CN103058111A - 一种直线灌装设备的夹持容器输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线灌装设备的夹持容器输送装置，它包括循环输送机构、容器夹持机构、开合机构、升降机构、位置纠偏机构，所述循环输送机构、开合机构都与容器夹持机构活动连接，所述容器夹持机构活动连接在循环输送机构上，所述升降机构和开合机构位于同一工位上，所述容器夹持机构位于升降机构和开合机构之间，所述升降机构、开合机构都安装在位置纠偏机构上。直线灌装设备的夹持容器输送装置在循环输送机构因误差累计而出现的明显的容器夹持机构位置偏差时，能够通过位置纠偏机构及时检测到该问题，并通过自身驱动机构，调节开合机构位置，使其重新对准容器夹持机构，彻底消除容器夹持机构位置偏差的问题。

Description

一种直线灌装设备的夹持容器输送装置

技术领域

本发明涉及一种直线灌装设备的夹持容器输送装置。

背景技术

现有技术中用于灌装牛奶、茶饮、碳酸饮料、液态及胶状化妆品等的灌装工艺有直线灌装工艺和旋转灌装工艺。直线灌装工艺与旋转灌装工艺之间有一个明显的区别，即直线灌装工艺中容器处于间歇式运动过程，旋转灌装工艺中容器处于连续式运动过程。因此，两种灌装工艺使用的容器输送装置结构不同。

直线灌装设备的夹持容器输送装置采用固定的模架，利用容器的形状特点，通过容器放置在模架上，依靠模架上的与容器外形一致的凹形空间来限定容器，该凹形空间形状与容器外形吻合。工作时被夹持的容器随着直线灌装设备的夹持容器输送装置运动，输送至灌装工位后进行灌装操作，然后再随直线灌装设备的夹持容器输送装置运动进入容器移出工位，最后容器从直线灌装设备的夹持容器输送装置上方取出。

此类直线灌装设备的夹持容器输送装置通过设置特定形状的凹形空间来实现夹持容器的目的，这存在明显的局限性，使用时只适合一种或者同一直径类型容器的灌装需求，而且仅适合杯状容器使用。

为扩大直线灌装设备的夹持容器输送装置的适用范围，尤其是满足柱状容器的使用要求，现有技术中提供了一种直线灌装设备的夹持容器输送装置，例如授权公告号为CN101570308B，名称为“容器的夹持输送装置”的中国专利。在该专利中公开的技术方案中，容器的夹持输送装置包括循环输送结构、容器夹持机构、开合机构。循环输送机构提供一段直线输送区段；容器夹持机构可开合，它活动连接在循环输送机构上；开合机构使容器夹持机构在第一工位和第二工位开合，第一工位为处于直线输送区段上的接纳容器工作位置，第二工作位处于直线输送区段上的移出容器工作位置。

该循环输送机构由两条平行设置的链条组成，链条上设有对应容器夹持机构的销结构。链条上分布有多个容器夹持机构，该销结构用于限位固定容器夹持机构。开合机构位于容器夹持机构的上方；为配合开合机构工作，在该技术方案中还公开了升降机构，该升降机构用于将位于链条上的容器夹持机构向开合机构所在位置顶出，容器夹持机构与开合机构连接后容器夹持机构与开合机构联动。

该技术方案中存在技术缺陷，主要是循环输送机构长期运转后出现位置偏差。该位置偏差是指循环输送机构上的容器夹持机构定位时，容器夹持机构偏离于开合机构的正下方。在升降机构将容器夹持机构顶向开合机构后，两者无法连接在一起，进而无法产生联动的运动关系。容器夹持机构脱离在开合机构外部，此时，该容器的夹持输送装置处于故障状态。

故障发生的原因由循环输送机构本身的结构引起，链条加工误差使链条每次定距转动后原本应该位于开合机构正下方的容器夹持机构的位置产生偏移，该偏移量随着转动次数增加而叠加。刚开始时可能误差引起的位置偏移能够被设计冗余克服，但随着使用时间越来越长，位置偏移就会明显阻碍机械部件正常运转，最终使得容器的夹持输送装置处于故障状态。

