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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2017-517721(P2017-517721A)
(43)【公表日】2017年6月29日
(54)【発明の名称】コンベヤベルトを使用する計量システム
(51)【国際特許分類】
G01G 11/00 20060101AFI20170602BHJP
B65G 17/08 20060101ALI20170602BHJP
B65G 15/32 20060101ALI20170602BHJP
G01G 3/16 20060101ALI20170602BHJP
G01G 3/15 20060101ALI20170602BHJP
G01G 3/00 20060101ALI20170602BHJP
【ＦＩ】
G01G11/00 E
B65G17/08
B65G15/32
G01G3/16
G01G3/15
G01G3/00 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2016-562249(P2016-562249)
(86)(22)【出願日】2015年3月19日
(85)【翻訳文提出日】2016年11月14日
(86)【国際出願番号】US2015021536
(87)【国際公開番号】WO2015160469
(87)【国際公開日】20151022
(31)【優先権主張番号】14/253,577
(32)【優先日】2014年4月15日
(33)【優先権主張国】US
(81)【指定国】
AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
(71)【出願人】
【識別番号】508181663
【氏名又は名称】レイトラム，エル．エル．シー．
(74)【代理人】
【識別番号】110001302
【氏名又は名称】特許業務法人北青山インターナショナル
(72)【発明者】
【氏名】クレチェウスキー，ラズロ
【テーマコード（参考）】
3F024
3F034
【Ｆターム（参考）】
3F024AA09
3F024CA04
3F024CB02
3F034CA01
3F034CA05
3F034CB00
(57)【要約】
コンベヤベルト上を搬送される物品を計量するためのコンベヤベルトおよび計量システム。ベルトは、ベルトの搬送表面に対して垂直な力を計測するためにベルトに埋設された力感受性要素の配列を含む。力感受性要素は、コンデンサおよび誘導コイルをそれぞれが含む受動的共振回路の一部を形成する。コンデンサまたは誘導コイルのどちらかが力感受性要素であり得る。ベルトの外側の計測回路は発振器を含み、発振器は、ベルトが近くを通過するときベルト内の共振回路と誘導結合するコイルを有する。力感受性要素でベルトに適用される力は、その共振回路の共振周波数を変化させ、それはまた、発振器の周波数も変化させる。計測回路の周波数検出器は、その周波数変化を計測し、それを、搬送物品の重量を計算するために使用される比例した力の値に変換する。【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上側表面を有するベルト本体と、
前記ベルト本体内の各位置に配置された複数の受動的共振回路と
を含むコンベヤベルトであって、
前記受動的共振回路のそれぞれが共振周波数を有し、および、
力感受性要素であって、前記力感受性要素に適用される力の関数として前記受動的共振回路の前記共振周波数を変化させる力感受性要素を含む
ことを特徴とするコンベヤベルト。
前記ベルト本体内の各位置に配置された複数の受動的共振回路と
を含むコンベヤベルトであって、
前記受動的共振回路のそれぞれが共振周波数を有し、および、
力感受性要素であって、前記力感受性要素に適用される力の関数として前記受動的共振回路の前記共振周波数を変化させる力感受性要素を含む
ことを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項2】
請求項１に記載のコンベヤベルトにおいて、前記受動的共振回路のそれぞれが、
コンデンサと、
前記コンデンサに電気的に接続された誘導コイルとを含み、
前記誘導コイルおよび前記コンデンサの一方が前記力感受性要素である
ことを特徴とするコンベヤベルト。
