CN105197297B - 包装机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包装机器人，包括第一驱动单元、旋转台、支撑板、进料部、出料部和夹爪部，所述支撑板环绕所述旋转台布置，所述支撑板上设置有所述进料部和所述出料部，所述旋转台上设置有夹爪部，所述第一驱动单元驱动所述旋转台作旋转运动；所述支撑板上还选择性地设置有装塞部、灌装部和封口部共三部中的一部或多部。本发明的包装机器人，在替代人工的同时，提高工作效率、降低生产成本、提高产品的质量。

Description

包装机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种包装机器人。

背景技术

当前，物料的包装大都是通过人工操作完成，人工包装操作效率低，生产成本较高。除此之外，人工包装的流程需要严格控制，稍不注意会将头发、杂物等混入物料被包装，严重影响了产品的质量。进一步说，某些物料也并不适合人工包装，比如高温、放射性物料，人工操作还有可能给工作人员造成伤害。因此，需要一种稳定、可靠的包装机器人以替代人工、提高工作效率、降低生产成本、提高产品的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包装机器人以解决或部分解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种包装机器人，包括第一驱动单元、旋转台、支撑板、进料部、出料部和夹爪部，所述支撑板环绕所述旋转台布置，所述支撑板上设置有所述进料部和所述出料部，所述旋转台上设置有夹爪部，所述第一驱动单元驱动所述旋转台作旋转运动；所述支撑板上还选择性地设置有装塞部、灌装部和封口部共三部中的一部或多部。

进一步的，所述进料部包括第二驱动单元、转轮和护板，所述护板半包围所述转轮设置，所述转轮周圈等距设置有料槽。

进一步的，所述出料部包括漏斗体，所述漏斗体开口端与所述支撑板固定连接。

进一步的，所述夹爪部包括主动爪和与主动爪活动连接的被动爪，所述主动爪固定连接于所述旋转台。

进一步的，所述装塞部包括第三驱动单元和第四驱动单元、活动板和拨塞转盘；所述活动板上设置有装塞动力单元，所述装塞动力单元活动连接装塞杆；所述拨塞转盘周圈等距离设置有塞槽；所述第三驱动单元可驱动所述活动板作直线往复运动，所述第四驱动单元可驱动所述拨塞转盘转动。

进一步的，所述装塞部包括上装塞部和下装塞部。

进一步的，所述灌装部包括第五驱动单元、第六驱动单元、计量杯上盘、计量杯底座、挡板桶、入料单元和下料单元，所述计量杯上盘和计量杯底座设置于所述挡板桶内，所述入料单元与所述计量杯上盘和挡板桶围成的空间连接，所述挡板桶的底部开口对应所述下料单元；所述第五驱动单元可驱动所述计量杯上盘和计量杯底座相对于所述挡板桶作旋转运动，所述第六驱动单元可驱动所述计量杯上盘相对于所述计量杯底座作直线运动。

进一步的，所述灌装部还包括灌装动力单元，所说灌装动力单元可驱动所述下料单元震动。

进一步的，所述封口部包括封口模具、加热单元和封口动力单元，所述封口模具和加热单元固定设置于所述支撑板上，所述封口动力单元可驱动所述支撑板作直线运动。

进一步的，所述封口部还包括热感应单元。

与现有技术相比，本发明的包装机器人具有以下特点和优点：

1、本发明的包装机器人采用智能控制，在替代人工的同时，提高工作效率、降低生产成本、提高产品的质量。

2、本发明的包装机器人用户可以根据生产包装的实际情况，自由选择是否需要安装下装塞部、是否需要安装灌装部、是否需要安装上装塞部、是否需要安装封口部，从而形成自由搭配的包装系统。

