一种进水管自动包扎装置

摘要

本发明公开了一种进水管自动包扎装置，旨在提高进水管包扎效率，减轻工人劳动强度，自动完成进水管的包扎工作。其包括齿轮转盘自动包扎装置、曲柄滑块装配体与水管托盘进水管装配体。水管托盘进水管装配体安装在滑杆上，滑杆通过滑杆支架与固定板连接。水管托盘的一端通过转动副与连杆连接，连杆通过转动副与曲柄连接。齿轮转盘安装在齿轮上、下导轨中间，上、下齿轮导轨与固定板通过螺钉连接。包扎带圈放置在包扎带底座上，包扎带底座与固定板连接，包扎带拉出后经由六个辊轮调整角度与水管托盘进水管装配体运动平面垂直，气动夹头夹紧包扎带根部，包扎带张紧。水管托盘进水管装配体正对齿轮转盘缺口。

权利要求

1.一种进水管自动包扎装置，包括：曲柄滑块机构、包扎带传送机构和包扎缠绕机构，其特征在于：

所述曲柄滑块机构用于进水管递送，包括曲柄、连杆、滑杆、滑杆支架和滑块，所述滑块上为水管托盘，所述曲柄与滑块通过连杆连接，所述曲柄和连杆之间通过转动副连接，所述曲柄通过步进电动机驱动，带动连杆转动，使滑块沿滑杆右移至侧极限，置于水管托盘内的圈状水管与包扎带接触；

所述包扎带传送机构包括：辊轮、动力滚轮和包扎带圈，包扎带缠绕在包扎带圈上，经辊轮压靠在动力滚轮上，所述动力滚轮由步进电动机驱动；

所述包扎缠绕机构包括齿轮和齿轮转盘，所述齿轮由步进电机驱动，所述齿轮转盘与齿轮啮合，所述齿轮转盘上表面设有包扎杆；

所述动力滚轮通过固定座和联轴器与步进电动机连接，所述辊轮为多个分散固定在固定板上，其中部分辊轮起张紧作用，保证包扎带在运动过程中处于张紧状态；

所述动力滚轮外圈涂有固体胶层，使得通过的包扎带附着上粘性以利于后续包扎，通过电动机驱动动力滚轮旋转，包扎带伸长并由气动夹头加紧，气动切刀安装在气动夹头的一侧，所述包扎带圈安装包扎带底座上。

2.按照权利要求1所述的一种进水管自动包扎装置，其特征在于，所述齿轮转盘装在齿轮上轨和齿轮下轨之间，所述齿轮转盘压靠在齿轮下轨上，所述齿轮转盘轴向与齿轮上轨轴向卡接。

3.按照权利要求2所述的一种进水管自动包扎装置，其特征在于，所述齿轮上轨包括：齿轮上轨上件和齿轮上轨下件，所述齿轮上轨上件和齿轮上轨下件端部均开有凹槽，所述齿轮转盘端部设有凸缘，所述齿轮上轨和齿轮转盘轴向卡接。

4.按照权利要求1所述的一种进水管自动包扎装置，其特征在于，所述齿轮与步进电机轴过盈配合，所述齿轮上轨、齿轮下轨与固定座螺钉连接，所述齿轮和齿轮转盘均选用直齿圆柱齿轮。

5.按照权利要求1所述的一种进水管自动包扎装置，其特征在于，所述齿轮转盘开有缺口，当水管托盘接触到包扎带，并将包扎带向右顶入齿轮转盘中央后，齿轮驱动齿轮转盘转动，包扎杆将包扎带缠绕在进水管上，完成后由气动切刀切断包扎带，包扎过程结束。

说明书

一种进水管自动包扎装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种进水管自动包扎装置，更具体地说，本发明涉及一种进水管自动递送、连续包扎装置。

背景技术

[0002] 目前，中国已经成为全球最大的生产和出口大国之一。在全球范围内，包装工业发展的时间历程并不长远，我国包装机械发展历程相对较为久远，包装机械在国民工业中发
挥着重要作用。我国对产品包装的需求刺激了包装机械行业的发展，包装机械行业因而有
着欣欣向荣的发展态势。由于多方面的原因，如今我国的包装机械的发展进步迟缓。总体来
说，我国包扎机械发展水平不高，多数企业在中低水平上徘徊。

