CN116001199B - 一种精准定量的注塑系统及缓释塑胶玩具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种精准定量的注塑系统，属于塑料玩具产品制备技术领域。它解决了现有的用于玩具制造的注塑机物料定量功能有待改善的问题。本注塑系统包括支架体、固定设置在支架体上的原料桶和下料板、相对于支架体横向滑动设置的换位板、固定设置在换位板上的定量杯、用于驱动换位板进行横向移位运动的驱动装置。与现有技术相比，本精准定量的注塑系统的原料配料过程将物料进行了单元化，保证了配出物料量的一致性，避免了产品成模后用料量不统一的情况。

Description

一种精准定量的注塑系统及缓释塑胶玩具

技术领域

本发明属于塑料玩具产品制备技术领域，涉及一种精准定量的注塑系统及缓释塑胶玩具。

背景技术

塑胶玩具是人们用于把玩的一项用具，塑胶玩具主要有塑料制品形成，在生产的过程中，每一个塑胶玩具所用到的塑料原料均应该是相同的单位量。目前，用于控制每个塑胶玩具的定量功能普遍采用重力传感器的检测功能才能得以实现，检测意味着需要补偿，整个定量过程消耗时间上较长。对此，开发一种特别的定量系统，以完成注塑过程中每一个单元量的精准定量，仍具备一定的必要性。

发明内容

本发明的目的是针对现有的用于玩具制造的注塑机物料定量功能有待改善的问题，而提出的一种精准定量的注塑系统及缓释塑胶玩具。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种精准定量的注塑系统，其特征在于：包括支架体、固定设置在支架体上的原料桶和下料板、相对于支架体横向滑动设置的换位板、固定设置在换位板上的定量杯、用于驱动换位板进行横向移位运动的驱动装置；

原料桶的底部开设有出料口，下料板上开设有下料口，出料口与下料口错开设置；

定量杯的上下贯通，定量杯随着换位板横向移位到两个极限位置时恰好分别与出料口和下料口上下对齐；

定量杯的上表面与换位板的上表面同面设置，换位板与出料口贴面设置，当定量杯离开出料口时换位板实现对出料口的堵口功能，定量杯的下表面与下料板的上表面贴合，当定量杯离开下料口时下料板实现对定量杯底部的堵口功能。

在上述的一种精准定量的注塑系统中，所述的原料桶包括上方的桶体和下方的漏料体，出料口位于漏料体的底部，漏料体呈上大下小的漏斗形；

漏斗体的侧面开设有竖槽，竖槽内可升降设有一竖滑块，竖滑块的上侧与下侧分别与竖槽的边缘连接有用于防止漏斗体内部的原料从竖槽漏出的折叠件，竖滑块在竖槽内上下活动时折叠件自动伸缩实现对竖槽始终封闭的功能；

竖滑块的内侧通过L形支架固定连接有推料板，竖滑块的外侧固定连接在一驱动板上，驱动板上开设有斜向槽，换位板上固定设有拉杆，拉杆上设有销体，销体位于斜向槽内；

在换位板靠近漏斗体的过程中，销体在斜向槽内移动以将驱动板向下移动，推料板随之下移以将漏斗体内的物料运送至靠近出料口的位置以便于定量杯与出料口对接时的落料效率；在换位板远离漏斗体的过程中，销体在斜向槽内移动以将驱动板向上移动，推料板随之上移以完成归位功能。

在上述的一种精准定量的注塑系统中，所述的原料桶内横向间隔转动设有若干搅拌杆，搅拌杆上设有螺纹样式的搅拌叶片，原料桶上固定设有用于驱动其中一个搅拌杆转动运动的搅拌电机，搅拌杆锁在的轴端部设有连接齿轮，相邻的两个连接齿轮相互对接以实现相邻的搅拌杆同步相对反向转动。

