CN111086910B - 一种纸制品自动收集装箱装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纸制品自动收集装箱装置,包括机架、计数传感器、堆垛装置、纸条垫板、吸头位移驱动机构、垫纸条吸取机构、机械手本体和两个纸制品输送同步带,以及用于驱动机械手本体升降、旋转、平移的机械手位移驱动机构;两个纸制品输送同步带并排安装在机架上,两个纸制品输送同步带之间设有前后走向的输送通道。本发明能够精准的定量计数,利用垫纸条支撑纸制品列的下端、夹杆固定住纸制品列的前端、拨叉固定住纸制品列的后端,将整排纸制品列的四周完全固定,相邻两张纸制品之间无间隙,能够自动对竖直立着的纸制品列进行堆垛,保持整排纸制品列竖直立着,堆垛紧凑严实,无需人工整理,减少劳动强度,省时省力,有效提高工作效率。

Description

一种纸制品自动收集装箱装置
技术领域
本发明涉及纸制品收集整理设备技术领域,特别涉及一种纸制品自动收集装箱装置。
背景技术
纸制品在印刷之后,需要将一张张纸制品堆叠起来形成纸制品垛,整理整齐,便于纸制品的存储运输。目前的纸制品堆叠装箱,都是利用一种能够对纸制品进行导向堆叠的柱状导向架,该导向架由多条竖直导杆围成,各条竖直导杆之间为导向通道,导向通道的上端为导入口。工作时,将一张张纸制品放入导入口,使得一张张纸制品自上往下下落到导向通道底部,进而自由堆叠成一叠纸制品垛。虽然这种导向堆叠方式简单方便,但由于不同纸制品的外轮廓各不相同、尺寸不一,外轮廓较大的纸制品放入导向架中,容易被竖直导杆隔挡住,出现错位,堆叠成的纸制品垛堆叠不齐,人工取出这种堆叠不齐的纸制品垛后,还是需要人工将整叠纸制品垛手动整理整齐,整理起来相当麻烦。后期的装箱也是需要人工将整理好的纸制品垛进行搬送并放到相应的收集框中,这整个工作过程需要大量的人工进行搬运整理,劳动强度大,费时费力,工作效率较低。
另外,一叠纸制品垛需要的张数一般是有限制的,需要对每叠纸制品垛的纸制品张数进行计数,目前的计数方法是通过测量每叠纸制品垛的厚度以及每张纸制品的厚度,用每叠纸制品垛的厚度除以每张纸制品的厚度来进行张数计数的,但这种方法本身便存在误差,无法按照所需的张数进行定量且准确计数。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种纸制品自动收集装箱装置,这种纸制品自动收集装箱装置能够精准的定量夹取,自动对纸制品进行堆垛收集装箱,无需人工进行搬运整理,减少劳动强度,省时省力,有效提高工作效率。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
一种纸制品自动收集装箱装置,其特征在于:包括机架、计数传感器、堆垛装置、纸条垫板、吸头位移驱动机构、垫纸条吸取机构、机械手本体和两个纸制品输送同步带,以及用于驱动机械手本体升降、旋转、平移的机械手位移驱动机构;两个纸制品输送同步带并排安装在机架上,两个纸制品输送同步带之间设有前后走向的输送通道;堆垛装置、纸条垫板、吸头位移驱动机构和机械手位移驱动机构均安装在机架上,纸条垫板处于堆垛装置的一侧,机械手位移驱动机构处于堆垛装置的另一侧,机械手本体安装在机械手位移驱动机构上;垫纸条吸取机构安装在吸头位移驱动机构上,并且垫纸条吸取机构处于堆垛装置的上方;堆垛装置包括隔纸推纸机构、折纸机构、夹杆和拨叉,以及能够驱动夹杆翻转平移的夹杆翻转移动机构、能够驱动拨叉转动的拨叉转动机构;隔纸推纸机构、夹杆翻转移动机构、拨叉转动机构自前至后依次设置在机架上;隔纸推纸机构包括水平往复推纸机构、隔纸升降机构和推纸杆,水平往复推纸机构安装在机架上,隔纸升降机构安装在水平往复推纸机构的动力输出端上,推纸杆一端安装在隔纸升降机构的动力输出端上;推纸杆另一端设有隔纸片,隔纸片处于输送通道的上方;计数传感器安装在输送通道的一侧并与隔纸片对应配合;折纸机构包括翻折片以及驱动翻折片上下翻转的翻转机构,翻转机构安装在水平往复推纸机构的动力输出端上,翻折片安装在翻转机构上,翻折片处于输送通道的下方;夹杆安装在夹杆翻转移动机构上并处于输送通道的下方;拨叉安装在拨叉转动机构上并处于输送通道末端,拨叉与纸制品输送同步带之间形成一钝角。
上述前、后的定义是指:沿纸制品输送同步带的输送方向,先到达为前,慢到达为后。
上述隔纸升降机构及其上的推纸杆、折纸机构均安装在水平往复推纸机构的动力输出端上,水平往复推纸机构能够同步带动上述推纸杆、折纸机构向后进行水平移动。当水平往复推纸机构驱动推纸杆将纸制品列推送到垫纸条上后,折纸机构此时处于垫纸条的下方,翻转机构驱动翻折片向上翻转将垫纸条的前端往上翻折,折出一条折痕;折出折痕之后,水平往复推纸机构驱动推纸杆、折纸机构向前进行水平移动,恢复到原来的位置。
由于上述拨叉与纸制品输送同步带之间形成一钝角,因而拨叉自前至后逐渐向上倾斜,拨叉上表面形成一斜面,垫纸条的后端要部分处于拨叉的斜面上。
这种纸制品自动收集装箱装置适用于纸制品列(即一张张竖直立着的纸制品自前至后依次排列形成)的堆垛,在纸制品列的下方垫上一垫纸条,能够避免竖直立着的纸制品列在夹送过程中发生松散,对纸制品列的下端起到支撑固定的作用。另外在将多排纸制品列进行装箱时,需要将多排纸制品列进行左右并排、上下叠置,在纸制品列的下方垫上一垫纸条,能够避免上下叠置的两排纸制品列的纸制品上下穿插,防止存储运输时纸制品列混乱。
这种纸制品自动收集装箱装置的工作过程如下:
步骤1:将一叠垫纸条放置在纸条垫板上,由吸头位移驱动机构驱动垫纸条吸取机构移动到纸条垫板的上方,利用垫纸条吸取机构将纸条垫板上的最上面的垫纸条吸附起来,将垫纸条放置在输送通道的后部(即两个纸制品输送同步带之间);
步骤2:在输送通道的前部放置纸制品列,由两个纸制品输送同步带往后进行输送,由于纸制品列的每张纸制品均是竖直立着的,没有东西进行支撑固定,在输送过程中处于后端的纸制品由于惯性向后倾倒在纸制品输送同步带上,一张张纸制品都松垮排列在纸制品输送同步带上(松垮排列的纸制品能够便于计数,相邻两张纸制品不会粘连在一起,避免计数不准确);
步骤3:通过输送通道一侧的计数传感器对一张张松垮排列的纸制品进行计数;
步骤4:当往后输送的纸制品列达到需要的张数时,在计数传感器的配合下,隔纸片处于该纸制品列的正上方,隔纸升降机构驱动推纸杆及其上的隔纸片向下运动,即隔纸片向该纸制品列的所需张数位置向下切,分隔出松垮的第一排纸制品列,接着由水平往复推纸机构驱动隔纸升降机构及其上的推纸杆、隔纸片向后进行水平移动,此时推纸杆、隔纸片在向后移动的同时将第一排纸制品列快速向后推送到垫纸条上,当第一排纸制品列推送到输送通道末端时,拨叉转动机构驱动向后倾斜的拨叉向前转动变成竖直状态,同时将拨叉上的垫纸条后端向上翻折、将倾倒在纸制品输送同步带上的后端纸制品摆正使其竖直立着,垫纸条的后端贴靠在第一排纸制品列的后端,再在推纸杆、隔纸片快速向后推送的作用下,松垮的第一排纸制品列快速变成紧凑的竖直立着的第一排纸制品列;
步骤5:在推纸杆、隔纸片与拨叉的配合下,第一排纸制品列的前后两端被夹紧固定,同时,折纸机构此时处于垫纸条的下方,翻转机构驱动翻折片向上翻转将垫纸条的前端往上翻折,折出一条折痕;折出折痕之后,翻转机构驱动翻折片向下翻转,将翻折片隐藏在输送通道的下方;
步骤6:隔纸升降机构驱动推纸杆及其上的隔纸片向上运动,将推纸杆、隔纸片恢复到原来的高度;再由水平往复推纸机构驱动隔纸升降机构及其上的推纸杆、折纸机构向前进行水平移动,将推纸杆、隔纸片、折纸机构恢复到原来的位置;
步骤7:在隔纸推纸机构离开第一排纸制品列的前端时,夹杆翻转移动机构驱动夹杆在输送通道中先向上翻转伸出、再向后平移到第一排纸制品列的前端,此时带有折痕的垫纸条前端处于往上翻转状态,夹杆将垫纸条的前端贴靠在纸制品列的前端上;第一排纸制品列在夹杆与拨叉的配合下被完全夹紧,形成紧凑的竖直立着的第一排纸制品列;
步骤8:在机架上放置收集框,利用机械手位移驱动机构将机械手本体移动到第一排纸制品列的上方,由机械手本体将紧凑的竖直立着的第一排纸制品列夹送到收集框中,即完成装箱工序。如此循环,对下一排纸制品列进行计数、堆垛、夹送、收集装箱。
