CN105799971A - 小型水果装盒机 - Google Patents

Abstract

一种小型水果装盒机，包括机架、吸盒机构、海绵进料机构、进料输送机构、联动暂存机构和自动盖盒机构，吸盒机构包括上升气缸、吸盘和塑料盒储料架；海绵进料机构包括机架、进料气缸、T型推板、升降台和用以带动升降台上下运动的升降组件；进料输送机构包括进料斗、拱形桥和输送带机构，进料斗的出口与拱形桥最高处连接，拱形桥出口处与输送带机构连接；联动暂存机构包括机架、推块、滑块、光轴、关节轴承、连杆、卧式轴承座、支杆、摆动轴和进料斜面；自动盖盒机构包括机架、轨道、顶触组件和滚筒。本发明提供一种人工成本低、劳动强度小、工作效率高的小型水果装盒机。

Description

小型水果装盒机

技术领域

本发明涉及一种小型水果装盒机。

背景技术

近年来，随着网上购物的普及化和人民生活水平的提高，人们越来越多的在网络平台上

购买新鲜的小水果，市场需求量大。网上交易后，卖家必须对小水果进行合理的包装以快递，并避免路途上的损伤。因此对小水果进行适当的防震防碰撞和保鲜包装十分必要。然而快递小水果所用的包装，其形式复杂，包装材料众多，包装步骤繁复，不利于网店人员顺利进行大批量的包装工作。而国内还未有针对小水果包装的自动化设备。若以人工对大量小水果进行包装，必然要雇佣大量工人，造成网店的人工成本过高。

发明内容

为了克服已有水果包装方式的人工成本高、劳动强度大、工作效率较低的不足，本发明提供一种人工成本低、劳动强度小、工作效率高的小型水果装盒机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种小型水果装盒机，包括机架、吸盒机构、海绵进料机构、进料输送机构、联动暂存机构和自动盖盒机构，其中，

所述吸盒机构包括上升气缸、吸盘和塑料盒储料架，所述上升气缸的伸缩杆与吸盘支架连接，所述吸盘支架上安装吸盘，所述塑料盒储料架位于吸盘的上方；

所述海绵进料机构包括进料气缸、T型推板、升降台和用以带动升降台上下运动的升降组件，所述进料气缸的伸缩杆的端部与所述T型推板连接，所述T型推板位于升降台的上方，待进料海绵上下叠置在所述升降台上，所述升降台的两侧布置侧面挡板；

所述进料输送机构包括进料斗、拱形桥和输送带机构，所述进料斗的出口与拱形桥最高处连接，所述拱形桥出口处与输送带机构连接；

所述联动暂存机构包括推块、滑块、光轴、关节轴承、连杆、卧式轴承座、支杆、摆动轴和进料斜面，所述推块可移动地安装在机架上，所述推块与所述滑块配合，所述滑块可移动地套装在所述光轴上，所述光轴上套装压簧，所述滑块上安装关节轴承，所述关节轴承与连杆的下端连接，所述连杆的上端通过卧式轴承座与支杆的上端连接，所述支杆的下端与所述摆动轴联动，所述摆动轴上固定安装进料斜面；

所述自动盖盒机构包括轨道、顶触组件和滚筒，待盖盒的水果盒可移动地位于轨道上，所述轨道下方设置所述顶触组件，所述顶触组件包括顶触气缸和用于顶触水果盒盖子的顶块，所述顶触气缸安装在机架上，所述顶触气缸的伸缩杆上安装顶块；所述轨道的上方设置所述滚筒，所述滚筒与移动导轨之间的距离为盖子盖好之后水果盒的高度；沿着水果盒移动方向，顶触组件位于所述滚筒的后方。

进一步，所述轨道固定安装在机架上，所述轨道侧边布置用于推动水果盒移动的拨叉，所述拨叉连接可移动U型板，所述可移动U型板安装在无杆气缸的缸体滑块上，所述无杆气缸安装在移动平台上，所述移动平台与直线法兰连接，所述直线法兰与导向光轴连接，所述移动平台与升降气缸的活塞杆连接。

所述进料斗包括底板和两个侧板，所述进料斗后方设有驱动滚筒，所述驱动滚筒的转轴与步进电机的输出轴连接，所述驱动滚筒上卷有进料布，所述进料布的外端与所述拱形桥的顶部固定；

