CN113753590A - 一种分盒装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分盒装置，包括螺杆，机架以及驱动组件，螺杆可转动地固定于机架上，驱动组件与机架连接，驱动组件被配置为驱动螺杆围绕轴部转动，螺杆表面设置有不等距螺纹，堆叠状态的料盒的筋边与螺纹接触，并在螺纹的作用力下，实现料盒的分离。还包括传输机构，传输机构被设置于第一支撑板上，传输机构被配置为将处于分离状态的料盒输送离开分盒装置。本发明具有对场地依赖小、结构简单，分盒效率高，制造成本低等优势。

Description

一种分盒装置

技术领域

本发明涉及空箱收集及拆箱自动化领域，尤其涉及一种分盒装置。

背景技术

近年来，随着物流、仓储自动化行业的高速发展，在物流仓储过程中，料盒是最常用的物品之一。为了减小料盒所占的体积，通常将料盒设计为可堆叠的样式。以便批量储存、管理料盒，提高空间利用率和工作效率。

然而，在料盒使用时必须处在分离的状态。即，在使用之前必须将料盒从堆叠状态分离。因此在需要的场景下，可能由人工负责分盒，也可能采用分盒装置。尤其在需要频繁堆叠、分盒的场景下，如仓库、安检、物流，自动分盒装置更是提高效率所必须的设备。

在现有技术中，已经存在多种自动分盒装置。目前采用的分盒装置大都基于气缸或者电缸，通过气缸或电缸提供的动力，通过机械装置将处于堆叠状态的料盒分离。但是，基于气缸或电缸的自动分盒装置，由于其动力来源的限制，导致整个分盒装置存在一些缺陷。

基于气缸的自动分盒装置，在安装场地附近必须配有气源，而气源和管道路径通常在场地装修时就已经确定，不能随意更改。因此自动分盒装置的位置也无法随意设置。导致在一些没有预留气源和管道的场地中无法设置该装置，也无法将该装置移动到更合理的位置。此外，基于气缸动力的自动分盒装置，在使用时无法避免气缸产生的噪音，因此不适合一些室内的人员较多的场景，降低用户体验。

基于电缸的自动分盒装置，通常需要配合相应的控制模块，将电缸的动力转化为机械装置分盒的动力。因此其成本高，此外电缸所需的安装空间也很大。

目前，无论是基于气缸还是电缸的自动分盒装置，由于是一个一个地分离料盒，因此都存在能效低、功率损失严重、分盒效率低下等问题。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种自动分盒装置，该装置需要满足没有噪音、成本低、分盒效率高等要求。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是，如何降低自动分盒装置的噪音、安装空间、成本，去除能源限制，并提升分盒效率。

因此，本申请提供了一种分盒装置，包括螺旋机构，所述螺旋机构表面设置有不等距的螺纹，所述螺纹与堆叠状态的料盒的筋边接触，并被配置为能够随着所述螺旋机构的转动向所述料盒施加轴向的作用力，以实现所述料盒的分离。

进一步地，所述螺旋机构为螺杆，所述螺纹沿所述螺杆的轴向方向布置，所述螺纹的螺距连续变化。

进一步地，位于所述螺杆的上端的螺距，大于位于所述螺杆的下端的螺距。

进一步地，位于所述螺杆的下端的螺距，大于位于所述螺杆的上端的螺距。

进一步地，所述螺纹的最小螺距，小于等于所述堆叠状态下的盒子之间的相对高度差。

进一步地，包括多根螺杆，所述多根螺杆平行设置。

进一步地，所述多根螺杆中的每一根被设置为具有相同的初始角度。

进一步地，所述螺杆被设置为绕自身的轴部转动。

进一步地，所述多根螺杆包括第一螺杆、第二螺杆、第三螺杆和第四螺杆，其中，所述第一螺杆与所述第二螺杆被设置于所述分盒装置的第一侧，所述第三螺杆与所述第四螺杆被设置于所述分盒装置的与所述第一侧相对的第二侧，所述第一螺杆与所述第二螺杆的转动方向相反，所述第三螺杆与所述第四螺杆的转动方向相反。

进一步地，所述多根螺杆包括第一螺杆、第二螺杆和第三螺杆，其中，所述第一螺杆与所述第二螺杆被设置于所述分盒装置的第一侧，所述第三螺杆被设置于所述分盒装置的与所述第一侧相对的第二侧，所述第一螺杆与所述第二螺杆的转动方向相反。