在该技术方案中，还存在另一个夹持效率低的技术问题。这是因为容器在送入容器夹持机构时设定的容器被夹持部位与容器夹持机构之间不能处于对应的位置关系，出现容器被夹持部位高于或者低于容器夹持机构的情况。容器夹持机构的夹持部位的宽度受限于容器的被夹持部位尺寸，因此，当夹持在容器较宽处时，容器夹持机构只能夹持到与该容器处于相同高度的容器，而其它的容器则会脱离容器夹持机构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是彻底消除循环输送机构上容器夹持机构的位置偏差，提供一种能够检测出容器夹持机构的位置偏差并能及时自动纠正容器夹持机构位置的直线灌装设备的夹持容器输送装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：该直线灌装设备的夹持容器输送装置包括循环输送机构、容器夹持机构、开合机构、升降机构，所述容器夹持机构活动连接在循环输送机构上，所述开合机构与容器夹持机构活动连接，所述升降机构和开合机构位于同一工位上，所述容器夹持机构位于升降机构和开合机构之间，所述直线灌装设备的夹持容器输送装置还包括位置纠偏机构，所述升降机构、开合机构都安装在位置纠偏机构上。

循环输送机构上设有直线输送区，升降机构在直线输送区上用于建立容器夹持机构与循环输送机构之间的连接关系或者容器夹持机构与开合机构之间的连接关系。容器夹持机构与开合机构连接后，开合机构能够对容器夹持机构执行开合操作并使容器夹持机构完成开合动作；容器夹持机构与循环输送机构连接后随循环输送机构运动，在此之前容器夹持机构在开合机构的作用下可通过开合方式夹持容器。位置纠偏机构在开合操作中开合机构偏离于容器夹持机构正上方位置时自动调整开合机构位置。

该技术方案中升降机构和开合机构都位于位置纠偏机构上，在发生容器夹持机构位置偏移时纠偏机构带动升降机构、开合机构运动，使开合机构运动到容器夹持机构正上方正确的位置上，由此来解决循环输送机构上容器夹持机构的位置偏差问题。

作为本发明的优选，所述位置纠偏机构包括位置传感组件、支撑组件、驱动组件，升降机构、开合机构、位置传感器组件都安装在支撑组件上，所述支撑组件与驱动组件固定连接，所述位置传感组件位于容器夹持机构上方。位置传感组件用于检测开合机构与容器夹持机构位置关系；驱动组件能够精确提供动力用于支撑组件位移。位置纠偏机构采用该结构具有检测精准、不易受干扰、位置偏差纠正执行效率高的优点。

作为本发明的优选，所述容器夹持机构两侧各设有一个位置纠偏机构，所述位置纠偏机构之间处于同一工位上，每个位置纠偏机构上都设有开合机构和升降机构。该结构的目的是保证容器夹持机构能够平稳的执行提升和开合动作。

作为本发明的优选，两个所述位置纠偏机构上的驱动组件之间通过传动部件连接。传动部件使得两个驱动组件以联动方式连接，因此两个位置纠偏机构同步动作，可以进一步保证容器夹持机构能够平稳的执行提升和开合动作。

作为本发明的优选，所述开合机构之间通过传动部件连接，所述升降机构之间通过传动部件连接。两个联动部件的作用都是使两个相同机构能够同步运动，因此开合机构之间通过传动部件实现以联动方式连接，升降机构之间通过传动部件实现以联动方式连接。该结构的目的也是进一步保证容器夹持机构能够平稳的执行提升和开合动作。

作为本发明的优选，所述直线灌装设备的夹持容器输送装置还包括容器托举机构，所述容器托举机构固定在支撑组件上，所述容器托举机与升降机构、开合机构处于同一工位上。容器托举机构用于固定并在高低工位之间举升容器。

容器托举机构使用时能够让所有容器处于同一高度，便于容器夹持机构与容器之间进行精确定位，以便容器夹持机构统一夹持在容器的特定部位，例如瓶口的凸缘处，从而避免容器在送入容器夹持机构时容器被夹持部位与容器夹持机构之间不能处于对应的位置关系的问题。

作为本发明的优选，所述托举机构包括固定组件、举升组件，所述固定组件以等间距直线排列的方式固定在举升组件上。由于固定组件通过吸附方式固定被容器夹持机构夹持的容器，使得托举机构具有动作稳定、效率高、机械结构简单的特点，因此采用该设计可以简化设备结构、提升设备稳定性和降低生产成本的作用。

