CN108820385B - 一种缓冲气垫材料的智能填充装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种缓冲气垫材料的智能填充装置，包括机架，所述机架上依次设有缓冲气垫机、一级缓存箱、导向槽、气垫分离机、滑道、二级缓存箱、下压机构、位置调整机构及控制单元。本发明的缓冲气垫材料的智能填充装置，商品完成装箱后通过视觉处理系统计算纸箱填充所需的缓冲材料用量，填充装置按系统发出的信号生产所需的缓冲材料，气模原料通过缓冲气垫机制作成缓冲气垫后进入一级缓存箱并沿着导向槽进入气垫分离机在步进电机的驱动作用下进行分离，同时位置调整机构根据待填充纸箱的外形尺寸将二级缓存箱运送到距离待填充纸箱合适的高度后，下压机构动作将多个缓冲气垫恰好压入待填充的纸箱内，实现对纸箱的定量与自动填充。

Description

一种缓冲气垫材料的智能填充装置

技术领域

本发明属于电子商务物流包装领域，更具体地，涉及一种缓冲气垫材料的智能填充装置。

背景技术

随着网络市场的蓬勃发展，电商兴盛，物流运输越来越多。为了保护商品、方便运输，在电商快递纸箱包装中往往需要在商品装箱后填入缓冲材料保护商品，防止商品在流通过程中发生损坏。

基于气泡袋与葫芦膜这两种电商领域使用最广泛的缓冲气垫材料。在纸箱包装过程中一般采用人工压紧的方式将缓冲包对纸箱进行填充。目前在电商领域，纸箱中是否加入缓冲材料及缓冲材料用量均由人工主观判断，容易造成填充材料用量不当，尤其是填充材料用量过少，容易导致货物发送晃动或碰撞而损坏，影响货物的运输和交付，如果填充材料用量过多会造成无法封装或封装质量差等问题，此外，采用人工填充方式，不仅填充质量差，而且工作效率低，难以适应电子商务飞速发展时期对快递物流的需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种缓冲气垫材料的智能填充装置，商品在完成装箱后通过视觉处理系统计算纸箱填充所需的缓冲材料用量，填充装置按系统发出的信号生产所需的缓冲材料，气模原料通过缓冲气垫机制作成缓冲气垫后进入一级缓存箱并沿着导向槽进入气垫分离机在步进电机的驱动作用下进行分离，控制系统根据所需的待填充纸箱的体积控制分离后的多个缓冲气垫顺着滑道进入二级缓存箱中堆垛备用，同时位置调整机构根据待填充纸箱的外形尺寸将二级缓存箱运送到距离待填充纸箱合适的高度后，下压机构动作将多个缓冲气垫恰好压入待填充的纸箱内，实现对纸箱的定量与自动填充，节省了人力成本，显著提高了生产效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种缓冲气垫材料的智能填充装置，包括机架，所述机架上依次设有缓冲气垫机、一级缓存箱、导向槽、气垫分离机、滑道、二级缓存箱、下压机构、位置调整机构及控制单元；其中，

所述缓冲气垫机设于所述机架的一端，用于向气垫膜内充气制造缓冲气垫，所述一级缓存箱设于所述缓冲气垫机的出口处，并通过所述导向槽与所述气垫分离机连接，所述气垫分离机用于在所述控制单元的控制指令下将所述缓冲气垫分离形成所需数量的单个缓冲气垫并通过所述滑道进入二级缓存箱备用；

所述下压机构以及位置调整机构设于待填充纸箱的上方，所述位置调整机构用于将所述二级缓存箱运送到指定高度，所述二级缓存箱在所述下压机构的推动下，将所需数量的单个缓冲气垫压入待填充纸箱中，实现对所述待填充纸箱的定量和自动填充。

进一步地，所述气垫分离机包括机座及设于所述机座上的驱动辊、传动辊、浮动轴承座、固定轴承座、直齿轮、联轴器、步进电机、皮带驱动轮、皮带传动轮、传动轮轴承座、驱动轮轴承座、导向轮、夹紧轮及涨紧轮；其中，

装有所述驱动辊的固定轴承座固定于所述机座的一端，装有所述传动辊的浮动轴承座镶嵌在所述机座一端的缺口中；

所述直齿轮分别设于所述传动辊与驱动辊的一侧且相互啮合，所述驱动辊通过联轴器与步进电机联接，装有所述皮带驱动轮的驱动轮轴承座固定于机座上，装有所述皮带传动轮的传动轮轴承座镶嵌于所述机座的一缺口中；

