CN110203446B - 一种自动化书籍包装设备 - Google Patents

Abstract

一种自动化书籍包装设备，包括第一运输机构和第二运输机构、壳体、进料整理机构、进料缓存机构、处理机构、堆砌机构、打捆机构和翻转机构。生产线上的书籍生产后经由第一运输机构运输进入该设备，由进料整理书籍为书籍进行排列和整理，进料缓存机构可以防止短时间内有过多的书籍进入处理机构，书籍经过处理机构压实和除褶皱处理后被堆砌机构堆砌起来，并经过第二运输机构运输至打捆机构为堆砌的书籍打捆，再由翻转机构翻转书籍堆的方向，便于运输。该设备实现了书籍整理、处理、堆砌和打捆包装的一体化，提高了生产效率。

Description

一种自动化书籍包装设备

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，具体为一种自动化书籍包装设备。

背景技术

现代化的工厂中，越来越多的自动化设备取代了人力劳动，不仅节省了劳动成本，还提高了工作效率，自动化逐渐成为现代社会的主流。书籍经过书籍生产线生产出来，需要经过整理和堆砌，并且一般为了方便运输，需要将书籍打捆和包装好，而现有的打捆方式绝大部分靠人手用扎带打捆包装，或只是使用扎带机给书籍上扎带打捆，步骤繁琐且效率低下，且打捆的书籍堆会因为松散的结构而体积相对较大，使其占用空间较大且不利于运输。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

为了解决以上问题，本发明提供的一种自动化书籍包装设备，可以自动且快速的将生产的书籍整理和堆砌，并进行打捆包装，提高生产效率。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动化书籍包装设备，包括第一运输机构和第二运输机构、壳体、进料整理机构、堆砌机构和打捆机构；

第一运输机构安装于壳体内，第一运输机构包括第一驱动部和传送带，传送带由第一驱动部驱动，第二运输机构包括第二驱动部和滚柱，第二驱动部可驱动滚柱转动；

进料整理机构左右对称的安装于壳体内传送带的首部上方，进料整理机构包括调节架和整理部，调节架可滑动的安装于壳体内，整理部安装于调节架上且其内设有多边棱柱，多边棱柱由第一驱动部驱动转动；

堆砌机构安装于第一运输机构的尾部，其包括底座、导程柱、上部限位叉、下部运输叉、侧边挡板和第三驱动部，底座固定安装于壳体的底部，并且其一端与第二运输机构的侧边连接，导程柱一端与传送带的尾部连接，另一端与底座和第二运输机构的连接处连接，上部限位叉安装于壳体内传送带的尾部上方，侧边挡板安装于传送带尾部的两侧，下部运输叉与第三驱动部驱动连接，下部运输叉用于承接传送带输出的书籍并可沿导程柱方向上下移动；

打捆机构包括架体、定位机构和扎带机，架体的一端与第二运输机构连接，定位机构可转动的安装于架体的两侧，用于定位第二运输机构运输进打捆机构的书籍，扎带机安装于定位机构的中间，用于为书籍上扎带。

优选地，该自动化书籍包装设备还包括进料缓存机构，进料缓存机构位于进料整理机构中间，进料缓存机构包括第四驱动部、固定杆和压件，固定杆可转动的安装于壳体内，压件一端固定安装于固定杆上，另一端与第四驱动部驱动连接并可被第四驱动部驱动升降。

优选地，该自动化书籍包装设备还包括处理机构，处理机构包括滚压轮、偏心轮压件和调节机构，滚压轮包括上滚轮和下滚轮且均可转动的安装于壳体内，传送带包括上皮带和下皮带并分别与上滚轮和下滚轮驱动连接；偏心轮压件包括固定轴和偏心轮，偏心轮可转动的安装于固定轴上，偏心轮与上皮带滚动连接，调节机构包括转动件和滑动件，转动件可转动的安装于壳体内，固定轴固定安装于滑动件上，滑动件可伸缩的设置于转动件上。

优选地，该自动化书籍包装设备还包括翻转机构，翻转机构包括第五驱动部、固定架和翻转件，固定架的一端安装于第二运输机构的一侧且位于打捆机构之后，翻转件上设有转板和转叉，转板可转动的设置于固定架上，转叉固定安装于转板靠近第二运输机构的一端，并可插入第二运输机构上相邻滚柱之间的缝隙内，用于承接书籍；第五驱动部与翻转件驱动连接并可驱动翻转件翻转。