作为本发明的优选，所述固定组件包括真空吸管和托架，所述托架位于真空吸管的一端，所述真空吸管的另一端连接外部的真空管路。真空吸管工作时能形成负压空间，容器处于负压空间后受到内外压差引起的吸附力，进而被吸附固定在固定组件上。该固定组件具有结构简单、工作性能稳定的优点。

为增强本装置的工作效率，循环输送机构上设有多个可单独工作的容器夹持机构。同样为增强本装置的工作效率，作为本发明的优选，所述循环输送机构的同一直线输送区内的两个工位上的容器夹持机构两侧分别设有位置纠偏机构。

本发明采用上述技术方案：直线灌装设备的夹持容器输送装置在循环输送机构因误差累计而出现的明显的容器夹持机构位置偏差时，能够通过位置纠偏机构及时检测到该问题，并通过自身驱动机构，调节开合机构位置，使其重新对准容器夹持机构，彻底消除容器夹持机构位置偏差的问题。该技术方案不仅结构简单，而且具有工作性能稳定、动作执行效率高的优点。

该直线灌装设备的夹持容器输送装置同时还具备让容器处于同一高度的功能，该功能不仅对放入容器时起到容器夹持机构与容器之间精确定位的作用，而且在取出容器时具有便于夹取部件一次性取出所有容器的作用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步具体说明。

图1为本发明一种直线灌装设备的夹持容器输送装置的结构示意图；

图2为本发明一种直线灌装设备的夹持容器输送装置的容器托举机构的结构示意图；

图3为本发明一种直线灌装设备的夹持容器输送装置的升降机构的结构示意图；

图4为本发明一种直线灌装设备的夹持容器输送装置的开合机构的结构示意图；

图5为本发明一种直线灌装设备的夹持容器输送装置的开合机构的工作示意图Ⅰ；

图6为本发明一种直线灌装设备的夹持容器输送装置的开合机构的工作示意图Ⅱ；

图7为本发明一种直线灌装设备的夹持容器输送装置的容器托举机构的工作示意图；

图8为本发明一种直线灌装设备的夹持容器输送装置的升降机构的工作示意图；

图9为本发明一种直线灌装设备的夹持容器输送装置的位置传感组件的工作示意图Ⅰ；

图10为本发明一种直线灌装设备的夹持容器输送装置的位置传感组件的工作示意图Ⅱ；

图11为本发明一种直线灌装设备的夹持容器输送装置的位置传感组件的工作示意图Ⅲ；。

具体实施方式

直线灌装设备的夹持容器输送装置由循环输送机构、容器夹持机构、开合机构2、升降机构3、位置纠偏机构和容器托举机构组成。

如图1所示，循环输送机构包括两条平行设置在转轮上的链条6，链条6在转轮之间的部分呈直线状分布，形成直线输送区域；转轮活动连接在安装循环输送机构的支架上。在其中一端的转轮之间通过转轴连接到提供动力的电机上，电机转动后两条链条6就能同步运转。

容器夹持机构由多个成对组合使用的夹持模板7组成，每对夹持模板7都通过销轴插入销孔的连接方式活动连接在链条6上，夹持模板7随链条6做循环往复的运动。销轴固定在链条6上，夹持模板7两边在对应销轴的所在位置的地方开设销孔。夹持模板7通过固定在销轴上与链条6活动连接。夹持模板7上设有多个等间距分布的弧形夹持口，任意一对夹持模板7上的夹持口相对而形成开放式的圆形夹持口。夹持模板7与链条6连接后，夹持模板7与链条6之间处于垂直的位置关系。链条6转动时，分布在链条6上的夹持模板7随链条6运动，夹持模板7相对链条6处于静止的状态，故任意一对夹持模板7上的夹持口相对而形成的圆形夹持口在两条链条6之间排成一排跟随链条6运动。

