CN108946607A - 用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器及样瓶自动旋盖器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器，包括单向轴承和扭力联轴器，单向轴承与扭力联轴器同轴设置，单向轴承的外圈和扭力联轴器的外圈相互固定形成第一连接件，单向轴承的内圈和扭力联轴器的内圈相互固定形成第二连接件，第一连接件和第二连接件分别与样瓶自动旋盖器的旋转驱动单元和旋转头相连。本发明还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；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。本发明的单向扭力离合器及旋盖器均具有结构简单、旋盖简便可靠等优点。

Description

用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器及样瓶自动旋盖器

技术领域

本发明主要涉及样品分析技术领域，特指一种用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器及样瓶自动旋盖器。

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，需要在多个场合配置旋盖机以进行开盖或合盖。因样瓶螺纹盖的特点，存在拧紧扭矩不统一的情况，在实际应用时容易出现一个样瓶在某旋盖机上合盖拧紧后，再用此旋盖机进行开盖而拧不开的情况；也容易出现了一个样瓶在一个旋盖机上拧紧，而在另一个旋盖机上拧不开的情况，以上情况严重影响了旋盖效率。

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，本发明提供一种旋盖可靠、结构简单、操作简便的用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器及样瓶自动旋盖器。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器，包括单向轴承和扭力联轴器，所述单向轴承与扭力联轴器同轴设置，所述单向轴承的外圈和扭力联轴器的外圈相互固定形成第一连接件，所述单向轴承的内圈和扭力联轴器的内圈相互固定形成第二连接件，所述第一连接件和第二连接件分别与所述样瓶自动旋盖器的旋转驱动单元和旋转头相连。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述单向轴承的内圈和扭力联轴器的内圈均套设于所述旋转驱动单元的输出轴上，所述单向轴承的外圈和扭力联轴器的外圈均安装在一固定架上，所述固定架与所述旋转头紧固相连。

所述单向轴承的内圈和扭力联轴器的内圈均套设于一连接轴上，所述连接轴的一端与旋转头紧固相连，所述单向轴承的外圈和扭力联轴器的外圈均安装在一连接支架上，所述连接支架与所述旋转驱动单元相连。

本发明还公开了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；

所述旋转驱动单元与旋转头之间设置有如上所述的用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器。

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。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器，通过单向轴承与扭力联轴器之间的配合，能够实现开盖时扭矩大于合盖时的扭矩，从而可以保证旋紧的瓶盖均能够顺利开启，而且结构简单、操作简便。

