Устройство для захвата яиц, имеющее переплетенные элементы, и связанные с этим устройством системы и способы
Группа изобретений относится к пищевой промышленности, в частности к устройствам для захвата яиц. Предложено устройство (500) для захвата яиц. Это устройство содержит корпус (502) и удлиненные элементы (560), проходящие от корпуса (502). Удлиненные элементы (560) переплетены с формированием каркаса (550), способного удерживать яйцо (1). Каркас (550) имеет дистальный конец (525, 554) и проксимальный конец (552), на котором удлиненные элементы функционально соединены с корпусом (502). Удлиненные элементы (560) взаимодействуют, образуя отверстие на дистальном конце (554), через которое входит яйцо (1). Во время взаимодействия удлиненных элементов (560) с яйцом они отклоняются вокруг яйца (1) и яйцо (1) размещается в каркасе (550). Также предложены относящиеся к этому устройству системы и способы. Использование группы изобретений позволит повысить качество обработки яиц. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение в целом относится к устройствам для выполнения технологических операций с яйцами. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству для захвата яиц, способному обеспечить гибкость при захватывании яиц, имеющих разную форму, размеры и ориентацию, а также к связанным с этим устройством системам и способам.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для выполнения технологических операций с птичьими яйцами в инкубаторно-птицеводческом хозяйстве или других комплексах по выполнению технологических операций с яйцами (например, с пищевыми яйцами) используются различные механические системы. В инкубатории такие механические системы для выполнения технологических операций с яйцами могут содержать, например, систему для перемещения яиц, используемую для перемещения яиц из лотка, соединенную с инкубатором для яиц (обычно называемым «лотком»), в контейнер, соединенный с выводным инкубатором (обычно называемым «выводной корзиной»). В других вариантах выполнения пример подобных механических систем для выполнения технологических операций с яйцами может включать систему для удаления яиц, предназначенную для удаления отдельных яиц из лотков. При наличии систем для удаления яиц обычно удаляют неживые яйца от живых яиц с целью увеличения доступного пространства инкубатора, уменьшения риска заражения, а также с целью снижения затрат на вакцины, относящиеся к вакцинированию in ovo. В комплексе по выполнению технологических операций с пищевыми яйцами яйца могут перемещаться механически или вручную по разным причинам.
В выводном инкубаторе яйца, определенные как неживые, могут быть удалены вручную или с помощью автоматизированного устройства для удаления яиц. В таком устройстве для удаления яиц могут использоваться механические средства, которые могут расколоть яйца при контакте с ними. В других вариантах выполнения автоматизированные устройства для удаления яиц могут использовать подъемные устройства всасывающего типа, в которых используются вакуумные системы, требующие дополнительных механизмов и энергии для их работы. Кроме того, такие подъемные устройства всасывающего типа сложно обслуживать и чистить, особенно после контакта с нежизнеспособным яйцом (неоплодотворенным или содержащим мертвый эмбрион), которое разрывается из-за размножения бактерий внутри яйца. Кроме того, чашечный держатель на полимерной основе может деформироваться у своих кромок после непрерывного использования, что отрицательно сказывается на всасывающих и подъемных свойствах подъемного устройства. К тому же подъемные устройства всасывающего типа не выравнивают яйца, расположенные в лотке для яиц под углом.
Соответственно, имеется необходимость в создании устройства для захвата яиц и связанной с ним системы, способной захватывать яйца простым образом и имеющей гибкость, с учетом яиц различных форм, размеров и ориентаций, обеспечивая при этом дополнительную функцию выравнивания яиц, расположенных не на оси. Кроме того, имеется необходимость в создании соответствующего способа, который упростит и обеспечит лучшее прикрепление яиц.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Указанные выше и другие потребности решены с помощью аспектов настоящего изобретения, причем в соответствии с одним аспектом предложено устройство для захвата яиц, имеющее корпус и удлиненные элементы, проходящие от корпуса. Удлиненные элементы переплетены с формированием каркаса, выполненного с возможностью удерживать яйцо. Удлиненные элементы взаимодействуют, образуя отверстие, через которое входит яйцо, когда удлиненные элементы взаимодействуют с яйцом и отклоняются вокруг него таким образом, что яйцо помещается в каркас.
В другом аспекте предложена система для выполнения технологических операций с яйцами, имеющая головку, выполненную с возможностью подъема и опускания. С головкой функционально взаимодействуют устройства для захвата яиц. Каждое устройство для захвата яиц имеет удлиненные элементы, переплетенные с формированием каркаса, выполненного с возможностью удержания яйца. Удлиненные элементы взаимодействуют, образуя отверстие, через которое входит яйцо при взаимодействии с удлиненными элементами, и отклоняются вокруг яйца, в результате чего яйцо размещается в каркасе.
Еще в одном аспекте предложен способ прикрепления яиц. Способ включает опускание устройства для захвата яиц для осуществления взаимодействия с яйцом, при этом устройство для захвата яиц имеет удлиненные элементы, переплетенные с формированием каркаса, выполненного с возможностью удержания яйца, причем удлиненные элементы взаимодействуют, образуя отверстие, через которое входит яйцо. Способ дополнительно включает введение каркаса в контакт с яйцом в отверстии. Способ дополнительно включает размещение яйца в каркасе путем отклонения удлиненных элементов вокруг яйца. Способ дополнительно включает подъем устройства для захвата яиц. В соответствии с одним аспектом, способ дополнительно включает извлечение яйца из каркаса путем приведения в действие высвобождающего устройства.
