一种充气保护式易碎贵重物品封装装置

摘要

本发明提供了一种充气保护式易碎贵重物品封装装置，其特征在于，包括用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气机构，用于对瓦楞纸箱进行封箱的封箱机构，以及用于传送瓦楞纸箱的传送机构。本发明的充气保护式易碎贵重物品封装装置可适用于多规格，多尺寸易碎品的包装设备上，通过预设程序改变，实现传送机构、封箱机构和充气机构三方协同控制，可多次改变时间间隔，自动改变进气量，完成不同规格易碎品的保护及封装工作，生产效率较高。

权利要求

1.一种充气保护式易碎贵重物品封装装置，其特征在于，包括用于对瓦楞纸箱（17）中的充气袋（23）进行充气的充气机构，用于对瓦楞纸箱（17）进行封箱的封箱机构，以及用于传送瓦楞纸箱（17）的传送机构；所述的充气机构包括推杆直流电机（5）、用于检测瓦楞纸箱（17）是否位于推杆直流电机（5）的伸缩杆的前方的定位光电开关（20）、溢流阀（21）、溢流阀接头（22）及充气嘴（19），推杆直流电机（5）和定位光电开关（20）通过连接支架固定在型材支架（11）上，推杆直流电机（5）位于传送机构的一侧，推杆直流电机（5）的伸缩杆的前端固定连接溢流阀（21），溢流阀（21）通过溢流阀接头（22）连接充气嘴（19），充气嘴（19）与能够与固定在瓦楞纸箱（17）上的充气接头（18）接合，充气接头（18）与设于瓦楞纸箱（17）中的充气袋（23）的进气口连接，充气嘴（19）连接充气泵（7）。

2.如权利要求1所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置，其特征在于，所述的易碎贵重物品设于瓦楞纸箱（17）中并被充气袋（23）包裹。

3.如权利要求1所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置，其特征在于，所述的传送机构的前端上方设有触发光电开关（3），触发光电开关（3）固定在型材支架（11）上。

4.如权利要求1所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置，其特征在于，所述的传送机构包括直流减速电机（26）、轴承座（12）、深沟球轴承（36）、动力轴（34）、从动轴（35）、传送带（10）和同步带减速机构，直流减速电机（26）和轴承座（12）固定在型材支架（11）上，轴承座（12）内设有深沟球轴承（36），深沟球轴承（36）的内圈与动力轴（34）或者从动轴（35）配合，传送带（10）的两端分别设于动力轴（34）和从动轴（35）上，直流减速电机（26）通过同步带减速机构连接动力轴（34）。

5.如权利要求4所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置，其特征在于，所述的传送带（10）设于撑板（8）上，撑板（8）固定在型材支架（11）上。

6.如权利要求1所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置，其特征在于，所述的封箱机构包括通过舵机支座固定在型材支架（11）上的第五舵机（33）、第一舵机（2）、第三舵机（15）和第四舵机（32），第五舵机（33）位于瓦楞纸箱（17）的后侧，第一舵机（2）、第三舵机（15）和第四舵机（32）位于瓦楞纸箱（17）的前侧，第五舵机（33）连接用于使瓦楞纸箱（17）上封面下压的档杆，第一舵机（2）和第三舵机（15）各连接一个用于使瓦楞纸箱（17）上封面前缘预弯折的可调节挡杆（1），第四舵机（32）连接动力杆（31），动力杆（31）通过杆端轴承（30）连接螺纹杆（29），螺纹杆（29）前端连接用于压合瓦楞纸箱（17）的上封面前缘的推板（28），推板（28）设于型材支架（11）上并能够沿型材支架（11）向瓦楞纸箱（17）作直线运动。

7.如权利要求1所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置，其特征在于，所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置还包括固定在型材支架（11）上的第二舵机（13），第二舵机（13）能够拖动透明挡板（14）对瓦楞纸箱（17）进行限位保护。

8.如权利要求1所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置，其特征在于，所述的充气机构、传送机构和封箱机构由电源及控制模块控制，电源及控制模块连接控制面板。

说明书

一种充气保护式易碎贵重物品封装装置

技术领域

[0001] 本发明涉及充气保护式贵重物品封箱机，具体是一种通过充气机构实现物品周围充气袋的膨胀，使其贴紧物品的同时可以在一定范围内根据物体的大小进行调整，达到保护贵重易碎物品的功能的装置，属于物流包装设备技术领域。