コンデンサと、
前記コンデンサに電気的に接続された誘導コイルとを含み、
前記誘導コイルおよび前記コンデンサの一方が前記力感受性要素である
ことを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項3】
請求項２に記載のコンベヤベルトにおいて、前記力感受性要素が、適用される前記力の関数として変化する静電容量を有する前記コンデンサであり、それによって、静電容量の前記変化が、前記受動的共振回路の前記共振周波数を変化させることを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項4】
請求項３に記載のコンベヤベルトにおいて、前記コンデンサが、第１のプレートおよび第２のプレートを有し、前記第１のプレートおよび前記第２のプレートは、前記第１のプレートに力が適用されていないとき公称距離だけ離され、および前記第１のプレートおよび前記第２のプレートは、力が前記第１のプレートに適用されるとき、より短い第２の距離だけ離されることを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項5】
請求項３に記載のコンベヤベルトにおいて、前記コンデンサが上側プレートおよび下側プレートを有し、前記コンデンサにかかる下向きの力が、前記上側プレートを下方へ前記下側プレートの方へ移動することを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項6】
請求項３に記載のコンベヤベルトにおいて、前記コンデンサが上側プレートおよび下側プレートを有し、前記上側プレートおよび前記下側プレートの両方が、前記ベルト本体の前記上側表面と平行であることを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項7】
請求項３に記載のコンベヤベルトにおいて、前記コンデンサが、第１のプレートおよび平行な第２のプレートを有し、前記第１のプレートおよび前記平行な第２のプレートは、前記第１のプレートに力が適用されていないとき前記第１および第２のプレート間にある領域を画定し、前記第１のプレートは、力が前記第１のプレートに適用されるとき前記第２のプレートに対して位置を変え、前記第１および第２のプレート間の前記領域を変化させることを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項8】
請求項３に記載のコンベヤベルトにおいて、前記コンデンサが第１のプレートおよび平行な第２のプレートを有し、前記第１のプレートおよび前記平行な第２のプレートの両方が、前記ベルト本体の前記上側表面に対して垂直であることを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項9】
請求項３に記載のコンベヤベルトにおいて、前記コンデンサが、第１の固定プレートと、力が前記コンデンサに適用されるとき前記第１のプレートに対して移動する移動可能な第２のプレートとを有することを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項10】
請求項２に記載のコンベヤベルトにおいて、前記力感受性要素が、適用される前記力の関数として変化するインダクタンスを有する前記誘導コイルであり、それによって、インダクタンスの前記変化が、前記受動的共振回路の前記共振周波数を変化させることを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項11】
請求項１０に記載のコンベヤベルトにおいて、前記誘導コイルに適用される力が、前記誘導コイルの長さ、形状または断面積の少なくとも１つを変化させ、前記誘導コイルの前記インダクタンスを変化させることを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項12】
請求項１０に記載のコンベヤベルトにおいて、前記誘導コイルが磁性コアを含み、前記磁性コアは、前記誘導コイルに適用された力が前記磁性コアの前記誘導コイル内への侵入深さおよび前記誘導コイルの前記インダクタンスを変化させるように移動可能であることを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項13】