Еще в одном аспекте предложена система для удаления яиц, имеющая вращающийся барабанный узел. Система для транспортировки яиц дополнительно содержит устройства для захвата яиц, функционально взаимодействующие с вращающимся барабанным узлом. Каждое устройство для захвата яиц имеет удлиненные элементы, переплетенные с формированием каркаса, выполненного с возможностью удержания яйца. Удлиненные элементы взаимодействуют, образуя отверстие, через которое входит яйцо при взаимодействии удлиненных элементов с яйцом и отклоняются вокруг него таким образом, что яйцо размещается в каркасе.
Таким образом, различные аспекты настоящего изобретения обеспечивают преимущества, которые в остальном подробно описаны в настоящем документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Таким образом, после описания разных вариантов выполнения настоящего изобретения в общих терминах, ниже они будут описаны со ссылкой на сопровождающие чертежи, которые не обязательно приведены в масштабе и на которых:
Фиг. 1 изображает схематический вид в аксонометрии системы для выполнения технологических операций с яйцами, выполненной с возможностью использования устройств для захвата яиц, выполненных в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения;
Фиг. 2 изображает схематический вид в аксонометрии устройства для захвата яиц, выполненного в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения;
Фиг. 3 изображает схематический вид сбоку устройства для захвата яиц, показанного на Фиг. 2;
Фиг. 4 изображает схематический вид снизу устройства для захвата яиц, показанного на Фиг. 2;
Фиг. 5 изображает вид сбоку устройства для захвата яиц, показанного на Фиг. 2, с яйцом, размещенным в устройстве для захвата яиц;
Фиг. 6 иллюстрирует последовательность отклонения устройства для захвата яиц, в котором удлиненные элементы могут отклоняться наружу для размещения яиц разных размеров, форм и ориентаций, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения;
Фиг. 7 изображает вид сверху устройства для захвата яиц, имеющего отклоняющиеся удлиненные элементы, иллюстрирующий сформированный контур цветка, когда удлиненные элементы отклонены наружу;
Фиг. 8 изображает вид в аксонометрии устройства для захвата яиц, взаимодействующего с яйцом, расположенным наклонно в лотке для яиц;
Фиг. 9 изображает вид сбоку устройства для захвата яиц, имеющего удлиненные элементы, выполненные в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения;
Фиг. 10 иллюстрирует, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения, последовательность размещения яйца, согласно которой устройство для захвата яйца, содержащее чехол, размещает яйцо; и
Фиг. 11 изображает схематический вид системы для удаления яиц, имеющей вращающийся барабанный узел и прикрепленные к нему устройства для захвата яиц, выполненные в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее более подробно описаны различные аспекты изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых показаны некоторые, но не все аспекты изобретения. В действительности, настоящее изобретение может быть реализовано во многих различных формах и не должно быть истолковано как ограниченное аспектами, изложенными в настоящем документе; скорее, эти аспекты выполнены таким образом, что настоящее изобретение будет удовлетворять применяемым законодательным нормам. Одинаковые номера позиций относятся к одинаковым элементам во всем документе.
Настоящее изобретение относится к устройствам, системам и способам, выполненным с возможностью захвата яиц для осуществления различных процессов. В соответствии с некоторыми аспектами, настоящее изобретение предлагает средства для захвата и переноса яиц без средств, обеспечивающих вакуум / всасывание. Термины «без средств, обеспечивающих вакуум / всасывание» подразумевают неиспользование вакуума или всасывания, необходимого для взаимодействия с яйцом с целью захвата указанного яйца для транспортировки. В качестве альтернативы, аспекты настоящего изобретения предлагают средства физического взаимодействия для захвата яйца. Такие аспекты настоящего изобретения, не использующие вакуум / всасывание, обеспечивают ряд преимуществ, в том числе упрощение средств для прикрепления яиц, улучшение удобства обслуживания, повышение надежности, улучшение приспособляемости при захвате яиц разных размеров, форм и ориентации. В этой связи проблема, которую необходимо решить, имеет отношение к более щадящему механическому выполнению технологических операций с яйцами, в частности яиц, содержащих живые зародыши, в которых риски раскалывания снижаются за счет обеспечения решения, предусматривающего адаптируемость к захвату яиц, имеющих разную форму и размеры и установленных с различными ориентациями.
Фиг. 1 иллюстрирует автоматизированную систему 100 для выполнения технологических операций с яйцами. В соответствии с конкретным аспектом, показанным на Фиг. 1, система 100 выполнена с возможностью удаления и/или переноса яиц. При этом аспекты настоящего изобретения не ограничены системой 100, показанной на Фиг. 1. Аспекты настоящего изобретения могут быть реализованы в любой системе или устройстве, в которых требуется осуществить прикрепление яиц. Например, аспекты настоящего изобретения могут быть реализованы в системе для перемещения яиц, используемой для перемещения яиц из инкубационного лотка (так называемого «лотка для яиц») в выводной лоток (так называемую «выводную корзину»).