（2）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。

（3）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。

（4）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。

附图说明

图1为本发明的单向扭力离合器在具体应用时的实施例图。

图2为图1中的单向扭力离合器的结构示意图。

图3为本发明的旋盖器的结构示意图。

图4为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之一。

图5为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之二。

图6为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之三。

图7为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之四。

图8为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之五。

图9为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之六。

图10为本发明的旋盖器的开盖过程状态图之七。

图11为本发明的旋盖器的合盖过程状态图之一。

图12为本发明的旋盖器的合盖过程状态图之二。

图13为本发明的旋盖器的合盖过程状态图之三。

图14为本发明的旋盖器的合盖过程状态图之四。

图15为本发明的顶升组件在开盖时的状态图。

图16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；4011、输出轴；402、单向扭力离合器；4021、单向轴承；4022、扭力联轴器；4023、固定架；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和图2所示，本实施例的用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器，包括单向轴承4021和扭力联轴器4022，单向轴承4021与扭力联轴器4022同轴设置，单向轴承4021的外圈和扭力联轴器4022的外圈相互固定形成第一连接件，单向轴承4021的内圈和扭力联轴器4022的内圈相互固定形成第二连接件，第一连接件和第二连接件分别与样瓶自动旋盖器的旋转驱动单元4和旋转头3相连。如图2所示，具体地，单向轴承4021的内圈和扭力联轴器4022的内圈均套设于旋转驱动单元4（如旋转电机401）的输出轴4011上，单向轴承4021的外圈和扭力联轴器4022的外圈均安装在一固定架4023上，固定架4023具体为环套，单向轴承4021的外圈和扭力联轴器4022的外圈胀紧于环套内，环套的一端则与旋转头3紧固相连。在旋转电机401正向旋转进行合盖时，此时单向轴承4021自由转动，扭力传输路径为电机输出轴4011→扭力联轴器4022内圈→扭力联轴器4022外圈→外圈固定架4023→旋转头，输出的力矩大小为扭力联轴器4022设定力矩；在旋转电机401反向旋转进行开盖时，此时单向轴承4021的内圈与外圈锁死，扭力传输路径为电机输出轴4011→单向轴承4021内圈→单向轴承4021外圈→外圈固定架4023→旋转头，输出的力矩大小为旋转电机401输出力矩。在实际应用时，扭力联轴器4022设定力矩小于旋转电机401输出力矩，如旋转电机401的扭矩是20NM，扭力联轴器4022的扭矩是9NM；即合盖时用的是扭力联轴器4022设定的扭矩9NM，开盖时用的是电机扭矩20 NM，开盖时扭矩大于合盖时的扭矩，从而可以保证旋紧的瓶盖均能够顺利开启，而且结构简单、操作简便。当然，在其它实施例中，也可以将单向轴承4021的内圈和扭力联轴器4022的内圈均套设于一连接轴上，连接轴的一端与旋转头紧固相连，单向轴承4021的外圈和扭力联轴器4022的外圈均安装在一连接支架（如环套）上，连接支架与旋转驱动单元4相连。

如图3所示，本发明还公开了一种样瓶自动旋盖器，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；旋转驱动单元4与旋转头3之间设置有如上所述的用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器402。通过单向轴承4021与扭力联轴器4022之间的配合，能够实现开盖时扭矩大于合盖时的扭矩，从而可以保证旋紧的瓶盖902均能够顺利开启，而且结构简单、操作简便；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4所示，各单元均处于准备状态；

（2）如图5所示，将样瓶9（含瓶盖902）放置在预定旋盖位置；

（3）如图6所示，通过样瓶固定单元1夹紧瓶身901；

（4）如图7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8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15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9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10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11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12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16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

（10）如图13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14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 (10)

1.一种用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器，其特征在于，包括单向轴承（4021）和扭力联轴器（4022），所述单向轴承（4021）与扭力联轴器（4022）同轴设置，所述单向轴承（4021）的外圈和扭力联轴器（4022）的外圈相互固定形成第一连接件，所述单向轴承（4021）的内圈和扭力联轴器（4022）的内圈相互固定形成第二连接件，所述第一连接件和第二连接件分别与所述样瓶自动旋盖器的旋转驱动单元（4）和旋转头（3）相连。

2.根据权利要求1所述的用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器，其特征在于，所述单向轴承（4021）的内圈和扭力联轴器（4022）的内圈均套设于所述旋转驱动单元（4）的输出轴（4011）上，所述单向轴承（4021）的外圈和扭力联轴器（4022）的外圈均安装在一固定架（4023）上，所述固定架（4023）与所述旋转头（3）紧固相连。

3.根据权利要求1所述的用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器，其特征在于，所述单向轴承（4021）的内圈和扭力联轴器（4022）的内圈均套设于一连接轴上，所述连接轴的一端与旋转头（3）紧固相连，所述单向轴承（4021）的外圈和扭力联轴器（4022）的外圈均安装在一连接支架上，所述连接支架与所述旋转驱动单元（4）相连。

4.一种样瓶自动旋盖器，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；

所述旋转驱动单元（4）与旋转头（3）之间设置有如权利要求1至3中任意一项所述的用于样瓶自动旋盖器的单向扭力离合器（402）。

5.根据权利要求4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）。

6.根据权利要求5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）。

7.根据权利要求5或6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。

8.根据权利要求4或5或6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。

9.根据权利要求4或5或6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。

10.根据权利要求4或5或6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）。