优选地，打捆机构还包括压书机构，压书机构包括驱动气缸和压板，驱动气缸包括缸本体和输出杆，压板与输出杆固定连接，缸本体固定安装于架体上定位机构的中间，用于将定位机构定位的书籍进行压实处理。

优选地，调节架在垂直于传送带传送方向上可滑动的安装于壳体内，侧边挡板在垂直于导程柱方向上可滑动的设置于壳体上。

有益效果

本发明的有益效果是：一种自动化书籍包装设备，包括第一运输机构和第二运输机构、壳体、进料整理机构、进料缓存机构、处理机构、堆砌机构、打捆机构和翻转机构。生产线上的书籍生产后经由第一运输机构运输进入该设备，由进料整理机构为书籍进行排列和整理，进料缓存机构可以防止短时间内有过多的书籍进入处理机构，书籍经过处理机构压实和除褶皱处理后被堆砌机构堆砌起来，并经过第二运输机构运输至打捆机构为堆砌的书籍打捆，再由翻转机构翻转书籍堆的方向，便于运输。该设备实现了书籍整理、处理、堆砌和打捆包装的一体化，提高了生产效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1示出了本发明的实施例的整体结构图；

图2示出了本发明的实施例另一视角的整体结构图；

图3示出了本发明的实施例的局部结构图；

图4示出了第二运输机构的内部结构示意图；

图5示出了本发明的实施例的进料处的结构图；

图6示出了进料整理机构的结构图；

图7示出了处理机构的结构示意图；

图8示出了处理机构的部分结构示意图；

图9示出了处理机构的部分结构示意图；

图10示出了堆砌机构的结构示意图；

图11示出了堆砌机构的部分结构示意图；

图12示出了下部运输叉与导程柱的位置关系图；

图13示出了打捆机构的结构示意图；

图14示出了翻转机构的结构示意图；

图中：1第一运输机构、2第二运输机构、3壳体、4进料整理机构、5堆砌机构、6打捆机构、7进料缓存机构、8处理机构、9翻转机构、10第一驱动部、11传送带、111上皮带、112下皮带、20第二驱动部、21滚柱、41调节架、42整理部、420多边棱柱、50底座、51导程柱、52上部限位叉、53下部运输叉、54侧边挡板、55第三驱动部、60架体、61定位机构、62扎带机、63压书机构、630驱动气缸、631压板、6300缸本体、6301输出杆、70第四驱动部、71固定杆、72压件、80滚压轮、81偏心轮压件、82调节机构、801上滚轮、802下滚轮、810固定轴、811偏心轮、820转动件、821滑动件、90第五驱动部、91固定架、92翻转件、920转板、921转叉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅附图1-14，一种自动化书籍包装设备，包括第一运输机构1和第二运输机构2、壳体3、进料整理机构4、堆砌机构5和打捆机构6；

第一运输机构1安装于壳体3内，第一运输机构1包括第一驱动部10和传送带11，传送带11由第一驱动部10驱动，第二运输机构2包括第二驱动部20和滚柱21，第二驱动部20可驱动滚柱21转动；

进料整理机构4左右对称的安装于壳体3内传送带11的首部上方，进料整理机构4包括调节架41和整理部42，调节架41可滑动的安装于壳体3内，整理部42安装于调节架41上且其内设有多边棱柱420，多边棱柱420由第一驱动部10驱动转动；

堆砌机构5安装于第一运输机构1的尾部，其包括底座50、导程柱51、上部限位叉52、下部运输叉53、侧边挡板54和第三驱动部55，底座50固定安装于壳体3的底部，并且其一端与第二运输机构2的侧边连接，导程柱51一端与传送带11的尾部连接，另一端与底座50和第二运输机构2的连接处连接，上部限位叉52安装于壳体3内传送带11的尾部上方，侧边挡板54安装于传送带11尾部的两侧，下部运输叉53与第三驱动部55驱动连接，下部运输叉53用于承接传送带11输出的书籍并可沿导程柱51方向上下移动；

