CN111727992A - 一种夹层卷材成卷机器人以及成卷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹层卷材成卷机器人以及成卷方法，夹层卷材成卷机器人包括：卷轴、第一卷材送卷装置以及第二卷材送卷装置；所述第一卷材送卷装置输送出的第一卷材的第一卷材起始端E1被所述卷轴固定后，第一卷材起始端E1和卷轴的外轮廓形成包角m；所述第二卷材送卷装置输送出的第二卷材的第二卷材起始端E2进入所述包角m后，所述卷轴转动，以将第二卷材夹在第一卷材和卷轴之间卷起。夹层卷材自动成卷方法包括：步骤：S10，第一卷材送卷装置输送出的第一卷材的第一卷材起始端E1被所述卷轴固定；S20，第二卷材的第二卷材起始端E2伸入所述包角m内；S30,卷轴转动将第二卷材夹在第一卷材和卷轴之间卷起。

Description

一种夹层卷材成卷机器人以及成卷方法

技术领域

本发明涉及一种夹层卷材成卷机器人以及成卷方法。

背景技术

中国专利：CN201911091512.2公开了一种面片卷面机技术，其牵涉到夹层卷材(面片)的收卷技术，其原理大致为：面卷的卷轴转动，并且将隔膜的缠轴部2A缠绕于卷轴外侧壁至少一圈；引导持续送出的面片的起始头端部到卷轴，由所述卷轴将面片与隔膜同时卷起；当面片卷成所需要的直径大小的面卷后，将面片切断、被切断的面片的末尾端部随着隔膜继续转动、以使所述隔膜将被切断的面片的末尾端部包住；将隔膜切断。

以上在将送出的面片引导到卷轴的过程为人为牵引过程，即人为将面片拉出后将面片的端部粘附于卷轴并且扶着面片端部使其随着卷轴卷起后才放手，使其自动卷起，该技术不利于自动化的进程。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种夹层卷材成卷机器人以及成卷方法。

本发明的夹层卷材成卷机器人，包括：卷轴、第一卷材送卷装置以及第二卷材送卷装置；所述第一卷材送卷装置输送出的第一卷材的第一卷材起始端E1被所述卷轴固定后，第一卷材起始端E1和卷轴的外轮廓形成包角m；所述第二卷材送卷装置输送出的第二卷材的第二卷材起始端E2进入所述包角m后，所述卷轴转动，以将第二卷材夹在第一卷材和卷轴之间卷起。

在一些具体实施方式中，所述第一卷材送卷装置水平方向输送出第一卷材的第一卷材起始端E1，所述第二卷材送卷装置竖直输送出第二卷材的第二卷材起始端E2进入所述包角m。

在一些具体实施方式中，还包括：推挡部；所述推挡部位于第一卷材起始端E1向卷轴移动的轨迹上，并且，推挡部可升降移动；当卷轴将第一卷材起始端E1固定，且第二卷材的第二卷材起始端E2进入所述包角m后，推挡部上升推顶所述第一卷材，使第一卷材将第二卷材起始端E2夹在卷轴上。

在一些具体实施方式中，还包括：用于将所述第二卷材切断的闸刀、第一挡板、与所述第一挡板竖直正对的第二挡板以及弧形挡板；第二挡板的下端连接弧形挡板；第二挡板以及弧形挡板可水平移动，以靠近或者远离所述第一挡板；闸刀位于所述第二挡板的正上方，闸刀的刀刃可靠近或者远离所述第一挡板侧壁；其中，所述第二卷材起始端E2在第一挡板和第二挡板之间通过后进入所述包角m。

在一些具体实施方式中，所述闸刀水平朝向，且刀刃和第一挡板正对；第二挡板的上端连接于闸刀背面，第二挡板的下端连接于弧形挡板上端；闸刀、第二挡板以及弧形挡板同时移动，当闸刀的刀刃与所述第一挡板侧壁靠近并切断第二卷材时，弧形挡板的圆心位于卷轴11上。

在一些具体实施方式中，所述卷轴的轴向方向开设卡槽，所述卡槽截面包括向卷轴外轮廓延伸的第一侧壁S1和第二侧壁S2，第一侧壁S1和第二侧壁S2在与卷轴外轮廓交汇处形成进出口P；所述卡槽内设置两块以上平行于卷轴轴向方向分布的夹块，相邻的夹块之间间隔G1；所述夹块可移动，以使夹块与所述卡槽的第一侧壁S1或者第二侧壁S2相抵或分离。

在一些具体实施方式中，所述卷轴开设第一通槽，所述第一通槽贯穿卷轴的外轮廓，并且第一通槽的一端的开口T2位于卡槽内；还包括夹板以及连接于夹板的插销，所述夹块固定于夹板；所述插销在第一通槽内滑动，以带动夹板进入或者离开卡槽，从而带动夹块与所述卡槽的第一侧壁S1或者第二侧壁S2相抵或者分离。

在一些具体实施方式中，还包括顶柱和弹性件；所述卷轴设置与顶柱匹配的安装孔，安装孔与第一通槽连通；所述插销设置第一凹孔和第二凹孔；插销在第一通槽内滑动，当插销带动夹板进入卡槽后，弹性件将顶柱压入第一凹孔；当插销带动夹板离开卡槽后，弹性件将顶柱压入第二凹孔。

在一些具体实施方式中，所述卡槽第一侧壁S1和第二侧壁S2相对倾斜形成夹角t；所述插销在第一通槽内的滑动方向平行于第一侧壁S1或者第二侧壁S2。

在一些具体实施方式中，所述卷轴还包括连接头；所述连接头一端连接于卷轴，另一端设置配合孔，所述配合孔的端部设置一个以上定位槽，定位槽与配合孔连通并且配合孔朝向端部开口。

