CN114291334B - 一种自动扣盖充气装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动扣盖充气装置及方法，其中装置包括盒体移位模块和扣盖充气模块。盒体移位模块用于将盒体从盒体供应位置移动至扣盖充气位置，并在扣盖及充气完成后将水产品包装盒从扣盖充气位置移出。扣盖充气模块包括吸附装置、充气管和移位装置。吸附装置包括依次相连的吸盘、吸气管和真空泵，吸盘用于在盒盖供应位置吸附盒盖，在扣盖充气位置释放盒盖。充气管用于在盒盖扣合后向进气单向阀充气。移位装置包括能够移动位置的移动台，吸盘和充气管安装于移动台上。本发明能够将盒盖自动扣在杀菌后的盒体上并充气，形成水产品包装盒，整个过程无需人工操作，提高了生产效率，降低了成本，避免了人工干预可能造成污染的风险。

Description

一种自动扣盖充气装置及方法

技术领域

本发明涉及自动化水产品保鲜包装技术领域，特别是涉及一种自动扣盖充气装置及方法。

背景技术

我国水产品产量大，资源繁多。但由于加工后的水产品易腐败、冷链物流环节多、耗时长，所以常用气调包装的包装形式来对水产品进行保鲜储运。现在水产品加工厂家一般采用流水线紫外光照或喷药的杀菌方式，所以，杀菌后的原料包装盒都是敞口的。为了防止运输过程中出现二次污染，延长水产品的货架期，多采用人工扣盖手动插管充气的方式包装水产品。此类包装方法大大提高了人工成本，且生产效率低下。

申请号为“202111155102.7”名称“应用于无人冷库的水产品自动装盒设备及方法”的发明专利公开了一种自动化生蚝装盒装置，包括主机架，主机架的顶部设置有包装盒输送带；副支架设置于主机架顶部的一侧，且副支架的顶部设置有生蚝输送带；上料斗设置于副支架上，且位于生蚝输送带的出料端；上料斗底部设置有第一感应器，顶部设置有第二感应器，且顶端低于生蚝输送带；中控箱内设置有PLC控制器；PLC控制器的第一输入端与第一感应器电连接，第二输入端与第二感应器电连接，且PLC控制器的第一输出端和第二输出端均与生蚝输送带和包装盒输送带电连接；封盖组件设置于包装盒输送带的出料端。能够实现将定量个数的生蚝依次装入到不同的包装盒中。此专利包括的封盖组件仅能在特定斜坡挡板限制盒盖成垂直状态下通过封盖轮推动盖上盒盖，无法实现密封，大大降低了包装盒的保鲜效果。

因此人们亟需一种结构简单、操作便捷以及成本低的自动扣盖充气装置及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动扣盖充气装置及方法，自动将盒盖扣在杀菌后的盒体上并充气，形成水产品包装盒。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种自动扣盖充气装置，用于将具有进气单向阀和出气单向阀的盒盖扣在盒体上，形成水产品包装盒，并对所述水产品包装盒进行充气，包括：

盒体移位模块，用于将所述盒体从盒体供应位置移动至扣盖充气位置，并在扣盖及充气完成后将所述水产品包装盒从所述扣盖充气位置移出；

扣盖充气模块，包括吸附装置、充气管和移位装置；所述吸附装置包括依次相连的吸盘、吸气管和真空泵，所述吸盘用于在盒盖供应位置吸附所述盒盖，在所述扣盖充气位置释放所述盒盖；所述充气管用于在所述盒盖扣合后向所述进气单向阀充气；所述移位装置包括能够移动位置的移动台，所述吸盘和所述充气管安装于所述移动台上；所述移位装置用于在所述盒盖供应位置使所述吸盘接触所述盒盖、使所述充气管对准所述进气单向阀，在所述扣盖充气位置使所述盒盖扣在所述盒体上。

优选地，所述吸附装置还包括缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的两端分别连接所述移动台和所述吸盘；所述吸盘在所述盒盖供应位置吸附所述盒盖时，所述充气管与所述进气单向阀对接；

所述移动台包括底板和安装板，所述底板和所述安装板通过第一紧固组件可拆卸式固定相连；所述底板和所述安装板上分别设有第一槽体和第二槽体，所述第一紧固组件穿过所述第一槽体和所述第二槽体，并能沿所述一槽体和所述第二槽体滑动；所述吸气管通过第二紧固组件安装于所述安装板上，所述吸盘与所述吸气管相连。