Как показано на Фиг. 1, система 100 может, в частности, быть использована для удаления яиц, расположенных в лотке для яиц, который содержит гнезда для размещения отдельных яиц и обеспечивающих, в целом, вертикальное расположение яиц, хотя яйца часто могут иметь разную степень наклона внутри отдельных гнезд. Примеры соответствующих промышленных лотков включают, но не ограничены этим, лотки "CHICKMASTER 54", "JAMESWAY 42" и "JAMESWAY 84" (причем в каждом случае число указывает на количество яиц, размещаемых в лотке). С помощью системы 100 все яйца или отобранные яйца могут быть удалены из лотка для яиц, когда они расположены ниже головки 200 для выполнения технологических операций с яйцами.
В соответствии с некоторыми аспектами, система 100 может содержать раму 110 и конвейерный узел 112, обеспечивающий перемещение лотков для яиц в автоматизированном режиме по системе 100 до положения удаления. Конвейерный узел 112 может содержать направляющую систему, выполненную с возможностью приема и направления лотков для яиц до положения удаления. Узел 112 может дополнительно содержать соответствующие ограничительные элементы, датчики, приводные ремни, бесконечные петли, двигатели и т.д. для соответствующего перемещения и размещения лотков для яиц в системе 100. В некоторых вариантах выполнения лотки для яиц могут продвигаться через систему 100 вручную.
Яйца, поступающие в систему 100 в лотках для яиц, могут иметь различные классификационные характеристики. Например, лотки для яиц могут содержать яйца, классифицируемые по жизнеспособности, содержанию патогенных микроорганизмов, генетическим анализам или их комбинации. Таким образом, яйца пропускают через систему для классификации яиц с целью классификации каждого яйца, содержащегося в лотке для яиц. Такие яйца могут быть классифицированы как жизнеспособные или нежизнеспособные (то есть, те яйца, которые не содержат жизнеспособный эмбрион в соответствии с системой классификации яиц), при этом нежизнеспособные яйца могут далее подразделяться, например, на бесплодные, сгнившие или мертвые яйца. Иллюстративные системы для классификации яиц могут быть выполнены с возможностью классификации яиц с использованием, например, методов просвечивания яиц (непрозрачность, инфракрасное излучение, ближнее инфракрасное излучение и т.д.), методов отбора проб или других известных и подходящих способов определения, процессов или методов. После классификации яйца могут быть извлечены соответствующим образом из лотка для яиц с использованием системы 100, в соответствии с установленной классификацией, например, удаляя нежизнеспособные яйца из лотка для яиц.
Как показано на Фиг. 1, система 100 может содержать головку 200 для выполнения технологических операций с яйцами, соединенную с рамой 110. В соответствии с аспектами настоящего изобретения, головка 200 для удаления яиц может содержать множество устройств 500 для захвата яиц, как показано на Фиг. 2-5, выполненных с возможностью избирательного или неизбирательного захвата яиц из лотка для яиц. В некоторых вариантах выполнения головка 200 может содержать пластину 220, к которой прикреплены, соединены или иным образом зафиксированы устройства 500. В соответствии с некоторыми аспектами, в пластине 220 могут быть выполнены отверстия для приема устройств 500. В некоторых вариантах выполнения устройствами 500 можно управлять выборочно или по отдельности. То есть, устройства 500 могут размещаться выборочно, в результате чего можно выборочно управлять их взаимодействием с соответствующими яйцами. Например, устройство 500 может быть выполнено с возможностью выборочного взаимодействия с соответствующими яйцами таким образом, что только те яйца, которые идентифицированы как первая подгруппа яиц (например, живые или жизнеспособные), входят в контакт для удаления или перемещения из лотка для яиц. В таких вариантах выполнения вторая подгруппа яиц (например, неживые или нежизнеспособные), может оставаться в лотке для яиц для дальнейшего выполнения технологических операций, не входя в контакт с любым одним из устройств 500.
В соответствии с некоторыми аспектами, конвейерный узел 112 может перемещать яйца, хранящиеся в лотке для яиц, через систему для классификации яиц так, что каждое яйцо проходит через него таким образом, что данные (классификационный признак яйца) могут быть получены для каждого яйца. Данные, собранные с помощью системы для классификации яиц, могут быть направлены в контроллер для обработки и хранения данных, относящихся к каждому яйцу. При этом контроллер может быть выполнен с возможностью генерирования выборочного сигнала удаления, посылаемого к устройствам 500 для захвата яиц так, чтобы отдельные устройства 500 (или подмножества устройств 500) изолированно и по отдельности перемещались к различным положениям, в зависимости от классификационного признака для каждого яйца, с учетом данных, собранных с помощью системы для классификации яиц.
В других вариантах выполнения устройство 100 для выполнения технологических операций с яйцами может содержать головку 200 для выполнения технологических операций с яйцами, соединенную с рамой ПО и выполненную с возможностью вертикального перемещения для взаимодействия с яйцами, содержащимися в лотке для яиц, когда они находятся в положении удаления под головкой 200. Головка 200 может иметь пневматический или электрический привод для осуществления вертикального перемещения для того, чтобы обеспечить взаимодействие с яйцами в лотке для яиц. В некоторых вариантах выполнения головка 200 может опускаться и подниматься пневматически с помощью передаточного цилиндра (не показан), гидравлически связанного с пневматической системой, как известно специалистам в данной области техники. В некоторых вариантах выполнения головка 200 может быть выполнена с возможностью бокового или горизонтального перемещения за пределы конвейерного узла 112 и/или положения удаления.
