CN107804537A - 一种包填一体化易碎品包装机及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包填一体化易碎品包装机及方法，包括机座，机座上设置有压缩箱、送料机构、升降机构、压缩机构和缠膜机构。送料机构用于将填充材料输送到压缩箱内，压缩机构用于将放置于压缩箱内的易碎品和填充材料压缩成方包，缠膜机构用于对压缩后的方包进行全方位缠膜。本发明通过对被包装物及填充材料先压缩再套袋缠膜的设计方案，实现包装填充一体化，解决了现有人工包装速度慢、包装强度不足、环境污染等技术问题，提高了包装效率及包装强度，具有很大的应用价值及推广性。

Description

一种包填一体化易碎品包装机及方法

技术领域

本发明涉及一种易碎品包装机，特别涉及一种包填一体化的易碎品包装机。

背景技术

随着电子商务(如淘宝、京东)等消费方式的兴起，网络购物成为越来越多的人的主要购物方式。据统计，2015年网络购物占所有消费方式的30％，其中西部网络购物占到总消费额的60％多，仅淘宝一家，2015年销售额便接近千亿。由此可见，物流行业面临着越来越大的机遇和挑战，快递的包装需求越来越大，尤其适用于电商的自动化包装将成为未来的发展趋势。

目前，物流行业现有的包装方式有纸箱包装和袋包装，纸箱包装是对于大小一定的物品，先选取尺寸匹配的纸箱，再往纸箱中放入泡沫等填充材料，然后将商品放入，最后用胶带对纸箱封口完成包装；袋包装是对于书籍报刊等纸制品，直接用袋子封装。

上述包装方式在现有的物流领域，尤其是对易碎品的包装运输方面主要存在如下问题：(1)由于包装方式选择步骤多，导致包装速度慢，包装过程难以实现自动化，对于大批量的包装发货，往往耗费大量的人力物力；(2)由于易碎品很容易在运输过程中损坏，而目前物流领域大部分快递公司运输比较暴力，普遍存在抛掷货物的行为，进而导致了商品的损坏，我们在日常生活中也经常会遇到洋酒等物品在物流过程中损坏的情况。

经过大量调研，查询国内外现有技术，目前没有出现能将包装和填充有机结合的一体化包装机。同时，为了测试现有包装方式的包装速度以及强度，我们做了实地测试，用轮滑鞋、玻璃杯、小墨水瓶来进行了测试并模拟快递过程，测试方法是将上述物品进行人工包装并将包装好的物品从一人高(约1.7米)处使其自由下落，以下是实验结果及分析：

(1)所有包装物品的包装时间都超过了5分钟；

(2)包装时间基本与包装尺寸呈正相关；

(3)小墨水瓶有裂纹现象。

从调查结果可以看出，现有的包装方式对易碎品的包装存在包装时间长、包装工序繁琐、包装强度偏低等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出一种包填一体化的易碎品包装机，特别适合货量大，人手少的电商。

本发明采用如下技术方案：一种包填一体化易碎品包装机，包括机座，所述机座上设置有压缩箱、送料机构、压缩机构和缠膜机构，所述送料机构用于将填充材料输送到压缩箱内，所述压缩机构用于将放置于压缩箱内的易碎品和填充材料压缩成方包，所述缠膜机构用于对压缩后的方包进行全方位缠膜；所述放置于压缩箱内的易碎品通过人工放置。

进一步的，所述压缩箱正上方设置有导向箱，所述机座上还设置有升降机构，用于实现对压缩箱和导向箱的升降运动；所述压缩箱的底部设有一压缩箱传动轴端，所述导向箱包括导向箱本体和导向平台，所述导向平台的一端设有导向平台第一传动轴端和导向平台第二传动轴端。

进一步的，所述送料机构通过往复运动实现输送填充材料的功能，所述送料机构包括储料箱、送料板和第一电机，所述送料板通过丝杠和齿轮与第一电机连接，所述储料箱设置于送料板上。

进一步的，所述压缩机构通过上下运动实现压缩功能，所述压缩机构包括第二电机、曲柄连杆和压缩板，所述曲柄连杆的一端连接第二电机，所述曲柄连杆的另一端连接压缩板。

进一步的，所述缠膜机构包括第三电机、第四电机、第五电机、第一摩擦轮、第二摩擦轮、旋转平台和缠绕膜支架，所述第三电机通过齿轮、齿条与旋转平台连接；所述第四电机通过齿轮连接第一摩擦轮，所述第五电机通过齿轮连接第二摩擦轮；所述缠绕膜支架上设置有缠绕膜。