优选地，还包括用于向所述盒盖供应位置供应所述盒盖的盒盖供应模块，所述盒盖供应模块包括：

盒盖暂存筒，用于容纳堆叠放置的所述盒盖，所述盒盖暂存筒的侧壁设有盒盖进口，所述盒盖暂存筒的底部设有盒盖出口；

进料槽，与所述盒盖进口相连且至少部分为倾斜段，以向所述盒盖暂存筒内输送所述盒盖；

出料槽，一端位于所述盒盖出口下方，另一端作为所述盒盖供应位置，且所述出料槽至少位于所述盒盖出口下方的部分为倾斜段，以将所述盒盖出口处掉落的所述盒盖引导至所述盒盖供应位置；

弹片，安装于所述盒盖暂存筒上且部分遮挡所述盒盖出口，以支撑所述盒盖暂存筒底部的所述盒盖，并能够移位和弹性复位；

下压装置，用于将所述盒盖暂存筒内堆叠放置的所述盒盖下压；所述下压装置包括压片和压片驱动装置；所述压片沿横向穿过所述盒盖暂存筒且能够上下移动，以下压下方的所述盒盖，所述盒盖暂存筒上设有供所述压片穿过的孔或槽；所述压片驱动装置与所述压片相连，用于驱动所述压片上下移动；

其中，所述盒盖上用于和所述弹片滑动接触的部位，上部和/或下部向内收缩。

优选地，所述压片为“几”字形，包括一个横片、两个竖片和两个翼片，所述横片穿过所述盒盖暂存筒上对应的孔或槽，两个所述竖片的上端分别与所述横片的两端固定相连，两个所述翼片分别与两个所述竖片的下端固定相连；两个所述压片驱动装置分别与两个所述翼片相连并同步动作，使两个所述翼片同步上升或下降；当两个所述翼片下降时，带动所述横片下压所述盒盖暂存筒内的所述盒盖。

优选地，所述盒体移位模块包括：

第一限位结构，用于将处于输送过程中的所述盒体在所述盒体供应位置拦停；

压力传感开关，安装于所述第一限位结构的第一侧，用于在接触所述盒体时发出电信号；

第一推动组件，包括第一底板和第一推动装置；所述第一推动装置用于在所述压力传感开关发出电信号后，将所述盒体供应位置的所述盒体推动至所述扣盖充气位置，所述第一底板用于在所述第一推动装置推动所述盒体时承托所述盒体；

第二限位结构，用于在所述第一推动装置推动所述盒体时，将所述盒体拦停在所述扣盖充气位置；

第一输送装置，用于将所述盒体由所述扣盖充气位置输送至下料位置，所述扣盖充气位置和所述下料位置分别位于所述第一限位结构的第一侧和第二侧；

第二推动组件，包括第二底板和第二推动装置，所述第二推动装置用于将所述盒体从所述下料位置推出所述第一输送装置，所述第二底板用于在所述第二推动装置推动所述盒体时承托所述盒体。

优选地，所述第一输送装置包括第一架体，所述第一底板、所述第二底板和所述第一限位结构的第一端均与所述第一架体铰接。

优选地，还包括第二输送装置，所述第二输送装置用于将所述盒体输送至所述盒体供应位置，以及承接并继续输送从所述下料位置推出的所述水产品包装盒；所述第二输送装置与所述第一输送装置平行，所述第二输送装置包括第二架体，所述第一底板、所述第二底板和所述第一限位结构的第二端均放置于所述第二架体上。

优选地，还包括能够调节高度的移动基台，所述盒体移位模块和所述扣盖充气模块均安装于所述移动基台上。

本发明还公开了一种自动扣盖充气方法，使用上述的自动扣盖充气装置，包括如下步骤：

S1：第二输送装置沿X轴正方向将装好水产品的盒体运输到盒体供应位置，第一限位结构将盒体拦停在盒体供应位置，第一限位结构上的压力传感开关触发；

S2：第一推动装置沿Y轴正方向伸出距离y，然后再沿Y轴负方向缩回距离y，在缩回过程中将盒体从盒体供应位置勾回至扣盖充气位置，第二限位结构将盒体拦停在扣盖充气位置；