进一步地，还包括机架以及驱动组件，所述螺杆可转动地固定于所述机架上，所述驱动组件与所述机架连接，所述驱动组件被配置为驱动所述螺杆围绕所述轴部转动。

进一步地，所述机架包括第一支撑板、第二支撑板以及立柱，所述立柱设置于所述第一支撑板与所述第二支撑板之间，使得所述第一支撑板与所述第二支撑板平行设置，所述螺杆的第一端与所述第一支撑板连接，所述螺杆的第二端与所述第二支撑板连接。

进一步地，所述第二支撑板的中部设置有用于供通过料盒的开口，所述第一螺杆、所述第二螺杆和所述第三螺杆通过轴承座与所述第二支撑板连接。

进一步地，所述第一支撑板上设置有轴承套，所述第一螺杆、所述第二螺杆和所述第三螺杆通过所述轴承套与所述第一支撑板连接。

进一步地，所述驱动组件包括驱动机、同步带、同步带轮，所述驱动机与所述同步带轮均与所述第一支撑板连接。所述驱动机与所述同步带轮通过所述同步带连接。

进一步地，至少包括第一同步带轮、第二同步带轮以及第三同步带轮，所述第一同步带轮、所述第二同步带轮以及所述第三同步带轮通过所述轴承套分别与所述第一螺杆、所述第二螺杆、所述第三螺杆对应地连接。

进一步地，所述第一同步带轮、所述第二同步带轮以及所述第三同步带轮的外径相同。

进一步地，所述第一同步带轮与所述第二同步带轮的转动方向相反。

进一步地，还包括传输机构，所述传输机构被设置于所述第一支撑板上，所述传输机构被配置为将处于分离状态的所述料盒输送离开所述分盒装置。

进一步地，所述输送机构包括滚轴式传送带。

与现有技术相比，本发明至少具备以下技术效果：

1、对气源和管道配置没有要求，没有场地依赖性，也没有噪音；

2、没有大型的机械机构，结构简单，总体积很小，成本低；

3、组成装置的配件都很容易实现拆卸，对于易消耗的部件容易实现修理或替换；

4、同时对多个料盒进行分离操作，效率高；

5、每一个料盒分离后的相对高度差由螺杆的螺距决定，运行稳定，偏差小。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本申请的一个实施例的螺旋机构示意图；

图2是本申请的一个实施例的总体结构示意图；

图3是本申请的一个实施例的正视图；

图4是本申请的一个实施例的俯视图；

图5是本申请的一个实施例中，第一螺杆与第二螺杆的装配示意图；

图6是本申请的一个实施例中，第一螺杆与第二螺杆的结构示意图；

图7是本申请的一个实施例中，驱动机构的结构示意图；

图8是本申请的一个实施例中，料盒分离的效果示意图；

图9是本申请的另一个实施例的总体结构示意图；

图10是本申请的另一个实施例的俯视图；

图11是本申请的另一个实施例中，驱动机构的结构示意图；

其中，1-螺旋机构，101-螺纹端部，102-轴部，2-机架，3-立柱，4-第一支撑板，5-驱动组件，6-传输机构，7-第一螺杆，8-第二螺杆，9-轴承座，10-电机，11-同步带轮，12-同步带，13-第二支撑板，14-轴承套。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

在本申请中，料盒指的是常用的物品容纳盒，料盒的筋边具体指料盒顶部边缘向四周突出的部分。料盒的堆叠状态具体指两个或以上的料盒呈上下放置，相邻料盒之间的相对高度差小于料盒自身的厚度，因此无法保持其中一个料盒静止的前提下，使另一个料盒进行水平方向的移动。料盒的分离状态是指，相邻料盒之间的相对高度大于等于料盒自身的厚度，因此能够在保持其中一个料盒静止的前提下，使另一个料盒进行水平方向的移动，从而可以将该料盒水平传输离开分盒装置。

本申请中所提及的“上”与“下”指的是自然重力下的上和下方向。

实施例1：

如图1所示为本发明中螺旋机构1的结构示意图。本发明采用的螺旋机构1总体呈圆柱形，图1为螺旋机构1的轴向视图。螺旋机构1包括螺纹与轴部102，在轴向视图中，螺纹的端部如螺纹端部101所示，当螺旋机构1围绕自身的轴部102转动时，螺纹端部101同样围绕轴部102转动。在一些实施例中存在多个螺旋机构1，在本申请中提到螺旋机构1被设置为初始角度相同时，即指每一个螺旋机构1的螺纹端部101均处于相同的位置。