所述输送带机构包括传送带和进料斜面，所述传送带与用于带动传动带运动的传动组件连接，所述拱形桥的出口与所述传送带的入口相接，所述传送带的出口与所述进料斜面的入口相接，所述进料斜面的出口位于塑料盒工位的上方。

再进一步，所述海绵抬升进料机构中，所述升降组件包括棘轮机构和同步带轮机构，所述棘轮机构包括摇杆、棘轮、主动棘爪和止动棘爪，所述摇杆上端设有滚子，所述摇杆的下端安装在下主动轴上，所述棘轮安装在所述下主动轴上，所述摇杆安装主动棘爪，所述主动棘爪与所述棘轮配合，所述棘轮还与止动棘爪配合，所述进料气缸的伸缩杆下部设有推块，所述推块与所述滚子配合，所述摇杆上安装复位弹簧，所述止动棘爪、复位弹簧安装在机架上；

所述同步带轮机构包括同步带轮、同步带和滑块，所述下主动轴两端安装同步带轮，上主动轴的两端也安装同步带轮，位于同一侧的上下两个同步带轮套装同步带，所述同步带与滑块固定连接，所述滑块与升降台固定连接，所述滑块可上下滑动地套装在导向光轴上。

所述导向光轴为4根，4根导向光轴围成方形，其中两个滑块分别与两侧的同步带固定连接。

本发明的有益效果主要表现在：代替人工，完全实现了小水果的自动装盒包装，流程完整，节省时间，大大提高包装的效率。

附图说明

图1是小型水果装盒机的整机示意图。

图2是整机轴侧图及局部放大图。

图3是小型水果进料机构结构图。

图4是吸盒机构结构图。

图5是海绵进料机构结构图。

图6是海绵进料机构侧视图。

图7是联动暂存机构整体图(带拨叉)。

图8是联动暂存机构局部放大图。

图9是联动暂存机构结构示意图。

图10是拨叉移动盖盒机构结构图。

图11是滚筒盖盒第一阶段示意图。

图12是滚筒盖盒第二阶段示意图。

图13是滚筒盖盒第三阶段示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图13，一种小型水果装盒机，包括机架、吸盒机构、海绵进料机构、进料输送机构、联动暂存机构和自动盖盒机构，其中，

所述吸盒机构包括上升气缸601、吸盘604和塑料盒储料架607，所述上升气缸601的伸缩杆与吸盘支架602连接，所述吸盘支架602上安装吸盘603，所述塑料盒储料架607位于吸盘603的上方；

所述海绵进料机构包括机架120、进料气缸103、T型推板107、升降台106和用以带动升降台上下运动的升降组件，所述进料气缸103的伸缩杆的端部与所述T型推板107连接，所述T型推板107位于升降台106的上方，待进料海绵上112下叠置在所述升降台106上，所述升降台106的两侧布置侧面挡板105；

所述进料输送机构包括进料斗、拱形桥和输送带机构，所述进料斗的出口与拱形桥最高处连接，所述拱形桥出口处与输送带机构连接；

所述联动暂存机构包括推块213、滑块203、光轴202、关节轴承206、连杆207、卧式轴承座208、支杆209、摆动轴和进料斜面210，所述推块213可移动地安装在机架上，所述推块213与所述滑块203配合，所述滑块可移动地套装在所述光轴上，所述光轴上套装压簧，所述滑块上安装关节轴承，所述关节轴承与连杆的下端连接，所述连杆的上端通过卧式轴承座与支杆的上端连接，所述支杆的下端与所述摆动轴联动，所述摆动轴上固定安装进料斜面；

所述自动盖盒机构包括轨道308、顶触组件和滚筒311，待盖盒的水果盒309可移动地位于轨道308上，所述轨道308下方设置所述顶触组件，所述顶触组件包括顶触气缸315和用于顶触水果盒盖310的顶块313，所述顶触气缸315安装在机架314上，所述顶触气缸315的伸缩杆上安装顶块313；所述轨道308的上方设置所述滚筒311，所述滚筒311与轨道308之间的距离为盖子盖好之后水果盒的高度；沿着水果盒移动方向，顶触组件位于所述滚筒11的后方。