S3：在吸盘初始位置，吸盘接触盒盖，充气管对准盒盖上的进气单向阀，真空泵工作，使吸盘吸附盒盖；

S4：移位装置先沿Z轴正方向运行距离z₁，接着沿X轴正方向运行距离x，将吸盘移动至扣盖充气位置的盒体正上方；

S5：移位装置带动吸盘沿Z轴负方向运行距离z₂，将盒盖扣在盒体上，形成水产品包装盒，此时充气管与进气单向阀对接；

S6：充气管向水产品包装盒内充入配比好的保鲜气体，充气时间为t_ij，充气完成后真空泵停止工作，移位装置使吸盘与盒盖分离，移位装置返回吸盘初始位置；

S7：第一输送装置运行，将水产品包装盒从扣盖充气位置运输到下料位置，第二推动装置将盒体从下料位置推动至第二输送装置上；

其中，X轴、Y轴和Z轴中的任意两个相互垂直，Z轴正方向竖直向上；a≤y≤b，c≤z₁≤d，z₂＝z₁-c，x为吸盘初始位置与扣盖充气位置之间距离在X轴上的投影，a为第一输送装置与第二输送装置之间的距离，b为第一推动装置的最大行程，c为盒体高度，d为移位装置沿Z轴的最大行程。

优选地，对于步骤S6中的充气过程，充入气体的类型、比例以及充气时间需要根据以下公式进行计算，具体包括：

根据公式

计算体积优选系数μ，其中V₁为水产品包装盒内水产品的体积；V₂为水产品包装盒的容积；

再选好特定的比例的混合气体，根据公式

计算具体充气时间，其中，n为正整数；i为二氧化碳比例；j为氮气比例；p为充入气体的压力；T为充入气体的温度；T₁为充气设备的运行温度。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的自动扣盖充气装置在使用时，自动将盒盖扣在杀菌后的盒体上并充气，形成水产品包装盒，整个过程无需人工操作，提高了生产效率，降低了成本，避免了人工干预可能造成污染的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例自动扣盖充气装置的示意图；

图2为图1省略第二输送装置后一个视角的示意图；

图3盒盖供应模块的示意图；

图4为压片的示意图；

图5为盒盖供应模块的底部剖视图；

图6为弹片、固定片和扭簧的位置关系图；

图7为扣盖充气模块的局部放大图；

图8为吸盘的安装位置示意图；

图9为盒体移位模块的示意图；

图10为图9的局部放大图；

图11为移动基台的结构示意图；

图12为水产品包装盒的结构示意图；

图13为本实施例自动扣盖充气方法的示意图；

图14为使用本实施例的自动扣盖充气装置及方法与人工扣盖充气方法的效果对比图；

附图标记说明：100自动扣盖充气装置；1盒体移位模块；11第一限位结构；12压力传感开关；13第一底板；14第一推动装置；15第二限位结构；16第一输送装置；17第二底板；18第二推动装置；19合叶；2扣盖充气模块；21吸盘；22吸气管；221第二紧固组件；23缓冲弹簧；24充气管；25移动台；251底板；252安装板；2521第一紧固组件；253竖直滑块；254连接板；26水平滑座；27竖直滑座；3盒盖供应模块；31盒盖暂存筒；32进料槽；33出料槽；34弹片；341固定片；342扭簧；35压片；36压片驱动装置；4移动基台；41丝杠升降机；42水平基台；43箱体；44中间立板；45背板；46导向杆；47触摸屏；5第二输送装置；6水产品包装盒；61盒体；62盒盖；621进气单向阀；622出气单向阀；623胶条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种自动扣盖充气装置及方法，自动将盒盖扣在杀菌后的盒体上并充气，形成水产品包装盒。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1、图2和图12，本实施例提供一种自动扣盖充气装置100，包括盒体移位模块1和扣盖充气模块2，用于将具有进气单向阀621和出气单向阀622的盒盖62扣在盒体61上，形成水产品包装盒6，并对水产品包装盒6进行充气。盒盖62的下表面优选为粘附有胶条623，以便于将盒盖62与盒体61密封相连。

其中，盒体移位模块1用于将盒体61从盒体供应位置移动至扣盖充气位置，并在扣盖及充气完成后将水产品包装盒6从扣盖充气位置移出。扣盖充气模块2包括吸附装置、充气管24和移位装置。吸附装置包括依次相连的吸盘21、吸气管22和真空泵，吸盘21用于在盒盖供应位置吸附盒盖62，在扣盖充气位置释放盒盖62，通过真空泵的开启和关闭实现盒盖62的吸附和释放。充气管24用于在盒盖62扣合后向进气单向阀621充气，充气时水产品包装盒6内气体经出气单向阀622排出，实现气体的更换，充气完成后充气管24与进气单向阀621分离，水产品包装盒6内气体与外界气体不再发生交换。移位装置包括能够移动位置的移动台25，吸盘21和充气管24安装(直接安装或间接安装)于移动台25上。移位装置用于在盒盖供应位置使吸盘21接触盒盖62、使充气管24对准进气单向阀621，在扣盖充气位置使盒盖62扣在盒体61上。

