CN105109039A - 一种花园水管自动套管机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种花园水管自动套管机。它包括花园水管装配往复运动系统、乳胶管和布套装配系统及布套褶皱系统。花园水管往复运动系统由第一机架单元、平带运动单元和第一原动机单元组成；乳胶管和布套装配系统由布套夹持单元、乳胶夹持单元、布套装配杆单元和装配工作台组成；布套褶皱系统由气动平行夹手单元、同步带运动单元、第二机架单元和第二原动机单元组成。本发明采用上述设备实现花园水管的自动装配，该自动套管机每小时可以完成30m长的布套装配10m的乳胶管40套，使工人的装配工作强度大大降低，装配效率得到显著提高，装配成品率约为98%，可以满足花园水管的自动装配要求，适用推广应用。

Description

一种花园水管自动套管机

技术领域

本发明属于自动装配生产线技术领域，具体涉及一种装配效率高，劳动强度低，使用方便的一种花园水管自动套管机，可实现特别是一种乳胶管上面套布套的一种花园水管的自动装配。

背景技术

花园水管，又称纤维增强花园水管。它优良的可伸缩性使其简单便携，存储方便，占地空间小，通常可伸缩水管（花园水管）的内管采用双层乳胶管，有良好的伸缩性，花园水管可以伸长至原来长度的3倍左右。成品外表颜色鲜艳、美观，质地柔软、是家庭、工厂、园林绿化浇灌的理想用品。可和快速接头、水枪配合使用，在进行灌花或冲洗车辆、餐厅厨房、厕所、道路等使用时拆卸方便。在使用时，可以伸长至需要的长度；在使用后，它又可会恢复到原来的长度，保存便捷。为了延长其使用寿命，在双层乳胶管外套接耐磨的布袋十分必要。

但是在现有的装配中：首先，工人将布套手动褶皱到细长杆上；其次，再将乳胶管的一头固定在细长杆的头部；第三，工人用尖嘴钳夹住布套，一手拖着乳胶管，然后行走直至布套完全套接在乳胶管上，再返回到原出发点，装配完成；最后，再将装配好的花园水管打包等待下一步工序。在整个装配过程中，手动褶皱布套，十分费力，速度很慢，效率低下；而在通常情况下，布套的长度是乳胶管长度的3倍左右，特别是进行10m的乳胶管的装配工作时，每装配一根花园水管工人要来回行走60m，而且是带负荷行走（要克服乳胶管伸长3倍时所产生的弹力，大约有10kg的拉力），劳动强度大。对于原长10m花园水管的装配，人工最快装配效率约为120根/天。

因此，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷，避免造成装配效率低下、劳动强度高的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种花园水管自动套管机，实现花园水管的乳胶管与布套的自动装配。

所述的一种花园水管自动套管机，花园水管由乳胶管和套接在乳胶管外的布套构成，包括花园水管装配往复运动系统及乳胶管和布套装配系统，其特征在于花园水管往复运动系统包括第一机架单元和设置在第一机架单元上的平带运动单元和第一原动机单元；乳胶管和布套装配系统包括装配工作台及设置在装配工作台的布套夹持单元、乳胶管固定单元、布套装配杆单元，装配工作台固定设置在平带运动单元上，布套一端设置在布套夹持单元上，布套套接在布套装配杆单元上，另一端端头固定在布套夹持单元上，乳胶管一端与乳胶管固定单元固定，另一端与布套装配杆单元固定，第一原动机单元的往复运动带动装配工作台运动，实现乳胶管与布套的套接。

所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于还包括设置在装配工作台上方的布套褶皱系统，所述布套褶皱系统包括气动平行夹手单元、同步带运动单元、第二机架单元和第二原动机单元，所述第二机架单元设置在第一机架单元上，同步带运动单元与第二原动机单元连接，气动平行夹手单元固定设置在同步带运动单元下方。

所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述第一机架单元包括四个支撑脚和设置在支撑脚上的两个平行的横梁支架；

所述第一原动机单元包括设置在第一机架单元上的电机支撑座，电机支撑座上设置第一步进电机和第一减速箱，第一步进电机的输出轴与第一减速箱的输入端连接；

所述平带运动单元包括设置在第一机架单元上的平带驱动轴和平带转轴，平带设置在平带驱动轴和平带转轴之间，所述平带驱动轴与第一减速箱的输出轴连接。

所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述横向的两个支撑脚之间设置加强固定架，纵向的两个支撑脚之间设置防翻转架。

所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述第一机架单元端头设置安全防护罩，安全防护罩位于第一原动机单元一端，用于保护第一原动机单元。