請求項１乃至１２の何れか１項に記載のコンベヤベルトにおいて、前記各位置のそれぞれにおいて前記ベルト本体の前記上側表面に凸状突起をさらに含み、前記凸状突起上に支持される搬送物品の重量が、前記凸状突起および前記ベルト本体を介して前記力感受性要素に伝達されることを特徴とするコンベヤベルト。
【請求項14】
コンベヤベルトであって、
上面側およびその反対の底面側と、
前記コンベヤベルトの各位置に配置された複数の受動的共振回路であって、前記受動的共振回路のそれぞれが、共振周波数を有し、および、
力感受性要素であって、誘導コイルに電気的に接続され、かつ前記上面上の搬送物品から前記力感受性要素へ適用される力の関数として前記受動的共振回路の前記共振周波数を変化させる力感受性要素、
を含む複数の受動的共振回路と、
前記コンベヤベルトの前記底面側の近くに配置された複数の計測回路であって、前記計測回路のそれぞれが、
公称周波数で発振する発振器であって、前記コンベヤベルトが通過するとき第１誘導コイルに近い前記受動的共振回路の１つに前記発振器を誘導結合する第１誘導コイルを有する発振器、
を含む複数の計測回路と
を含むコンベヤベルトを含む計量システムにおいて、
前記コンベヤベルトの前記上面側の搬送物品によって前記力感受性要素に適用される力の関数として、前記受動的共振回路の前記共振周波数の変化が、前記発振器の周波数をその公称周波数から変化させる
ことを特徴とする計量システム。
上面側およびその反対の底面側と、
前記コンベヤベルトの各位置に配置された複数の受動的共振回路であって、前記受動的共振回路のそれぞれが、共振周波数を有し、および、
力感受性要素であって、誘導コイルに電気的に接続され、かつ前記上面上の搬送物品から前記力感受性要素へ適用される力の関数として前記受動的共振回路の前記共振周波数を変化させる力感受性要素、
を含む複数の受動的共振回路と、
前記コンベヤベルトの前記底面側の近くに配置された複数の計測回路であって、前記計測回路のそれぞれが、
公称周波数で発振する発振器であって、前記コンベヤベルトが通過するとき第１誘導コイルに近い前記受動的共振回路の１つに前記発振器を誘導結合する第１誘導コイルを有する発振器、
を含む複数の計測回路と
を含むコンベヤベルトを含む計量システムにおいて、
前記コンベヤベルトの前記上面側の搬送物品によって前記力感受性要素に適用される力の関数として、前記受動的共振回路の前記共振周波数の変化が、前記発振器の周波数をその公称周波数から変化させる
ことを特徴とする計量システム。
【請求項15】
請求項１４に記載の計量システムにおいて、前記受動的共振回路のそれぞれが、
コンデンサと、
前記コンデンサに電気的に接続された第２の誘導コイルとを含み、
前記第２の誘導コイルおよび前記コンデンサの一方が前記力感受性要素である
ことを特徴とする計量システム。
コンデンサと、
前記コンデンサに電気的に接続された第２の誘導コイルとを含み、
前記第２の誘導コイルおよび前記コンデンサの一方が前記力感受性要素である
ことを特徴とする計量システム。
【請求項16】
請求項１４に記載の計量システムにおいて、前記複数の計測回路のそれぞれが、前記発振器の周波数を決定しその決定された周波数を重量計測値に変換する周波数検出器を含むことを特徴とする計量システム。
【請求項17】
請求項１６に記載の計量システムにおいて、前記周波数検出器が周波数カウンタであることを特徴とする計量システム。
【請求項18】
請求項１６に記載の計量システムにおいて、前記周波数検出器がスペクトル分析器であることを特徴とする計量システム。
【請求項19】
請求項１４に記載の計量システムにおいて、前記力感受性要素が、静電容量を有するコンデンサであり、前記静電容量は、適用される前記力の関数として変化し、前記受動的共振回路の前記共振周波数を変化させることを特徴とする計量システム。
【請求項20】
請求項１９に記載の計量システムにおいて、前記コンデンサが、固定プレートと、適用される前記力に応じて前記第１のプレートに対して移動し、前記コンデンサの前記静電容量を変化させる可動プレートとを有することを特徴とする計量システム。
【請求項21】
請求項１４に記載の計量システムにおいて、前記力感受性要素が、インダクタンスを有するインダクタであり、前記インダクタンスは適用される前記力の関数として変化し、前記受動的共振回路の前記共振周波数を変化させることを特徴とする計量システム。
【請求項22】