需要说明的是，充气管24对准进气单向阀621是指，在盒盖供应位置，充气管24可以与进气单向阀621对接也可以不对接，但至少要位置对正。使得在扣盖完成后，能够通过移动台25带动充气管24向下运动的方式使充气管24与进气单向阀621对接，以便在盒盖62扣合后向进气单向阀621充气。

该自动扣盖充气装置100在使用时，自动将盒盖62扣在杀菌后的盒体61上并充气，形成水产品包装盒6，整个过程无需人工操作，提高了生产效率，降低了成本，避免了人工干预可能造成污染的风险。

参照图7，本实施例中，吸附装置还包括缓冲弹簧23，缓冲弹簧23的两端分别连接移动台25和吸盘21。当吸盘21在盒盖供应位置吸附盒盖62时以及吸盘21在扣盖充气位置将盒盖62扣在盒体61上时，缓冲弹簧23均被压缩，以起到缓冲的作用。本实施例中，当吸盘21在盒盖供应位置吸附盒盖62时，充气管24与进气单向阀621对接，该对接状态一直保持至充气完成。之后，移动台25带动充气管24上移，缓冲弹簧23伸长并保持对盒盖62的下压，使充气管24与进气单向阀621分离。之后关闭真空泵，吸盘21释放盒盖62。然而，实际实施方式不限于示例。例如，在盒盖供应位置也可使充气管24仅对准进气单向阀621，在扣盖充气位置再使充气管24与进气单向阀621对接。

参照图8，本实施例中，移动台25包括底板251和安装板252，底板251和安装板252通过第一紧固组件2521可拆卸式固定相连。底板251和安装板252上分别设有第一槽体和第二槽体，第一紧固组件2521穿过第一槽体和第二槽体，并能沿第一槽体和第二槽体滑动，从而调整安装板252与底板251的相对位置。吸气管22通过第二紧固组件221安装于安装板252上，吸盘21与吸气管22相连(即吸盘21间接安装于安装板252上)。当调整安装板252的位置时，吸盘21的位置也随之调整。第一紧固组件2521和第二紧固组件221可以是螺栓、螺母组件，也可以是其它类型的紧固组件。通过上述结构，一方面可以减轻移动台25的重量，减少移位装置的电量消耗，另一方面便于调整吸盘21的位置。

参照图3、图5和图6，本实施例中，还包括用于向盒盖供应位置供应盒盖62的盒盖供应模块3，盒盖供应模块3包括盒盖暂存筒31、进料槽32、出料槽33、弹片34和下压装置。盒盖暂存筒31用于容纳堆叠放置的盒盖62，盒盖暂存筒31的侧壁设有盒盖进口，盒盖暂存筒31的底部设有盒盖出口。进料槽32与盒盖进口相连且至少部分为倾斜段，以向盒盖暂存筒31内输送盒盖62。出料槽33的一端位于盒盖出口下方，另一端作为盒盖供应位置，且出料槽33至少位于盒盖出口下方的部分为倾斜段，以将盒盖出口处掉落的盒盖62引导至盒盖供应位置。进料槽32的倾斜段倾角和出料槽33的倾斜段倾角均优选为45°。弹片34安装于盒盖暂存筒31上且部分遮挡盒盖出口，以支撑盒盖暂存筒31底部的盒盖62，并能够移位和弹性复位，从而在被下压时能够移位以释放盒盖62。下压装置用于将盒盖暂存筒31内堆叠放置的盒盖62下压。其中，对于盒盖62上用于和弹片34滑动接触的部位(即侧面)，其上部和/或下部向内收缩(即内凹)，使得弹片34在复位弹力的作用下能够将相邻的两个盒盖62间隔开，避免多个盒盖62连续掉落，达到使盒盖62间隔掉落的效果。此处所指的弹片34可以是弹性片，即通过自身弹性变形实现移位，从而释放盒盖62；也可以是非弹性片，通过扭转或平移实现移位，通过与弹片34相连的弹簧实现复位。本实施例中，弹片34与一个固定片341通过扭簧342相连，固定片341固定于盒盖暂存筒31上。当弹片34被盒盖62下压时，弹片34与固定片341相对转动，扭簧342对弹片34施加使弹片34复位的弹力。

