CN113928844B - 顶空瓶内纸张自动夹取装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种顶空瓶内纸张自动夹取装置，包括底座、固定于底座上的支撑轴、设置于支撑轴上的滑座、滑配于所述滑座内的支架、固定在所述支架上的驱动机构及设置在所述滑座与支架之间用于调节驱动机构上下进给的操作杆；所述驱动机构正下方固定连接有夹取组件，所述夹取组件包括用于夹取试纸的钳爪及套接在钳爪上用于调节其开合程度的卡环，所述卡环内径小于顶空瓶瓶口内径，卡环外径大于顶空瓶瓶口的外径；所述底座上包括对应于所述夹取组件正下方设置的凹孔、活动铰接在底座顶部台面用于固定瓶颈的卡扣及固定设置在底座内部用于固定瓶身的固定机构；旨在解决现有从顶空瓶中取出卷状纸张的方式导致的效率低下，使用不便的技术问题。

Description

顶空瓶内纸张自动夹取装置

技术领域

本发明涉及卷烟包装纸张检测辅助装置技术领域，具体涉及一种顶空瓶内纸张自动夹取装置。

背景技术

在对卷烟包装纸（条、盒及框架纸）进行VOCs检测时，按照检测操作规程，先把印刷有油墨的纸张裁切成55×220mm的纸条，卷成直径小于瓶颈的筒状放入顶空瓶内，在瓶内加入1ml的三乙酸甘油酯，把顶空瓶密封后放入顶空进样器进行检测。

在检测完成后，为了节约生产成本，对顶空瓶进行再次利用，则需要把顶空瓶中的卷状烟用纸张取出，由于该纸张已松散成直径大于瓶颈的卷筒状，又缺乏配套工具，一般采用人工方式用手夹紧镊子进行旋转，同时向外拉，使纸张形成直径小于瓶颈的卷筒状，直至把纸张拉出。由于纸张表面含有三乙酸甘油酯，纸张表面较为光滑，在夹取纸张时，纸张与镊子之间容易打滑，同时由于人手容易疲劳，造成用力不均匀，在向外夹取纸张的过程中，纸张容易从镊子中脱落，有时还容易把纸张拉断，费时费力，取纸效率低，劳动强度大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种顶空瓶内纸张自动夹取装置，以解决现有人工从顶空瓶内取出卷状试纸的效率低下、劳动强度大的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种顶空瓶内纸张自动夹取装置，包括底座、固定于底座上的支撑轴、设置于支撑轴上的滑座、滑配于所述滑座内的支架、固定在所述支架上的驱动机构及设置在所述滑座与支架之间用于调节驱动机构上下进给的操作杆；所述驱动机构正下方固定连接有夹取组件，所述夹取组件包括用于夹取试纸的钳爪及套接在钳爪上用于调节其开合程度的卡环，所述卡环内径小于顶空瓶瓶口内径，卡环外径大于顶空瓶瓶口的外径；所述底座上包括对应于所述夹取组件正下方设置的安装孔、活动铰接在底座顶部台面用于固定瓶颈的卡扣及固定设置在底座内部用于固定瓶身的固定机构。

优选的，固定机构包括顶升件、传动杆、瓶身固定支架及拉伸杆；所述顶升件底部垂直固定在所述底座侧板上，其顶升端与所述传动杆活动铰接；所述瓶身固定支架左右对称设置，且其上均设有一个弧形夹板，所述弧形夹板对应设置形成顶空瓶瓶身固定夹具，瓶身固定支架一端分别与所述底座活动铰接，其另一端分别与传动杆和拉伸杆活动铰接；所述拉伸杆另一端与所述传动杆活动铰接。

优选的，所述传动杆与所述拉伸杆平行设置，以使所述瓶身固定支架同步运动。

优选的，所述滑座内沿竖直方向设有若干滚轮，所述滚轮与所述支架紧密贴合，以使所述支架滑动配合于所述滑座内。

优选的，所述驱动机构为正反转电机，且所述正反转电机上设有调速按钮。

优选的，所述弧形夹板上分别设有与其弧度相对应的橡胶保护垫，且在所述弧形夹板与橡胶保护垫中间固定设有压力传感器。

优选的，所述支架顶部设有限位块，以使所述限位块与滑座顶部接触时，所述钳爪距顶空瓶瓶底2~3mm。

优选的，所述钳爪内侧设置有防滑槽，以增大钳爪与试纸间的摩擦力。

与现有技术相比，本发明的主要有益技术效果在于：

1.本发明通过正反转驱动机构带动钳爪对试纸进行夹取，并通过卡环对钳爪的开合度控制来实现对纸张的夹紧度调节，通过电机的转动使卷状烟用试纸呈圆锥状从顶空瓶内被取出，大大提高工作效率，节省大量人力。