如图2-4所示为本发明一个实施例的结构示意图，其中，图2为总体示意图，图3为正视图，图4为俯视图。在本实施例中，包括机架2。机架2的底部包括第一支撑板4，第一支撑板4上设置有四根立柱3。立柱3垂直于第一支撑板4设置，立柱3的一端与第一支撑板4固定连接，另一端与第二支撑板13固定连接，且每一根立柱3与第一支撑板4、第二支撑板13的连接位置相同，使得第一支撑板4、第二支撑板13平行设置。第一支撑板4、第二支撑板13与立柱3构成了机架2的主要结构。在其他实施例中，立柱3的数量不是固定的，只需满足将第一支撑板4与第二支撑板13平行设置的要求即可。

第二支撑板13并非是一个完整的平面，而是具有供料盒通过的开口。因此第二支撑板13的总体形状呈“口”字形。在本实施例中，堆叠状态的料盒由上而下通过第二支撑板13的开口，并被分离。在其他实施例中，堆叠状态的料盒也可以由下而上通过该开口，而达到类似的分离效果。

第一支撑板4上设置有传输机构6。料盒在达到分离状态以后，通过传输机构6传送出本装置。在本实施例中，传输机构6优选为滚轴式传送带。在其他实施例中，传输机构6也可以是其他形式的传送机构，只要能达到将分离后的料盒传送出本装置的技术效果即可。

在第一支撑板4与第二支撑板13之间还设置有多个螺旋机构1，在本实施例中，螺旋机构1优选为螺杆，螺旋机构1与立柱3呈平行设置，分别与第一支撑板4、第二支撑板13连接。特别地，螺旋机构1的一端与第二支撑板13通过轴承座9连接，使得螺旋机构1与第二支撑板13保持位置不变的前提下，同时可绕自身的轴部102(如图1所示)转动。料盒的筋边与螺旋机构1的螺纹接触，特别地，每两道螺纹之间，只容纳一个料盒的筋边。随着螺旋机构1的转动，其螺纹向下运动。在螺纹的作用力下，料盒的筋边也受力向下运动。在其他一些实施例中，螺旋机构1也可以是其他形式的带螺纹的结构，且其设置方向也没有必要是竖直的，只要随着螺旋机构1的转动，其螺纹能够带动料盒筋边运动即可得到相同的技术效果。

本实施例中还包括驱动组件5。驱动组件5包括电机10、同步带轮11以及同步带12组成。在其他实施例中，电机10也可以是用其他能量形式驱动的驱动机。每一个螺旋机构1均与同步带轮11连接，在同步带12的联动下，保持相同转动角速率。在本实施例中，电机10布置于第一支撑板4的上表面，多个同步带轮11布置于第一支撑板4的下表面。在其他实施例中，电机10或同步带轮11也可以布置在其他位置，同样可以起到带动螺旋机构1同步转动的技术效果。

在图2-图4中特别标识出了第一螺杆7与第二螺杆8作为本实施例中螺旋机构1的特例。如图5所示，第一螺杆7与第二螺杆8均通过轴承座9与第二支撑板13连接，并通过轴承套14与第一支撑板4连接。并能在保持其位置相对于第一支撑板4与第二支撑板13的前提下，围绕其自身的轴部102转动。如图6所示，布置于第一支撑板4下面的同步带轮11，同样与轴承套14连接，使得当同步带轮11被同步带12带动转动时，同时能够带动第一螺杆7和第二螺杆8转动。第一螺杆7与第二螺杆8具有相同的结构，以图6所示为例，其螺距并不是沿轴向维持不变的，而是由上向下逐渐增大。特别地，在本实施例中，H1、H2与H3优选为H1＝101mm；H2＝122mm；H3＝144mm。由于螺距在转动的过程中逐渐变大，料盒的筋边在螺纹的作用力下向下运动，同时被迫增大料盒之间的相对高度，当料盒之间的相对高度大于料盒自身的高度时，料盒即从堆叠状态被改变为分离状态。