在一些具体实施方式中，还包括卷材卡爪组件，所述卷材卡爪组件包括：第一卡板和第二卡板，所述第一卡板设置第一间隙d1，第二卡板设置与所述第一间隙d1正对的第二间隙d2，第一卡板和第二卡板之间还设置供卷材经过的缝隙G5；卷材于第一卡板和第二卡板之间的缝隙G5经过，第一卡板和第二卡板可相互靠近或者背离以夹紧或者松开卷材。

在一些具体实施方式中，所述第一夹板水平固定，第二夹板端部可转动；第二夹板转动以靠近或者背离第一夹板，从而夹紧或者松开卷材。

本发明还提供了一种夹层卷材成卷方法，包括以下步骤：

S10，第一卷材送卷装置输送出的第一卷材的第一卷材起始端E1被所述卷轴固定，使第一卷材起始端E1与所述卷轴形成包角m；

S20，第二卷材的第二卷材起始端E2伸入所述包角m内；

S30,卷轴转动将第二卷材夹在第一卷材和卷轴之间卷起。

在一些具体实施方式中，所述步骤S20中，第二卷材的第二卷材起始端E2伸入所述包角m内后，第一卷材被推挡，以减小所述包角m。

当第一卷材固定于卷轴，第一卷材和卷轴的外轮廓之间必然形成一个包角m，本发明的技术方案中，只需要将第二卷材的第二卷材起始端E2引入所述包角m后，所述卷轴转动，便将第二卷材夹在第一卷材和卷轴之间卷起，无需人为干涉将第二卷材扶着紧贴卷轴直至第二卷材的起始端E2被卷起才放手，如果设置第二卷材起始端E2竖直垂下进入包角m则更为便捷。

附图说明

图1-3为本发明一实施方式的夹层卷材成卷机器人；

图4为本发明一实施方式的卷轴立体分解示意图；

图5为图4中卷轴外轮廓的卡槽位置示意图；

图6为本发明一实施方式的夹块固定于夹板的位置关系示意图；

图7为本发明一实施方式的卷轴的截面示意图；

图8-图10为本发明一实施方式的卷轴的工作原理示意图；

图11为本发明一实施方式的卷轴的定位和转动工作原理示意图；

图12和图13为本发明一实施方式的卷材卡爪组件结构示意图；

图14和图15为本发明一实施方式的卷材机器人结构示意图；

图16为图4中所述的卷轴中插销在第一通槽内滑动工作原理示意图；

图17为卷材进入卷材卡爪组件工作原理示意图；

图18为图15中的Y处局部放大示意图。

具体实施方式

以下参考附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明的具体含义。下面结合附图和实施例对发明的技术方案做进一步的说明。

参考图1-图3，一种夹层卷材成卷机器人，包括：卷轴11、第一卷材送卷装置123以及第二卷材送卷装置124；所述第一卷材送卷装置123输送出的第一卷材的第一卷材起始端E1被所述卷轴11固定后，第一卷材起始端E1和卷轴11的外轮廓形成包角m；所述第二卷材送卷装置124输送出的第二卷材的第二卷材起始端E2进入所述包角m后，所述卷轴11转动，以将第二卷材夹在第一卷材和卷轴之间卷起。

当第一卷材固定于卷轴，第一卷材和卷轴的外轮廓之间必然形成一个包角m(包角m的大小不做限定，可以为0°-180°中的任何一个)，本发明的技术方案中，只需要将第二卷材的第二卷材起始端E2引入所述包角m后，所述卷轴转动，便将第二卷材夹在第一卷材和卷轴之间卷起，无需人为干涉将第二卷材扶着紧贴卷轴直至第二卷材的起始端E2被卷起才放手，如果设置第二卷材起始端E2竖直垂下进入包角m则更为便捷，即如图中所示，第一卷材的第一卷材起始端E1和第二卷材的第二卷材起始端E2可以如下布局牵引到卷轴11：

所述第一卷材送卷装置123水平方向输送出第一卷材的第一卷材起始端E1，所述第二卷材送卷装置124竖直输送出第二卷材的第二卷材起始端E2进入所述包角m。

参考图2提供的一种更为具体的实施方式，第一卷材送卷装置123水平方向(如图箭头F1所示的方向)输送出第一卷材的第一卷材起始端E1到卷轴11，第二卷材送卷装置124竖直(入图箭头F2所示的方向)在重力的作用下输送出第二卷材的第二卷材起始端E2进入所述包角m(第二卷材送卷装置124产生的第二卷材R2经过引导轮轮后自然下垂，并且自然下垂的第二卷材起始端E2正对位于卷轴和第一卷材R1形成的包角m),如此，当第一卷材R1的第一卷材起始端E1被缠绕或者固定于卷轴11上后，第二卷材送卷装置124放卷，使第二卷材R2的第二卷材起始端E2在重力的作用下下降进入包角m，从而第二卷材起始端E2与卷轴11外轮廓以及第一卷材R1接触，然后卷轴11转动，如图2中的箭头S所示，同时第一卷材送卷装置123和第二卷材送卷装置124放卷，如此，便可以将第二卷材夹在第一卷材和卷轴之间卷起。

需要说明的是，本发明所述的第一卷材送卷装置123以及第二卷材送卷装置124可以是各自的成卷材料，然后分别放卷，最终经过卷轴11的卷起使这两种材料分层夹着重新卷起来；第一卷材送卷装置123以及第二卷材送卷装置124也可以是其他用来生产第一卷材R1和第二卷材R2的设备，他们生产出来的卷材依次被引导出，然后送到卷轴11夹层卷起，例如，第一卷材送卷装置123可以是食品级蜡纸或者薄膜，该蜡纸成卷储存在支架上，经过引导棒601后引出，并且被送到卷轴11；第二卷材送卷装置124可以是面片制造设备(面片：面粉与水混合后制造成片状结构)，该面片的端部自然下垂进入包角m，后随着卷轴11转动，被蜡纸包络与卷轴11并一起卷起，最终得到的卷面片，蜡纸起到将面片隔开，并且加强面片强度的作用。

