CN212048073U - 一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，该装置包括Z轴丝杠、吸桶组件、驱动吸盘在吸桶内升降的吸盘升降驱动机构，所述的吸桶组件包括吸桶固定座和吸桶，吸桶内设有吸盘，所述的吸桶组件位于Z轴丝杠的下方，所述的Z轴丝杠为中空结构，所述的吸盘升降驱动机构通过Z轴丝杠内在的中空腔与所述的吸盘连接，并驱动吸盘在吸桶内升降，所述的吸盘升降驱动机构为机械式。本实用新型可以在吸附并堆叠食品的时候跟随吸盘的上下进行升降，有效防止了在吸附过程中出现食品翻面的情况。

Description

一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置

技术领域

本实用新型涉及食品加工包装设备领域，具体地说是一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置。

背景技术

现有的食品加工厂，在加工完片状食品的时候，没有专门配备的自动堆叠包装设备。这些片状食品，大多都已经是成品，或者是半成品，而且有很多情况下，都是非标准圆形，比如薯片或者是非圆形的饼干等，都是采用人工将这些片状食品按照一定数量进行堆叠后再送去包装。为了解决以上问题，本公司研制并在先申请了专利号为CN201920712953.9，专利名称为一种食品分拣抓取装置的一种装置，实现了自动抓取吸附并堆叠片状食品的装置。但是该设备在运行过程中，由于要将片状食品从吸桶的底端吸附上去，行程比较长，在上升的过程中容易出现片状食品如饼干、薯片等比较轻的食品发生翻面的情况，导致抓取后堆叠效果较差，无法直接进行包装。

考虑过采用内置式针型气缸的结构，但是这种结构，气缸为内置式，加工过程复杂，而且一旦出现问题，不容易检修，生产成本和维修成本都比较高，对生产效率也有一定的影响。所以亟需开发一款便于拆装维修的吸桶装置。

发明内容

为了解决以上问题，本实用新型提供了一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置。

本实用新型的技术方案是: 一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，该装置包括Z轴丝杠、吸桶组件、驱动吸盘在吸桶内升降的吸盘升降驱动机构，所述的吸桶组件包括吸桶固定座和吸桶，吸桶内设有吸盘，所述的吸桶组件位于Z轴丝杠的下方，所述的Z轴丝杠为中空结构，所述的吸盘升降驱动机构通过Z轴丝杠内在的中空腔与所述的吸盘连接，并驱动吸盘在吸桶内升降，所述的吸盘升降驱动机构为机械式。

优选的，所述的吸盘升降驱动机构包括推杆装置、推杆驱动电机、传动机构，所述的推杆驱动电机与推杆装置之间通过传动机构连接，所述的推杆装置位于Z轴丝杠的中空腔内，下端与所述吸盘固定连接。

作为进一步优选的，所述的传动机构为齿轮-螺杆式传动，包括主动齿轮、内螺纹齿轮，所述的推杆为螺杆式推杆，所述Z轴丝杠的上端设有推杆电机固定座，推杆电机固定座上为有推杆座，所述的推杆驱动电机设于该推杆座的一侧，所述的主动齿轮与推杆驱动电机的输出端固定连接，所述的内螺纹齿轮设于推杆座上且套设在螺杆式推杆上，主动齿轮和内螺纹齿轮相互啮合，内螺纹齿轮与螺杆式推杆相互啮合。

作为更进一步优选的，所述的内螺纹齿轮上设有齿轮上固定圈，该齿轮上固定圈与推杆座固定，并将内螺纹齿轮压紧在所述的推杆座内，实现内螺纹齿轮在推杆座内转动。

作为更进一步优选的，所述的螺杆式推杆的下端穿过Z轴丝杠的中空腔直接伸入至吸桶固定座内与吸盘相接，或者螺杆式推杆的下端设有下推杆，下推杆与螺杆式推杆为可拆卸连接，下推杆的下端伸入至吸桶固定座内与吸盘连接；螺杆式推杆的上端设有推杆上防落圈。