进一步的，所述升降机构包括第六电机、第七电机、第八电机、第一限位开关、第二限位开关、第三限位开关和第四限位开关；所述第一限位开关安装于所述压缩箱传动轴端的上方，用于限制压缩箱的上行限位；所述第二限位开关安装于压缩箱传动轴端的下方，用于限制压缩箱的下行限位；所述第三限位开关安装于导向平台的下侧，用于限制导向箱的下行限位；所述第四限位开关安装于送料机构送料行程的正前方，用于限制送料机构的送料行程；所述第六电机、第七电机和第八电机呈三角结构设计，分别安装于所述第一限位开关及导向箱的上方且固定于墙面或支架上，用于驱动压缩箱和导向箱平稳升降，所述第六电机通过一齿轮与一丝杠连接，所述丝杠的另一端穿过所述压缩箱传动轴端并固定于机座上；所述第七电机通过一齿轮与一丝杠连接，所述丝杠的另一端穿过所述导向平台第一传动轴端并固定于机座上；所述第八电机通过一齿轮与一丝杠连接，所述丝杠的另一端穿过所述导向平台第二传动轴端并固定于机座上。

进一步的，所述送料机构设置于导向箱的导向平台上，所述压缩机构设置于压缩箱和导向箱本体的上方，所述缠膜机构设置于压缩箱出料口的相对位置；所述填充材料为淀粉制环保填充材料。

本发明还提供一种利用上述任一所述打包机进行打包的方法，包括以下步骤：

S100、打包机上电后，送料机构通过往复运动将储料箱内的填充材料输送到压缩箱内；

S200、人工放入被包装物品，并使物品处于填充材料中间位置；

S300、压缩机构带动压缩板上下运动将放置于压缩箱内的物品和填充材料压缩成方包；

S400、人工将被压缩好的方包，放置于缠膜机构的第一摩擦轮与第二摩擦轮上，第一摩擦轮与第二摩擦轮作相对旋转运动，同时第三电机带动旋转平台跟着旋转，对压缩后的方包进行全方位无死角缠膜；

S500、缠膜完成后，人工取下被打包好的包裹。

进一步的，在执行步骤S100前，通过人工在压缩箱内放置一塑料袋。

进一步的，在所述步骤S300执行过程中，可根据经验或者设定来决定压缩重复次数，即首次压缩后，可通过送料机构再次投入部分填充材料，压缩机构再进行压缩，重复该动作，直到压缩箱内的填充材料被充分压实。

本发明采用如上技术方案带来的有益技术效果是：

(1)解决了包装速度慢的问题，本发明包装机采用包装填充一体化设计，将包装与填充两个步骤合二为一，省时省力，例如：一个小型20ml墨水瓶，大概包装时间为1到2分钟。

(2)解决包装强度不足的问题，压缩的方式能使填充材料更好的贴合物品，增大受力面积，有效分散来自各个方向上的冲击，例如：一个小型20ml墨水瓶，采用本发明包装机包装后，将其从一人高(约1.7米)处使其自由下落，落地后完好无损。

(3)解决传统纸箱型号多，不易与物品匹配的问题，压缩填充材料可以在一定范围内适应一个尺寸段内的物品，因此只需规定包装尺寸最大值，本发明包装机便能适应小于这个尺寸的所有物品。

(4)解决环境污染问题，本包装机能选择多种环保材料(例如淀粉制可降解填充材料)进行包装，有效实现绿色循环再利用的理念。。

附图说明

图1是本发明包装机中送料机构、压缩机构和升降机构的结构示意图；

图2是本发明包装机中缠膜机构的结构示意图；

图3是本发明包装机中送料机构的放大结构示意图；

图4是本发明包装机中压缩机构的放大结构示意图；

图5是本发明包装机中升降机构的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

如图1至图5所示，附图标记说明如下：1、机座；2、压缩箱；3、导向箱；4、压缩箱传动轴端；5、导向平台；6、导向平台传动轴端；7、储料箱；8、送料板；9、第一电机；10、第二电机；11、曲柄连杆；12、压缩板；13、第三电机；14、第四电机；15、第五电机；16、第一摩擦轮；17、第二摩擦轮；18、旋转平台；19、缠绕膜支架；20、第六电机；21、第七电机；22、第八电机；23、第一限位开关；24、第二限位开关；25、第三限位开关；26、第四限位开关。