3、本发明的包装机器人的进料部，结构设计新颖，可以很好的实现包装物料均匀等间距的传送。

4、本发明包装机器人夹爪部夹持包装物料范围广且夹持效果良好。此外，夹爪部结构简单、生产成本较低，并且便于包装物料的移送、提高了工作效率。

5、本发明包装机器人装塞部装塞效果良好，并可以调节装塞的距离或位置。

6、本发明包装机器人灌装部可有有效的控制并改变普通物料的容量，以实现良好的计量效果。

7、本发明包装机器人封口部的封口牢固，并且具有加热、监控闭环系统用以有效控制温度。

8、本发明包装机器人出料部可以很好的控制包装物料按照既定通道滑落到外部输送线上。

附图说明

图1为本发明包装机器人较佳实施方式的立体图；

图2为本发明包装机器人进料部较佳实施方式的立体图；

图3为本发明包装机器人夹爪部较佳实施方式的立体图；

图4为本发明包装机器人下装塞部较佳实施方式的立体图；

图5为本发明包装机器人灌装部较佳实施方式的立体图；

图6为本发明包装机器人上装塞部较佳实施方式的立体图；

图7为本发明包装机器人封口部较佳实施方式的立体图；

图8为本发明包装机器人出料部较佳实施方式的立体图；

其中，

10、旋转台，20、支撑板，30、进料部，301、伺服电机b，302、转轮，3021、料槽，3022、中间件，303、护板，304、托板，305、进料转动轴，306、进料减速箱，307、进料联轴器，40、出料部，401、漏斗体，4021、出料上护板，4022、出料下护板，403、六角棒，50、夹爪部，501、主动爪，502、左被动爪，503、右被动爪，60、下装塞部，601、伺服电机c，602、伺服电机d，603、第一活动板，604、第一拨塞转盘，605、第一气缸，6051、第一装塞杆，6061、第一下底板，6062、第一上顶板，607、第一直线轴承，608、第一丝杠，609、下塞，70、灌装部，701、伺服电机g，702、伺服电机h，703、计量杯上盘，704、计量杯底座，705、挡板桶，7061、入料斗，7062、入料管，7071、下料斗，7072、下料管，708、第三丝杠，709、第三气缸，80、上装塞部，801、伺服电机e，802、伺服电机f，803、第二活动板，804、第二拨塞转盘，805、第二气缸，8051、第二装塞杆，8061、第二下底板，8062、第二上顶板，807、第二直线轴承，808、第二丝杠，809、上塞，90、封口部，901、封口模具，9021、上堵头，9022、下堵头，9023、加热棒，903、第三气缸，904、支撑板，905、热电偶，906、封口过渡板。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，然而，本发明可以用不同的形式实现，不应认为只是局限在所述的实施例。

如图1所示，为本发明包装机器人较佳实施方式的立体图。本实施例中的包装机器人包括一台伺服电机a(图中未标示)、位于中间位置的旋转台10、环绕旋转台10布置的支撑板20、设置于支撑板20上的进料部30、出料部40和设置于旋转台10上的夹爪部50。本实施例中还包括设置于支撑板20上的下装塞部60、灌装部70、上装塞部80和封口部90。所述伺服电机a驱动所述旋转台10和夹爪部50做旋转运动，从而使旋转台10和夹爪部50相对于所述支撑板20转动，包装物料(不限于管状物、柱状物)经进料部30进入，并被夹爪部50夹持，包装物料随夹爪部50旋转依次经过下装塞部60、灌装部70、上装塞部80、封口部90和出料部40，完成包装物料的进料、给包装物料装下塞、给包装物料内填充普通物料、给包装物料装上塞、给包装物料封口、包装物料的出料六个流程节点的操作。本实施例中的包装机器人采用智能控制，在替代人工的同时，提高工作效率、降低生产成本、提高了产品的质量。

本实施例中的包装机器人同时包括了下装塞部60、灌装部70、上装塞部80和封口部90，用户还可以根据生产包装的实际情况，自由选择是否需要安装下装塞部60、是否需要安装灌装部70、是否需要安装上装塞部80、是否需要安装封口部90，从而形成自由搭配的包装系统。

如图2所示，为本发明包装机器人进料部较佳实施方式的立体图。图2中的进料部包括伺服电机b301、转轮302、护板303、托板304、进料转动轴305、进料减速箱306和进料联轴器307。转轮302周圈等距设置有与包装物料形状匹配的料槽3021。护板303和转轮302分别由上下两片组成，转轮302上下两片相互平行且由中间件3022连接为一体，中间件3022和通过键连接为一体。进料转动轴305通过进料联轴器307将进料转动轴305和进料减速箱306的输出轴连接为一体。进料减速箱306固定在支撑板20上，支撑板20和托板304固定在外部机架上。包装物料进入转轮302的料槽3021中，在托板304的支撑和护板303的导向作用下，伺服电机b301驱动转轮302旋转，包装物料随着转轮302的转动而移动，从而实现包装物料均匀等间距的传送。

