CN107627759A - 一种笔芯自动更换装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及文具用品领域，具体的说是一种自动更换笔芯装置，包括底座、导轨、换芯模块、第一弹簧、进给单元、第二弹簧、夹紧装置和控制器；导轨安装在底座的一侧；换芯模块安装在导轨下部；第一弹簧位于换芯模块和底座之间；进给单元安装在导轨上部；第二弹簧安装在换芯模块和进给单元之间。本发明结构简单，操作方便，使用者只要将需要更换的水笔或者圆珠笔放入卡槽内，就能够实现笔芯的自动更换，并且快捷高效，从而改善了现有的笔芯更换不方便的问题。
Description
技术领域
本发明涉及文具用品领域，具体的说是一种笔芯自动更换装置。
背景技术
水笔或者圆珠笔在工作中的使用越来越广泛，其书写介质为水性的称为水性圆珠笔(水性墨水笔)，亦称为啫哩笔、滚珠笔，兼有钢笔和油性圆珠笔的特点，书写润滑流畅、线条均匀笔杆、笔套有塑料注塑成型、不锈钢材冲压磨制、不锈钢制造三种制作方式。现有的水笔或者圆珠笔笔芯大多都是一次性利用，笔芯里的书写介质用完后,通常需要更换新的笔芯。
目前，人们在更换水笔或者圆珠笔笔芯的时候需要先把笔头从笔杆上旋下，然后取出笔芯，然后放入新的笔芯，然后再将笔头旋合在笔杆的头部，由于笔头体积小，且笔头的形状为锥形，且笔头的外表面较为光滑，往往会使得笔头难以从笔杆上旋下；同时在更换笔芯时，笔头容易从使用者的手中掉落或者从桌子上滚落，为使用者带来不便。
鉴于此，本发明提供了一种笔芯自动更换装置，能够对水笔或圆珠笔的笔芯进行自动更换，其具体有益效果如下：
本发明所述的一种笔芯自动更换装置，结构简单，操作方便，使用者只要将需要更换的水笔或者圆珠笔放入卡槽内，就能够实现笔芯的自动更换，并且快捷高效，从而改善了现有的笔芯更换不方便的问题。
发明内容
为弥补现有技术的不足，本发明提供的一种笔芯自动更换装置，主要是放置在办公桌上使用，可方便人们更换笔芯，从而便于提高人们的办公效率。
本发明所述的一种笔芯自动更换装置，包括底座、导轨、换芯模块、第一弹簧、进给单元、第二弹簧、夹紧装置和控制器；所述导轨安装在底座的一侧；所述换芯模块安装在导轨下部；所述第一弹簧位于换芯模块和底座之间；所述进给单元安装在导轨上部；所述第二弹簧安装在换芯模块和进给单元之间；其中，
所述换芯模块包括换芯滑块、轴承、分度盘、连接杆、弹性卡扣、换芯电机和换芯齿轮；所述换芯滑块安装在导轨上，能够沿导轨上下滑动；所述换芯滑块外周设有分度盘；所述分度盘和换芯滑块之间设有轴承；所述分度盘两侧设有连接杆；所述连接杆一端设有弹性卡扣；所述分度盘下端设置有齿槽；所述换芯滑块一侧设有换芯电机；所述换芯电机上部设有换芯齿轮；所述换芯齿轮和分度盘齿槽相互啮合，换芯电机带动分度盘旋转90°，将连接杆端头的弹性卡扣扣入需要更换的笔芯；通过第一弹簧的回弹，将笔芯提起，然后分度盘再旋转90°后取出；
所述进给单元包括进给电机、进给滑块、连接板、齿条、进给齿轮和弹簧夹头；所述进给滑块安装在导轨上，能够沿导轨上下滑动；所述进给滑块一侧设有连接板；所述连接板一端设有弹簧夹头，笔杆通过按压的方式被弹簧夹头夹紧；所述进给滑块上部设有齿条；所述进给电机安装在导轨上部；所述进给电机设有进给齿轮；所述进给齿轮和齿条相互啮合，通过齿轮的转动，带动进给滑块上下移动，实现笔杆的上下移动，所述进给电机为步进电机，实现进给滑块准确定位；
所述夹紧装置包括壳体、三爪卡盘和夹紧电机；所述壳体安装在底座上；所述三爪卡盘位于壳体上部；所述夹紧电机位于壳体下部，通过电机的正反转实现三爪卡盘张开和夹紧，实现笔头套的拆卸。
优选的，所述换芯电机、进给电机和夹紧电机均为步进电机，能够通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。
优选的，所述分度盘通过换芯电机控制旋转，换芯电机为步进电机，通过控制角位移量，实现换芯模块90°旋转。
优选的，所述三爪卡盘的卡爪上设有硅胶层，能够避免卡爪对笔套的划伤。
为便于对不同直径笔芯的夹持，所述弹性卡扣由金属片折弯成圆弧形，且弹性卡扣的两端向外张开。
