CN108584839A - 一种样瓶自动旋盖器及旋盖方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种样瓶自动旋盖器，包括样瓶固定单元，用于将瓶身进行固定；旋转头，用于卡设瓶盖；旋转驱动单元，用于驱动旋转头旋转，带动卡设于旋转头内的瓶盖旋转以进行开盖或合盖作业；固定支架，用于安装旋转头和旋转驱动单元；升降驱动单元，用于驱动固定支架上下升降，从而带动旋转头升降。本发明的旋盖器具有结构简单、旋盖简便等优点。本发明还公开了一种旋盖方法，包括：S01、将样瓶置于预定旋盖位置处，并通过样瓶固定单元进行固定；S02、升降驱动单元驱动固定支架上的旋转头下降，将瓶盖卡设在旋转头内；S03、旋转驱动单元驱动旋转头正向或反向旋转，带动瓶盖旋转，实现瓶盖的开盖或合盖。本发明的旋盖方法具有操作简便等优点。

Description

一种样瓶自动旋盖器及旋盖方法

技术领域

本发明主要涉及样品分析技术领域，特指一种样瓶自动旋盖器及旋盖方法。

背景技术

在煤质检测行业中，由于其工作环境差、劳动强度大等原因，对设备的自动化、智能化水平要求越来越高。特别是煤样的自动称量的整个过程中，需要对样瓶进行多次开盖、合盖操作，而目前的开盖、合盖均采用人工操作，自动化程度低、效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、旋盖操作简便的样瓶自动旋盖器及旋盖方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种样瓶自动旋盖器，包括

样瓶固定单元，用于将放置于预定旋盖位置处的样瓶的瓶身进行固定；

旋转头，安装于所述预定旋盖位置的上方，用于卡设样瓶的瓶盖；

旋转驱动单元，与所述旋转头相连，用于驱动旋转头旋转，带动卡设于旋转头内的瓶盖旋转以进行开盖或合盖作业；

固定支架，用于安装旋转头和旋转驱动单元；

升降驱动单元，用于驱动固定支架上下升降，从而带动旋转头上下升降，以实现瓶盖与瓶身的分合。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述旋转头包括具有顶壁与周壁的本体，所述本体的底部形成敞口，用于容纳瓶盖；所述周壁的圆周方向上设置有用于卡紧所述瓶盖的卡盖单元。

所述卡盖单元包括多个分布在周壁圆周方向的弹簧柱塞。

所述弹簧柱塞的数量为2～8个，均匀分布在周壁的圆周方向上。

所述顶壁的内表面设置有摩擦盘，用于增加与瓶盖的摩擦力。

所述样瓶固定单元包括位于所述预定旋盖位置一侧的伸缩件，用于与预定旋盖位置处的侧壁相互配合以实现对瓶身的夹紧。

所述伸缩件为伸缩气缸。

所述固定支架的下方设置有顶升单元，用于在旋盖进行开盖的过程中缓慢将固定支架向上顶升，以及在旋盖进行合盖的过程中抵消升降驱动单元部分的下压力。

所述顶升单元包括伸缩气缸。

所述固定支架上设置有用于检测旋转头内是否含有瓶盖的瓶盖检测单元。

所述瓶盖检测单元包括瓶盖检测件，所述瓶盖检测件安装于所述固定支架上，所述瓶盖检测件正对旋转头的位置处设置有贯穿的检测孔。

所述旋转驱动单元与旋转头之间设置有扭力联轴器，用于控制旋转驱动单元的旋紧力处于预设范围内。

所述旋转驱动单元为旋转电机。

所述升降驱动单元为伸缩气缸。

本发明还公开了一种如上所述的样瓶自动旋盖器的旋盖方法，包括步骤：

S01、首先，将样瓶置于预定旋盖位置处，并通过样瓶固定单元进行固定；

S02、升降驱动单元驱动固定支架上的旋转头下降，将样瓶的瓶盖卡设在所述旋转头内；旋转驱动单元驱动旋转头正向或反向旋转，带动瓶盖旋转，实现瓶盖的开盖或合盖。

作为上述技术方案的进一步改进：

在步骤S02中，在样瓶的瓶盖卡设在所述旋转头之前，旋转驱动单元驱动旋转头正向或反向旋转。

在步骤S02中，当旋转驱动单元驱动旋转头正向旋转带动瓶盖旋转以实现瓶盖开盖的过程中，通过设置在固定支架下方的一顶升单元在进行开盖的过程中缓慢将固定支架向上顶升以顺利开盖。