参照图3-图5，本实施例中，下压装置包括压片35和压片驱动装置36。压片35沿横向穿过盒盖暂存筒31且能够上下移动，以下压下方的盒盖62，盒盖暂存筒31上设有供压片35穿过的孔或槽。压片驱动装置36与压片35相连，用于驱动压片35上下移动。然而，实际实施方式不限于示例。例如，下压装置也可仅包括一个液压缸，该液压缸的伸缩端直接接触并下压盒盖暂存筒31内最上方的盒盖62。压片35的具体形式有多种，本领域技术人员可以灵活选择，例如“一”字形、“几”字形、“n”字形等。本实施例中，压片35为“几”字形，包括一个横片、两个竖片和两个翼片，横片穿过盒盖暂存筒31上对应的孔或槽，两个竖片的上端分别与横片的两端固定相连，两个翼片分别与两个竖片的下端固定相连。采用这种形状的压片35，能为盒盖暂存筒31提供更多的存储空间，且保证供盖稳定迅速。两个压片驱动装置36分别与两个翼片相连并同步动作，使两个翼片同步上升或下降。当两个翼片下降时，带动横片下压盒盖暂存筒31内的盒盖62。压片驱动装置36可以是液压缸、电动伸缩杆、气缸等多种形式，本领域技术人员可以灵活选择。

参照图9，本实施例中，盒体移位模块1包括第一限位结构11、压力传感开关12、第一推动组件、第二限位结构15、第一输送装置16和第二推动组件。第一限位结构11用于将处于输送过程中的盒体61在盒体供应位置拦停。压力传感开关12安装于第一限位结构11的第一侧，用于在接触盒体61时发出电信号。第一推动组件包括第一底板13和第一推动装置14。第一推动装置14用于在压力传感开关12发出电信号后，将盒体供应位置的盒体61推动至扣盖充气位置，第一底板13用于在第一推动装置14推动盒体61时承托盒体61。本实施例中，第一推动装置14具有勾爪，当第一推动装置14缩短时，勾爪用于将盒体供应位置的盒体61勾至扣盖充气位置。第二限位结构15用于在第一推动装置14推动盒体61时，将盒体61拦停在扣盖充气位置。第一输送装置16用于将盒体61由扣盖充气位置输送至下料位置，扣盖充气位置和下料位置分别位于第一限位结构11的第一侧和第二侧。第二推动组件包括第二底板17和第二推动装置18，第二推动装置18用于将盒体61从下料位置推出第一输送装置16，第二底板17用于在第二推动装置18推动盒体61时承托盒体61。压力传感开关12接触盒体61时发出的电信号可以直接发送给第一推动装置14，也可以发送给控制器，由控制器向第一推动装置14发出动作指令。第一推动装置14和第二推动装置18可以是液压缸、电动伸缩杆、气缸等多种形式，本领域技术人员可以灵活选择。

参照图10，本实施例中，第一输送装置16包括第一架体，第一底板13、第二底板17和第一限位结构11的第一端均与第一架体铰接，优选为通过合叶19铰接。在使用时，可根据需要调整第一底板13、第二底板17和第一限位结构11的角度。在不使用时，可将第一底板13、第二底板17和第一限位结构11旋转，以便于收纳，避免发生磕碰。

参照图1，本实施例中，还包括第二输送装置5，第二输送装置5用于将盒体61输送至盒体供应位置，以及承接并继续输送从下料位置推出的水产品包装盒6。第二输送装置5与第一输送装置16平行，第二输送装置5包括第二架体，第一底板13、第二底板17和第一限位结构11的第二端均放置于第二架体上。第一输送装置16和第二输送装置5可以是输送带、输送辊道或其它输送装置，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。由于第一底板13、第二底板17和第一限位结构11可转动，因而能够适应不同高度的第二输送装置5。

参照图11，本实施例中，还包括能够调节高度的移动基台4，盒体移位模块1和扣盖充气模块2均安装于移动基台4上。移动基台4的类型有多种，本领域技术人员可以根据需要灵活选择，只要能实现盒体移位模块1和扣盖充气模块2的高度调整即可。本实施例中，移动基台4包括丝杠升降机41、水平基台42、箱体43、中间立板44、背板45和导向杆46。丝杠升降机41的上端与水平基台42相连，以驱动水平基台42上下运动，丝杠升降机41的下端安装于箱体43内。箱体43优选为安装有行走轮，以便于调整工作位置。中间立板44固定于水平基台42上，背板45固定于中间立板44上。背板45上设有安装孔和/或安装槽，用于连接其它组件，例如第一架体、第一推动装置14和第二推动装置18。导向杆46固定于箱体43内并穿过水平基台42，用于对水平基台42的上下运动进行导向。箱体的外壁上优选为安装有触摸屏47，触摸屏47与丝杠升降机41电连接，可通过触摸屏47控制丝杠升降机41进行升降动作，以适应不同高度的第二输送装置5。