所述皮带驱动轮通过联轴器与步进电机联接，所述导向轮、夹紧轮和涨紧轮安装于所述机座上相应部位。

进一步地，所述气垫分离机包括弹簧，所述弹簧置于所述机座与浮动轴承座之间用于将所述传动辊与驱动辊压紧。

进一步地，所述气垫分离机包括圆皮带惰轮，所述圆皮带惰轮分别安装于所述皮带传动轮与皮带驱动轮的一端。

进一步地，所述气垫分离机包括限位圆皮带，所述限位圆皮带分别平行安装于所述驱动辊、传动辊与圆皮带惰轮上。

进一步地，所述驱动辊和传动辊表面设有斜纹滚花。

进一步地，所述一级缓存箱上设置多个光电传感器，分别置于所述一级缓存箱侧壁的不同高度处。

进一步地，所述光电传感器置于所述传动辊与皮带传动轮之间，用于检测所述缓冲气垫的头部位置。

进一步地，所述二级缓存箱底部设有两扇翻板，所述翻板通过弹簧铰链与箱体连接。

进一步地，所述下压机构包括带导杆气缸与压板，所述带导杆气缸用于驱动所述压板上下运动。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明的缓冲气垫材料的智能填充装置，商品在完成装箱后通过视觉处理系统计算纸箱填充所需的缓冲材料用量，填充装置按系统发出的信号生产所需的缓冲材料，气模原料通过缓冲气垫机制作成缓冲气垫后进入一级缓存箱并沿着导向槽进入气垫分离机在步进电机的驱动作用下进行分离，控制系统根据所需的待填充纸箱的体积控制分离后的多个缓冲气垫顺着滑道进入二级缓存箱中堆垛备用，同时位置调整机构根据待填充纸箱的外形尺寸将二级缓存箱运送到距离待填充纸箱合适的高度后，下压机构动作将多个缓冲气垫恰好压入待填充的纸箱内，实现对纸箱的定量与自动填充，节省了人力成本，显著提高了生产效率。

(2)本发明的缓冲气垫材料的智能填充装置，步进电机带动驱动辊与传动辊转动，将缓冲气垫向前输送，光电传感器检测到缓冲气垫头部向控制系统发送信号，控制系统控制步进电机运行将缓冲气垫向前输送指定距离后停止，步进电机带动皮带、皮带持续运转，将缓冲气垫从易撕缝处拉开制成单个缓冲气垫，实现缓冲气垫的快速分离。

(3)本发明的缓冲气垫材料的智能填充装置，二级缓存箱底部设有两扇翻板，翻板通过弹簧铰链与箱体连接，翻板受压时打开，压力消失时弹簧铰链使其自动闭合；下压机构包括带导杆气缸与压板，带导杆气缸驱动压板上下运动，以将存储于箱体中的缓冲气垫压入待填充纸箱。

(4)本发明的缓冲气垫材料的智能填充装置，位置调整机构设置于机架的一端，驱动二级缓存箱与下压机构运动，以便在待填充纸箱到达工位后将二级缓存箱与下压机构移动到填充纸箱上方合适高度，实现对待填充纸箱的智能填充。

(5)本发明的缓冲气垫材料的智能填充装置，一级缓存箱上设置有两个光电传感器，分别布置于箱体顶部和底部，用于检测一级缓存箱中缓冲气垫是否装满以控制缓冲气垫机的启停，保证缓冲气垫的足量供应。

(6)本发明的缓冲气垫材料的智能填充装置，在驱动辊和传动辊表面加工有斜纹滚花，使缓冲气垫在向前输送的过程中受到垂直于移动方向并指向机座的分力作用，保证缓冲气垫热封线能始终贴合导向钢丝移动，防止缓冲气垫跑偏。