В других вариантах выполнения головка 200 может быть выполнена с возможностью дугообразного перемещения с использованием, например, серводвигателя. В вариантах выполнения, в которых головка 200 выполнена с возможностью перемещения, устройства 500 для захвата яиц могут быть прикреплены к головке 200 так, что устройства 500 не перемещаются по отдельности и изолированно для взаимодействия с яйцами. Вместо этого, со всеми яйцами в лотке для яиц взаимодействуют различные устройства 500, перемещаемые головкой 200. При этом, когда устройства 500 управляются выборочно или независимо, головка 200 по разным причинам все еще может продолжать перемещение, в том числе транспортируя яйца, удаленные из лотка для яиц, в какое-либо другое место. В некоторых вариантах выполнения устройства 500 могут быть расположены на головке, прикрепленной к раме роботизированной системы, имеющей шарнирный робот-манипулятор. Роботизированная система может иметь систему наведения, выполненную с возможностью размещения устройств 500 вблизи яйца для взаимодействия с ним.
Как показано на Фиг. 8, система 100 может быть выполнена с возможностью взаимодействия или вхождения в контакт с яйцами для их удаления из лотка для яиц с использованием устройства 500 для захвата яиц. В соответствии с некоторыми аспектами, устройство 500 может содержать каркас 550. В некоторых вариантах выполнения каркас 550 может проходить от корпуса 502, при этом корпус 502 выполняет функцию основания, от которого проходит каркас 500. Каркас 550 может иметь проксимальный конец, к которому прикреплен или присоединен корпус 502 или другая основа. Корпус 502 может быть выполнен с каркасом 550 как единая цельная конструкция, тогда как в других вариантах выполнения корпус 502 может быть выполнен отдельно от каркаса 550. Каркас 550 ограничивает полость 556, в которой яйцо удерживается так, что сам каркас 550 образует псевдозащитную конструкцию вокруг яйца.
Каркас 550 может быть выполнен с возможностью захвата яйца с использованием физического контакта и взаимодействия, в результате чего яйцо может быть вынуто из лотка для яиц или из другого контейнера или поверхности. При этом для захвата яиц каркас 550 может действовать без использования вакуума / всасывания. Каркас 550 может быть выполнен с возможностью отклонения вокруг яйца, как показано на Фиг. 6, когда каркас 550 перемещается или опускается на яйцо таким образом, что яйцо помещается или прикрепляется внутри каркаса 550. В некоторых вариантах выполнения яйцо можно поднять, используя устройство 500 для захвата яиц, в котором яйцо удерживается в каркасе, противодействуя силе тяжести. При этом каркас 550 должен обеспечивать достаточную жесткость, чтобы предотвращать выпадение яйца из каркаса 550 под действием собственного веса и/или при перемещении. Каркас 550 может ограничивать отверстие 560, через которое проходит яйцо для размещения в каркасе 550. Центральная ось 510 может быть задана устройством 500 как его продольная ось по длине устройства. Отверстие 560 образовано вокруг центральной оси 510 и сформировано на дистальном конце 554 каркаса 550. Отверстие 560 может иметь любые размеры и формы. Например, удлиненные элементы 525 могут переплетаться, образуя отверстие 560 шестиугольной формы, как показано на Фиг. 4. В некоторых вариантах выполнения длина окружности или размеры отверстия 560 могут быть меньше длины окружности яйца в его самой широкой части (то есть посередине яйца или посередине между концами). В некоторых вариантах выполнения отверстие 560 может быть по существу меньше длины окружности самой широкой части яйца, когда оно расположено вертикально.
В некоторых вариантах выполнения каркас 550 может быть сформирован из удлиненных элементов 525, выполненных с возможностью отклонения вокруг яйца для захвата яйца и удержания яйца в каркасе 550, без механического приведения в действие удлиненных элементов 525. В соответствии с некоторыми аспектами, удлиненные элементы 525 могут проходить от корпуса 502 или выступать из него. Удлиненные элементы 525 могут переплетаться для формирования каркаса 550. В этом отношении термин «переплетение» относится к перекрытию и/или переплетению удлиненных элементов 525 с формированием каркаса 550, способного охватывать и удерживать яйцо. Таким образом, переплетенные удлиненные элементы 525 образуют каркас из перекрывающих друг друга частей, которая охватывает и окружает яйцо, как показано на Фиг. 5. Переплетенные удлиненные элементы 525 могут иметь разные размеры, расположения или конфигурации, которые позволяют каркасу 550 захватывать яйцо, используя физический контакт и взаимодействие с яйцом в качестве средства для захвата яйца. Независимо от формы, которую принимает переплетенный каркас 550, устройство 500 для захвата яиц может быть выполнено с возможностью захвата яиц посредством физического контакта и без использования всасывания. Удлиненные элементы 525 могут проходить от корпуса 502 под разными углами, например, около пяти градусов.
