一种接驳翻转装置及装箱设备的制作方法

1.本实用新型属于包装设备技术领域，尤其涉及装箱设备。


背景技术：

2.自立袋结构为上窄下宽的袋装结构，放置状态下自立袋还会在物料的重力影响下其上窄下宽的结构差异更为明显，这是因为物料会堆积于自立袋的底部。若以自立袋放置状态下的空间姿态装入纸箱，那么纸箱所能容纳的自立袋数量有限；若要放置更多自立袋的则必须挤压已经放入的自立袋来腾出空间，这样的装箱操作不利于机械化作业、也无法装入更多的自立袋以提高纸箱的利用率。


技术实现要素：

3.针对现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种装箱设备，保证包装箱内可以装入更多的包装袋。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种接驳翻转装置，包括升降组件、安装架、载物组件和翻转组件；
6.所述升降组件包括升降驱动器以及由升降驱动器驱动升降的升降部件；所述安装架与升降部件连接，所述安装架由升降部件带动而在竖直方向上做直线运动；
7.所述翻转组件安装于安装架，所述翻转组件包括翻转部件以及翻转驱动器，所述翻转部件与载物组件连接，翻转驱动器驱动翻转部件，由翻转部件带动载物组件进行整体摆动；
8.所述载物组件包括用于放置物品的载物框，所述载物框转动安装于翻转部件，所述载物框设有落料开口和进料开口,并且所述落料开口的朝向垂直于进料开口的朝向；
9.所述接驳翻转装置的载物框的运动范围包括落料开口竖直朝下的卸载状态和落料开口水平朝向的装载状态，所述载物框在卸载状态的作业高度低于载物框在装载状态的作业高度。
10.优选的，所述载物框的外侧设有引导板，所述引导板与载物框之间设有导向间隙。
11.优选的，所述载物组件还包括承托部件，所述承托部件包括转动安装于载物框下方的托板和承托驱动器，所述托板由承托驱动器驱动运动，所述托板的运动范围与落料开口前方的区域相交。
12.优选的，所述载物框包括封闭载物框底部的底板、封闭载物框背面的背板、封闭载物框左右两侧的侧板，在载物框的前侧形成落料开口，所述载物框的顶部以摆动方式设有盖板，所述盖板由安装在载物框上的盖板驱动器驱动进行驱动，以封闭载物框顶部或者打开载物框顶部，在载物框顶部打开时形成进料开口。
13.优选的，所述载物框内设有协助自立袋在横卧状态下展开的支撑台，所述支撑台位于背板上，所述支撑台包括下层的支撑斜面以及位于斜面上方的支撑水平面。
14.优选的，所述翻转驱动器包括摆动伺服电机、减速器、摆臂，所述翻转部件为连杆，
所述摆动伺服电机的输出端与减速器的输入端连接，摆臂的一端与减速器的输出端连接，另一端与连杆活动连接，所述连杆与载物组件连接。
15.本实用新型还提供了一种装箱设备，包括所述的一种接驳翻转装置，还包括物品输送部件、搬运部件、包装箱输送部件，所述物品输送部件位于包装箱输送部件上方，所述物品输送部件、包装箱输送部件都位于接驳翻转装置的一侧，所述包装箱输送部件设置有推箱组件，所述接驳翻转装置在落料开口水平朝向的装载状态与包装箱输送部件处于同一水平作业面内并且落料开口位于推箱组件的输送方向上，所述搬运部件的作业端运动范围包括物品输送部件的作业面的上方以及位于装载状态的载物框的上方、以便将物品输送部件上的物品搬运至载物框内。
16.进一步的，所述装箱设备还包括装箱输送部件，所述装箱输送部件位于包装箱输送部件的下方并且位于卸载状态下的落料开口的正下方。
17.本实用新型采用的技术方案，具有如下有益效果：
18.在进行装箱时，首先在载物框内码放包装袋，待码放完成后，将包装箱外套在载物框上，并通过承托件承托包装箱，然后通过翻转组件使载物组件整体向下翻转，翻转完成后，包装箱呈直立状态，这时升降组件下降，将包装箱放稳，最后承托件不再承托包装箱，升降组件带动载物框上升，载物框与包装箱脱离，同时包装袋也脱离了载物框，转移到包装箱内。由于载物框内堆叠好的包装袋作为一个整体，同时从载物框脱离并转移到包装箱，因此在包装袋从载物框转移到包装箱前后，包装袋的形态基本不会发生变化，由于可以根据不同包装袋的特点，通过载物框的结构设计保证在载物框内堆叠更多的包装袋，从而也保证了包装箱内可以装入更多的包装袋。
