一种智能快递包装装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种智能快递包装装置，该装置包括：箱体：通过中间隔板分成上下两层，上层通过竖直挡板分成物品室和填充室，下层为包装室；扫描单元：用于扫描待包装物的外形及大小，位于物品室上部；投料单元：包括待包装物投料子单元和缓冲颗粒投料子单元，所述的包装物投料子单元位于所述物品室的下部，所述的缓冲颗粒投料子单元位于填充室，所述的投料单元用于将待包装物和缓冲颗粒置于纸箱内；封箱单元：位于所述包装室内，用于放置纸箱并将纸箱封箱；控制单元：用于控制扫描单元、投料单元及封箱单元的自动运行。与现有技术相比，本实用新型能自动快速地完成物品的包装工作，可大大节省人力资源。
【专利说明】
一种智能快递包装装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及包装技术领域，具体涉及一种智能快递包装装置。
【背景技术】
[0002]随着电子商务的发展与物联网的进步，快递包装行业也迎来了“黄金时期”。就拿往年的200亿件快递来说，《2015-2020年中国包装行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》内容显示，我国包装行业包括纸包装、塑料包装、金属包装、玻璃包装、木质包装等细分市场，近年来，我国包装行业销售收入逐年增加，2013年包装行业实现销售收入10950.41亿元，为近年来的最大值，同比增长15.21%，其中泡沫塑料类包装需求更是达到了令人瞠目结舌的程度。但是，目前快递包装行业属于新兴行业，其包装工作主要是由人工完成。已出现的几种包装机类型更是无法应对不同材质、形状和尺寸的商品的包装，且当前人工包装经常出现过度包装和包装过程繁琐等现象，亟待解决。因此，如今的快递包装机的发展趋势主要是设计可以用于包装多种材质、尺寸和形状商品的个性化机械装置，且设计中应遵循环保、快捷和节约的设计理念。然而，在如今的市面上这种适用于开设“网店”的创业人员的快递包装机还是一个空白领域，相关成熟的机械装置还寥寥可数。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用激光扫描装置控制缓冲颗粒填充量进行包装的快递包装装置，装置通过激光扫描精确计算并控制送料单元进行缓冲颗粒的填充，达到预定包装安全标准，且不造成包装过度的浪费现象。它在缓冲颗粒的保护下能减少物品与外界的撞击，经过实验能有效保护物品，特别是易碎物品。
[0004]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:一种智能快递包装装置，该装置包括:
[0005]箱体:通过中间隔板分成上下两层，上层通过竖直挡板分成物品室和填充室，下层为包装室；
[0006]扫描单元:用于扫描待包装物的外形及大小，位于物品室上部；
[0007]投料单元:包括待包装物投料子单元和缓冲颗粒投料子单元，所述的包装物投料子单元位于所述物品室的下部，所述的缓冲颗粒投料子单元位于填充室，所述的投料单元用于将待包装物和缓冲颗粒置于纸箱内；
[0008]封箱单元:位于所述包装室内，用于放置纸箱并将纸箱封箱；
[0009]控制单元:用于控制扫描单元、投料单元及封箱单元的自动运行。
[0010]所述的扫描单元包括步进电机及激光扫描传感器，所述的扫描传感器安装于工字形的连接杆上，该扫描传感器的光学分辨率优选为2400 X 4800dpi，所述的步进电机控制激光扫描传感器移动。
[0011 ]所述的中间隔板开设一个大孔和一个小孔，该小孔的下方设置导流板；
[0012]所述竖直挡板下部开设出料口，所述小孔和出料口连通。
[0013]所述包装物投料子单元包括丝杆步进电机、旋转舵机、升降架和可开闭的载物台，所述的载物台与升降架连接，且该载物台的形状与所述中间隔板的大孔相匹配，可穿过大孔进入包装室;所述丝杆步进电机通过升降架控制载物台上升或下降，所述旋转舵机控制载物台的打开和关闭。载物台上可放置长宽高为220mm的物品，载物台由四块相同的三角活板组成，旋转舵机包括4台9G舵机，每一台舵机控制一块三角活板的打开和关闭。