在上述的一种精准定量的注塑系统中，所述的驱动装置包括固定设置在支架体上的横向滑轨和竖向滑轨、对称固定设置在换位板上的前进齿条和后退齿条、竖向滑动设置在横向滑轨上的驱动架、固定设置在驱动架上且主轴朝下设置并能输出转动动力的驱动件、固定设置在驱动件的主轴端部的切换齿轮；

换位板滑动设置在横向滑轨上；

横向滑轨和竖向滑轨相互垂直并于大地水平；

前进齿条和后退齿条的齿对向设置，切换齿轮位于前进齿条和后退齿条之间，通过驱动架在横向滑轨上的滑动作用使切换齿轮能分别与前进齿条和后退齿条对接上，切换齿轮与前进齿条对接时切换齿轮能够驱动前进齿条带着换位板前进运动以将定量杯从补料工位处移位到下料工位处，切换齿轮与后退齿条对接时切换齿轮能够驱动后退齿条带着换位板回退运动以将量杯从下料工位处移位到补料工位处；

驱动架在切换部件的作用下，在定量杯移位到下料工位处的同时自动使切换齿轮脱离前进齿条并啮合到后退齿条上，在定量杯移位到补料工位处的同时使切换齿轮脱离后退齿条并啮合到前进齿条上。

在上述的一种精准定量的注塑系统中，所述的切换部件包括两个切换组件，切换组件包括挤压杆、升降杆和固定杆；

挤压杆由端点垂直固定的横杆和竖杆对接形成，横杆上开设有第一斜面，两个切换组件中的竖板底端分别固定设置在前进齿条和后退齿条上；

两个切换组件中的固定杆固定设置在竖向滑轨上并分别位于驱动架的两侧，固定杆上设有挂钩体，升降杆上开设有挂钩孔，挂钩孔位于挂钩体上使升降杆自由挂设在固定杆上；

升降杆的底部设有第二斜面，当挤压杆随着换位板移动的过程中第二斜面会与第一斜面接触以使挤压杆将升降杆推动上升；

升降杆的顶部设有第三斜面，驱动架的两侧分别设有第四斜面，当升降杆上升后其第三斜面会与该侧的第四斜面贴合以将驱动架向另一侧推动，驱动架两侧的第四斜面分别被推动到极限位置时切换齿轮恰好与前进齿条或后退齿条对接上；

换位板上固定连接有框架，前进齿条、后退齿条、挤压杆固定设置在框架上。

一种通过本精准定量的注塑系统进行原料定量配料后获得的缓释塑胶玩具。

与现有技术相比，本精准定量的注塑系统的原料配料过程将物料进行了单元化，保证了配出物料量的一致性，避免了产品成模后用料量不统一的情况。

附图说明

图1是本注塑系统的前侧视角结构示意图；

图2是本注塑系统的后侧视角结构示意图；

图3是漏料体截去一半后的透视结构示意图；

图4是注塑系统在隐藏支架体后且定量杯与出料口对齐时的第一视角结构示意图；

图5是注塑系统在隐藏支架体后且定量杯与出料口对齐时的第二视角结构示意图；

图6是注塑系统在隐藏支架体后且定量杯与下料口对齐时的第一视角结构示意图；

图7是注塑系统在隐藏支架体后且定量杯与下料口对齐时的第二视角结构示意图；

图8是驱动装置在切换齿轮与前进齿条啮合时的结构示意图；

图9是驱动装置在切换齿轮与前进齿条和后退齿轮均脱离时的结构示意图；

图10是驱动装置在切换齿轮与后退齿条啮合时的结构示意图；

图中，1、支架体；2、原料桶；3、下料板；4、换位板；5、定量杯；6、出料口；7、下料口；8、漏料体；9、竖滑块；10、折叠件；11、推料板；12、驱动板；13、斜向槽；14、拉杆；15、销体；16、搅拌杆；17、搅拌叶片；18、搅拌电机；19、连接齿轮；20、横向滑轨；21、竖向滑轨；22、前进齿条；23、后退齿条；24、驱动架；25、驱动件；26、切换齿轮；27、挤压杆；28、升降杆；29、挂钩体；30、第一斜面；31、第二斜面；32、第三斜面；33、第四斜面；34、框架。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本精准定量的注塑系统，包括支架体1、固定设置在支架体1上的原料桶2和下料板3、相对于支架体1横向滑动设置的换位板4、固定设置在换位板4上的定量杯5、用于驱动换位板4进行横向移位运动的驱动装置；

