本实用新型涉及滤膜封装领域，尤其是一种滤膜封装装置。
背景技术：
低浓度烟尘采样测试过程中，用滤膜称重法进行监测污染源颗粒物排放浓度时，需要换装滤膜进行重复采样和称重，而为减少本底重量对采样误差的影响，需要将滤膜与重量尽量小的采样管、网托和封装材料封装到一起，以达到操作方便、误差小、密封性好、精度高的要求。
现有的滤膜封装工作主要通过手动实现，通过双手按压并且同时旋转来实现封装过程，操作过程繁琐费力、劳动强度大、生产效率低；另外，由于操作者对于该动作的熟练程度不同，制成的结果也不同，废品率偏高。针对上述问题，目前也出现了采用电动方式实现滤膜封装的设备，但这些设备针对不同厚度的采样管、网托、滤膜和封装材料，不方便进行调整，因此无法达到预期的封装效果。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种滤膜封装装置，其实现了封装件的自动封装，操作简单，封装效率高，封装精度高。
本实用新型的技术方案是：一种滤膜封装装置，包括机壳，其中，还包括运动单元，运动单元设置在机壳内，运动单元包括径向收紧单元和轴向运动单元；
所述径向收紧单元包括径向驱动电机、齿轮传动机构、压爪、旋转盘和固定盘，齿轮传动机构包括齿轮和位于旋转盘外侧圆周的局部齿轮，齿轮和局部齿轮相啮合，齿轮与径向驱动电机的输出轴固定连接，固定盘设置在旋转盘的中心孔内，固定盘固定在轴向运动单元的顶部，沿旋转盘的圆周方向设有数个压爪，压爪的一端呈长条状，长条状的一端与旋转盘滑动连接，长条状的另一端与固定盘铰接，压爪的另一端为弧形爪，位于固定盘的上方，弧形爪的外侧面与相邻压爪贴合，当压爪收紧时，数个压爪的弧形爪内侧面围成一个封闭的圆形；
所述轴向压紧单元包括轴向驱动电机、旋转轴、托盘、导向柱和压力传感器，旋转轴与轴向驱动电机的输出轴固定连接，托盘与旋转轴的上部之间螺纹连接，托盘内设有使托盘上下运动的导向柱，托盘的上方固定有固定盘，固定盘和托盘之间压力传感器。
本实用新型中，所述压爪长条形的一端固定有滑杆，滑杆设置在旋转盘的滑槽内，滑杆沿滑槽滑动，同时滑杆可以在滑槽内转动。
所述在旋转盘的圆周外侧固定有遮光片Ⅰ，遮光片Ⅰ的外侧设有遮挡开关Ⅰ和遮挡开关Ⅱ。通过遮光片遮挡遮挡开关Ⅰ或遮挡开关Ⅱ，实现了对径向驱动电机的控制。
所述托盘的外侧设有轴承套，轴承套与旋转轴之间设有轴承。轴承套对托盘等部件起到了保护作用。
所述旋转轴上固定有遮光片Ⅱ，遮光片Ⅱ的外侧设有遮挡开关Ⅲ。通过遮光片对遮挡开关Ⅲ的遮挡，实现了对轴向驱动电机的控制。
还包括控制单元，控制单元包括控制电路，控制电路分别与遮挡开关Ⅰ、遮挡开关Ⅱ、遮挡开关Ⅲ1电连接和压力传感器电连接，同时控制电路分别与径向驱动电机和轴向驱动电机电连接，控制电路接收遮挡开关Ⅰ、遮挡开关Ⅱ、遮挡开关Ⅲ电连接和压力传感器发出的信号后，控制径向驱动电机和轴向驱动电机动作。
本实用新型还包括压力传感器失效保护单元，包括限位开关，限位开关位于托盘的下方，与遮挡开关Ⅲ位于同一水平面上，限位开关与控制单元电连接。压力传感器失效保护是通过限位开关的位置保障轴向运动的行程大小：若压力传感器失效或时久测试精度下降，遮光片运动到此限位开关位置时，通过该限位开关给予控制单元电信号，使轴向驱动电机停止转动。
所述固定盘的上方设有限位板，限位板固定在固定盘上。在托盘向上运动过程中，限位板作为刚性固定结构，提供上下方向的挤压力，限制了托盘继续向上运动。
本实用新型的有益效果：
