CN111891736B - 垃圾包装机的机械手及机械手使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开垃圾包装机的机械手及机械手使用方法,机械手可随转轴一同转动,机械手包括:一对抓袋机构,一对抓袋机构分别与转轴固定连接,任一抓袋机构包括固定爪、移动爪和直线驱动单元,移动爪由直线驱动单元驱动靠近或离开固定爪;送袋机构,机械手正向转动,使一对抓袋机构分别位于垃圾袋的袋口的两端,机械手反向转动,使垃圾袋的袋口位于垃圾投放口下方;张袋机构,包括可相向和相背移动的至少一对气动吸盘,一对气动吸盘分别位于垃圾袋的袋口的两侧,气动吸盘有与吸气泵连接的管路;封口机构,包括可相向和相背移动的一对封口压板,一对封口压板分别位于垃圾袋袋口两侧。本发明能完成自动送袋、自动夹持、自动张开、自动封口的一体化动作。
Description
技术领域
本发明涉及垃圾处理领域,尤其是涉及垃圾包装机的机械手及机械手使用方法。
背景技术
垃圾是日常生活中必然会产生的废弃物,随着社会经济发展、物质生活水平的提升,人们产生的垃圾也越来越多,垃圾桶是我们生活中常常会使用到,垃圾桶可暂时性存储垃圾,为人们的生活提供了便利,人们一般采用先将垃圾丢弃在垃圾袋内,然后再丢弃垃圾袋,但垃圾袋一般不封口,在丢弃以及垃圾车转运过程中容易造成袋内垃圾散落出来,造成二次污染。
我国2019年垃圾分类制度列入法律。在全国范围内,所有企业以及公共场合均实行定点分类投放,尤其是社区居民,更是实行定时定点集中分类投放生活垃圾。实施以来,人们思想觉悟有了很大提高,绝大多数能自觉主动有意识的投放垃圾以及废弃物。但随之而来,很多问题也暴露出来。由于定时定点,集中投放,分类投放等特点,造成垃圾短暂集中数量大,存储空间严重不足,并且垃圾都是开放于空间,易形成短暂污染源。另外,在垃圾的装卸和运输过程中,气味挥发和汁水遗流,更易形成二次环境污染。以上缺点使得垃圾点管理人员,环卫人员,垃圾运输人员的安全健康问题变得突出起来,尤其一些特殊性质的垃圾回收,更是有一定危险性,例如工业有毒有害垃圾,医疗废弃垃圾等等。病毒的传播途径多种多样,生活垃圾和医疗及感染者卫生废弃物都成为感染源,使得更多人群和医院医护人员受到病毒威胁甚至被感染。于是,带有病毒和细菌的垃圾以及废弃物的回收成了新的社会热点问题。在这种背景下,有必要研发一种能够辅助进行自动化的垃圾回收的装置
发明内容
为解决以上问题,本发明提供一种垃圾包装机的机械手,该机械手位于垃圾包装机的传袋机构和垃圾投放口之间,所述传袋机构用于从垃圾袋卷中拉取并传送垃圾袋,所述机械手可随转轴一同转动,该机械手包括:
一对抓袋机构,所述一对抓袋机构分别与转轴固定连接,且任一抓袋机构都包括固定爪、移动爪和直线驱动单元,所述移动爪由直线驱动单元驱动靠近或离开固定爪,一对抓袋机构同时夹紧或放松垃圾袋袋口的两端;
送袋机构,驱动所述机械手正向转动,使得抓袋机构位于传袋机构位置,且一对抓袋机构分别位于垃圾袋的袋口的两端;所述机械手反向转动,使得被抓袋机构夹持的垃圾袋的袋口位于垃圾投放口的下方;
张袋机构,包括可相向和相背移动的至少一对气动吸盘,所述一对气动吸盘分别位于垃圾袋的袋口的两侧,每个气动吸盘都具有与吸气泵连接的管路;
封口机构,包括可相向和相背移动的一对封口压板,所述一对封口压板分别位于垃圾袋的袋口的两侧。
优选地,送袋机构包括相互啮合的轴线平行的第一齿轮和第二齿轮,其中,第二齿轮与转轴同轴连接为一体,通过旋转电机驱动第一齿轮,使机械手转动至竖直状态,抓袋机构位于传袋机构位置,且一对抓袋机构分别位于垃圾袋的袋口的两端;和使机械手转动至水平状态,使得被抓袋机构夹持的垃圾袋的袋口位于垃圾投放口的下方。