进一步的，所述弹簧夹头包括U形架、振动弹簧、夹持片和微型偏心电机，所述U形架上设置有U形的开口槽，开口槽的内壁两侧设有夹持片，夹持片通过振动弹簧与开口槽的内壁连接，所述夹持片由金属片折弯成U形，夹持片的侧壁设置有两个折角，两个折角对称设置在夹持片的两个侧壁上，且位于内侧的折角大于位于外侧的折角，且两个较大的折角确定的圆心与弹性卡扣和三爪卡盘同圆心，使用时，笔杆夹持片的开口处放入较大的折角位置处，便可实现对笔杆的夹持，夹持片的背部安装有微型偏心电机，微型偏心电机与控制器电连接，微型偏心电机振动可将笔芯震落，从而避免笔芯随笔杆一起向上运动。
本发明的有益效果如下：
本发明所述的一种笔芯自动更换装置，结构简单，操作方便，使用者只要将需要更换的水笔或者圆珠笔放入卡槽内，就能够实现笔芯的自动更换，并且快捷高效，从而改善了现有的笔芯更换不方便的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的主视图；
图2是图1中夹紧装置的剖视图；
图3是图1中换芯模块的主视图；
图4是图3中A-A剖视图；
图5是本发明的弹性夹头的结构示意图；
图中：底座1、导轨2、换芯模块3、换芯滑块31、轴承32、分度盘33、连接杆34、弹性卡扣35、换芯电机36、换芯齿轮37、第一弹簧4、进给单元5、进给电机51、进给滑块52、连接板53、齿条54、进给齿轮55、弹簧夹头56、U形架561、振动弹簧562、夹持片563、微型偏心电机564、第二弹簧6、夹紧装置7、壳体71、三爪卡盘72、卡爪721、硅胶层722、夹紧电机73。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图5所示，本发明所述的一种笔芯自动更换装置，包括底座1、导轨2、换芯模块3、第一弹簧4、进给单元5、第二弹簧6、夹紧装置7和控制器；所述导轨2安装在底座1的一侧；所述换芯模块3安装在导轨2下部；所述第一弹簧4位于换芯模块3和底座1之间；所述进给单元5安装在导轨2上部；所述第二弹簧6安装在换芯模块3和进给单元5之间；其中，
所述换芯模块3包括换芯滑块31、轴承32、分度盘33、连接杆34、弹性卡扣35、换芯电机36和换芯齿轮37；所述换芯滑块31安装在导轨2上，能够沿导轨2上下滑动；所述换芯滑块31外周设有分度盘33；所述分度盘33和换芯滑块31之间设有轴承32；所述分度盘33两侧设有连接杆34；所述连接杆34一端设有弹性卡扣35；所述分度盘33下端设置有齿槽；所述换芯滑块31一侧设有换芯电机36；所述换芯电机36上部设有换芯齿轮37；所述换芯齿轮37和分度盘33齿槽相互啮合，换芯电机36带动分度盘33旋转90°，将连接杆34端头的弹性卡扣35扣入需要更换的笔芯；通过第一弹簧4的回弹，将笔芯提起，然后分度盘33再旋转90°后取出；
所述进给单元5包括进给电机51、进给滑块52、连接板53、齿条54、进给齿轮55和弹簧夹头56；所述进给滑块52安装在导轨2上，能够沿导轨2上下滑动；所述进给滑块52一侧设有连接板53；所述连接板53一端设有弹簧夹头56，笔杆通过按压的方式被弹簧夹头56夹紧；所述进给滑块52上部设有齿条54；所述进给电机51安装在导轨2上部；所述进给电机51设有进给齿轮55；所述进给齿轮55和齿条54相互啮合，通过齿轮的转动，带动进给滑块52上下移动，实现笔杆的上下移动；所述进给电机51为步进电机，实现进给滑块52准确定位；
作为本发明的一种实施方式，所述夹紧装置7包括壳体71、三爪卡盘72和夹紧电机73；所述壳体71安装在底座1上；所述三爪卡盘72位于壳体71上部；所述夹紧电机73位于壳体71下部，通过电机的正反转实现三爪卡盘张开和夹紧，实现笔头套的拆卸。
作为本发明的一种实施方式，所述换芯电机36、进给电机51和夹紧电机73均为步进电机，能够通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。
作为本发明的一种实施方式，所述分度盘33通过换芯电机36控制旋转，换芯电机36为步进电机，通过控制角位移量，实现换芯模块90°旋转。
作为本发明的一种实施方式，所述三爪卡盘72的卡爪721上设有硅胶层722，能够避免卡爪721对笔套的划伤。
为便于对不同直径笔芯的夹持，所述弹性卡扣35由金属片折弯成圆弧形，且弹性卡扣35的两端向外张开。