背景技术

[0002] 经调研得知：目前，市场上易碎贵重物品的缓冲包装形式较为单一，常见有以下两种：一种是只用纸箱和塑料薄膜袋包装，这种包装方式对产品的保护性能不足；另一种是外包装为纸箱，内包装为EPS泡沫塑料衬垫，因其良好的缓冲吸振效果，被广泛应用于易碎产品的包装。但不得不考虑到的是，该种材料对环境有一定的潜在危害，且这种填充方式很难自动完成，机械化程度非常低，需要耗费大量的人力物力。

[0003] 针对易碎贵重物品的特点，这款全自动的包装机构，可以实现自动填充、包装等功能代替人工方式，同时也要考虑到环保回收的问题，这将大大提升现在市场是包装的效率和方便人们的生活。

发明内容

[0004] 本发明的目的提供一种用于在一定范围规格内的贵重物品进行充气保护和封箱包装的装置，结构简单，能够通过预设程序控制包装过程中电机运转、皮带传动、封箱机构、充气泵开关和推杆进退状态实现充气、封盖动作，无需人工干涉，生产效率较高。

[0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种充气保护式易碎贵重物品封装装置，其特征在于，包括用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气机构，用于对瓦楞纸箱进行封箱的封箱机构，以及用于传送瓦楞纸箱的传送机构。

[0006] 优选地，所述的易碎贵重物品设于瓦楞纸箱中并被充气袋包裹。

[0007] 优选地，所述的传送机构的前端上方设有触发光电开关，触发光电开关固定在型材支架上。

[0008] 优选地，所述的传送机构包括直流减速电机、轴承座、深沟球轴承、动力轴、从动轴、传送带和同步带减速机构，直流减速电机和轴承座固定在型材支架上，轴承座内设有深沟球轴承，深沟球轴承的内圈与动力轴或者从动轴配合，传送带的两端分别设于动力轴和从动轴上，直流减速电机通过同步带减速机构连接动力轴。

[0009] 更优选地，所述的传送带设于撑板上，撑板固定在型材支架上。

[0010] 优选地，所述的充气机构包括推杆直流电机、用于检测瓦楞纸箱是否位于推杆直流电机的伸缩杆的前方的定位光电开关、溢流阀、溢流阀接头及充气嘴，推杆直流电机和定位光电开关通过连接支架固定在型材支架上，推杆直流电机位于传送机构的一侧，推杆直流电机的伸缩杆的前端固定连接溢流阀，溢流阀通过溢流阀接头连接充气嘴，充气嘴与能够与固定在瓦楞纸箱上的充气接头接合，充气接头与设于瓦楞纸箱中的充气袋的进气口连接，充气嘴连接充气泵。

[0011] 优选地，所述的封箱机构包括通过舵机支座固定在型材支架上的第五舵机、第一舵机、第三舵机和第四舵机，第五舵机位于瓦楞纸箱的后侧，第一舵机、第三舵机和第四舵机位于瓦楞纸箱的前侧，第五舵机连接用于使瓦楞纸箱上封面下压的档杆，第一舵机和第三舵机各连接一个用于使瓦楞纸箱上封面前缘预弯折的可调节挡杆，第四舵机连接动力杆，动力杆通过杆端轴承连接螺纹杆，螺纹杆前端连接用于压合瓦楞纸箱的上封面前缘的推板，推板设于型材支架上并能够沿型材支架向瓦楞纸箱作直线运动。

[0012] 优选地，所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置还包括固定在型材支架上的第二舵机，第二舵机能够拖动透明挡板对瓦楞纸箱进行限位保护。

[0013] 优选地，所述的充气机构、传送机构和封箱机构由电源及控制模块控制，电源及控制模块连接控制面板。

[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0015] 本发明的充气保护式易碎贵重物品封装装置可适用于多规格，多尺寸易碎品的包装设备上，通过预设程序改变，实现传送机构、封箱机构和充气机构三方协同控制，可多次改变时间间隔，自动改变进气量，完成不同规格易碎品的保护及封装工作，生产效率较高。

附图说明

[0016] 图1为充气保护式易碎贵重物品封装装置结构示意图；

[0017] 图2为传送机构结构示意图；

[0018] 图3为充气机构结构示意图；

[0019] 图4为封箱机构结构示意图；

[0020] 图5为电源及控制模块示意图。

[0021] 图6a是溢流阀主视图；

[0022] 图6b是溢流阀俯视图；

[0023] 图6c是溢流阀左视图；

[0024] 图7a是动力轴剖视图；

[0025] 图7b是图7a中A-A截面的剖面图；

[0026] 图8是本发明轴承座的三维结构示意图；

[0027] 图9a是瓦楞纸箱侧视图；

[0028] 图9b是瓦楞纸箱后视图。

具体实施方式

[0029] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0030] 实施例

[0031] 如图1所示，为充气保护式易碎贵重物品封装装置的三维结构示意图，所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置包括用于对瓦楞纸箱17中的充气袋23进行充气的充气机构，用于对瓦楞纸箱17进行封箱的封箱机构，以及用于传送瓦楞纸箱17的传送机构。