原料桶2的底部开设有出料口6，下料板3上开设有下料口7，出料口6与下料口7错开设置；

定量杯5的上下贯通，定量杯5随着换位板4横向移位到两个极限位置时恰好分别与出料口6和下料口7上下对齐；

定量杯5的上表面与换位板4的上表面同面设置，换位板4与出料口6贴面设置，当定量杯5离开出料口6时换位板4实现对出料口6的堵口功能，定量杯5的下表面与下料板3的上表面贴合，当定量杯5离开下料口7时下料板3实现对定量杯5底部的堵口功能。

本发明采用了定量杯5作为中间的传输媒介，当定量杯5内装满物料后就可以定义为一单元量的料，当定量杯5随着换位板4移位到与出料口6对齐的时候，原料桶2内的物料在重力作用下瞬间就会将定量杯5填满，然后定量杯5离开出料口6并向下料口7的方向移动，这个过程中换位板4的上表面会将出料口6堵住以避免原料桶2内的物料流出，然后当定量杯5移动到与下料口7对齐的时候，定量杯5内的一单元量的料就会时间从下料口7流出，相当于从下料口7完成了一单元量的取料功能，接着定量杯5移回到出料口6处进料，定量杯5离开下料口7的过程中定量杯5的底部会与下料板3贴合而产生堵料功能。所以，每运动一个周期，就会自动完成一单元量配料功能，达到非常精准的定量配料功能。

如图1～3所示，原料桶2包括上方的桶体和下方的漏料体8，出料口6位于漏料体8的底部，漏料体8呈上大下小的漏斗形；

漏斗体的侧面开设有竖槽，竖槽内可升降设有一竖滑块9，竖滑块9的上侧与下侧分别与竖槽的边缘连接有用于防止漏斗体内部的原料从竖槽漏出的折叠件10，竖滑块9在竖槽内上下活动时折叠件10自动伸缩实现对竖槽始终封闭的功能；

竖滑块9的内侧通过L形支架固定连接有推料板11，竖滑块9的外侧固定连接在一驱动板12上，驱动板12上开设有斜向槽13，换位板4上固定设有拉杆14，拉杆14上设有销体15，销体15位于斜向槽13内；

在换位板4靠近漏斗体的过程中，销体15在斜向槽13内移动以将驱动板12向下移动，推料板11随之下移以将漏斗体内的物料运送至靠近出料口6的位置以便于定量杯5与出料口6对接时的落料效率；在换位板4远离漏斗体的过程中，销体15在斜向槽13内移动以将驱动板12向上移动，推料板11随之上移以完成归位功能。

因为当定量杯5与出料口6对齐时候需要瞬间完成进料功能，所以本发明采用了驱动板12上的斜向槽13配合销体15来完成驱动，当定量杯5在靠近出料口6的过程中，驱动板12下移以让推料板11将漏斗体内物料的下压堆积在靠近出料口6的位置处，那么当定量杯5与出料口6对接上后就能够实现瞬间的进料功能，提供一定的辅助配料功能。

另外，竖滑块9可以直接滑动设置在漏斗体上，也可以滑动设置在支架体1上，折叠件10也可以采用具备弹性伸缩功能的材料替代。

如图1所示，原料桶2内横向间隔转动设有若干搅拌杆16，搅拌杆16上设有螺纹样式的搅拌叶片17，原料桶2上固定设有用于驱动其中一个搅拌杆16转动运动的搅拌电机18，搅拌杆16锁在的轴端部设有连接齿轮19，相邻的两个连接齿轮19相互对接以实现相邻的搅拌杆16同步相对反向转动。