本实用新型采用电动控制的形式，只需将封装所需件放入指定位置，系统就可自动识别所封装材料的厚度，通过径向运动单元和轴向压紧单元自动封装，直至达到所需的封装效果，生产效率高、废品率低、精度高、密封性好、操作过程简便。
附图说明
图1是径向运动单元位于初始位置的结构示意图；
图2是径向运动单元处于收紧位置的结构示意图；
图3是轴向压紧单元的剖视图；
图4是轴向压紧单元的结构示意图。
图中：1径向驱动电机；2齿轮；3旋转盘；4压爪；5固定盘；6遮光片Ⅰ；7遮挡开关Ⅰ；8遮挡开关Ⅱ；9轴向驱动电机；10旋转轴；11轴承；12导向柱；13托盘；14压力传感器；16限位板；17轴承套；18遮光片Ⅱ；19遮挡开关Ⅲ；20限位开关。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型所述的一种滤膜封装装置，包括机壳、运动单元和控制单元，运动单元设置在机壳内，运动单元包括径向收紧单元和轴向运动单元，径向收紧单元用于将滤膜收紧在采样器上，轴向运动单元用于对滤膜自动施加一个压力。控制单元分别与径向收紧单元和轴向运动单元电连接，从而实现了位置控制、压力控制和过载保护。
如图1所示，径向收紧单元包括径向驱动电机1、齿轮传动机构、压爪4、旋转盘3和固定盘5。齿轮传动机构包括齿轮2和位于旋转盘3外侧圆周的局部齿轮301，齿轮2和局部齿轮301相啮合，齿轮2与径向驱动电机1的输出轴固定连接，径向驱动电机1动作带动齿轮 2转动，通过齿轮2和局部齿轮301之间的啮合，使旋转盘3转动。旋转盘3和固定盘5呈圆形，旋转盘3的中心设有圆孔，固定盘5设置在旋转盘3中心的圆孔内，且固定盘5固定在轴向运动单元的顶部，滤膜等封装组件放置在固定盘5上。沿旋转盘3的圆周方向设有数个压爪4，压爪4的一端呈长条状，长条状的一端与旋转盘3铰接：该端设有滑杆，滑杆设置在旋转盘3的滑槽302内，滑杆可以在滑槽内转动，且可以沿滑槽302滑动；长条状的另一端与固定盘5铰接。压爪4的另一端为弧形爪，位于固定盘5的上方，弧形爪的外侧与相邻压爪4贴合，如图2所示，当压爪4收紧时，数个压爪4的弧形爪内侧面可以围成一个封闭的圆形，当其中的一个压爪动作，通过其与相邻压爪接触，可以带动所有的压爪同时动作，实现了多个压爪4动作的一致性。同时，在旋转盘3的圆周外侧固定有遮光片Ⅰ6，遮光片Ⅰ 6的外侧设有遮挡开关Ⅰ7和遮挡开关Ⅱ8，遮挡开关Ⅰ7和遮挡开关Ⅱ8可以设置设置在固定盘5上，也可以设置在机壳上。
如图1所示，径向驱动电机1在电源的驱动下顺时针旋转，带动齿轮2顺时针转动，通过齿轮2与旋转盘3上的局部齿轮301之间的啮合，带动旋转盘3逆时针转动，旋转盘3转动的同时，旋转盘3上的滑槽转动，带动滑槽内的转轴位置发生变化，从而使压爪4逆时针旋转张开至图示位置，此时固定在旋转盘3上的遮光片Ⅰ6随旋转盘3转动到图1所示位置，遮挡遮挡开关Ⅰ7，通过电路反馈控制径向驱动电机1停止运动，此时为径向运动单元的初始位置。
当径向驱动电机1在电源的驱动下由径向起始位置逆时针转动，带动齿轮2逆时针转动，经过与旋转盘3上的局部齿轮301相啮合，带动旋转盘3顺时针旋转，旋转盘3转动的同时带动旋转盘3上的滑槽转动，滑槽带动滑槽内的转轴位置发生变化，从而使压爪4顺时针旋转至图2所示位置，此时数个压爪4处于闭合状态，封装材料铝箔圈侧边被收紧在采样管上。同时固定在旋转盘上3的遮光片6随旋转盘3转动到图2所示位置，此时遮光片Ⅰ6由遮挡遮挡开关Ⅱ8变为不遮挡遮挡开关Ⅱ8，通过电路反馈控制径向驱动电机1停止运动，从而使压爪4停留并保持如图2所示的位置状态。