[0032] 本发明的充气保护式易碎贵重物品封装装置为一个易碎贵重物品包装的流水线，其的主要工作流程为：物品传送、充气与多舵机动作进行封箱。

[0033] 型材支架11作为机架和框架，为凸字形结构。

[0034] 如图9a-9b所示，瓦楞纸箱17为方形，包括箱体及上封面，上封面可盖在箱体上形成一个完整的纸箱，上封面前缘带有胶水或双面固体胶，可与箱体粘合。瓦楞纸箱17内设有充气袋23，所述的贵重易碎品24设于瓦楞纸箱17中并被充气袋23包裹。

[0035] 如图1和图2所示，所述的传送机构包括直流减速电机26、如图8所示的轴承座12、深沟球轴承36、动力轴34、从动轴35、传送带10和同步带减速机构，直流减速电机26及其支架和轴承座12固定在型材支架11上，轴承座12内设有深沟球轴承36，深沟球轴承36的内圈与如图7a-7b所示的动力轴34或者从动轴35配合，传送带10的两端分别设于动力轴34和从动轴35上，直流减速电机26通过同步带减速机构连接动力轴34，直流减速电机26能够通过同步带减速机构带动动力轴34转动，进而驱动传送带10。所述的传送带10设于撑板8上，用于防止传送带10下坠，撑板8固定在型材支架11上。同步带减速机构包含大带轮25和小带轮27，小带轮27和直流减速电机26连接，大带轮25和动力轴34连接，大带轮25和小带轮27上设有传动带。所述的传送机构的前端上方设有触发光电开关3，触发光电开关3固定在型材支架11上。

[0036] 如图1和图3所示，所述的充气机构包括推杆直流电机5、用于检测瓦楞纸箱17是否位于推杆直流电机5的伸缩杆的前方并精确确定瓦楞纸箱17的位置的定位光电开关20、溢流阀21、溢流阀接头22及充气嘴19，推杆直流电机5和定位光电开关20通过连接支架固定在型材支架11上，推杆直流电机5位于传送机构的一侧，推杆直流电机5的伸缩杆的前端固定连接溢流阀21，溢流阀21通过溢流阀接头22连接充气嘴19，充气嘴19与能够与固定在瓦楞纸箱17上的充气接头18接合，充气接头18与设于瓦楞纸箱17中的充气袋23的进气口连接，充气嘴19连接充气泵7。推杆直流电机5位于可调节挡杆1中间偏右。可调节挡杆1的转动角度可调节。通过推杆直流电机5的进退实现充气泵7的充气功能。

[0037] 所述的充气嘴19上设有溢流阀21。如图6a-6c所示，溢流阀21由阀芯6-1、紧固件6-2、阀体6-4、若干螺栓6-5、若干螺母6-6构成，阀芯6-1设于阀体6-4中，阀体6-4由前后两部分组成，阀芯6-1前端设有通孔，充气嘴19设于阀芯6-1前端的通孔中，紧固件6-2将充气嘴
19限位在阀芯6-1前端的通孔，阀体6-4还设有能够将阀芯6-1向前推的弹簧。安装时，将阀芯6-1安装在前后阀体6-4中，将阀体6-4按照图示通过若干螺栓6-5和螺母6-6进行组装。再将充气嘴19和紧固件6-2安装在阀芯6-1的前端。其工作机制：当推杆直流电机5带动溢流阀
21做直线运动，并使充气嘴19接触到充气接头18时，充气嘴19收到压力并向后退让，同时充气泵7工作，充气嘴19出气。待充气袋23充满气体后，在充气嘴19处的内压大于位于阀体6-4内的内置弹簧压力，充气嘴19轻微弹出，气体从充气嘴19和充气接头18处释放，达到过压保护效果。当充气袋23内气体量过饱和，充气嘴19轻微弹出，充气停止，有效的保护了内部充气袋23避免充气过多。

[0038] 所述的溢流阀21的阀体、充气接头18选用轻质材料，比如塑料等；充气泵7选择充气稳定的小型充气泵；推杆直流电机5选择减速电动机，可使装置平稳运转；溢流阀21中选用弹性系数较低的弹簧，使充气嘴19弹回更加迅速敏捷。

