CN220476903U - 一种纸盘放卷装置及纸盘更换系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种纸盘放卷装置及纸盘更换系统，涉及烟草机械技术领域；其包括驱动机构、转轴机构和锁紧机构，转轴机构包括轴承座，轴承座中转动安装有空心轴，空心轴固定连接有芯轴，芯轴的周向开设有第一避让槽；锁紧机构包括活塞轴，活塞轴与芯轴通过滑键连接，活塞轴可相对芯轴轴向移动调节，活塞轴的周向开设有第二避让槽，第二避让槽与第一避让槽对齐且避让抓取纸盘的机器人手爪，活塞轴具有锥形面，活塞轴的锥形面上有锁紧块，锁紧块利用活塞轴的锥形面实现可相对芯轴径向移动调节，以使纸盘在锁紧块伸出时锁紧和缩回时放松。上述纸盘放卷装置针对不同的烟支规格所需采用的纸盘无需再更换任何规格件，且能适应机器人进行纸盘的全自动安装。

Description

一种纸盘放卷装置及纸盘更换系统

技术领域

本申请涉及烟草机械技术领域，特别涉及一种纸盘放卷装置。还涉及一种包括纸盘放卷装置的纸盘更换系统。

背景技术

在卷烟设备中，纸盘放卷装置上安装了纸盘材料，通过带动纸盘旋转以进行纸盘材料的供应。

目前，同台设备在生产不同直径和长度的烟支时，需要更换大量的规格件以适应不同规格烟支的生产，每种规格件又根据不同的烟支规格存在若干不同的规格尺寸，存在备件成本高和更换费时费力的问题。随着设备智能化发展程度不断提高，卷烟生产中机器人替代人工更换纸盘是必然趋势，而目前设备上的纸盘放卷装置不能与机器人协作完成纸盘的更换。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种纸盘放卷装置，针对不同的烟支规格所需采用的纸盘无需再更换任何规格件，且能适应机器人进行纸盘的全自动安装。本申请的另一目的是提供一种包括纸盘放卷装置的纸盘更换系统。

为实现上述目的，本申请提供一种纸盘放卷装置，包括驱动机构、转轴机构和锁紧机构；

所述驱动机构包括伺服电机，所述伺服电机用以向转轴机构提供动力；

所述转轴机构包括轴承座，所述轴承座中转动安装有所述空心轴，所述空心轴固定连接有芯轴，所述芯轴的周向开设有第一避让槽；

所述锁紧机构包括活塞轴，所述活塞轴与所述芯轴通过滑键连接，所述活塞轴可相对所述芯轴轴向移动调节，所述活塞轴的周向开设有第二避让槽，所述第二避让槽与所述第一避让槽对齐且用以避让抓取纸盘的机器人手爪，所述活塞轴具有锥形面，所述活塞轴的锥形面上有锁紧块，所述锁紧块用以利用所述活塞轴的锥形面实现可相对所述芯轴径向移动调节，以使纸盘在所述锁紧块伸出时锁紧和缩回时放松。

在一些实施例中，所述转轴机构还包括密封圈，所述密封圈设置于所述轴承座与所述空心轴之间，所述锁紧机构还包括活塞，所述活塞安装于所述空心轴内部，所述活塞与所述活塞轴连接，所述轴承座上安装有管接头，所述空心轴开设有通气孔，所述活塞将所述空心轴内部划分为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室、所述通气孔和所述管接头连通；

其中，所述活塞轴轴向移动的最大行程为L，所述活塞轴锥形面的锥度为θ，所述活塞轴的最大行程和锥度满足关系：式中d_max和d_min分别为纸盘系列规格中内芯的最大和最小内径尺寸。

在一些实施例中，所述锁紧机构还包括第一弹性件，所述第一弹性件安装于所述第二腔室，所述第一弹性件的两端分别与所述活塞和所述芯轴接触。

在一些实施例中，所述转轴机构还包括端盖，所述端盖与所述芯轴固定连接，所述端盖的周向开设有第三避让槽，所述第三避让槽、所述第二避让槽与所述第一避让槽对齐且用以避让抓取纸盘的机器人手爪。