如图3所示，轴向压紧单元包括轴向驱动电机9、旋转轴10、托盘13、导向柱12和压力传感器14，其中旋转轴10与轴向驱动电机9的输出轴固定连接，旋转轴10上设有外螺纹，托盘13与旋转轴10的上部之间呈螺纹连接，且托盘13内设有导向柱12，导向柱12对托盘 13起到了限位作用，使托盘13只能够沿旋转轴10上下运动。托盘13的上方固定有固定盘5，固定盘5和托盘13之间压力传感器14。轴向驱动电机9驱动旋转轴10转动，通过托盘13 与旋转轴10之间的螺纹连接、及导向柱12的限位作用，使托盘13沿旋转轴10上下运动，从而带动托盘13和固定盘5上下运动。托盘13的外侧设有轴承套17，轴承套17与旋转轴 10之间设有轴承11，轴承套17对托盘13等部件起到了保护作用。同时旋转轴10上固定有遮光片Ⅱ18，遮光片Ⅱ18的外侧设有遮挡开关Ⅲ19，遮挡开关Ⅲ19可以设置在机壳上。
本实施例中，控制单元包括控制电路，控制电路分别与遮挡开关Ⅰ7、遮挡开关Ⅱ8、遮挡开关Ⅲ19电连接和压力传感器14电连接，同时控制电路分别与径向驱动电机1和轴向驱动电机9电连接，控制电路从遮挡开关Ⅰ7、遮挡开关Ⅱ8、遮挡开关Ⅲ19电连接和压力传感器14接收信号后，控制径向驱动电机1和轴向驱动电机9动作。
径向运动单元运动到图2所示位置后，此时的轴向压紧单元处于起始位置，遮光片Ⅱ18 处于遮挡开关Ⅲ19的遮光位置，如图4所示。轴向驱动电机9在电源的驱动下顺时针转动，带动旋转轴10顺时针转动，旋转轴10通过螺旋传动带动托盘13沿导向柱12向上运动，托盘13和固定盘5之间装有感应轴向压紧力大小的压力传感器14，轴向压紧单元推动托盘13 和固定盘5向上运动，从而将固定盘上的封装组件压紧，并通过压力传感器14测试对封装组件的压紧力。当压力传感器14检测到的压紧力值达到系统设定值后，反馈到控制单元，从而使轴向驱动电机9停止转动，轴向压紧完成，同时被封装组件完成封装工作。
封装工作完成后，轴向驱动电机9在电源驱动下逆时针转动，带动轴向压紧单元返回起始位置后，遮光片Ⅱ18再次处于遮挡开关Ⅲ19的遮光位置，轴向驱动电机9停止动作。径向驱动电机1在电源驱动下顺时针转动，通过径向运动单元中的齿轮传动，使旋转盘3转动，并带动压爪4张开至图1所示起始位置，此时可以将被封装组件取出，滤膜被可靠地封装在采样管上。此时系统复位，即可开始下一组封装工作。
为保障系统的可靠运行，本实施例还设置了压力传感器失效保护单元。当压力传感器失效或者使用时间久后测试精度下降，为保证系统正常工作，设置限位开关20，，限位开关20 位于托盘13的下方，与遮挡开关Ⅲ19位于同一水平面上，限位开关20可以固定在旋转轴10 上，也可以固定在机壳上，限位开关20与控制电路电连接。若压力传感器失效或时久测试精度下降，遮光片运动到此限位开关位置时，控制电路使轴向驱动电机9停止工作，旋转轴10 停止转动，从而保障向上的压紧运动不会过位损坏系统元器件。
同时，在固定盘5的上方设有限位板16，限位板16固定在固定盘上。在托盘向上运动至与限位板16接触时，限位板16作为刚性固定结构，提供上下方向的挤压力，限制了托盘继续向上运动。
若当限位开关处于非正常工作状态，系统同时设置过载保护和延时保护，保障电机不会堵转或者运动过量损坏元器件。过载保护和延时保护是通过控制电路对电机进行控制，电路信号控制电机的电流大小和转动时间来限制电机的工作状态，从而在限位开关失效的情况下保护该系统元器件不受损坏。