所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述布套夹持单元包括设置在两个横梁支架之间的布套夹手固定台，所述布套夹手固定台的上部连接有布套夹手。

所述装配工作台包括固定设置在平带上表面的装配平台板，所述乳胶管固定单元包括固定夹具；所述布套装配杆单元包括U型夹座和布套褶皱杆，所述装配平台板一端设置U型夹座，所述U型夹座上设置U型槽及与U型槽匹配的凹槽型接头，所述凹槽型接头连接布套褶皱杆一端，所述布套褶皱杆另一端连接用于固定乳胶管的固定夹具。

所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述装配平台板另一端设置防偏转架，所述固定夹具下部设置在防偏转架上。

所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述第二机架单元包括设置在第一机架单元上的一组L型加强连接件，L型加强连接件上固定设置第二机架；

所述同步带运动单元包括转动轴、同步带轮轴及设置在转动轴和同步带轮轴之间的同步带，转动轴和同步带轮轴设置在第二机架上；

所述第二原动机单元包括设置在第一机架单元上的第二步进电机座，第二步进电机座上设置第二减速箱和第二步进电机，第二减速箱的输入轴与第二步进电机输出轴连接，所述的第二减速箱的输出轴与同步带轮轴连接；

所述气动平行夹手单元包括固定在同步带底面的固定座，所述固定座底部连接气动平行夹手，气动平行夹手包括左夹手指和右夹手指，左夹手指和右夹手指在气动作用下能夹紧和松开。

所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述气动平行夹手的左夹手指上固定套接第一橡胶板片，右夹手指上固定套接第二橡胶板片。

所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述乳胶管与布套长度比为1：2.5-3.5，优选为1：3，布套内径比乳胶管外径大至少3mm，所述自动套管机长度为布套长度长的1.1-1.2倍。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1）本发明通过设置花园水管装配往复运动系统，通过第一步进电机来驱动平带的往复运动，实现花园水管的自动装配，平带往复运动的距离可根据实际布套的长度来调节，可以适用于不同长度的花园水管的自动装配，往复运动的平带，代替了人工装配中工人的负荷行走，减轻了工人的劳动强度，提高了装配效率；

2）本发明通过设置乳胶管和布套装配系统，提供了一个便捷固定的操作平台，工人只需要手动装夹布套及乳胶管即可，便捷迅速；

3）本发明通过设置布套褶皱系统，只需要人工将布套牵引至布套褶皱杆上，启动布套褶皱系统，便会快速的将布套完全褶皱在布套褶皱杆上，便于下一步装配，整个褶皱过程无需工人费力的将布套手动的褶皱在布套褶皱杆上，只需要站在该花园水管自动套管机的一端通过简单的操作即可，不需要工人往返用力拖动布套和乳胶管进行手动装配，该自动套管机每小时可以完成30m长的布套装配10m的乳胶管40套（工厂熟练工人装配同种规格的花园水管平均每小时可装配15套），大大降低了工人的工作强度，并且使装配效率得到显著提高，装配成品率约为98%，可以满足花园水管的自动装配要求，适用推广应用。

附图说明

图1为本发明的装配示意图；

图2为本发明的工作原理图。

图中：1-横梁支架，2-防偏转架，3-固定夹具，4-布套夹手，5-布套夹手固定台，6-平带，7-支撑脚，8-加强固定架，9-防翻转架，10-电机支撑座，11-第一步进电机，12-平带驱动轴，13-安全防护罩，14-第一减速箱，15-第一步进电机安装座，16-装配平台板，17-U型夹座，18-同步带轮轴，19-第二步进电机座，20-第二减速箱，21-第二步进电机，22-凹槽型接头，23-固定座，24-气动平行夹手，25-第一橡胶板片，26-第二橡胶板片，27-布套褶皱杆，28-L型加强连接件，29-同步带，30-转动轴，31-平带转轴，32-第二机架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

本发明的花园水管由乳胶管和套接在乳胶管外的布套构成，所述乳胶管与布套长度比为1：2.5-3.5，本发明实施例选为1：3，布套内径比乳胶管外径大至少3mm，本发明选用的布套内径比乳胶管外径大6mm，所述自动套管机长度为布套长度长的1.1-1.2，以布套长为30m计，自动套管机长度为34m,将该布套套在乳胶管上，布套呈褶皱状。

