出瓶机械手、制瓶机及玻璃瓶的制作方法

本申请涉及玻璃瓶制造设备技术领域以及机械手技术领域，具体地涉及了一种主要用于制瓶系统中、将成品取出并传送至出料口的出瓶机械手。该出瓶机械手主要用于玻璃瓶制瓶系统中，也可以用于塑料瓶等制瓶系统中。

此外，本申请还涉及一种应用上述出瓶机械手的制瓶机。

另外，本申请还涉及了一种采用上述制瓶机制成的玻璃瓶。

背景技术：

在制瓶工艺中，尤其是采用管制玻璃瓶生产设备进行生产时，玻璃瓶的成型过程中需要有高温火焰，工作人员直接去操作会存在烫伤等危险，而且容易导致玻璃瓶发生断裂、裂纹等问题，不仅会影响生产的玻璃瓶的质量，而且有可能划伤工作人员，使得生产过程会受到干扰，降低生产效率。

例如，公布号为CN 104291675 A的中国实用新型专利申请公布的一种制瓶机落瓶机械手提供了解决上述问题的技术方案。然实践中，本申请人的研究人员发现其至少存在以下问题：1）.由于其夹爪及安装夹爪的安装板等均由气缸直接驱动，故其移瓶方向与气缸的伸缩方向相同，导致该落瓶机械手的平行于移瓶方向的结构在设备中所占据的空间较大；2）.升降机构采用凸轮与滑轮配合的结构，不太适用速度较快的情况，稳定性和可靠性较低。

因此，如何改进和优化出瓶机械手的结构，使其结构简单、稳定性和可靠性高是本领域内技术人员目前急需解决的重要技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的包括提供一种出瓶机械手。该出瓶机械手适用于玻璃瓶生产设备中，例如西林瓶、口服液瓶的生产设备中，但也可以用于各种场合，包括塑料瓶以及其他制瓶设备的宽泛的范围。本实用新型的又一个目的是提供一种应用上述出瓶机械手的制瓶机。本实用新型的另一个目的是提供一种由上述制瓶机制成的玻璃瓶。

为此，本实用新型涉及一种出瓶机械手，主要用于制瓶机，包括：

升降轴座；

升降轴，可转动的设于所述升降轴座上，该升降轴上设有旋转轴线垂直于该升降轴的滚轮以及滚轮轴；

夹持安装座，设于所述升降轴的顶部，该夹持安装座的前端设有用于夹持玻璃瓶的对开式夹爪，该夹持安装座上还设有用于控制所述对开式夹爪开合的夹爪控制机构；

所述升降轴座上设有与所述滚轮配合、以使所述升降轴在升降过程中定向转动的凸轮槽。

优选地，所述升降轴座的顶部设有与所述升降轴配合的滑动轴承。

优选地，所述滑动轴承为自润滑铜套。

优选地，所述升降轴座呈圆筒状。

优选地，所述夹持安装座包括可调整的安装于所述升降轴顶部的夹持主板、可调整的安装于该夹持主板上用于安装所述对开式夹爪的夹爪安装板。

优选地，所述夹爪控制机构包括气缸以及与所述对开式夹爪的某一夹爪的摆臂相连的关节轴承。

优选地，所述夹持安装座可调整的设于所述升降轴的顶部。优选为采用可调位紧定手柄进行调整的可调整结构。

优选地，所述凸轮槽包括下部的竖直段、上部的螺旋段。优选地，在螺旋段的上方还具有竖直段。

优选地，所述螺旋段的下端沿底部向上螺距是逐步减小的；和/或所述螺旋段的上端沿顶部向下螺距是逐步减小的。

优选地，所述升降轴的转动角度为10-180度或者38-120度、60-82度、70-75度、80度、82度、85度、88度、90度、93度、95度、100度。

优选地，所述滚轮采用轴承，优选为滚针轴承。

优选地，所述出瓶机械手还包括升降驱动机构以及升降传动机构、升降驱动源、升降安装座。

优选地，所述升降安装座相对于所述升降轴座可调整或者不可调整的设置。

优选地，所述升降驱动机构采用滚珠丝杠副结构，包括设于所述升降安装座上的滚珠螺母以及设于所述升降轴下部的丝杠或所述升降轴下端的丝杠段。

优选地，所述升降传动机构为齿轮传动结构或者链轮传动结构、同步带传动结构。

优选地，所述升降驱动源为伺服电机或者步进电机。

优选地，所述对开式夹爪包括主动夹爪、从动夹爪以及让该主动夹爪和从动夹爪保持夹紧趋势的预紧机构；所述主动夹爪和所述从动夹爪上还设有相互啮合、以保持同步开合的主动轮齿和从动轮齿。

