CN105836216B - 小型水果装盒装箱一体机 - Google Patents

Abstract

一种小型水果装盒装箱一体机，包括机架、装盒模块和装箱封箱模块，所述装盒模块包括吸盒机构、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，所述吸盒机构包括上升气缸、吸盘和塑料盒储料架，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，进料输送机构包括进料斗、拱形桥和输送带机构，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，自动盖盒机构包括轨道、顶触组件和滚筒；所述轨道的出口与所述装箱封箱模块的夹持工位相接。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装箱一体机。

Description

小型水果装盒装箱一体机

技术领域

本发明涉及一种小型水果装盒装箱一体机。

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装箱一体机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种小型水果装盒装箱一体机，包括机架、装盒模块和装箱封箱模块，所述装盒模块包括吸盒机构、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；

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、卧式光轴座、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光轴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；

所述轨道的出口与所述装箱封箱模块的夹持工位相接。

进一步，所述装箱封箱模块包括U型爪夹持机构、双行程吸盘装箱机构、箱盖进料机构、双传送带物料输送机构和封箱机机芯；

所述双传送带物料输送机构包括装箱同步带和封箱同步带，所述装箱同步带与所述封箱同步带呈垂直布置，所述装箱同步带安装在装箱同步带轮上，所述装箱同步带轮与用于带动同步带轮转动的装箱驱动组件连接；在所述装箱同步带的出口处布置用于放置待封箱的水果箱的平台，所述平台与所述封箱同步带联动，所述封箱同步带安装在封箱同步带轮上，所述封箱同步带轮与用于带动封箱同步带轮转动的封箱驱动组件连接；

所述U型爪夹持机构包括滑台气缸和U型爪主体，所述U型爪主体可滑动地安装在所述滑台气缸上；所述U型爪主体包括夹持气缸、滑座、连杆、侧板和卡爪，所述机架上安装夹持气缸，所述夹持气缸的伸缩端安装所述滑座，所述滑座的两侧分别铰接连杆，所述连杆通过关节轴承与侧板连接，所述侧板底端与附加板通过角码连接，所述卡爪固定在所述侧板内侧，两个卡爪之间空腔为用于夹持水果盒的夹持工位；所述滑台气缸的初始位置为夹持工位，所述滑台气缸的末尾位置为装箱工位，所述双行程吸盘装箱机构位于所述装箱工位上；

所述装箱工位位于靠近装箱同步带出口的上方，所述箱盖进料机构位于所述封箱同步带的入口处的上方，在所述封箱同步带的中部的机架上安装封箱机机芯。

再进一步，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。

更进一步，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。

所述海绵进料机构中，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U型爪夹持机构中，所述侧板上开有滑轨，滑块可滑动地套装在所述滑轨上，滑块与所述卡爪固定连接，所述卡爪与用以带动卡爪沿着滑轨往复运动的贴标驱动组件的动作端连接，所述装箱封箱机还包括热敏打印机，所述热敏打印机的贴标工作端位于所述卡爪的前方。

所述箱盖进料机构包括箱盖进料气缸和平行多连杆机构，所述平行多连杆机构在俯视平面构成与箱盖形状相同的方形，所述方形每个角包括空间上层L型挡板与空间下层I型挡板，所述空间上层L型挡板的折弯处与空间下层I型挡板的中点通过固定短轴相连接，俯视平面上以四根所述固定短轴所在位置为方形边界，所述空间上层L型挡板的外端与空间下层I型挡板之间相互错开90°；所述方形一个角的空间上层L型挡板的外端与第一关节轴承连接，所述第一关节轴承安装连杆的一端，所述连杆的另一端安装第二关节轴承，所述第二关节轴承安装附加短轴的上端，所述附加短轴安装在相邻角的空间下层I型挡板的外端，所述箱盖进料气缸的伸缩端与其中一个角的空间上层L型挡板的第一关节轴承连接，所述箱盖进料气缸安装在支架上；

每个角的空间上层L型挡板与空间下层I型挡板之间的距离与一个箱盖的厚度相同。

所述双行程吸盘装箱机构包括支架、一级双杆气缸、二级双杆气缸和双层吸盘，所述一级双杆气缸、二级双杆气缸的动作方向均向下，所述支架上安装一级双杆气缸，所述一级双杆气缸的动作端与二级气缸座连接，所述二级气缸座上安装二级双杆气缸，所述二级双杆气缸的动作端安装吸盘座，所述吸盘座的底部安装所述双层吸盘。