如图1、图2所示，本发明实施例的一种花园水管自动套管机，包括花园水管装配往复运动系统及乳胶管和布套装配系统，花园水管往复运动系统包括第一机架单元和设置在第一机架单元上的平带运动单元和第一原动机单元；乳胶管和布套装配系统包括装配工作台及设置在装配工作台的布套夹持单元、乳胶管固定单元、布套装配杆单元，装配工作台固定设置在平带运动单元上，布套一端设置在布套夹持单元上，布套套接在布套装配杆单元上，另一端端头固定在布套夹持单元上，乳胶管一端与乳胶管固定单元固定，另一端与布套装配杆单元固定，第一原动机单元的往复运动带动装配工作台运动，实现乳胶管与布套的套接。

如图所示，所述第一机架单元包括四个支撑脚7和设置在支撑脚7上的两个平行的横梁支架1；为了增加其稳定性，防止工作过程中翻倒，本发明在横向（近距离）的两个支撑脚7之间设置加强固定架8，纵向的两个支撑脚7（远距离）之间设置防翻转架9。

所述第一原动机单元包括设置在近距离的两个支撑脚7之间的电机支撑座10，电机支撑座10上设置第一步进电机11和第一减速箱14，第一步进电机11的输出轴与第一减速箱14的输入端连接；

所述平带运动单元包括设置在横梁支架1两端的平带驱动轴12和平带转轴31，平带6设置在平带驱动轴12和平带转轴31之间，所述平带驱动轴12与第一减速箱14的输出轴连接，第一步进电机11启动后，带动第一减速箱14转动，从而带动平带驱动轴12作往复运动；

所述布套夹持单元包括设置在两个横梁支架1之间的布套夹手固定台5，所述布套夹手固定台5的上部连接有布套夹手4，工作时，布套上的一点固定在布套夹手4上；

所述装配工作台包括固定设置在平带6上表面的装配平台板16，所述乳胶管固定单元包括固定夹具3；所述布套装配杆单元包括U型夹座17和布套褶皱杆27，所述装配平台板16一端设置U型夹座17，所述U型夹座17上设置U型槽及与U型槽匹配的凹槽型接头22，所述凹槽型接头22连接布套褶皱杆27一端，所述布套褶皱杆27另一端连接用于固定乳胶管的固定夹具3；为了防止工作过程中，乳胶管固定一端移动，影响套布效果，本发明在装配平台板16另一端设置防偏转架2，所述固定夹具3下部设置在防偏转架2上；

所述布套夹持单元包括与两个横梁支架1连接的布套夹手固定台5，布套夹手固定台5的上部连接有布套夹手4；

所述乳胶管和布套装配系统包括与平带6上表面连接的装配平台板16，所述的装配平台板16的一端设置有U型夹座17，所述的U型夹座17的U型槽左右对称设置两个，U型夹座17内装配有与之配合的凹槽型接头22，所述的凹槽型接头22左右设置两个，凹槽型接头22的一端连接有布套褶皱杆27，所述的布套褶皱杆的另一端连接有乳胶管固定夹具3，所述的固定夹具3的下部配合设置有防偏转架2；

为了防止工作过程中，操作人员接近平带6及第一减速箱14，造成危险，本发明在第一机架单元端头设置安全防护罩13，安全防护罩13位于第一原动机单元一端，用于保护第一原动机单元。

所述布套褶皱系统包括与横梁支架1连接的第二步进电机座19和四个L型加强连接件28，所述的第二步进电机座19与第二减速箱20连接，第二减速箱20的输入轴与第二步进电机21输出轴连接，所述的第二减速箱20的输出轴与同步带轮轴18连接，所述的同步带轮轴18与同步带29配合连接，所述的同步带29的另一端连接转动轴30，所述的转动轴30与第二机架32连接，所述的同步带29由第二步进电机21间接驱动，实现同步带29的往复运动，所述的同步带29的低面连接有气动平行夹手的固定座23，所述的气动平行夹手的固定座23底部连接有气动平行夹手24，气动平行夹手24的左、右夹手指分别固定套接有第一橡胶板片25、第二橡胶板片26，所述的气动平行夹手24的左、右夹手指可以左右移动，实现第一橡胶板片25和第二橡胶板片26的夹紧和松开，从而实现对套接在布套褶皱杆27上的布套夹紧和松开。通过控制第二步进电机21的正反转间接实现气动夹手26的往复运动，再配合气动控制气动平行夹手24的左、右夹手指的夹紧和松开，配合其他部件实现布套的快速褶皱。

本发明在套布套前，需要将布套套在布套褶皱杆27上，可以通过人工套，但是人工套劳动量大，特别是布套过长时，需要耗费大量时间，本发明在该花园水管自动套管机的横梁支架1上设置布套褶皱系统，位于装配工作台上方的，所述布套褶皱系统包括气动平行夹手单元、同步带运动单元、第二机架单元和第二原动机单元，所述第二机架单元设置在第一机架单元上，同步带运动单元与第二原动机单元连接，气动平行夹手单元固定设置在同步带运动单元下方：