优选地,沿径向从转轴的两端分别延伸出第一安装板,一对抓袋机构对称地分别安装在对应的第一安装板上,对于任一抓袋机构,在第一安装板上延伸出两个平行的安装杆,在其中一个安装杆上安装有固定爪,在另一个安装杆上安装有移动爪和直线驱动单元,所述直线驱动单元的伸缩杆与移动爪固定连接。
优选地,在每个第一安装板上都设置有沿第一安装板长度方向的条形槽,两个第二安装板平行地设置在第一安装板之间,且第二安装板的两端分别嵌入在对应的条形槽内,
并且,对应每个第一安装板,都设置有丝杠和与所述丝杠螺纹配合的移动块,每个丝杠沿第一安装板的长度方向设置,而移动块与第二安装板固定连接,丝杠的两端的螺纹旋向相反,通过丝杠电机驱动丝杠转动,从而使得两个第二安装板相向和相背移动,所述一对气动吸盘分别安装在第二安装板上。
优选地,所述一对封口压板分别安装在第二安装板上。
优选地,一对封口压板相对一侧的板面与对应侧的气动吸盘的盘面在同一平面上。
优选地,还设置有重量传感器,用于检测装着垃圾的垃圾袋的重量。
优选地,所述安装杆为螺杆,所述安装杆通过螺纹旋合在所述第一安装板上,其螺帽位于外侧,其螺杆位于内侧,在螺杆上套有弹簧,所述固定爪和直线驱动单元通过螺纹连接在安装杆的螺杆上,通过转动安装杆在外侧的螺帽,使得固定爪和直线驱动单元在螺杆上移动,进而调节固定爪和移动爪与第一安装板之间的距离。
优选地,还包括气体压缩模块或抽真空模块,在对垃圾袋进行压缩或抽真空后再进行封口处理。
本发明还提供一种应用于垃圾包装机的机械手的使用方法,包括以下步骤:
机械手转动使得抓袋机构位于传袋机构的垃圾袋的袋口的两端,抓袋机构动作夹持住袋口的两端;
机械手转动为水平状态,使得垃圾袋的袋口位于垃圾投放口出的下方;
气动吸盘抽气,并相背而行,使得垃圾袋袋口张开;
垃圾袋的重量达到设定的重量后,封口机构相向移动对垃圾袋进行封口,封口后气动吸盘停止抽气,使得气动吸盘放开垃圾袋的袋口;
封口机构相背移动,并且抓袋机构松开,使得垃圾袋落到收集位置。
本发明通过机械手能够完成自动送袋,自动剪裁,自动夹持,自动张开的一体化动作,具有包装效率高,以减少垃圾投运过程中在垃圾的装卸和运输过程中容易造成二次环境污染的问题。
附图说明
通过结合下面附图对其实施例进行描述,本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。
图1是表示本发明实施例的应用于垃圾包装机的机械手的立体示意图;
图2是表示本发明的送袋机构的另一种翻转示意图;
图3是表示本发明实施例的机械手的俯视图;
图4是表示本发明实施例的机械手的正视图。
具体实施方式
下面将参考附图来描述本发明所述的垃圾包装机的机械手及机械手使用方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此,附图和描述在本质上是说明性的,而不是用于限制权利要求的保护范围。此外,在本说明书中,附图未按比例画出,并且相同的附图标记表示相同的部分。
一种应用于垃圾包装机的机械手100,包括抓袋机构、送袋机构、张袋机构、封口机构。该机械手100位于垃圾包装机的传袋机构(用于从垃圾袋卷上抽取并传送未装垃圾的垃圾袋,垃圾袋可以是有阻隔要求或真空要求的复合袋或多层共挤袋)和垃圾投放口之间,具有抓袋,送袋,张袋,封口等一体化功能。下面详细说明各机构的结构及各部分功能实施过程。
所述机械手正向转动,使得抓袋机构位于传袋机构位置,且一对抓袋机构分别位于垃圾袋的袋口的两端,所述机械手反向转动,使得被抓袋机构夹持的垃圾袋的袋口位于垃圾投放口的下方。
例如送袋机构为90度旋转的机构,包括相互啮合的齿轮,如图1所示,包括轴线平行的第一齿轮(未示出)和与其啮合的第二齿轮12,其中,第二齿轮12与转轴13同轴连接为一体。使得转轴13一起转动,从而使得整个机械手都随之转动。通过旋转电机驱动第一齿轮动作,使得第二齿轮12转动90度,并通过旋转电机的正反转驱动第二齿轮转动90度使得机械手处于竖直状态,或使得机械手处于水平状态。