参考图2，进一步地，还包括：推挡部15；所述推挡部15位于第一卷材起始端E1向卷轴11移动的轨迹(如图2中箭头F1所示)上，并且，推挡部15可升降移动；当卷轴11将第一卷材R1起始端E1固定，且第二卷材R2的第二卷材起始端E2进入所述包角m后，推挡部15上升推顶所述第一卷材，使第一卷材将第二卷材起始端E2夹在卷轴上。该推挡部15可以为一挡杆，挡杆通过一摇杆16安装于支架上，挡杆位于卷轴外轮廓边沿，如图2所示，当第一卷材R1的第一卷材起始端E1被固定于卷轴11，推挡部15位于第一卷材R1背面底部，当卷轴11将第一卷材R1起始端E1固定，且第二卷材R2的第二卷材起始端E2进入所述包角m后，摇杆16驱动推挡部15上升，以推顶所述第一卷材R1的背面，使第一卷材R1向上抬起，从而包角m减小，使第一卷材R1将第二卷材起始端E2夹在卷轴上，完成卷轴11对第二卷材起始端E2的捕获拾取，卷轴11往S方向转动，并且第一卷材送卷装置123以及第二卷材送卷装置124放卷，便可以将第二卷材R2夹在第一卷材R1和卷轴11之间卷起，当卷材被卷起的时候，推挡部15也可以下降，以待下一次卷材时候动作。推挡部15上抬推顶第一卷材R1，使第一卷材R1将位于包角m内的第二卷材R2向卷轴11挤压靠拢，以将第二卷材R2的第二卷材起始端E2夹在卷轴11上，然后卷起，本方案的卷轴11捕获第二卷材起始端E2的可靠性更强。

进一步地，参考图2和图3，还包括：用于将所述第二卷材切断的闸刀12、第一挡板13、与所述第一挡板13竖直正对的第二挡板19以及弧形挡板14；第二挡板19的下端连接弧形挡板14；第二挡板19以及弧形挡板14可水平移动，以靠近或者远离所述第一挡板13；闸刀12位于所述第二挡板19的正上方，闸刀12的刀刃可靠近或者远离所述第一挡板13侧壁；其中，所述第二卷材起始端E2在第一挡板13和第二挡板19之间通过后进入所述包角m。

更优地，所述闸刀12水平朝向，且刀刃和第一挡板13正对；第二挡板19的上端连接于闸刀12背面，第二挡板19的下端连接于弧形挡板14上端；闸刀12、第二挡板19以及弧形挡板14同时移动，当闸刀12的刀刃与所述第一挡板13侧壁靠近并切断第二卷材时，弧形挡板14的圆心位于卷轴11上。

如图3所示，当卷轴11缠绕足够的预设的卷材(第一卷材以及第二卷材)，需要先将垂直送给的第二卷材R2切断，闸刀12向着第一挡板13移动(如图2到图3的箭头S2所示)，当闸刀12和第一挡板13相抵(或者第一挡板13对应设置一条通槽，闸刀12和第一挡板13相抵的时候，闸刀12的刀刃进入通槽以将第二卷材R2完全剪断)，第二卷材R2被切断，与此同时，第二挡板19和第一挡板13合围成一缝隙P用来容纳被切断后的和缠绕在卷轴相连的第二卷材，并且，弧形挡板14恰好为已经被卷轴11卷起的成卷卷材半径R，卷轴11继续转动，留在缝隙P的第二卷材端部经过弧形挡板14内侧壁的扶正按压而继续卷入成卷卷材，此过程可以防止被切断的和缠绕于卷轴11上的第二卷材端部在自重的作用下随意散落而无法卷入或者被折叠卷入卷轴11，最后，卷轴11继续转动，第一卷材将第二卷材端部完全包裹后便可以将第一卷材切断。

至于在卷第二卷材R2之前，如何将第一卷材R1的第一卷材起始端E1固定于卷轴11上，在此不做限定，原则上，任意一种可以将第一卷材R1的第一卷材起始端E1固定于卷轴11上都可以使用，例如，人工拉扯第一卷材R1的第一卷材起始端E1紧贴于卷轴11，然后让卷轴11缠绕几圈以将第一卷材R1的第一卷材起始端E1固定在卷轴11上，或者，参照中国专利：201610016797.3所提及的技术改进，自动将第一卷材起始端E1压入卡槽40以实现将第一卷材起始端E1固定于卷轴11上，以便于使固定于卷轴11上的第一卷材起始端E1和卷轴11的外轮廓之间形成一包角m，以待第二卷材的第二起始端E2伸入包角m，该包角m可以通过卷轴11和固定于卷轴11上的第一卷材起始端E1之间的位置空间设计形成锐角、直角或者钝角。为了更好地自动将第一卷材起始端E1自动固定于卷轴11上，本发明还特意设计了一种卷轴11，本实施例的卷轴11如下所述。

参考图4-6，本发明提供的卷轴11的轴向方向开设卡槽40，所述卡槽40截面包括向卷轴11外轮廓延伸的第一侧壁S1和第二侧壁S2，第一侧壁S1和第二侧壁S2在与卷轴外轮廓交汇处形成进出口P；所述卡槽40内设置两块以上平行于卷轴轴向方向(图4中箭头SR所示)分布的夹块208，相邻的夹块208之间间隔距离G1；所述夹块208可移动，以使夹块208与所述卡槽40的第一侧壁S1或者第二侧壁S2相抵或分离。