所述支架上安装竖向滑轨，滑块可上下滑动地套装在所述竖向滑轨上，所述滑块与所述二级气缸座固定连接。

所述平台安装在滑块上，所述滑块可滑动地套装在导向光杆上，所述导向光杆固定在所述机架上。

本发明的技术构思为：小型水果装盒装箱一体机分为装盒模块和装箱封箱模块，所述装盒模块包括吸盒机构，海绵进料机构、小水果进料输送机构、联动暂存机构、工位切换装置，自动盖盒机构总共六个部分，外部框架用来支撑整体；吸盒机构由上升气缸、吸盘和塑料盒储料架等构成，气缸带动吸盘上升，吸盘吸气将塑料盒从储料架上吸下；海绵进料机构由气缸，棘轮装置，同步带装置和升降平台组合而成，通过控制气缸运动带动进料机构联动可实现海绵的抬升和进料；小水果进料输送机构由步进电机、带布滚筒、PVC输送带等组成，通过布料抖动进料将小水果进入到输送带上，再由输送带完成小水果输送装盒。联动暂存机构由倒置的曲柄滑块机构组成，可实现拨叉移动时联动带动滑块运动，通过该机构实现进料斜坡的旋转运动，做到小水果的暂时存储。工位切换装置由气缸、拨叉移动平台、导向轨道构成，可实现包装塑料盒的工位转换。自动盖盒机构主要由小型气缸、滚筒等组成，在拨叉推动塑料盒的过程中，将塑料盒盖翻转盖好，完成盖盒步骤。

盖盒后转入装箱封箱模块，U型爪夹持机构，切换工位，配合热敏打印机完成标签粘贴。与此同时，双传送带物料输送机构中的装箱同步带启动，泡沫箱体推进到U型爪夹持机构下方，U型爪松开，贴完标签的包装盒通过双行程吸盘装箱机构实现平稳下降，完成装箱。装箱同步带继续带动泡沫箱体，同上述原理装完两盒，直至推到封箱同步带的平台。封箱同步带的平台配合泡沫箱盖进料机构，实现泡沫箱盖、箱体盖合。盖上箱盖后，封箱同步带的平台随着封箱同步带推出，利用两个封箱机机芯左右封上胶带，完成封箱。以上所述为全自动小型水果装盒装箱一体机各工位原理。

本发明的有益效果主要表现在：有效代替人工，完全实现了小水果的自动装盒装箱包装，流程完整，一体化程度高，节省大量人工时间，大大提高包装效率和包装强度。

附图说明

图1是小型水果装盒装箱一体机的轴侧图。

图2是小型水果装盒装箱一体机的俯视图。

图3是小型水果装盒装箱一体机的装盒模块的结构图。

图4是小型水果装盒装箱一体机的装箱封箱模块的结构图。

图5是小型水果进料机构结构图。

图6是吸盒机构结构图。

图7是海绵进料机构结构图。

图8是海绵进料机构的侧视图。

图9是联动暂存机构整体图(带拨叉)。

图10是联动暂存机构局部放大图。

图11是联动暂存机构结构示意图。

图12是拨叉移动盖盒机构结构图。

图13是滚筒盖盒第一阶段示意图。

图14是滚筒盖盒第二阶段示意图。

图15是滚筒盖盒第三阶段示意图。

图16是双传送带物料输送机构的结构图。

图17是双行程吸盘装箱机构的整体图。

图18是双行程吸盘装箱机构的结构图。

图19是小型水果装箱封箱机的U型爪夹持机构的结构图。

图20是U型爪主体结构的初始状态示意图。

图21是U型爪主体结构的夹持状态示意图。

图22是U型爪主体结构的贴标状态示意图。

图23是箱盖进料机构的轴侧图。

图24是箱盖进料示意图。

图25是箱盖进料机构的一个极限位置的示意图。

图26是箱盖进料机构的另一个极限位置的示意图。

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26，一种小型水果装盒装箱一体机，包括机架、装盒模块和装箱封箱模块，所述装盒模块包括吸盒机构、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；

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、卧式光轴座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光轴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；