进一步，所述轨道308固定安装在机架上，所述轨道308侧边布置用于推动水果盒移动的拨叉307，所述拨叉307连接可移动U型板306，所述可移动U型板306安装在无杆气缸305的缸体滑块上，所述无杆气缸305安装在移动平台304上，所述移动平台304与直线法兰303连接，所述直线法兰303与导向光轴302连接，所述移动平台304与升降气缸301的活塞杆连接。

所述进料斗包括底板803和两个侧807，所述进料斗后方设有驱动滚筒805，所述驱动滚筒805的转轴与步进电机804的输出轴连接，所述驱动滚筒805上卷有进料布，所述进料布的外端与所述拱形桥的顶部固定；

所述输送带机构包括传送带806和进料斜面802，所述传送带806与用于带动传动带运动的传动组件连接，所述拱形桥的出口与所述传送带806的入口相接，所述传送带806的出口与所述进料斜面802的入口相接，所述进料斜面802的出口位于塑料盒工位的上方。

再进一步，所述海绵抬升进料机构中，所述升降组件包括棘轮机构和同步带轮机构，所述棘轮机构包括摇杆109、棘轮115、主动棘爪114和止动棘爪116，所述摇杆109上端设有滚子108，所述摇杆109的下端安装在下主动轴104上，所述棘轮115安装在所述下主动轴104上，所述摇杆109安装主动棘爪114，所述主动棘爪117与所述棘轮115配合，所述棘轮115还与止动棘爪116配合，所述进料气缸103的伸缩杆下部设有推块，所述推块与所述滚子108配合，所述摇杆109上安装复位弹簧113，所述止动棘爪116、复位弹簧113安装在机架120上；

所述同步带轮机构包括同步带轮102、同步带118和滑块116，所述下主动轴104两端安装同步带轮102，上主动轴的两端也安装同步带轮，位于同一侧的上下两个同步带轮套装同步带118，所述同步带118与滑块116固定连接，所述滑块116与升降台106固定连接，所述滑块116可上下滑动地套装在导向光轴111上。

所述导向光轴111为4根，4根导向光轴围成方形，其中两个滑块分别与两侧的同步带固定连接。当然，也可以为其他数量，只要能够保证升降板不发生歪斜即可。

所述吸盒机构中：如图4，气缸601通过铝板连接到型材架上，气缸601活塞杆端部通过铝连接板602与带吸盘金具603刚性连接。上方储料架607与型材架相连接，并固定。通过气缸601的活塞杆带动，吸盘金具603上升至一叠塑料盒605正下方，控制真空发生器造成吸盘603吸气，吸住最下方的塑料盒604。气缸601活塞回程带动吸盘金具603吸住塑料盒604下降至轨道平台完成塑料盒604的进料。

所述海绵进料机构中:T型推板107的活塞端部与气缸103连接，气缸的活塞带动T型推板107前推一摞海绵的顶部海绵移动，进入指定位置。升降台106与4个滑块116相连接，滑块116又能在4根导向光轴111中上下滑动，可实现升降台的垂直升降，并保证升降板不发生歪斜。侧面挡板105左右两侧都有，并且固定在型材架120上。棘轮机构中：气缸103的活塞回程后半段，T型推板107的下侧部分推动连接在棘轮摇杆109的滚子108，带动摇杆109绕主动轴104旋转。连接到摇杆109上的主动棘爪114拨动棘轮115转动一个固定的角度，从而传递扭矩到与棘轮115连接的主动轴104上。同步带机构中：左右两侧的滑块116都通过铝板紧固到同步带118上。同步带118绕在同步带轮102上与之啮合。上下方同步带轮102装配到轴104上，并将轴104装配到卧室轴承座119中，轴承座119紧固在型材架120上。通过该同步带机构将下方主动轴104传来的动力传递到同步带上，使得同步带轮102转动一定角度，与带轮102啮合的同步带118上升一段确定的距离，从而带动升降台106抬升，实现海绵的抬升。气缸103的推程中，由于止动棘爪117的作用，防止了棘轮的逆向转动，并能保持住升降台的高度。同时在与型材架120相连的复位弹簧113的作用下摇杆回到初始位置。通过控制气缸的推程和回程，就能够实现抬升一摞海绵并从中将顶部的海绵分离进料的功能。