附图说明

图1为本发明实施例一种缓冲气垫材料的智能填充装置结构示意图；

图2为本发明实施例一种缓冲气垫材料的智能填充装置涉及的气垫分离机正面结构示意图；

图3为本发明实施例一种缓冲气垫材料的智能填充装置涉及的气垫分离机背面结构示意图；

图4为本发明实施例一种缓冲气垫材料的智能填充装置涉及的二级缓存箱及下压机构结构示意图；

图5为本发明实施例一种缓冲气垫材料的智能填充装置的缓冲气垫填充示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-机架；2-缓冲气垫机；3-一级缓存箱；4-导向槽；5-气垫分离机；6-滑道；7-二级缓存箱；8-下压机构；9-位置调整机构；10-气垫膜原料箱；11-气垫膜；12-缓冲气垫；13-纸箱输送线；14-待填充纸箱；15-机座；16-传动辊；17-限位圆皮带；18-驱动辊；19-上皮带；20-导向钢丝；21-下皮带；22-圆皮带惰轮；23-皮带传动轮；24-皮带驱动轮；25-导向轮；26-夹紧轮；27-涨紧轮；28-步进电机；29-步进电机；30-弹簧；31-偏心扳手；32-联轴器；33-直齿轮；34-直齿轮；35-光电传感器；36-带导杆气缸；37-压板；38-箱体；39-弹簧铰链；40-翻板；41-光电传感器；42-浮动轴承座；43-固定轴承座；44-传动轮轴承座；45-驱动轮轴承座；46-单个缓冲气垫。

具体实施方式

说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图1所示，本发明实施例提供一种缓冲气垫材料的智能填充装置，包括机架1、缓冲气垫机2、一级缓存箱3、导向槽4、气垫分离机5、滑道6、二级缓存箱7、下压机构8和位置调整机构9。缓冲气垫机2置于机架1一端的上方，用于向气垫膜内冲气制造缓冲气垫12；缓冲气垫机2入口下方设有气垫膜原料箱10；缓冲气垫机2出口下方设有一级缓存箱3，用于存储缓冲气垫12；气垫分离机5设置于机架1中部上方，用于将缓冲气垫12分离成单个缓冲气垫46；在气垫分离机5与一级缓存箱3之间还固定有导向槽4，使缓冲气垫12按设定路线从一级缓存箱3进入气垫分离机5；二级缓存箱7与下压机构8竖直设置在待填充纸箱14上方，固定于位置调整机构9上；气垫分离机5与二级缓存箱7之间还设有滑道6，缓冲气垫46沿着滑道6受控的进入二级缓存箱7。

优选地，一级缓存箱3上设置有两个光电传感器35，分别布置于箱体顶部和底部，用于检测一级缓存箱3中缓冲气垫12是否装满以控制缓冲气垫机2的启停。

如图2和3所示，气垫分离机5包括机座15、驱动辊18、传动辊16、浮动轴承座42、固定轴承座43、弹簧30、直齿轮33、直齿轮34、联轴器32、步进电机29、限位圆皮带17、圆皮带惰轮22、导向钢丝20、上皮带19、下皮带21、皮带驱动轮24、皮带传动轮23、传动轮轴承座44、驱动轮轴承座45、导向轮25、夹紧轮26、涨紧轮27以及步进电机28。装有驱动辊18的固定轴承座43被固定在机座15一端，装有传动辊16的浮动轴承座42镶嵌在机座15一端缺口中，弹簧30置于机座15与浮动轴承座42之间将传动辊16与驱动辊18压紧，直齿轮33、直齿轮34分别安装在传动辊16与驱动辊18一侧且相互啮合，驱动辊18通过联轴器32与步进电机29联接；装有皮带驱动轮24的驱动轮轴承座45被固定在机座15上，装有皮带传动轮23的传动轮轴承座44镶嵌在机座15一缺口中，弹簧30置于机座15与皮带传动轮23之间将皮带传动轮23与皮带驱动轮24压紧，直齿轮33、直齿轮34分别安装在皮带传动轮23与皮带驱动轮24一侧且相互啮合，皮带驱动轮24通过联轴器32与步进电机28联接；导向轮25、夹紧轮26和涨紧轮27安装于机座15上相应部位；光电传感器35置于传动辊16与皮带传动轮23之间，用于检测缓冲气垫12的头部位置；圆皮带惰轮22分别安装在皮带传动轮23与皮带驱动轮24一端，使限位圆皮带17的运动不受皮带轮的影响，限位圆皮带17分别平行安装在驱动辊18、传动辊16与圆皮带惰轮22之上，保证缓冲气垫12在两条限位圆皮带17缝隙中受限地向前移动；沿缓冲气垫移动方向布置有导向钢丝20。特别地，在驱动辊18和传动辊16表面加工有斜纹滚花，使缓冲气垫在向前输送的过程中受到垂直于移动方向并指向机座15的分力作用，保证缓冲气垫热封线能始终贴合导向钢丝20移动，防止缓冲气垫跑偏。