打捆机构6包括架体60、定位机构61和扎带机62，架体60的一端与第二运输机构2连接，定位机构61可转动的安装于架体60的两侧，用于定位第二运输机构2运输进打捆机构6的书籍，扎带机62安装于定位机构61的中间，用于为书籍上扎带。

具体的，生产线上的书籍生产后经由第一运输机构1运输进入该设备，由进料整理机构4为书籍进行排列和整理，其中通过转动多边棱柱420可以模拟人手对书籍拍打的过程对书籍进行整理，且其拍打频率相对于使用凸轮转动进行的拍打频率更高；整理后的书籍经由堆砌机构5堆砌整齐，其中，由于当前技术背景下的书籍生产设备生产书籍的速度十分迅速，如果整理书籍的设备运作速度受限制，则可能会导致设备整体的生产效率下降，甚至是迫使生产设备停机，故快速而准确的书籍整理和运输设备十分重要，传送至堆砌机构5中的书籍，其在传送带11上的输出位置由上部限位叉52控制和限位，并落入下部运输叉53中，该过程中通过侧边挡板54的调控使输出的书籍准确的落入下部运输叉53中，再由下部运输叉53沿导程柱51运输至第二运输机构2上等待运输至打捆机构6，在下部运输叉53下降的过程中，传送带11上的书籍快速输出，并堆叠至下部运输叉53上以形成书堆，利于之后的书籍打捆步骤的进行，并且为了不中断书籍的输出，下部运输叉53又分为第一叉和第二叉，这其中，第一叉和第二叉均包括移动基座和叉体，而叉体固定安装在移动基座上，并且叉体从相邻导程柱51之间的空隙伸出，以用于承接书籍，而第三驱动部55包括两个电机，并分别用于驱动两个移动基座的升降运动，第一叉用于正常运输书籍，第二叉作为缓存叉并且其叉体可伸缩的设置在移动基座上，当第二叉的叉体缩回时，其叉体不会从导程柱51之间的缝隙伸出壳体3外，而第二叉始终处于第一叉的上方，在第一叉达到承载上限时，第二叉接替第一叉承载输出的书籍，待第一叉上升到与第二叉交错的位置时，第二缩回并使原本由第二叉承接的书籍落入第一叉上，再由第一叉继续承接，以此循环，可以实现堆砌机构5不间断承接运输书籍。

下部运输叉53将堆砌的书籍送至第二运输机构2，并由第二运输机构2运输至打捆机构6为堆砌的书籍打捆，其中第二运输机构2上的书籍经由打捆机构6上安装的传感器来确认书籍是否到达指定位置，并控制定位机构61的启动；当书籍到达指定位置时，定位机构61启动运行，而定位机构61左右对称的设置在架体60的两侧，可以将书籍定位在架体60的中间并卡紧，同时定位机构61也具有一定程度的整理功能，可以将部分在运输时错位的书籍通过定位机构61施加的压力进行压齐以使其对齐；书籍被定位后，通过安装于架体60中间的扎带机62为书籍堆套上扎带，为书籍打捆。该设备实现了书籍的整理、处理、堆砌和打捆包装功能的一体化，提高了生产效率。

进一步的，该自动化书籍包装设备还包括进料缓存机构7，进料缓存机构7位于进料整理机构4中间，进料缓存机构7包括第四驱动部70、固定杆71和压件72，固定杆71可转动的安装于壳体3内，压件72一端固定安装于固定杆71上，另一端与第四驱动部70驱动连接并可被第四驱动部70驱动升降。进料缓存机构7可以防止短时间内有过多的书籍进入设备中，造成设备的卡死或者出现大量不良品。并且进料缓存机构7中还设有调节螺杆，用于调节压件72的高度，适用于不用厚度的书籍。

进一步的，该自动化书籍包装设备还包括处理机构8，处理机构8包括滚压轮80、偏心轮压件81和调节机构82，滚压轮80包括上滚轮801和下滚轮802且均可转动的安装于壳体3内，传送带11包括上皮带111和下皮带112并分别与上滚轮801和下滚轮802驱动连接；偏心轮压件81包括固定轴810和偏心轮811，偏心轮811可转动的安装于固定轴810上，偏心轮811与上皮带111滚动连接，调节机构82包括转动件820和滑动件821，转动件820可转动的安装于壳体3内，固定轴810固定安装于滑动件821上，滑动件821可伸缩的设置于转动件820上。