所述小水果进料输送机构中：如图3，底板803与两个侧板807固定连接，形成小水果进料斗。进料斗后上方有一与步进电机804相连接的滚筒805，滚筒805与电机804均固定在型材架上。料斗前方连接有一拱型桥，滚筒805上卷有一进料布，布的另一边与拱形桥顶部固定。拱形桥前侧桥台与输送带机构相连接。输送带机构由PVC带806，滚筒801，进料斜坡802组成。步进电机804带动滚筒805转动并卷动布料收起，布料被拉紧。位于其上的小水果被抬起并沿着布料构成的斜面缓缓滑落，布料被拉紧后，步进电机继续转动使得布料抖动，达到小水果抖动进料的效果。小水果滑落后依次经过拱形桥桥台，PVC传送带806输送，进料斜坡802，然后源源不断进入塑料盒中。直到称重传感器70检测到盒子中小水果的重量已经达到预设值，向单片机反馈一信号，接着单片机立刻控制传送带停止进料。

所述联动暂存机构中：如图7示，为暂存联动机构整体示意图，包括带动联动暂存机构的拨叉。如图8所示为联动暂存机构的局部放大图，其中推块213为整个联动暂存机构的动力传输核心，拨叉拨动推块213，从而带动整个联动暂存机构一起运动。如图9联动暂存机构结构示意图所示，推块213推动铝板204，滑块203、立式光轴座205以及关节轴承206固定于铝板204上。滑块203套在光轴202上，可以进行直线运动，光轴202通过立式光轴座201固定。随着滑块203向右运动，压簧212受力压紧。以上实现了滑块直线运动。

光轴207与关节轴承206相连，通过卧式光轴座208与铝板209连接，形成曲柄。铝板209通过卧式轴承座211以及光轴连接到斜面210上。滑块203经由推块213带动向右直线运动时，带动光轴207逆时针旋转，根据曲柄滑块运动规律，铝板209顺时针旋转，同时带动斜面210顺时针旋转，实现斜面抬升，完成小型水果的暂存。在暂存结束后，拨叉带动推块213下降，脱离整个联动暂存机构。由于滑块203压紧压簧212，失去推块压力后，压簧212回复，实现整个联动暂存机构的复位。

所述工位切换装置：拨叉307连接到可移动U型板306上，U型板306又位于无杆气缸305的缸体滑块上。无杆气缸305通过铝板安置在由铝型材相连接的移动平台304上。移动平台304通过铝板与直线法兰303连接，两个直线法兰303与导向光轴302连接，可以在导向光轴302中上下滑动。移动平台304通过铝板与气缸301的活塞杆连接。两根导向光轴302通过铝板连接到气缸301上。

在气缸301和无杆气缸305的驱动下，可先后实现，移动平台304水平方向右移，垂直方向下降，水平方向左移，垂直方向上升，走出一个矩形的运动轨迹，完成一个循环运动流程。

所述自动盖盒机构：移动平台304的水平右移行程为工位切换行程。在移动过程中，可分为3个阶段。第一个阶段如图11，塑料盒309刚刚开始被拨叉拨动，塑料盒盖310还处于翻下的状态。第二个阶段如图12，塑料盒309接着移动，同时固定在连接板314上的小型气缸315的活塞杆被推出，顶起塑料盒盖310。在紧接着的移动过程中，气缸315活塞杆回复，塑料盒盖310搭在滚筒311上方。塑料盒309继续被推动，而塑料盒盖310被滚筒阻挡开始翻转。当塑料盒盖310完全翻转位于滚筒311下方时，盒盖310已盖在盒身上，此时处于第三个阶段如图13。最后的移动行程，塑料盒309的盒身上的卡扣与盒盖310上的卡扣在滚筒311的压紧力作用之下扣上，并被推动到指定的下一个工位。

在单片机嵌入式控制系统的程序控制下，各个环节有机协调，合理分工，实现了如下流程：首先吸盒机构工作，将一个塑料盒进料，放置到滑轨的第一个工位上。接着海绵进料机构完成动海绵进料，将海绵放入塑料盒的底部和翻开的盖子上。拨叉移动装置移动一个工位，塑料盒进入第二个工位，由小水果进料输送机构将小水果送入到盒子中，完成小水果进盒。小水果达到指定重量后，拨叉继续移动，盒子进入第三缓冲工位，离开称重模块防止干扰并准备盖盒。拨叉继续移动，在这次移动过程中利用盖盒机构自动完成盖盒，并进入第四工位。