本发明的一个实施例中公开了一种包填一体化易碎品包装机，如图1至5所示，包括机座1，所述机座1上设置有压缩箱2、送料机构、升降机构、压缩机构和缠膜机构，压缩箱2正上方设置有导向箱3，压缩箱2的底部设有一压缩箱传动轴端4，导向箱3包括导向箱本体和导向平台5，导向平台5的一端设有导向平台第一传动轴端6和导向平台第二传动轴端27(导向平台第一传动轴端6和导向平台第二传动轴端27在视图中重合)。

送料机构用于将填充材料输送到压缩箱内，升降机构用于实现对压缩箱和导向箱的升降运动，压缩机构用于将放置于压缩箱内的易碎品和填充材料压缩成方包，缠膜机构用于对压缩后的方包进行全方位缠膜；放置于压缩箱内的易碎品通过人工放置。送料机构设置于导向箱3的导向平台5上，压缩机构设置于压缩箱2和导向箱本体的上方，缠膜机构设置于压缩箱2出料口的相对位置。填充材料选用环保填充材料，本发明优选淀粉制环保填充材料，有效实现绿色循环再利用的理念。

优选的，如图3所示，送料机构通过往复运动实现输送填充材料的功能，送料机构包括储料箱7、送料板8和第一电机9，送料板8通过丝杠和齿轮与第一电机9连接，储料箱7设置于送料板8上。第一电机9上电后，通过丝杠推动送料板8往复运动将储料箱7内的填充材料输送到压缩箱2内。

优选的，如图4所示，压缩机构通过上下运动实现压缩功能，压缩机构包括第二电机10、曲柄连杆11和压缩板12，曲柄连杆11的一端连接第二电机10，曲柄连杆11的另一端连接压缩板12。工作时，压缩机构带动压缩板12上下运动将放置于压缩箱2内的物品和填充材料压缩成方包。

在另一个优选实施例中，为加强压缩机构的强度，使其提供更大的压力，可以采取将曲柄连杆中的曲柄一端换成凸轮与电机轴固连，使得压缩机构整体更加稳固，最终可以使包装强度更大。

优选的，如图2所示，缠膜机构包括第三电机13、第四电机14、第五电机15、第一摩擦轮16、第二摩擦轮17、旋转平台18和缠绕膜支架19。第三电机13通过齿轮、齿条与旋转平台18连接；第四电机14通过齿轮连接第一摩擦轮16，第五电机15通过齿轮连接第二摩擦轮17；缠绕膜支架19上设置有缠绕膜。工作时，人工将被压缩成的方包放置于缠膜机构的第一摩擦轮16与第二摩擦轮17上，第一摩擦轮16与第二摩擦轮17作相对旋转运动，同时第三电机13带动旋转平台18跟着旋转，对压缩后的方包进行全方位无死角缠膜。

优选的，如图5所示，升降机构包括第六电机20、第七电机21、第八电机22(第七电机21和第八电机22在视图中重合)、第一限位开关23、第二限位开关24、第三限位开关25和第四限位开关26。第一限位开关23安装于所述压缩箱传动轴端4的上方，用于限制压缩箱的上行限位；第二限位开关24安装于压缩箱传动轴端4的下方，用于限制压缩箱的下行限位；第三限位开关25安装于导向平台5的下侧，用于限制导向箱的下行限位；第四限位开关26安装于送料机构送料行程的正前方，用于限制送料机构的送料行程；第六电机20、第七电机21和第八电机22呈三角结构设计，分别安装于所述第一限位开关23及导向箱3的上方且固定于墙面或支架上，用于驱动压缩箱和导向箱平稳升降，第六电机20通过一齿轮与一丝杠连接，丝杠的另一端穿过所述压缩箱传动轴端4并固定于机座上；第七电机21通过一齿轮与一丝杠连接，丝杠的另一端穿过所述导向平台第一传动轴端6并固定于机座上；第八电机22通过一齿轮与一丝杠连接，丝杠的另一端穿过所述导向平台第二传动轴端27并固定于机座上。