請求項２１に記載の計量システムにおいて、前記インダクタに適用される力が、前記インダクタの長さ、形状または断面積の少なくとも１つを変化させ、前記インダクタの前記インダクタンスを変化させることを特徴とする計量システム。
【請求項23】
請求項１４乃至２２の何れか１項に記載の計量システムにおいて、前記受動的共振回路が、前記コンベヤベルトの長さに沿って延在する列の中に配置され、前記計測回路が前記コンベヤベルトの下の行および列の中に配置されることを特徴とする計量システム。
【請求項24】
請求項１４乃至２２の何れか１項に記載の計量システムにおいて、前記複数の受動的共振回路が第２の誘導コイルを有し、前記第２の誘導コイルが前記ベルトの前記底面側の近くに存在し、前記第１の誘導コイルが前記ベルトの前記底面側の近くに存在し、誘導結合を改善することを特徴とする計量システム。
【請求項25】
請求項１４乃至２２の何れか１項に記載の計量システムにおいて、前記コンベヤベルトがさらに、前記各位置のそれぞれにおいて前記コンベヤベルトの前記上面側に凸状突起を含み、前記凸状突起上に支持される搬送物品の重量が、前記凸状突起および前記コンベヤベルトを介して前記力感受性要素に伝達されることを特徴とする計量システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は概して動力駆動式コンベヤに関し、詳細には、搬送される物品をその場で計量するためにコンベヤベルトに埋設された力感受性要素を有するコンベヤシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
一部の使用では、各物品をコンベヤベルト上で搬送している間にそれらを別々に計量しなければならない。従来のコンベヤベルトシステムは、搬送される物品を最初に単体化し、その結果、ベルトがその上を通過する計量ステーションでそれらを連続的に計量できるようにする。物品を単一ファイルの中に押し込むために、単体化コンベヤセクションを計量ステーションの上流でコンベヤに挿入しなければならない。単体化セクションをコンベヤシステムに加えることは、コンベヤレイアウトの長さを増大し、搬送表面の有用な幅を低減する。２０００年９月１４日に公開された特開２０００−２４９５９１Ａ号公報は、チェーン上で単一ファイルに取り付けられた荷重検出ユニット内のロードセルを記載している。および、２０１３年２月２８日に公開された国際公開第２０１３／０２８３７８Ａ２号パンフレットは、その長さおよび幅に沿って分散されたロードセルを有するコンベヤベルトを記載している。しかしこれらシステムの両方は、ロードセルおよび関連する電子装置に電力を供給するためにベルトまたはチェーン上または内に配置される電源およびトランスミッタを必要とする。
【発明の概要】
【0003】
本発明の特徴を具現化するコンベヤベルトの一形態はベルト本体を有し、ベルト本体は上側表面と、ベルト本体内の各位置に配置された複数の受動的共振回路とを有する。受動的共振回路のそれぞれは共振周波数を有し、および力感受性要素を含む。力感受性要素は、力感受性要素に適用される力の関数として受動的共振回路の共振周波数を変化させる。
【0004】
本発明の別の態様において、本発明の特徴を具現化する計量システムは、コンベヤベルトと、コンベヤベルトの底面側の近くの多数の計測回路とを含む。コンベヤベルトは、コンベヤベルト上の各位置に配置された複数の受動的共振回路を含む。受動的共振回路のそれぞれは共振周波数を有し、および力感受性要素を含み、力感受性要素は、ベルトの上面側の搬送される物品から力感受性要素へ適用される力の関数として受動的共振回路の共振周波数を変化させる。計測回路のそれぞれは、公称周波数で発振する発振器を含む。各計測回路中の誘導コイルは、コンベヤベルトが通過するとき、誘導コイルの近くの受動的共振回路の１つに発振器を誘導結合する。受動的共振回路の共振周波数の変化は、コンベヤベルトの上面側の搬送される物品によって力感受性要素に適用される力の関数として、発振器の周波数をその公称周波数から変化させる。
【図面の簡単な説明】
【0005】
本発明のこれらの特徴および態様、ならびにその利点を、以下の記載、付随する請求項、および添付図面の中でより詳細に記載する。
