CN103274344A - 灌装机的灌装动作机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种灌装机的灌装动作机构，其特征在于，包括机械臂主轴，机械臂主轴的一端穿过空心减速机与机械手大臂膀的一端连接，机械手大臂膀的另一端通过机械手副轴与机械手小手臂的一端连接，空心减速机的输出端通过联接关节、第一活动关节、第二连杆与机械手小手臂连接，机械手小手臂的另一端上设有针架固定轴，针架固定轴上设有针架，又针架通过活动装置的作用始终与地面保持水平，针架上设有灌装针。本发明具有集成度高，能实现模块化安装和拆卸，在维护设备时更加方便等特点。

Description

灌装机的灌装动作机构
技术领域
本发明涉及一种灌装机的灌装动作机构，用来完成对药液的灌装，还可用于食品、化妆品包装设备领域。
背景技术
近年来，伴随着国内外冻干制剂的快速发展，许多制药厂商对灌液时环境的洁净度的严格要求和对灌装机速度需求的不断增加，这样就要求灌装机在运行时更加的安全和稳定。在现有连续式灌装的技术中，完成灌装动作的方式主要有两种：一种靠凸轮来实现灌液时针的上下和跟随运动，另一种是通过两个伺服电机，分别驱动滑块沿轴的直线滑动，从而带动灌液针的上下和左右运动。这两种灌装结构存在下列问题：前者，灌液针位置的控制精度和稳定取决于凸轮的加工精度和凸轮曲线的好坏，而且对于不同大小的瓶子需要更换凸轮，不能通用。后一种机构，灌液针的位置路径能通过PLC来控制，但缺点在于对安装的要求非常高，如果安装不到位，其上下和跟随的运动就会不顺畅，而且由于是直线滑动，轴与直线滑动轴承长时间的摩擦，一是会产生磨损，影响精度，二是由于磨损产生的微粒可能会影响灌装区的环境。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：靠凸轮来实现灌液针上下和跟随运动的机构，灌液针位置的控制精度和稳定取决于凸轮的加工精度和凸轮曲线的好坏，而且对于不同大小的瓶子需要更换凸轮，不能通用；通过两个伺服电机，分别驱动滑块沿轴的直线滑动，从而带动灌液针上下和跟随运动的机构，其对安装的要求非常高，轴与直线滑动轴承长时间的摩擦会产生磨损，影响精度。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种灌装机的灌装动作机构，其特征在于，包括机械臂主轴，机械臂主轴的一端穿过空心减速机与机械手大臂膀的一端连接，机械手大臂膀的另一端通过机械手副轴与机械手小手臂的一端连接，空心减速机的输出端通过联接关节、第一活动关节、第二连杆与机械手小手臂连接，机械手小手臂的另一端上设有针架固定轴，针架固定轴上设有针架，针架上设有灌装针。
优选地，所述第一活动关节的一端通过第二连杆与机械手小手臂连接，第一活动关节的另一端通过联接关节与空心减速机的输出端连接，空心减速机的外圈与活动装置的一端连接，活动装置的另一端通过机械手小手臂与针架固定轴连接。
优选地，所述活动装置包括固定盘，固定盘的一侧与空心减速机的外圈连接，固定盘设于机架面板上，固定盘的另一侧上设有定位轴，定位轴通过第一连杆与第二活动关节的一端连接，第二活动关节的另一端通过第三连杆、关节轴承与第三活动关节的一端连接，第三活动关节的另一端通过机械手小手臂与针架固定轴连接。
优选地，所述机械臂主轴的中心点、机械手副轴的中心点、第二连杆两端的两个中心点的连线构成了一个平行四边形。
本发明调节简单、结构新颖，其两个分运动的驱动力都是由同一端输出，机械臂主轴穿过空心减速机输出扭力，作为一个分运动的驱动力；空心减速机通过联接关节来输出扭力，用作另一个分运动的驱动力。这种结构将动力区与运动区隔离开，结构紧凑，集成度高，能实现模块化安装和拆卸，在维护设备时，更加方便，适用于阳台式灌装机。本发明还采用密闭结构设计，将动力区的环境与灌装区的环境隔离开，避免灌装区环境的污染，最大程度上满足GMP的要求。
本发明还具有以下优点：
(1)灌液针的运动路径能通过PLC控制，对一定范围内不同大小的瓶子，本发明中的机构都能适用。
(2)运动机构在设备高速(≥400瓶/分)运行时，灌液针的运动路径更加的稳定，最大程度上降低了灌装过程中可能出现的风险，该风险即为灌装针对不准瓶口，导致在针插入瓶子的过程中，将瓶子挤碎。
(3)运动机构很大程度上减小了对灌装区层流的影响，更加符合GMP要求。
(4)空心减速机中间为空心，轴能从中间穿过，在设计上使得其输出端能同时输出两个扭力，分别为两个分运动提供驱动力，使得传动机构紧凑。
附图说明
图1为一种灌装机的灌装动作机构的结构示意图；
图2为图1的局部剖视图；
图3为图1的俯视图；
图4为图1的后视图；
图5为一种灌装机的灌装动作机构的剖视示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
本发明为一种灌装机的灌装动作机构，如图1-图5所示，其包括机械臂主轴17，机械臂主轴17的一端依次穿过大臂带轮19、小臂带轮18、空心减速机7、固定盘16、联接关节9，与机械手大臂膀1的一端连接，机械手大臂膀1的另一端通过机械手副轴2与机械手小手臂3的一端连接，又空心减速机7的输出端通过联接关节9、第一活动关节10、第二连杆12与机械手小手臂3连接，机械手小手臂3的另一端上安装有针架固定轴6。第一活动关节10的一端通过第二连杆12与机械手小手臂3连接，第一活动关节10的另一端通过联接关节9与空心减速机7的输出端连接，空心减速机7的外圈与活动装置的一端连接，活动装置的另一端通过机械手小手臂3与针架固定轴6连接。针架固定轴6上固定有针架5，又针架5通过活动装置的作用始终与地面保持水平，针架5上安装有至少一个灌装针4，在本实施例中安装有6个灌装针4，构成了一个类似人手的结构。
活动装置包括固定盘16，固定盘16的一侧与空心减速机7的外圈连接，固定盘16安装在机架面板上，固定盘16的另一侧上安装有定位轴8，定位轴8通过第一连杆11与第二活动关节13的一端连接，第二活动关节13的另一端通过第三连杆14(两端装有关节轴承23)、关节轴承23与第三活动关节15的一端连接，第三活动关节15的另一端通过机械手小手臂3与针架固定轴6连接。该活动装置的作用是始终保持针架5的水平。
其中，如图1、图2所示，机械臂主轴17的中心点A、机械手副轴2的中心点B、第二连杆12两端的两个中心点C、D的连线构成了一个平行四边形。此机械手大臂膀1与机械手小手臂3的运动存在关系遵循平行四边形连杆运动的特性。机械臂主轴17带动机械手大臂膀1在一定角度内往复转动，完成一个分运动；第一活动关节10通过第二连杆12与机械手小手臂3连接，第一活动关节10的往复转动，使得机械手小手臂3能够以机械手副轴2为支点，绕其往复转动，此为另一个分运动。两个分运动的复合运动，实现了灌装针4跟随瓶子、灌装针4下降进入瓶子、灌装针4上升出瓶口、灌装针4返回起点这样一系列动作。
如图3、图4所示，伺服电机驱动大臂带轮19作往复转动，通过贯穿空心减速机7的机械臂主轴17来传递扭力，使得机械手大臂膀1能够往复转动，这是其中一个分运动的驱动方式。伺服电机驱动小臂带轮18产生的往复转动作为空心减速机7的输入扭矩，由联接关节9来输出扭矩，又第一活动关节10和联接关节9固定在一起，第一活动关节10也能够作往复转动，第一活动关节10通过第二连杆12与机械手小手臂3连接，所以使得机械手小臂3作往复转动，这是另一个分运动的驱动方式。
如图5所示，在固定盘16加有O型圈20和第一旋转密封圈21，在联接关节9加有第二旋转密封圈22。
如图3、图5所示，固定盘16安装在机架面板上，定位轴8安装在固定盘16上，第一连杆11两端的其中一端与定位轴8相连，另一端与第二活动关节13相连；第三活动关节15通过第三连杆14、关节轴承23与第二活动关节13联接。当机械手大臂膀1和机械手小手臂3往复转动时，第一连杆11以定位轴8为支点转动，通过作用力让第二活动关节13绕机械手副轴2转动，由第三连杆14和第三活动关节15传递作用力，从而使针架固定轴6在机械手大臂膀1与机械手小手臂3转动时时，随之转动，达到其始终能够与水平面保持水平。