不过此处并不限制该送袋机构的旋转角度,例如,也可以是180度翻转,也可以是大于90度的翻转。只要避开垃圾投放口的区域其翻转后能够与传袋机构对接,且不妨碍垃圾袋下落即可。其只要能够与传袋机构相配合,使得翻转到一侧时,其夹持机构位于传袋机构位置,夹持机构能够夹持多个连续连接的垃圾袋,翻转到另一侧时,其垃圾袋的袋口位于垃圾投放口的下方(此处所说下方并非严格意义的下方,也可以是垃圾投放口通过倾斜的通道连通至垃圾袋的袋口)。
当然此处也不限制该齿轮传动方式,也可以通过例如锥齿轮传动,涡轮蜗杆传动等方式来实现翻转动作。
或者也不排除可以直接利用旋转电机的轴来带动转轴13转动。
或者,如图2所示,也不排除其逆时针转动为水平状态可以采用气缸14(也可以是液压缸、直线推杆)的伸缩杆(与机械手连接为一体)推动与机械手连接的部位使得其转动为水平状态,而由水平状态顺时针转动为竖直状态则由气缸14的伸缩杆的回缩或者依靠机械手的重力来实现。
下面说明一下抓袋机构,所述抓袋机构为一对,在转轴13的两端固定连接有相互平行的沿转轴13径向延伸出的第一安装板200,一对抓袋机构对称地分别安装在第一安装板200上。下面仅以一个抓袋机构为例来说明其结构。如图1所示,在第一安装板200上沿垂直于第一安装板的板面的方向向内侧延伸出两个间隔设置、轴线平行的安装杆24,在其中一个安装杆24上安装有固定爪21,在另一个安装杆24上固定有直线驱动单元23,所述直线驱动单元23的伸缩杆与移动爪22固定连接,所述移动爪22由直线驱动单元23驱动与固定爪21相互靠近来夹持垃圾袋,或相互分开来放开垃圾袋。
所述张袋机构包括一对气动吸盘,通过气动吸盘来将垃圾袋的袋口张开。张袋机构包括两个第二安装板33,在每个第一安装板200上都设置有沿第一安装板长度方向的条形槽32。如图1所示,每个第一安装板200上都具有两个间隔设置的条形槽32,并且,两个第一安装板200上的条形槽一一对应。两个第二安装板33平行地设置在第一安装板200之间,且第二安装板33的两端分别嵌入在对应的条形槽32内。
并且,对应每个第一安装板200,都设置有丝杠34和两个移动块36,各移动块36与丝杠34为螺纹配合连接,所述丝杠34沿第一安装板200的长度方向设置,通过丝杠电机35驱动丝杠34转动。而各移动块36分别与对应的第二安装板33固定连接,如图4所示,移动块36通过滑杆361与第二安装板33固定连接,而滑杆361则穿入在条形槽32内,可沿条形槽32滑动。从而使得移动块36在丝杠电机35的驱动下带着第二安装板33沿着丝杠移动,可以使得丝杠34的两端的螺纹旋向相反,以使得两个第二安装板33可以相向或相背移动。当然,丝杠传动的形式并不是本发明的唯一方式,也可以采用其他的传动方式,例如两个第二安装板33都通过气缸驱动移动,并通过控制两个气缸同步动作来使得两个第二安装板动作一致。
在两个第二安装板33上相对地设置有气动吸盘31,如图1所示在每个第二安装板33上都设置有两个气动吸盘31,所述气动吸盘31具有与外部吸气泵连接的管路,通过气动吸盘抽气,可以使得垃圾袋的两侧被吸住,断开吸气泵,则气动吸盘31不能吸附垃圾袋的两侧。
封口机构包括一对封口压板38,分别从第二安装板33上延伸出封口压板38,封口压板38可以具有对其加热的线路39。通过具有一定热度的封口压板38来对垃圾袋的袋口挤压封口。两块封口压板38也随同第二安装板33移动,通过封口压板38从两侧挤压垃圾袋的袋口,将垃圾袋的袋口进行封口。其中,封口压板38相对一侧的板面与对应的气动吸盘31的盘面在同一平面上。
在一个可选实施例中,还设置有重量传感器,用于检测装着垃圾的垃圾袋的重量。