2.本发明顶空瓶固定机构通过顶升件与连杆机构的配合，实现对瓶身的自动夹紧与开合，防止牵拉试纸时造成瓶子的脱落，自动化程度高。

3.本发明在正反转驱动机构中设置调速按钮，可以调节其转速，操作方便、快捷。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图。

图2为本发明侧面结构示意图。

图3为本发明顶空瓶瓶身固定机构结构示意图。

图4为本发明钳爪与卡环配合结构示意图。

图5为本发明滑座的内部结构示意图。

图6为本发明顶空瓶内试纸端面形状示意图。

以上各图中，1为底座，2为支撑轴，3为滑座，4为支架，5为驱动机构，6为夹取组件，7为操作杆，8为限位块，9为固定卡扣，10为电动推杆，11为传动杆，12为拉伸杆，13为左瓶身固定支架，14为右瓶身固定支架，15为弧形夹板，16为顶空瓶，17为滚轮，18为钳爪，19卡环，20为试纸,21为电源开关，22调速按钮，23为正反转开关，24为铰座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

在本发明技术方案的描述中，需要理解的是，如涉及术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：一种顶空瓶内纸张自动夹取装置，参见图1至图2，包括底座1、垂直固定在底座1上的支撑轴2、通过旋紧螺栓可调节固定在所述支撑轴2上的滑座3、滑配于所述滑座3内的支架4、驱动机构5及操作杆7；

所述驱动机构5为固定在所述支架上的具有正反转功能的电机，所述正反转电机的外壳上设有电源开关21、调速按钮22；所述电源开关21可控制正反转电机的一键启动，调速按钮22分为一级和二级分别对应不同的电机转速，在进行试纸20夹取过程中，在一些试纸20填充密集、夹取困难的情况下，可通过调速按钮22快速实现电机的转速调节至二级，电机转速增大，试纸20被夹持的越紧，试纸20的卷曲直径越小，从而实现快速从顶空瓶内取出；所述正反转开关23的设置可以实现电机正反转的快速转变。

所述驱动电机的输出转轴上垂直固定连接夹取组件6，参见图4，所述夹取组件6包括与电机转轴同轴固定连接的钳爪18及套接在钳爪18上用于调节其张合程度的卡环19；所述钳爪18内侧设有防滑槽，以增大其夹取试纸20时的摩擦力，保证试纸20在夹取过程中不至于从钳爪18上脱落；所述卡环19套接在钳爪18的底部开口处，在钳爪18向下延伸至顶空瓶16瓶口处时，卡环19与瓶口接触，卡环19的内径设置为小于顶空瓶16瓶口的内径，卡环19的外径设置为大于顶空瓶16瓶口的外经，以使得当钳爪18继续向下延伸时，卡环19抵触在瓶口，钳爪18下窄上宽，卡环19通过在钳爪18上的位置移动控制其钳爪18的张开大小，当钳爪18向下延伸至离顶空瓶16瓶底2~3mm时，卡环19完全将钳爪18闭合并夹紧；所述卡环19选用尼龙材质制成，尼龙环具有机械强度高、韧性好的特性，有较强的抗拉、抗压强度，经多次反复屈折仍能保持原有的机械强度。

所述支架4包括固定驱动机构5的固定架及与所述滑座配合滑动的滑轨；所述固定架为两个，沿竖直方向设置在滑轨上，驱动机构5竖直固定在所述固定架内，防止驱动机构5在转动时产生的相对作用力，使其从支架4上脱落或者发生横向移动致使钳爪18与顶空瓶16发生碰撞，导致顶空瓶16损坏；所述滑轨滑配于所述滑座3内，且滑轨顶部设有限位块8，当限位块8与所述滑座3顶部接触时，所述支架4无法再向下移动，此时，钳爪18距离顶空瓶16瓶底2~3mm，限位块8的设定可以防止操作人员失误致使钳爪18与顶空瓶16瓶底产生碰撞，导致钳爪18和顶空瓶16受损。