当旋转驱动单元驱动旋转头反向旋转带动瓶盖旋转以实现瓶盖合盖的过程中，所述升降驱动单元驱动旋转头向下运动，并通过设置在固定支架下方的一顶升单元在旋盖进行合盖的过程中抵消升降驱动单元部分的下压力。

在步骤S02之后，当瓶盖开盖或合盖完成后，升降驱动单元驱动固定支架上的旋转头向上运动至预定位置，再检测旋转头是否含有瓶盖，以判断开盖或合盖是否成功。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的样瓶自动旋盖器，通过样瓶固定单元将瓶身进行固定后，再通过旋转驱动单元驱动旋转头旋转，带动瓶盖旋转以进行合盖或分盖作业，结构简单、操作简便。

（2）本发明的样瓶自动旋盖器，在旋转头的周壁上设置有卡盖单元，对瓶盖进行卡紧，同时在顶壁上设置有摩擦盘，从而保证瓶盖随旋转头同步转动，保证旋盖的可靠性。卡盖单元采用弹簧柱塞，结构简单、易于实现。

（3）本发明的样瓶自动旋盖器，在固定支架的下方设置有顶升单元，在旋转瓶盖进行开盖的过程中，升降驱动单元提供一定的下压力，压着瓶身，保证摩擦盘与瓶盘的紧密接触，将瓶盖旋松，停止升降驱动单元的运行；再通过顶升单元缓慢将固定支座向上顶升以适应瓶盖的开盖行程；另外，在旋转瓶盖进行开盖的过程中，通过顶升单元抵消升降驱动单元部分的下压力；从而保证开盖与合盖的可靠性。

（4）本发明的样瓶自动旋盖方法，通过样瓶固定单元将瓶身进行固定后，再通过旋转驱动单元驱动旋转头旋转，带动瓶盖旋转以进行合盖或分盖作业，操作简便、易于实现。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之一。

图3为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之二。

图4为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之三。

图5为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之四。

图6为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之五。

图7为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之六。

图8为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之七。

图9为本发明的旋盖器的合盖过程状态图之一。

图10为本发明的旋盖器的合盖过程状态图之二。

图11为本发明的旋盖器的合盖过程状态图之三。

图12为本发明的旋盖器的合盖过程状态图之四。

图13为本发明的顶升组件在开盖时的状态图。

图14为本发明的顶升组件在合盖时的状态图。

图中标号表示：1、样瓶固定单元；101、伸缩件；2、固定支架；3、旋转头；301、顶壁；302、周壁；303、摩擦盘；4、旋转驱动单元；401、旋转电机；402、扭力联轴器；5、升降驱动单元；6、卡盖单元；601、弹簧柱塞；7、顶升单元；8、瓶盖检测单元；801、瓶盖检测件；802、检测孔；9、样瓶；901、瓶身；902、瓶盖。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

如图1所示，本实施例的样瓶自动旋盖器，包括样瓶固定单元1，用于将放置于预定旋盖位置处的样瓶9的瓶身901进行固定；旋转头3，安装于预定旋盖位置的正上方，用于罩住并卡紧样瓶9的瓶盖902；旋转驱动单元4，与旋转头3相连，用于驱动旋转头3旋转，带动卡紧于旋转头3内的瓶盖902旋转以进行开盖或合盖作业；固定支架2，用于安装旋转头3和旋转驱动单元4；升降驱动单元5，安装于一固定座的侧面，用于驱动固定支架2上下升降，从而带动旋转头3上下升降，以实现瓶盖902与瓶身901的分合。本发明的样瓶自动旋盖器，通过样瓶固定单元1将瓶身901进行固定后，再通过旋转驱动单元4驱动旋转头3旋转，带动瓶盖902旋转以进行合盖或分盖作业，结构简单、操作简便。