19.本实用新型的具体技术方案及其有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图进行详细的说明。
附图说明
20.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：
21.图1为本实用新型中装箱设备的结构示意图一；
22.图2为本实用新型中装箱设备的结构示意图二；
23.图3为本实用新型中接驳翻转装置的结构示意图一；
24.图4为本实用新型中接驳翻转装置的结构示意图二；
25.图5为本实用新型中接驳翻转装置的结构示意图三；
26.图6为载物框内辅助结构支撑自立袋的结构示意图；
27.图7为盖板遮盖载物框顶部开口后示意图；
28.图8为纸箱外套在载物框外的示意图；
29.图9为载物框与纸箱一起向下翻转的示意图；
30.图10为载物框与纸箱向下翻转后呈竖直状态的示意图；
31.图中：接驳翻转装置1，机架10，升降组件11，升降伺服电机111、丝杆112、导杆113、安装架114，翻转组件12，翻转伺服电机121、减速器122、摆臂123、连杆124、翻转架125，摆动轴1251，转轴1252，载物组件13，载物框131，支撑斜面1311，支撑水平面1312，侧斜面1313，盖板132，盖板驱动气缸1321，引导板133，托板134，v型件1341，托板驱动气缸1342，物品输
送部件2，包装袋201，机械手3，吸盘31，包装箱输送部件4，包装箱401，推箱组件41，包装箱截停组件42，装箱输送部件5。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
33.本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
34.在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。例如下述的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
35.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.参考图1至图10所示，一种装箱设备，可以用于各种物品，特别是包装袋201的装箱包装，包括接驳翻转装置1、物品输送部件2、搬运部件、包装箱输送部件4。其中，物品输送部件2位于包装箱输送部件4上方，并且物品输送部件2、包装箱输送部件4都位于接驳翻转装置1的一侧。物品输送部件2向接驳翻转装置1输送物品，由搬运部件将物品从物品输送部件2转移至接驳翻转装置1并进行码垛，包装箱输送部件4输送包装箱401，并转移至接驳翻转装置1，接驳翻转装置1将码垛好的物品整体转移进入包装箱401。
37.其中，接驳翻转装置1包括机架10以及安装于机架10的升降组件11、安装架114、载物组件13和翻转组件12。载物组件13和翻转组件12均安装于安装架114，升降组件11驱动安装架114及其上的载物组件13和翻转组件12升降，翻转组件12驱动载物组件13在安装架114上实现翻转。以下以物品为包装袋201为例说明该接驳翻转装置1的具体结构及工作原理。
38.升降组件11包括升降驱动器以及由升降驱动器驱动升降的升降部件，安装架114与升降部件连接，安装架114由升降部件带动而在竖直方向上做直线运动。本实施方式中，升降驱动器包括升降伺服电机111、丝杆112、导杆113，升降伺服电机111通过减速器与丝杆112连接，丝杆112与导杆113平行，安装架114与导杆113滑动连接，这里的升降部件为丝杆套，丝杆套由丝杆112驱动沿丝杆112上下运动，安装架114与丝杆112之间通过丝杆套连接，丝杆112转动后通过丝杆套可以驱动安装架114在竖直方向上往复直线运动，进而带动承载在安装架114上的载物组件13和翻转组件12一起上下运动。当然，本领域技术人员可以理解的是，上述的升降驱动器也可以用气缸、油缸等进行替换。
39.翻转组件12包括翻转部件以及翻转驱动器，翻转部件与载物组件13连接，翻转驱