[0014]所述缓冲颗粒投料子单元包括倾斜送料平台和送料电机，所述倾斜送料平台一端固定在箱体上，另一端固定在竖直挡板上;所述的送料电机安装于所述出料口的上端，且该送料电机上设有刷毛，用于将缓冲颗粒从出料口扫出。
[0015]所述倾斜送料平台包括一个35度大平面斜坡及两个设置在35度大平面斜坡两侧的25度的小平面斜坡，这样设置的平台，可使箱底残留发泡基材料缓冲颗粒易于滚落而又不会因速度过快无法控制。
[0016]所述封箱单元包括限位槽板、推进板、推进板步进电机、封装板、压板滚轮及胶带子单元；
[0017]所述的限位槽板有两块，平行设置在所述包装室的中部，用于限定纸箱的位置；
[0018]所述的推进板呈L形，该推进板位于两块限位槽板的中间，推动纸箱在限位槽板内移动，所述推进板的直端固定并可在导轨上移动，推进板的弯折端可绕直端转动；
[0019]所述的推进板步进电机控制推进板在导轨上的滑动；
[0020]所述的封装板位于所述限位槽板的外侧；
[0021]所述的压板滚轮安装在所述封装板的上端，并可绕着封装板的上端转动；
[0022]所述的胶带子单元通过连接杆安装在所述中间隔板的下表面。
[0023]所述胶带子单元包括胶带、橡胶滚轴和刀片；
[0024]封箱时，所述的橡胶滚轴与纸箱盖板接缝处贴紧，带动胶带转动，使胶带贴在纸箱盖板接缝处，封箱结束后用刀片割断胶带。
[°°25] 所述控制单元为ARM_Cortex3单片机，用于控制步进电机的运转、处理激光扫描传感器的数据、控制丝杆步进电机的运转、控制旋转舵机的运转、控制送料电机的运转及控制推进板步进电机的运转。
[0026]该智能快递包装装置的工作过程如下:开启装置并选择包装类型，将待包装物放在载物板上，将瓦楞纸箱放在限位槽板之间的平台上并合上推进板，控制单元控制步进电机启动并带动激光扫描传感器扫描物体，扫描完毕后控制单元计算所需的缓冲材料的加入量，并控制送料电机转动倾斜送料平台，将泡沫缓冲颗粒通过出料口、小孔和导流板，送入瓦楞纸箱内进行装箱，送入一定量的缓冲材料颗粒后，控制单元控制送料电机关闭，同时控制丝杆步进电机运转，通过升降架将载物板及待包装物向下降至瓦楞纸箱上方，控制单元控制旋转舵机工作，打开载物台，使待包装物落入瓦楞纸箱内。然后控制单元控制送料电机再次启动，以同样的方式再次将泡沫缓冲颗粒送入瓦楞纸箱内进行装箱。待泡沫缓冲颗粒装箱完毕后，控制单元控制送料电机关闭，并控制推进板步进电机转动，带动推进板推动瓦楞纸箱滑动，同时控制单元控制封装板降下使压板滚轮压紧瓦楞纸箱盖板将瓦楞纸箱盖板对齐压平，瓦楞纸箱在送出过程中挤压橡胶滚轴，由橡胶滚轴将胶带贴在瓦楞纸箱盖板接缝处，并将封箱胶带抹平压紧并由刀片将胶带切断。最后由持续运动的推进板将封装好的纸箱送出智能快递包装机，完成包装工作。
[0027]与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在以下几方面:
[0028](I)包装机各模块使用无工具扣具连接，方便使用者安装及拆卸；
[0029](2)包装机各模块电动模块采用接触式供电方案，防止使用者因误操作而触电；
[0030](3)本包装机可以包装各种不同尺寸的日化产品，并能根据物品尺寸的不同自行调整缓冲颗粒投入量；
[0031](4)包装好物品后自动封箱并打印快递运单并粘贴在包裹上；
[0032](5)该包装机具有高效率，能在30秒之内快速完成整个流程的包装；
[0033](6)在不工作时自动进入休眠模式，仅0.05瓦功耗；
[0034](7)采用缓冲颗粒(生物基发泡胶)填充可完全降解，避免当前市面普遍使用的包装材料的污染。每使用I公斤生物基发泡胶可减少1.848公斤二氧化碳排放；
[0035](8)包装机全机身80%以上材料可实现降解与回收。
【附图说明】
[0036]图1为本实用新型的整机图；
[0037]图2为本实用新型物品室的结构不意图；
[0038]图3为本实用新型填充室的结构示意图；
[0039]图4为本实用新型包装室的立体图；
[0040]图5为本实用新型包装室的正视图；
[0041]图6为本实用新型的内部结构示意图。
[0042]其中，I为控制单元，2为推进板，3为物品室，4为填充室，5为包装室，6为安装启动及菜单选择按钮，7为出料口，8为丝杆步进电机，9为旋转舵机，1为升降架，11为载物台，12为激光扫描传感器，13为步进电机，14为送料电机，15为倾斜送料平台；16为推动板步进电机，17为导轨，18为封装板，19为导流板，20为安装支架，21为胶带，22为橡胶滚轴，23为刀片，24为安装急停按钮，25为压板滚轮，26为限位槽板，27为电源接口。