所述轨道的出口与所述装箱封箱模块的夹持工位相接。

进一步，述装箱封箱模块包括U型爪夹持机构40、双行程吸盘装箱机构10、箱盖进料机构50、双传送带物料输送机构9和封箱机机芯12；

所述双传送带物料输送机构9包括装箱同步带908和封箱同步带901，所述装箱同步带908与所述封箱同步带901呈垂直布置，所述装箱同步带908安装在装箱同步带轮907上，所述装箱同步带轮908与用于带动同步带轮转动的装箱驱动组件连接；在所述装箱同步带908的出口处布置用于放置待封箱的水果箱的平台905，所述平台905与所述封箱同步带901联动，所述封箱同步带901安装在封箱同步带轮902上，所述封箱同步带轮902与用于带动封箱同步带轮转动的封箱驱动组件连接；

所述U型爪夹持机构40包括滑台气缸409和U型爪主体，所述U型爪主体可滑动地安装在所述滑台气缸409上；所述U型爪主体包括夹持气缸410、滑座411、连杆、侧板402和卡爪，所述支架408上安装夹持气缸410，所述夹持气410缸的伸缩端安装所述滑座411，所述滑座411的两侧分别铰接连杆，所述连杆通过关节轴承412与侧板402连接，所述侧板402底端与附加板404通过角码连接，所述卡爪固定在所述侧板402内侧，两个卡爪之间空腔为用于夹持水果盒401的夹持工位；所述滑台气缸409的初始位置为夹持工位，所述滑台气缸409的末尾位置为装箱工位，所述双行程吸盘装箱机构10位于所述装箱工位上；

所述装箱工位位于靠近装箱同步909带出口的上方，所述箱盖进料机构50位于所述封箱同步带901的入口处的上方，在所述封箱同步带901的中部的机架上安装封箱机机芯12。

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第一滚筒805，所述驱动第一滚筒805的转轴与步进电机804的输出轴连接，所述驱动第一滚筒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117，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114与所述棘轮115配合，所述棘轮115还与止动棘爪117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117、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。

所述侧板402上开有滑轨413，滑块403可滑动地套装在所述滑轨413上，滑块403与所述卡爪固定连接，所述卡爪与用以带动卡爪沿着滑轨往复运动的贴标驱动组件的动作端连接，所述装箱封箱机还包括热敏打印机11，所述热敏打印机11的贴标工作端位于所述卡爪的前方。该贴标驱动组件可以采用气缸。

所述箱盖进料机构包括箱盖进料气缸505和平行多连杆机构，所述平行多连杆机构在俯视平面构成与箱盖形状相同的方形，所述方形每个角包括空间上层L型挡板507与空间下层I型挡板501，所述空间上层L型挡板507的折弯处与空间下层I型挡板501的中点通过固定短轴504相连接，俯视平面上以四根所述固定短轴所在位置为方形边界，所述空间上层L型挡板507的外端与空间下层I型挡板501之间相互错开90°；所述方形一个角的空间上层L型挡板507的外端与第一关节轴承503连接，所述第一关节轴承503安装连杆508的一端，所述连杆508的另一端安装第二关节轴承506，所述第二关节轴承506安装附加短轴502的上端，所述附加短轴502安装在相邻角的空间下层I型挡板501的外端，所述箱盖进料气缸505的伸缩端与其中一个角的空间上层L型挡板的第一关节轴承503连接，所述箱盖进料气缸505安装在支架上；

每个角的空间上层L型挡板507与空间下层I型挡板501之间的距离与一个箱盖的厚度相同。

优选的，所述平行多连杆机构包括三根连杆，方形的三个边分别布置一根连杆。

所述双行程吸盘装箱机构包括支架1009、一级双杆气缸1008、二级双杆气缸1003和双层吸盘1001，所述一级双杆气缸1008、二级双杆气缸1003的动作方向均向下，所述支架1009上安装一级双杆气缸1008，所述一级双杆气缸1008的动作端与二级气缸座1004连接，所述二级气缸座1004上安装二级双杆气缸1003，所述二级双杆气缸1003的动作端安装吸盘座1002，所述吸盘座1002的底部安装所述双层吸盘1001。

进一步，所述支架1009上安装竖向滑轨1006，滑块1005可上下滑动地套装在所述竖向滑轨1006上，所述滑块1005与所述二级气缸座1004固定连接。

再进一步，所述竖向滑轨1006的端部安装卡扣1007。

进一步，所述平台905安装在滑块904上，所述滑块904可滑动地套装在导向光杆903上，所述导向光杆903固定在所述机架上。

所述装箱同步带908的两侧设置限位挡板910。

所述装箱同步带908上布置隔板909，相邻隔板909之间的间隔大于所述水果箱的长度，所述装箱同步带908的宽度大于所述水果箱的宽度。

如图1和图2所示，为小型水果装盒装箱一体机等轴侧视图和小型水果装盒装箱一体机俯视图。图3所示为小型水果装盒装箱一体机的装盒模块。图4所示为小型水果装盒装箱一体机的装箱封箱模块。