在循环输送机构的两个工位上分别设有一组由两个位于容器夹持机构两侧的位置纠偏机构，每个位置纠偏机构上部都安装了开合机构2、升降机构3和容器托举机构。

位置纠偏机构包括位置传感组件、支撑组件、驱动组件1。支撑组件包括安装板8和导轨9。导轨9固定在安装循环输送机构的支架上，导轨9水平横向设置，其与链条6上的直线输送区平行。安装板8为板状结构，其底部设有连接臂。安装板8设有滑槽结构，通过滑槽活动连接在导轨9上。驱动组件1包括皮带轮、同步带。同步带安装在两个皮带轮上，同步带在皮带轮之间的部分被拉伸为笔直状。两个皮带轮之间呈水平排列，故同步带被拉伸的部分与链条6平行、也与导轨9平行；皮带轮都安装在支架上。安装板8上的连接臂通过夹紧的方式固定连接在同步带上，其能够在同步带的拉动下在导轨9上往复运动。位置传感组件包括传感器支架10和光电检测传感器11，光电检测传感器11通过传感器支架10固定在安装板8上，如图9所示，光电检测传感器11位于夹持模板7的上方。为保证容器夹持机构两侧的位置纠偏机构能够同步运转，一侧的驱动组件1上的一个皮带轮与另一侧驱动组件1上位置呈相对关系的一个皮带轮之间通过转轴作为传动部件以联动方式连接，转轴的一端与提供动力的电机连接。

如图4、5、6所示，开合机构2包括两个皮带轮、同步带和两个开模支架12。皮带轮活动连接在安装板8上，两个皮带轮之间呈水平排列，同步带安装在皮带轮上。两个开模支架12分别固定在同步带的两侧。当同步带转动时，两个开模支架12会相向运动或反向运动。开模支架12底部设有销轴结构，开合操作时用于插入夹持模板7的销孔内。安装后，开模支架12位于夹持模板7的上方，如图4所示，开合操作时两个开模支架12上的销轴的中心线分别与成对使用的夹持模板7上的销孔的中心线重合。为了确保容器夹持机构两侧的开合机构2能够同步运转，一侧开合机构2上的一个皮带轮与另一侧开合机构2上位置呈相对关系的一个皮带轮之间通过转轴作为传动部件以联动方式连接，转轴的一端与提供动力的电机连接。

如图3、8所示，升降机构3包括导杆、滑块、推杆、气缸和夹块。导杆和气缸都固呈竖直状态定连接在安装板8上，滑块活动连接在导杆外部，推杆呈竖直状态固定在滑块上，气缸的活塞杆固定在滑块上。所有的气缸都连接在同一个供气管路上，由此工作时各个气缸之间的伸缩动作一致，使得气缸之间实现联动。因此，在升降机构3中单一供气管路作为传动部件。夹块设有与夹持模板7厚度相同的凹槽，夹块设置在推杆的末端，它的凹槽朝向夹持模板7的两侧。气缸收缩时，夹块位于靠近链条6的位置，此时凹槽内刚好夹有夹持模板7。当气缸伸出时，夹块夹取夹持模板7向上运动，夹持模板7脱离链条6。直至将夹持模板7送到开模机构所在位置，并使夹持模块与开模支架12处于连接的位置关系。成对使用的夹持模板7与两个开模支架12连接后，夹持模板7之间就能通过开合机构2进行开合操作。

如图2、7所示，容器托举机构包括固定组件5、举升组件4。举升组件4包括同步带、皮带轮、导杆和支撑板13。两个皮带轮呈上下分布，活动连接在安装板8上，同步带安装在皮带轮上。导杆呈竖直状态固定在安装板8上。支撑板13上设有通孔，导杆安装在通孔内，支撑板13与导杆之间活动连接。支撑板13与同步带之间还通过连接臂固定连接，连接臂一端固定在同步带一侧，另一端与支撑板13固定连接。这样同步带运动时就能带动支撑板13在竖直方向上上下直线运动。在支撑板13上设有多个等间距直线排列的固定组件5，固定组件5个数与单块夹持模板7的夹持口个数相同。固定组件5由真空吸管15和托架14组成，托架14位于真空吸管15的一端，真空吸管15的另一端固定在支撑板13上并与外部的真空管路连通。托架14为倒立的圆台状结构，安装在真空吸管15上可提供支撑面，以便由真空吸管15产生的负压环境可以作用于封闭区域内。为保证容器夹持机构两侧的容器托举机构能够同步运转，两侧容器托举机构共用一块支撑板13，支撑板13位于夹持模板7的下方且位于开合机构2的正下方，即固定组件5位于成对使用的夹持模板7被开合机构2闭合后形成的圆形夹持口的正下方。同时，一侧容器托举机构的一个皮带轮与另一侧容器托举机构上位置呈相对关系的一个皮带轮之间通过转轴作为传动部件以联动方式连接，转轴的一端与提供动力的电机连接。