走完上述所有流程一次，就自动完成了小水果的装盒包装。

由于利用了流水式的多工位设定，可以在同时多个工位一起工作，大大提高了包装的效率，节省了时间。

Claims (5)

1.一种小型水果装盒机，其特征在于：包括机架、吸盒机构、海绵进料机构、进料输送机构、联动暂存机构和自动盖盒机构，其中，

所述吸盒机构包括上升气缸、吸盘和塑料盒储料架，所述上升气缸的伸缩杆与吸盘支架连接，所述吸盘支架上安装吸盘，所述塑料盒储料架位于吸盘的上方；

所述海绵进料机构包括进料气缸、T型推板、升降台和用以带动升降台上下运动的升降组件，所述进料气缸的伸缩杆的端部与所述T型推板连接，所述T型推板位于升降台的上方，待进料海绵上下叠置在所述升降台上，所述升降台的两侧布置侧面挡板；

所述进料输送机构包括进料斗、拱形桥和输送带机构，所述进料斗的出口与拱形桥最高处连接，所述拱形桥出口处与输送带机构连接；

所述联动暂存机构包括推块、滑块、光轴、关节轴承、连杆、卧式轴承座、支杆、摆动轴和进料斜面，所述推块可移动地安装在机架上，所述推块与所述滑块配合，所述滑块可移动地套装在所述光轴上，所述光轴上套装压簧，所述滑块上安装关节轴承，所述关节轴承与连杆的下端连接，所述连杆的上端通过卧式轴承座与支杆的上端连接，所述支杆的下端与所述摆动轴联动，所述摆动轴上固定安装进料斜面；

所述自动盖盒机构包括轨道、顶触组件和滚筒，待盖盒的水果盒可移动地位于轨道上，所述轨道下方设置所述顶触组件，所述顶触组件包括顶触气缸和用于顶触水果盒盖子的顶块，所述顶触气缸安装在机架上，所述顶触气缸的伸缩杆上安装顶块；所述轨道的上方设置所述滚筒，所述滚筒与移动导轨之间的距离为盖子盖好之后水果盒的高度；沿着水果盒移动方向，顶触组件位于所述滚筒的后方。

2.如权利要求1所述的小型水果装盒机，其特征在于：所述轨道固定安装在机架上，所述轨道侧边布置用于推动水果盒移动的拨叉，所述拨叉连接可移动U型板，所述可移动U型板安装在无杆气缸的缸体滑块上，所述无杆气缸安装在移动平台上，所述移动平台与直线法兰连接，所述直线法兰与导向光轴连接，所述移动平台与升降气缸的活塞杆连接。

3.如权利要求1或2所述的小型水果装盒机，其特征在于：所述进料斗包括底板和两个侧板，所述进料斗后方设有驱动滚筒，所述驱动滚筒的转轴与步进电机的输出轴连接，所述驱动滚筒上卷有进料布，所述进料布的外端与所述拱形桥的顶部固定；

所述输送带机构包括传送带和进料斜面，所述传送带与用于带动传动带运动的传动组件连接，所述拱形桥的出口与所述传送带的入口相接，所述传送带的出口与所述进料斜面的入口相接，所述进料斜面的出口位于塑料盒工位的上方。

4.如权利要求1所述的小型水果装盒机，其特征在于：所述海绵抬升进料机构中，所述升降组件包括棘轮机构和同步带轮机构，所述棘轮机构包括摇杆、棘轮、主动棘爪和止动棘爪，所述摇杆上端设有滚子，所述摇杆的下端安装在下主动轴上，所述棘轮安装在所述下主动轴上，所述摇杆安装主动棘爪，所述主动棘爪与所述棘轮配合，所述棘轮还与止动棘爪配合，所述进料气缸的伸缩杆下部设有推块，所述推块与所述滚子配合，所述摇杆上安装复位弹簧，所述止动棘爪、复位弹簧安装在机架上；

所述同步带轮机构包括同步带轮、同步带和滑块，所述下主动轴两端安装同步带轮，上主动轴的两端也安装同步带轮，位于同一侧的上下两个同步带轮套装同步带，所述同步带与滑块固定连接，所述滑块与升降台固定连接，所述滑块可上下滑动地套装在导向光轴上。

5.如权利要求4所述的小型水果装盒机的海绵抬升进料机构，其特征在于：所述导向光轴为4根，4根导向光轴围成方形，其中两个滑块分别与两侧的同步带固定连接。