所述吸盒机构中：如图6，上升气缸601通过铝板连接到型材架上，上升气缸601活塞杆端部通过连接板602与吸盘支架603刚性连接。上方储料架607与型材架相连接，并固定。通过上升气缸601的活塞杆带动，吸盘支架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。上升气缸601活塞回程带动吸盘支架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：参照图7和图8，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装配到主动轴104上，并将主动轴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，与同步带轮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5，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相连接的第一滚筒805，第一滚筒805与电机804均固定在型材架上。料斗前方连接有一拱型桥，第一滚筒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传送带806，第二滚筒801，进料斜坡802组成。步进电机804带动第一滚筒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，进料进料斜面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11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12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推动基座204，滑块203、第二立式光轴座205以及关节轴承206固定于基座204上。滑块203套在光轴202上，可以进行直线运动，光轴202通过第一立式光轴座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。

连杆207与关节轴承206相连，通过卧式光轴座208与支杆209连接，形成曲柄。支杆209通过卧式轴承座211以及摆动轴连接到进料斜面210上。滑块203经由推块213带动向右直线运动时，带动连杆207逆时针旋转，根据曲柄滑块运动规律，支杆209顺时针旋转，同时带动进料斜面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通过铝板与驱动气缸301的活塞杆连接。两根导向光轴302通过铝板连接到驱动气缸301上。

在驱动气缸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。

如图4所示为小型水果装箱封箱机轴侧图，主要表现的是热敏打印机11、双行程吸盘装箱机构10、箱盖进料机构50、双传送带物料输送机构9、封箱机机芯12等模块组成。各机构具体机构与原理如下所述：

如图16所示为双传送带物料传送机构结构图。两条同步带分别通过两个步进电机控制。初始状态，泡沫箱体906在最左端位置，装箱同步带909开始转动，带动泡沫箱体906向右运动，直至泡沫箱体906前端位于U型爪正下方，U型爪松开，配合双行程吸盘装箱机构完成第一盒包装盒装箱；同理，装箱同步带909继续向前运动一小段距离，U型爪以及双行程吸盘装箱机构配合完成第二盒包装盒装箱。在同步带909运动过程中，限位挡板910始终保持限位，确保泡沫箱体906不会偏移。装箱完成后，装箱同步带909继续带动泡沫箱体直至推上工作平台905。工作平台905固定在滑块904上，可以沿着光轴903直线运动。当同步带轮902带动封箱同步带901开始运动时，工作平台905以及泡沫箱906一起向箭头方向运动，配合左右两侧的封箱机机芯可以完成胶带封箱。封箱结束后取出已包装完成的成品泡沫箱。

如图17和图18所示为双行程吸盘装箱机构结构图。支架1009和双杆气缸1008固定不动。滑块1005、竖向滑轨1006以及卡扣1007组合成滑动机构，可带动二级气缸座1004、二级双杆气缸1003一起下滑，完成第一行程运动。双层吸盘1001通过吸盘座1002固定在双杆气缸1003上，随着气缸伸缩上下运动。初始状态，一级双杆气缸1008和二级双杆气缸1003都保持收回状态。首先，一级双杆气缸1008开始快速向下运动，通过滑块1005、竖向滑轨1006以及卡扣1007组合成的滑动机构带动整个二级双杆气缸1003下降。行程结束后，双层吸盘1001紧紧贴合在包装盒上表面，真空发生器启动，使吸盘吸取包装盒，U型爪松开，仅用两个吸盘吸附整个包装盒。接着，二级双杆气缸1003缓慢伸出，带动气缸头部的双层吸盘1001同时下降，平稳装入泡沫箱体。行程结束后，真空发生器关闭，双层吸盘1001失去吸力，二级双杆气缸1003快速收回，接着一级双杆气缸1008快速收回，带动二级气缸座1004、二级双杆气缸1003一起上升，回到初始状态，等待U型爪夹持下一盒到位。以上过程结束一个包装盒的装箱。