升降机构的第六电机20、第七电机21和第八电机22同时工作，用于实现对压缩箱和导向箱的升降运动，三电机呈三角设计，使运动更稳定，进而实现平稳上升，使压缩箱和导向箱在行程中停止在送料位置。在压缩箱上方设置导向箱是为了限制压缩板的自由度，使其保持竖直运动，因为在高功率运行下，填充材料和压缩板碰撞，压缩板和曲柄连杆会发生过大振动，产生运动的不稳定，所以设置导向箱增加其稳定性。第一限位开关23、第二限位开关24和第三限位开关25的设置，目的是使压缩箱和导向箱分离，进而将压缩好的方包倾倒出来，或者由使用者将压缩箱中压缩好的方包拿出来进行缠膜，也可以进行塑料袋的添加。

在另一个实施例中，利用本发明包填一体化打包机进行打包的方法，包括以下步骤：

S100、打包机上电后，送料机构通过往复运动将储料箱内的填充材料输送到压缩箱内；

S200、人工放入被包装物品，并使物品处于填充材料中间位置；

S300、压缩机构带动压缩板上下运动将放置于压缩箱内的物品和填充材料压缩成方包；

S400、人工将被压缩好的方包，放置于缠膜机构的第一摩擦轮与第二摩擦轮上，第一摩擦轮与第二摩擦轮作相对旋转运动(反向旋转)，同时第三电机带动旋转平台跟着旋转，对压缩后的方包进行全方位无死角缠膜；

S500、缠膜完成后，人工取下被打包好的包裹。

优选的，在执行步骤S100前，通过人工在压缩箱内放置一塑料袋，可实现防水功能。压缩后与被压缩好的方包一起拿出，人工放置在缠膜机构上进行缠膜。

进一步的，在所述步骤S300执行过程中，可根据经验或者设定来决定压缩重复次数，即首次压缩后，可通过送料机构再次投入部分填充材料，压缩机构再进行压缩，重复该动作，直到压缩箱内的填充材料被充分压实。升降机构可以使压缩箱脱离导向箱，进而将压缩好的方包倾倒出来。

本发明通过将功能实现分为四个模块(送料机构、升降机构、压缩机构和缠膜机构)，模块化的优点在于将可能出现的问题分配到各个模块中去，便于安装、调试和修理，也可以根据适配条件的不同调整各个模块的大小及位置以适应不同环境。例如，当需要更大的压缩力时，仅需要调整压缩机构部分的第一电机，可以选择在控制程序中调整输入电流大小或者直接调整电机转速和功率，就可以调整力的大小；当需要包装更大物品时，仅需要调整送料机构和压缩箱及其中袋子的尺寸即可以适应更大尺寸的包装。因此实现起来更加方便，也符合未来产品模块化的趋势。同时，本发明在实现上述功能时，经过充分考虑，没有过分追求机构的复杂化而采用大量传动机构，而是运用基本的传动机构，使产品更加可靠，调试更加方便。

作为本发明的另一优选实施例，包装机可以根据被包装物品的大小选择不同的组件进行组装。当包装较小物品时，本发明可以通过选用慧鱼零件进行组装实现产品功能；当包装较大物品时，本发明可以通过选用机械加工件进行组装实现产品功能，机械加工件更能有效提高产品整体稳定性，使得功能实现更加可靠。进一步的，本发明中送料机构的送料行程、压缩机构的压缩行程、升降机构的升降行程可根据项目实际进行进一步设计。应当理解，这些设计也应包含在本发明的保护范围之中。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不能因此而理解为对本发明范围的限制，应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种包填一体化易碎品包装机，包括机座(1)，其特征在于：所述机座(1)上设置有压缩箱(2)、送料机构、压缩机构和缠膜机构，所述送料机构用于将填充材料输送到压缩箱内，所述压缩机构用于将放置于压缩箱内的易碎品和填充材料压缩成方包，所述缠膜机构用于对压缩后的方包进行全方位缠膜；所述放置于压缩箱内的易碎品通过人工放置。