在本实施例中，第一螺杆7与第二螺杆8的初始角度被设置为相同，但是转动方向与螺纹的分布方向被设置为相反。尽管将第一螺杆7与第二螺杆8的转动方向设置为相同，也能够增大料盒之间的相对高度，但是螺纹在产生向下的分离料盒的作用力的同时，还会产生周向的摩擦力，对于料盒而言，会受到水平方向上的摩擦力。当第一螺杆7与第二螺杆8的转动方向相同时，两个螺杆对料盒产生方向相同的水平方向摩擦力，使得料盒无法保持原来的位置，而产生水平方向的移动。因此本实施例中优选地将第一螺杆7与第二螺杆8的转动方向设置为相反，从而两个螺杆对料盒产生的水平方向的作用力大小相等，方向相反，避免了料盒产生水平移动。同时，第一螺杆7与第二螺杆8的螺距分布相同，但螺纹的转动方向相反，以此保证在同速率但反方向的转动过程中，螺纹下降的速率保持同步，因此料盒在分离过程中是保持水平的。在其他一些实施例中，第一螺杆7与第二螺杆8的转动速率也可以不一样，或尽管转动速率相同，但不采用完全相同的螺距分布。尽管这样无法保证料盒在分离过程中的水平状态，但对于堆叠状态未装货物的料盒来说，也能满足分盒的技术效果。

本实施例中，设置了两组第一螺杆7与第二螺杆8，其位置分布如图4所示，两组第一螺杆7与第二螺杆8分别位于装置的两侧，图4中的箭头方向为传输机构6的运动的可选方向。两组第一螺杆7与第二螺杆8布置的位置平行于传输机构6的传输方向，因此不会阻挡分离后的料盒被传输离开本装置。本实施例的优势在于，两组螺杆分别互相反向转动，对料盒产生的水平方向的摩擦力为0，因此料盒运动稳定性高。此外两组螺杆的设置使得本装置能够产生足够大的分盒作用力，以适用于分离堆叠较紧的料盒。

如图7所示，为本实施例的仰视图，因此展示了驱动组件5的主要结构。其中电机10在本实施例中是布置在第一支撑板4的上表面，因此未能在图7中示出。本实施例中，在第一支撑板4的下表面，布置了九个同步带轮11，均由同步带12连接。每个同步带轮11的外径相同，因此在电机10的带动下，所有九个同步带轮11的转动角速率是相同的。其中第一螺杆7与第二螺杆8所连接的同步带轮11，其转动方向相反。

如图8所示，为料盒在本装置的分离过程中，相对高度差的示意图。其中，h5为料盒自身的高度，优选为100mm。本实施例中料盒由上而下的相对高度差分别优选为：h1:＝59mm；h2＝90mm；h3＝92mm；h4＝96mm；当料盒运动到图8中h4所示的下限高度时，料盒之间的相对高度差已经超过100mm了，即料盒已经不再是堆叠状态，而成为分离状态。

本实施例的工作原理具体为，将堆叠状态的料盒从上方放入第二支撑板13的开口内，由于料盒的装载部的水平尺寸略小于四根螺杆所谓的面积，而料盒的筋边的尺寸略大于四根螺杆所围的面积，因此第一个料盒(堆叠状态的最下方一个料盒)的筋边会“挂”在螺杆的螺纹上。随着螺杆的转动，螺杆的螺纹向下运动，堆叠状态的料盒随着螺纹向下移动。当其中的一根螺杆转动一周时(四根螺杆的转动角速率相同，因此均转动了一周)，由于螺距的适当设置，螺杆的螺纹端部得以进入第一个料盒的筋边上方与第二个料盒的筋边下方的空间。随着螺杆的转动，螺距越向下越大，迫使两个相邻料盒之间的相对高度增加。当两个相邻料盒之间的相对高度大于等于料盒自身的高度时，第一个料盒即从堆叠状态变成了分离状态。

实施例2：

图9-图11为本申请的另一个实施例的结构示意图。与前述实施例不同的是，本实施例仅采用了3个螺旋机构1。除了第一螺杆7与第二螺杆8以外，在另一侧仅设置一个螺杆。这样设置的好处是，减少了一个螺杆的设置，同时也减少了驱动机构5中同步带轮11的数量，使得结构进一步简化，在保证料盒能够平稳分离的前提下，进一步降低生产装配成本。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (20)