在一些实施例中，所述第一弹性件为压缩状态的第一弹簧，所述第一弹簧用以带动所述活塞轴向所述空心轴移动，所述活塞轴的锥形面在从所述空心轴到所述端盖的方向上渐扩，以使在所述活塞轴向所述空心轴移动时所述锁紧块向外伸出将所述纸盘锁紧。

在一些实施例中，所述锁紧机构还包括压盖，所述压盖与所述芯轴固定连接，所述压盖上设置有滑杆，所述锁紧块上设置有无油衬套，所述无油衬套套装所述滑杆，所述滑杆外部套设有第二弹性件，所述第二弹性件的两端分别与所述压盖和所述锁紧块接触。

在一些实施例中，所述锁紧机构还包括转动件，所述转动件转动安装于所述锁紧块，所述转动件与所述活塞轴的锥形面滚动接触。

在一些实施例中，所述第二弹性件为压缩状态的第二弹簧，所述第二弹簧用以带动所述锁紧块向所述活塞轴移动，以使所述转动件与所述活塞轴的锥形面紧密接触。

在一些实施例中，所述纸盘放卷装置还包括定位机构，所述定位机构包括定位螺套，所述芯轴外部设置有外螺纹，所述定位螺套有与所述芯轴的外螺纹配合的内螺纹，所述定位螺套设置有第三紧固件和垫压件，所述垫压件位于所述第三紧固件与所述芯轴之间，所述第三紧固件用以固定所述定位螺套和所述芯轴。

本申请提供了一种纸盘更换系统，包括上述纸盘放卷装置，还包括机器人，所述机器人包括机器人手爪，所述机器人手爪用以抓取纸盘在所述纸盘放卷装置中安装和拆卸。

相对于上述背景技术，本申请所提供的纸盘放卷装置包括驱动机构、转轴机构和锁紧机构。驱动机构包括伺服电机，伺服电机用以向转轴机构提供动力。转轴机构包括轴承座，轴承座中转动安装有空心轴，空心轴固定连接有芯轴，芯轴的周向开设有第一避让槽。锁紧机构包括活塞轴，活塞轴与芯轴通过滑键连接，活塞轴可相对芯轴轴向移动调节，活塞轴的周向开设有第二避让槽，第二避让槽与第一避让槽对齐且用以避让抓取纸盘的机器人手爪，活塞轴具有锥形面，活塞轴的锥形面上有锁紧块，锁紧块用以利用活塞轴的锥形面实现可相对芯轴径向移动调节，以使纸盘在锁紧块伸出时锁紧和缩回时放松。

在该纸盘放卷装置的使用过程中，伺服电机提供动力，空心轴带动芯轴旋转，芯轴带动活塞轴和锁紧块旋转，从而使安装于芯轴上并通过锁紧块锁紧的纸盘随伺服电机同步旋转，从而精确的完成放卷过程。其中，活塞轴可相对芯轴轴向移动调节，锁紧块利用活塞轴的锥形面实现可相对芯轴径向移动调节，在锁紧块伸出时锁紧纸盘，缩回时放松锁紧纸盘，且满足不同规格的纸盘。该纸盘放卷装置针对不同的烟支规格所需采用的纸盘无需再更换任何规格件，且能适应机器人进行纸盘的全自动安装。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的纸盘更换系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的纸盘放卷装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的纸盘放卷装置在纸盘锁紧时的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的纸盘放卷装置在纸盘放松时的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的锁紧块与芯轴的拆分示意图；

图6为本申请实施例提供的锁紧块与芯轴的布局示意图；

图7为本申请实施例提供的定位螺套与芯轴的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的定位螺套与芯轴的连接示意图；