进一步的，所述弹簧夹头56包括U形架561、振动弹簧562、夹持片563和微型偏心电机564，所述U形架561上设置有U形的开口槽，开口槽的内壁两侧设有夹持片563，夹持片563通过振动弹簧562与开口槽的内壁连接，所述夹持片563由金属片折弯成U形，夹持片563的侧壁设置有两个折角，两个折角对称设置在夹持片563的两个侧壁上，且位于内侧的折角大于位于外侧的折角，且两个较大的折角确定的圆心与弹性卡扣35和三爪卡盘72同圆心，使用时，笔杆夹持片563的开口处放入较大的折角位置处，便可实现对笔杆的夹持，夹持片563的背部安装有微型偏心电机564，微型偏心电机564与控制器电连接，微型偏心电机564振动可将笔芯震落，从而避免笔芯随笔杆一起向上运动。
工作时，使用者将笔杆按压夹紧，通过进给滑块52下降，将笔头套放入夹紧装置7，此时通过夹紧电机73带动三爪卡盘72夹紧和旋转来实现笔头套的拆卸，当笔头套跟笔杆分离时，进给滑块52上升至第一位置时，露出笔芯，此时换芯电机36工作，通过分度盘33旋转，将弹性卡扣35扣入需要更换的笔芯，这时进给滑块52继续上升，实现笔杆和笔芯的完全脱离，这时第一弹簧4回弹，抬升换芯模块3，实现笔芯和夹紧装置7的分离，分度盘33旋转至空位，使用者放入新笔芯，进给单元5下降，夹紧装置7旋转笔头套，装入新笔芯。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种笔芯自动更换装置，其特征在于：包括底座(1)、导轨(2)、换芯模块(3)、第一弹簧(4)、进给单元(5)、第二弹簧(6)、夹紧装置(7)和控制器；所述导轨(2)安装在底座(1)的一侧；所述换芯模块(3)安装在导轨(2)下部；所述第一弹簧(4)位于换芯模块(3)和底座(1)之间；所述进给单元(5)安装在导轨(2)上部；所述第二弹簧(6)安装在换芯模块(3)和进给单元(5)之间；其中，
所述换芯模块(3)包括换芯滑块(31)、轴承(32)、分度盘(33)、连接杆(34)、弹性卡扣(35)、换芯电机(36)和换芯齿轮(37)；所述换芯滑块(31)安装在导轨(2)上，能够沿导轨(2)上下滑动；所述换芯滑块(31)外周设有分度盘(33)；所述分度盘(33)和换芯滑块(31)之间设有轴承(32)；所述分度盘(33)两侧设有连接杆(34)；所述连接杆(34)一端设有弹性卡扣(35)；所述分度盘(33)下端设置有齿槽；所述换芯滑块(31)一侧设有换芯电机(36)；所述换芯电机(36)上部设有换芯齿轮(37)；所述换芯齿轮(37)和分度盘(33)齿槽相互啮合；
所述进给单元(5)包括进给电机(51)、进给滑块(52)、连接板(53)、齿条(54)、进给齿轮(55)和弹簧夹头(56)；所述进给滑块(52)安装在导轨(2)上，能够沿导轨(2)上下滑动；所述进给滑块(52)一侧设有连接板(53)；所述连接板(53)一端设有弹簧夹头(56)；所述进给滑块(52)上部设有齿条(54)；所述进给电机(51)安装在导轨(2)上部；所述进给电机(51)设有进给齿轮(55)；所述进给齿轮(55)和齿条(54)相互啮合；
所述夹紧装置(7)包括壳体(71)、三爪卡盘(72)和夹紧电机(73)；所述壳体(71)安装在底座(1)上；所述三爪卡盘(72)位于壳体(71)上部；所述夹紧电机(73)位于壳体(71)下部。
2.根据权利要求1所述的一种笔芯自动更换装置，其特征在于：所述换芯电机(36)、进给电机(51)和夹紧电机(73)均为步进电机。
3.根据权利要求1所述的一种笔芯自动更换装置，其特征在于：所述分度盘(33)通过换芯电机(36)控制旋转。
4.根据权利要求1所述的一种笔芯自动更换装置，其特征在于：所述三爪卡盘(72)的卡爪(721)上设有硅胶层(722)。
5.根据权利要求1所述的一种笔芯自动更换装置，其特征在于：所述弹性卡扣(35)由金属片折弯成圆弧形，且弹性卡扣(35)的两端向外张开。
6.根据权利要求1所述的一种笔芯自动更换装置，其特征在于：所述弹簧夹头(56)包括U形架(561)、振动弹簧(562)、夹持片(563)和微型偏心电机(564)，所述U形架(561)上设置有U形的开口槽，开口槽的内壁两侧设有夹持片(563)，夹持片(563)通过振动弹簧(562)与开口槽的内壁连接，所述夹持片(563)由金属片折弯成U形，夹持片(563)的侧壁设置有两个折角，两个折角对称设置在夹持片(563)的两个侧壁上，且位于内侧的折角大于位于外侧的折角，且两个较大的折角确定的圆心与弹性卡扣(35)和三爪卡盘(72)同圆心，夹持片(563)的背部安装有微型偏心电机(564)，微型偏心电机(564)与控制器电连接。
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