1.一种分盒装置，包括螺旋机构，其特征在于，所述螺旋机构表面设置有不等距的螺纹，所述螺纹与堆叠状态的料盒的筋边接触，并被配置为能够随着所述螺旋机构的转动向所述料盒施加轴向的作用力，以实现所述料盒的分离。

2.如权利要求1所述的分盒装置，其特征在于，所述螺旋机构包括螺杆，所述螺纹沿所述螺杆的轴向方向布置，所述螺纹的螺距连续变化。

3.如权利要求2所述的分盒装置，其特征在于，位于所述螺杆的上端的螺距，大于位于所述螺杆的下端的螺距。

4.如权利要求2所述的分盒装置，其特征在于，位于所述螺杆的下端的螺距，大于位于所述螺杆的上端的螺距。

5.如权利要求4所述的分盒装置，其特征在于，所述螺纹的最小螺距，小于等于所述料盒在堆叠状态下的相对高度差。

6.如权利要求5所述的分盒装置，其特征在于，包括多根螺杆，所述多根螺杆平行设置。

7.如权利要求6所述的分盒装置，其特征在于，所述多根螺杆中的每一根被设置为具有相同的初始角度。

8.如权利要求7所述的分盒装置，其特征在于，所述多根螺杆中的每一根被设置为绕自身的轴部转动。

9.如权利要求8所述的分盒装置，其特征在于，所述多根螺杆包括第一螺杆、第二螺杆、第三螺杆和第四螺杆，其中，所述第一螺杆与所述第二螺杆被设置于所述分盒装置的第一侧，所述第三螺杆与所述第四螺杆被设置于所述分盒装置的与所述第一侧相对的第二侧，所述第一螺杆与所述第二螺杆的转动方向相反，所述第三螺杆与所述第四螺杆的转动方向相反。

10.如权利要求8所述的分盒装置，其特征在于，所述多根螺杆包括第一螺杆、第二螺杆和第三螺杆，其中，所述第一螺杆与所述第二螺杆被设置于所述分盒装置的第一侧，所述第三螺杆被设置于所述分盒装置的与所述第一侧相对的第二侧，所述第一螺杆与所述第二螺杆的转动方向相反。

11.如权利要求10所述的分盒装置，其特征在于，还包括机架以及驱动组件，所述螺杆可转动地固定于所述机架上，所述驱动组件与所述机架连接，所述驱动组件被配置为驱动所述螺杆围绕所述轴部转动。

12.如权利要求11所述的分盒装置，其特征在于，所述机架包括第一支撑板、第二支撑板以及立柱，所述立柱设置于所述第一支撑板与所述第二支撑板之间，使得所述第一支撑板与所述第二支撑板平行设置，所述螺杆的第一端与所述第一支撑板连接，所述螺杆的第二端与所述第二支撑板连接。

13.如权利要求12所述的分盒装置，其特征在于，所述第二支撑板的中部设置有用于供所述料盒通过的开口，所述第一螺杆、所述第二螺杆和所述第三螺杆通过轴承座与所述第二支撑板连接。

14.如权利要求13所述的分盒装置，其特征在于，所述第一支撑板上设置有轴承套，所述第一螺杆、所述第二螺杆和所述第三螺杆通过所述轴承套与所述第一支撑板连接。

15.如权利要求14所述的分盒装置，其特征在于，所述驱动组件包括驱动机、同步带、同步带轮，所述驱动机与所述同步带轮均与所述第一支撑板连接。所述驱动机与所述同步带轮通过所述同步带连接。

16.如权利要求15所述的分盒装置，其特征在于，至少包括第一同步带轮、第二同步带轮以及第三同步带轮，所述第一同步带轮、所述第二同步带轮以及所述第三同步带轮通过所述轴承套分别与所述第一螺杆、所述第二螺杆、所述第三螺杆对应地连接。

17.如权利要求16所述的分盒装置，其特征在于，所述第一同步带轮、所述第二同步带轮以及所述第三同步带轮的外径相同。

18.如权利要求17所述的分盒装置，其特征在于，所述第一同步带轮与所述第二同步带轮的转动方向相反。

19.如权利要求18所述的分盒装置，其特征在于，还包括传输机构，所述传输机构被设置于所述第一支撑板上，所述传输机构被配置为将处于分离状态的所述料盒输送离开所述分盒装置。

20.如权利要求19所述的分盒装置，其特征在于，所述输送机构包括滚轴式传送带。

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