上述两个纸制品输送同步带的输送一般采用输送驱动电机、主动带轮轴、两个主动带轮、从动带轮轴和两个从动带轮相配合的结构来实现的,主动带轮轴、从动带轮轴分别可转动安装在机架上,输送驱动电机的输出轴与主动带轮轴传动连接;两个主动带轮并排安装在主动带轮轴上,两个从动带轮并排安装在从动带轮轴上,两个纸制品输送同步带分别张紧在相应主动带轮、从动带轮的外面。
作为本发明的优选方案,所述垫纸条吸取机构包括抽气泵、吸头支杆和至少两个真空吸头,吸头支杆安装所述吸头位移驱动机构上,并且吸头支杆与所述两个纸制品输送同步带平行,各个真空吸头并排安装在吸头支杆上,各个真空吸头的吸气口朝下设置,抽气泵通过抽气管与各个真空吸头的抽气口连接。开启抽气泵时,抽气泵通过抽气管对各个真空吸头内部抽气,在各个真空吸头内部形成负压,将纸条垫板上的最上面的垫纸条吸附在各个真空吸头上。抽气泵停止抽气时,使各个真空吸头内释放垫纸条,使垫纸条放置在输送通道的后部(即两个纸制品输送同步带之间)。
作为本发明的优选方案,所述机架上设有竖直侧挡板,竖直侧挡板上设有两条上下走向的条形导向孔;所述纸制品自动收集装箱装置还包括垫板升降机构,垫板升降机构包括垫板升降驱动电机、第三主动轮、第三从动轮、第三传动链条和两个垫板支撑杆,垫板升降驱动电机和第三主动轮均安装在竖直侧挡板下部,第三从动轮安装在竖直侧挡板上部,第三主动轮与垫板升降驱动电机的输出轴传动连接,第三主动轮和第三从动轮之间通过第三传动链条连接;两个垫板支撑杆分别处于相应的条形导向孔中,两个垫板支撑杆的一端与第三传动链条连接,所述纸条垫板安装在两个垫板支撑杆的另一端上。利用垫板升降机构调节纸条垫板在竖直侧挡板上的高度,来配合垫纸条吸取机构吸取纸条垫板上的垫纸条。上述垫板升降驱动电机驱动第三主动轮转动,第三从动轮随着第三主动轮的转动而转动,与第三传动链条连接的两个垫板支撑杆随着第三传动链条的输送做沿条形导向孔上下升降,纸条垫板也跟着两个垫板支撑杆做上下升降。
作为本发明的优选方案,所述吸头位移驱动机构包括摆动架、主动转轴、从动转轴、吸头位移驱动电机、第四主动轮、第四从动轮和第四传动链条,摆动架的前下端设有两个前通孔,摆动架的后下端设有两个后通孔;主动转轴、从动转轴横向设置在所述机架上,并且主动转轴、从动转轴与所述两个纸制品输送同步带平行;主动转轴前端处于摆动架前下端的一前通孔中、从动转轴前端处于另一前通孔中,主动转轴后端处于摆动架后下端的一后通孔中、从动转轴后端处于另一后通孔中;吸头位移驱动电机与第四主动轮分别安装在机架上,第四从动轮安装在主动转轴后端上,第四主动轮与吸头位移驱动电机的输出轴传动连接,第四主动轮和第四从动轮之间通过第四传动链条连接;所述吸头支杆安装在摆动架的上端。上述吸头位移驱动电机驱动第四主动轮转动,第四从动轮、主动转轴、从动转轴随着第四主动轮的转动而转动,并带动摆动架及其上的吸头支杆、真空吸头进行转动移位。
作为本发明的优选方案,所述输送通道的两侧分别设有相对的两个条形限位台阶,两个条形限位台阶处于两个纸制品输送同步带之间,并且两个纸制品输送同步带的带面高于两个条形限位台阶的台阶面。将垫纸条先放置在输送通道后部的两个条形限位台阶上,由两个条形限位台阶的台阶面支撑垫纸条,防止垫纸条从输送通道中掉落。两个纸制品输送同步带的带面高于两个条形限位台阶的台阶面,能够将垫纸条隐藏在两个纸制品输送同步带的带面下方,有效避免纸制品列快速向后推送时垫纸条前端往上翘。
作为本发明进一步的优选方案,所述输送通道的后部设有吸嘴,吸嘴的吸气口朝上设置。当垫纸条放置在输送通道的后部,吸嘴吸住垫纸条的下表面,对垫纸条在输送通道中的位置进行进一步固定。
作为本发明的优选方案,所述隔纸升降机构包括隔纸支撑架、隔纸驱动电机、第一主动轮、第一从动轮、第一传动链条、纵向直线导槽、纵向滑块和升降杆,隔纸支撑架安装在所述水平往复推纸机构上,隔纸驱动电机和第一主动轮均安装在隔纸支撑架下端,第一从动轮安装在隔纸支撑架上端,第一主动轮与隔纸驱动电机的输出轴传动连接,第一主动轮和第一从动轮之间通过第一传动链条连接;纵向直线导槽安装在隔纸支撑架上,纵向滑块安装在纵向直线导槽上,升降杆固定安装在纵向滑块上并处于纵向直线导槽中,所述推纸杆一端安装在升降杆上端;纵向滑块与第一传动链条连接。隔纸驱动电机驱动第一主动轮转动,第一从动轮随着第一主动轮的转动而转动,与第一传动链条连接的纵向滑块随着第一传动链条的输送做沿纵向直线导槽上下滑动,升降杆及其上的推纸杆在纵向滑块的带动下也沿着纵向直线导槽中做上下滑动。
作为本发明进一步的优选方案,所述水平往复推纸机构包括第二主动轮、第二从动轮、第二传动链条、两个横向直线导轨、两个横向滑块和用于驱动第二主动轮转动的第一水平驱动电机,第二主动轮、第二从动轮与第一水平驱动电机均安装在所述机架上,第二主动轮与第一水平驱动电机的输出轴传动连接,第二主动轮和第二从动轮之间通过第二传动链条连接,两个横向直线导轨安装在机架上并分别处于第二传动链条的长度方向两侧,两个横向滑块分别安装在两个横向直线导轨上,所述隔纸支撑架安装在两个横向滑块上并与第二传动链条连接。通过上述第一水平驱动电机的正反转来控制两个横向滑块及其上的隔纸升降机构进行水平往复移动。
作为本发明的优选方案,所述翻转机构包括折纸支架、折纸竖直气缸、折纸摆正气缸和折纸连接片,折纸支架安装在所述水平往复推纸机构的动力输出端上,折纸竖直气缸固定端铰接安装在折纸支架上,折纸竖直气缸的活塞杆朝上设置,所述翻折片的下端与折纸竖直气缸的活塞杆固定连接;折纸摆正气缸固定端铰接安装在折纸支架上,折纸摆正气缸的活塞杆与折纸连接片的一端铰接,折纸连接片的另一端与折纸竖直气缸活动端铰接。通过这种设置,利用折纸摆正气缸、折纸竖直气缸的配合来实现翻折片的上下翻转。
作为本发明的优选方案,所述夹杆翻转移动机构包括水平无杠气缸、支撑座、竖直气缸、摆正气缸和连接片,水平无杠气缸安装在所述机架上,支撑座固定安装在水平无杠气缸的活塞上,竖直气缸固定端铰接安装在支撑座上,竖直气缸的活塞杆朝上设置,所述夹杆的下端与竖直气缸的活塞杆固定连接;摆正气缸固定端铰接安装在支撑座上,摆正气缸的活塞杆与连接片的一端铰接,连接片的另一端与竖直气缸活动端铰接。初始状态下,竖直气缸的缸体倾斜设置在支撑座上,使得其上的夹杆向前倾斜并隐藏在输送通道的下方。工作时,先使竖直气缸的活塞杆伸出,使得夹杆往上伸出;然后,摆正气缸的活塞杆收缩,将竖直气缸的缸体摆正使竖直气缸缸体与其上的夹杆处于竖直状态;接着,水平无杠气缸向后进行水平移动,带动支撑座上的摆正气缸、竖直气缸、夹杆向后移动,将夹杆移动到接触纸制品列的前端,使往上折起的垫纸条前端贴靠在纸制品列的前端上。
作为本发明的优选方案,所述拨叉转动机构包括转轴和转动驱动电机,转动驱动电机安装在所述机架上,转轴可转动安装在机架上并处于所述两个纸制品输送同步带的末端,所述拨叉安装在转轴上。
作为本发明的优选方案,所述堆垛装置还包括侧面拍齐机构,侧面拍齐机构包括第一夹条、第二夹条、第一夹条开合机构和第二夹条开合机构,所述两个纸制品输送同步带的长度方向一侧设有第一导向孔、另一侧设有第二导向孔,第一导向孔、第二导向孔处于所述机架上,第一夹条开合机构、第二夹条开合机构均安装在所述机架上,并且第一夹条开合机构处于第一导向孔的下方,第二夹条开合机构处于第二导向孔的下方;第一夹条、第二夹条均与两个纸制品输送同步带平行,并且,第一夹条处于第一导向孔的上方并与第一夹条开合机构的动力输出端连接,第二夹条处于第二导向孔的上方并与第二夹条开合机构的动力输出端连接;第一夹条与第二夹条之间构成夹持开口。第一夹条开合机构控制第一夹条在第一导向孔中进行移动,第二夹条开合机构控制第二夹条在第二导向孔中进行移动。工作时,整排纸制品列松垮、歪斜地处在垫纸条上,整排纸制品列处于夹持开口中;起先,第一夹条开合机构驱动第一夹条、第二夹条开合机构驱动第二夹条分别对纸制品列的两侧进行连续抖动拍打,将纸制品列的两侧整理平齐;然后停止连续拍打,直接利用两个夹条开合机构驱动第一夹条与第二夹条将纸制品列的两侧夹紧,再加上夹杆固定住纸制品列的前端、拨叉固定住纸制品列的后端,整排纸制品列的四周都被完全夹紧,相邻两张纸制品之间无间隙,纸制品列下方的垫纸条前端紧贴着纸制品列的前端,垫纸条后端紧贴着纸制品列的后端,整排纸制品列堆垛严实,不易松垮。