参照图1、图2和图7，本实施例中，扣盖充气模块2的移位装置为十字滑台，以实现移动台25沿上下方向和左右方向的运动。十字滑台可直接从市场上购得，其包括水平直线滑台和竖直直线滑台。水平直线滑台包括水平滑座26和水平滑块，竖直直线滑台包括竖直滑座27和移动台25。水平滑座26固定于背板45上，水平滑块沿水平方向滑动安装于水平滑座26上，竖直滑座27固定于水平滑块上，移动台25沿竖直方向滑动安装于竖直滑座27上。使用时，水平直线滑台驱动水平滑块沿水平方向运动，带动移动台25沿水平方向运动，竖直直线滑台驱动移动台25沿竖直方向直线运动，从而实现移动台25在竖直面上的运动。然而，实际实施方式不限于示例。例如，移位装置也可以是机械手。本实施例中，移动台25还包括竖直滑块253和连接板254，竖直滑块253沿竖直方向滑动安装于竖直滑座27上，连接板254与竖直滑块253固定相连，底板251与连接板254固定相连。

参照图13，本实施例还提供一种自动扣盖充气方法，使用上述的自动扣盖充气装置100，包括如下步骤：

S1：第二输送装置5沿X轴正方向将装好水产品的盒体61运输到盒体供应位置，第一限位结构11将盒体61拦停在盒体供应位置，第一限位结构上的压力传感开关12触发；

S2：第一推动装置14沿Y轴正方向伸出距离y，然后再沿Y轴负方向缩回距离y，在缩回过程中将盒体61从盒体供应位置勾回至扣盖充气位置，第二限位结构15将盒体61拦停在扣盖充气位置；

S3：在吸盘初始位置，吸盘21接触盒盖62，充气管24对准盒盖62上的进气单向阀621，真空泵工作，使吸盘21吸附盒盖62；

S4：移位装置先沿Z轴正方向运行距离z₁，接着沿X轴正方向运行距离x，将吸盘21移动至扣盖充气位置的盒体61正上方；

S5：移位装置带动吸盘21沿Z轴负方向运行距离z₂，将盒盖62扣在盒体61上，形成水产品包装盒6，此时充气管24与进气单向阀621对接；

S6：充气管24向水产品包装盒6内充入配比好的保鲜气体，充气时间为t_ij，充气完成后真空泵停止工作，移位装置使吸盘21与盒盖62分离，移位装置返回吸盘初始位置；

S7：第一输送装置16运行，将水产品包装盒6从扣盖充气位置运输到下料位置，第二推动装置18将盒体61从下料位置推动至第二输送装置5上；

其中，X轴、Y轴和Z轴中的任意两个相互垂直，Z轴正方向竖直向上；a≤y≤b，c≤z₁≤d，z₂＝z₁-c，x为吸盘初始位置与扣盖充气位置之间距离在X轴上的投影，a为第一输送装置16与第二输送装置5之间的距离，b为第一推动装置14的最大行程，c为盒体61高度，d为移位装置沿Z轴的最大行程。

对于步骤S6中的充气过程，充入气体的类型、比例以及充气时间需要根据以下公式进行计算，具体包括：

根据公式

计算体积优选系数μ，其中V₁为水产品包装盒内水产品的体积；V₂为水产品包装盒的容积；

再选好特定的比例的混合气体，根据公式

计算具体充气时间，其中，n为正整数；i为二氧化碳比例；j为氮气比例；p为充入气体的压力；T为充入气体的温度；T₁为充气设备的运行温度。

具体的，在本实例中，V₁＝112000mm²，V₂＝171000mm²，p＝150MPa，i＝40％，j＝60％，T＝5℃，T₁＝20℃。

根据公式

计算体积优选系数μ＝0.655，再根据公式

计算得，t_ij＝8.24s。

本发明的自动扣盖充气装置100在使用时，自动将盒盖62扣在杀菌后的盒体61上并充气，形成水产品包装盒60，整个过程无需人工操作，提高了生产效率，降低了成本，避免了人工干预可能造成污染的风险。如图14所示，其给出本实施例所用方法与人工扣盖充气方法的效果对比图。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种自动扣盖充气装置，用于将具有进气单向阀和出气单向阀的盒盖扣在盒体上，形成水产品包装盒，并对所述水产品包装盒进行充气，其特征在于，包括：