动器驱动翻转部件，由翻转部件带动载物组件13进行整体摆动。本实施方式中，翻转驱动器包括翻转伺服电机121、减速器122、摆臂123，翻转部件为连杆124。翻转架125通过摆动轴1251摆动安装于安装架114，翻转伺服电机121的输出端与减速器的输入端连接，摆臂123的一端与减速器的输出端连接，另一端与连杆124活动连接，连杆124经翻转架125与载物组件13连接。翻转架125的空间姿态由翻转伺服电机121控制，翻转架125的空间姿态包括竖直姿态、水平姿态。当然，本领域技术人员可以理解的是，上述的翻转驱动器也可以用气缸、油缸等进行替换，例如为气缸时，翻转部件可以为连杆或者翻转块，气缸的活塞杆铰接翻转块，通过活塞杆的伸缩带动载物组件13进行整体摆动。
40.载物组件13包括用于放置包装袋201的载物框131，包装箱401可以外套在载物框131上，载物框131固定于翻转架125，翻转架125转动安装于安装架114，载物框131设有落料开口和进料开口，并且所述落料开口的朝向垂直于进料开口的朝向。与翻转架125的空间姿态对应，载物框131的运动范围包括落料开口竖直朝下的卸载状态和落料开口水平朝向的装载状态，载物框131在卸载状态的作业高度低于载物框131在装载状态的作业高度，其作业高度的转换通过升降组件11实现。翻转架125的空间姿态为竖直姿态时，载物框131为落料开口竖直朝下的卸载状态，翻转架125的空间姿态为水平姿态时，载物框131为落料开口水平朝向的装载状态，此时可以套上包装箱401并一起进行摆动和升降。
41.载物组件13进行摆动时将载物框131内放置的包装袋201转移至包装箱401内，为了使载物框131内放置的包装袋201可以一起保持完整状态转移至包装箱401，包装箱401是外套在载物框131上的，载物组件13可以设置用于承托包装箱401的承托部件，通过承托部件承托外套在载物框上的包装箱401。在竖直姿态下，对应的，载物框131的落料开口正对下方，包装箱401呈直立状态，在水平姿态下，对应的，载物框131的落料开口水平，包装箱401呈横躺状态。
42.因此，在进行装箱时，首先在载物框131内码放包装袋201，待码放完成后，将包装箱401外套在载物框131上，并通过承托部件承托包装箱401，然后通过翻转组件12使载物组件13整体向下翻转，翻转完成后，包装箱401呈直立状态，这时升降组件11下降，将包装箱401放稳，最后承托部件不再承托包装箱401，升降组件11带动载物框131上升，载物框131与包装箱401脱离，同时包装袋201也脱离了载物框131，转移到包装箱401内。根据上述装箱过程的描述可知，由于载物框131内堆叠好的包装袋201作为一个整体，同时从载物框131脱离并转移到包装箱401，因此在包装袋201从载物框131转移到包装箱401前后，包装袋201的形态基本不会发生变化。由于可以根据不同包装袋201的特点，通过载物框131的结构设计保证在载物框131内堆叠更多的包装袋201，从而也保证了包装箱401内可以装入更多的包装袋201。
43.本实施方式中，载物框131的具体结构包括封闭载物框底部的底板、封闭载物框背面的背板以及封闭载物框左右两侧的侧板，因此在载物框的前侧形成了落料开口。
44.进一步的，载物框131的顶部设有可以翻起和放下的盖板132。例如盖板132以摆动方式活动安装在载物框131的顶部，具体可以铰接安装于背板的后侧，所述盖板132由安装在载物框131上的盖板驱动器驱动进行转动，以封闭载物框顶部或者打开载物框顶部，在载物框顶部打开时形成进料开口。本实施例中，盖板驱动器为盖板驱动气缸1321，盖板驱动气缸1321设置于载物框131的后侧，通过盖板驱动气缸1321的活塞杆上下伸缩驱动盖板132转
动。在盖板132向上翻转打开后，可以很方便的往载物框131内码放包装袋201，包装袋201码放完成后，盖板132可以重新向下翻转闭合载物框131顶部，以利于将码放在载物框131内的包装袋201通过落料开口转移至包装箱401。