作为本发明进一步的优选方案,所述第一夹条开合机构包括第一开合导轨、第一开合滑块和第一气缸;第一开合导轨安装在所述机架上并与所述纸制品输送同步带的长度方向垂直,第一开合滑块处于第一开合导轨上并处于所述第一导向孔中,所述第一夹条的底部安装在第一开合滑块上;第一气缸的缸体安装在机架上,第一气缸的活塞杆的伸出方向与第一开合导轨平行,第一开合滑块与第一气缸的活塞杆连接;所述第二夹条开合机构包括第二开合导轨、第二开合滑块和第二气缸;第二开合导轨安装在所述机架上并与所述纸制品输送同步带的长度方向垂直,第二开合滑块处于第二开合导轨上并处于所述第二导向孔中,所述第二夹条的底部安装在第二开合滑块上;第二气缸的缸体安装在机架上,第二气缸的活塞杆的伸出方向与第二开合导轨平行,第二开合滑块与第二气缸的活塞杆连接。这种第一夹条开合机构利用第一气缸驱动第一开合滑块及其上的第一夹条在第一开合导轨上(处于第一导向孔中)进行水平移动,控制第一夹条对纸制品列的拍打力度和施加的夹紧力,结构简单、动作迅捷。这种第二夹条开合机构利用第二气缸驱动第二开合滑块及其上的第二夹条在第二开合导轨上(处于第二导向孔中)进行水平移动,控制第二夹条对纸制品列的拍打力度和施加的夹紧力,结构简单、动作迅捷。
作为本发明的优选方案,所述机械手本体包括夹取支座、第一支块、第二支块、第一夹爪、第二夹爪、第一伸缩机构、第一压板、第二伸缩机构、第二压板、第一托底机构、第一托底片、第二托底机构和第二托底片,以及用于驱动第一夹爪、第二夹爪夹合的夹合驱动机构,夹取支座安装在机械手位移驱动机构上,夹合驱动机构固定安装在夹取支座上,第一支块、第二支块分别安装在夹合驱动机构的动力输出端上,第一夹爪安装在第一支块上,第二夹爪安装在第二支块上;第一伸缩机构安装在第一支块上,第一压板安装在第一伸缩机构的动力输出端上,第一伸缩机构的动作方向与第一压板相垂直;第二伸缩机构安装在第二支块上,第二压板安装在第二伸缩机构的动力输出端上,第二伸缩机构的动作方向与第二压板相垂直;第一托底机构安装在第一支块上,第一托底片安装在第一托底机构的动力输出端上,并且第一托底机构能够使第一托底片向内折弯;第二托底机构安装在第二支块上,第二托底片安装在第二托底机构的动力输出端上,并且第二托底机构能够使第二托底片向内折弯。
通常,上述夹合驱动机构采用电机、同步轮、同步带相配合的结构,同步带作为动力输出端。上述夹合驱动机构分别驱动第一夹爪、第二夹爪对纸制品列进行夹合或松开,夹合则完全夹紧,松开则将纸制品列放置到收集箱中。
工作时,先利用机械手位移驱动机构将机械手本体移动到纸制品列的上方,使得纸制品列处于第一夹爪与第二夹爪之间;然后,第一伸缩机构驱动第一压板向下移动、第二伸缩机构驱动第二压板向下移动,第一伸缩机构与第二伸缩机构均处于伸长状态,使得第一压板与第二压板在第一伸缩机构与第二伸缩机构的作用下具有向上缩回的惯性;接着,上述夹合驱动机构分别驱动第一支块和第二支块向中间移动,使得第一夹爪与第二夹爪夹住中间的纸制品列,第一压板与第二压板处于纸制品列的上端并对纸制品列的上端施加轻微弹力进行按压,此时,第一托底机构驱动第一托底片向内折弯、第二托底机构驱动第二托底片向内折弯,第一托底片与第二托底机构能够托住下端由垫纸条包围起来的纸制品列,支撑固定纸制品列的下端,防止部分纸制品在夹送过程中从纸制品列中部往下掉落出来;再接着,夹合驱动机构分别驱动第一支块和第二支块继续向中间移动,使得第一夹爪与第二夹爪完全夹紧中间的纸制品列,再通过机械手位移驱动机构将机械手本体下降到收集框中,再接着由夹合驱动机构驱动第一夹爪、第二夹爪松开纸制品列,将纸制品列放置到收集框中;紧接着,第一伸缩机构驱动第一压板来回伸缩多次,同时第二伸缩机构驱动第二压板来回伸缩多次,对放置到收集框中的纸制品列上端进行多次按压拍打,将纸制品列自动整理整齐;最后,第一托底机构驱动第一托底片恢复原来的竖直状态,第二托底机构驱动第二托底片恢复原来的竖直状态,解除对纸制品列下端的支撑,再利用水平移动机构、旋转驱动机构、夹取升降机构将夹取支座、第一夹爪与第二夹爪恢复到原来的位置上。如此循环,对下一排纸制品列进行夹送。
作为本发明进一步的优选方案,所述第一伸缩机构包括第一伸缩气缸、第一伸缩架、第一导柱和第一定位导向套,第一伸缩气缸和第一定位导向套安装在所述第一支块上,第一伸缩气缸的活塞杆朝下设置,第一伸缩架固定端与第一伸缩气缸的活塞杆传动连接,第一伸缩架活动端与第一压板的上表面连接;第一定位导向套的轴线沿上下方向设置,第一导柱处于第一定位导向套中,并且第一导柱的下端与第一压板的上表面固定连接;所述第二伸缩机构包括第二伸缩气缸、第二伸缩架、第二导柱和第二定位导向套,第二伸缩气缸和第二定位导向套安装在所述第二支块上,第二伸缩气缸的活塞杆朝下设置,第二伸缩架固定端与第二伸缩气缸的活塞杆传动连接,第二伸缩架活动端与第二压板的上表面连接;第二定位导向套的轴线沿上下方向设置,第二导柱处于第二定位导向套中,并且第二导柱的下端与第二压板的上表面固定连接。当纸制品列处于第一夹爪与第二夹爪之间的时候,第一伸缩气缸的活塞杆向下伸出,带动第一伸缩架活动端向下伸出,第一压板往下下降,第一导柱在第一定位导向套中向下下降,起到导向的作用;第二伸缩气缸的活塞杆向下伸出,带动第二伸缩架活动端向下伸出,第二压板往下下降,第二导柱在第二定位导向套中向下下降,起到导向的作用;第一压板与第二压板对纸制品列的上端同时施加轻微弹力进行按压固定。
作为本发明进一步的优选方案,所述第一托底机构包括第一竖直无杠气缸、第一套筒和第一连杆,第一支块上设有上下走向的第一通孔,第一竖直无杠气缸安装在所述第一支块上,第一套筒处于第一通孔中,第一套筒的外侧壁与第一竖直无杠气缸的活塞固定连接,第一连杆处于第一套筒中,所述第一托底片上端与第一连杆下端铰接;所述第二托底机构包括第二竖直无杠气缸、第二套筒和第二连杆,第二支块上设有上下走向的第二通孔,第二竖直无杠气缸安装在所述第二支块上,第二套筒处于第二通孔中,第二套筒的外侧壁与第二竖直无杠气缸的活塞固定连接,第二连杆处于第二套筒中,所述第二托底片上端与第二连杆下端铰接。工作时,第一竖直无杠气缸的活塞向下移动,此时,第一连杆原位不动,第一套筒在第一竖直无杠气缸的活塞的带动下向下移动,第一套筒下端抵触到第一托底片上端与第一连杆下端的铰接处,使得竖直的第一托底片向内折弯;第二竖直无杠气缸的活塞向下移动,此时,第二连杆原位不动,第二套筒在第二竖直无杠气缸的活塞的带动下向下移动,第二套筒下端抵触到第二托底片上端与第二连杆下端的铰接处,使得竖直的第二托底片向内折弯;向内折弯的第一托底片与第二托底片能够托住下端由垫纸条包围起来的纸制品列。第一夹爪、第二夹爪松开放下纸制品列之后,第一竖直无杠气缸的活塞向上移动,此时,第一连杆原位不动,第一套筒在第一竖直无杠气缸的活塞的带动下向上移动,第一套筒下端远离第一托底片上端与第一连杆下端的铰接处,使得第一托底片恢复原来的竖直状态;第二竖直无杠气缸的活塞向上移动,此时,第二连杆原位不动,第二套筒在第二竖直无杠气缸的活塞的带动下向上移动,第二套筒下端远离第二托底片上端与第二连杆下端的铰接处,使得第二托底片恢复原来的竖直状态。
作为本发明的优选方案,所述机械手位移驱动机构包括夹取升降机构、旋转驱动机构和水平移动机构,夹取升降机构安装在机架上,旋转驱动机构安装在夹取升降机构的动力输出端上,水平移动机构安装在旋转驱动机构的动力输出端上,所述夹取支座安装在水平移动机构的动力输出端上。先利用夹取升降机构驱动水平移动机构及其上的夹取支座、第一夹爪与第二夹爪进行升降,再通过旋转驱动机构将水平移动机构及其上的夹取支座、第一夹爪与第二夹爪进行旋转到纸制品列的上方,再通过水平移动机构驱动夹取支座进行水平移动,将夹取支座上的第一夹爪与第二夹爪移动到纸制品列的上方,使得纸制品列处于第一夹爪与第二夹爪之间。当机械手本体夹紧中间的纸制品列,再通过旋转驱动机构驱动夹取支座进行旋转,将纸制品列移动到收集框的上方,接着通过夹取升降机构驱动水平移动机构及其上的夹取支座、第一夹爪与第二夹爪下降到收集框中。上述旋转驱动机构为旋转气缸。