[0003] 随着人们生活水平的提高，对包装行业的要求已经不再仅仅满足于低水平的完成包扎工作，而是提出了更高的要求，进水管包扎技术是各类生产制造企业所迫切需要的一
种关键技术，包扎机结构设计的合理性和包扎机设备质量的优劣，关系到包扎机生产制造
过程中工艺效果的好坏和应用中包扎效率的高低以及能耗的节约程度，从而间接影响生产
制造企业的经济效益。近年来世界各国十分重视洗衣机进水管包扎机结构设计的研究，不
断改进设计方法，优化设计方案。未来，包装机械发展方向总是各种先进技术得到集成运
用，机械技术、计算机技术、电磁技术、液压与气压技术一体化发展。其发展重点必然是向着
高生产率、低制造成本、节能减排、环保性好等方面。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服了手工包扎过程中效率低下，成本高昂、费时费力的问题，提出了一种能减轻劳动强度，自动完成洗衣机进水管包扎的机械装置。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

[0006] 一种进水管自动包扎装置，包括：曲柄滑块机构、包扎带传送机构和包扎缠绕机构，所述曲柄滑块机构用于进水管18递送，包括曲柄1、连杆2、滑杆20、滑杆支架14和滑块，
所述滑块上为水管托盘3，所述曲柄1与滑块通过连杆2连接，所述曲柄1和连杆2之间通过转
动副连接，所述曲柄1通过步进电动机驱动，带动连杆2转动，使滑块沿滑杆20右移至侧极
限，置于水管托盘3内的圈状水管与包扎带10接触；

[0007] 进一步地，所述包扎带传送机构包括：辊轮6、动力滚轮5和包扎带圈11，包扎带10缠绕在包扎带圈11上，经辊轮6压靠在动力滚轮5上，所述动力滚轮5由步进电动机驱动；

[0008] 所述包扎缠绕装置包括齿轮13和齿轮转盘8，所述齿轮13由步进电机驱动，所述齿轮转盘8与齿轮13啮合，所述齿轮转盘8上表面设有包扎杆9。

[0009] 进一步地，所述动力滚轮5通过固定座19和联轴器与步进电动机连接，所述辊轮6为多个分散固定在固定板上，其中部分滚轮6起张紧作用，保证包扎带10在运动过程中处于
张紧状态。

[0010] 进一步地，所述动力滚轮5外圈涂有固体胶层，使得通过的包扎带附着上粘性以利于后续包扎，通过电动机驱动动力滚轮5旋转，包扎带10伸长并由气动夹头17加紧，气动切
刀16安装在气动夹头17的一侧，所述包扎带圈11安装包扎带底座12上。

[0011] 进一步地，所述齿轮转盘8装在齿轮上轨7和齿轮下轨15之间，所述齿轮转盘8压靠在齿轮下轨15上，所述齿轮转盘8轴向与齿轮上轨7轴向卡接。

[0012] 进一步地，所述齿轮上轨7包括：齿轮上轨上件22和齿轮上轨下件23，所述齿轮上轨上件22和齿轮上轨下件23端部均开有凹槽，所述齿轮转盘8端部设有凸缘，所述齿轮上轨
7和齿轮转盘8轴向卡接。

[0013] 进一步地，所述齿轮13与步进电机轴过盈配合，所述齿轮上轨7、齿轮下轨15与固定座19螺钉连接，所述齿轮13和齿轮转盘8均选用直齿圆柱齿轮。

[0014] 进一步地，所述齿轮转盘8开有缺口，当水管托盘接触到包扎带10，并将包扎带10向右顶入齿轮转盘8中央后，齿轮13驱动齿轮转盘8转动，包扎杆将包扎带10缠绕在进水管
上，完成后由气动切刀16切断包扎带10，包扎过程结束。

[0015] 与现有技术相比本发明的有益效果是：

[0016] 1.本发明所述的进水管自动包扎装置可以实现进水管包扎过程中的全自动化，与手工包扎或现有的包扎装置相比，本装置能将进水管包扎过程中水管的递送、包扎，包扎带
的传送、切割等多个步骤合为一体，在一套设备上即可完成，并能保证设备运转的连续性及
尽可能减少人工操作。