图9为本申请实施例提供的芯轴、活塞轴、端盖与机器人手爪的拆分示意图；

图10为本申请实施例提供的芯轴、活塞轴、端盖与机器人手爪的布局示意图；

图11为本申请实施例提供的芯轴的复位示意图。

其中：

1-伺服电机、2-联轴器、3-安装座、4-墙板、5-密封圈、6-空心轴、7-活塞轴、8-第二弹性件、9-端盖、10-机器人手爪、11-纸盘、12-锁紧块、13-芯轴、14-定位螺套、15-滑键、16-第一弹性件、17-活塞、18-管接头、19-轴承座、601-通气孔、602-轴承、1201-第一紧固件、1202-压盖、1203-第二紧固件、1204-滑杆、1205-无油衬套、1206-转动件、1301-芯轴刻度线、13011-零刻度线、1401-定位螺套标识线、1402-第三紧固件、1403-垫压件。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

随着烟支规格的多样化和个性化需求不断提高，需要进行不同规格烟支的生产，而同台设备在生产不同直径和长度的烟支时，需要更换大量的规格件以适应不同规格烟支的生产。其中涉及到使用不同宽度、内外径的纸盘耗材时，设备就需要更换若干种规格件，每种规格件又根据不同的烟支规格存在若干不同的规格尺寸。如此长期以来，设备不仅需要大量的备件成本，而且更换规格件也费时费力，这样并不符合设备柔性化的发展需求。且随着设备智能化发展程度不断提高，卷烟生产中机器人替代人工更换纸盘是必然趋势，而目前设备上的纸盘更换装置不能与机器人协作更换纸盘。

对于本领域的技术人员来说，针对不同的烟支规格所需采用的纸盘，设计一种能够尽量减少甚至不需更换规格件，且能与机器人协作自动完成纸盘更换的纸盘放卷及更换装置意义重大，也是今后卷烟设备柔性化和智能化发展的必然要求。

针对上述技术问题，本申请提供了一种纸盘放卷装置，请参考图1，图1为本申请实施例提供的纸盘更换系统的结构示意图。

如图1所示，纸盘放卷装置主要包括驱动机构、转轴机构和锁紧机构，驱动机构的作用是提供动力给转轴机构，转轴机构的作用是安装纸盘11和带动纸盘11旋转，锁紧机构的作用是将纸盘11锁紧在转轴机构上以及放松纸盘11，锁紧机构使纸盘放卷装置能够满足不同直径规格的纸盘11。在进一步可选的方案中，纸盘放卷装置还包括定位机构，定位机构的作用是将纸盘11定位在转轴机构的预定位置，即便于锁紧机构锁紧纸盘11的位置，定位机构使纸盘放卷装置能够满足不同宽度规格的纸盘11。

对于驱动机构，伺服电机1用以向转轴机构提供动力。伺服电机1对转轴机构的驱动方式有多种，例如可以是以联轴器的方式与转轴机构中的转轴连接。伺服电机1最终实现的是对转轴机构上纸盘11的转动控制。

对于转轴机构，轴承座19中转动安装有空心轴6，空心轴6内部空心，空心轴6在轴承座19中可以绕自身的中心轴旋转，空心轴6在轴承座19中受到限制且不会轴向移动。空心轴6固定连接有芯轴13，芯轴13位于轴承座19外部的端侧。芯轴13的周向开设有第一避让槽，第一避让槽的作用是避让抓取纸盘11的机器人手爪10。

对于锁紧机构，活塞轴7与芯轴13通过滑键15连接，活塞轴7可相对芯轴13轴向移动调节，活塞轴7、芯轴13和空心轴6的中心轴共线。活塞轴7的周向开设有第二避让槽，第二避让槽与第一避让槽对齐，第二避让槽的作用是避让抓取纸盘11的机器人手爪10。活塞轴7具有锥形面，锥形面位于活塞轴7的外周上，活塞轴7的锥形面上有锁紧块12，锁紧块12在芯轴13中安装，锁紧块12用以利用活塞轴7的锥形面实现可相对芯轴13径向移动调节，进而在锁紧块12伸出时使纸盘11锁紧，在锁紧块12缩回时使纸盘11放松。

需要注意的是，本实施例仅限定了活塞轴7可相对芯轴13轴向移动的调节方式，具体的调节结构有多种实现形式，例如用气体驱动芯轴13移动，或用电缸驱动芯轴13移动，或其他，同应属于本实施例的说明范围。