作为本发明进一步的优选方案,所述夹取升降机构包括夹取支撑架、夹取驱动电机、夹取主动轮、夹取从动轮、夹取传动链条、夹取纵向直线导槽、夹取纵向滑块和升降柱,夹取支撑架安装在所述机架上,夹取驱动电机和夹取主动轮均安装在夹取支撑架下端,夹取从动轮安装在夹取支撑架上端,夹取主动轮与夹取驱动电机的输出轴传动连接,夹取主动轮和夹取从动轮之间通过夹取传动链条连接;夹取纵向直线导槽安装在夹取支撑架上,夹取纵向滑块安装在夹取纵向直线导槽上,升降柱固定安装在夹取纵向滑块上并处于夹取纵向直线导槽中,升降柱上端与所述旋转驱动机构连接,夹取纵向滑块与夹取传动链条连接。夹取驱动电机驱动夹取主动轮转动,夹取从动轮随着夹取主动轮的转动而转动,与夹取传动链条连接的夹取纵向滑块随着夹取传动链条的输送做沿夹取纵向直线导槽上下滑动,升降柱在夹取纵向滑块的带动下也在夹取纵向直线导槽中做上下滑动。
作为本发明进一步的优选方案,所述水平移动机构包括水平支撑座、水平主动轮、水平从动轮、水平传动链条、水平滑块、两个水平直线导轨和用于驱动水平主动轮转动的第二水平驱动电机,水平支撑座安装在所述旋转驱动机构的动力输送端上,水平主动轮、水平从动轮与第二水平驱动电机均安装在水平支撑座上,水平主动轮与第二水平驱动电机的输出轴传动连接,水平主动轮和水平从动轮之间通过水平传动链条连接,两个水平直线导轨安装在机架上并分别处于水平传动链条的长度方向两侧,水平滑块安装在两个水平直线导轨上,所述夹取支座与水平滑块连接,水平滑块与水平传动链条连接。通过上述第二水平驱动电机的正反转来控制滑块及其上的夹取支座进行水平移动。
本发明与现有技术相比,具有如下优点:
这种纸制品自动收集装箱装置能够精准的定量计数,利用垫纸条支撑纸制品列的下端、夹杆固定住纸制品列的前端、拨叉固定住纸制品列的后端,将整排纸制品列的四周完全固定,相邻两张纸制品之间无间隙,能够自动对竖直立着的纸制品列进行堆垛,保持整排纸制品列竖直立着,堆垛紧凑严实,不易松垮,无需人工整理,减少劳动强度,省时省力,有效提高工作效率。
附图说明
图1是本发明具体实施例的结构示意图;
图2是图1的俯视图;
图3是本发明具体实施例中机械手本体的主视图;
图4是本发明具体实施例中第一托底机构、第二托底机构的结构示意图;
图5是本发明具体实施例中堆垛装置的结构示意图;
图6是图5的主视图;
图7是本发明具体实施例中折纸机构的结构示意图;
图8是本发明具体实施例中纸制品列被垫纸条包裹起来的状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行具体描述。
如图1-8所示,本实施例中的纸制品自动收集装箱装置,包括机架1、计数传感器2、堆垛装置3、纸条垫板4、吸头位移驱动机构5、垫纸条吸取机构6、机械手本体7和两个纸制品输送同步带8,以及用于驱动机械手本体7升降、旋转、平移的机械手位移驱动机构9;两个纸制品输送同步带8并排安装在机架1上,两个纸制品输送同步带8之间设有前后走向的输送通道81;堆垛装置3、纸条垫板4、吸头位移驱动机构5和机械手位移驱动机构9均安装在机架1上,纸条垫板4处于堆垛装置3的一侧,机械手位移驱动机构9处于堆垛装置3的另一侧,机械手本体7安装在机械手位移驱动机构9上;垫纸条吸取机构6安装在吸头位移驱动机构5上,并且垫纸条吸取机构6处于堆垛装置3的上方;堆垛装置3包括隔纸推纸机构31、折纸机构32、夹杆33和拨叉34,以及能够驱动夹杆33翻转平移的夹杆翻转移动机构35、能够驱动拨叉34转动的拨叉转动机构36;隔纸推纸机构31、夹杆翻转移动机构35、拨叉转动机构36自前至后依次设置在机架1上;隔纸推纸机构31包括水平往复推纸机构311、隔纸升降机构312和推纸杆313,水平往复推纸机构311安装在机架1上,隔纸升降机构312安装在水平往复推纸机构311的动力输出端上,推纸杆313一端安装在隔纸升降机构312的动力输出端上;推纸杆313另一端设有隔纸片314,隔纸片314处于输送通道81的上方;计数传感器2安装在输送通道81的一侧并与隔纸片314对应配合;折纸机构32包括翻折片321以及驱动翻折片321上下翻转的翻转机构322,翻转机构322安装在水平往复推纸机构311的动力输出端上,翻折片321安装在翻转机构322上,翻折片321处于输送通道81的下方;夹杆33安装在夹杆翻转移动机构35上并处于输送通道81的下方;拨叉34安装在拨叉转动机构36上并处于输送通道81末端,拨叉34与纸制品输送同步带8之间形成一钝角。
上述前、后的定义是指:沿纸制品输送同步带的输送方向,先到达为前,慢到达为后。
上述隔纸升降机构312及其上的推纸杆313、折纸机构32均安装在水平往复推纸机构311的动力输出端上,水平往复推纸机构311能够同步带动上述推纸杆313、折纸机构32向后进行水平移动。当水平往复推纸机构311驱动推纸杆313将纸制品列推送到垫纸条上后,折纸机构32此时处于垫纸条的下方,翻转机构322驱动翻折片321向上翻转将垫纸条的前端往上翻折,折出一条折痕;折出折痕之后,水平往复推纸机构311驱动推纸杆313、折纸机构32向前进行水平移动,恢复到原来的位置。
由于上述拨叉34与纸制品输送同步带8之间形成一钝角,因而拨叉34自前至后逐渐向上倾斜,拨叉34上表面形成一斜面,垫纸条102的后端要部分处于拨叉34的斜面上。
这种纸制品自动收集装箱装置适用于纸制品列10(即一张张竖直立着的纸制品101自前至后依次排列形成)的堆垛,在纸制品列10的下方垫上一垫纸条102,能够避免竖直立着的纸制品列10在夹送过程中发生松散,对纸制品列10的下端起到支撑固定的作用。另外在将多排纸制品列10进行装箱时,需要将多排纸制品列10进行左右并排、上下叠置,在纸制品列10的下方垫上一垫纸条102,能够避免上下叠置的两排纸制品列10的纸制品101上下穿插,防止存储运输时纸制品列10混乱。
上述两个纸制品输送同步带8的输送一般采用输送驱动电机、主动带轮轴、两个主动带轮、从动带轮轴和两个从动带轮相配合的结构来实现的,主动带轮轴、从动带轮轴分别可转动安装在机架1上,输送驱动电机的输出轴与主动带轮轴传动连接;两个主动带轮并排安装在主动带轮轴上,两个从动带轮并排安装在从动带轮轴上,两个纸制品输送同步带8分别张紧在相应主动带轮、从动带轮的外面。
垫纸条吸取机构6包括抽气泵(图中未标示)、吸头支杆61和多个真空吸头62,吸头支杆61安装吸头位移驱动机构5上,并且吸头支杆61与两个纸制品输送同步带8平行,各个真空吸头62并排安装在吸头支杆61上,各个真空吸头62的吸气口朝下设置,抽气泵通过抽气管与各个真空吸头62的抽气口连接。开启抽气泵时,抽气泵通过抽气管对各个真空吸头62内部抽气,在各个真空吸头62内部形成负压,将纸条垫板4上的最上面的垫纸条102吸附在各个真空吸头62上。抽气泵停止抽气时,使各个真空吸头62内释放垫纸条102,使垫纸条102放置在输送通道81的后部(即两个纸制品输送同步带8之间)。
机架1上设有竖直侧挡板11,竖直侧挡板11上设有两条上下走向的条形导向孔111;纸制品自动收集装箱装置还包括垫板升降机构103,垫板升降机构103包括垫板升降驱动电机1031、第三主动轮(图中未标示)、第三从动轮(图中未标示)、第三传动链条(图中未标示)和两个垫板支撑杆1032,垫板升降驱动电机1031和第三主动轮均安装在竖直侧挡板11下部,第三从动轮安装在竖直侧挡板11上部,第三主动轮与垫板升降驱动电机1031的输出轴传动连接,第三主动轮和第三从动轮之间通过第三传动链条连接;两个垫板支撑杆1032分别处于相应的条形导向孔111中,两个垫板支撑杆1032的一端与第三传动链条连接,纸条垫板4安装在两个垫板支撑杆1032的另一端上。利用垫板升降机构103调节纸条垫板在竖直侧挡板11上的高度,来配合垫纸条吸取机构6吸取纸条垫板上的垫纸条102。上述垫板升降驱动电机1031驱动第三主动轮转动,第三从动轮随着第三主动轮的转动而转动,与第三传动链条连接的两个垫板支撑杆1032随着第三传动链条的输送做沿条形导向孔111上下升降,纸条垫板也跟着两个垫板支撑杆1032做上下升降。