如图7、8所示，工作时，循环输送机构的一个工位上，循环输送机构将夹持模板7拉进升降机构3内然后停止工作，两块成对使用的夹持模板7嵌入夹块上。如图4所示，此时开模支架12位于夹持模板7的上方，两个开模支架12上的销轴的中心线分别与成对使用的夹持模板7上的销孔的中心线重合。升降机构3运动，将处于链条6上的夹持模板7向开合机构2所在位置推动。如图5、6所示，当开模支架12与夹持模板7紧密连接后，夹持模板7被反向运动的开模支架12打开，夹持口张开。同时，容器托举机构也向开合机构2所在位置的方向运动，但运动高度要低于夹持模板7的运动高度，固定组件5位于夹持模板7下方。固定组件5外接的真空管路也同时工作，在托架14位置形成负压环境。此时，向张开的夹持模板7放入容器，容器底部被固定组件5牢牢吸附；开合机构2相向运动，使得夹持模板7处于合拢状态，最终夹紧在容器上。接着，固定组件5随举升组件4做下降运动直至回到低位，固定组件5与容器底部脱离。容器被夹持模板7夹住，在容器托举机构回到原位时夹持组件随链条6开始运动，夹持模板7向链条6所在位置的方向运动，直到夹持模板7与链条6连接。然后循环输送机构启动将负载的两块夹持模板7从夹块中拉出，同时下一个空载的两块夹持模板7拉入夹块重复上述运动过程。综上所述，该工位是用于放入容器，即进料工位。

与此同时，在循环输送机构的另一个工位上，循环输送机构也拉动夹持模板7进入升降机构3上然后停止工作，两块成对使用的夹持有容器的夹持模板7嵌入夹块上。升降机构3将夹持模板7向开合机构2所在位置推动，容器托举机构也向开合机构2所在位置的方向运动，直至固定组件5吸附在容器底部，为容器提供支撑力。接着夹持模板7与开合机构2联动，夹持模板7被开合机构2打开，容器被外部夹取机构从夹持模板7上取出。然后，夹持模板7先闭合，然后重新回到循环输送机构上，循环输送机构启动将空载的两块夹持模板7从夹块中拉出，同时下一个负载的两块夹持模板7拉入夹块重复上述运动过程。综上所述，该工位是用于取出容器，即取料工位。

在容器进出容器夹持机构的过程中容器托举机构起到了为容器提供支撑功能和定位功能，各个固定组件5结构尺寸相同，容器被其吸住后都处于同一高度，便于容器夹持机构与容器之间进行了精确定位，以便容器夹持机构统一夹持在容器的特定部位，例如瓶口的凸缘下方，从而避免容器在送入容器夹持机构时容器被夹持部位与容器夹持机构之间不能处于对应的位置关系的问题。

两块夹持模板7与开模支架12连接前都是处于闭合状态，两个开模支架12也处于闭合状态，此时开模支架12之间的距离最近。如图4所示，开模支架12上的销轴正对夹持模板7上的销孔，销轴的中心线与销孔的中心线重合。当夹持模板7被升降机构3推动至开合机构2所在位置时就会使得开模支架12上的销轴插入到夹持模板7的销孔内，如图5所示。若出现夹持模板7未处于开合机构2的正下方时，销轴的中心线与销孔的中心线偏离，这样只具有竖直运动功能的升降机构3无法在推举后使夹持模板7与开模支架12正确连接。

位置纠偏机构能够检测出夹持模板7未处于开合机构2正下方的情况。如图1所示，光电检测传感器11位于被夹块夹住的两块成对使用的夹持模板7的上方，两块成对使用的夹持模板7之间并非紧密接触而是间隔设有空隙。光电检测传感器11它通过检测坚持模板之间的空隙位置来判断夹持模板7是否存在位置偏移情况。