这里所述的卷轴截面可以是圆形、方形、多边形等形状，卷轴的外轮廓指的是卷轴的轴向轮廓。

在使用的时候，匹配卷材卡爪组件，该卷材卡爪组件可以包括：第一卡板504和第二卡板505，所述第一卡板504设置第一间隙d1，第二卡板505设置与所述第一间隙d1正对的第二间隙d2，第一卡板504和第二卡板505之间还设置供卷材经过的缝隙G5(参考图17)；其中第一间隙d1和第二间隙d2大小优选相等，且第一间隙d1和第二间隙d2的大小为大于或者等于夹块208的宽度B，参考图4和图10，使用的时候，使第一卡板504和第二卡板505正对于卷轴11的卡槽40，例如，卡槽40水平朝向，则第一卡板504和第二卡板505水平设置，其中，第一卡板504和第二卡板505之间设置缝隙G5，并且第一卡板504和第二卡板505之间可以相互夹紧或者松开，更具体地说，第一卡板504和第二卡板505可以相互竖直移动从而相互靠近或者远离，以实现夹紧或者松开，在另外一个实施例中，参考图12和图13，也可以设计成第一卡板504水平固定，第二卡板505的一端可绕着转轴78转动，第二卡板505的另一端为自由端，第二卡板505的转动可以实现靠近(图10所示)或者远离(图9所示)第一夹板504，以实现夹紧或者松开。

参考图10，第一卡板504和第二卡板505处在放松的状态下(图12所示)，第一卷材起始端E1于第一卡板504和第二卡板505之间的缝隙G5经过后，第一卡板504和第二卡板505相互靠近以夹紧卷材。当需要将卷材卷起的时候，气缸伸缩杆503伸长，从而将夹持着第一卷材起始端E1的第一卡板504和第二卡板505移动送入卡槽40，相互夹紧的第一卡板504和第二卡板505插入夹块208之间的间隔G1(第一卷材起始端E1位于夹块208和第一侧壁S1或者第二侧壁S2之间)，然后卡槽40内的夹块208移动(或者下压)，从而将第一卷材起始端E1压在第一侧壁S1或者第二侧壁S2，此时，相互夹紧的第一卡板504和第二卡板505位于夹块208之间的间隔G1，也就是说，第一卷材起始端E1被夹块208压住，而第一卡板504和第二卡板505没被压住，此后，第一卡板504和第二卡板505可以相背移动松动，以放松第一卷材起始端E1的夹紧力，最后，第一卡板504和第二卡板505沿着原路退出，卷材起始端E留在了卡槽40内并被夹块208夹紧，卷轴11转动，便可以将卷材卷起，由于夹块208位于卡槽40内，夹块208并不会导致被卷起的卷材鼓起，此时，第一卷材起始端E1和卷轴11的外轮廓之间也形成了一包角m(m可以是锐角、直角或者钝角)。本发明设计的卷轴11卷好的卷材在后期使用的时候，当用完时，只需要使夹块208移动，使其与所述卡槽40的第一侧壁S1或者第二侧壁S2分离，便可以解除对卷材起始端E的按压，可以轻松将第一卷材起始端E1从卡槽40扯出来，无需其他人为干涉，也便于一些自动化应用场景，其应用举例场景如中国专利CN201911091512.2以及中国专利CN201911091513.7所提及。由于第二卷材进入包角m并由第一卷材夹紧随着卷轴11卷起，在后期卷材使用的时候，第二卷材的尾端可以自由随着卷轴转动释放并且使用，不需要其他部件将第二卷材尾端从卷轴上刮下，第二卷材也可以得以充分利用。

对于夹块208在卡槽40内的移动，本发明提供的一实施例如下：

参考图4到图9，所述卷轴11开设第一通槽104，所述第一通槽104贯穿卷轴的外轮廓，并且第一通槽104的一端开口T2位于卡槽40内(参考图7)；还包括夹板201以及连接于夹板201的插销204，以夹块208固定于夹板201背面并且和卡槽40内的第二侧壁S2正对为例子，当第一卷材起始端E1位于夹块208和第二侧壁S2之间，夹板201便可以将第一卷材起始端E1压在第二侧壁S2上，同理，也可以将第一卷材起始端E1压在第一侧壁S1上，即，所述插销204在第一通槽104内滑动，以带动夹板201进入或者离开卡槽40，从而带动夹块208与所述卡槽40的第一侧壁S1或者第二侧壁S2相抵或者分离，将卷材起始端E送入夹块208和第一侧壁S1之间，或者送入夹块208和第二侧壁S2之间，根据实际设计，只要夹块208和卡槽40上的两个侧壁(第一侧壁S1或者第二侧壁S2)中的任一个相抵，则可以将卷材起始端E夹紧(当然，为了增加夹紧力，还可以在第一侧壁S1或者第二侧壁S2上设置条纹或者纹理，以增加摩擦力)。

参考图4，本发明以夹块208和第二侧壁S2相抵作为举例说明，夹块208可以固定于夹板201背面，以便于与卡槽40的底面(即第二侧壁S2)相抵，当插销204在卡槽40内移动，移动方向如图4中箭头SR4所示，夹板201带动夹块208朝着卡槽40外移动，夹块208被送出卡槽40，如图9所示，此时，第一卡板504和第二卡板505可以沿着平行于第二侧壁S2的方向将夹紧的第一卷材起始端E1送入卡槽40；然后，插销204在卡槽40内反方向移动，移动方向如图4和图8中的箭头SR3所示，夹板201带动夹块208朝着卡槽40内移动，夹块208进入卡槽40并且和卡槽40的底面(即第二侧壁S2)相抵，以将卷材起始端E压在卡槽40内。