在该纸盘放卷装置的使用过程中，伺服电机1提供动力，空心轴6带动芯轴13旋转，芯轴13带动活塞轴7和锁紧块12旋转，从而使安装于芯轴13上并通过锁紧块12锁紧的纸盘11随伺服电机1同步旋转，从而精确的完成放卷过程。其中，活塞轴7可相对芯轴13轴向移动调节，锁紧块12利用活塞轴7的锥形面实现可相对芯轴13径向移动调节，在锁紧块12伸出时锁紧纸盘11，缩回时放松锁紧纸盘11。锁紧块12的径向行程覆盖不同内径规格的纸盘11且能保证伸出状态时始终锁紧纸盘11。

该纸盘放卷装置针对不同的烟支规格所需采用的纸盘无需再更换任何规格件，且能适应机器人进行纸盘的全自动安装。

请参考图2，图2为本申请实施例提供的纸盘放卷装置的结构示意图。

如图2所示，作为可选的，伺服电机1安装于安装座3上，安装座3固定于轴承座19上，轴承座19固定于墙板4上，伺服电机1的电机轴通过联轴器2与空心轴6固定连接。轴承座19和空心轴6之间装有轴承602，空心轴6与芯轴13通过螺钉固定，芯轴13与活塞轴7通过锁紧块12传递扭矩，从而使安装于芯轴13上并通过锁紧块12锁紧的纸盘11随伺服电机1同步旋转。

在一种具体的实施方式中，采用气体驱动芯轴13移动的方式，转轴机构对应设置密封环境和进口位置，进而利用压缩气体实现对芯轴13的驱动。

请参考图3和图4，图3为本申请实施例提供的纸盘放卷装置在纸盘锁紧时的结构示意图，图4为本申请实施例提供的纸盘放卷装置在纸盘放松时的结构示意图。

对于转轴机构，密封圈5设置于轴承座19与空心轴6之间，空心轴6的前后部分分别在密封圈5的作用下形成密封，使得压缩空气不会沿空心轴6外壁发生泄漏。轴承座19上安装有管接头18，空心轴6开设有通气孔601，通气孔601位于与管接头18对应通气的位置，管接头18与通气孔601连通。

对于锁紧机构，活塞17安装于空心轴6内部，活塞17的外周与空心轴6的内壁之间形成密封，活塞17的中心位置与活塞轴7连接。活塞17将空心轴6内部划分为第一腔室和第二腔室，第一腔室与通气孔601连通，进而第一腔室、通气孔601和管接头18连通，使得压缩空气可以通过轴承座19上的管接头18和空心轴6上的通气孔601进入空心轴6的第一腔室驱动活塞17和活塞轴7运动。

请继续参考图1，在一些实施例中，锁紧机构还包括第一弹性件16，第一弹性件16安装于第二腔室，第一弹性件16的两端分别与活塞17和芯轴13接触。

在本实施例中，第一弹性件16在第二腔室中提供弹性力。因为芯轴13与空心轴6通过螺钉固定，空心轴6在轴承座19中受到限制且不会轴向移动，芯轴13和空心轴6均不会轴向移动，而第一弹性件16的两端分别与活塞17和芯轴13接触，因此第一弹性件16的弹性力作用于活塞17，以使活塞17和活塞轴7运动。

需要注意的是，第一弹性件16使活塞17和活塞轴7运动的方向与压缩空气使活塞17和活塞轴7运动的方向相反，换句话说，压缩空气使活塞17和活塞轴7从初始位置沿第一方向运动，那么在没有压缩空气时，第一弹性件16使活塞17和活塞轴7沿与第一方向相反的第二方向运动回初始位置，第一弹性件16可以实现类似复位的效果。

如果压缩空气的效果是锁紧块12伸出，则第一弹性件16的效果是锁紧块12缩回，反之，如果压缩空气的效果是锁紧块12缩回，则第一弹性件16的效果是锁紧块12伸出，无论是何种方式，同应属于本实施例的说明范围。

在一些实施例中，转轴机构还包括端盖9，端盖9与芯轴13固定连接，端盖9的周向开设有第三避让槽，第三避让槽、第二避让槽与第一避让槽对齐且用以避让抓取纸盘11的机器人手爪10。