如图5所示，二级缓存箱7底部设有两扇翻板40，翻板40通过弹簧铰链39与箱体38连接，翻板40受压时打开，压力消失时弹簧铰链39使其自动闭合；下压机构8包括带导杆气缸36与压板37，带导杆气缸36驱动压板37上下运动，以将存储于箱体38中的缓冲气垫46压入待填充纸箱14。

上述的位置调整机构9设置于机架1一端，驱动二级缓存箱7与下压机构8运动，以便在待填充纸箱14到达工位后将二级缓存箱7与下压机构8移动到填充纸箱14上方合适高度。

本发明的缓冲气垫材料的智能填充装置使用时，将气垫膜原料箱10中的气垫膜11装入缓冲气垫机2中相应位置，缓冲气垫机2开始制作缓冲气垫12，制好的缓冲气垫12进入一级缓存箱3中，将制好的缓冲气垫12的第一个气垫穿过导向槽4。向上扳起气垫分离机5上的偏心扳手31，提起浮动轴承座42，使驱动辊18与传动辊16分开形成辊缝。分开第一个气垫热封口处被缓冲气垫机2割开的两层膜，用两层膜片夹住气垫分离机5入口处导向钢丝20，并使热密封线紧贴住导向钢丝20，将夹住导向钢丝20的两层膜片合拢，牵引第一个气垫向前运动至头部穿过驱动辊18与传动辊16之间辊缝约2-3cm。放下偏心扳手31，弹簧30将驱动辊18与传动辊16压紧。启动步进电机28和步进电机29，步进电机29带动驱动辊18与传动辊16转动，将缓冲气垫12向前输送，光电传感器41检测到缓冲气垫12头部向控制系统发送信号，控制系统控制步进电机29运行将缓冲气垫12向前输送指定距离后停止，步进电机28带动皮带19、皮带21持续运转，将缓冲气垫12从易撕缝处拉开制成单个缓冲气垫46，单个缓冲气垫46顺着滑槽6进入二级缓存箱7中。控制系统向填充装置发送填充指令，待填充纸箱14在纸箱输送线13的带动下进入填充工位，同时气垫分离机5开始按系统指令生产所需数量的单个缓冲气垫46。所需的缓冲气垫46在二级缓存箱7中准备完成后，位置调整机构9将二级缓存箱7运送到指定高度。二级缓存箱7上方压板37在气缸36推动下，将箱中单个缓冲气垫46压入待填充纸箱14中。位置调整机构9复位，同时压板37复位，填充好的纸箱被输送出填充工位，系统待命，等待下一填充指令，至此一个纸箱的填充动作全部完成。缓冲气垫机2持续工作，一级缓存箱3上光电传感器35检测到缓冲气垫12已盛满向控制系统发送检测信号，控制装置控制缓冲气垫机2停止运行。一级缓存箱3中缓冲气垫12不断减少，一级缓存箱3上光电传感器35检测到缓冲气垫12已空向控制系统发送检测信号，控制装置控制缓冲气垫机2开机运行。如上所述不断循环往复。

本发明通过采用缓冲气垫材料在线自动化生产与自动化填充的方式，实现了缓冲气垫材料的智能填充，节省了人力成本并提高了生产效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种缓冲气垫材料的智能填充装置，包括机架，其特征在于，所述机架上依次设有缓冲气垫机、一级缓存箱、导向槽、气垫分离机、滑道、二级缓存箱、下压机构、位置调整机构及控制单元；其中，

所述缓冲气垫机设于所述机架的一端，用于向气垫膜内充气制造缓冲气垫，所述一级缓存箱设于所述缓冲气垫机的出口处，并通过所述导向槽与所述气垫分离机连接，所述气垫分离机用于在所述控制单元的控制指令下将所述缓冲气垫分离形成所需数量的单个缓冲气垫并通过所述滑道进入二级缓存箱备用；

所述气垫分离机包括机座及设于所述机座上的驱动辊、传动辊、浮动轴承座、固定轴承座、直齿轮、联轴器、第一步进电机、第二步进电机、皮带驱动轮、皮带传动轮、传动轮轴承座、驱动轮轴承座、导向轮、夹紧轮及涨紧轮；其中，

装有所述驱动辊的固定轴承座固定于所述机座的一端，装有所述传动辊的浮动轴承座镶嵌在所述机座一端的缺口中；

所述直齿轮分别设于所述传动辊与驱动辊的一侧且相互啮合，所述驱动辊通过联轴器与第二步进电机联接，装有所述皮带驱动轮的驱动轮轴承座固定于机座上，装有所述皮带传动轮的传动轮轴承座镶嵌于所述机座的一缺口中；