吸头位移驱动机构5包括摆动架51、主动转轴52、从动转轴53、吸头位移驱动电机54、第四主动轮55、第四从动轮56和第四传动链条57,摆动架51的前下端设有两个前通孔511,摆动架51的后下端设有两个后通孔512;主动转轴52、从动转轴53横向设置在机架1上,并且主动转轴52、从动转轴53与两个纸制品输送同步带8平行;主动转轴52前端处于摆动架51前下端的一前通孔511中、从动转轴53前端处于另一前通孔511中,主动转轴52后端处于摆动架51后下端的一后通孔512中、从动转轴53后端处于另一后通孔512中;吸头位移驱动电机54与第四主动轮55分别安装在机架1上,第四从动轮56安装在主动转轴52后端上,第四主动轮55与吸头位移驱动电机54的输出轴传动连接,第四主动轮55和第四从动轮56之间通过第四传动链条57连接;吸头支杆61安装在摆动架51的上端。上述吸头位移驱动电机54驱动第四主动轮55转动,第四从动轮56、主动转轴52、从动转轴53随着第四主动轮55的转动而转动,并带动摆动架51及其上的吸头支杆61、真空吸头62进行转动移位。
输送通道81的两侧分别设有相对的两个条形限位台阶811,两个条形限位台阶811处于两个纸制品输送同步带8之间,并且两个纸制品输送同步带8的带面高于两个条形限位台阶811的台阶面。将垫纸条102先放置在输送通道81后部的两个条形限位台阶811上,由两个条形限位台阶811的台阶面支撑垫纸条102,防止垫纸条102从输送通道81中掉落。两个纸制品输送同步带8的带面高于两个条形限位台阶811的台阶面,能够将垫纸条102隐藏在两个纸制品输送同步带8的带面下方,有效避免纸制品列10快速向后推送时垫纸条102前端往上翘。
输送通道81的后部设有吸嘴812,吸嘴812的吸气口朝上设置。当垫纸条102放置在输送通道81的后部,吸嘴812吸住垫纸条102的下表面,对垫纸条102在输送通道81中的位置进行进一步固定。
隔纸升降机构312包括隔纸支撑架3121、隔纸驱动电机3122、第一主动轮3123、第一从动轮3124、第一传动链条3125、纵向直线导槽3126、纵向滑块3127和升降杆3128,隔纸支撑架3121安装在水平往复推纸机构311上,隔纸驱动电机3122和第一主动轮3123均安装在隔纸支撑架3121下端,第一从动轮3124安装在隔纸支撑架3121上端,第一主动轮3123与隔纸驱动电机3122的输出轴传动连接,第一主动轮3123和第一从动轮3124之间通过第一传动链条3125连接;纵向直线导槽3126安装在隔纸支撑架3121上,纵向滑块3127安装在纵向直线导槽3126上,升降杆3128固定安装在纵向滑块3127上并处于纵向直线导槽3126中,推纸杆313一端安装在升降杆3128上端;纵向滑块3127与第一传动链条3125连接。隔纸驱动电机3122驱动第一主动轮3123转动,第一从动轮3124随着第一主动轮3123的转动而转动,与第一传动链条3125连接的纵向滑块3127随着第一传动链条3125的输送做沿纵向直线导槽3126上下滑动,升降杆3128及其上的推纸杆313在纵向滑块3127的带动下也沿着纵向直线导槽3126中做上下滑动。
水平往复推纸机构311包括第二主动轮3111、第二从动轮3112、第二传动链条3113、两个横向直线导轨3114、两个横向滑块3115和用于驱动第二主动轮3111转动的第一水平驱动电机3116,第二主动轮3111、第二从动轮3112与第一水平驱动电机3116均安装在机架1上,第二主动轮3111与第一水平驱动电机3116的输出轴传动连接,第二主动轮3111和第二从动轮3112之间通过第二传动链条3113连接,两个横向直线导轨3114安装在机架1上并分别处于第二传动链条3113的长度方向两侧,两个横向滑块3115分别安装在两个横向直线导轨3114上,隔纸支撑架3121安装在两个横向滑块3115上并与第二传动链条3113连接。通过上述第一水平驱动电机3116的正反转来控制两个横向滑块3115及其上的隔纸升降机构312进行水平往复移动。
翻转机构322包括折纸支架3221、折纸竖直气缸3222、折纸摆正气缸3223和折纸连接片3224,折纸支架3221安装在第二传动链条3113上,折纸竖直气缸3222固定端铰接安装在折纸支架3221上,折纸竖直气缸3222的活塞杆朝上设置,翻折片321的下端与折纸竖直气缸3222的活塞杆固定连接;折纸摆正气缸3223固定端铰接安装在折纸支架3221上,折纸摆正气缸3223的活塞杆与折纸连接片3224的一端铰接,折纸连接片3224的另一端与折纸竖直气缸3222活动端铰接。通过这种设置,利用折纸摆正气缸3223、折纸竖直气缸3222的配合来实现翻折片321的上下翻转。
夹杆翻转移动机构35包括水平无杠气缸351、支撑座352、竖直气缸353、摆正气缸354和连接片355,水平无杠气缸351安装在机架1上,支撑座352固定安装在水平无杠气缸351的活塞上,竖直气缸353固定端铰接安装在支撑座352上,竖直气缸353的活塞杆朝上设置,夹杆33的下端与竖直气缸353的活塞杆固定连接;摆正气缸354固定端铰接安装在支撑座352上,摆正气缸354的活塞杆与连接片355的一端铰接,连接片355的另一端与竖直气缸353活动端铰接。初始状态下,竖直气缸353的缸体倾斜设置在支撑座352上,使得其上的夹杆33向前倾斜并隐藏在输送通道81的下方。工作时,先使竖直气缸353的活塞杆伸出,使得夹杆33往上伸出;然后,摆正气缸354的活塞杆收缩,将竖直气缸353的缸体摆正使竖直气缸353缸体与其上的夹杆33处于竖直状态;接着,水平无杠气缸351向后进行水平移动,带动支撑座352上的摆正气缸354、竖直气缸353、夹杆33向后移动,将夹杆33移动到接触纸制品列10的前端,使往上折起的垫纸条102前端贴靠在纸制品列10的前端上。
拨叉转动机构36包括转轴361和转动驱动电机362,转动驱动电机362安装在机架1上,转轴361可转动安装在机架1上并处于两个纸制品输送同步带8的末端,拨叉34安装在转轴361上。
堆垛装置3还包括侧面拍齐机构37,侧面拍齐机构37包括第一夹条371、第二夹条372、第一夹条开合机构373和第二夹条开合机构374,两个纸制品输送同步带8的长度方向一侧设有第一导向孔813、另一侧设有第二导向孔814,第一导向孔813、第二导向孔814处于机架1上,第一夹条开合机构373、第二夹条开合机构374均安装在机架1上,并且第一夹条开合机构373处于第一导向孔813的下方,第二夹条开合机构374处于第二导向孔814的下方;第一夹条371、第二夹条372均与两个纸制品输送同步带8平行,并且,第一夹条371处于第一导向孔813的上方并与第一夹条开合机构373的动力输出端连接,第二夹条372处于第二导向孔814的上方并与第二夹条开合机构374的动力输出端连接;第一夹条371与第二夹条372之间构成夹持开口。第一夹条开合机构373控制第一夹条371在第一导向孔813中进行移动,第二夹条开合机构374控制第二夹条372在第二导向孔814中进行移动。
第一夹条开合机构373包括第一开合导轨3731、第一开合滑块3732和第一气缸3733;第一开合导轨3731安装在机架1上并与纸制品输送同步带8的长度方向垂直,第一开合滑块3732处于第一开合导轨3731上并处于第一导向孔813中,第一夹条371的底部安装在第一开合滑块3732上;第一气缸3733的缸体安装在机架1上,第一气缸3733的活塞杆的伸出方向与第一开合导轨3731平行,第一开合滑块3732与第一气缸3733的活塞杆连接;第二夹条开合机构374包括第二开合导轨3741、第二开合滑块3742和第二气缸3743;第二开合导轨3741安装在机架1上并与纸制品输送同步带8的长度方向垂直,第二开合滑块3742处于第二开合导轨3741上并处于第二导向孔814中,第二夹条372的底部安装在第二开合滑块3742上;第二气缸3743的缸体安装在机架1上,第二气缸3743的活塞杆的伸出方向与第二开合导轨3741平行,第二开合滑块3742与第二气缸3743的活塞杆连接。这种第一夹条开合机构373利用第一气缸3733驱动第一开合滑块3732及其上的第一夹条371在第一开合导轨3731上(处于第一导向孔813中)进行水平移动,控制第一夹条371对纸制品列10的拍打力度和施加的夹紧力,结构简单、动作迅捷。这种第二夹条开合机构374利用第二气缸3743驱动第二开合滑块3742及其上的第二夹条372在第二开合导轨3741上(处于第二导向孔814中)进行水平移动,控制第二夹条372对纸制品列10的拍打力度和施加的夹紧力,结构简单、动作迅捷。