所述滑座3通过紧固螺栓固定在支撑轴2上，参见图5，可以根据具体的顶空瓶型号、高度通过调节紧固螺栓的紧固程度，以调解滑座3在支撑轴2上的固定位置，满足不同规格顶空瓶16试纸夹取的使用要求；所述滑座3上沿所述支架4上的滑轨上下移动的方向上固定有若干滚轮17，所述滚轮17与所述滑轨相切紧密贴合，以使得滑轨上下移动调节时更加精确、稳定，滑轨与滚轮17之间摩擦力较小，调节时更加省力。

所述操作杆7底部通过转轴活动铰接在所述滑座3的一侧挡板上，参见图1至图2，操作杆7中部开设有滑槽段，通过限位螺栓穿过滑槽段并将其固定于支架4上，通过按压操作杆7顶部手柄，操作杆7以铰接在滑座上的转轴为原点，使限位螺栓在所述滑槽段内移动，从而带动支架4上的驱动机构5进行上下进给运动，且操作杆顶部手柄上设有控制电机正反转的控制正反转开关23，在夹取试纸20时，因为试纸20的卷曲方向不一致，有的为顺时针，有的为逆时针，因此需要电机实现不同方向的转动，正反转开关23可快速针对不同的试纸20旋向调节为对应的电机转向，大大提高工作效率。

所述底座1上对应于所述钳爪18的正下方设有顶空瓶安装孔、底座顶部台面上活动铰接有顶空瓶16瓶颈固定卡扣9及置于底座1内部的顶空瓶16瓶身固定机构；参见图1至图3，所述固定卡扣9由两个半圆形卡扣组合而成，且半圆形卡扣底部设有通孔，通过轴销穿设于所述通孔内，然后所述轴销活动铰接在所述底座1顶面对应设置的铰座24上，且在半圆形卡扣的弧形面上安装有橡胶保护垫，防止卡扣对顶空瓶的损坏，固定卡扣9固定于瓶颈处，防止瓶内试纸在转动取出时对瓶子产生向上牵引力导致瓶子脱离原固定位置；固定卡扣9在使用时，两个半圆形的卡扣向上翻转形成一个圆形的固定卡扣，在顶空瓶16取出时，两个半圆形卡扣向下翻转，贴合在底座顶部的台面上；所述瓶身固定机构包括电动推杆10、传动杆11、瓶身固定支架及拉伸杆12；所述电动推杆10底部垂直固定在所述底座1的一个侧板上，其顶升端活动铰接于传动杆11的一端，所述传动杆11为L型传动杆，可以分为与电动推杆10连接的主动段及与拉伸杆12连接的从动段，从动段与主动段连接处为过渡段；所述瓶身固定支架左右对称设置，且其上均设有一个弧形夹板15，两个弧形夹板15对应设置作为瓶身固定夹具，在两个弧形夹板15上设置有橡胶保护垫，且在弧形夹板15与橡胶保护垫中间固定设置有压力传感器，压力传感器选用欧路达压力测力传感器，选用型号AT8101，量程在10-500N，输出灵敏度为1.0±10%，，防护等级IP66，压力传感器与电动推杆10通过导线电性连接，压力传感器根据不同的顶空瓶型号设定有额定标压值，在弧形夹板15上的橡胶保护垫与瓶身接触并且压力值即将达到设定的标压值时，压力传感器将力转换为电信号传给电动推杆的PLC控制器，电动推杆10的PLC控制器立即控制推杆电机停止工作，避免顶空瓶16被夹碎。

所述瓶身固定支架的一端均垂直活动铰接在所述电动推杆10与底座1固定连接的侧板上，左瓶身固定架13的另一端与所述传动杆11过渡段活动铰接，右瓶身固定架14的另一端与拉伸杆12的一端活动铰接，拉伸杆12的另一端与所述传动杆11活动铰接，且为了使左右瓶身固定架同步向内或向外运动，所述拉伸杆12与所述传动杆11主动段相互平行设置；且传动杆11的主动段与瓶身固定架连接的角度大于90°，所述电动推杆10选用Luilec，产品型号为SXTL，材质为铝合金，使用24V普通电机，推杆速度为12mm/s，额定推力为100Kg；电动推杆10外部连接有控制器，接通电动推杆电源后，按下控制器上的伸出按钮，则电动推杆在其电机的推动下顶升端向外伸出时，传动杆11及拉伸杆12带动左右瓶身固定架同步向外运动，弧形夹板15张开；按下控制器上的收缩按钮，则电动推杆顶升端在其电机的拉力下向内收缩，传动杆11及拉伸杆12带动左右瓶身固定架同步向内运动，弧形夹板15收缩，夹紧瓶身。