在一个可选实施例中,所述安装杆24通过螺纹旋合在所述第一安装板200上,其螺帽位于外侧,其螺杆位于内侧,在螺杆上套有弹簧241,所述固定爪21和直线驱动单元23通过螺纹连接在安装杆24的螺杆上。通过转动安装杆在外侧的螺帽,使得固定爪21和直线驱动单元23在螺杆上移动,从而调节固定爪21和直线驱动单元23与第一安装板200之间的距离,也就是调节两个抓袋机构之间的距离,以适应不同宽度的垃圾袋。而弹簧241具有缓冲其调节速度的作用。以上仅是示例性的,实际上调节方式可以多种多样,例如将固定爪和直线驱动单元23都安装在直线推杆上,控制直线推杆从而控制固定爪和直线驱动单元23与第一安装板200的距离。例如安装杆24为光滑的直杆,其穿透固定爪21和直线驱动单元23,并在穿出的端部旋合有螺母,在直杆上套有弹簧241,通过旋转螺母调节固定爪21和直线驱动单元23与第一安装板之间的距离。
在一个可选实施例中,还包括气体压缩模块或抽真空模块,在对垃圾袋进行压缩或抽真空后进行封口处理,杜绝气体或液体遗漏。气体压缩包装相比正常包装节约空间一倍,真空包装相比正常包装节约空间四倍,极大解决了垃圾存储空间以及环卫工人的劳动强度。
下面说明一下该机械手的动作过程,机械手处于竖直状态安装于垃圾袋送袋装置的出口处,当垃圾袋到达抓袋机构的时候,两个抓袋机构分别夹持在呈扁平状的垃圾袋的袋口的两端,然后机械手在第一齿轮11与第二齿轮啮合传动的作用下翻转90度为水平状态。使得垃圾袋的袋口位于垃圾投放口出。
气动吸盘抽气,吸住垃圾袋袋口的两侧,并且通过丝杠电机35驱动,使得两个第二安装板33向相互远离的方向移动,从而完成打开垃圾袋的动作。然后即可通过垃圾投放口向垃圾袋内投放垃圾。等到垃圾及废弃物达到设定重量或体积时由丝杠电机35驱动,第二安装板33相向移动,由封口机构进行垃圾袋封口,封口后气动吸盘停止抽气,使得气动吸盘放开垃圾袋的袋口。此时装满垃圾的垃圾袋即需要被收集到指定位置,丝杠电机35驱动使得封口机构张开,然后抓袋机构也松开,垃圾袋落入指定位置。
本发明还提供一种垃圾包装机,包含对垃圾进行粉碎的粉碎机构,对垃圾进行消毒的消毒仓,以及以上所述的机械手。经过粉碎结构处理的垃圾能顺利进入消毒和包装步骤,有助于后道消毒处理以及便于压缩,节约存储空间。
所述消毒仓中设有高温蒸汽消毒、次氯酸雾化消毒、紫外线照射消毒中的至少一种消毒方式。细菌和蚊蝇(幼虫,虫卵)则既可采用高温蒸汽消毒,也可采用雾化次氯酸消毒。紫外线消毒可保证垃圾箱长期使用不滋生细菌。消毒仓采取密闭空间消毒,高温蒸汽,雾化次氯酸和紫外线对人体无毒无害,可以放心使用。经过消毒的垃圾废弃物可以保证不再形成污染源。
通过该垃圾包装机实现了从传袋机构抓取垃圾袋,到垃圾袋装满垃圾并进行封口处理的全过程。并在垃圾包装的过程中对垃圾进行了破碎和消毒处理。
本实施例的垃圾包装机的基本外围尺寸长宽高为1米*1米*0.6米,包括位于上方的垃圾投放口,还包括用于传送垃圾袋的传袋机构300,该传袋机构300采用常用的辊轮传送的方式夹持多个连接的垃圾袋传送,由抓袋机构夹持住袋口并翻转把垃圾袋与后面的垃圾袋断开。设备内部有紫外线消毒灯为常亮状态。净重35公斤外左右,设有滚轮方便推行移动。外壳整体采用不锈钢材料,安全卫生。设备内部采用电控方式运行,放置地点有标准电源即可,方便快捷。
本发明还提供一种应用于垃圾包装机的机械手的使用方法,使用以上所述的机械手,进行以下步骤:
机械手转动使得抓袋机构位于传袋机构的垃圾袋的袋口的两端,抓袋机构动作夹持住袋口的两端;
机械手转动为水平状态,使得垃圾袋的袋口位于垃圾投放口出的下方;
气动吸盘抽气,并相背而行,使得垃圾袋袋口张开;
垃圾袋的重量达到设定的重量后,封口机构相向移动对垃圾袋进行封口,封口后气动吸盘停止抽气,使得气动吸盘放开垃圾袋的袋口;
封口机构相背移动,抓袋机构松开,使得垃圾袋落到收集位置。
