能产生问题的供给器，并且拆下与该供给器相连的正齿轮572，采用步进电机作为替代物，步进电机在控制器的控制下工作。这就产生了一种混合机构，其中某些供给器的供给轮有规律地产生脉动旋转，而另一些供给器的供给轮由步进电机产生脉动旋转。本发明的装置对于供给器的输送机仅需要一台驱动电机。避免了对于各个供给器采用不同的驱动电机，和各电机需要的单独电源，这使得每个供给器的成本下降50％。

对于本专业的普通技术人员来说，还可以得出许多本发明的其他修改方案，因此，本发明由权利要求书限定。

Claims (21)

1.一种从多个产品料堆有选择地供给产品的装置，其包括：

多个料堆导向装置；

单一的、连续转动的驱动装置；

与所述多个产品料堆导向装置的各料堆导向装置相联系的：

输送机，

摩擦轮，该摩擦轮在所述输送机上方，并且与该输送机间隔开，以致提供一个间隙，使产品可以从产品料堆的底部单一地供给，所述产品由所述料堆导向装置支撑，

使所述摩擦轮脉动旋转的装置，

在第一状态下使所述输送机和连续旋转驱动装置联动，以便驱动所述输送机，在第二状态下使所述输送机与连续驱动装置脱离运动的连接装置；

控制装置，用该控制装置有选择地使所述连接装置连接多个料堆导向装置中的各料堆导向装置，使其进入所述第一状态。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征是：所述连续驱动装置包括多个驱动轮，对于各所述料堆导向装置，其包括驱动传动轮，该驱动传动轮可操纵地联接所述输送机，其中所述的联接装置包括装置使得所述驱动传动轮运动到一定位置，以便所述驱动传动轮由多个驱动轮中的一个驱动轮驱动。

3.按照权利要求2所述的装置，其特征是：所述联接装置包括使所述驱动传动轮平动，与所述的一个驱动轮相接触的装置。

4.按照权利要求3所述的装置，其特征是：所述多个驱动轮的各驱动轮具有与驱动传动轮相接触的弹性表面。

5.按照权利要求2所述的装置，其特征是：所述联接装置包括在所述驱动传动轮和所述一个驱动轮之间的传动带。

6.按照权利要求5所述的装置，其特征是：所述联接装置还包括枢轴，其沿着所述驱动传动轮的旋转轴线的一点支撑着所述驱动传动轮，以便允许所述驱动传动轮在第一位置倾斜，在该位置所述传动带与所述驱动传动轮空转接触，而在第二位置所述传动带与所述驱动传动轮驱动接触。

7.按照权利要求6所述的装置，其特征是：所述驱动传动轮上具有齿冠表面。

8.按照权利要求2所述的装置，其特征是：所述联接装置包括具有活塞杆的压力缸，活塞杆与轴承相连接，由轴承支撑着所述驱动传动轮。

9.按照权利要求8所述的装置，其特征是：所述联接装置还包括空气压力源，通过阀门空气压力源与所述压力缸相连接，所述控制装置连接阀门的控制入口。

10.按照权利要求9所述的装置，其特征是：包括使所述活塞杆偏置到一定位置的装置，在该位置所述的一个驱动轮不能驱动驱动传动轮。

11.按照权利要求8所述的装置，其特征是：所述联接装置还包括空气压力源和阀门，所述空气压力源和所述压力缸与所述阀门相连接，所述阀门还设有连通大气的排泄口，为了将所述排泄口之一和空气压力源与所述压力缸相连接，使所述控制装置连接所述阀门的控制入口。

12.按照权利要求3所述的装置，其特征是：所述平动装置包括具有活塞杆的压力缸，所述活塞杆连接轴承，所述轴承支撑着所述驱动传动轮。

13.按照权利要求12所述的装置，其特征是：所述平动装置还包括通过阀门连接所述压力缸的空气压力源，其中所述控制装置连接所述阀门的控制入口。

14.按照权利要求6所述的装置，其特征是：所述联接装置包括具有活塞杆的压力缸，所述活塞杆连接轴承，所述轴承支撑着所述驱动传动轮，驱动传动轮与所述枢轴支架间隔开。

15.按照权利要求14所述的装置，其特征是：所述联接装置还包括空气压力源，通过阀门空气压力源与所述压力缸相连接，所述控制装置连接阀门的控制入口。

16.按照权利要求1所述的装置，其特征是：使所述摩擦轮产生脉动旋转的装置包括步进电机，所述控制装置是用于驱动步进电机的控制器，步进电机与所述多个料堆导向装置中的料堆导向装置相连，使得与所述多个料堆导向装置中的料堆导向装置相连的联接装置进入所述第一状态。

17.按照权利要求1所述的装置，其特征是：包括在所述输送机上的预定区域探测产品的产品传感器，所述产品传感器有输出端，其与所述控制装置相连，以便促使控制装置停止驱动所述联接装置，使得所述输送机与所述连续旋转的驱动装置脱离联接。

18.按照权利要求2所述的装置，其特征是：包括在所述输送机上的预定区域探测产品的产品传感器，所述产品传感器有输出端，其与所述控制装置相连，以便促使控制装置停止驱动所述联接装置，使得所述输送机与所述连续旋转的驱动装置脱离联接。

19.一种从多个具有产品料堆的供给器有选择地供给产品的方法，其包括下列步骤：

使具有多个驱动轮的驱动轴连续旋转，以便从驱动轮处传递旋转运动；

选择至少一台供给器，使与选择的供给器相联系的驱动传动轮运动，以致驱动传动轮和与其相连的所述多个驱动轮之一进入运动状态，并且由驱动传动轮传递运动；

使摩擦轮分步运动，该摩擦轮与各选择的供给器的输送机间隔开，以致产品从与所述摩擦轮相联系的产品料堆的底部供给，使产品进入所述摩擦轮和所述输送机之间的间隙。

20.按照权利要求19所述的方法，其特征是：包括使各选择的供给器的驱动传动轮运动的步骤，以致，在产品从相联系的各选择的供给器的料堆底部供给之后，使所述驱动传动轮与相联系的所述多个驱动轮之一脱离驱动关系。

21.按照权利要求19所述的方法，其特征是：对于各选择的供给器，包括探测通过间隙分配的产品的步骤，所述间隙在所述摩擦轮和所述输送机之间，还包括根据所述传感器发出的探测信号，使与所述输送机相联系的驱动传动轮运动的步骤，使得所述输送机与所述多个驱动轮之一脱离驱动关系。

Images