盒体移位模块，用于将所述盒体从盒体供应位置移动至扣盖充气位置，并在扣盖及充气完成后将所述水产品包装盒从所述扣盖充气位置移出；

扣盖充气模块，包括吸附装置、充气管和移位装置；所述吸附装置包括依次相连的吸盘、吸气管和真空泵，所述吸盘用于在盒盖供应位置吸附所述盒盖，在所述扣盖充气位置释放所述盒盖；所述充气管用于在所述盒盖扣合后向所述进气单向阀充气；所述移位装置包括能够移动位置的移动台，所述吸盘和所述充气管安装于所述移动台上；所述移位装置用于在所述盒盖供应位置使所述吸盘接触所述盒盖、使所述充气管对准所述进气单向阀，在所述扣盖充气位置使所述盒盖扣在所述盒体上；

盒盖供应模块，用于向所述盒盖供应位置供应所述盒盖，所述盒盖供应模块包括：

盒盖暂存筒，用于容纳堆叠放置的所述盒盖，所述盒盖暂存筒的侧壁设有盒盖进口，所述盒盖暂存筒的底部设有盒盖出口；

进料槽，与所述盒盖进口相连且至少部分为倾斜段，以向所述盒盖暂存筒内输送所述盒盖；

出料槽，一端位于所述盒盖出口下方，另一端作为所述盒盖供应位置，且所述出料槽至少位于所述盒盖出口下方的部分为倾斜段，以将所述盒盖出口处掉落的所述盒盖引导至所述盒盖供应位置；

弹片，安装于所述盒盖暂存筒上且部分遮挡所述盒盖出口，以支撑所述盒盖暂存筒底部的所述盒盖，并能够移位和弹性复位；

下压装置，用于将所述盒盖暂存筒内堆叠放置的所述盒盖下压；所述下压装置包括压片和压片驱动装置；所述压片沿横向穿过所述盒盖暂存筒且能够上下移动，以下压下方的所述盒盖，所述盒盖暂存筒上设有供所述压片穿过的孔或槽；所述压片驱动装置与所述压片相连，用于驱动所述压片上下移动；

其中，所述盒盖上用于和所述弹片滑动接触的部位，上部和/或下部向内收缩。

2.根据权利要求1所述的自动扣盖充气装置，其特征在于，所述吸附装置还包括缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的两端分别连接所述移动台和所述吸盘；所述吸盘在所述盒盖供应位置吸附所述盒盖时，所述充气管与所述进气单向阀对接；当所述吸盘在所述盒盖供应位置吸附所述盒盖时所述缓冲弹簧被压缩，所述充气管插入所述进气单向阀，所述缓冲弹簧起缓冲作用；充气完成之后，所述移动台带动所述充气管上移，所述缓冲弹簧伸长并保持对所述盒盖的下压，使所述充气管从所述进气单向阀拔出，保证所述盒盖不与所述盒体分离；

所述移动台包括底板和安装板，所述底板和所述安装板通过第一紧固组件可拆卸式固定相连；所述底板和所述安装板上分别设有第一槽体和第二槽体，所述第一紧固组件穿过所述第一槽体和所述第二槽体，并能沿所述第一槽体和所述第二槽体滑动；所述吸气管通过第二紧固组件安装于所述安装板上，所述吸盘与所述吸气管相连。

3.根据权利要求1所述的自动扣盖充气装置，其特征在于，所述压片为“几”字形，包括一个横片、两个竖片和两个翼片，所述横片穿过所述盒盖暂存筒上对应的孔或槽，两个所述竖片的上端分别与所述横片的两端固定相连，两个所述翼片分别与两个所述竖片的下端固定相连；两个所述压片驱动装置分别与两个所述翼片相连并同步动作，使两个所述翼片同步上升或下降；当两个所述翼片下降时，带动所述横片下压所述盒盖暂存筒内的所述盒盖。

4.根据权利要求1所述的自动扣盖充气装置，其特征在于，所述盒体移位模块包括：

第一限位结构，用于将处于输送过程中的所述盒体在所述盒体供应位置拦停；

压力传感开关，安装于所述第一限位结构的第一侧，用于在接触所述盒体时发出电信号；

第一推动组件，包括第一底板和第一推动装置；所述第一推动装置用于在所述压力传感开关发出电信号后，将所述盒体供应位置的所述盒体推动至所述扣盖充气位置，所述第一底板用于在所述第一推动装置推动所述盒体时承托所述盒体；