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明の特徴を具現化するコンベヤベルトの一形態の一部が、図１に示されている。コンベヤベルト１０は、１つまたは複数のプラスチックベルトモジュール１４の一連の行１２から構成されたモジュール式プラスチックコンベヤベルトであり、１つまたは複数のプラスチックベルトモジュール１４は、連続する行の間でヒンジジョイント１８を形成する交互配置されるヒンジ要素１７の中のヒンジロッド１６またはピンによって端部同士がヒンジ式に接続される。ベルトモジュール１４は、ポリプロピレン、ポリエチレン、アセタールまたは複合ポリマーなどの熱可塑性ポリマーから従来式に射出成形される。力感受性要素２０が各位置においてコンベヤベルト１０に埋設される。この形態では、力感受性要素は、各ベルト行１２の幅を横切る行Ｒと、搬送方向２２においてベルトの長さに沿った列Ｃとの二次元の配列に配置されている。このように、いずれの各力感受性要素２０の位置も、ＰＲＣとして定めることができ、ここでＲは行（または各ベルト行が力感受性要素の列を１つだけを有する場合、ベルト行）を表し、Ｃはベルトの一方の側から他方の側までの列を表す。所与のベルトの力感受性要素の行および列間の配列の密度すなわち間隔は、搬送される物品の寸法および形状の事前認識によって決定することができる。この形態では、各力感受性要素２０は、ベルト１０の外側搬送表面２４に取り付けられる。力感受性要素は、カバー２６によって保護されてもよく、カバー２６は、搬送される物品の全重量が一群のカバーによって支持されるようにベルトの搬送表面２４をわずかに上回る凸状突起を形成するようにドーム状に成形されてもよい。力感受性要素は、搬送表面２４に対して垂直、すなわち直角である感知軸２８を有し、ベルトの力感受性要素の位置で搬送表面に対して直角に適用される力を計測する。
【0008】
コンベヤベルト１０は、図２において計量システム３０の中で示されている。コンベヤベルトは、上側運搬経路３２に沿って搬送方向２２に前進する。エンドレスベルトは、シャフト３６に取り付けられた駆動およびアイドルスプロケットの組３４、３５の周囲に巻き付けられ、シャフト３６の端部は、ベアリングブロック３８に支持される。駆動シャフトに結合された駆動モータ４０は駆動スプロケット３４を回転させ、駆動スプロケット３４はベルトの下側と係合し、ベルトを上側運搬経路３２に沿って搬送方向２２に駆動する。ベルトは下側戻り経路４２に沿って戻る。ローラ４４が、戻り経路においてベルトを支持し、最大弛度を低減する。
【0009】
図３に示されるように、コンベヤベルト１０は、摩耗ストリップ５０の上で運搬経路に沿って支持される。力感受性要素２０の起動回路５２がハウジング５４の中に収容され、ハウジング５４の上側表面は、摩耗ストリップ５０の上面のレベルであるかそれをわずかに下回る。起動回路５２は、コンベヤベルト１０の力感受性要素２０の列Ｃと整列された列に配置される。
【0010】
１つのベルト行の断面が図４に示されている。プラスチックベルトモジュール５５に埋設されているのは、上側プレート５８と下側プレート５９とを有するコンデンサ５６である。２つのプレートは、互いに平行に、およびベルト上に物品がないベルトの上側搬送表面２４と平行に示される。プレートは、ベルトの底面側２５近くのボビン６２の周囲に巻かれた誘導コイル６０の両側の端部に電気的に結合される。コンデンサは受動的な高Ｑ共振回路６１を形成するように誘導コイル６０を横切って電気的に接続される。外側起動回路５２は、発振器と、通り過ぎるベルトコイル６０に誘導結合された起動コイル６４とを含む。２つのコイルは、起動コイルがベルト内の受動的共振回路に誘導結合するのに十分な近さで配置される。起動コイル６０はハウジング５４内の電子装置６６を支持するように接続される。
【0011】
図５に示されるように、カバー２６の上にある搬送される物品の重量によって生成される力などの下向きの力Ｆが、コンデンサ５６の上側プレート５８を撓ませる、すなわち下方に移動させる。撓んだ上側プレート５８と、剛性の固定された下側プレート５９との間の間隔Ｓが低減すると、静電容量は比例して増大する。静電容量はプレート間の距離に反比例するためである。および上側プレートの移動は、適用される力Ｆに比例するので、静電容量は支持される物品によってカバー２６に適用される力に比例する。従って、コンデンサ５６は、図５の例における力感受性要素である。静電容量がわずかでも変化すると、誘導コイル６０とコンデンサ５６とによって形成された受動的Ｌ−Ｃ回路の共振周波数の変化が引き起こされる。一緒に、ベルト内の共振回路６１と外側回路６６内の発振器とが、ベルト内の検出回路部分とベルトの外側の計測回路部分とを備えた分散ロードセルを形成する。