实施例2：所述滑座3与支架4的滑轨还可以选用齿轮与齿槽相配合，通过在滑轨上设置一个滚动齿轮，所述滑座3内对应设置有与所述齿轮所对应的齿槽。

上述顶空瓶内纸张自动夹取装置的操作使用方法如下：将装有卷状试纸的顶空瓶放置在底座上的安装孔内，翻转底座顶部工作台面上的固定卡扣将顶空瓶瓶颈进行固定，底座内部瓶身固定机构控制电动推杆的顶升端收缩，使得瓶身固定夹具同时向内收缩，将瓶身进行固定，通过操作杆向下按压，使得驱动机构固定支架左右限位于滑座内向下移动，驱动机构随动于支架向下移动，钳爪向下延伸至瓶内时，卡环抵触在瓶口相对于钳爪向上移动，当支架顶部的限位块抵触在滑座顶部时，停止向下按压，此时，钳爪距离顶空瓶瓶底2~3mm，钳爪镊合试纸卷芯处，并通过卡环将两者紧密贴合，启动驱动机构上的电源开关，根据瓶内试纸旋向选择正转或反转，调节正反转电机转速，提拉操作杆，使试纸呈圆锥状从瓶内被取出。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明构思的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，或者是对相关部件、结构及材料进行等同替代，从而形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (8)

1.一种顶空瓶内纸张自动夹取装置，其特征在于，包括底座、固定于底座上的支撑轴、设置于支撑轴上的滑座、滑配于所述滑座内的支架、固定在所述支架上的驱动机构及设置在所述滑座与支架之间用于调节驱动机构上下进给的操作杆；所述驱动机构正下方固定连接有夹取组件，所述夹取组件包括用于夹取试纸的钳爪及套接在钳爪上用于调节其开合程度的卡环，所述卡环内径小于顶空瓶瓶口内径，卡环外径大于顶空瓶瓶口的外径；所述底座上包括对应于所述夹取组件正下方设置的安装孔、活动铰接在底座顶部台面用于固定瓶颈的卡扣及固定设置在底座内部用于固定瓶身的固定机构；

所述固定机构包括电动推杆、传动杆、瓶身固定支架及拉伸杆；所述电动推杆顶升端与所述传动杆对应活动铰接；所述瓶身固定支架左右对称设置，且其上均设有一个弧形夹板，所述弧形夹板对应设置形成顶空瓶瓶身固定夹具；在两个所述弧形夹板上分别对应设置有压力传感器，所述压力传感器与所述电动推杆通过导线与控制器电性连接，所述控制器控制所述电动推杆的顶升端向外伸出时，所述传动杆及所述拉伸杆带动左右瓶身固定支架同步向外运动，弧形夹板张开；所述控制器控制所述电动推杆的顶升端向内收缩时，所述传动杆及所述拉伸杆带动左右瓶身固定支架同步向内运动，弧形夹板收缩，夹紧瓶身。

2.根据权利要求1所述的顶空瓶内纸张自动夹取装置，其特征在于，所述电动推杆底部垂直固定在所述底座的侧板上，所述两瓶身固定支架一端分别与所述底座活动铰接，其另一端分别与传动杆和拉伸杆活动铰接；所述拉伸杆另一端与所述传动杆活动铰接。

3.根据权利要求2所述的顶空瓶内纸张自动夹取装置，其特征在于，所述传动杆与所述拉伸杆平行设置，以使所述瓶身固定支架同步运动。

4.根据权利要求1所述的顶空瓶内纸张自动夹取装置，其特征在于，所述滑座内沿竖直方向设有若干滚轮，所述滚轮与所述支架紧密贴合，以使所述支架滑动配合于所述滑座内。

5.根据权利要求1所述的顶空瓶内纸张自动夹取装置，其特征在于，所述驱动机构为正反转电机，且所述正反转电机上设有调速按钮。

6.根据权利要求2所述的顶空瓶内纸张自动夹取装置，其特征在于，所述弧形夹板上分别设有与其弧度相对应的橡胶保护垫，且在所述弧形夹板与橡胶保护垫中间固定设有压力传感器。

7.根据权利要求1所述的顶空瓶内纸张自动夹取装置，其特征在于，所述支架顶部设有限位块，以使所述限位块与滑座顶部接触时，所述钳爪距顶空瓶瓶底2~3mm。

8.根据权利要求1所述的顶空瓶内纸张自动夹取装置，其特征在于，所述钳爪内侧设置有防滑槽，以增大钳爪与试纸间的摩擦力。

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