示例性的，第一弹性件16为压缩状态的第一弹簧，第一弹簧用以带动活塞轴7向空心轴6移动，活塞轴7的锥形面在从空心轴6到端盖9的方向上渐扩，以使在活塞轴7向空心轴6移动时锁紧块12向外伸出将纸盘11锁紧。

请参考图5和图6，图5为本申请实施例提供的锁紧块与芯轴的拆分示意图，图6为本申请实施例提供的锁紧块与芯轴的布局示意图。

在一些实施例中，以一个锁紧块12作为参照，锁紧机构还包括两个压盖1202，两个压盖1202通过第一紧固件1201与芯轴13固定连接，一个锁紧块12位于两个压盖1202之间。每个压盖1202上设置有滑杆1204，两根滑杆1204通过第二紧固件1203分别与两个压盖1202固定。锁紧块12的两侧耳孔上分别安装有一个无油衬套1205，两根滑杆1204外侧分别套有第二弹性件8并插入无油衬套1205中，锁紧块12可沿滑杆1204移动，第二弹性件8的两端分别与压盖1202和锁紧块12接触。

在本实施例中，第二弹性件8在压盖1202和锁紧块12之间提供弹性力。因为压盖1202和滑杆1204均与芯轴13固定连接，压盖1202和滑杆1204均不会移动，而锁紧块12的两侧通过滑杆1204和第二弹性件8可以在无油衬套1205中活动，因此第二弹性件8的弹性力作用于锁紧块12，以使锁紧块12在弹性力的作用下沿径向伸缩动作。

在一些实施例中，锁紧机构还包括转动件1206，转动件1206转动安装于锁紧块12，转动件1206与活塞轴7的锥形面滚动接触。

在本实施例中，转动件1206可以采用成对的轴承，转动件1206的作用是减小锁紧块12与活塞轴7的锥形面的运动阻力。当活塞轴7相对芯轴13轴向移动时，转动件1206在活塞轴7的锥形面上滚动，与此同时，活塞轴7相对芯轴13实现径向移动即伸缩动作。

示例性的，第二弹性件8为压缩状态的第二弹簧，第二弹簧用以带动锁紧块12向活塞轴7移动，以使转动件1206与活塞轴7的锥形面紧密接触。

在一种具体的实施方式中，对纸盘放卷装置的使用过程说明如下。

如图3所示，当压缩空气断开时，管接头18不通入压缩空气，第一弹性件16的回复力使得活塞轴7向空心轴6方向移动，第一腔室中空气通过通气孔601从管接头18连接阀排出，此时锁紧块12在活塞轴7的锥形面的作用力下向外伸出将纸盘11锁紧，锁紧块12对纸盘11的锁紧位置为纸盘11的内芯。

如图4所示，当压缩空气打开时，管接头18通入压缩空气，压缩空气通过通气孔601进入第一腔室，压缩空气的压力克服第一弹性件16的回复力并驱动活塞17和活塞轴7向端盖9方向移动，直到活塞轴7与端盖9接触，此时锁紧块12在第二弹性件8回复力作用下与活塞轴7的锥形面始终贴合，锁紧块12受活塞轴7的锥形面作用向内缩回脱离纸盘11内芯，使得纸盘11处于放松状态，以便于机器人手爪10卸下纸盘11，或等待机器人手爪10安装纸盘11。

需要注意的是，活塞轴7最大行程和锥度满足关系：其中L为活塞轴7的最大行程，d_max和d_min分别为纸盘11系列规格中内芯的最大和最小内径尺寸，θ为活塞轴7的锥形面的锥度。

对于第一弹性件16，在压缩量最小时的回复力能够保证锁紧块12锁紧纸盘11，在压缩量最大时的回复力小于压缩空气的压力。对于第二弹性件8，最小回复力能够使得锁紧块12在最低位置时克服其重力和摩擦力向内缩回。