对于夹块208在卡槽40内的移动方式设计，还可以使夹块208在竖直方向上移动以和第二侧壁S2贴合或者离开，只要使夹块208可以和第二侧壁S2相抵或者离开第二侧壁S2即可，此方案中，可以在夹块208上升离开第二侧壁S2时候，将第一卷材起始端E1送入卡槽40内的第二侧壁S2和夹块208之间的空间，以便于夹块208下压将第一卷材起始端E1压在第二侧壁S2上。

以上所述插销204在第一通槽104内滑动，动力可以来源于气缸的伸缩杆推动，具体方案如下，参考图8，设置第一气缸291以及第二气缸292，第一气缸291的伸缩杆正对第一通槽104(第一通槽104贯穿卷轴的外轮廓，并且第一通槽104的一端开口T2位于卡槽40内，则第一通槽104的另一端开口T1位于卷轴的外轮廓上，只需要将第一气缸291的伸缩杆正对位于卷轴的外轮廓上的那个开口，可以称为第二开口T1，如图4所示)，卷轴可以转动调整，使第二开口T1与第一气缸291的伸缩杆正对，此时，第二气缸292的伸缩杆也正对着卡槽40内的夹板201。

第一气缸291的伸缩杆伸长，则可以顶推第一通槽104内的插销204端部，使插销204在第一通槽104内滑动，从而夹板201被顶出卡槽40，使夹块208与所述卡槽40的第一侧壁S1或者第二侧壁S2分离，以便于第一卡板504和第二卡板505将夹紧的卷材起始端E送入卡槽40内，然后，第二气缸292的伸缩杆顶推夹板201使夹板201反方向移动进入卡槽40，从而夹板201被带入卡槽40压住位于卡槽40内的卷材起始端E。

以上，第一气缸291和第二气缸292可以设置成可移动形式，随着卷材的成卷，直径变大，第一气缸291和第二气缸292移动，以避免触碰卷材，或者第一气缸291和第二气缸292也可以设置成静止形式，此时，他们的伸缩杆应该满足，在伸缩杆处于回缩状态下，卷材处于最大直径时候，伸缩杆不触碰到卷材。以上动力设置可以便于卷轴的切换，尤其是在自动化作业中，其找准了位置，以便于将第一卷材起始端E1夹紧，第一气缸291和第二气缸292缩回，不影响卷材的卷起。

更优地，参考图7、图8和图9，还包括顶柱102和弹性件101；所述卷轴11设置与顶柱102匹配的安装孔103，安装孔103与第一通槽104连通，优先选择安装孔103的轴线与第一通槽104的轴线垂直；所述插销204设置第一凹孔202和第二凹孔203；所述插销204在第一通槽104内滑动，当插销204带动夹板201进入卡槽40后，弹性件101将顶柱102压入第一凹孔202；当插销204带动夹板201离开卡槽40后，弹性件101将顶柱102压入第二凹孔203。顶柱102的端部可以是圆球形，插销204在第一凹孔202和第二凹孔203侧壁的推顶过程中可以缩回，如此设计可以具有进一步固定的夹块208的效果，当他们到达所设计的位置时候，可以锁住，防止其松动滑脱。

进一步地，所述卡槽40的第一侧壁S1和第二侧壁S2相对倾斜形成夹角t(或者第一侧壁S1水平，第二侧壁S2倾斜)；所述插销204在第一通槽104内的滑动方向平行于第一侧壁S1或者第二侧壁S2，夹角t可以是锐角、直角或者钝角。

参考图4、图5和图16，以插销204在第一通槽104内的滑动方向平行于第一侧壁S1为例进行说明，此实施例中，夹块208与第二侧壁S2相对，其可以远离或者靠近第二侧壁S2，以实现与所述卡槽40的第二侧壁S2分离或者相抵，图16中所示，当插销204在第一通槽104内的滑动方向平行于第一侧壁S1，滑动方向如图16中箭头SR4方向所示，插销204将夹板201往卡槽40之外推出时，位于夹板201上的夹块208也跟随被推出逐渐与第二侧壁S2分离(远离)，随着夹板201在箭头SR4方向的移动，夹块208和第二侧壁S2之间的间隙G3逐渐增大，以便于夹带着第一卷材起始端E1的第一卡板504和第二卡板505从间隙G3进入卡槽40(当夹块208沿着箭头SR4反方向移动进入卡槽40则可以将位于卡槽40的第一卷材起始端E1压住)，其中，间隙G3的最终大小由插销204在第一通槽104内的滑动行程设计所确定。

参考图4和图11，所述卷轴11还包括连接头30；所述连接头30一端连接于卷轴11端部，连接头30的另一端设置配合孔302，所述配合孔302的端部设置一个以上定位槽301，定位槽301与配合孔302连通并且配合孔302朝向端部开口。配合孔302可以为圆孔，其轴线和卷轴的回转中心线重合，定位槽301可以为径向分布于配合孔302端部并且定位槽301朝向配合孔302端部外侧开口。