原料桶2内就具备的物料的搅拌功能，为了扩大搅拌面积所以采用了多个搅拌杆16，为了实现一边搅拌一边推料的功能搅拌叶片17采用了螺纹样式，为了避免物料从一侧一直向另一侧输送进而产生一侧严重堆料的效果，所有两个搅拌杆16在连接齿轮19的配合作用下实现了一半正转、另一半反转的功能，而且每两个相邻搅拌杆16必然是相对反转的，那么正转的搅拌杆16将物料从前送到后，反转的搅拌杆16就会将物料从后送回前，形成合理的均衡搅拌输送料效果。

接下来就是对驱动装置的设计，目前技术中实现线性驱动的主要形式是气缸油缸、螺纹螺杆、齿轮齿条这几种。

气缸油缸因为活塞杆伸缩过程中需要另外适配定位功能，而且气缸油缸驱动速率没办法保证一个全面的平稳性，所以本设计并不采用气缸油缸。而螺纹螺杆实际上就是丝杆传动，丝杆传动是成本较高的一种传动形式，一般用于精度要求非常高的线性传动运动中，另外丝杆传动因为需要电机高速运作，也就是丝杆转动非常多圈才能实现传动目的，效率上较为缓慢，并不是适合本发明这种工位切换的运动。所以，经过申请人的多面考虑，认为齿轮齿条是最适合本发明的传动形式，它效率高，稳定性好，精密度也足够工位切换运动。

因为本发明要执行的是一个来回运动，这种情况下普遍需要作为齿轮齿条驱动来源的电机具备正反转能力，并且在特定的时间还需要及时的进行正反转切换，所以有需要引入控制系统。本申请打算放弃以上形式，持续转动的电机来实现工位来回切换功能。

如图4～10所示，驱动装置包括固定设置在支架体1上的横向滑轨20和竖向滑轨21、对称固定设置在换位板4上的前进齿条22和后退齿条23、竖向滑动设置在横向滑轨20上的驱动架24、固定设置在驱动架24上且主轴朝下设置并能输出转动动力的驱动件25、固定设置在驱动件25的主轴端部的切换齿轮26；

换位板4滑动设置在横向滑轨20上；

横向滑轨20和竖向滑轨21相互垂直并于大地水平；

前进齿条22和后退齿条23的齿对向设置，切换齿轮26位于前进齿条22和后退齿条23之间，通过驱动架24在横向滑轨20上的滑动作用使切换齿轮26能分别与前进齿条22和后退齿条23对接上，切换齿轮26与前进齿条22对接时切换齿轮26能够驱动前进齿条22带着换位板4前进运动以将定量杯5从补料工位处移位到下料工位处，切换齿轮26与后退齿条23对接时切换齿轮26能够驱动后退齿条23带着换位板4回退运动以将量杯从下料工位处移位到补料工位处；

驱动架24在切换部件的作用下，在定量杯5移位到下料工位处的同时自动使切换齿轮26脱离前进齿条22并啮合到后退齿条23上，在定量杯5移位到补料工位处的同时使切换齿轮26脱离后退齿条23并啮合到前进齿条22上。

作为物料传输媒介的定量杯5固定在了换位板4上，所以仅需对换位板4的移动形式进行设计既可。

由图示结合上述论述可知，本发明中切换齿轮26每运动完成后就会进行位置切换。切换齿轮26切换到前进齿条22对接时，驱动件25就会驱动前进齿条22运动，前进齿条22带着换位板4向前运动连带着定量杯5从补料工位处逐渐移位到下料工位处。切换齿轮26切换到后退齿条23对接时，驱动件25就会驱动后退齿条23运动，后退齿条23带着换位板4向后运动连带着定量杯5从下料工位处逐渐移位到补料工位处。