机械手本体7包括夹取支座701、第一支块702、第二支块703、第一夹爪704、第二夹爪705、第一伸缩机构706、第一压板707、第二伸缩机构708、第二压板709、第一托底机构710、第一托底片711、第二托底机构712和第二托底片713,以及用于驱动第一夹爪704、第二夹爪705夹合的夹合驱动机构714,夹取支座701安装在机械手位移驱动机构9上,夹合驱动机构714固定安装在夹取支座701上,第一支块702、第二支块703分别安装在夹合驱动机构714的动力输出端上,第一夹爪704安装在第一支块702上,第二夹爪705安装在第二支块703上;第一伸缩机构706安装在第一支块702上,第一压板707安装在第一伸缩机构706的动力输出端上,第一伸缩机构706的动作方向与第一压板707相垂直;第二伸缩机构708安装在第二支块703上,第二压板709安装在第二伸缩机构708的动力输出端上,第二伸缩机构708的动作方向与第二压板709相垂直;第一托底机构710安装在第一支块702上,第一托底片711安装在第一托底机构710的动力输出端上,并且第一托底机构710能够使第一托底片711向内折弯;第二托底机构712安装在第二支块703上,第二托底片713安装在第二托底机构712的动力输出端上,并且第二托底机构712能够使第二托底片713向内折弯。
通常,上述夹合驱动机构714采用电机、同步轮、同步带相配合的结构,同步带作为动力输出端。上述夹合驱动机构714分别驱动第一夹爪704、第二夹爪705对纸制品列10进行夹合或松开,夹合则完全夹紧,松开则将纸制品列10放置到收集箱中。
第一伸缩机构706包括第一伸缩气缸7061、第一伸缩架7062、第一导柱7063和第一定位导向套7064,第一伸缩气缸7061和第一定位导向套7064安装在第一支块702上,第一伸缩气缸7061的活塞杆朝下设置,第一伸缩架7062固定端与第一伸缩气缸7061的活塞杆传动连接,第一伸缩架7062活动端与第一压板707的上表面连接;第一定位导向套7064的轴线沿上下方向设置,第一导柱7063处于第一定位导向套7064中,并且第一导柱7063的下端与第一压板707的上表面固定连接;第二伸缩机构708包括第二伸缩气缸7081、第二伸缩架7082、第二导柱7083和第二定位导向套7084,第二伸缩气缸7081和第二定位导向套7084安装在第二支块703上,第二伸缩气缸7081的活塞杆朝下设置,第二伸缩架7082固定端与第二伸缩气缸7081的活塞杆传动连接,第二伸缩架7082活动端与第二压板709的上表面连接;第二定位导向套7084的轴线沿上下方向设置,第二导柱7083处于第二定位导向套7084中,并且第二导柱7083的下端与第二压板709的上表面固定连接。当纸制品列10处于第一夹爪704与第二夹爪705之间的时候,第一伸缩气缸7061的活塞杆向下伸出,带动第一伸缩架7062活动端向下伸出,第一压板707往下下降,第一导柱7063在第一定位导向套7064中向下下降,起到导向的作用;第二伸缩气缸7081的活塞杆向下伸出,带动第二伸缩架7082活动端向下伸出,第二压板709往下下降,第二导柱7083在第二定位导向套7084中向下下降,起到导向的作用;第一压板707与第二压板709对纸制品列10的上端同时施加轻微弹力进行按压固定。
第一托底机构710包括第一竖直无杠气缸7101、第一套筒7102和第一连杆7103,第一支块702上设有上下走向的第一通孔7021,第一竖直无杠气缸7101安装在第一支块702上,第一套筒7102处于第一通孔7021中,第一套筒7102的外侧壁与第一竖直无杠气缸7101的活塞固定连接,第一连杆7103处于第一套筒7102中,第一托底片7101上端与第一连杆7103下端铰接;第二托底机构712包括第二竖直无杠气缸7121、第二套筒7122和第二连杆7123,第二支块703上设有上下走向的第二通孔7031,第二竖直无杠气缸7121安装在第二支块703上,第二套筒7122处于第二通孔7031中,第二套筒7122的外侧壁与第二竖直无杠气缸7121的活塞固定连接,第二连杆7123处于第二套筒7122中,第二托底片713上端与第二连杆7123下端铰接。工作时,第一竖直无杠气缸711的活塞向下移动,此时,第一连杆713原位不动,第一套筒712在第一竖直无杠气缸711的活塞的带动下向下移动,第一套筒712下端抵触到第一托底片711上端与第一连杆713下端的铰接处,使得竖直的第一托底片711向内折弯;第二竖直无杠气缸7121的活塞向下移动,此时,第二连杆7123原位不动,第二套筒7122在第二竖直无杠气缸7121的活塞的带动下向下移动,第二套筒7122下端抵触到第二托底片713上端与第二连杆7123下端的铰接处,使得竖直的第二托底片713向内折弯;向内折弯的第一托底片711与第二托底片713能够托住下端由垫纸条102包围起来的纸制品列10。第一夹爪704、第二夹爪705松开放下纸制品列10之后,第一竖直无杠气缸7101的活塞向上移动,此时,第一连杆7103原位不动,第一套筒7102在第一竖直无杠气缸7101的活塞的带动下向上移动,第一套筒7102下端远离第一托底片711上端与第一连杆7103下端的铰接处,使得第一托底片711恢复原来的竖直状态;第二竖直无杠气缸7121的活塞向上移动,此时,第二连杆7123原位不动,第二套筒7122在第二竖直无杠气缸7121的活塞的带动下向上移动,第二套筒7122下端远离第二托底片713上端与第二连杆7123下端的铰接处,使得第二托底片713恢复原来的竖直状态。
机械手位移驱动机构9包括夹取升降机构91、旋转驱动机构92和水平移动机构93,夹取升降机构91安装在机架1上,旋转驱动机构92安装在夹取升降机构91的动力输出端上,水平移动机构93安装在旋转驱动机构92的动力输出端上,夹取支座701安装在水平移动机构93的动力输出端上。上述旋转驱动机构92为旋转气缸。
夹取升降机构91包括夹取支撑架911、夹取驱动电机912、夹取主动轮(图中未标示)、夹取从动轮(图中未标示)、夹取传动链条(图中未标示)、夹取纵向直线导槽913、夹取纵向滑块914和升降柱915,夹取支撑架911安装在机架1上,夹取驱动电机912和夹取主动轮均安装在夹取支撑架911下端,夹取从动轮安装在夹取支撑架911上端,夹取主动轮与夹取驱动电机912的输出轴传动连接,夹取主动轮和夹取从动轮之间通过夹取传动链条连接;夹取纵向直线导槽913安装在夹取支撑架911上,夹取纵向滑块914安装在夹取纵向直线导槽913上,升降柱915固定安装在夹取纵向滑块914上并处于夹取纵向直线导槽913中,升降柱915上端与旋转驱动机构92连接,夹取纵向滑块914与夹取传动链条连接。夹取驱动电机912驱动夹取主动轮转动,夹取从动轮随着夹取主动轮的转动而转动,与夹取传动链条连接的夹取纵向滑块914随着夹取传动链条的输送做沿夹取纵向直线导槽913上下滑动,升降柱915在夹取纵向滑块914的带动下也在夹取纵向直线导槽913中做上下滑动。
水平移动机构93包括水平支撑座931、水平主动轮932、水平从动轮933、水平传动链条934、水平滑块935、两个水平直线导轨936和用于驱动水平主动轮932转动的第二水平驱动电机937,水平支撑座931安装在旋转驱动机构92的动力输送端上,水平主动轮932、水平从动轮933与第二水平驱动电机937均安装在水平支撑座931上,水平主动轮932与第二水平驱动电机937的输出轴传动连接,水平主动轮932和水平从动轮933之间通过水平传动链条934连接,两个水平直线导轨936安装在机架1上并分别处于水平传动链条934的长度方向两侧,水平滑块935安装在两个水平直线导轨936上,夹取支座701与水平滑块935连接,水平滑块935与水平传动链条934连接。通过上述第二水平驱动电机937的正反转来控制滑块及其上的夹取支座701进行水平移动。