45.进一步的，载物框131的外侧设有引导包装箱401从落料开口开始逐渐推进外套在载物框131外侧的引导板133，引导板133固定安装在翻转架125上，引导板133与载物框131之间设有导向间隙。两个引导板133对应设置于载物框131前部左右两侧，并且引导板133的前侧设有起引导作用的斜面，对应的载物框131左右两侧的侧板也设有侧斜面1313，两个斜面的倾向方向相反，形成“八”字开口状。以包装箱为纸箱为例，纸箱开口是通过折页封闭的，在自然打开状态，折页位置不是完全固定的，因此通过引导板上斜面与载物框侧板前部斜面形成的“八”字开口结构，有利于折页进入。可以理解的是，翻转架125的底部、左右两侧部对应与载物框131之间均设有包装箱嵌套空间，以使包装箱基本完全外套在载物框131上，载物框131的落料开口靠近包装箱的底部。
46.如图5所示，本实施方式中，承托部件包括转动安装于载物框131下方的托板134以及承托驱动器，所述托板134由承托驱动器驱动运动，所述托板的运动范围与落料开口前方的区域相交。其中承托驱动器为托板驱动气缸1342，翻转架125在载物框下方设有转轴1252，两个v型件1341并排通过轴套转动安装于转轴，两个v型件的一侧与托板134固定，另一侧连接有销轴，销轴与托板驱动气缸1342的活塞杆连接。在包装箱外套在载物框外后，托板驱动气缸1342驱动托板134转动并托住包装箱的底部一侧，当然托板尺寸较小，其仅能托住包装箱的部分部位，承载力有限，这样的设计是源于载物框会近距离靠近包装箱下落后的承载面(即以下记载中提到的装箱输送部件的输送平面)，从托板134脱离后可以由承载面支撑。
47.以包装袋为自立袋为例，为了装入更多的自立袋以提高纸箱的利用率，载物框内部设有协助自立袋在横卧状态下形成更多层堆叠的辅助结构，目的在于让自立袋展开形成整体厚度趋向于均匀的状态，如此在自立袋叠加放置后便可以充满在限定区域内(从横卧状态到竖立状态后有了纸箱的限制便可以保持该叠放状态带来的空间填充效果)。具体的，如图6所示，该辅助结构为位于载物框131内部的支撑台，所述支撑台位于背板上，支撑台设有上下两层结构，下层结构提供了支撑斜面1311、上层结构提供支撑水平面1312。对应的，自立袋也是上下两层堆叠，其中下层的多个叠放的自立袋的口部支撑在支撑斜面1311上，上层的多个叠放的自立袋的口部支撑在支撑水平面1312上，以便自立袋变形后整体厚度较为均匀，避免自立袋之间留存明显的空隙。
48.可以理解的是，上述的升降组件11、载物组件13和翻转组件12的具体结构可以做出变化或者替换。
49.通过上述的物品输送部件2、搬运部件、包装箱输送部件4与接驳翻转装置1配合实现连续的自动化作业。物品输送部件2输送物品，搬运部件将物品从物品输送部件转移至载物框131内。其中搬运部件的作业端运动范围包括物品输送部件的作业面的上方以及位于装载状态的载物框的上方，以便将物品输送部件2上的物品搬运至载物框131内。包装箱输送部件4水平输送包装箱，并且包装箱输送部件4设置有推箱组件41，接驳翻转装置1在落料开口水平朝向的装载状态与包装箱输送部件4处于同一水平作业面内并且落料开口位于推箱组件41的输送方向上，因此在推箱组件41作用下，正好将包装箱输送部件4上的包装箱
401推向载物框131，并且外套在载物框131上。
50.本实施方式中，搬运部件为机械手3，包装箱输送部件4是采用辊轮构建的输送面来承载和输送包装箱401，辊轮由链条驱动。
51.以物品为包装袋201为例，由物品输送部件2提供的物品输送路径输送包装袋201至与接驳翻转装置1对应位置，此时接驳翻转装置1在落料开口水平朝向的装载状态与包装箱输送部件4提供的包装箱输送路径处于同一水平作业面内并且落料开口位于推箱组件的输送方向上。
52.然后机械手3在物品输送部件2的作业面的上方抓取包装袋，转移至装载状态的载物框131的上方时，机械手3下移并释放包装袋201，将包装袋201码放在载物框131内。本实施方式中，物品输送部件是常规的输送带，机械手为蜘蛛手机械手，蜘蛛手机械手设有吸盘31，通过吸盘抓取和释放包装袋201。
53.包装箱401在输送到与接驳翻转装置1对应位置时，载物框131上升到与包装箱输送部件4的输送平面对应高度，即接驳翻转装置1在落料开口水平朝向的装载状态与包装箱输送部件4处于同一水平作业面内，因此包装箱401的开口正对水平状态下载物框的落料开口，推箱组件41推动包装箱401向载物框131移动，经过引导板133引导，最后套在载物框131外侧。