本发明的重要设计要点在于如何实现切换齿轮26自动切换到前进齿条22和后退齿条23上，本发明提供了以下技术手段：

切换部件包括两个切换组件，切换组件包括挤压杆27、升降杆28和固定杆；

挤压杆27由端点垂直固定的横杆和竖杆对接形成，横杆上开设有第一斜面30，两个切换组件中的竖板底端分别固定设置在前进齿条22和后退齿条23上；

两个切换组件中的固定杆固定设置在竖向滑轨21上并分别位于驱动架24的两侧，固定杆上设有挂钩体29，升降杆28上开设有挂钩孔，挂钩孔位于挂钩体29上使升降杆28自由挂设在固定杆上；

升降杆28的底部设有第二斜面31，当挤压杆27随着换位板4移动的过程中第二斜面31会与第一斜面30接触以使挤压杆27将升降杆28推动上升；

升降杆28的顶部设有第三斜面32，驱动架24的两侧分别设有第四斜面33，当升降杆28上升后其第三斜面32会与该侧的第四斜面33贴合以将驱动架24向另一侧推动，驱动架24两侧的第四斜面33分别被推动到极限位置时切换齿轮26恰好与前进齿条22或后退齿条23对接上；

换位板4上固定连接有框架34，前进齿条22、后退齿条23、挤压杆27固定设置在框架34上。

两个切换组件用于实现切换齿轮26的自动位移，因为切换齿轮26固定在驱动件25的主轴端部，所以要移位切换齿轮26的位置，实际上就是移动驱动件25的位置，又因为驱动件25固定在驱动架24上，所以只需要移位驱动架24既可完成运动。

如图8～10所示，切换组件中的挤压杆27相对于前进齿条22(或后退齿条23)固定设置，而升降杆28在重力作用下会挂在挂钩体29，当挤压杆27随着前进齿条22(或后退齿条23)移动时，第一斜面30会与第二斜面31面对面接触，因为升降杆28只在高度方向上进行的限位，所以第一斜面30和第二斜面31之间的进行挤压作用后升降杆28就会被推着抬起，升降杆28抬起后升降杆28上方的第三斜面32又会挤压到驱动架24上的第四斜面33，而驱动架24只能在竖向滑轨21上移动，所以第三斜面32和第四斜面33之间的进行挤压作用后驱动架24便会被推着向另一侧移动，原先靠近前进齿条22(或后退齿条23)处的驱动架24便会向另一侧的后退齿条23(或前进齿条22)处移动，完成换位交接功能。

只需要将两个切换组件分别设置在运动的极限位置处，让运动完成的同时自动改变驱动方向，就能实现以上的反复性运动。当然因为升降杆28是自由挂设的，起不到约束力的作用，所以每当驱动架24完成一次位置切换后，实际上同时应该对驱动架24进行锁定限位，但因为驱动架24上具有驱动件25，本身重量不会低，所以驱动架24自身具备的重力转换成与竖向滑轨21接触面形成的摩擦力就起到了限位效果，也就是驱动架24本身就具备一定的自锁能力，除非第三斜面32和第四斜面33接触产生了外力施加否则驱动架24也不会轻易移动。

应该理解，在本发明的权利要求书、说明书中，所有“包括……”均应理解为开放式的含义，也就是其含义等同于“至少含有……”，而不应理解为封闭式的含义，即其含义不应该理解为“仅包含……”。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种精准定量的注塑系统，其特征在于：包括支架体、固定设置在支架体上的原料桶和下料板、相对于支架体横向滑动设置的换位板、固定设置在换位板上的定量杯、用于驱动换位板进行横向移位运动的驱动装置；

原料桶的底部开设有出料口，下料板上开设有下料口，出料口与下料口错开设置；

定量杯上下贯通，定量杯随着换位板横向移位到两个极限位置时恰好分别与出料口和下料口上下对齐；

定量杯的上表面与换位板的上表面同面设置，换位板与出料口贴面设置，当定量杯离开出料口时换位板实现对出料口的堵口功能，定量杯的下表面与下料板的上表面贴合，当定量杯离开下料口时下料板实现对定量杯底部的堵口功能；