[0039] 如图1和图4所示，所述的封箱机构包括通过舵机支座固定在型材支架11上的第五舵机33、第一舵机2、第三舵机15和第四舵机32，第五舵机33位于瓦楞纸箱17的后侧，第一舵机2、第三舵机15和第四舵机32位于瓦楞纸箱17的前侧，第五舵机33连接用于使瓦楞纸箱17上封面下压的档杆，第一舵机2和第三舵机15各连接一个用于使瓦楞纸箱17上封面前缘预弯折的可调节挡杆1，第四舵机32连接动力杆31，动力杆31通过杆端轴承30连接螺纹杆29，螺纹杆29前端连接用于压合瓦楞纸箱17的上封面前缘的推板28，推板28设于型材支架11上并能够沿型材支架11向瓦楞纸箱17作直线运动。

[0040] 所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置还包括固定在型材支架11上的第二舵机13，第二舵机13能够拖动透明挡板14对瓦楞纸箱17进行限位保护。

[0041] 所述的推板28与瓦楞纸箱17的上封面前缘的接触面积应尽可能大，保证封胶的可靠性；推板28所用的曲柄摇杆机构应具有急回特性。

[0042] 触发光电开关3、定位光电开关20的位置应具体确定，包括转向等，防止传送带工作状态的误判，透明挡板14下落不准确，导致后续工作的停滞。

[0043] 所述的档杆、可调节挡杆1、推板28的动作配合尽可能连贯，时间间隔应合理设置。

[0044] 如图1和图5所示，所述的充气机构、传送机构和封箱机构电源及控制模块控制，电源及控制模块连接控制面板，控制面板固定在型材支架11上。所述的电源及控制模块包括单片机，单片机连接触发光电开关3、定位光电开关20、驱动器、继电器、第一舵机2、第二舵机13、第三舵机15、第四舵机32和第五舵机33，第一舵机2、第二舵机13、第三舵机15、第四舵机32和第五舵机33构成压合动作机构，驱动器连接推杆直流电机5和直流减速电机26，继电器连接充气泵7，压合动作机构连接限位开关，限位开关连接单片机。限位开关由配套支架固定在型材支架11上，若第一舵机2、第二舵机13、第三舵机15、第四舵机32和第五舵机33驱动其对应的档杆、动力杆31、透明挡板14转动到对应的角位移将触碰到限位开关，此时，限位开关闭合，单片机可读取该开关量。在遇到紧急情况时，单片机可以通过该开关量和程序运行状态来判断该机构是否遇到特殊情况，并进入紧急中断，例如档杆、动力杆31或透明挡板14因为外力无法到达预定位置，机器发出状态警报并停止运行。

[0045] 本发明的工作过程为：

[0046] 当触发光电开关3(光电传感器)检测到瓦楞纸箱17后，单片机CPU控制直流减速电机26拖动同步带减速机构使动力轴34低速转动，并使传送带10带动瓦楞纸箱17向右运动进入工作区。

[0047] 定位光电开关20(红外传感器)检测到瓦楞纸箱17后，对瓦楞纸箱17进行精确定位，使瓦楞纸箱17和充气接头18到达指定位置，第二舵机13拖动透明挡板14，透明挡板14设于瓦楞纸箱17的前进方向上，作用是对瓦楞纸箱17进行限位保护。单片机控制推杆直流电机5带动溢流阀21、溢流阀接头22及充气嘴19执行充气前伸动作，充气嘴19与充气接头18接合，充气泵7工作，气流从充气嘴19进入充气袋23，充气袋23膨胀，从而隔离待保护贵重易碎品24。充气袋23是由市场上普遍使用的充气袋卷。待充气完成后，推杆直流电机5伸缩杆退回，充气机构完成工作。

[0048] 当充气机构工作后，进入封箱环节，第五舵机33带动档杆，实现下压动作，使瓦楞纸箱17上封面下压。第一舵机2和第三舵机15对称设置，带动2个对称的可调节挡杆1使其转动约150度，其作用是辅助上封面前缘留有预弯折角度。动力杆31、螺纹杆29和第四舵机32构成曲柄摇杆机构，型材支架11作曲柄摇杆机构的导轨，由第四舵机32驱动动力杆31、螺纹杆29，并使推板28作直线运动，使带有预弯折角度的瓦楞纸箱17的上封面前缘被压合，上封面前缘带有胶水或双面固体胶，实现箱体封合。包装完成后，透明挡板14脱离，再使包装好的瓦楞纸箱17通过传送带10送离工作区，实现物品的自动包装。