这种纸制品自动收集装箱装置的工作过程如下:
步骤1:将一叠垫纸条102放置在纸条垫板4上,由吸头位移驱动机构5驱动垫纸条吸取机构6移动到纸条垫板4的上方,利用垫纸条吸取机构6将纸条垫板4上的最上面的垫纸条102吸附起来,将垫纸条102放置在输送通道81的后部(即两个纸制品输送同步带8之间);
步骤2:在输送通道81的前部放置纸制品列10,由两个纸制品输送同步带8往后进行输送,由于纸制品列10的每张纸制品101均是竖直立着的,没有东西进行支撑固定,在输送过程中处于后端的纸制品101由于惯性向后倾倒在纸制品输送同步带8上,一张张纸制品101都松垮排列在纸制品输送同步带8上(松垮排列的纸制品101能够便于计数,相邻两张纸制品101不会粘连在一起,避免计数不准确);
步骤3:通过输送通道81一侧的计数传感器2对一张张松垮排列的纸制品101进行计数;
步骤4:当往后输送的纸制品列10达到需要的张数时,在计数传感器2的配合下,隔纸片314处于该纸制品列10的正上方,隔纸升降机构312驱动推纸杆313及其上的隔纸片314向下运动,即隔纸片314向该纸制品列10的所需张数位置向下切,分隔出松垮的第一排纸制品列10,接着由水平往复推纸机构311驱动隔纸升降机构312及其上的推纸杆313、隔纸片314向后进行水平移动,此时推纸杆313、隔纸片314在向后移动的同时将第一排纸制品列10快速向后推送到垫纸条102上;此时,整排纸制品列10松垮、歪斜地处在垫纸条102上,整排纸制品列10处于夹持开口中;起先,第一夹条开合机构373驱动第一夹条371、第二夹条开合机构374驱动第二夹条372分别对纸制品列10的两侧进行连续抖动拍打,将纸制品列10的两侧整理平齐;然后停止连续拍打,直接利用两个夹条开合机构驱动第一夹条371与第二夹条372将纸制品列10的两侧夹紧;
步骤5:当第一排纸制品列10推送到输送通道81末端时,拨叉转动机构36驱动向后倾斜的拨叉34向前转动变成竖直状态,同时将拨叉34上的垫纸条102后端向上翻折、将倾倒在纸制品输送同步带8上的后端纸制品101摆正使其竖直立着,垫纸条102的后端贴靠在第一排纸制品列10的后端,再在推纸杆313、隔纸片314快速向后推送的作用下,松垮的第一排纸制品列10快速变成紧凑的竖直立着的第一排纸制品列10;
步骤6:在推纸杆313、隔纸片314与拨叉34的配合下,第一排纸制品列10的前后两端被夹紧固定,同时,折纸机构32此时处于垫纸条102的下方,翻转机构322驱动翻折片321向上翻转将垫纸条102的前端往上翻折,折出一条折痕;折出折痕之后,翻转机构322驱动翻折片321向下翻转,将翻折片321隐藏在输送通道81的下方;
步骤7:隔纸升降机构312驱动推纸杆313及其上的隔纸片314向上运动,将推纸杆313、隔纸片314恢复到原来的高度;再由水平往复推纸机构311驱动隔纸升降机构312及其上的推纸杆313、折纸机构32向前进行水平移动,将推纸杆313、隔纸片314、折纸机构32恢复到原来的位置;
步骤8:在隔纸推纸机构31离开第一排纸制品列10的前端时,夹杆翻转移动机构35驱动夹杆33在输送通道81中先向上翻转伸出、再向后平移到第一排纸制品列10的前端,此时带有折痕的垫纸条102前端处于往上翻转状态,夹杆33将垫纸条102的前端贴靠在纸制品列10的前端上;第一排纸制品列10在夹杆33与拨叉34的配合下被完全夹紧,形成紧凑的竖直立着的第一排纸制品列10;
步骤9:在机架1上放置收集框,先利用夹取升降机构91驱动水平移动机构93及其上的夹取支座701、第一夹爪704与第二夹爪705进行升降,再通过旋转驱动机构92将水平移动机构93及其上的夹取支座701、第一夹爪704与第二夹爪705进行旋转到纸制品列10的上方,再通过水平移动机构93驱动夹取支座701进行水平移动,将夹取支座701上的第一夹爪704与第二夹爪705移动到纸制品列10的上方,使得纸制品列10处于第一夹爪704与第二夹爪705之间;
步骤10:两个夹条开合机构先驱动第一夹条371与第二夹条372将第一排纸制品列10的两侧松开;然后,第一伸缩机构706驱动第一压板707向下移动、第二伸缩机构708驱动第二压板709向下移动,第一伸缩机构706与第二伸缩机构708均处于伸长状态,使得第一压板707与第二压板709在第一伸缩机构706与第二伸缩机构708的作用下具有向上缩回的惯性;
步骤11:夹合驱动机构714分别驱动第一支块702和第二支块703向中间移动,使得第一夹爪704与第二夹爪705夹住中间的纸制品列10,第一压板707与第二压板709处于纸制品列10的上端并对纸制品列10的上端施加轻微弹力进行按压,此时,第一托底机构710驱动第一托底片711向内折弯、第二托底机构712驱动第二托底片713向内折弯,第一托底片711与第二托底机构712能够托住下端由垫纸条102包围起来的纸制品列10,支撑固定纸制品列10的下端,防止部分纸制品在夹送过程中从纸制品列10中部往下掉落出来;
步骤12:夹合驱动机构714分别驱动第一支块702和第二支块703继续向中间移动,使得第一夹爪704与第二夹爪705完全夹紧中间的纸制品列10,再通过旋转驱动机构92驱动夹取支座701进行旋转,将纸制品列10移动到收集框的上方,接着通过夹取升降机构91驱动水平移动机构93及其上的夹取支座701、第一夹爪704与第二夹爪705下降到收集框中,再接着由夹合驱动机构714驱动第一夹爪704、第二夹爪705松开纸制品列10,将纸制品列10放置到收集框中;
步骤13:第一伸缩机构706驱动第一压板707来回伸缩多次,同时第二伸缩机构708驱动第二压板709来回伸缩多次,对放置到收集框中的纸制品列10上端进行多次按压拍打,将纸制品列10自动整理整齐,即完成装箱工序;
步骤14:第一托底机构710驱动第一托底片711恢复原来的竖直状态,第二托底机构712驱动第二托底片713恢复原来的竖直状态,解除对纸制品列10下端的支撑,再利用水平移动机构、旋转驱动机构、夹取升降机构将夹取支座701、第一夹爪704与第二夹爪705恢复到原来的位置上。如此循环,对下一排纸制品列10进行计数、堆垛、夹送、收集装箱。
此外,需要说明的是,本说明书中所描述的具体实施例,其各部分名称等可以不同,凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化,均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种纸制品自动收集装箱装置,其特征在于:包括机架、计数传感器、堆垛装置、纸条垫板、吸头位移驱动机构、垫纸条吸取机构、机械手本体和两个纸制品输送同步带,以及用于驱动机械手本体升降、旋转、平移的机械手位移驱动机构;两个纸制品输送同步带并排安装在机架上,两个纸制品输送同步带之间设有前后走向的输送通道;堆垛装置、纸条垫板、吸头位移驱动机构和机械手位移驱动机构均安装在机架上,纸条垫板处于堆垛装置的一侧,机械手位移驱动机构处于堆垛装置的另一侧,机械手本体安装在机械手位移驱动机构上;垫纸条吸取机构安装在吸头位移驱动机构上,并且垫纸条吸取机构处于堆垛装置的上方;堆垛装置包括隔纸推纸机构、折纸机构、夹杆和拨叉,以及能够驱动夹杆翻转平移的夹杆翻转移动机构、能够驱动拨叉转动的拨叉转动机构;隔纸推纸机构、夹杆翻转移动机构、拨叉转动机构自前至后依次设置在机架上;隔纸推纸机构包括水平往复推纸机构、隔纸升降机构和推纸杆,水平往复推纸机构安装在机架上,隔纸升降机构安装在水平往复推纸机构的动力输出端上,推纸杆一端安装在隔纸升降机构的动力输出端上;推纸杆另一端设有隔纸片,隔纸片处于输送通道的上方;计数传感器安装在输送通道的一侧并与隔纸片对应配合;折纸机构包括翻折片以及驱动翻折片上下翻转的翻转机构,翻转机构安装在水平往复推纸机构的动力输出端上,翻折片安装在翻转机构上,翻折片处于输送通道的下方;夹杆安装在夹杆翻转移动机构上并处于输送通道的下方;拨叉安装在拨叉转动机构上并处于输送通道末端,拨叉与纸制品输送同步带之间形成一钝角。