如图19～图22所示为U型爪夹持机构结构图。初始状态，U型爪主体位于最左端，夹持气缸410处于伸出状态，U型爪主体处于松开状态。夹持气缸410与滑座411固定，通过关节轴承412连接到侧板402上，侧板402与附加板404通过角码连接。滑轨413和滑块403配合固定在侧板402上。滑台气缸409与支架板408固定，实现滑台气缸409带动整个U型爪主体运动。当包装盒401进入U型爪主体后，夹持气缸410收回，带动滑座411收回。滑座411通过关节轴承412实现侧板402收拢，U型爪主体变为夹持状态。夹紧后滑台气缸409带动整个U型爪主体以及包装盒向左移动，到达最左端后，由另外的双杆气缸推动座板407，通过滑块403在滑轨413上的自由运动实现U型爪主体夹持包装盒伸出，可以配合热敏打印机完成粘贴标签功能。滑块403推出后短暂停留，接着迅速收回，反复两次，可以保证标签紧紧贴合包装盒的上表面和侧面。贴标完成后，夹持气缸410伸出，带动滑座411伸出，通过关节轴承412实现侧板402张开，U型爪主体变为松开状态，释放包装盒，以便后续工位完成装箱、封箱。

如图23～图26所示，空间多连杆泡沫箱盖进料机构，主体部分是将三个平行四杆机构巧妙的按照泡沫箱盖的形状分布并通过短轴与挡板串联起来。对于一个主动的平行多连杆机构，箱盖进料气缸505的活塞杆通过关节轴承503与上层L型挡板507连接。同一角的空间上层L型挡板507与空间下层I型挡板501通过固定短轴506相连接。另外处于矩形相邻两角的L型挡板507与I型挡板501通过附加短轴502与两端都固连关节轴承503的连杆508相连接。空间上层的L型挡板507与空间下层的I型档板501同轴连接相互错开90度，将三个平行四杆装置固定并定位到合适的位置。工作时，箱盖进料气缸505驱动主动L型板507转动，带动下层I型板501转动。通过与I型板501或L型板507相连接的平行四杆机构传动，将位于上层的所有L型板507与位于下层的所有I型板501同时同方向转动一定角度。如图13状态，下层I型挡板501移开阻挡位置，最下层的泡沫箱盖进料。而上层L型挡板507均到达阻挡位置，阻挡倒数第二层以及上方泡沫箱盖进料。箱盖进料气缸505的活塞杆回程，带动相连的L型板507反向转动一定角度，回到原位。与上一段所述的工作行程动作类似，通过三个串联的平行四杆机构，将所有的L型挡板507和I型挡板501旋转过一个定角度回到原位。如图14状态，下层I型挡板501回到阻挡位置，最下层以及上方泡沫箱盖被阻挡无法下落进料。上层L型挡板507移开阻挡位置。通过箱盖进料气缸505的快速驱动，使空间多连杆机构快速运动，方便的达到泡沫箱盖单个进料其他隔离，泡沫箱盖进料完成下降到进料准备位置两个工作状态的切换，实现了泡沫箱盖顺序进料，间隔进料的功能。

本发明总体流程为U型爪夹持机构40夹取包装盒，利用滑台气缸切换工位，配合热敏打印机11完成标签粘贴。双传送带物料传送机构9运送泡沫箱体到装箱工位，与双行程吸盘装箱机构10配合完成两盒包装盒的装箱。继续由双传送带物料传送机构9运送到泡沫箱盖进料工位，与空间多连杆泡沫箱盖进料机构50配合完成箱体盖盖功能。盖上泡沫箱盖后整体推出，与封箱机机芯12配合完成整个泡沫箱胶带封箱。完成装箱封箱，手动取出。

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。通过U型爪的夹持实现工位切换，将塑料盒转移到后续装箱封箱工位。先利用U型爪夹持机构和热敏打印机实现不同标签的打印和粘贴。之后利用双传送带物料输送机构推动泡沫箱体直至U型爪夹持机构下方，利用双行程吸盘装箱机构的装箱同步带完成贴完标签的塑料盒装箱。装箱完成，继续由双传送带物料输送机构的装箱同步带推送至封箱同步带的平台，利用平台上方的泡沫箱盖进料机构完成泡沫箱体的盖盖。合上泡沫箱盖后整个泡沫箱利用封箱同步带推出，配合封箱机机芯完成胶带封箱。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 (10)

1.一种小型水果装盒装箱一体机，其特征在于：包括机架、装盒模块和装箱封箱模块，所述装盒模块包括吸盒机构、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；

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、卧式光轴座、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光轴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；