[0017] 2.本发明所述的进水管自动包扎装置解决了手工包扎过程中效率低下，成本高昂、费时费力的问题。

[0018] 3.本发明所述的进水管自动包扎装置，采用内六角圆柱螺钉固定连接的方式将各零部件安装到固定座上，若某一零部件发生故障，可以方便的检修或更换，大大提高了进水
管自动包扎装置的工作效率。

附图说明

[0019] 下面结合附图对本发明作进一步的说明：

[0020] 图1是本发明所述的进水管自动包扎装置的结构示意图；

[0021] 图2是本发明所述的进水管自动包扎装置水管托盘处于滑杆右极限位置时的结构示意图；

[0022] 图3是本发明所述的进水管自动包扎装置中的包扎机构的结构示意图。

[0023] 图4是本发明所述的进水管自动包扎装置齿轮转盘及上下导轨的分体结构示意图；

[0024] 图5是本发明所述的进水管自动包扎装置齿轮转盘及上下导轨的分体结构另一视角的示意图；

[0025] 图6是本发明所述的进水管自动包扎装置的局部剖面示意图；

[0026] 图中：1.曲柄机构，2.连杆机构，3.水管托盘，4.包扎机构，5.动力辊轮，6.辊轮，7.齿轮上轨，8.齿轮转盘，9.包扎杆，10.包扎带，11.包扎带圈，12.包扎带底座，13.齿轮，14.
滑杆支架，15.齿轮下轨，16.气动切刀，17.气动夹头，18.进水管，19.固定座，20.滑杆，21.
内六角圆柱螺钉M8，22.齿轮上轨上件，23.齿轮上轨下件，24.内六角圆柱螺钉M4，25.背靠
滑杆支架，26.电机轴，27.内六角圆柱螺钉M6

具体实施方式

[0027] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面列举的实施例仅为对本发明技术方
案的进一步理解和实施，并不构成对本发明权利要求的进一步限定，因此。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。

[0028] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以
是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两
个元件内部的连通，可以是柔性连接、刚性连接或活动链接。对于本领域的普通技术人员而
言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0029] 本发明提供进水管自动包扎装置，以满足进水管包扎自动、连续的需要。该装置采用了合理的曲柄滑块机构设计、齿轮传动机构设计，有效的保证了进水管在包扎过程中的
自动化和连续性。研究进水管自动包扎装置具有很高的社会价值和广泛的社会意义，对提
高包扎类设备的自动化率有很好的促进作用。进水管自动包扎机结构与传动装置综合设计
代表了包扎机设计的一般过程，对以后的设计工作也具有一定的借鉴意义。

[0030] 所述的进水管自动包扎装置包括曲柄滑块(水管托盘)机构，包扎带传送机构及包扎缠绕机构。

[0031] 进水管自动包扎装置可将缠绕后的圈状进水管进行重叠区自动包扎，由曲柄电动机驱动曲柄旋转，连杆随之运动，与连杆连接的水管托盘在滑杆上做直线运动，当水管托盘
向右运动时圈状进水管右侧会首先接触到包扎带，并将包扎带向右推入，包扎带在拉伸力
作用下不断伸长，当水管托盘运动到右极限位置时，圈状进水管的上、下、右三个面均已与
包扎带接触，进水管完成部分包扎，此时曲柄电动机暂停工作；同时，齿轮电动机驱动齿轮，
与之配对的齿轮转盘转动以进行包扎，包扎完成后气动切刀切断包扎带，此前暂停的曲柄
电动机继续工作，将滑块从右极限位置拉出，到左极限位置时停止，至此一次包扎完成。

[0032] 所述的曲柄滑块(水管托盘)机构实现进水管递送功能。所述的曲柄滑块(水管托盘)机构由曲柄，连杆，滑杆，滑杆支架及水管托盘组成。曲柄背部直接连接步进电动机，电
动机驱动曲柄做回转运动，曲柄和连杆之间通过转动副连接，曲柄做旋转运动的同时带动
连杆转动，与之连接的滑块(水管托盘)沿着滑杆支架做直线运动，滑块(水管托盘)向右运
动时圈状水管右侧会首先接触到包扎带，并将包扎带向右推入，在这一过程中曲柄的圆周
运动转化为滑块(水管托盘)在滑轨上的往复直线运动。