光电检测传感器11的检测区宽度与两块成对使用的夹持模板7之间的距离相同，如图9所示，正常状态时光电检测传感器11的检测区边缘刚好被夹持模板7遮挡；如图10、11所示，故障状态时光电检测传感器11的检测区一侧被夹持模板7遮挡，另一侧未被遮挡。光电检测传感器11检一旦检测到边缘未被遮挡的情况时，就会将检测信息输送给外部的控制电路，使控制电路启动给位置纠偏机构的驱动组件1提供动力的电机，使整个位置纠偏机构向光电检测传感器11的检测区未被遮挡的方向运动，直至光电检测传感器11的检测区边缘刚好被夹持模板7遮挡为止。开合机构2、升降机构3、容器托举机构都安装在位置纠偏机构上，故位置纠偏机构上的支撑组件位移时开合机构2、升降机构3、容器托举机构都能随之运动。这样就能实现位置纠偏功能，调节开合机构2位置，使开合机构2重新对准容器夹持机构，彻底消除容器夹持机构位置偏差的问题。如图4所示，开合机构2与容器夹持机构重新对准后，两个开模支架12上的销轴的中心线分别与成对使用的夹持模板7上的销孔的中心线重合。

本发明另一种实施例，该实施例的不同之处在于光电检测传感器位于未被夹块夹住的两块成对使用的夹持模板上方，该结构主要是为了解决开合机构附近空间不足的问题。

在上述实施例中由皮带轮和同步带构成的驱动部件可以采用丝杆机构代替，可同样实现推动其它部件到达任意设定的位置的功能。

Claims (9)

1.一种直线灌装设备的夹持容器输送装置，它包括循环输送机构、容器夹持机构、开合机构(2)、升降机构(3)，所述容器夹持机构活动连接在循环输送机构上，所述开合机构(2)与容器夹持机构活动连接，所述升降机构(3)和开合机构(2)位于同一工位上，所述容器夹持机构位于升降机构(3)和开合机构(2)之间，其特征在于：所述直线灌装设备的夹持容器输送装置还包括位置纠偏机构，所述升降机构(3)、开合机构(2)都安装在位置纠偏机构上。

2.根据权利要求1所述直线灌装设备的夹持容器输送装置，其特征在于：所述位置纠偏机构包括位置传感组件、支撑组件、驱动组件(1)，升降机构(3)、开合机构(2)、位置传感器组件都安装在支撑组件上，所述支撑组件与驱动组件(1)固定连接，所述位置传感组件位于容器夹持机构上方。

3.根据权利要求1或2所述直线灌装设备的夹持容器输送装置，其特征在于：所述容器夹持机构两侧各设有一个位置纠偏机构，所述位置纠偏机构之间处于同一工位上，每个位置纠偏机构上都设有开合机构(2)和升降机构(3)。

4.根据权利要求3所述直线灌装设备的夹持容器输送装置，其特征在于：两个所述位置纠偏机构上的驱动组件(1)之间通过传动部件连接。

5.根据权利要求3所述直线灌装设备的夹持容器输送装置，其特征在于：所述开合机构(2)之间通过传动部件连接，所述升降机构(3)之间通过传动部件连接。

6.根据权利要求3所述直线灌装设备的夹持容器输送装置，其特征在于：所述直线灌装设备的夹持容器输送装置还包括容器托举机构，所述容器托举机构固定在支撑组件上，所述容器托举机与升降机构(3)、开合机构(2)处于同一工位上。

7.根据权利要求6所述直线灌装设备的夹持容器输送装置，其特征在于：所述托举机构包括固定组件(5)、举升组件(4)，所述固定组件(5)以等间距直线排列的方式固定在举升组件(4)上。

8.根据权利要求7所述直线灌装设备的夹持容器输送装置，其特征在于：所述固定组件(5)包括真空吸管(15)和托架(14)，所述托架(14)位于真空吸管(15)的一端，所述真空吸管(15)的另一端连接外部的真空管路。

9.根据权利要求6所述直线灌装设备的夹持容器输送装置，其特征在于：所述循环输送机构的同一直线输送区内的两个工位上的容器夹持机构两侧分别设有位置纠偏机构。

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