如图3所示，为本发明包装机器人夹爪部较佳实施方式的立体图。图3中的夹爪部50包括主动爪501、与主动爪501活动连接的左被动爪502和右被动爪503，主动爪501固定连接与旋转台10上。通过主动爪501的开或闭，驱动左被动爪502和右被动爪503相背或相向运动；当主动爪501闭合时，驱动左被动爪502和右被动爪503共同夹持住包装物料，当动爪501松开时，驱动左被动爪502和右被动爪503共同松开包装物料。旋转台10带动夹爪部50旋转，柱动爪501驱动左被动爪502和右被动爪503夹持或松开包装物料到支撑板相应工位对包装物料进行处理。本实施例中的左被动爪502和右被动爪503开、闭角度位于-3°～180°之间，夹持包装物料范围广且夹持效果良好。此外，夹爪部结构简单、生产成本较低，并且便于包装物料的移送、提高了工作效率。

如图4所示，为本发明包装机器人下装塞部较佳实施方式的立体图。下装塞部驱动单元包括伺服电机c601和伺服电机d602，还包括第一活动板603、第一拨塞转盘604和设置于第一活动板603上的第一气缸605。第一气缸605活动连接第一装塞杆6051，第一拨塞转盘604周圈等距离设置有第一塞槽6041，以实现下塞609的等距传送。所述第一活动板603通过第一直线轴承607活动安装在第一下底板6061和第一上顶板6062之间。伺服电机c601驱动第一丝杠608并带动第一活动板603在第一下底板6061和第一上顶板6062之间作直线往复运动，以调整下塞609装填至包装物料内的距离或位置。下塞609由其他机构供给至第一拨塞转盘604的第一塞槽6041内，由伺服电机d602驱动所述第一拨塞转盘604转动至包装物料口部的正下方。第一气缸605伸出，驱动第一装塞杆6051把下塞609装填至包装物料内，然后第一气缸605缩回，装塞完毕。

如图6所示，为本发明包装机器人上装塞部较佳实施方式的立体图。上装塞部驱动单元包括伺服电机e801和伺服电机f802，还包括第二活动板803、第二拨塞转盘804和设置于第二活动板803上的第二气缸805。第二气缸805活动连接第二装塞杆8051，第二拨塞转盘804周圈等距离设置有第二塞槽8041，以实现上塞809的等距传送。所述第二活动板803通过第二直线轴承807活动安装在在第二下底板8061和第二上顶板8062之间。伺服电机e801驱动第二丝杠808并带动第二活动板803在第二下底板8061和第二上顶板8062之间作直线往复运动，以调整上塞809装填至包装物料内的距离或位置。上塞809由其他机构供给至第二拨塞转盘804的第二塞槽8041内，由伺服电机f802驱动所述第二拨塞转盘804转动至包装物料口部的正下方。第二气缸805伸出，驱动第二装塞杆8051把上塞809装填至包装物料内，然后第二气缸805缩回，装塞完毕。

如图5所示，为本发明包装机器人灌装部较佳实施方式的立体图。包装机器人包括伺服电机g701、伺服电机h702、计量杯上盘703(在计量杯内)、计量杯底座704、挡板桶705、入料斗7061、入料管7062、下料斗7071、下料管7072和第三丝杠708。计量杯上盘703和计量杯底座704设置于挡板桶705内，入料斗7061与计量杯上盘703和挡板桶705围成的空间连接，入料斗7061上连接入料管7062。挡板桶705的底部开口对应下料斗7071，下料斗7071连接下料管7072。外部的普通物料通过入料管7062进入到入料斗7061中，堆积在计量杯上盘703上方的空腔内，伺服电机g701可以驱动计量杯上盘703和计量杯底座704相对于挡板桶705作旋转运动，与挡板桶705发生相对转动，普通物料被挡板桶705阻挡，使进入到计量杯上盘703和计量杯底座704组成的空腔内，使普通物料成定值，达到计量效果。计量杯上盘703和计量杯底座704继续旋转，普通物料从计量杯底座704通过下料斗7061进入到包装物料中；伺服电机h702可以驱动第三丝杠708并带动计量杯上盘703相对于所述计量杯底座704作直线运动，从而改变计量杯容量，达到改变计量的效果。第三气缸709可以驱动下料斗7071震动，从而确保下料斗7071中的普通物料可以流畅地从下料斗7071和下料管7072中流出。