需要说明的是,虽然本实施例是用于垃圾处理,但不排除可以用于其他物品装入包装袋并封口的应用情况。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种垃圾包装机的机械手,其特征在于,该机械手位于垃圾包装机的传袋机构和垃圾投放口之间,所述传袋机构用于从垃圾袋卷中拉取并传送垃圾袋,所述机械手可随转轴一同转动,该机械手包括:
一对抓袋机构,所述一对抓袋机构分别与转轴固定连接,且任一抓袋机构都包括固定爪、移动爪和直线驱动单元,所述移动爪由直线驱动单元驱动靠近或离开固定爪,一对抓袋机构同时夹紧或放松垃圾袋袋口的两端;
送袋机构,驱动所述机械手正向转动,使得抓袋机构位于传袋机构位置,且一对抓袋机构分别位于垃圾袋的袋口的两端;所述机械手反向转动,使得被抓袋机构夹持的垃圾袋的袋口位于垃圾投放口的下方;
张袋机构,包括可相向和相背移动的至少一对气动吸盘,所述一对气动吸盘分别位于垃圾袋的袋口的两侧,每个气动吸盘都具有与吸气泵连接的管路;
封口机构,包括可相向和相背移动的一对封口压板,所述一对封口压板分别位于垃圾袋的袋口的两侧,
送袋机构包括相互啮合的轴线平行的第一齿轮和第二齿轮,其中,第二齿轮与转轴同轴连接为一体,通过旋转电机驱动第一齿轮,使机械手转动至竖直状态,抓袋机构位于传袋机构位置,且一对抓袋机构分别位于垃圾袋的袋口的两端;和使机械手转动至水平状态,使得被抓袋机构夹持的垃圾袋的袋口位于垃圾投放口的下方。
2.根据权利要求1所述的机械手,其特征在于,
沿径向从转轴的两端分别延伸出第一安装板,一对抓袋机构对称地分别安装在对应的第一安装板上,对于任一抓袋机构,在第一安装板上延伸出两个平行的安装杆,在其中一个安装杆上安装有固定爪,在另一个安装杆上安装有移动爪和直线驱动单元,所述直线驱动单元的伸缩杆与移动爪固定连接。
3.根据权利要求2所述的机械手,其特征在于,
在每个第一安装板上都设置有沿第一安装板长度方向的条形槽,两个第二安装板平行地设置在第一安装板之间,且第二安装板的两端分别嵌入在对应的条形槽内,
并且,对应每个第一安装板,都设置有丝杠和与所述丝杠螺纹配合的移动块,每个丝杠沿第一安装板的长度方向设置,而移动块与第二安装板固定连接,丝杠的两端的螺纹旋向相反,通过丝杠电机驱动丝杠转动,从而使得两个第二安装板相向和相背移动,所述一对气动吸盘分别安装在第二安装板上。
4.根据权利要求3所述的机械手,其特征在于,
所述一对封口压板分别安装在第二安装板上。
5.根据权利要求4所述的机械手,其特征在于,
一对封口压板相对一侧的板面与对应侧的气动吸盘的盘面在同一平面上。
6.根据权利要求1所述的机械手,其特征在于,
还设置有重量传感器,用于检测装着垃圾的垃圾袋的重量。
7.根据权利要求2所述的机械手,其特征在于,所述安装杆为螺杆,所述安装杆通过螺纹旋合在所述第一安装板上,其螺帽位于外侧,其螺杆位于内侧,在螺杆上套有弹簧,所述固定爪和直线驱动单元通过螺纹连接在安装杆的螺杆上,通过转动安装杆在外侧的螺帽,使得固定爪和直线驱动单元在螺杆上移动,进而调节固定爪和移动爪与第一安装板之间的距离。
8.根据权利要求1所述的机械手,其特征在于,
还包括气体压缩模块或抽真空模块,在对垃圾袋进行压缩或抽真空后再进行封口处理。
9.一种应用于垃圾包装机的机械手的使用方法,其特征在于,使用权利要求1至8中任一项所述的机械手,进行以下步骤:
机械手转动使得抓袋机构位于传袋机构的垃圾袋的袋口的两端,抓袋机构动作夹持住袋口的两端;
机械手转动为水平状态,使得垃圾袋的袋口位于垃圾投放口出的下方;
气动吸盘抽气,并相背而行,使得垃圾袋袋口张开;
垃圾袋的重量达到设定的重量后,封口机构相向移动对垃圾袋进行封口,封口后气动吸盘停止抽气,使得气动吸盘放开垃圾袋的袋口;
封口机构相背移动,并且抓袋机构松开,使得垃圾袋落到收集位置。
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