作为进一步优选的，所述的传动机构为齿轮-齿条式，包括主动齿轮，所述的推杆为齿条式推杆，所述Z轴丝杠的上端设有推杆电机固定座，所述的主动齿轮与推杆驱动电机的输出端固定连接，主动齿轮与齿条式推杆相互啮合。

作为更进一步优选的，所述的推杆电机固定座上设有齿条导向座，所述的齿条式推杆穿过该齿条导向座后进入到Z轴丝杠内。

作为更进一步优选的，所述的齿条式推杆的下端穿过Z轴丝杠的中空腔直接伸入至吸桶固定座内与吸盘相接，或者齿条式推杆的下端设有下推杆，下推杆与齿条式推杆为可拆卸连接，下推杆的下端伸入至吸桶固定座内与吸盘连接；齿条式推杆的上端设有推杆上防落圈。

优选的，所述的吸桶与所述的吸桶固定座固定连接，两者之间为快拆结构，所述的吸桶固定座上设有吹气孔和吸气孔；所述的Z轴丝杠的下端固定有安装法兰，所述的吸桶固定座上端为中空结构，所述的吸桶固定座安装于该安装法兰下方，所述的吸桶固定座内上端固定设有推杆下固定座，所述的推杆装置穿过该推杆下固定座后伸入到吸桶固定座内与所述吸盘固定连接。

作为进一步优选的，所述的快拆结构均布在吸桶法兰和吸桶固定座法兰上，该快拆结构为固定螺钉和异形固定孔，该异形固定孔一端大一端小，固定螺钉设于该异形固定孔内。

本实用新型的有益效果为：本实用新型可以在吸附抓取片状食品的过程中，让吸盘跟随吸附食品升降，减短了食品上升的行程，避免食品在上升的过程中发生翻面的情况，使得堆叠更为整体。本实用新型整体结构简单明了，采用机械式控制装置工作，动作效率高，工作方式稳定，且都是外置式的控制方式和驱动设备，安装维修成本减小，且养护比较方便。采用相应的闭环控制后，整个推杆装置的升降得到非常精准的控制，动力传递效率高，整个装置运行更为稳定可靠。而且本实用新型的吸桶与吸桶固定座之间为快拆结构，可根据不同的产品及时更换吸桶，适应性强。

附图说明

图1是实施例1的立体结构示意图。

图2是实施例1的主视图。

图3是实施例1的俯视图。

图4是实施例1的D-D剖视图。

图5是实施例1的B-B剖视图。

图6是实施例2的内部结构示意图。

图7是实用新型配置上机械手驱动装置时的局部结构示意图。

图8是本实用新型的快拆结构的结构示意图。

图9是本实用新型的控制框图。

标号说明：1：吸桶；2：吹气孔；3：吸气孔；4：安装法兰；5：推杆电机固定座；6：主动齿轮；7：推杆座；8：推杆驱动电机；9：推杆上防落圈；10：螺杆式推杆；11：齿轮上固定圈；12：内螺纹齿轮；13：Z轴丝杠；14：吸桶固定座；15：防松销钉；16：下推杆；17：推杆下固定座；18：吸盘；19：限位挡圈；20：齿条式推杆；21：升降带轮；22：上旋转座；23：下旋转座；24：快拆结构；25：转轴带轮；26：齿条导向座。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

如图1-5所示，一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，该装置包括Z轴丝杠13、吸桶组件、驱动吸盘18在吸桶1内升降的吸盘升降驱动机构，所述的吸桶1组件包括吸桶固定座14和吸桶1，吸桶1内设有吸盘18，所述的吸桶组件位于Z轴丝杠13的下方，所述的Z轴丝杠13为中空结构，所述的吸盘18升降驱动机构通过Z轴丝杠13内在的中空腔与所述的吸盘18连接，并驱动吸盘18在吸桶1内升降，所述的吸盘18升降驱动机构为机械式。