[0033] 所述的包扎带传送机构由包扎带、包扎带圈、包扎带底座、辊轮及动力滚轮组成，动力滚轮通过固定座和联轴器与步进电动机连接，辊轮与固定座固定连接，包扎带穿过动
力滚轮和辊轮并压靠在动力滚轮上。其中辊轮共有6个，分散固定在固定板上，包扎带缠绕
在包扎带圈上，在拉伸力作用下包扎带圈旋转包扎带不断伸长，多个辊轮保证了包扎带在
运动过程中时刻保持张紧状态，动力滚轮外圈涂有固体胶层，滚轮和包扎带间存在摩擦力，
电动机驱动动力滚轮旋转，动力滚轮将粘性传递至包扎带上，从而进行进水管包扎。整个包
扎带传送机构由包扎带圈、包扎带底座及6个固定辊轮组成，包扎带从包扎带圈拉出后，经
上面4个辊轮调整角度过渡到达水管传送平面，其中2个滚轮起张紧作用。然后在水管传送
至包扎带时，经管道传送平面的上下两个辊轮贴合水管传送机构致使包扎带下方固定，并
向上方产生拉力，包扎带和进水管一起被送至包扎机构预定位置进行包扎。

[0034] 所述的包扎缠绕装置包括齿轮和齿轮转盘，齿轮与步进电机轴过盈配合，齿轮上轨、齿轮下轨与固定座螺钉连接，齿轮上轨、齿轮下轨之间有齿轮转盘，齿轮转盘压靠在齿
轮下轨上，齿轮通过过盈配合连接在电机轴上，齿轮转盘和齿轮啮合，齿轮上轨包括齿轮上
轨上件和齿轮上轨下件，齿轮上轨上件和齿轮上轨下件端部均开有凹槽，齿轮转盘端部设
有凸缘，齿轮上轨和齿轮转盘轴向卡接。齿轮和齿轮转盘均选用直齿圆柱齿轮，齿轮转盘上
设有包扎杆，包扎杆与齿轮转盘固定连接，当水管托盘接触到包扎带，并将包扎带向右顶入
齿轮转盘中央后，齿轮转盘转动，包扎杆将包扎带缠绕在进水管上，完成后气动切刀切断包
扎带，包扎过程结束。

[0035] 所述的包扎带夹紧及剪断装置由气动夹头和气动切刀组成，所述的气动夹头和气动切刀均为市场标准件，其作用是夹紧包扎带，气缸置于体内部，夹头在气动力的作用下实
现包扎带的夹紧和缩放。转盘转动包扎好水管后，气动切刀进行切断。刀片安装在气缸上的
活塞杆上，活塞杆在气动力的作用下向上运动，其上的刀片进行切割，切割完成后刀片连同
活塞杆向下缩回。

[0036] 下面结合附图对本发明内容进一步说明。

[0037] 参阅图1至图2，本发明所述的进水管自动包扎装置包括曲柄1连杆2装置、齿轮13、齿轮转盘8装配体和进水管18、水管托盘3装配体。曲柄1直接套在电机轴上，曲柄1和连杆2
通过转动副连接，连杆2和水管托盘3亦通过转动副连接。水管托盘3在滑杆20上可自由滑
动，滑杆20通过滑杆支架14支承，滑杆支架14由螺钉固定在固定座19上。运动开始后分为两
个步骤：第一步，电动机带动曲柄1做回转运动，与之连接的连杆2开始运动，连杆2连接的滑
块(水管托盘)3做直线运动，水管托盘3向右运动时进水管18右侧会首先接触到包扎带10，
并将包扎带10向右推入，包扎带10在拉伸力作用下不断伸长，多个辊轮协同作用保证了包
扎带10在运动过程中时刻保持张紧状态。至此第一个步骤完成，进水管18连同水管托盘3运
动至滑杆20的右极限位置。