由于滚压轮80滚压书籍时，书籍处于上滚轮801和下滚轮802之间，而传送带11处于滚轮面上，其存在会使书籍的滚压效果降低并使书籍表面出现压痕等现象，故为了消除该现象，上滚轮801和下滚轮802上均设有皮带槽分别用于安置上皮带111和下皮带112，使上滚轮801和下滚轮802之间的间隙相对平整。经由书籍生产线生产出来的书籍由滚压轮80进行压实除褶皱后，由上皮带111和下皮带112夹送至传送带11尾部的堆砌机构5。书籍在上皮带111和下皮带112内被传送时，传送带11由于受力作用会出现抖动现象，有可能会使上皮带111和下皮带112内夹住的书籍错位甚至偏移翻转，极大地增加了书籍整理的难度。由此，设置了偏心轮压件81来压住传送带11以降低传送带11的振动长度和振动幅度，降低书籍偏转的幅度和可能性，使输出的书籍相对整齐。并且偏心轮压件81选用偏心轮811而不使用圆滚轮，是为了可以在一定程度内调节上皮带111的皮带张力，使上皮带111和下皮带112之间的皮带张力差距不会过大而导致夹在二者中间的书籍受摩擦力作用被撕扯；调节机构82中的转动件820可转动，以适应不同厚度的书籍；滑动件821可相对转动件820进行滑动，用于调整不同大小的书籍在上皮带111和下皮带112内的压心，适用与不同大小的书籍。

进一步的，该自动化书籍包装设备还包括翻转机构9，翻转机构9包括第五驱动部90、固定架91和翻转件92，固定架91的一端安装于第二运输机构2的一侧且位于打捆机构6之后，翻转件92上设有转板920和转叉921，转板920可转动的设置于固定架91上，转叉921固定安装于转板920靠近第二运输机构2的一端，并可插入第二运输机构2上相邻滚柱21之间的缝隙内，用于承接书籍；第五驱动部90与翻转件92驱动连接并可驱动翻转件92翻转。经过打捆处理的书籍已经可以进行装载运输了，而为了便于打捆的书籍堆的夹持运送，即为了便于运输书籍用的机械夹可以夹起书籍并且不会损坏书籍，书籍需要翻转方向，以便于夹子的两端夹在书籍堆顶部和底部的书籍上，故翻转机构9的设置很有必要；这其中第五驱动部90为气缸，翻转机构9中翻转件92的翻转靠气缸的伸缩来实现，结构简单且方便操作。

进一步的，打捆机构6还包括压书机构63，压书机构63包括驱动气缸630和压板631，驱动气缸630包括缸本体6300和输出杆6301，压板631与输出杆6301固定连接，缸本体6300固定安装于架体60上定位机构61的中间，用于将定位机构61定位的书籍进行压实处理。堆砌的书籍打捆时，为了尽可能的减少书籍的占用空间，也为了打捆的效果更好，堆砌的书籍需要进行压实处理，而压实后的书籍堆体积更小，且相对密度更大，打捆后书籍堆的结构也更稳定，进一步提高了运输设备运输书籍的上限。

进一步的，调节架41在垂直于传送带11传送方向上可滑动的安装于壳体3内，侧边挡板54在垂直于导程柱51方向上可滑动的设置于壳体3上。上述设置使该自动化书籍包装设备可适用于不用大小和厚度的书籍，增加使用范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种自动化书籍包装设备，其特征在于，包括第一运输机构(1)和第二运输机构(2)、壳体(3)、进料整理机构(4)、堆砌机构(5)和打捆机构(6)；

所述第一运输机构(1)安装于壳体(3)内，所述第一运输机构(1)包括第一驱动部(10)和传送带(11)，所述传送带(11)由第一驱动部(10)驱动，所述第二运输机构(2)包括第二驱动部(20)和滚柱(21)，所述第二驱动部(20)可驱动滚柱(21)转动；