基于上述说明，满足上述条件使得锁紧块12能够锁紧预定范围类所有不同内芯规格的纸盘11。

请参考图7和图8，图7为本申请实施例提供的定位螺套与芯轴的结构示意图，图8为本申请实施例提供的定位螺套与芯轴的连接示意图。

在一些实施例中，纸盘放卷装置还包括定位机构，定位机构包括定位螺套14，定位螺套14在芯轴13上安装，通过对纸盘11轴向定位，使纸盘11的宽度中心与墙板4的距离为定值，进而适应不同宽度规格的纸盘11。其中，芯轴13外部设置有外螺纹，定位螺套14有与芯轴13的外螺纹配合的内螺纹，定位螺套14设置有第三紧固件1402和垫压件1403，垫压件1403位于第三紧固件1402与芯轴13之间，第三紧固件1402用以固定定位螺套14和芯轴13。

在本实施例中，定位螺套14通过螺纹安装在芯轴13上，并在任意轴向位置通过第三紧固件1402固定，垫压件1403可选为铜块，起到保护螺纹面的作用。在纸盘11上料时，纸盘11先贴合定位螺套14的端面，然后通过锁紧块12锁紧固定。

进一步的，在定位螺套14与纸盘11接触的端面上刻有一根定位螺套标识线1401，在芯轴13的螺纹端面处沿周向刻有若干等分的芯轴刻度线1301，设定当芯轴刻度线1301的零刻度线13011与定位螺套标识线1401对齐时，芯轴13的螺纹端面与定位螺套14的端面齐平。

当更换不同宽度规格的纸盘11时，只需根据纸盘11的宽度尺寸相应的调整定位螺套14的轴向位置，即可保证纸盘11的轴向中心位置不变。调整方法如下。

若纸盘11最小宽度规格的宽度为B₀，此时将定位螺套14的定位螺套标识线1401对准芯轴13的零刻度线13011，定位螺套14端面与芯轴13螺纹端面齐平，宽度为B₀的纸盘11准确安装到位。若更换宽度规格为B₁的纸盘11时，只需松开锁紧螺套14上的第三紧固件1402，将定位螺套14顺时针(右旋螺纹)或逆时针(左旋螺纹)旋转后拧紧第三紧固件1402即可。其中P为定位螺套14和芯轴13的螺纹螺距。

基于上述说明，满足上述条件能够轴向定位所有预定范围内不同宽度规格的纸盘11。

请参考图9和图10，图9为本申请实施例提供的芯轴、活塞轴、端盖与机器人手爪的拆分示意图，图10为本申请实施例提供的芯轴、活塞轴、端盖与机器人手爪的布局示意图。

本申请提供了一种纸盘更换系统，包括上述纸盘放卷装置，还包括机器人，该纸盘更换系统应具有上述纸盘放卷装置的全部有益效果。

在本实施例中，机器人包括机器人手爪10，机器人手爪10用以抓取纸盘11在纸盘放卷装置中安装和拆卸。

示例性的，芯轴13、活塞轴7和端盖9在周向均开有若干均布的扇形槽，且数量一致并周向对齐，机器人手爪10末端有数量一致的支撑点，其在抓取纸盘11时在周向与芯轴13、活塞轴7和端盖9相互避开。

请参考图11，图11为本申请实施例提供的芯轴的复位示意图。

为保证更换纸盘11时机器人手爪10与芯轴13、活塞轴7和端盖9互不干涉，伺服电机1在机器人手爪10取料之前控制芯轴13、活塞轴7和端盖9转动到一定的初始角度，使芯轴13的零刻度线13011位于最高点位置，而机器人手爪10转动到一个与之错开的初始角度，以确保纸盘11安装时机器人手爪10能够在不干涉的情况下将纸盘11轴向贴合至定位螺套14的端面上。

基于上述说明，满足上述条件可使得纸盘放卷装置能适应机器人进行纸盘11的全自动更换。

纸盘放卷装置及纸盘更换系统解决了目前卷烟设备的供纸装置针对不同规格烟支而使用对应不同规格纸盘材料时，需要更换多种相应规格件的问题，节省了设备的备件成本，促进了设备的柔性化发展；并且可与机器人协同进行纸盘安装和卸载，提高了设备的智能化程度。

需要注意的是，本申请中提及的诸多部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本申请所提供的纸盘放卷装置及纸盘更换系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种纸盘放卷装置，其特征在于，包括驱动机构、转轴机构和锁紧机构；