优选地，所述主动夹爪的前端设有轴线竖向、间隔布置的夹爪轮一和夹爪轮二，所述从动夹爪的前端设有一个轴线竖向的夹爪轮三；所述夹爪轮三在所述对开式夹爪处于夹紧状态时大致位于所述夹爪轮一和所述夹爪轮二的中垂线上，从而夹持玻璃瓶时三个夹爪轮大致均布于玻璃瓶四周。

优选地，所述夹爪轮一为采用PBI工程塑料制成的滚轮，和/或所述夹爪轮二为采用PBI工程塑料制成的滚轮，和/或所述夹爪轮三为采用PBI工程塑料制成的滚轮。

优选地，所述预紧机构为预紧弹簧。

本实用新型还涉及一种出瓶机械手，主要用于制瓶机，包括升降轴座和升降轴、夹持安装座；所述升降轴可转动的设于所述升降轴座内；所述夹持安装座设于所述升降轴的顶部，所述夹持安装座的前端设有对开式夹爪，所述夹持安装座还设有用于控制夹爪开合的夹爪控制机构；所述升降轴上设有转动轴线垂直于该升降轴的滚轮以及滚轮轴；所述升降轴座上设有与所述滚轮配合的凸轮槽，以使所述升降轴在升降过程中定向的转动。

此外，本实用新型还涉及一种应用上述出瓶机械手的制瓶机。

另外，本实用新型还涉及一种由上述制瓶机制成的玻璃瓶。

相对于上述背景技术，本实用新型的有益效果大致如下。

1.本实用新型涉及的一种出瓶机械手，包括升降轴座、可转动的设于所述升降轴座上的升降轴、设于该升降轴顶部的夹持安装座；所述升降轴上设有旋转轴线垂直于该升降轴的滚轮以及滚轮轴；所述夹持安装座的前端设有用于夹持玻璃瓶的对开式夹爪，该夹持安装座上还设有用于控制所述对开式夹爪开合的夹爪控制机构；所述升降轴座上设有与所述滚轮配合、以使所述升降轴在升降过程中定向转动的凸轮槽。故该出瓶机械手的直立部分占用空间小，水平方向的夹持安装座在升降时具有联动的摆动，该出瓶机械手设置在制瓶机上时，其夹持安装座可以大致的沿着制瓶机转盘的切线或者与切线平行的位置布置，移出玻璃瓶的方向可以大致的沿着垂直于制瓶机转盘的方向，从而后续的出料装置可以方便的布置，极大的减小设备所需的设置空间，提高了空间利用率。

2.本实用新型涉及的一种出瓶机械手，夹持安装座包括夹持主板以及用于安装所述对开式夹爪的夹爪安装板，所述夹持主板可调整的安装于所述升降轴顶部，所述夹爪安装板可调整的安装于该夹持主板上。调整方便，并且结构合理，占用空间小。此外，升降轴采用圆筒状结构加工制作简单且稳定性高。另外，滑动轴承采用自润滑铜套，方便维护。夹持安装座可调整的设于所述升降轴的顶部，便于调整。采用可调位紧定手柄进行调整的可调整结构，更加方便。

3.本实用新型涉及的一种出瓶机械手，气缸与对开式夹爪的某一夹爪的摆臂相连处关节轴承，连接方便，对夹爪的摆臂的强制性较小，提高了夹爪抓持的精度。

4.本实用新型涉及的一种出瓶机械手，所述凸轮槽包括下部的竖直段、上部的竖直段以及中间的螺旋段。尤其是所述螺旋段的下端沿底部向上螺距是逐步减小的，以及所述螺旋段的上端沿顶部向下螺距是逐步减小的；在升降轴的升降过程中，转动的初始是加速度逐步增大的，而转动的结束也是加速度逐步减小的，转动时速度的突变较小，从而在水平移瓶的过程中稳定性更好。

5.本实用新型涉及的一种出瓶机械手，升降驱动机构采用滚珠丝杠副结构，升降平稳可靠；升降传动采用齿轮传动结构，传动可靠性高，精确度也高；升降驱动源为伺服电机或者步进电机，稳定可靠。

6.本实用新型涉及的一种出瓶机械手，所述主动夹爪的前端设有轴线竖向、间隔布置的夹爪轮一和夹爪轮二，所述从动夹爪的前端设有一个轴线竖向的夹爪轮三；所述夹爪轮三在所述对开式夹爪处于夹紧状态时大致位于所述夹爪轮一和所述夹爪轮二的中垂线上，从而夹持玻璃瓶时三个夹爪轮大致均布于玻璃瓶四周。夹瓶稳定可靠。