В соответствии с одним аспектом, как показано на Фиг. 2-5, удлиненные элементы 525 могут представлять собой петли, проходящие от корпуса 502, с формированием преимущественно U-образной формы. В этом аспекте каждый удлиненный элемент 525 может иметь два прямых сегмента 530, проходящих от корпуса 502 и соединенных дугообразным сегментом 532. Петлеобразные удлиненные элементы 525 могут быть переплетены для формирования каркаса 550. Дугообразные сегменты 532 могут перекрещиваться, образуя отверстие 560 на дистальном конце 554. Длина 565 каркаса 550 позволяет принимать яйца разного размера. Например, длина 565 может составлять около 2,75 дюйма (6,99 см). Когда дистальный конец каркаса 550 взаимодействует с яйцом, дугообразные сегменты 532 физически контактируют с яйцом и перемещаются по поверхности контура каркаса, когда яйцо помещается в каркасе 550.
В некоторых вариантах выполнения каждый петлеобразный удлиненный элемент 525 может попеременно проходить над/под другими петлеобразными удлиненными элементами 525, которые он пересекает. Например, как показано на Фиг. 4, удлиненный элемент 525а может проходить над удлиненными элементами 525 с и 525е и под удлиненными элементами 525b и 525d; удлиненный элемент 525b может проходить над удлиненными элементами 525а и 525f и под удлиненными элементами 525 с и 525е; удлиненный элемент 525 с может проходить над удлиненными элементами 525b и 525d и под удлиненными элементами 525а и 525f; удлиненный элемент 525d может проходить над удлиненными элементами 525а и 525f и под удлиненными элементами 525 с и 525е; удлиненный элемент 525е может проходить над удлиненными элементами 525b и 525d и под удлиненными элементами 525а и 525f; удлиненный элемент 525f может проходить над удлиненными элементами 525с и 525е и под удлиненными элементами 525b и 525d. При этом переплетенные удлиненные элементы 525 могут быть выполнены с возможностью формирования сложной переплетающейся структуры, ограничивающей отверстие 560, если смотреть с дистального конца 554. Поскольку удлиненные элементы 525 переплетаются, когда дистальный конец 525 испытывает воздействующую на него силу (например, от яйца), удлиненные элементы 525 раскрываются вместе, как последовательно показано на Фиг. 6. Таким образом, когда один удлиненный элемент 525 начинает отклоняться и открывается, соседний удлиненный элемент 525 при этом также раскрывается аналогично цветку в природе (см. Фиг. 7), за счет переплетения. В этом случае удлиненные элементы 525 представляют собой так называемые лепестки, которые способны отклоняться наружу (то есть распускаться) от центральной оси 510.
В соответствии с некоторыми аспектами, удлиненные элементы 525 могут быть выполнены из податливого, гибкого или упругого материала, позволяющего каркасу 550 отклоняться от яйца при контакте с ним. Каркас 550 может быть изготовлен из различных материалов, обладающих способностью отклоняться, упругостью или эластичностью, например, из эластичных материалов, упругих материалов, сверхупругих материалов, псевдо-упругих материалов и материалов с памятью формы. В некоторых вариантах выполнения удлиненные элементы 525 могут быть изготовлены из материала с памятью формы (например, сплава с памятью формы или полимера с памятью формы), обладающего способностью возвращаться из деформированного состояния (временная форма) в свою первоначальную (постоянную) форму. В некоторых вариантах выполнения материал с памятью формы может возвращаться в свою первоначальную форму при воздействии внешних факторов, например, при изменении температуры. В других вариантах выполнения удлиненные элементы 525 могут быть изготовлены из сверхупругого сплава (например, никель-титанового (нитинол)), который при деформации возвращается к своей форме до деформации без воздействия внешних факторов. При механической нагрузке сверхупругий сплав деформируется обратимо до максимальных значений деформаций (до 10%) путем создания фазы, вызванной воздействием напряжений. При снятии нагрузки новая фаза становится нестабильной, и материал восстанавливает свою первоначальную форму. Такие сверхупругие материалы, псевдо-упругие материалы и материалы с памятью формы обеспечивают преимущество сопротивляться усталости, что является существенным условием с учетом значительного количества обрабатываемых яиц в инкубаториях и промышленном производстве пищевых яиц. Примеры материалов, подходящих для использования в соответствии с настоящим изобретения, включают, но не ограничиваются ими, нитинол, сплавы CuZnAl, сплавы CuAINi и сплавы CuAlBe. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, могут быть пригодны для использования полимеры с памятью формы, такие как пенополиуретаны или блок-сополимеры (например, полиэтилентерефталат (ПЭТФ), полиэтиленоксид (ПЭО) и т.д.). В некоторых вариантах выполнения удлиненные элементы 525 могут быть выполнены из металлических сплавов (например, из нержавеющей стали) или полимерных компонентов или их комбинаций. В соответствии с одним конкретным аспектом удлиненные элементы 525 могут быть выполнены из материала, имеющего модуль упругости (Юнга) около 7*106 фунт/кв. дюйм (48 ГПа).