第二限位结构，用于在所述第一推动装置推动所述盒体时，将所述盒体拦停在所述扣盖充气位置；

第一输送装置，用于将所述盒体由所述扣盖充气位置输送至下料位置，所述扣盖充气位置和所述下料位置分别位于所述第一限位结构的第一侧和第二侧；

第二推动组件，包括第二底板和第二推动装置，所述第二推动装置用于将所述盒体从所述下料位置推出所述第一输送装置，所述第二底板用于在所述第二推动装置推动所述盒体时承托所述盒体。

5.根据权利要求4所述的自动扣盖充气装置，其特征在于，所述第一输送装置包括第一架体，所述第一底板、所述第二底板和所述第一限位结构的第一端均与所述第一架体铰接。

6.根据权利要求5所述的自动扣盖充气装置，其特征在于，还包括第二输送装置，所述第二输送装置用于将所述盒体输送至所述盒体供应位置，以及承接并继续输送从所述下料位置推出的所述水产品包装盒；所述第二输送装置与所述第一输送装置平行，所述第二输送装置包括第二架体，所述第一底板、所述第二底板和所述第一限位结构的第二端均放置于所述第二架体上。

7.根据权利要求6所述的自动扣盖充气装置，其特征在于，还包括能够调节高度的移动基台，所述盒体移位模块和所述扣盖充气模块均安装于所述移动基台上；所述移动基台包括丝杠升降机、水平基台、箱体、中间立板、背板和导向杆；所述丝杠升降机的上端与所述水平基台相连，以驱动所述水平基台上下运动，所述丝杠升降机的下端安装于所述箱体内；所述箱体安装有行走轮，以便于调整工作位置；所述中间立板固定于所述水平基台上，所述背板固定于所述中间立板上；所述背板上设有安装孔和/或安装槽，用于连接其它组件；所述导向杆固定于所述箱体内并穿过所述水平基台，用于对所述水平基台的上下运动进行导向；所述箱体的外壁上安装有触摸屏，所述触摸屏与所述丝杠升降机电连接，以通过所述触摸屏控制所述丝杠升降机进行升降动作，适应不同高度的所述第二输送装置。

8.一种自动扣盖充气方法，使用如权利要求1-7任意一项所述的自动扣盖充气装置，其特征在于，包括如下步骤：

S1：第二输送装置沿X轴正方向将装好水产品的盒体运输到盒体供应位置，第一限位结构将盒体拦停在盒体供应位置，第一限位结构上的压力传感开关触发；

S2：第一推动装置沿Y轴正方向伸出距离y，然后再沿Y轴负方向缩回距离y，在缩回过程中将盒体从盒体供应位置勾回至扣盖充气位置，第二限位结构将盒体拦停在扣盖充气位置；

S3：在吸盘初始位置，吸盘接触盒盖，充气管对准盒盖上的进气单向阀，真空泵工作，使吸盘吸附盒盖；

S4：移位装置先沿Z轴正方向运行距离z₁，接着沿X轴正方向运行距离x，将吸盘移动至扣盖充气位置的盒体正上方；

S5：移位装置带动吸盘沿Z轴负方向运行距离z₂，将盒盖扣在盒体上，形成水产品包装盒，此时充气管与进气单向阀对接；

S6：充气管向水产品包装盒内充入配比好的保鲜气体，充气时间为t_ij，充气完成后真空泵停止工作，移位装置使吸盘与盒盖分离，移位装置返回吸盘初始位置；

S7：第一输送装置运行，将水产品包装盒从扣盖充气位置运输到下料位置，第二推动装置将盒体从下料位置推动至第二输送装置上；

其中，X轴、Y轴和Z轴中的任意两个相互垂直，Z轴正方向竖直向上；a≤y≤b，c≤z₁≤d，z₂＝z₁-c，x为吸盘初始位置与扣盖充气位置之间距离在X轴上的投影，a为第一输送装置与第二输送装置之间的距离，b为第一推动装置的最大行程，c为盒体高度，d为移位装置沿Z轴的最大行程。

9.根据权利要求8所述的自动扣盖充气方法，其特征在于，对于步骤S6中的充气过程，充入气体的类型、比例以及充气时间需要根据以下公式进行计算，具体包括：

根据公式

计算体积系数μ，其中V₁为水产品包装盒内水产品的体积；V₂为水产品包装盒的容积；

再选好特定的比例的混合气体，根据公式

计算具体充气时间，其中，n为正整数；i为二氧化碳比例；j为氮气比例；p为充入气体的压力；T为充入气体的温度；T₁为充气设备的运行温度。

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