本实施例中，所述的吸盘升降驱动机构包括推杆装置、推杆驱动电机8、传动机构，所述的推杆驱动电机8与推杆装置之间通过传动机构连接，所述的推杆装置位于Z轴丝杠13的中空腔内，下端与所述吸盘18固定连接。

本实施例中，所述的传动机构为齿轮-螺杆式传动，包括主动齿轮6、内螺纹齿轮12，所述的推杆为螺杆式推杆10，所述Z轴丝杠13的上端设有推杆电机固定座5，推杆电机固定座5上为有推杆座7，所述的推杆驱动电机8设于该推杆座7的一侧，所述的主动齿轮6与推杆驱动电机8的输出端固定连接，所述的内螺纹齿轮12设于推杆座7上且套设在螺杆式推杆10上，主动齿轮6和内螺纹齿轮12相互啮合，内螺纹齿轮12与螺杆式推杆10相互啮合。

本实施例中，所述的内螺纹齿轮12上设有齿轮上固定圈11，该齿轮上固定圈11与推杆座7固定，并将内螺纹齿轮12压紧在所述的推杆座7内，实现内螺纹齿轮12在推杆座7内转动。通过推杆驱动电机8驱动主动齿轮6转动，并由主动齿轮6传动至内螺纹齿轮12的转动，从而实现内螺纹齿轮12在推杆座7内转动，由于内螺纹齿轮12与螺杆式推杆10相互啮合，当内螺纹齿轮12转动时，便可驱动螺杆式推杆10在中空的Z轴丝杠13内上下运动，从而驱动吸盘18在吸桶1内实现升降的动作。

本实施例中，所述的螺杆式推杆10的下端穿过Z轴丝杠13的中空腔直接伸入至吸桶固定座14内与吸盘18相接，或者螺杆式推杆10的下端设有下推杆16，下推杆16与螺杆式推杆10为可拆卸连接，下推杆16的下端伸入至吸桶固定座14内与吸盘18连接；螺杆式推杆10的上端设有推杆上防落圈9。采用可拆卸连接便于更换螺杆式推杆10，且可以不必整个推杆都做成螺杆式，减少了它的变形量，更加容易维护，降低了生产成本。设有推杆上防落圈9可以限制推杆的下行位置，避免下行过多，导致脱落。

本实施例中，所述的吸桶1与所述的吸桶固定座14固定连接，两者之间为快拆结构24，所述的吸桶固定座14上设有吹气孔2和吸气孔3；所述的Z轴丝杠13的下端固定有安装法兰4，所述的吸桶固定座14上端为中空结构，所述的吸桶固定座14安装于该安装法兰4下方，所述的吸桶固定座14内上端固定设有推杆下固定座17，所述的推杆装置穿过该推杆下固定座17后伸入到吸桶固定座14内与所述吸盘18固定连接。限位挡圈19的设置是为了防止Z轴丝杠13转动的过程中，没有得到及时控制导致下方的吸桶固定座14直接撞到下旋转座23上。

如图8所示，本实施例中，所述的快拆结构24均布在吸桶1法兰和吸桶固定座14法兰上，该快拆结构24为固定螺钉和异形固定孔，该异形固定孔一端大一端小，固定螺钉设于该异形固定孔内。吸桶固定座14与吸桶1之间还可以加设防松销钉15，以确保其固定牢固，避免误触导致的吸桶1掉落。

如图7所示，所述的Z轴丝杠13上还设有机械手驱动装置，所述的机械手驱动装置包括设于Z轴丝杠13外部的上旋转座22、下旋转座23、转轴带轮25和升降带轮21，上旋转座22与Z轴丝杠13相互啮合，下旋转座23与Z轴丝杠13的轴承槽之间设有线性轴承，转轴带轮25与下旋转座23固定连接，升降带轮21与上旋转座22固定连接。机械手驱动装置的具体结构参见本公司在先申请专利号为CN201920712953.9，专利名称为一种食品分拣抓取装置的具体内容。