所述轨道的出口与所述装箱封箱模块的夹持工位相接。

2.如权利要求1所述的小型水果装盒装箱一体机，其特征在于：所述装箱封箱模块包括U型爪夹持机构、双行程吸盘装箱机构、箱盖进料机构、双传送带物料输送机构和封箱机机芯；

所述双传送带物料输送机构包括装箱同步带和封箱同步带，所述装箱同步带与所述封箱同步带呈垂直布置，所述装箱同步带安装在装箱同步带轮上，所述装箱同步带轮与用于带动同步带轮转动的装箱驱动组件连接；在所述装箱同步带的出口处布置用于放置待封箱的水果箱的平台，所述平台与所述封箱同步带联动，所述封箱同步带安装在封箱同步带轮上，所述封箱同步带轮与用于带动封箱同步带轮转动的封箱驱动组件连接；

所述U型爪夹持机构包括滑台气缸和U型爪主体，所述U型爪主体可滑动地安装在所述滑台气缸上；所述U型爪主体包括夹持气缸、滑座、连杆、侧板和卡爪，所述机架上安装夹持气缸，所述夹持气缸的伸缩端安装所述滑座，所述滑座的两侧分别铰接连杆，所述连杆通过关节轴承与侧板连接，所述侧板底端与附加板通过角码连接，所述卡爪固定在所述侧板内侧，两个卡爪之间空腔为用于夹持水果盒的夹持工位；所述滑台气缸的初始位置为夹持工位，所述滑台气缸的末尾位置为装箱工位，所述双行程吸盘装箱机构位于所述装箱工位上；

所述装箱工位位于靠近装箱同步带出口的上方，所述箱盖进料机构位于所述封箱同步带的入口处的上方，在所述封箱同步带的中部的机架上安装封箱机机芯。

3.如权利要求1或2所述的小型水果装盒装箱一体机，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。

4.如权利要求1或2所述的小型水果装盒装箱一体机，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。

5.如权利要求1或2所述的小型水果装盒装箱一体机，其特征在于：所述海绵进料机构中，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。

6.如权利要求2所述的小型水果装盒装箱一体机，其特征在于：所述U型爪夹持机构中，所述侧板上开有滑轨，滑块可滑动地套装在所述滑轨上，滑块与所述卡爪固定连接，所述卡爪与用以带动卡爪沿着滑轨往复运动的贴标驱动组件的动作端连接，所述装箱封箱机还包括热敏打印机，所述热敏打印机的贴标工作端位于所述卡爪的前方。

7.如权利要求2或6所述的小型水果装盒装箱一体机，其特征在于：所述箱盖进料机构包括箱盖进料气缸和平行多连杆机构，所述平行多连杆机构在俯视平面构成与箱盖形状相同的方形，所述方形每个角包括空间上层L型挡板与空间下层I型挡板，所述空间上层L型挡板的折弯处与空间下层I型挡板的中点通过固定短轴相连接，俯视平面上以四根所述固定短轴所在位置为方形边界，所述空间上层L型挡板的外端与空间下层I型挡板之间相互错开90°；所述方形一个角的空间上层L型挡板的外端与第一关节轴承连接，所述第一关节轴承安装连杆的一端，所述连杆的另一端安装第二关节轴承，所述第二关节轴承安装附加短轴的上端，所述附加短轴安装在相邻角的空间下层I型挡板的外端，所述箱盖进料气缸的伸缩端与其中一个角的空间上层L型挡板的第一关节轴承连接，所述箱盖进料气缸安装在支架上；

每个角的空间上层L型挡板与空间下层I型挡板之间的距离与一个箱盖的厚度相同。

8.如权利要求2或6所述的小型水果装盒装箱一体机，其特征在于：所述双行程吸盘装箱机构包括支架、一级双杆气缸、二级双杆气缸和双层吸盘，所述一级双杆气缸、二级双杆气缸的动作方向均向下，所述支架上安装一级双杆气缸，所述一级双杆气缸的动作端与二级气缸座连接，所述二级气缸座上安装二级双杆气缸，所述二级双杆气缸的动作端安装吸盘座，所述吸盘座的底部安装所述双层吸盘。

9.如权利要求8所述的小型水果装盒装箱一体机，其特征在于：所述支架上安装竖向滑轨，滑块可上下滑动地套装在所述竖向滑轨上，所述滑块与所述二级气缸座固定连接。

10.如权利要求2或6所述的小型水果装盒装箱一体机，其特征在于：所述平台安装在滑块上，所述滑块可滑动地套装在导向光杆上，所述导向光杆固定在所述机架上。