Claims (4)

1.一种灌装机的灌装动作机构，其特征在于，包括机械臂主轴(17)，机械臂主轴(17)的一端穿过空心减速机(7)与机械手大臂膀(1)的一端连接，机械手大臂膀(1)的另一端通过机械手副轴(2)与机械手小手臂(3)的一端连接，空心减速机(7)的输出端通过联接关节(9)、第一活动关节(10)、第二连杆(12)与机械手小手臂(3)连接，机械手小手臂(3)的另一端上设有针架固定轴(6)，针架固定轴(6)上设有针架(5)，针架(5)上设有灌装针(4)。
2.如权利要求1所述的一种灌装机的灌装动作机构，其特征在于，所述第一活动关节(10)的一端通过第二连杆(12)与机械手小手臂(3)连接，第一活动关节(10)的另一端通过联接关节(9)与空心减速机(7)的输出端连接，空心减速机(7)的外圈与活动装置的一端连接，活动装置的另一端通过机械手小手臂(3)与针架固定轴(6)连接。
3.如权利要求2所述的一种灌装机的灌装动作机构，其特征在于，所述活动装置包括固定盘(16)，固定盘(16)的一侧与空心减速机(7)的外圈连接，固定盘(16)设于机架面板上，固定盘(16)的另一侧上设有定位轴(8)，定位轴(8)通过第一连杆(11)与第二活动关节(13)的一端连接，第二活动关节(13)的另一端通过第三连杆(14)、关节轴承(23)与第三活动关节(15)的一端连接，第三活动关节(15)的另一端通过机械手小手臂(3)与针架固定轴(6)连接。
4.如权利要求2所述的一种灌装机的灌装动作机构，其特征在于，所述机械臂主轴(17)的中心点、机械手副轴(2)的中心点、第二连杆(12)两端的两个中心点的连线构成了一个平行四边形。
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