所述驱动机构包括伺服电机，所述伺服电机用以向转轴机构提供动力；

所述转轴机构包括轴承座，所述轴承座中转动安装有空心轴，所述空心轴固定连接有芯轴，所述芯轴的周向开设有第一避让槽；

所述锁紧机构包括活塞轴，所述活塞轴与所述芯轴通过滑键连接，所述活塞轴可相对所述芯轴轴向移动调节，所述活塞轴的周向开设有第二避让槽，所述第二避让槽与所述第一避让槽对齐且用以避让抓取纸盘的机器人手爪，所述活塞轴具有锥形面，所述活塞轴的锥形面上有锁紧块，所述锁紧块用以利用所述活塞轴的锥形面实现可相对所述芯轴径向移动调节，以使纸盘在所述锁紧块伸出时锁紧和缩回时放松。

2.根据权利要求1所述的纸盘放卷装置，其特征在于，所述转轴机构还包括密封圈，所述密封圈设置于所述轴承座与所述空心轴之间，所述锁紧机构还包括活塞，所述活塞安装于所述空心轴内部，所述活塞与所述活塞轴连接，所述轴承座上安装有管接头，所述空心轴开设有通气孔，所述活塞将所述空心轴内部划分为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室、所述通气孔和所述管接头连通；

其中，所述活塞轴轴向移动的最大行程为L，所述活塞轴锥形面的锥度为θ，所述活塞轴的最大行程和锥度满足关系：式中d_max和d_min分别为纸盘系列规格中内芯的最大和最小内径尺寸。

3.根据权利要求2所述的纸盘放卷装置，其特征在于，所述锁紧机构还包括第一弹性件，所述第一弹性件安装于所述第二腔室，所述第一弹性件的两端分别与所述活塞和所述芯轴接触。

4.根据权利要求3所述的纸盘放卷装置，其特征在于，所述转轴机构还包括端盖，所述端盖与所述芯轴固定连接，所述端盖的周向开设有第三避让槽，所述第三避让槽、所述第二避让槽与所述第一避让槽对齐且用以避让抓取纸盘的机器人手爪。

5.根据权利要求4所述的纸盘放卷装置，其特征在于，所述第一弹性件为压缩状态的第一弹簧，所述第一弹簧用以带动所述活塞轴向所述空心轴移动，所述活塞轴的锥形面在从所述空心轴到所述端盖的方向上渐扩，以使在所述活塞轴向所述空心轴移动时所述锁紧块向外伸出将所述纸盘锁紧。

6.根据权利要求1所述的纸盘放卷装置，其特征在于，所述锁紧机构还包括压盖，所述压盖与所述芯轴固定连接，所述压盖上设置有滑杆，所述锁紧块上设置有无油衬套，所述无油衬套套装所述滑杆，所述滑杆外部套设有第二弹性件，所述第二弹性件的两端分别与所述压盖和所述锁紧块接触。

7.根据权利要求6所述的纸盘放卷装置，其特征在于，所述锁紧机构还包括转动件，所述转动件转动安装于所述锁紧块，所述转动件与所述活塞轴的锥形面滚动接触。

8.根据权利要求7所述的纸盘放卷装置，其特征在于，所述第二弹性件为压缩状态的第二弹簧，所述第二弹簧用以带动所述锁紧块向所述活塞轴移动，以使所述转动件与所述活塞轴的锥形面紧密接触。

9.根据权利要求1所述的纸盘放卷装置，其特征在于，还包括定位机构，所述定位机构包括定位螺套，所述芯轴外部设置有外螺纹，所述定位螺套有与所述芯轴的外螺纹配合的内螺纹，所述定位螺套设置有第三紧固件和垫压件，所述垫压件位于所述第三紧固件与所述芯轴之间，所述第三紧固件用以固定所述定位螺套和所述芯轴。

10.一种纸盘更换系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的纸盘放卷装置，还包括机器人，所述机器人包括机器人手爪，所述机器人手爪用以抓取纸盘在所述纸盘放卷装置中安装和拆卸。