【0012】
力感受性コンデンサの別の形態が、図９Ａおよび９Ｂに示されている。この形態では、コンデンサ１１２のプレート１１０、１１１は、すなわちそれらプレートによって画定された面は、コンベヤベルトの上側表面２４に対して概ね垂直である。第１のプレート１１０は垂直移動可能である一方、第２のプレート１１１は適所に確実に固定される。下向きの力が突起２６に作用しないとき、２つのプレート１１０、１１１は、図９Ａに示されるように互いに垂直にオフセットされる。図９Ｂのように、搬送される物品の重量によって下向きの力Ｆが適用されるとき、可動プレート１１０は下方１１４に移動し、２つのプレート間の領域を増大し、比例して静電容量を増大し、Ｌ−Ｃ回路の共振周波数を低減する。当然のことながら、２つのプレートは代替的に、力のない状態で垂直にオフセットされることなく平行に配置されてもよい。そのような設計では、下向きの力が、一方のプレートを他方に対して下方へ押し、オフセットを増大し、プレート間の領域を低減し、静電容量を低減し、Ｌ−Ｃ回路の共振周波数を増大し得る。図４のコンデンサ５６と同様に、図９Ａおよび図９Ｂのコンデンサ１１２は、誘導コイル６０を横切って接続される。
【0013】
図１０Ａおよび１０Ｂは、力感受性共振回路の別の形態を示す。この形態では、誘導コイルが力感受性要素である。コイル１２０は、受動的共振Ｌ−Ｃ回路を形成するために、固定静電容量コンデンサ１２２に電気的に接続される。下向きの力Ｆが突起２６に適用されるとき、コイル１２０’は、図１０Ｂに示されるように、バネのように圧縮される。コイルの低減された長さによりコイル１２０’のインダクタンスは増大し、Ｌ−Ｃ回路の共振周波数は低減する。コイルの断面を増大する下向きの力は、コイル１２０のインダクタンスも増大し得る。実際に、コイルの幾何学的形状における他の力によって誘導される変化は、そのインダクタンスおよび受動的Ｌ−Ｃ回路の共振周波数に影響を及ぼすことができる。
【0014】
図１１は代替的な力感受性コイル１２４を示す。このコイルの形状は固定されるが、突起２６上の下向きの力Ｆは、高透磁性を有する金属コア１２６を、コイル１２４の中へより深く押し下げる。コアの増大された侵入深さは、コイル１２４の透磁性およびインダクタンスを増大し、コイルおよび固定コンデンサ１３０によって形成されたＬ−Ｃ回路の共振周波数を低減する。代替的に、インダクタンスは、伝導リングを、コイルのより多くの巻きにより近づけるかそれを囲むように移動することによって、または伝導プレートをコイルのより近くに移動することによって、またはそれらの両方によって、増大することができる。当然のことながら、コア、プレートまたはリングは、コアの侵入を低減するかあるいはプレートまたはリングのコイルからの距離を増大するコンベヤベルト上の力の影響によりインダクタンスを低減しかつ共振周波数を増大するように、コイルに対して配置され得る。
【0015】
計量システムの１つのロードセルのブロック図が図６に示されている。ロードセルは、検出回路を形成する受動的共振回路６１をベルト内に、および起動コイルを含む発振器６８を外側ハウジング内に含む。コンベヤベルト内の検出回路は、ベルトに埋設された離散した電気構成要素から作製されてもよく、または、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いてより小さく作製されてもよい。発振器は、ベルト内の共振回路６１の共振周波数に近い周波数で共振するように設定される。共振回路が起動コイルの近くにあるとき、アンテナとして作用するこのコイルは、共振回路６１を発振器６８に誘導結合する。共振回路６１と発振器６８の相互作用は、共振回路の静電容量の変化に従って共振周波数を変化させる。発振器６８の周波数は、周波数検出器７０によって計測される。発振器および周波数検出器７０は、分離されたロードセルの計測回路を形成し、電源７２によって電力を供給される。発振器の周波数の変化は、コンデンサ５６の下向きの力と比例する。周波数検出器の出力は重量に変換され、局所的または遠隔式にデータレコーダ７４に記録される。
【0016】