参考图8，在使用的时候，可以设置一根与定位槽301匹配的拨杆801，拨杆801设计成可以旋转(可以由电机带动旋转，如图8中箭头T5所示)同时也可以平移(可以由气缸驱动电机的平移，从而带动拨杆801平移，如图8中T4箭头所示)，实际的应用中，卷轴11可以单独放置于一支架，使卷轴的连接头30的配合孔302正对拨杆801(可以通过人工放置或者自动输送线将卷轴输送卷轴到某一特定位置，该位置正好使配合孔302与拨杆801)，当需要将卷材卷入卷轴的时候，控制拨杆801慢速朝向T4的方向靠近连接头30移动的同时拨杆801慢速沿着T5箭头方向转动，拨杆801靠近配合孔302，当拨杆801转动到正对定位槽301位置，拨杆801进入定位槽301，则拨杆801可以带动卷轴转动(当拨杆801经过一定时间后，还未能带动卷轴转动，则说明拨杆801未进入定位槽301，可以控制拨杆801沿着T4反方向退出到初始位置后，重新一边沿着T5转动，一边沿着T4移动，以最终拨杆801进入定位槽301带动卷轴11转动为止)，一方面可以带动卷轴微转，以调整卡槽40的方向，使卡槽40正对卷材卡爪组件，同时使卷轴的第二开口T1与第一气缸291的伸缩杆正对，与此同时，第二气缸292的伸缩杆顶推夹板201也正对，以最终将第一卷材起始端E1送入卡槽，也可以给卷轴提供转动动力以将卷材卷起，当卷材卷起作业完成后，控制拨杆801沿着T4的反方向退出脱开卷轴即可，该设计可以根据需要控制旋转动力自动脱开或者配合卷轴，即满足卷轴的特定位置(例如卡槽、第二开口T1的朝向)朝向特定方位的要求，放置卷轴的时候，无需考虑卷轴卡槽40的径向朝向问题，可以随机放置卷轴，最后由拨杆进行调节，也可以满足缠绕卷材需要，当卷材卷完后，也便于手动或者设计成自动模式将卷完卷材的卷轴送出。

更具体地，参考图15和图18，可以在用于支撑卷轴的支撑座591(可以设计成向上的“V”型开口用于支撑卷轴)侧壁设置第一传感器518，在卷轴侧壁设置与第一传感器518对射互感的信号接收装置538(或者凹孔)，在卷轴和电机动力配合后，电机驱动卷轴转动调整方向，以使第一通槽104和第一气缸291的伸缩杆正对的过程中，当卷轴转动，卷轴上的信号接收装置538(或者凹孔)和第一传感器518正对，则电机停止驱动卷轴转动，此时，卷轴上的第一通槽104的开口T1和第一气缸291的伸缩杆正对，第一气缸291的伸缩杆伸长，则可以顶推第一通槽104内的插销204端部，使插销204伸长，从而夹板201被顶出卡槽40，使夹块208与所述卡槽40的第一侧壁S1或者第二侧壁S2分离，以便于第一卡板504和第二卡板505将夹紧的卷材起始端E送入卡槽40内，然后，第二气缸292的伸缩杆顶推夹板201使夹板201反方向移动进入卡槽40，从而夹板201被带入卡槽40压住位于卡槽40内的卷材起始端E。

进一步地，支撑座591还可以设置第二传感器528，参考图15和图18所示，夹板201被顶出卡槽后，电机驱动卷轴继续转动，当卷轴转动到被顶出的夹板201侧壁挡住第二传感器528信号后，第二传感器528传递信号给电机，电机停止转动，此位置状态下，卡槽40正好水平(正对卷材卡爪组件)以等待卷材卡爪组件将卷材起始端E送入卡槽40，同理，此状态下，通过空间布局设计，第二气缸292也正对夹板201，以在卷材起始端E被送入卡槽40后，第二气缸292将夹板201顶入卡槽40而将卷材起始端E夹紧。

更具体地，参考图12、图13和图16，本发明的卷材卡爪组件，可以如下设计。

包括：第一卡板504和第二卡板505，所述第一卡板504设置第一间隙d1，第二卡板505设置与所述第一间隙d1正对的第二间隙d2，第一卡板504和第二卡板505之间还设置供卷材经过的缝隙G5；卷材于第一卡板504和第二卡板505之间的缝隙G5经过，第一卡板504和第二卡板505可相互靠近或者背离以夹紧或者松开卷材。该第一卡板504和第二卡板505与本发明的卷轴11配合使用，具体的原理以及效果请参考上文。

进一步地，如图17所示，所述第一夹板504水平固定，第二夹板505端部可向下转动；第二夹板505转动以靠近或者背离第一夹板504，从而夹紧或者松开卷材。当需要夹持第一卷材R1，第二夹板505端部在第三气缸718的带动下绕着转轴78向下转动，以使第一卡板504和第二卡板505打开，第一卷材R1由箭头SR7方向经过第一夹板504和第二夹板505之间的缝隙G5后，进入缝隙G5的卷材向下舒展并且搭在第二夹板505，相比于将第二夹板505设置成水平方向的方式，本向下倾斜的第二夹板505可防止卷材在向前推送的过程中褶皱，当卷材R1的起始端进入第一卡板504和第二卡板505后之间的缝隙G5后，第三气缸718向上推第二夹板505，使第二夹板505靠近第一卡板504背面，从而将位于第一夹板504和第二夹板505之间缝隙G5的第一卷材起始端E1夹紧，此后，卷材卡爪组件(包括第三气缸718)可以在夹板推杆503的作用下向前推送，从而第一卡板504和第二卡板505夹持第一卷材R1的第一卷材起始端E1向前(如图10中箭头SR1所示)推送进入卷轴11的卡槽40，这个过程中，正对的第一间隙d1和第二间隙d2与夹块208相对，当夹块208下压时候，夹块208压住正对的第一间隙d1和第二间隙d2处的卷材，而不会压住第一卡板504和第二卡板505，当卡槽40的夹块208将进入卡槽40内的第一卷材起始端E1夹住，第三气缸718泄气，或者稍微松弛，以放松对第一卷材起始端E1的夹持后，夹板推杆503反方向移动，第一卡板504和第二卡板505退出卡槽40，此时，第一卷材起始端E1留在卷轴的卡槽40并被夹块208夹紧，原路反方向退出卡槽40的第一卡板504和第二卡板505可以，在后面的卷缠工作中起到引导第一卷材R1的目的，即，当卷轴11转动卷起第一卷材R1的时候，第一卷材R1经过第一卡板504和第二卡板505之间的缝隙G5后被卷起，为了更好地引导卷材R1，第三气缸718可以适当移动，以调整第二卡板505的位置。