2.如权利要求1所述的纸制品自动收集装箱装置,其特征在于:所述垫纸条吸取机构包括抽气泵、吸头支杆和至少两个真空吸头,吸头支杆安装所述吸头位移驱动机构上,并且吸头支杆与所述两个纸制品输送同步带平行,各个真空吸头并排安装在吸头支杆上,各个真空吸头的吸气口朝下设置,抽气泵通过抽气管与各个真空吸头的抽气口连接。
3.如权利要求1所述的纸制品自动收集装箱装置,其特征在于:所述机架上设有竖直侧挡板,竖直侧挡板上设有两条上下走向的条形导向孔;所述纸制品自动收集装箱装置还包括垫板升降机构,垫板升降机构包括垫板升降驱动电机、第三主动轮、第三从动轮、第三传动链条和两个垫板支撑杆,垫板升降驱动电机和第三主动轮均安装在竖直侧挡板下部,第三从动轮安装在竖直侧挡板上部,第三主动轮与垫板升降驱动电机的输出轴传动连接,第三主动轮和第三从动轮之间通过第三传动链条连接;两个垫板支撑杆分别处于相应的条形导向孔中,两个垫板支撑杆的一端与第三传动链条连接,所述纸条垫板安装在两个垫板支撑杆的另一端上。
4.如权利要求2所述的纸制品自动收集装箱装置,其特征在于:所述吸头位移驱动机构包括摆动架、主动转轴、从动转轴、吸头位移驱动电机、第四主动轮、第四从动轮和第四传动链条,摆动架的前下端设有两个前通孔,摆动架的后下端设有两个后通孔;主动转轴、从动转轴横向设置在所述机架上,并且主动转轴、从动转轴与所述两个纸制品输送同步带平行;主动转轴前端处于摆动架前下端的一前通孔中、从动转轴前端处于另一前通孔中,主动转轴后端处于摆动架后下端的一后通孔中、从动转轴后端处于另一后通孔中;吸头位移驱动电机与第四主动轮分别安装在机架上,第四从动轮安装在主动转轴后端上,第四主动轮与吸头位移驱动电机的输出轴传动连接,第四主动轮和第四从动轮之间通过第四传动链条连接;所述吸头支杆安装在摆动架的上端。
5.如权利要求1所述的纸制品自动收集装箱装置,其特征在于:所述输送通道的两侧分别设有相对的两个条形限位台阶,两个条形限位台阶处于两个纸制品输送同步带之间,并且两个纸制品输送同步带的带面高于两个条形限位台阶的台阶面;所述输送通道的后部设有吸嘴,吸嘴的吸气口朝上设置。
6.如权利要求1所述的纸制品自动收集装箱装置,其特征在于:所述隔纸升降机构包括隔纸支撑架、隔纸驱动电机、第一主动轮、第一从动轮、第一传动链条、纵向直线导槽、纵向滑块和升降杆,隔纸支撑架安装在所述水平往复推纸机构上,隔纸驱动电机和第一主动轮均安装在隔纸支撑架下端,第一从动轮安装在隔纸支撑架上端,第一主动轮与隔纸驱动电机的输出轴传动连接,第一主动轮和第一从动轮之间通过第一传动链条连接;纵向直线导槽安装在隔纸支撑架上,纵向滑块安装在纵向直线导槽上,升降杆固定安装在纵向滑块上并处于纵向直线导槽中,所述推纸杆一端安装在升降杆上端;纵向滑块与第一传动链条连接。
7.如权利要求6所述的纸制品自动收集装箱装置,其特征在于:所述水平往复推纸机构包括第二主动轮、第二从动轮、第二传动链条、两个横向直线导轨、两个横向滑块和用于驱动第二主动轮转动的第一水平驱动电机,第二主动轮、第二从动轮与第一水平驱动电机均安装在所述机架上,第二主动轮与第一水平驱动电机的输出轴传动连接,第二主动轮和第二从动轮之间通过第二传动链条连接,两个横向直线导轨安装在机架上并分别处于第二传动链条的长度方向两侧,两个横向滑块分别安装在两个横向直线导轨上,所述隔纸支撑架安装在两个横向滑块上并与第二传动链条连接。
8.如权利要求1所述的纸制品自动收集装箱装置,其特征在于:
所述翻转机构包括折纸支架、折纸竖直气缸、折纸摆正气缸和折纸连接片,折纸支架安装在所述水平往复推纸机构的动力输出端上,折纸竖直气缸固定端铰接安装在折纸支架上,折纸竖直气缸的活塞杆朝上设置,所述翻折片的下端与折纸竖直气缸的活塞杆固定连接;折纸摆正气缸固定端铰接安装在折纸支架上,折纸摆正气缸的活塞杆与折纸连接片的一端铰接,折纸连接片的另一端与折纸竖直气缸活动端铰接;
所述夹杆翻转移动机构包括水平无杠气缸、支撑座、竖直气缸、摆正气缸和连接片,水平无杠气缸安装在所述机架上,支撑座固定安装在水平无杠气缸的活塞上,竖直气缸固定端铰接安装在支撑座上,竖直气缸的活塞杆朝上设置,所述夹杆的下端与竖直气缸的活塞杆固定连接;摆正气缸固定端铰接安装在支撑座上,摆正气缸的活塞杆与连接片的一端铰接,连接片的另一端与竖直气缸活动端铰接;
所述拨叉转动机构包括转轴和转动驱动电机,转动驱动电机安装在所述机架上,转轴可转动安装在机架上并处于所述两个纸制品输送同步带的末端,所述拨叉安装在转轴上;
所述堆垛装置还包括侧面拍齐机构,侧面拍齐机构包括第一夹条、第二夹条、第一夹条开合机构和第二夹条开合机构,所述两个纸制品输送同步带的长度方向一侧设有第一导向孔、另一侧设有第二导向孔,第一导向孔、第二导向孔处于所述机架上,第一夹条开合机构、第二夹条开合机构均安装在所述机架上,并且第一夹条开合机构处于第一导向孔的下方,第二夹条开合机构处于第二导向孔的下方;第一夹条、第二夹条均与两个纸制品输送同步带平行,并且,第一夹条处于第一导向孔的上方并与第一夹条开合机构的动力输出端连接,第二夹条处于第二导向孔的上方并与第二夹条开合机构的动力输出端连接;第一夹条与第二夹条之间构成夹持开口。
9.如权利要求1所述的纸制品自动收集装箱装置,其特征在于: 所述机械手本体包括夹取支座、第一支块、第二支块、第一夹爪、第二夹爪、第一伸缩机构、第一压板、第二伸缩机构、第二压板、第一托底机构、第一托底片、第二托底机构和第二托底片,以及用于驱动第一夹爪、第二夹爪夹合的夹合驱动机构,夹取支座安装在机械手位移驱动机构上,夹合驱动机构固定安装在夹取支座上,第一支块、第二支块分别安装在夹合驱动机构的动力输出端上,第一夹爪安装在第一支块上,第二夹爪安装在第二支块上;第一伸缩机构安装在第一支块上,第一压板安装在第一伸缩机构的动力输出端上,第一伸缩机构的动作方向与第一压板相垂直;第二伸缩机构安装在第二支块上,第二压板安装在第二伸缩机构的动力输出端上,第二伸缩机构的动作方向与第二压板相垂直;第一托底机构安装在第一支块上,第一托底片安装在第一托底机构的动力输出端上,并且第一托底机构能够使第一托底片向内折弯;第二托底机构安装在第二支块上,第二托底片安装在第二托底机构的动力输出端上,并且第二托底机构能够使第二托底片向内折弯。
10.如权利要求9所述的纸制品自动收集装箱装置,其特征在于:
所述第一伸缩机构包括第一伸缩气缸、第一伸缩架、第一导柱和第一定位导向套,第一伸缩气缸和第一定位导向套安装在所述第一支块上,第一伸缩气缸的活塞杆朝下设置,第一伸缩架固定端与第一伸缩气缸的活塞杆传动连接,第一伸缩架活动端与第一压板的上表面连接;第一定位导向套的轴线沿上下方向设置,第一导柱处于第一定位导向套中,并且第一导柱的下端与第一压板的上表面固定连接;所述第二伸缩机构包括第二伸缩气缸、第二伸缩架、第二导柱和第二定位导向套,第二伸缩气缸和第二定位导向套安装在所述第二支块上,第二伸缩气缸的活塞杆朝下设置,第二伸缩架固定端与第二伸缩气缸的活塞杆传动连接,第二伸缩架活动端与第二压板的上表面连接;第二定位导向套的轴线沿上下方向设置,第二导柱处于第二定位导向套中,并且第二导柱的下端与第二压板的上表面固定连接;
所述第一托底机构包括第一竖直无杠气缸、第一套筒和第一连杆,第一支块上设有上下走向的第一通孔,第一竖直无杠气缸安装在所述第一支块上,第一套筒处于第一通孔中,第一套筒的外侧壁与第一竖直无杠气缸的活塞固定连接,第一连杆处于第一套筒中,所述第一托底片上端与第一连杆下端铰接;所述第二托底机构包括第二竖直无杠气缸、第二套筒和第二连杆,第二支块上设有上下走向的第二通孔,第二竖直无杠气缸安装在所述第二支块上,第二套筒处于第二通孔中,第二套筒的外侧壁与第二竖直无杠气缸的活塞固定连接,第二连杆处于第二套筒中,所述第二托底片上端与第二连杆下端铰接。
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