所述皮带驱动轮通过联轴器与第一步进电机联接，所述导向轮、夹紧轮和涨紧轮安装于所述机座上相应部位；

所述下压机构以及位置调整机构设于待填充纸箱的上方，所述位置调整机构用于将所述二级缓存箱运送到指定高度，所述二级缓存箱在所述下压机构的推动下，将所需数量的单个缓冲气垫压入待填充纸箱中，实现对所述待填充纸箱的定量和自动填充；

所述缓冲气垫材料的智能填充装置通过智能填充方法实现缓冲气垫材料的智能填充，所述智能填充方法包括如下步骤：

S1、将气垫膜原料箱中的气垫膜装入所述缓冲气垫机中的相应位置，缓冲气垫机开始制作缓冲气垫；

S2、制好的缓冲气垫进入所述一级缓存箱中，将制好的所述缓冲气垫中的第一个气垫穿过所述导向槽；

S3、启动气垫分离机，以将所述缓冲气垫分离形成所需数量的单个缓冲气垫并通过所述滑道进入二级缓存箱备用，包括如下具体步骤：

S31、将驱动辊与传动辊分开形成辊缝；

S32、分开第一个气垫热封口处被缓冲气垫机割开的两层膜，用两层膜片夹住气垫分离机入口处导向钢丝，并使热密封线紧贴住导向钢丝，将夹住导向钢丝的两层膜片合拢，牵引第一个气垫向前运动至头部穿过驱动辊与传动辊之间辊缝；

S33、将驱动辊与传动辊压紧；

S34、启动第一步进电机和第二步进电机，第二步进电机带动驱动辊与传动辊转动，将缓冲气垫向前输送；

S35、光电传感器检测到缓冲气垫头部向控制系统发送信号，控制系统控制第二步进电机运行将缓冲气垫向前输送指定距离后停止，第一步进电机带动上皮带、下皮带持续运转，以将缓冲气垫从易撕缝处拉开制成单个缓冲气垫；

S36、单个缓冲气垫顺着滑槽进入二级缓存箱中；

S4、进行缓冲气垫的填充，包括如下步骤：

S41、控制系统向填充装置发送填充指令，待填充纸箱在纸箱输送线的带动下进入填充工位，所需的缓冲气垫在二级缓存箱中准备完成后，位置调整机构将二级缓存箱运送到指定高度；

S42、二级缓存箱中的单个缓冲气垫通过下压机构被压入待填充纸箱中；

S43、位置调整机构复位，填充好的纸箱被输送出填充工位，系统待命，等待下一填充指令，至此一个纸箱的填充动作全部完成；

S5、重复上述步骤以进行多个纸箱的填充。

2.根据权利要求1所述的一种缓冲气垫材料的智能填充装置，其特征在于，所述气垫分离机包括弹簧，所述弹簧置于所述机座与浮动轴承座之间用于将所述传动辊与驱动辊压紧。

3.根据权利要求1或2所述的一种缓冲气垫材料的智能填充装置，其特征在于，所述气垫分离机包括圆皮带惰轮，所述圆皮带惰轮分别安装于所述皮带传动轮与皮带驱动轮的一端。

4.根据权利要求3所述的一种缓冲气垫材料的智能填充装置，其特征在于，所述气垫分离机包括限位圆皮带，所述限位圆皮带分别平行安装于所述驱动辊、传动辊与圆皮带惰轮上。

5.根据权利要求1或4所述的一种缓冲气垫材料的智能填充装置，其特征在于，所述驱动辊和传动辊表面设有斜纹滚花。

6.根据权利要求1所述的一种缓冲气垫材料的智能填充装置，其特征在于，所述一级缓存箱上设置多个光电传感器，分别置于所述一级缓存箱侧壁的不同高度处。

7.根据权利要求1或6所述的一种缓冲气垫材料的智能填充装置，其特征在于，所述光电传感器置于所述传动辊与皮带传动轮之间，用于检测所述缓冲气垫的头部位置。

8.根据权利要求1所述的一种缓冲气垫材料的智能填充装置，其特征在于，所述二级缓存箱底部设有两扇翻板，所述翻板通过弹簧铰链与箱体连接。

9.根据权利要求1所述的一种缓冲气垫材料的智能填充装置，其特征在于，所述下压机构包括带导杆气缸与压板，所述带导杆气缸用于驱动所述压板上下运动。