2.根据权利要求1所述的包装机，其特征在于：优选的，

所述压缩箱(2)正上方设置有导向箱(3)，所述机座(1)上还设置有升降机构，用于实现对压缩箱和导向箱的升降运动；所述压缩箱(2)的底部设有一压缩箱传动轴端(4)，所述导向箱(3)包括导向箱本体和导向平台(5)，所述导向平台(5)的一端设有导向平台第一传动轴端(6)和导向平台第二传动轴端(27)。

3.根据权利要求1所述的包装机，其特征在于：

所述送料机构通过往复运动实现输送填充材料的功能，所述送料机构包括储料箱(7)、送料板(8)和第一电机(9)，所述送料板(8)通过丝杠和齿轮与第一电机(9)连接，所述储料箱(7)设置于送料板(8)上。

4.根据权利要求1所述的包装机，其特征在于：

所述压缩机构通过上下运动实现压缩功能，所述压缩机构包括第二电机(10)、曲柄连杆(11)和压缩板(12)，所述曲柄连杆(11)的一端连接第二电机(10)，所述曲柄连杆(11)的另一端连接压缩板(12)。

5.根据权利要求1所述的包装机，其特征在于：

所述缠膜机构包括第三电机(13)、第四电机(14)、第五电机(15)、第一摩擦轮(16)、第二摩擦轮(17)、旋转平台(18)和缠绕膜支架(19)，所述第三电机(13)通过齿轮、齿条与旋转平台(18)连接；所述第四电机(14)通过齿轮连接第一摩擦轮(16)，所述第五电机(15)通过齿轮连接第二摩擦轮(17)；所述缠绕膜支架(19)上设置有缠绕膜。

6.根据权利要求2所述的包装机，其特征在于：

所述升降机构包括第六电机(20)、第七电机(21)、第八电机(22)、第一限位开关(23)、第二限位开关(24)、第三限位开关(25)和第四限位开关(26)；所述第一限位开关(23)安装于所述压缩箱传动轴端(4)的上方，用于限制压缩箱的上行限位；所述第二限位开关(24)安装于压缩箱传动轴端(4)的下方，用于限制压缩箱的下行限位；所述第三限位开关(25)安装于导向平台(5)的下侧，用于限制导向箱的下行限位；所述第四限位开关(26)安装于送料机构送料行程的正前方，用于限制送料机构的送料行程；所述第六电机(20)、第七电机(21)和第八电机(22)呈三角结构设计，分别安装于所述第一限位开关(23)及导向箱(3)的上方且固定于墙面或支架上，用于驱动压缩箱和导向箱平稳升降，所述第六电机(20)通过一齿轮与一丝杠连接，所述丝杠的另一端穿过所述压缩箱传动轴端(4)并固定于机座上；所述第七电机(21)通过一齿轮与一丝杠连接，所述丝杠的另一端穿过所述导向平台第一传动轴端(6)并固定于机座上；所述第八电机(22)通过一齿轮与一丝杠连接，所述丝杠的另一端穿过所述导向平台第二传动轴端(27)并固定于机座上。

7.根据权利要求2所述的包装机，其特征在于：

所述送料机构设置于导向箱(3)的导向平台(5)上，所述压缩机构设置于压缩箱(2)和导向箱本体的上方，所述缠膜机构设置于压缩箱(2)出料口的相对位置；所述填充材料为淀粉制环保填充材料。

8.一种利用上述任一所述打包机进行打包的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、打包机上电后，送料机构通过往复运动将储料箱内的填充材料输送到压缩箱内；

S200、人工放入被包装物品，并使物品处于填充材料中间位置；

S300、压缩机构带动压缩板上下运动将放置于压缩箱内的物品和填充材料压缩成方包；

S400、人工将被压缩好的方包，放置于缠膜机构的第一摩擦轮与第二摩擦轮上，第一摩擦轮与第二摩擦轮作相对旋转运动，同时第三电机带动旋转平台跟着旋转，对压缩后的方包进行全方位无死角缠膜；

S500、缠膜完成后，人工取下被打包好的包裹。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

在执行步骤S100前，通过人工在压缩箱内放置一塑料袋。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

在所述步骤S300执行过程中，可根据经验或者设定来决定压缩重复次数，即首次压缩后，可通过送料机构再次投入部分填充材料，压缩机构再进行压缩，重复该动作，直到压缩箱内的填充材料被充分压实。