В некоторых вариантах выполнения удлиненные элементы 525 могут быть выполнены в форме эластичной и гибкой проволоки (металлического или полимерного провода), причем каркас 550 сформирован переплетенной податливой проволочной конструкцией, в которую помещается или в которой прикрепляется яйцо. Переплетенная проволочная конструкция отклоняется вокруг яйца, не проходя через яйцо, поскольку проволока достаточно тонкая, поэтому она изгибается и пружинит над поверхностью яйца. Проволока может иметь любой диаметр, который обеспечивает каркасу 550 упругость и жесткость. При этом диаметр проволоки может быть выбран таким образом, чтобы обеспечить отклонение удлиненных элементов 525 вокруг яйца для захвата яйца, одновременно обеспечивая достаточную жесткость, при которой яйцо, размещенное в каркасе 550, не выпадает из нее под действием собственного веса. Например, удлиненные элементы 525 могут представлять собой шесть проволок, взаимодействующих с формированием каркаса 550, причем диаметр каждой проволоки составляет менее 1,22 мм или, предпочтительно, диаметр составляет от 0,025 дюйма (0,635 мм) до 0,040 дюйма (1,02 мм), более предпочтительно, диаметр составляет приблизительно 0,032 дюйма (0,813 мм).
Так как удлиненные проволочные элементы 525 переплетаются, диаметр проволоки может быть меньше диаметра, который использовался бы для конструкции без переплетения, тем самым обеспечивая улучшенную гибкость каркаса 550, что позволяет захватывать яйца, имеющие разные размеры, форму и ориентацию. Иными словами, переплетение удлиненных элементов 525 обеспечивает эффект, при котором яйцо может удерживаться в каркасе 550 при использовании проволоки меньшего диаметра, чем проволока, использующаяся в конструкции без переплетения. Переплетенная проволока меньшего диаметра обеспечивает большее отклонение каркаса 550 и более щадящее взаимодействие с яйцом, что приводит к уменьшению растрескивания яиц, при этом сохраняется достаточная жесткость для удержания яйца при подъеме и/или перемещении устройства 500 для захвата яиц. При этом количество переплетенной проволоки и частота переплетения могут возрастать по мере уменьшения и/или увеличения диаметра проволоки для обеспечения силы захвата, необходимой для удержания яйца в каркасе 550. Например, конфигурация, показанная на Фиг. 9 иллюстрирует эту конструкцию, в которой для формирования каркаса 550 используется больше проволоки меньшего диаметра, чем показано на Фиг. 2-5. В некоторых вариантах выполнения может использоваться большее количество более тонкой проволоки для окружения или удержания яйца, так что проволока является слишком непрочной для захвата яйца, но при этом она позволяет изолировать яйцо от соседних яиц.
Хотя выше описаны определенные конкретные особенности удлиненных элементов 525, следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается указанными отличительными признаками. То есть удлиненные элементы 525 могут быть изготовлены из любого подходящего материала, в котором сочетание выбора материала и степени переплетения может обеспечить правильное соотношение гибкости и силы захвата. В этом отношении гибкостью и эффективностью захвата можно управлять с помощью нескольких переплетенных удлиненных элементов 525, с учетом, в таких вариантах выполнения, диаметра проволоки. Кроме того, форма удлиненных элементов 525 не ограничивается U-образной формой, показанной на Фиг. 2-5. Напротив, удлиненные элементы 525 могут иметь любую форму, например, удлиненные элементы могут представлять собой прямоугольную или прямолинейную проволоку, определенным образом перевитой для создания правильного соотношения гибкости и силы захвата для удержания яйца. Кроме того, количество удлиненных элементов 525 и их длина могут быть больше или меньше в зависимости от силы, необходимой для захвата яйца.
Первоначальное взаимодействие с яйцом может осуществляться на основании естественной упругости или растягивающего усилия с эффектом памяти удлиненных элементов 525. При этом после первоначального взаимодействия с яйцом удлиненные элементы 525 удерживают яйцо таким образом, что для удержания яйца в каркасе 550 не требуется постоянное внешнее механическое натяжение. Удлиненные элементы 525 могут упруго изгибаться для удержания яиц разного размера, формы и разной ориентации, как показано на Фиг. 8. При этом каркас 550 может содержать автоматические и пассивные захватывающие средства. Удлиненные элементы 525 могут отслеживать профиль яйца, чтобы захватить яйцо при перемещении упругих элементов 525 по яйцу.
В соответствии с некоторыми аспектами, устройство 500 для захвата яиц может содержать приводное устройство, выполненное с возможностью перемещения каркаса 550 по яйцу для захвата яйца. Приводное устройство может представлять собой линейный привод, например, пневматически регулируемый цилиндр. В некоторых вариантах выполнения яйцо может быть полностью или частично продвинуто в каркасе 500, в то время как каркас остается в неподвижном положении. В вариантах выполнения, в которых устройствами 500 управляют выборочно, каждое приводное устройство может быть выполнено с возможностью приема сигнала, указывающего на классификационный признак яйца для соответствующих яиц в лотке, в результате чего приводные устройства могут приводиться в действие выборочно, облегчая, тем самым, взаимодействие или контакт конкретно выбранных устройств 500 с соответствующими яйцами. При выборочной активации приводных устройств можно эффективно избежать взаимодействия компонентов устройства 500 с неживыми или иными подозрительными яйцами.