54.作为推箱组件41包的其中一种可以实施的结构，推箱组件41包括推箱气缸和推板，推板与推箱气缸的活塞杆连接。另外，包装箱输送部件4还设置有包装箱截停组件42，包装箱截停组件42包括截停气缸和截停板，截停板安装在截停气缸上，截停板还通过导杆与导套配合获得引导限位作用，实现上下直线移动。初始状态下推板远离输送区域，位于上游的截停板远离输送区域、位于下游的截停板伸入到输送区域内，推箱组件的作业区域位于两个包装箱截停单元之间，两个包装箱截停单元之间的距离大于包装箱的长度。
55.装箱完成后，为了实现装箱完成后包装箱401的自动输送，还设置有承接从接驳翻转装置1降下的包装箱401并进行输送的装箱输送部件5。装箱输送部件5位于包装箱输送部件4的下方并且位于卸载状态下的落料开口的正下方，从而与包装箱401从接驳翻转装置1上下落的位置对应。装箱输送部件5提供了装箱输送路径。因此载物框131翻转下降后，正好将包装箱401放在装箱输送部件5的输送平面上。
56.接驳翻转装置1位置固定，包装袋201输送、包装袋201码放到载物框131、包装箱401输送、包装箱401推送、接驳翻转装置1中载物框131的翻转和升降可以衔接起来，连续进行，它提供了接驳输送路径，可以完全实现整个装箱过程中的自动化。
57.以包装产品为自立袋，包装箱为纸箱为例对本实施例中的装箱设备进行说明如下：
58.如图1和图2所示，工作时，物品输送部件2上输送自立袋；包装箱输送部件4上输送纸箱。机械手3将自立袋逐个放置在载物框131内，自立袋横卧，堆叠放置。与此同时，当纸箱被截停板截停后，位于上游的截停板也伸入到输送区域内，在后的处于输送状态的纸箱就被隔离而不影响当前纸箱的运动。
59.如图7所示，载物框131内放置足够数量的自立袋后，盖板132遮盖载物框顶部开口。
60.如图8所示，接着，推板推动纸箱，纸箱处于横躺状态、开口朝向处于水平状态，使
纸箱朝着载物框所在位置运动；引导板133限制了纸箱各个折页的运动范围，促使载物框131伸入到纸箱内；然后托板134向上摆动，纸箱底部被托板托住。与此同时，纸箱输送部件复位。
61.如图9和图10所示，载物框131被向下翻转，纸箱空间姿态变为开口朝上的状态。接着，接驳翻转装置1带动纸箱以及自立袋做下降运动，直至纸箱放置到装箱输送部件5上。托板134复位，不再承托纸箱，载物框上升并与纸箱脱开，最终自立袋装入纸箱，接驳翻转装置1复位。
62.由此可见，装箱设备中物品输送路径、包装箱输送路径、装箱输送路径在水平方向分布并且物品输送路径的作业高度大于包装箱输送路径的作业高度、包装箱输送路径的作业高度大于装箱输送路径的作业高度，接驳输送路径在竖直方向分布；工作时物品通过物品输送路径被输送至接驳输送路径的作业范围内并由搬运部件搬运物品而放置于接驳输送路径上，包装箱输送路径上输送横卧的包装箱，接驳输送路径上的物品以层叠方式堆积，物品在层叠方向上分为两组并且在层叠反向上其中一组层叠物品与另一组层叠物品错位排列，以利于在有限空间内堆叠更多的物品；接驳输送路径装载物品后做下降的输送运动，直至物品与横卧在包装箱输送路径上包装箱相对、包装箱的开口朝向物品；推动包装箱，直至包装箱在横卧状态罩在位于接驳输送路径上的物品；接驳输送路径装载包装箱及物品后继续做下降的输送运动，并在装箱输送路径上方翻转包装箱及物品，促使横卧的包装箱改变空间姿态而处于竖立状态，由此物品在改变空间姿态后装载进入包装箱内，竖立的包装箱通过装箱输送路径向外输出。
63.综上所述，在该装箱设备中，物品通过物品输送路径自动输送，包装箱通过包装箱输送路径自动输送，对应接驳输送路径，搬运部件搬运物品而放置于接驳输送路径上，接驳输送路径装载包装箱及物品后继续做下降的输送运动，并在装箱输送路径上方翻转包装箱及物品，促使横卧的包装箱改变空间姿态而处于竖立状态，由此物品在改变空间姿态后装载进入包装箱内，竖立的包装箱通过装箱输送路径向外输出，可以完全实现整个装箱过程中的自动化。
64.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本实用新型包括但不限于上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。