本实施例中，旋转头3包括具有顶壁301与周壁302的本体，本体的底部形成敞口，类似瓶盖状，其中敞口用于罩住瓶盖902；其中在周壁302的圆周方向上设置有用于卡紧瓶盖902的卡盖单元6。具体地，卡盖单元6包括多个分布在周壁302圆周方向的弹簧柱塞601（也称球头柱塞，具体结构为常规结构）。其中弹簧柱塞601的数量为4～8个，均匀分布在周壁302的圆周方向上。当旋转头3罩住瓶盖902并向下压的过程中，弹簧柱塞601中球头在弹簧的弹力下压紧瓶盖902的周侧，从而对瓶塞形成一定的夹紧力。当然，弹簧柱塞601的数量可根据瓶盖902的大小或类型进行选择，以保证合适的卡紧力。进一步地，在旋转头3的顶壁301内表面设置有摩擦盘303（如采用高摩擦系数材料制成的圆盘），用于增加与瓶盖902的摩擦力，保证瓶盖902随旋转头3同步旋转而不会打滑。

本实施例中，预定旋盖位置处的一侧设置有挡板（或其它固定物）；样瓶9的一侧则紧靠挡板放置；样瓶固定单元1则包括位于预定旋盖位置另一侧的伸缩件101，伸缩件101的伸缩端伸出后将样瓶9的瓶身901夹紧在挡板与伸缩端之间，从而实现瓶身901的固定。具体地，伸缩件101可以采用伸缩油缸、气缸或电机，优选采用气缸。另外，升降驱动单元5也采用伸缩油缸、气缸或电机，其中优选采用气缸；旋转驱动单元4则采用旋转电机401。

本实施例中，由于升降驱动单元5所采用的气缸在进行升降时速度较快，在旋转瓶盖902进行开盖时，易导致瓶盖902从旋转头3内脱出；故在固定支架2的下方设置有顶升单元7（如小型的伸缩气缸），在旋转瓶盖902进行开盖的过程中，升降驱动单元5提供一定的下压力，压紧瓶身901，保证摩擦盘303与瓶盖902的紧密接触，将瓶盖902旋松，再停止升降驱动单元5的运行；再通过顶升单元7缓慢将固定支座向上顶升以适应瓶盖902的开盖行程，保证开盖的可靠性；另外，在旋转瓶盖902进行开盖的过程中，可以通过顶升单元7抵消升降驱动单元5部分的下压力。

本实施例中，固定支架2上设置有用于检测旋转头3内是否含有瓶盖902的瓶盖检测单元8。具体地，瓶盖检测单元8包括瓶盖检测件801，瓶盖检测件801安装于固定支架2上，瓶盖检测件801正对旋盖头的位置处设置有贯穿的检测孔802，瓶盖检测件801通过检测孔802检测旋转头3内是否存在瓶盖902，从而判断开盖或合盖是否成功。

本实施例中，旋转驱动单元4与旋转头3之间设置有扭力联轴器402，用于控制旋转驱动单元4的旋紧力处于预设范围内，保证合盖后瓶盖902的正常预紧力。

本发明还相应公开了一种基于如上所述的样瓶自动旋盖器的旋盖方法，包括步骤：

S01、首先，将样瓶9置于预定旋盖位置处，并通过样瓶固定单元1进行固定；

S02、升降驱动单元5驱动固定支架2上的旋转头3下降，将样瓶9的瓶盖902卡设在旋转头3内；旋转驱动单元4驱动旋转头3正向或反向旋转，带动瓶盖902旋转，从而实现瓶盖902的开盖或合盖。

本实施例中，在步骤S02中，在样瓶9的瓶盖902卡设在旋转头3之前，旋转驱动单元4驱动旋转头3正向或反向旋转。当样瓶9的瓶盖902卡设在旋转头3内，样盖902会有一定的卡紧力，如果在瓶盖902卡紧后再启动旋转驱动单元4（旋转驱动单元4大多采用电机），可能会导致旋转驱动单元4的启动力矩小于卡紧力而无法带动旋转头3旋转。因此，在样瓶9的瓶盖902卡设在旋转头3之前，旋转驱动单元4即驱动旋转头3正向或反向旋转（如上下升降与旋转同步启动），保证瓶盖902顺利开盖。