[0038] 参阅图2，当进水管18连同水管托盘3运动到滑杆20的右极限位置时，第二个步骤开始。进水管18的上、下、右三个面均已与包扎带10接触，曲柄电动机停止工作。齿轮驱动电
动机驱动齿轮13旋转，与之配对的齿轮转盘8同时转动以进行包扎(齿轮转盘8旋转60°即可
将圈状水管包扎完成)，包扎完成后气动切刀16切断包扎带10，第一步中的曲柄电动机恢复
转动，进水管18连同水管托盘3从滑杆20右极限位置往左拉出，到滑杆20左极限位置时停
止，至此第二个步骤完成，一次进水管包扎结束。

[0039] 参阅图3，为保证包扎过程的连续性，当进水管18连同水管托盘3到达滑杆20的左极限位置时，动力滚轮5开始转动，包扎带10在摩擦力作用下不断向下延伸，到达气动夹头
17夹嘴时，气动夹头17夹住包扎带10，动力滚轮5停止转动。与之同时，齿轮13反转，齿轮转
盘8复位到缺口正对进水管18位置，至此包扎机复位。

[0040] 参阅图4与图5，齿轮转盘装配体包括齿轮转盘8、齿轮下轨15、齿轮上轨上件22、齿轮上轨下件23以及内六角圆柱螺钉21。齿轮上轨上件22和齿轮上轨下件23组成齿轮上轨7。
齿轮转盘8的根部设有凸缘，齿轮上轨7根部开有凹槽，齿轮转盘8压靠在齿轮下轨15上。凹
槽可保证齿轮转盘8转动时的轴向稳定性。其中齿轮上轨7、齿轮下轨15通过内六角圆柱螺
钉21固定在固定座19上。

[0041] 参阅图6，所述的包扎带底座12、气动切刀16、气动夹头17通过螺钉连接安装在固定座19上，辊轮6的支承轴与固定座19制成一体，水管托盘3可在滑杆20上自由滑动，各零部
件间装配独立，若某一零部件发生故障，可以方便的检修或更换，大大节省了维护时间，提
高了进水管自动包扎装置的工作效率。

[0042] 进水管自动包扎装置的齿轮13、齿轮转盘8皆选用软齿面，模数、传动比均为2，压力角20°，中心距150mm；齿轮13的齿数50，齿宽20mm，材料为40Cr(调质)，齿面硬度280HBS；
齿轮转盘8的齿数100,齿宽15mm，材料为45钢(调质)，齿面硬度240HBS。

[0043] 进水管自动包扎装置的工作原理：

[0044] 第一步，曲柄电动机驱动曲柄1回转，与之连接的水管托盘3做直线运动，水管托盘3向右运动时进水管18右侧会首先接触到包扎带10，并将包扎带向右推入，包扎带10在拉伸
力作用下不断伸长，当水管托盘3运动到右极限位置时，进水管18的上、下、右三个面均已与
包扎带10接触，曲柄电动机暂停工作。

[0045] 第二步，齿轮电动机驱动齿轮13转动，与之配合的齿轮转盘8同时转动，其上包扎杆9将进行缠绕包扎，齿轮转盘转动60°即包扎完成，气动切刀16切断包扎带10，第一步中暂
停的曲柄电动机恢复工作，水管托盘3从右极限位置被拉至左极限位置。

[0046] 第三步，齿轮13反转，齿轮转盘8复位到缺口正对进水管18位置；滚轮电动机驱动动力滚轮5转动，动力滚轮5外圈涂有固体胶层，包扎带10和动力滚轮5间存在摩擦力作用，
因而将粘性传递至包扎带10上，包扎带10受动力滚轮5的作用向下伸长，气动夹头17夹住包
扎带10，至此一次包扎完成。

[0047] 进水管自动包扎装置能够实现进水管包扎过程中的全自动化，并将水管的递送、包扎，包扎带的传送、切割等多个步骤合为一体，与实际生产包扎需求相吻合。

[0048] 当然，本发明所述的进水管自动包扎装置并不局限于包扎进水管，也可以用于产品包装、医疗包扎、物流打包等其他领域。

[0049] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地
实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限
于特定的细节和这里示出与描述的图例。