所述进料整理机构(4)左右对称的安装于壳体(3)内传送带(11)的首部上方，所述进料整理机构(4)包括调节架(41)和整理部(42)，所述调节架(41)可滑动的安装于壳体(3)内，所述整理部(42)安装于调节架(41)上且其内设有多边棱柱(420)，所述多边棱柱(420)由第一驱动部(10)驱动转动；

所述堆砌机构(5)安装于第一运输机构(1)的尾部，其包括底座(50)、导程柱(51)、上部限位叉(52)、下部运输叉(53)、侧边挡板(54)和第三驱动部(55)，所述底座(50)固定安装于壳体(3)的底部，并且其一端与第二运输机构(2)的侧边连接，所述导程柱(51)一端与传送带(11)的尾部连接，另一端与底座(50)和第二运输机构(2)的连接处连接，所述上部限位叉(52)安装于壳体(3)内传送带(11)的尾部上方，所述侧边挡板(54)安装于传送带(11)尾部的两侧，所述下部运输叉(53)与第三驱动部(55)驱动连接，所述下部运输叉(53)用于承接传送带(11)输出的书籍并可沿导程柱(51)方向上下移动；

所述打捆机构(6)包括架体(60)、定位机构(61)和扎带机(62)，所述架体(60)的一端与第二运输机构(2)连接，所述定位机构(61)可转动的安装于架体(60)的两侧，用于定位第二运输机构(2)运输进打捆机构(6)的书籍，所述扎带机(62)安装于定位机构(61)的中间，用于为书籍上扎带。

2.根据权利要求1所述的一种自动化书籍包装设备，其特征在于，还包括进料缓存机构(7)，所述进料缓存机构(7)位于进料整理机构(4)中间，所述进料缓存机构(7)包括第四驱动部(70)、固定杆(71)和压件(72)，所述固定杆(71)可转动的安装于壳体(3)内，所述压件(72)一端固定安装于固定杆(71)上，另一端与第四驱动部(70)驱动连接并可被第四驱动部驱动升降。

3.根据权利要求1所述的一种自动化书籍包装设备，其特征在于，还包括处理机构(8)，所述处理机构(8)包括滚压轮(80)、偏心轮压件(81)和调节机构(82)，所述滚压轮(80)包括上滚轮(801)和下滚轮(802)且均可转动的安装于壳体(3)内，所述传送带(11)包括上皮带(111)和下皮带(112)并分别与上滚轮(801)和下滚轮(802)驱动连接；

所述偏心轮压件(81)包括固定轴(810)和偏心轮(811)，偏心轮(811)可转动的安装于固定轴(810)上，偏心轮(811)与上皮带(111)滚动连接，调节机构(82)包括转动件(820)和滑动件(821)，转动件(820)可转动的安装于壳体(3)内，固定轴(810)固定安装于滑动件(821)上，滑动件(821)可伸缩的设置于转动件(820)上。

4.根据权利要求1所述的一种自动化书籍包装设备，其特征在于，还包括翻转机构(9)，所述翻转机构(9)包括第五驱动部(90)、固定架(91)和翻转件(92)，所述固定架(91)的一端安装于第二运输机构(2)的一侧且位于打捆机构(6)之后，所述翻转件(92)上设有转板(920)和转叉(921)，所述转板(920)可转动的设置于固定架(91)上，所述转叉(921)固定安装于转板(920)靠近第二运输机构(2)的一端，并可插入第二运输机构(2)上相邻滚柱(21)之间的缝隙内，用于承接书籍；所述第五驱动部(90)与翻转件(92)驱动连接并可驱动翻转件(92)翻转。

5.根据权利要求1所述的一种自动化书籍包装设备，其特征在于，所述打捆机构(6)还包括压书机构(63)，所述压书机构(63)包括驱动气缸(630)和压板(631)，所述驱动气缸(630)包括缸本体(6300)和输出杆(6301)，所述压板(631)与输出杆(6301)固定连接，所述缸本体(6300)固定安装于架体(60)上定位机构(61)的中间，用于将定位机构(61)定位的书籍进行压实处理。

6.根据权利要求1所述的一种自动化书籍包装设备，其特征在于，所述调节架(41)在垂直于传送带(11)传送方向上可滑动的安装于壳体(3)内，所述侧边挡板(54)在垂直于导程柱(51)方向上可滑动的设置于壳体(3)上。

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