В соответствии с некоторыми аспектами, устройство 500 для захвата яиц может содержать высвобождающее устройство, выполненное с возможностью высвобождения яйца из каркаса 550. В некоторых вариантах выполнения высвобождающее устройство может содержать контактный элемент, выполненный с возможностью контакта с яйцом для принудительного выведения яйца из взаимодействия с каркасом 550. В некоторых вариантах выполнения каркас 550 может быть изготовлен из материалов с памятью формы, при этом высвобождающий механизм для высвобождения яиц может предусматривать подачу электрического тока или изменение температуры в каркасе 550, в результате чего яйцо высвобождается в соответствии с протоколом деблокирования памяти.
В некоторых вариантах выполнения, как показано на Фиг. 8, может быть использован узел 700 для поддержки яиц, предназначенный для подъема яиц из лотка 30 для яиц таким образом, что каркас 550 выполнен с возможностью соответствующего продвижения для полного захватывания яиц без помех со стороны лотка 30 для яиц. Лоток 30 для яиц может быть, как правило, открытым, так что каждое гнездо 40 для яиц содержит отверстие, через которое яйцо может быть поднято снизу. При этом яйца могут быть подняты снизу лотка для яиц с помощью узла 700 для поддержки яиц, тогда время как устройства 500 для захвата яиц поднимают и извлекают яйца из лотка сверху. То есть, узел 700 для поддержки яиц может работать и размещаться под лотком для яиц, в то время как устройства 500 работают и размещаются над лотками для яиц. Таким образом, узел 700 для поддержки яиц обеспечивает поддержку яиц таким образом, что каркас 550 может продвигаться над яйцами для их прикрепления. В соответствии с некоторыми аспектами, узел 700 для поддержки яиц может содержать несколько опор 710 для поштучного подъема каждого яйца из соответствующего гнезда 40 для яиц. Таким образом, яйца могут быть подняты по отдельности друг от друга.
Во время работы, как показано на Фиг. 5, лоток 30 для яиц, содержащий яйца 1, может перемещаться в положение удаления под головкой 200 для выполнения технологических операций с яйцами. Устройство 500 для захвата яиц начинает работу в полностью поднятом, отведенном или продвинутом положении. Устройство 500 может затем выдвигаться или опускаться для взаимодействия с яйцом 1, после чего каркас 550 входит в контакт с яйцом и начинает его перемещать. Каркас 550 может далее выдвигаться до полностью опущенного положения, пока все яйцо 1 не разместится или не закрепится в нем для извлечения. Когда удлиненные элементы 525 взаимодействуют с яйцом, они начинают отклоняться и соответствовать форме яйца. Затем устройство 500 может быть поднято, отведено или иным образом приподнято вверх для извлечения яйца 1 из гнезда 40. После этого высвобождающее устройство может быть приведено в действие для контакта с яйцом 1, выводя, тем самым, яйцо 1 из зацепления с каркасом 550. Затем высвобожденное яйцо 1 может транспортироваться и обрабатываться соответствующим образом. Как показано на Фиг. 8, конфигурация с переплетением преимущественно может обеспечивать гибкость, как описано выше, при захвате наклоненных яиц, когда продольная ось яйца расположена наклонно относительно центральной оси 510 устройства 500.
После захвата яиц устройством 500 яйца могут быть перемещены с его помощью на различные обрабатывающие станции или модули, как, например, станцию идентификации яиц, удаления яиц, инжекции в яйцо, выборки яиц, подъема яиц, нагрева яиц, очистки или дезинфекции яиц, укладки яиц, сортировки яиц, докладки яиц, распределения яиц (в соответствии с лотками для яиц), перемещения яиц, упаковки яиц или любой другой технологической операции с яйцами.
Кроме того, устройство 500 может преимущественно облегчать выравнивание яиц, когда они помещены в него. То есть яйца, ориентированные в лотке для яиц не по оси, могут быть выравнены благодаря силам, действующим на яйцо со стороны каркаса 550 при контакте с яйцом. Для дальнейшего выполнения технологических операций таких яиц может быть желательным автоматическое выравнивание или вертикальное выравнивание яиц с использованием устройства 500 для подъема яиц. Например, яйца могут быть возвращены в лоток для яиц для инъекции яиц лечебным веществом, причем в этом случае может быть желательно, чтобы яйца в лотке для яиц были вертикально выровнены вдоль продольной оси яйца. Тем не менее, в других вариантах выполнения может быть желательным выравнивать яйца вертикально без необходимости захвата яиц. По мере необходимости раскрытый каркас 550 также может облегчать такую ориентирующую функцию. В таких вариантах выполнения, тогда как нежелательно фактически захватывать яйцо в каркасе 550 для транспортировки, его длина 565 может быть уменьшена таким образом, что удлиненные элементы 525 не проходят на такое расстояние вдоль яйца по отношению к его продольной оси, чтобы полностью вместить яйцо, позволяя, тем самым, яйцу выпрямляться, но не захватываться, каркасом 550.
Кроме выравнивания, каркас 550 может использоваться для обхвата яйца с целью его изоляции от смежных или соседних яиц. Кроме того, каркас 550 может использоваться для очистки поверхности скорлупы яйца, поскольку любые крупные фрагменты мусора на поверхности яйца могут быть механически отделены благодаря действию удлиненных элементов 525, перемещающихся по поверхности скорлупы яйца.