より詳細な回路図が図７に示されている。受動的共振回路６１はコンデンサ５６とコイル６０とを含み、コンデンサの静電容量は適用される力によって変化する。コイル６０はインダクタンスＬ１を有するインダクタであり、コンデンサ５６は、適用される力の関数である静電容量Ｃ１を有する。コイルはまた、小型の直列抵抗を有する。ベルト内に電源は必要ない。共振周波数（ヘルツ）は、ｆｒ＝１／［２π（Ｌ１Ｃ１）１／２］によって与えられる。外側発振器６８は、インダクタンスＬ２を有する起動コイル６４と、図７に示されない小型の抵抗とを含む。可変静電容量を有するトリマコンデンサ７７と並列の固定静電容量を有するコンデンサ７５が、起動コイル６４の一端と大地との間に接続される。固定および可変コンデンサ７５、７７の組み合わされた静電容量は、Ｃ２である。コイル６４の他端は、演算増幅器（オペアンプ）９４の非反転入力部（＋）に接続される。コイル６４およびコンデンサ７６、７８の接合部は、オペアンプ９４の反転入力部（−）に接続される。ポジティブフィードバックがオペアンプ９４の出力部９６をその非反転入力部（＋）に接続することによって適用され、ｆｎ＝１／［２π（Ｌ２Ｃ２）１／２］によって与えられる公称発振器周波数に振動を維持する。トリマコンデンサ７７は、公称発振器周波数を、すなわちベルト内の共振回路６１から切り離されたときの発振器の周波数を、共振回路６１の共振周波数ｆｒに近い値に設定するように調整される。
【0017】
オペアンプ９４は、シングルエンドで作動され、ポジティブ電圧Ｖ（例えば＋５Ｖｄｃ）のその上側電圧レールおよび接地されたその下側電圧レールを有する。発振器６８によって生成されたポジティブにバイアスされた正弦波形９８が、発振器回路に負荷を与えないように高入力インピーダンスを有する緩衝増幅器として機能するエミッタフォロワオペアンプ１００内で緩衝される。緩衝された発振器信号は、周波数カウンタに適用される。周波数カウンタは、アナログおよびデジタル論理回路によって、またはマイクロコントローラによって実現されてもよい。
【0018】
図７中、周波数検出器は、マイクロコントローラ７１によって実現される。緩衝された発振器波形は、マイクロコントローラのアナログコンパレータのネガティブ入力部ＡＩＮ１に適用される。ポジティブ入力部ＡＩＮ０は、供給電圧Ｖを有する調整可能分圧器を形成するポテンチメータ１０２のワイパアームに接続される。ネガティブなコンパレータ入力部ＡＩＮ１の発振器波形の増幅が、ポテンショメータによって設定されたポジティブなコンパレータ入力部ＡＩＮ０の閾値電圧と交差するとすぐに、中断がマイクロコントローラ内で生じる。中断は、発振器波形のサイクル数を数えるカウンタの値を増加させるファームウェアのルーチンによって提供される。所定時間間隔内の合計サイクルカウントは、発振器周波数と比例する。サイクルカウントは、次の間隔の開始時にゼロにリセットされる。このように周波数検出器は、この例では周波数カウンタとして実現される。しかし、周波数を検出する他の方法が使用されてもよい。例えば、マイクロコントローラは、その周波数を抽出するために発振器波形上で高速フーリエ変換（ＦＦＴ）または高速ハートレー変換（ＦＨＴ）アルゴリズムを実行可能なデジタル信号処理（ＤＳＰ）装置であることができる。この場合、周波数検出器は、スペクトル分析器として実現される。
【0019】
ベルト内の共振回路６１が発振器６８から離れているとき、発振器の公称周波数ｆｎは共振回路による影響を受けない。ベルトが前進し共振回路６１が発振器６８のごく近くに来ると、２つの回路間の相互作用が増大する。発振器の周波数はその公称周波数ｆｎから変化する。周波数検出器は、周波数の変化を検出する。先に記載したように周波数検出器がマイクロコントローラ内の周波数カウンタとして実装されるとき、所定の間隔内のサイクルカウントは、ベルト内のコンデンサ５６に作用する力の計測値である。周波数の変化はベルトコイル６０の発振器コイル６４までの近接度の関数でもあるので、マイクロコントローラルーチンは、公称からの周波数の最大の変化を、ベルトコンデンサ５６に適用された力の最良計測値として報告する。マイクロコントローラは、サイクルカウントを重量値に変換する。マイクロコントローラ７１は、出力ディスプレイ１０４およびキーボード１０６などの手動入力装置を含むユーザインターフェースに接続されてもよい。同じくマイクロコントローラ７１は、他の起動ユニット内のマイクロコントローラとともに、メインコントローラ１０８に直接または無線式に接続される。