本发明总的原理描述如下；

第一卷材R1经过卷材卡爪组件的第一夹板504和第二夹板505之间的缝隙G5，第一夹板504和第二夹板505相互靠近将第一卷材起始端E1夹紧后，第一夹板504和第二夹板505同时移动进入卡槽40，并且，夹块208位于第一间隙d1和第二间隙d2上方，夹块208移动将第一卷材R1压在第一侧壁S1或者第二侧壁S2后，所述第一夹板504和第二夹板505放松并且退出所述卡槽40。参考图1-图17，要求将缠绕于卷材转轴60上的第一卷材R1卷入卷轴11上，或者其他装备生产出来的卷材被牵引后卷入卷轴11上(参考图14和图15)，第一卷材R1经过引导轴601后经过卷材卡爪组件50中的第一卡板504和第二卡板505之间的缝隙G5，使第一卷材R1的第一卷材起始端E1搭落在第二卡板505上，上述过程中，第一次需要将第一卷材R1缠绕于卷轴11上的时候可以由人工干预将第一卷材起始端E1拉入第一卡板504和第二卡板505之间的缝隙G5，参考图17，此后，第三气缸718伸缩杆伸长顶推第二卡板505，第二卡板505绕着转轴78转动，从而第二卡板505向第一卡板504并拢，如此，第一卷材起始端E1被第一卡板504和第二卡板505夹紧，等待将卷材缠绕于卷轴11上。

参考图15，当需要往卷轴11上缠绕卷材时候，将卷轴11放置(或者输送)于支撑座591上，并且使卷轴11的卡槽40和第一卡板504和第二卡板505正对(此过程可以是人工调整，可以理解为此轴可拆卸安装于一电机转轴上，此时，当卡槽40朝向第一卡板504和第二卡板505时候，第一气缸291的伸缩杆正对第一通槽104，同理，第二气缸292的伸缩杆也正对着卡槽40内的夹板201；上述卡槽40的朝向，也可以采用连接于卷轴11的旋转动力自动调节，具体原理参考上文所述，至于卡槽40的启闭也参考上述原理)，卡槽40的夹块208伸出以留出空间等待第一夹板504和第二夹板505带着第一卷材起始端E1进入卡槽40，气缸伸缩杆503伸长而将夹持着第一卷材起始端E1的第一卡板504和第二卡板505向前推进进入卷轴11的卡槽40，然后夹块208缩回卡槽40，从而将第一卷材起始端E1压在卡槽40的第一侧壁S1或者第二侧壁S2，起到固定第一卷材起始端E1于卡槽40内的作用，需要说明的是，由于相邻的夹块208之间留有间隔G1，而第一卡板504和第二卡板505设置正对的第一间隙d1和第二间隙d2，当夹块208缩回卡槽40的时候，夹块208的位置恰好在正对第一间隙d1和第二间隙d2上方，第一卡板504和第二卡板505的位置恰好在夹块208之间的间隔G1处，因此，夹块208只将第一卷材起始端E1压在卡槽40的第一侧壁S1或者第二侧壁S2，而未压住第一卡板504和第二卡板505，此时，第三气缸718泄气，第一卡板504和第二卡板505之间的夹紧力消失，或者卡槽40在设计的时候可以预留一定的空间，使位于卡槽40内的相互夹合的第一卡板504和第二卡板505可以稍微打开，以便于第一卡板504和第二卡板505夹持卷材起始端E的夹紧力消失，然后气缸伸缩杆503反方向缩回，带动第一卡板504和第二卡板505归位，此时，第一卷材R1经过第一卡板504和第二卡板505的缝隙G5由第二卡板505托住，卷轴1的转动便可以将卷材卷起，当卷轴1卷到所需的量的卷材后，第一卡板504和第二卡板505前方设置切刀将卷轴1和第一卡板504和第二卡板505前方末端之间的第一卷材R1切断，当第一卷材R1被切断后，缠绕于的卷材转轴60上的卷材的卷材起第一卷材始端E1还被第一卡板504和第二卡板505夹紧，以待下一循环向另外一个卷轴11缠绕卷材。循环上述工作便可以将卷材缠绕在不同的卷轴11上。

本发明还提供了一种夹层卷材成卷方法，包括以下步骤：

S10，第一卷材送卷装置输送出的第一卷材的第一卷材起始端E1被所述卷轴固定，使第一卷材起始端E1与所述卷轴形成包角m；

S20，第二卷材的第二卷材起始端E2伸入所述包角m内；

S30,卷轴转动将第二卷材夹在第一卷材和卷轴之间卷起。

在一些具体实施方式中，所述步骤S20中，第二卷材的第二卷材起始端E2伸入所述包角m内后，第一卷材被推挡，以减小所述包角m。本发明的方法可以通过上述夹层卷材成卷机器人实施。

图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明发明所作的举例，而并非是对发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明权利要求的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种夹层卷材成卷机器人，其特征在于，包括：卷轴(11)、第一卷材送卷装置(123)以及第二卷材送卷装置(124)；

所述第一卷材送卷装置(123)输送出的第一卷材的第一卷材起始端E1被所述卷轴(11)固定后，第一卷材起始端E1和卷轴(11)的外轮廓形成包角m；

所述第二卷材送卷装置(124)输送出的第二卷材的第二卷材起始端E2进入所述包角m后，所述卷轴(11)转动，以将第二卷材夹在第一卷材和卷轴之间卷起。

2.根据权利要求1所述的夹层卷材成卷机器人，其特征在于，所述第一卷材送卷装置(123)水平方向输送出第一卷材的第一卷材起始端E1，所述第二卷材送卷装置(124)竖直输送出第二卷材的第二卷材起始端E2进入所述包角m。