本实用新型的目的、特性和技术方案能够以任意组合方式共同或独立地应用。在每个技术方案中不一定需要结合所有目的或特性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型一种具体实施例所提供的出瓶机械手的立体示意图，示意了升降轴位于底部、对开式夹爪处于张紧的状态。

图2为图1所提供的出瓶机械手的另一工作状态时的立体示意图，示意了升降轴位于顶部、对开式夹爪处于松开的状态，同时还示出了制瓶机上用于安装该出瓶机械手的台板的一部分；并且视角相对图1旋转了90度。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型所涉及的各技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中所描述的各个具体技术特征可以通过任何合适的方式进行组合；为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

如图1和图2所示，图1为本实用新型一种具体实施例所提供的出瓶机械手的立体示意图，示意了升降轴位于底部、对开式夹爪处于张紧的状态；图2为图1所提供的出瓶机械手的另一工作状态时的立体示意图，示意了升降轴位于顶部、对开式夹爪处于松开的状态，同时还示出了制瓶机上用于安装该出瓶机械手的台板的一部分；并且视角相对图1旋转了90度。

在一种具体的实施例中，如图1和图2所示，本实用新型提供的一种出瓶机械手，主要用于制瓶机，包括升降轴座10和升降轴20、夹持安装座30；升降轴20可转动的设于升降轴座10内；夹持安装座30设于升降轴20的顶部，夹持安装座30的前端设有对开式夹爪40，夹持安装座30还设有用于控制夹爪开合的夹爪控制机构50；升降轴20上设有转动轴线垂直于该升降轴的滚轮01以及滚轮轴02；升降轴座10上设有与滚轮01配合的凸轮槽11，以使升降轴20在升降过程中定向的转动。当然，该出瓶机械手也可以用于其他设备。

工作中。升降轴20下降，夹爪控制机构50控制对开式夹爪40夹住成型的玻璃瓶上部；升降轴20上升，上升过程中凸轮槽11与滚轮01的配合使得升降轴20发生转动，夹持安装座30随着升降轴20上升及转动，对开式夹爪40随着夹持安装座30动作而将夹持的玻璃瓶移动到预设位置；夹爪控制机构50控制对开式夹爪40张开将玻璃瓶卸载；升降轴20下降、并由凸轮槽11限定发生转动，待对开式夹爪40转回至取件工作位上方后又可进行下一次的夹取和卸载玻璃瓶。可连续循环工作。

需要说明的是，在图1和图2中，从上往下看，定向的转动：升降轴20在上升时会被凸轮槽11迫使形成逆时针转动，升降轴20下降时会被凸轮槽11迫使形成顺时针转动。当然，根据实际安装需要，可以将该进程反过来，此时将该出瓶机械手安装于对称的一侧即可，具体不再赘述。

另外，特别需要说明的是，对开式夹爪40的对开式主要是指其夹爪的开合是同步的，也即二个或者多个夹爪是同步开合的。对开式夹爪40也可以采用其它现有技术，还有另外的一些说法，如同步开合的夹爪、同步开合夹持机构等。

进一步地，如图1和图2所示，升降轴座10的顶部设有与升降轴20配合的滑动轴承12。优选地，滑动轴承12采用自润滑铜套。优选地，滚轮01采用轴承，优选为滚针轴承。优选地，如图1和图2所示，升降轴座10呈圆筒状；另外，显然的，该升降轴座10也可以不是呈圆筒状的，例如竖直板与圆弧板构成的整体，在圆弧板上设置凸轮槽11，滑动轴承设置于该整体的上部也是可以实现的。

更进一步地，如图1和图2所示，夹持安装座30包括夹持主板31和用于安装对开式夹爪40的夹爪安装板32；夹爪安装板32可调整的安装于该夹持主板31上，夹持主板31可调整的安装于升降轴20顶部。

在上述任一实施例的基础上，还可以做进一步的改进。具体地，如图1和图2所示，凸轮槽11包括下部的竖直段111、上部的螺旋段112以及螺旋段112上方的竖直段113。优选地，参考图1和图2，螺旋段112的下端沿底部向上螺距是逐步减小的；螺旋段112的上端沿顶部向下螺距是逐步减小的。

需要说明的是，凸轮槽11限定了升降轴20的升降高度和转动角度。在图1和图2中，升降轴20可转动的角度为90度，此为一优选实施例；当然，根据实际需要，该转动的角度可以是不相同的，其可以是10-180度中任一值，或者其范围也可以是20-170度或者25-160度、30-150度、32-140度、35-130度、38-120度、40-110度、42-100度、45-90度、50-85度、60-82度、65-80度、70-75度、85-95度、95-99度。