如图7所示，为本发明包装机器人封口部较佳实施方式的立体图。封口部包括封口模具901、加热棒9023、上堵头9021、下堵头9022、第三气缸903、支撑板904、热电偶905和封口过渡板906。封口模具901通过螺栓固定于支撑板904上，上堵头9021、下堵头9022旋合在支撑板904上，上堵头9021、下堵头9022直接形成的空腔内固定加热棒9023；热电偶905旋合在支撑板904上，用于检测封口模具901的实时温度，从而与加热棒9023形成闭环系统，以更好地控制温度；支撑板904与封口过渡板906通过螺栓固定连接，封口过渡板906与第三气缸903活动连接，第三气缸903固定连接于外部机架上。包装物料位于封口模具901的上方，此时，第三气缸903伸出带动封口模具901包裹住包装物料一端，加热棒9023给包装物料一端加热使其变形，从而阻止上塞或下塞滑落。如果包装物料需上下同时封口，则在包装物料的上方和下方都安放封口部，通过程序控制第三气缸903同时伸出，完成包装物料的上、下端的封口处理。需要说明的是，封口模具901分为上封口模具和下封口模具，下封口模具内还设置有排料通道，便于清除从包装物料中溢出的普通物料。

如图8所示，为本发明包装机器人出料部较佳实施方式的立体图。出料部包括漏斗体401、出料上护板4021、出料下护板4022和六角棒403，漏斗体401开口端与所述支撑板20固定连接，出料上护板4021、出料下护板4022通过六角棒403和螺栓固定连接并固定在外部机架上。

伺服电机a带动旋转台10转动，旋转台10带动夹爪部50旋转，主动爪501驱动左被动爪502和右被动爪503松开包装物料到出料部。包装物料在出料上护板4021、出料下护板4022和漏斗体401的约束空间内，按照既定通道滑落到外部输送线上。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种包装机器人，其特征在于，包括第一驱动单元、旋转台、支撑板、进料部、出料部和夹爪部，所述支撑板环绕所述旋转台布置，所述支撑板上设置有所述进料部和所述出料部，所述旋转台上设置有夹爪部，所述第一驱动单元驱动所述旋转台作旋转运动；所述支撑板上还选择性地设置有装塞部、灌装部和封口部共三部中的一部或多部；所述装塞部包括第三驱动单元和第四驱动单元、活动板和拨塞转盘；所述活动板上设置有装塞动力单元，所述装塞动力单元活动连接装塞杆；所述拨塞转盘周圈等距离设置有塞槽；所述第三驱动单元可驱动所述活动板作直线往复运动，所述第四驱动单元可驱动所述拨塞转盘转动。

2.如权利要求1所述的包装机器人，其特征在于，所述进料部包括第二驱动单元、转轮和护板，所述护板半包围所述转轮设置，所述转轮周圈等距设置有料槽。

3.如权利要求1所述的包装机器人，其特征在于：所述出料部包括漏斗体，所述漏斗体开口端与所述支撑板固定连接。

4.如权利要求1所述的包装机器人，其特征在于：所述夹爪部包括主动爪和与主动爪活动连接的被动爪，所述主动爪固定连接于所述旋转台。

5.如权利要求1所述的包装机器人，其特征在于：所述装塞部包括上装塞部和下装塞部。

6.如权利要求1所述的包装机器人，其特征在于：所述灌装部包括第五驱动单元、第六驱动单元、计量杯上盘、计量杯底座、挡板桶、入料单元和下料单元，所述计量杯上盘和计量杯底座设置于所述挡板桶内，所述入料单元与所述计量杯上盘和挡板桶围成的空间连接，所述挡板桶的底部开口对应所述下料单元；所述第五驱动单元可驱动所述计量杯上盘和计量杯底座相对于所述挡板桶作旋转运动，所述第六驱动单元可驱动所述计量杯上盘相对于所述计量杯底座作直线运动。

7.如权利要求6所述的包装机器人，其特征在于：所述灌装部还包括灌装动力单元，所说灌装动力单元可驱动所述下料单元震动。

8.如权利要求1所述的包装机器人，其特征在于：所述封口部包括封口模具、加热单元和封口动力单元，所述封口模具和加热单元固定设置于所述支撑板上，所述封口动力单元可驱动所述支撑板作直线运动。

9.如权利要求8所述的包装机器人，其特征在于：所述封口部还包括热感应单元。