本发明的样瓶自动旋盖方法，通过样瓶固定单元1将瓶身901进行固定后，再通过旋转驱动单元4驱动旋转头3旋转，带动瓶盖902旋转以进行合盖或分盖作业，操作简便、易于实现。

下面结合一具体实施例对本发明的方法做进一步说明：

（1）如图2所示，各单元均处于准备状态；

（2）如图3所示，将样瓶9（含瓶盖902）放置在预定旋盖位置；

（3）如图4所示，通过样瓶固定单元1夹紧瓶身901；

（4）如图5所示，升降驱动单元5带动旋转头3下降，并将样瓶9的瓶盖902卡设于旋转头3内；

（5）如图6所示，旋转驱动单元4带动旋转头3旋转，把瓶盖902旋松；在此过程中，升降驱动单元5提供向下的压力，以使旋转头3的摩擦盘303与瓶盖902之间有足够的摩擦力，使瓶盖902随旋转头3同步转动；如图13所示，当旋转驱动单元4驱动旋转头3正向旋转带动瓶盖902旋转以实现瓶盖902开盖的过程中，升降驱动单元5向下运动提供一定的下压力，保证摩擦盘303与瓶盖902的紧密接触，同时通过设置在固定支架2下方的一顶升单元7在旋盖进行开盖的过程中缓慢将固定支座向上顶升以顺利开盖；

（6）如图7所示，当开盖完成的，升降驱动单元5继续往上升，带动旋转头3往上升，此时瓶盖902通过弹簧柱塞601卡设于旋转头3内，实现瓶盖902与瓶身901的分离；旋转头3升到位后，瓶盖检测件801通过检测孔802感应旋转头3内是否有瓶盖902，如果有，则认为开盖成功；如果没有瓶盖902则认为开盖失败，继续按上述步骤进行开盖；

（7）如图8所示，样瓶固定单元1松开样瓶9，此时没有瓶盖902的样瓶9被拿走，进行取样作业；

（8）如图9所示，将取样完成后的样瓶9放置在预定旋盖位置处，然后再通过样瓶9固定单元1夹紧瓶身901；

（9）如图10所示，升降驱动单元5带动旋转头3下降，并将样瓶9的瓶盖902卡设于旋转头3内；旋转驱动单元4带动旋转头3旋转，把瓶盖902旋紧；在此过程中，升降驱动单元5提供向下的压力，以使旋转头3的摩擦盘303与瓶盖902之间有足够的摩擦力，使瓶盖902随旋转头3同步转动；如图14所示，当旋转驱动单元4驱动旋转头3反向旋转带动瓶盖902旋转以实现瓶盖902合盖的过程中，通过设置在固定支架2下方的一顶升单元7在旋盖进行合盖的过程中抵消升降驱动单元5部分的下压力；其中扭力联轴器402可以将旋紧力控制在一定范围内，保证瓶盖902合盖后合适的旋紧力；

（10）如图11所示，升降驱动单元5带动旋转头3上升，虽然此时瓶盖902被弹簧柱塞601卡在旋转头3内，但是此时瓶盖902通过螺纹与瓶身901连接在一起，而瓶身901被样瓶固定单元1夹紧；升降驱动单元5强行带动旋转头3上升，将旋转头3与瓶盖902进行分离，旋转头3升到位后，瓶盖检测件801从检测孔802感应旋转头3内是否有瓶盖902，如果没有，则认为旋盖成功，如果没有则认为旋盖失败，按上述步骤进行合盖作业；

（11）如图12所示，样瓶固定单元1松开样瓶9，将有瓶盖902的样瓶9进行转移。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种样瓶自动旋盖器，其特征在于，包括

样瓶固定单元（1），用于将放置于预定旋盖位置处的样瓶（9）的瓶身（901）进行固定；

旋转头（3），安装于所述预定旋盖位置的上方，用于卡设样瓶（9）的瓶盖（902）；

旋转驱动单元（4），与所述旋转头（3）相连，用于驱动旋转头（3）旋转，带动卡设于旋转头（3）内的瓶盖（902）旋转以进行开盖或合盖作业；

固定支架（2），用于安装旋转头（3）和旋转驱动单元（4）；

升降驱动单元（5），用于驱动固定支架（2）上下升降，从而带动旋转头（3）上下升降，以实现瓶盖（902）与瓶身（901）的分合。

2.根据权利要求1所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述旋转头（3）包括具有顶壁（301）与周壁（302）的本体，所述本体的底部形成敞口，用于容纳瓶盖（902）；所述周壁（302）的圆周方向上设置有用于卡紧所述瓶盖（902）的卡盖单元（6）。