如图9所示，本实施例中，该装置包含以下控制元件，且各相关元件之间的控制关系如下：PLC控制器，推杆驱动电机8。推杆驱动电机8连接有编码器D1。编码器D1、推杆驱动电机8在电路上分别与PLC控制器电性连接，形成闭环控制。所述的吹气孔24通过吹气管与压缩空气装置连接，所述的吹气管上设有电磁阀C1，该电磁阀C1在电路上与PLC控制器电性连接。所述的吸气孔3通过吸气管与鼓风机连接，所的吸气管上设有负压球阀，负压球阀通过与PLC控制器电性连接的电磁阀C2控制负压球阀的开关。本实施例中，采用液压缸替代气缸也可以实现该装置的工作。

本实施例中，电磁阀C1、C2为二位二通电磁阀，所述的推杆驱动电机8可以采用伺服电机。

本实用新型的工作流程：

A、开始工作前，螺杆式推杆10的位置位于上限位置；

B、开始抓取，推杆驱动电机8转动，带动螺杆式推杆10下行至最下端，带动吸桶1内的吸盘18到达吸桶1内的最下端，负压球阀打开，吹气管关闭，吸桶1内为负压吸气状态；

C、抓取的过程中，每吸附抓取一个食品，推杆驱动电机8反转一定角度，带动螺杆式推杆10上升一段距离；

D、重复步骤C，直至规定数量的食品被吸附完毕，并在吸桶1内排列整齐，此时位于吸桶1内的吸盘18在螺杆式推杆10的带动下行至上限位置；

E、螺杆式推杆10正转，驱动螺杆式推杆10带动吸盘18下行至下限位置，负压球阀关闭，吹气电磁阀打开，吹气管吹气，实现投料。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：

如图6所示，本实施例中，所述的传动机构为齿轮-齿条式，包括主动齿轮6，所述的推杆为齿条式推杆20，所述Z轴丝杠13的上端设有推杆电机固定座5，所述的主动齿轮6与推杆驱动电机8的输出端固定连接，主动齿轮6与齿条式推杆20相互啮合。通过推杆驱动电机8驱动主动齿轮6转动，并由主动齿轮6传动至齿条式推杆20，当内螺纹齿轮12转动时，便可驱动齿条式推杆20在中空的Z轴丝杠13内上下运动，从而驱动吸盘18在吸桶1内实现升降的动作。

本实施例中，所述的推杆电机固定座5上设有齿条导向座26，所述的齿条式推杆20穿过该齿条导向座26后进入到Z轴丝杠13内。齿条导向座26是为齿条式推杆20上下过程中起到导向作用的，避免齿条式推杆20的位移。

本实施例中，所述的齿条式推杆20的下端穿过Z轴丝杠13的中空腔直接伸入至吸桶固定座14内与吸盘18相接，或者齿条式推杆20的下端设有下推杆16，下推杆16与齿条式推杆20为可拆卸连接，下推杆16的下端伸入至吸桶固定座14内与吸盘18连接；齿条式推杆20的上端设有推杆上防落圈9。采用可拆卸连接便于更换齿条式推杆20，且可以不必整个推杆都做成齿条式，减少了它的变形量，更加容易维护，降低了生产成本。设有推杆上防落圈9可以限制推杆的下行位置，避免下行过多，导致脱落。

采用齿条式推杆20的情况，只需要主动齿轮6直接与齿条啮合，减少了一次力量传递损失，传递的效率更高。

在本实用新型说明书的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“一端”、“另一端”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是直接连接、电性连接、或者气管连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于该装置包括Z轴丝杠（13）、吸桶组件、驱动吸盘（18）在吸桶（1）内升降的吸盘升降驱动机构，所述的吸桶组件包括吸桶固定座（14）和吸桶（1），吸桶（1）内设有吸盘（18），所述的吸桶组件位于Z轴丝杠（13）的下方，所述的Z轴丝杠（13）为中空结构，所述的吸盘（18）升降驱动机构通过Z轴丝杠（13）内在的中空腔与所述的吸盘（18）连接，并驱动吸盘（18）在吸桶（1）内升降，所述的吸盘（18）升降驱动机构为机械式。