所述的原料桶包括上方的桶体和下方的漏料体，出料口位于漏料体的底部，漏料体呈上大下小的漏斗形；

漏斗体的侧面开设有竖槽，竖槽内可升降设有一竖滑块，竖滑块的上侧与下侧分别与竖槽的边缘连接有用于防止漏斗体内部的原料从竖槽漏出的折叠件，竖滑块在竖槽内上下活动时折叠件自动伸缩实现对竖槽始终封闭的功能；

竖滑块的内侧通过L形支架固定连接有推料板，竖滑块的外侧固定连接在一驱动板上，驱动板上开设有斜向槽，换位板上固定设有拉杆，拉杆上设有销体，销体位于斜向槽内；

在换位板靠近漏斗体的过程中，销体在斜向槽内移动以将驱动板向下移动，推料板随之下移以将漏斗体内的物料运送至靠近出料口的位置以便于提高定量杯与出料口对接时落料过程的落料效率；在换位板远离漏斗体的过程中，销体在斜向槽内移动以将驱动板向上移动，推料板随之上移以完成归位功能。

2.根据权利要求1所述的一种精准定量的注塑系统，其特征在于：所述的原料桶内横向间隔转动设有若干搅拌杆，搅拌杆上设有螺纹样式的搅拌叶片，原料桶上固定设有用于驱动其中一个搅拌杆转动运动的搅拌电机，搅拌杆锁在的轴端部设有连接齿轮，相邻的两个连接齿轮相互对接以实现相邻的搅拌杆同步相对反向转动。

3.根据权利要求1或2所述的一种精准定量的注塑系统，其特征在于：所述的驱动装置包括固定设置在支架体上的横向滑轨和竖向滑轨、对称固定设置在换位板上的前进齿条和后退齿条、竖向滑动设置在横向滑轨上的驱动架、固定设置在驱动架上且主轴朝下设置并能输出转动动力的驱动件、固定设置在驱动件的主轴端部的切换齿轮；

换位板滑动设置在横向滑轨上；

横向滑轨和竖向滑轨相互垂直并与大地水平；

前进齿条和后退齿条的齿对向设置，切换齿轮位于前进齿条和后退齿条之间，通过驱动架在横向滑轨上的滑动作用使切换齿轮能分别与前进齿条和后退齿条对接上，切换齿轮与前进齿条对接时切换齿轮能够驱动前进齿条带着换位板前进运动以将定量杯从补料工位处移位到下料工位处，切换齿轮与后退齿条对接时切换齿轮能够驱动后退齿条带着换位板回退运动以将量杯从下料工位处移位到补料工位处；

驱动架在切换部件的作用下，在定量杯移位到下料工位处的同时自动使切换齿轮脱离前进齿条并啮合到后退齿条上，在定量杯移位到补料工位处的同时使切换齿轮脱离后退齿条并啮合到前进齿条上。

4.根据权利要求3所述的一种精准定量的注塑系统，其特征在于：所述的切换部件包括两个切换组件，切换组件包括挤压杆、升降杆和固定杆；

挤压杆由端点垂直固定的横杆和竖杆对接形成，横杆上开设有第一斜面，两个切换组件中的竖板底端分别固定设置在前进齿条和后退齿条上；

两个切换组件中的固定杆固定设置在竖向滑轨上并分别位于驱动架的两侧，固定杆上设有挂钩体，升降杆上开设有挂钩孔，挂钩孔位于挂钩体上使升降杆自由挂设在固定杆上；

升降杆的底部设有第二斜面，当挤压杆随着换位板移动的过程中第二斜面会与第一斜面接触以使挤压杆将升降杆推动上升；

升降杆的顶部设有第三斜面，驱动架的两侧分别设有第四斜面，当升降杆上升后其第三斜面会与该侧的第四斜面贴合以将驱动架向另一侧推动，驱动架两侧的第四斜面分别被推动到极限位置时切换齿轮恰好与前进齿条或后退齿条对接上；

换位板上固定连接有框架，前进齿条、后退齿条、挤压杆固定设置在框架上。

5.一种根据权利要求1或2所述的精准定量的注塑系统进行原料定量配料制备获得的缓释塑胶玩具。