3.根据权利要求1所述的夹层卷材成卷机器人，其特征在于，还包括：推挡部(15)；所述推挡部(15)位于第一卷材起始端E1向卷轴(11)移动的轨迹上，并且，推挡部(15)可升降移动；

当卷轴(11)将第一卷材起始端E1固定，且第二卷材的第二卷材起始端E2进入所述包角m后，推挡部(15)上升推顶所述第一卷材，使第一卷材将第二卷材起始端E2夹在卷轴上。

4.根据权利要求2所述的夹层卷材成卷机器人，其特征在于，还包括：用于将所述第二卷材切断的闸刀(12)、第一挡板(13)、与所述第一挡板(13)竖直正对的第二挡板(19)以及弧形挡板(14)；

第二挡板(19)的下端连接弧形挡板(14)；第二挡板(19)以及弧形挡板(14)可水平移动，以靠近或者远离所述第一挡板(13)；闸刀(12)位于所述第二挡板(19)的正上方，闸刀(12)的刀刃可靠近或者远离所述第一挡板(13)侧壁；其中，

所述第二卷材起始端E2在第一挡板(13)和第二挡板(19)之间通过后进入所述包角m。

5.根据权利要求4所述的夹层卷材成卷机器人，其特征在于，所述闸刀(12)水平朝向，且刀刃和第一挡板(13)正对；第二挡板(19)的上端连接于闸刀(12)背面，第二挡板(19)的下端连接于弧形挡板(14)上端；

闸刀(12)、第二挡板(19)以及弧形挡板(14)同时移动，当闸刀(12)的刀刃与所述第一挡板(13)侧壁靠近并切断第二卷材时，弧形挡板(14)的圆心位于卷轴11上。

6.根据权利要求1所述的夹层卷材成卷机器人，其特征在于，所述卷轴(11)的轴向方向开设卡槽(40)，所述卡槽(40)截面包括向卷轴(11)外轮廓延伸的第一侧壁S1和第二侧壁S2，第一侧壁S1和第二侧壁S2在与卷轴(11)外轮廓交汇处形成进出口P；

所述卡槽(40)内设置两块以上平行于卷轴轴向方向分布的夹块(208)，相邻的夹块(208)之间间隔G1；

所述夹块(208)可移动，以使夹块(208)与所述卡槽(40)的第一侧壁S1或者第二侧壁S2相抵或分离。

7.根据权利要求6所述的夹层卷材成卷机器人，其特征在于，所述卷轴(11)开设第一通槽(104)，所述第一通槽(104)贯穿卷轴(11)的外轮廓，并且第一通槽(104)的一端的开口T2位于卡槽(40)内；

还包括夹板(201)以及连接于夹板(201)的插销(204)，所述夹块(208)固定于夹板(201)；

所述插销(204)在第一通槽(104)内滑动，以带动夹板(201)进入或者离开卡槽(40)，从而带动夹块(208)与所述卡槽(40)的第一侧壁S1或者第二侧壁S2相抵或者分离。

8.根据权利要求7所述的夹层卷材成卷机器人，其特征在于，还包括顶柱(102)和弹性件(101)；

所述卷轴(11)设置与顶柱(102)匹配的安装孔(103)，安装孔(103)与第一通槽(104)连通；

所述插销(204)设置第一凹孔(202)和第二凹孔(203)；

插销(204)在第一通槽(104)内滑动，当插销(204)带动夹板(201)进入卡槽(40)后，弹性件(101)将顶柱(102)压入第一凹孔(202)；当插销(204)带动夹板(201)离开卡槽(40)后，弹性件(101)将顶柱(102)压入第二凹孔(203)。

9.根据权利8所述的夹层卷材成卷机器人，其特征在于，所述卡槽(40)第一侧壁S1和第二侧壁S2相对倾斜形成夹角t；

所述插销(204)在第一通槽(104)内的滑动方向平行于第一侧壁S1或者第二侧壁S2。

10.根据权利要求9所述的夹层卷材成卷机器人，其特征在于，所述卷轴(11)还包括连接头(30)；

所述连接头(30)一端连接于卷轴(11)，另一端设置配合孔(302)，所述配合孔(302)的端部设置一个以上定位槽(301)，定位槽(301)与配合孔(302)连通并且配合孔(302)朝向端部开口。

11.根据权利要求10所述的夹层卷材成卷机器人，其特征在于，还包括卷材卡爪组件，所述卷材卡爪组件包括：第一卡板(504)和第二卡板(505)，所述第一卡板(504)设置第一间隙d1，第二卡板(505)设置与所述第一间隙d1正对的第二间隙d2，第一卡板(504)和第二卡板(505)之间还设置供卷材经过的缝隙G5；

卷材于第一卡板(504)和第二卡板(505)之间的缝隙G5经过，第一卡板(504)和第二卡板(505)可相互靠近或者背离以夹紧或者松开卷材。

12.根据权利要求11所述的夹层卷材成卷机器人，其特征在于，所述第一夹板(504)水平固定，第二夹板(505)端部可转动；

第二夹板(505)转动以靠近或者背离第一夹板(504)，从而夹紧或者松开卷材。

13.一种夹层卷材成卷方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10，第一卷材送卷装置(123)输送出的第一卷材的第一卷材起始端E1被所述卷轴(11)固定，使第一卷材起始端E1与所述卷轴(11)形成包角m；

S20，第二卷材的第二卷材起始端E2伸入所述包角m内；

S30,卷轴(11)转动将第二卷材夹在第一卷材和卷轴之间卷起。

14.根据权利要求13所述的夹层卷材成卷方法，其特征在于，所述步骤S20中，第二卷材的第二卷材起始端E2伸入所述包角m内后，第一卷材被推挡，以减小所述包角m。

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