【具体实施方式】
[0043]下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
[0044]实施例
[0045]一种智能快递包装装置，其整体布置如图1所示，该装置包括:
[0046]箱体:通过中间隔板分成上下两层，上层通过竖直挡板分成物品室3和填充室4，下层为包装室5;箱体的下方还设有安装启动及菜单选择按钮6;
[0047]扫描单元:用于扫描待包装物的外形及大小，位于物品室3上部；
[0048]投料单元:包括待包装物投料子单元和缓冲颗粒投料子单元，包装物投料子单元位于所述物品室3的下部，缓冲颗粒投料子单元位于填充室4，投料单元用于将待包装物和缓冲颗粒置于纸箱内；
[0049]封箱单元:位于包装室5内，用于放置纸箱并将纸箱封箱，在封箱单元的出口处，设置推进板2，用于推动瓦楞纸箱的运动；
[0050]控制单元1.用于控制扫描单元、投料单元及封箱单元的自动运行，该控制单元I为ARM-Cortex3单片机，用于控制步进电机的运转、处理激光扫描传感器的数据、控制丝杆步进电机的运转、控制旋转舵机的运转、控制送料电机的运转及控制推进板步进电机的运转。
[0051]其中，物品室的结构如图2所示，物品室上部设有扫描单元，物品室的下部设有包装物投料子单元。
[0052]扫描单元包括步进电机13及激光扫描传感器12，激光扫描传感器12安装于工字形的连接杆上，该工字形连接杆包括一对平行杆和一个垂直杆，激光扫描传感器12安装于垂直杆上，并可沿着垂直杆进行运动，垂直杆可在两根平行杆上移动，这样就实现了激光扫描传感器12的全方位移动，该激光扫描传感器12的光学分辨率为2400 X 4800dpi，步进电机13控制垂直杆及激光扫描传感器12的移动。
[0053]中间隔板开设一个大孔和一个小孔;竖直挡板下部开设出料口7，小孔和出料口 7连通。
[0054]包装物投料子单元包括丝杆步进电机8、旋转舵机9、升降架10和可开闭的载物台11，载物台10与升降架11连接，且载物台10的形状与中间隔板的大孔相匹配，可穿过大孔进入包装室;丝杆步进电机8通过升降架10控制载物台11上升或下降，载物台11上可放置长宽高为220mm的物品，载物台11由四块相同的三角活板组成，旋转舵机9包括4台9G舵机，每一台舵机控制一块三角活板的打开和关闭。
[0055]填充室的结构如图3所示，填充室内设有缓冲颗粒投料子单元，缓冲颗粒投料子单元包括倾斜送料平台15和送料电机14，倾斜送料平台15包括一个35度大平面斜坡及两个设置在35度大平面斜坡两侧的25度的小平面斜坡，倾斜送料平台15的一端固定在箱体上，另一端固定在竖直挡板上;送料电机14安装于出料口的上端，且该送料电机上设有刷毛，用于将缓冲颗粒从出料口扫出。
[0056]包装室的结构如图4和图5所示，包装室内设置封箱单元，且中间隔板的下方设有导流板19，该导流板设置在中间隔板小孔的下方，该封箱单元包括限位槽板26、推进板2、推进板步进电机16、封装板18、压板滚轮25及胶带子单元；
[0057]限位槽板26有两块，平行设置在包装室的中部，用于限定纸箱的位置；
[0058]推进板2呈L形，该推进板2位于两块限位槽板的中间，推动纸箱在限位槽板内移动，推进板2的直端固定并可在导轨17上移动，推进板2的弯折端可绕直端转动；
[0059]推进板步进电机16控制推进板2在导轨17上的滑动，也控制推进板2弯折端的转动；
[0060]封装板18位于所述限位槽板26的外侧；
[0061]压板滚轮25安装在封装板18的上端，并可绕着封装板18的上端转动；
[0062]胶带子单元通过安装支架20安装在中间隔板的下表面。
[0063]胶带子单元包括胶带21、橡胶滚轴22和刀片23;
[0064]封箱时，橡胶滚轴22与纸箱盖板接缝处贴紧，带动胶带21转动，使胶带21贴在纸箱盖板接缝处，封箱结束后用刀片23割断胶带21。
[0065]另外，在箱体的底部还设有安装急停按钮24和电源接口27。