所述第二机架单元包括设置在横梁支架1上的4根L型加强连接件28，L型加强连接件28上固定设置第二机架32；

所述同步带运动单元包括转动轴30、同步带轮轴18及设置在转动轴30和同步带轮轴18之间的同步带29，转动轴30设置在第二机架32上；

所述第二原动机单元包括设置在横梁支架1上的第二步进电机座19，第二步进电机座19上设置第二减速箱20和第二步进电机21，第二减速箱20的输入轴与第二步进电机21输出轴连接，所述的第二减速箱20的输出轴与同步带轮轴18连接，第二步进电机座19启动后带动第二减速箱20转动，带动与其连接的同步带轮轴18转动，从而使同步带29转动；

所述气动平行夹手单元包括固定在同步带29底面的固定座23，所述固定座23底部连接气动平行夹手24，气动平行夹手24包括左夹手指和右夹手指，左夹手指和右夹手指在气动作用下能夹紧和松开，为了提高摩擦力，防止打滑，本发明在气动平行夹手24的左夹手指上固定套接第一橡胶板片25，右夹手指上固定套接第二橡胶板片26，同步带29转动带动气动平行夹手单元往复运动，完全布套的褶皱动作。

布套实现褶皱运动如下所述：首先，由工人手动将布套的一端牵引至布套褶皱杆27的一端（靠近布套夹手4），套入乳胶管固定夹具，约0.1m左右；第二，通过对第二步进电机21的控制实现同步带29向左（向布套夹手4一侧）运动到被人工牵引的布套的上方；第三，通过对气动平行夹手24的控制实现气动平行夹手指及橡胶板片的夹紧运动，此时就会将位于气动平行夹手指之间的布套较紧的夹紧在光滑的布套褶皱杆27上；第四，通过对第二步进电机21的控制实现气动平行夹手24夹紧布套向右运动（远离布套夹手4一侧）到达布套褶皱杆27的另一端后停止运动；第五，通过对气动平行夹手24的控制松开气动平行夹手指及橡胶板片，此时左、右两侧橡胶板片的内侧面与布套有一定的微小间隙；第六，通过对第二步进电机21的控制实现同步带29向左（向布套夹手一侧）运动约为0.2m（相对于第五步气动平行夹手24所处的位置）；第七，通过对气动平行夹手24的控制实现气动平行夹手指及橡胶板片的夹紧运动，此时就会将位于气动平行夹手指之间的布套较紧的夹紧在光滑的布套褶皱杆27上；第八，通过对第二步进电机21的控制实现气动平行夹手24夹紧布套向右运动（远离布套夹手4一侧）约0.15m（相对于第七步气动平行夹手24所处的位置），此时布套就会被成功的褶皱0.2m，褶皱部分长度0.05m。然后再重复步骤五、六、七、八，直至将布套成功完全褶皱在布套褶皱杆27上，即露出乳胶管固定夹具即可，露出乳胶管固定夹具约0.1m左右。

本发明的工作过程如下：所述的布套褶皱单元自动将布套褶皱在乳胶管和布套装配系统中，首先将乳胶管的一端通过乳胶管固定夹具3夹持好后，将褶皱布套的一端（靠近布套固定夹手4一侧）牵引至布套夹手4的一侧固定，平带6在第一步进电机11及第一减速箱14的驱动下，向右运动，当其运动至最右端时，由于该套管机的长度大于布套的长度，此时，固定夹具3在平带6的作用下，，伸出布套右端端头，伸出长度约为0.05m，由于布套的一端被布套固定夹手固定，另一端自由褶皱在布套褶皱杆上，由于平带6的运动，布套就会完全从布套褶皱杆上滑出，完全套在乳胶管上，再在第一步进电机11的作用下，返回，乳胶管收缩，由于布套的长度大于乳胶管的长度，布套就会自动的褶皱在乳胶管上，完成花园水管的装配。本发明通过启动花园水管往复运动系统带动乳胶管和布套装配系统的装配平台板16及其附件往复运动从而实现花园水管的自动装配，大大减轻了装配工人的劳动强度，只需要站在该花园水管自动套管机的一端通过简单的操作即可，不需要工人往返用力拖动布套和乳胶管进行手动装配，该自动套管机每小时可以完成30m长的布套装配10m的乳胶管40套（工厂熟练工人装配同种规格的花园水管平均每小时可装配15套），工作强度大大降低，装配效率得到显著提高，装配成品率约为98%，可以满足花园水管的自动装配要求，适用推广应用。