【0020】
図１中のような視認システムは、搬送表面の一部を視認するために運搬経路３２の上に支持されたカメラ７６または他の光学検出器を含む。カメラからの光学信号１０７がメインコントローラ１０８に送られる。メインコントローラは、パターン認識プロセスを実行し、ベルト上を搬送される各物品の足跡を光学信号から決定する。ベルトモジュールコーナ７８などのベルト上のある地点に関連するロードセル配列形状の事前認識を用いて、視認システムは、各物品の足跡の下の一群のロードセルを相対的に決定することができる。例えば、図８に示されるような搬送表面２４の部分において、物品Ｂは、２つの列Ｃおよび５つの行Ｒを覆いながら１０個のロードセルの上に横たわっている。一部またはすべてのベルト行上の光学的に検出可能な標識８０が、どの１０個のロードセルが物品Ｂによって覆われているのかを絶対的に特定するために視認システムによって使用されてもよい。この例では、視認システムは標識を読み取るが、その標識は符号化されてもよく、または単にそれがベルトの行１０の上にあることを示す数字１０であってもよい。配列形状の事前認識および列１０に対する物品Ｂの足跡を用いて、視認システムは、物品の下に横たわる１０個のコンデンサを特定することができる。視認システムは続いて計量プロセス８１を実行することができる。計量プロセス８１は、絶対位置ＰＲＣ＝｛（Ｒ、Ｃ）｝＝｛（１１、２）；（１１、３）；（１２、２）；（１２、３）；（１３、２）；（１３、３）；（１４、２）；（１４、３）；（１５、２）；（１５、３）｝のコンデンサの計測値を組み合わせ、物品Ｂの重量を計算する。ロードセル計測値は、例えば、下に横たわる物品の重量に等しいまたは比例する値を計算するように各ロードセル計測値を合計することによって、組み合わせてもよい。物品のそれぞれは、視認システムの読取装置が解釈可能なバーコードなどの特定用しるし８２によって標識を付けられる。このようにして、計算された重量を、特定の物品と関連付けることができる。および、視認システムはベルトの幅全体を視認するので、物品は、運搬経路中の静止計量ステーション上で単一ファイルの中に配置されなくてもよい。さらに、ベルト内の共振回路は、ベルトを停止することなく重量を計測することを可能にする。視認システムのビデオディスプレイを使用して、システム動作状態および設定または各物品の重量を監視してもよい。コントローラ１０８は、記載したプロセスを実行可能なプログラム可能な論理コントローラ、ラップトップ、デスクトップまたはいずれかの適切なコンピュータ装置であってもよい。
【0021】
視認システムは、重量を各物品に割り当てる他の手段を使用することができる。例えば、コンデンサのそれぞれの位置に、搬送表面２４またはロードセルカバー２６上で標識を付けることができる。標識は各ロードセルを明確に特定することができ、または単にコンデンサのそれぞれもしくは所定のサブセット上の点８８（図１）などの汎用位置表示であることができる。全てのコンデンサの位置に標識が付けられる場合、視認システムは、配列レイアウトの事前認識を必要としない。別の例として、視認システムは代替的に、物品の足跡の周りの拡大された領域９０（図８）中のすべてのコンデンサを選択し、それらの計測値を合計することができる。物品Ｄの下にないコンデンサはゼロの計測値を生成し、それは重量に加えられない。これにより物品全体が正確に計量されることが保証される。当然のことながら、別の物品が近くにある場合、拡大される領域はその隣接する物品を包含しないように慎重に選択されなければならない。
【0022】
物品が十分に分散されその結果２つの物品が同じまたは隣接するコンデンサ上にない場合、各物品の重量は、非ゼロを示す連続ロードセルのロードセル計測値を合計することによって決定することができる。
【0023】
いくつかの形態を参照して計量システムを詳細に記載してきたが、他の形態が可能である。例えば、コンベヤベルトはモジュール式プラスチックコンベヤベルトでなくてもよい。例えばそれはフラットベルトまたはスラットコンベヤであってもよい。別の例として、記載されたもの以外の視認アルゴリズムおよびベルト上の検出可能な標識が、各物品およびそれらの下に横たわるロードセルを特定するために視認システムによって使用されてもよい。従って、これらの数少ない例が提案するように、請求項の範囲を例示的な形態の細部に制限するつもりはない。
【国際調査報告】