在上述任一实施例的基础上，还可以做进一步的改进。具体地，如图1和图2所示，对开式夹爪40包括主动夹爪41、从动夹爪42以及让该主动夹爪41和从动夹爪42保持夹紧趋势的预紧机构43；主动夹爪41和所述从动夹爪42上还设有相互啮合、以保持同步开合的主动轮齿411和从动轮齿421。优选地，预紧机构43为预紧弹簧。

在上述任一实施例的基础上，还可以做进一步的改进。具体地，如图1和图2所示，主动夹爪41的前端设有轴线竖向、间隔布置的夹爪轮一412和夹爪轮二413，从动夹爪42的前端设有一个轴线竖向的夹爪轮三422；夹爪轮三422在对开式夹爪40处于夹紧状态时大致位于夹爪轮一412和夹爪轮二413的中垂线上，从而夹持玻璃瓶时三个夹爪轮大致均布于玻璃瓶的四周。

在上述任一实施例的基础上，还可以做进一步的改进。夹爪轮一412为采用PBI工程塑料制成的滚轮。夹爪轮二413为采用PBI工程塑料制成的滚轮。夹爪轮三422为采用PBI工程塑料制成的滚轮。

在上述任一实施例的基础上，还可以做进一步的改进。具体地，如图1和图2所示，夹爪控制机构50包括气缸51以及与对开式夹爪40的主动夹爪41的摆臂相连的关节轴承52。

在上述任一实施例的基础上，还可以做进一步的改进。具体地，如图1和图2所示，夹持安装座30可调整的设于升降轴20的顶部。优选为采用可调位紧定手柄33进行调整的可调整结构。

在上述任一实施例的基础上，还可以做进一步的改进。具体地，如图1和图2所示，所述出瓶机械手还包括升降驱动机构60以及升降传动机构70、升降驱动源80、升降安装座90。升降安装座90包括安装座板91、固定设置于制瓶机的台板09上的安装架，该安装架包括平行设置的滑轴92以及将两个滑轴92尾端固定连接的连接板93。如图2所示，升降轴座10也设置于台板09上，故升降安装座90相对于升降轴座10可调整的设置。当然，升降安装座90相对于升降轴座10也可以是不可调整的设置。

在上述任一实施例的基础上，还可以做进一步的改进。具体地，如图1和图2所示，升降驱动机构60采用滚珠丝杠副结构，包括设于升降安装座90上的滚珠螺母61以及升降轴20下端的丝杠段21。该丝杠段21也可以是与升降轴20连接为一体的丝杠。当然，滚珠丝杠副结构也可以采用其它类似现有技术代替，此处不赘述。

在上述任一实施例的基础上，还可以做进一步的改进。具体地，如图1和图2所示，升降传动机构70为齿轮传动结构，包括主动齿轮71及从动齿轮72。该齿轮传动结构也可以采用链轮传动结构、同步带传动结构代替。另外，参考图1和图2所示，从动齿轮72与滚珠螺母61可以采用一体式结构或者组装结构。

在上述任一实施例的基础上，还可以做进一步的改进。参考图1和图2所示，升降驱动源80采用伺服电机或者步进电机。

此外，本实用新型还涉及一种应用上述出瓶机械手的制瓶机，该制瓶机具有前述出瓶机械手所具有的部分或者全部技术效果。具体实施例请参考上述内容，并可结合相关现有技术以得到该制瓶机的技术方案，本申请中不再赘述。

另外，本实用新型还涉及一种由上述制瓶机制成的玻璃瓶，包括玻璃瓶成型的步骤以及所述出瓶机械手进行出瓶的步骤。成型的步骤显然的可以是现有常规技术；而对于出瓶的步骤，本领域技术人员通过参考上述出瓶机械手的结构原理、并结合想过现有的公知技术等即可得到该出瓶机械手的工作过程及步骤。本申请中不再赘述。

上述对本实用新型的相关结构的功能或者效果的描述，是指其具有该功能或者效果，其有可能还具有其他的功能或者效果，因此，不应视为对其进行功能或者效果的不当限定。

以上对本实用新型所提供的一种出瓶机械手、包含该出瓶机械手的制瓶机以及应用该制瓶机制成的玻璃瓶进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的方法及其核心思想。应当指出，尽管已经对执行本实用新型的较佳模式进行了详尽的描述，但是在不脱离本实用新型原理的前提下，本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本实用新型的许多替换设计和实施例。