3.根据权利要求2所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述卡盖单元（6）包括多个分布在周壁（302）圆周方向的弹簧柱塞（601）。

4.根据权利要求3所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述弹簧柱塞（601）的数量为2～8个，均匀分布在周壁（302）的圆周方向上。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述顶壁（301）的内表面设置有摩擦盘（303），用于增加与瓶盖（902）的摩擦力。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述样瓶固定单元（1）包括位于所述预定旋盖位置一侧的伸缩件（101），用于与预定旋盖位置处的侧壁相互配合以实现对瓶身（901）的夹紧。

7.根据权利要求6所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述伸缩件（101）为伸缩气缸。

8.根据权利要求1至4中任意一项所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述固定支架（2）的下方设置有顶升单元（7），用于在旋盖进行开盖的过程中缓慢将固定支架（2）向上顶升，以及在旋盖进行合盖的过程中抵消升降驱动单元（5）部分的下压力。

9.根据权利要求8所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述顶升单元（7）包括伸缩气缸。

10.根据权利要求1至4中任意一项所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述固定支架（2）上设置有用于检测旋转头（3）内是否含有瓶盖（902）的瓶盖检测单元（8）。

11.根据权利要求10所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述瓶盖检测单元（8）包括瓶盖检测件（801），所述瓶盖检测件（801）安装于所述固定支架（2）上，所述瓶盖检测件（801）正对旋转头（3）的位置处设置有贯穿的检测孔（802）。

12.根据权利要求1至4中任意一项所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述旋转驱动单元（4）与旋转头（3）之间设置有扭力联轴器（402），用于控制旋转驱动单元（4）的旋紧力处于预设范围内。

13.根据权利要求1至4中任意一项所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述旋转驱动单元（4）为旋转电机（401）。

14.根据权利要求1至4中任意一项所述的样瓶自动旋盖器，其特征在于，所述升降驱动单元（5）为伸缩气缸。

15.一种基于权利要求1至14中任意一项所述的样瓶自动旋盖器的旋盖方法，其特征在于，包括步骤：

S01、首先，将样瓶（9）置于预定旋盖位置处，并通过样瓶固定单元（1）进行固定；

S02、升降驱动单元（5）驱动固定支架（2）上的旋转头（3）下降，将样瓶（9）的瓶盖（902）卡设在所述旋转头（3）内；旋转驱动单元（4）驱动旋转头（3）正向或反向旋转，带动瓶盖（902）旋转，实现瓶盖（902）的开盖或合盖。

16.根据权利要求15所述的样瓶自动旋盖器的旋盖方法，其特征在于，在步骤S02中，在样瓶（9）的瓶盖（902）卡设在所述旋转头（3）之前，旋转驱动单元（4）驱动旋转头（3）正向或反向旋转。

17.根据权利要求15或16所述的旋盖方法，其特征在于，在步骤S02中，当旋转驱动单元（4）驱动旋转头（3）正向旋转带动瓶盖（902）旋转以实现瓶盖（902）开盖的过程中，通过设置在固定支架（2）下方的一顶升单元（7）在进行开盖的过程中缓慢将固定支架（2）向上顶升以顺利开盖。

18.根据权利要求15或16所述的旋盖方法，其特征在于，当旋转驱动单元（4）驱动旋转头（3）反向旋转带动瓶盖（902）旋转以实现瓶盖（902）合盖的过程中，所述升降驱动单元（5）驱动旋转头（3）向下运动，并通过设置在固定支架（2）下方的一顶升单元（7）在旋盖进行合盖的过程中抵消升降驱动单元（5）部分的下压力。

19.根据权利要求15或16所述的旋盖方法，其特征在于，在步骤S02之后，当瓶盖（902）开盖或合盖完成后，升降驱动单元（5）驱动固定支架（2）上的旋转头（3）向上运动至预定位置，再检测旋转头（3）是否含有瓶盖（902），以判断开盖或合盖是否成功。