[0066]该智能快递包装装置的工作过程对应图6进行描述，过程如下:开启装置并选择包装类型，将待包装物放在载物板11上，将瓦楞纸箱放在限位槽板26之间的平台上并合上推进板2，控制单元I控制步进电机13启动并带动激光扫描传感器12扫描物体，扫描完毕后控制单元I计算所需的缓冲材料的加入量，并控制送料电机14工作，将泡沫缓冲颗粒顺着倾斜送料平台15，通过出料口、小孔和导流板19，送入瓦楞纸箱内进行装箱，送入一定量的缓冲材料颗粒后，控制单元I控制送料电机14关闭，同时控制丝杆步进电机8运转，通过升降架10将载物板11及待包装物向下降至瓦楞纸箱上方，控制单元I控制旋转舵机9工作，打开载物台11，使待包装物落入瓦楞纸箱内。然后控制单元I控制送料电机14再次启动，以同样的方式再次将泡沫缓冲颗粒送入瓦楞纸箱内进行装箱。待泡沫缓冲颗粒装箱完毕后，控制系，I控制送料电机14关闭，并控制推进板步进电机16转动，带动推进板2在导轨17上滑动，从而推动瓦楞纸箱滑动，同时控制单元I控制封装板18降下使压板滚轮25压紧瓦楞纸箱盖板将瓦楞纸箱盖板对齐压平，瓦楞纸箱在送出过程中挤压橡胶滚轴22，由橡胶滚轴22将胶带21贴在瓦楞纸箱盖板接缝处，并将封箱胶带21抹平压紧并由刀片23将胶带切断。最后由持续运动的推进板2将封装好的纸箱送出智能快递包装机，完成包装工作。
【主权项】
1.一种智能快递包装装置，其特征在于，该装置包括: 箱体:通过中间隔板分成上下两层，上层通过竖直挡板分成物品室和填充室，下层为包装室; 扫描单元:位于物品室上部； 投料单元:包括待包装物投料子单元和缓冲颗粒投料子单元，所述的包装物投料子单元位于所述物品室的下部，所述的缓冲颗粒投料子单元位于填充室； 封箱单元:位于所述包装室内； 控制单元:位于箱体的下部。2.根据权利要求1所述的一种智能快递包装装置，其特征在于，所述的扫描单元包括步进电机及激光扫描传感器，所述的扫描传感器安装于工字形的连接杆上，所述的步进电机控制激光扫描传感器移动。3.根据权利要求1所述的一种智能快递包装装置，其特征在于，所述的中间隔板开设一个大孔和一个小孔，该小孔的下方设置导流板； 所述竖直挡板下部开设出料口，所述小孔和出料口连通。4.根据权利要求3所述的一种智能快递包装装置，其特征在于，所述包装物投料子单元包括丝杆步进电机、旋转舵机、升降架和可开闭的载物台，所述的载物台与升降架连接，且该载物台的形状与所述中间隔板的大孔相匹配，可穿过大孔进入包装室;所述丝杆步进电机通过升降架控制载物台上升或下降，所述旋转舵机控制载物台的打开和关闭。5.根据权利要求3所述的一种智能快递包装装置，其特征在于，所述缓冲颗粒投料子单元包括倾斜送料平台和送料电机，所述倾斜送料平台一端固定在箱体上，另一端固定在竖直挡板上;所述的送料电机安装于所述出料口的上端，且该送料电机上设有将缓冲颗粒从出料口扫出的刷毛。6.根据权利要求5所述的一种智能快递包装装置，其特征在于，所述倾斜送料平台包括一个35度大平面斜坡及两个设置在35度大平面斜坡两侧的25度的小平面斜坡。7.根据权利要求3所述的一种智能快递包装装置，其特征在于，所述封箱单元包括限位槽板、推进板、推进板步进电机、封装板、压板滚轮及胶带子单元； 所述的限位槽板有两块，平行设置在所述包装室的中部； 所述的推进板呈L形，该推进板位于两块限位槽板的中间，推动纸箱在限位槽板内移动，所述推进板的直端固定并可在导轨上移动，推进板的弯折端可绕直端转动； 所述的推进板步进电机控制推进板在导轨上的滑动； 所述的封装板位于所述限位槽板的外侧； 所述的压板滚轮安装在所述封装板的上端，并可绕着封装板的上端转动； 所述的胶带子单元通过连接杆安装在所述中间隔板的下表面。8.根据权利要求7所述的一种智能快递包装装置，其特征在于，所述胶带子单元包括胶带、橡胶滚轴和刀片； 封箱时，所述的橡胶滚轴与纸箱盖板接缝处贴紧，带动胶带转动，使胶带贴在纸箱盖板接缝处，封箱结束后用刀片割断胶带。9.根据权利要求2或4或7任一所述的一种智能快递包装装置，其特征在于，所述控制单元为ARM-Cortex3单片机，所述控制单元控制步进电机的运转、处理激光扫描传感器的数据、控制丝杆步进电机的运转、控制旋转舵机的运转、控制送料电机的运转及控制推进板步进电机的运转。
【文档编号】B65B61/22GK205633275SQ201620312898
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】张春燕, 曹珈培, 何志强, 孙佳伟, 蔡嘉鹏
【申请人】上海工程技术大学