本发明的固定夹具3和布套夹持单元分别在《一种快速自夹紧夹具》（专利申请号为：2014208350511）和《一种可伸缩自夹紧夹具》（专利申请号为：201520027002X）中已经公开，其结构在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种花园水管自动套管机，花园水管由乳胶管和套接在乳胶管外的布套构成，包括花园水管装配往复运动系统及乳胶管和布套装配系统，其特征在于花园水管往复运动系统包括第一机架单元和设置在第一机架单元上的平带运动单元和第一原动机单元；乳胶管和布套装配系统包括装配工作台及设置在装配工作台的布套夹持单元、乳胶管固定单元、布套装配杆单元，装配工作台固定设置在平带运动单元上，布套一端设置在布套夹持单元上，布套套接在布套装配杆单元上，另一端端头固定在布套夹持单元上，乳胶管一端与乳胶管固定单元固定，另一端与布套装配杆单元固定，第一原动机单元的往复运动带动装配工作台运动，实现乳胶管与布套的套接。

2.根据权利要求1所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于还包括设置在装配工作台上方的布套褶皱系统，所述布套褶皱系统包括气动平行夹手单元、同步带运动单元、第二机架单元和第二原动机单元，所述第二机架单元设置在第一机架单元上，同步带运动单元与第二原动机单元连接，气动平行夹手单元固定设置在同步带运动单元下方。

3.根据权利要求1或2所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述第一机架单元包括四个支撑脚（7）和设置在支撑脚（7）上的两个平行的横梁支架（1）；

所述第一原动机单元包括设置在第一机架单元上的电机支撑座（10），电机支撑座（10）上设置第一步进电机（11）和第一减速箱（14），第一步进电机（11）的输出轴与第一减速箱（14）的输入端连接；

所述平带运动单元包括设置在第一机架单元上的平带驱动轴（12）和平带转轴（31），平带（6）设置在平带驱动轴（12）和平带转轴（31）之间，所述平带驱动轴（12）与第一减速箱（14）的输出轴连接。

4.根据权利要求3所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述横向的两个支撑脚（7）之间设置加强固定架（8），纵向的两个支撑脚（7）之间设置防翻转架（9）。

5.根据权利要求3所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述第一机架单元端头设置安全防护罩（13），安全防护罩（13）位于第一原动机单元一端，用于保护第一原动机单元。

6.根据权利要求3所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述布套夹持单元包括设置在两个横梁支架（1）之间的布套夹手固定台（5），所述布套夹手固定台（5）的上部连接有布套夹手（4）；

所述装配工作台包括固定设置在平带（6）上表面的装配平台板（16），所述乳胶管固定单元包括固定夹具（3）；所述布套装配杆单元包括U型夹座（17）和布套褶皱杆（27），所述装配平台板（16）一端设置U型夹座（17），所述U型夹座（17）上设置U型槽及与U型槽匹配的凹槽型接头（22），所述凹槽型接头（22）连接布套褶皱杆（27）一端，所述布套褶皱杆（27）另一端连接用于固定乳胶管的固定夹具（3）。

7.根据权利要求6所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述装配平台板（16）另一端设置防偏转架（2），所述固定夹具（3）下部设置在防偏转架（2）上。

8.根据权利要求2所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述第二机架单元包括设置在第一机架单元上的一组L型加强连接件（28），L型加强连接件（28）上固定设置第二机架（32）；

所述同步带运动单元包括转动轴（30）、同步带轮轴（18）及设置在转动轴（30）和同步带轮轴（18）之间的同步带（29），转动轴（30）和同步带轮轴（18）设置在第二机架（32）上；

所述第二原动机单元包括设置在第一机架单元上的第二步进电机座（19），第二步进电机座（19）上设置第二减速箱（20）和第二步进电机（21），第二减速箱（20）的输入轴与第二步进电机（21）输出轴连接，所述的第二减速箱（20）的输出轴与同步带轮轴（18）连接；

所述气动平行夹手单元包括固定在同步带（29）底面的固定座（23），所述固定座（23）底部连接气动平行夹手（24），气动平行夹手（24）包括左夹手指和右夹手指，左夹手指和右夹手指在气动作用下能夹紧和松开。

9.根据权利要求8所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述气动平行夹手（24）的左夹手指上固定套接第一橡胶板片（25），右夹手指上固定套接第二橡胶板片（26）。

10.根据权利要求1所述的一种花园水管自动套管机，其特征在于所述乳胶管与布套长度比为1：2.5-3.5，优选为1：3，布套内径比乳胶管外径大至少3mm，所述自动套管机长度为布套长度长的1.1-1.2倍。