2.根据权利要求1所述的一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的吸盘升降驱动机构包括推杆装置、推杆驱动电机（8）、传动机构，所述的推杆驱动电机（8）与推杆装置之间通过传动机构连接，所述的推杆装置位于Z轴丝杠（13）的中空腔内，下端与所述吸盘（18）固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的传动机构为齿轮-螺杆式传动，包括主动齿轮（6）、内螺纹齿轮（12），所述的推杆为螺杆式推杆（10），所述Z轴丝杠（13）的上端设有推杆电机固定座（5），推杆电机固定座（5）上为有推杆座（7），所述的推杆驱动电机（8）设于该推杆座（7）的一侧，所述的主动齿轮（6）与推杆驱动电机（8）的输出端固定连接，所述的内螺纹齿轮（12）设于推杆座（7）上且套设在螺杆式推杆（10）上，主动齿轮（6）和内螺纹齿轮（12）相互啮合，内螺纹齿轮（12）与螺杆式推杆（10）相互啮合。

4.根据权利要求3所述的一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的内螺纹齿轮（12）上设有齿轮上固定圈（11），该齿轮上固定圈（11）与推杆座（7）固定，并将内螺纹齿轮（12）压紧在所述的推杆座（7）内，实现内螺纹齿轮（12）在推杆座（7）内转动。

5.根据权利要求3或4所述的一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的螺杆式推杆（10）的下端穿过Z轴丝杠（13）的中空腔直接伸入至吸桶固定座（14）内与吸盘（18）相接，或者螺杆式推杆（10）的下端设有下推杆（16），下推杆（16）与螺杆式推杆（10）为可拆卸连接，下推杆（16）的下端伸入至吸桶固定座（14）内与吸盘（18）连接；螺杆式推杆（10）的上端设有推杆上防落圈（9）。

6.根据权利要求2所述的一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的传动机构为齿轮-齿条式，包括主动齿轮（6），所述的推杆为齿条式推杆（20），所述Z轴丝杠（13）的上端设有推杆电机固定座（5），所述的主动齿轮（6）与推杆驱动电机（8）的输出端固定连接，主动齿轮（6）与齿条式推杆相互啮合。

7.根据权利要求6所述的一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的推杆电机固定座（5）上设有齿条导向座（26），所述的齿条式推杆穿过该齿条导向座（26）后进入到Z轴丝杠（13）内。

8.根据权利要求6或7所述的一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的齿条式推杆（20）的下端穿过Z轴丝杠（13）的中空腔直接伸入至吸桶固定座（14）内与吸盘（18）相接，或者齿条式推杆（20）的下端设有下推杆（16），下推杆（16）与齿条式推杆（20）为可拆卸连接，下推杆（16）的下端伸入至吸桶固定座（14）内与吸盘（18）连接；齿条式推杆（20）的上端设有推杆上防落圈（9）。

9.根据权利要求2所述的一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的吸桶（1）与所述的吸桶固定座（14）固定连接，两者之间为快拆结构（24），所述的吸桶固定座（14）上设有吹气孔（2）和吸气孔（3）；所述的Z轴丝杠（13）的下端固定有安装法兰（4），所述的吸桶固定座（14）上端为中空结构，所述的吸桶固定座（14）安装于该安装法兰（4）下方，所述的吸桶固定座（14）内上端固定设有推杆下固定座（17），所述的推杆装置穿过该推杆下固定座（17）后伸入到吸桶固定座（14）内与所述吸盘（18）固定连接。

10.根据权利要求9所述的一种机械式防翻面吸附抓取并堆叠食品的吸桶装置，其特征在于所述的快拆结构（24）均布在吸桶（1）法兰和吸桶固定座（14）法兰上，该快拆结构（24）为固定螺钉和异形固定孔，该异形固定孔一端大一端小，固定螺钉设于该异形固定孔内。

Images