В соответствии с одним аспектом, как показано на Фиг. 10, устройство 500 для захвата яиц может содержать чехол 600, по меньшей мере частично закрывающий каркас 550. Чехол 600 может представлять собой гибкий материал (например, латекс или другой эластичный материал), способный охватить каркас 550. Чехол 600 может надежно охватывать яйцо для защиты яйца или соседних яиц от тухлого яйца, взрывающегося при выполнении технологических операций с яйцами, например, при выполнении механических технологических операций. На Фиг. 10 проиллюстрирована последовательность, при которой яйцо захватывается каркасом 550, содержащей чехол 600. Благодаря своим упругим свойствам, чехол 600 может растягиваться по мере того, как каркас 550 растягивается для размещения захваченного в ней яйца.
В соответствии с другими аспектами настоящего изобретения, как показано на Фиг. 11, с целью удаления яиц из лотка 30 для яиц или из другого контейнера для яиц, в системе 800 для удаления яиц может быть использовано множество устройств 500 для захвата яиц. Гибкость каркаса 550 обеспечивает захват яиц под разными углами с меньшим риском разрушения скорлупы. Для этого устройства 500 могут быть установлены на вращающийся барабанный узел 810, приводимый во вращение системой приводов в направлении 805. При вращении устройств 500 яйцо 1, идентифицированное для удаления, с помощью конвейерного узла 112 занимает положение рядом с одним из устройств 500, которое избирательно приводится в действие или используется в направлении 815 с целью взаимодействия и захвата яйца 1, идентифицированного для удаления. После захвата удаляемое яйцо может быть повернуто в положение извлечения, в котором яйцо 1 выборочно извлекается из устройства 500 в приемную емкость 820 для отходов.
Многие модификации и другие аспекты настоящего изобретения, изложенные в настоящем документе, будут очевидны для специалиста в данной области техники, к которой относится это изобретение, обладающего преимуществом идей, представленных в вышеприведенном описании и на соответствующих чертежах. Например, устройство 500 для захвата яиц может быть адаптировано или модифицировано для перемещения, чтобы повернуть или иным образом расположить яйцо под разными углами относительно вертикали для выполнения определенной функции, например, манипуляции с воздушной полостью (воздушным карманом) в яйце для инъекций или взятия проб. Таким образом, следует понимать, что настоящее изобретение не должно быть ограничено конкретными раскрытыми аспектами, и что модификации и другие аспекты также предназначены к включению в объем прилагаемой формулы изобретения. Хотя в настоящем документе используются конкретные термины, они используются только в общем и описательном смысле, а не в целях ограничения.
1. Устройство для захвата яиц, содержащее корпус и каркас, присоединенный к указанному корпусу и имеющий удлиненные элементы, проходящие от корпуса и переплетенные путем перекрытия или сплетения друг с другом с возможностью удержания яйца, при этом каркас имеет дистальный конец и проксимальный конец, которыми удлиненные элементы функционально соединены с корпусом, при этом удлиненные элементы при взаимодействии образуют отверстие на дистальном конце, через которое входит яйцо, причем удлиненные элементы взаимодействуют с яйцом и отклоняются от яйца таким образом, что оно размещается в каркасе.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый удлиненный элемент выполнен из упругого материала.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что каждый удлиненный элемент выполнен из гибкой проволоки и имеет петлеобразную форму.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый удлиненный элемент содержит пару прямых сегментов, проходящих от корпуса, при этом каждый удлиненный элемент дополнительно имеет дугообразный сегмент, соединяющий указанную пару прямых сегментов.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что дугообразные сегменты при взаимодействии образуют указанное отверстие.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит высвобождающее устройство, выполненное с возможностью высвобождения яйца из каркаса.
7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит чехол, по меньшей мере частично закрывающий каркас.
8. Система для выполнения технологических операций с яйцами, в которой используется множество устройств для захвата яиц, выполненных по любому из пп. 1-7.
9. Способ прикрепления яиц для захвата, включающий:
опускание устройства для захвата яиц для осуществления взаимодействия с яйцом, при этом устройство для захвата яиц содержит удлиненные элементы, переплетенные с формированием каркаса, выполненного с возможностью удержания яйца, при этом удлиненные элементы взаимодействуют с формированием отверстия, через которое входит яйцо;
введение каркаса в контакт с яйцом в указанном отверстии;
размещение яйца в каркасе путем отклонения удлиненных элементов вокруг яйца и
подъем устройства для захвата яиц.
10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что в нем дополнительно высвобождают яйцо из каркаса путем приведения в действие высвобождающего устройства.
11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что в нем дополнительно поднимают яйцо снизу с возможностью размещения яйца в каркасе.
12. Система для выполнения технологических операций с яйцами, содержащая:
головку, выполненную с возможностью подъема и опускания, и
множество устройств для захвата яиц, функционально взаимодействующих с указанной головкой, при этом каждое устройство для захвата яиц имеет удлиненные элементы, переплетенные с формированием каркаса, выполненного с возможностью удержания яйца, кроме того удлиненные элементы при взаимодействии образуют отверстие, через которое входит яйцо, причем во время взаимодействия удлиненных элементов с яйцом они отклоняются от него для размещения яйца в каркасе.
