一种口罩自动打开装置及其方法与流程

本发明涉及一种口罩自动打开装置及其方法，属于口罩加工技术领域。

背景技术：

口罩是一种常见的卫生用品，其可以阻挡有害的气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻，有效隔离污染物、细菌、病毒，保护人体安全。目前市面上在售的口罩主要包括普通一次性口罩、医用口罩和防护口罩(包括医用防护口罩和工业防护口罩)，防护口罩因为隔离效果好受到各行各业的广泛使用。在防护类口罩的加工过程中，需要将口罩打开后叠放起来打包，由于人工打包的效率较低且有污染口罩的风险，所以市面上越来越多的口罩厂家选择采用自动化口罩打包装置。

目前市面上常见的口罩打开方式主要有以下几种：1、普通吸盘吸附打开的方式，由于口罩多为透气性面料，口罩在水平状态下很容易被吸附起来，但是当口罩打开时，口罩表面受到不平行于吸盘面的力，容易出现口罩吸附脱离的现象；2、针刺吸盘吸附打开的方式，针刺吸盘一般是直接刺穿口罩表面从而起到吸附作用的，这种操作一方面可能造成口罩表面拉丝、针孔等问题，影响口罩外观，另一方面还可能造成口罩破损，影响口罩质量；3、非接触吸盘方式，非接触吸盘一般通过低真空高流量的方式对口罩进行吸附，这种吸附方式适合做口罩的搬运，但是打开口罩同样会出现不平行受力的问题，从而造成吸附脱离。

技术实现要素：

针对现有技术中口罩打开装置容易造成口罩脱离或损坏口罩的问题，本发明提出了一种口罩自动打开装置及其方法，本发明装置内包括一对气动手指，在气动手指上安装有具有多个凸起部件的齿夹，笔型气缸和气动手指均与控制器电连接，本发明装置和方法通过控制器自动的控制笔型气缸上下移动和气动手指的电磁阀开关，利用气动手指和齿夹实现对口罩的抓取和打开操作。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：

一种口罩自动打开装置，包括控制器、笔型气缸、固定座、齿条、齿轮、连接杆、气动手指、齿夹和基座，所述笔型气缸通过螺丝固定在所述基座的顶部，笔型气缸通过浮动接头连接所述齿条，齿条的左右两侧分别与2个齿轮啮合，齿条和齿轮均固定安装在固定座内，固定座通过螺丝固定在基座上，每个齿轮都通过紧定螺丝固定连接一个连接杆，连接杆上固定有所述气动手指，气动手指的2个夹指上分别通过螺丝安装有两个齿夹；所述笔型气缸和气动手指分别与控制器电连接。

进一步的，所述固定座内固定安装有微型导轨，所述齿条通过螺丝安装在微型导轨的滑块上。

进一步的，所述装置还包括调整座和气动手指安装座，所述调整座的顶部通过螺丝安装在连接杆上，调整座的底部通过螺丝固定连接所述气动手指安装座，气动手指固定在气动手指安装座上。

进一步的，所述调整座上的安装孔均为腰型孔，所述连接杆和气动手指安装座分别通过螺丝固定在所述腰型孔处。

进一步的，所述齿夹上设置有多个均匀分布的凸起部件。

进一步的，所述凸起部件为矩形、圆柱型或球形，凸起部件采用塑料或硅胶材料制作而成。

进一步的，所述齿夹为梯形柱体状结构。

一种基于口罩自动打开装置的方法，具体包括以下步骤：

s1、利用控制软件设置口罩打开参数；

s2、根据口罩打开参数利用控制器控制笔型气缸的电磁阀，笔型气缸向上移动，并带动气动手指移动到口罩处；

s3、利用控制器打开气动手指的电磁阀，利用气动手指上的齿夹夹紧口罩两侧；

s4、利用控制器控制笔型气缸向下移动，带动气动手指向两侧分开，同时将气动手指移动到口罩存放处；

s5、利用控制器关闭气动手指的电磁阀，气动手指上的齿夹松开，将口罩放置到口罩存放处；

s6、重复步骤s2-s5，实现口罩自动打开操作。

进一步的，所述笔型气缸采用可调行程气缸。

进一步的，所述口罩打开参数包括笔型气缸行程、笔型气缸电磁阀打开时间、笔型气缸电磁阀关闭时间、气动手指电磁阀打开时间、气动手指电磁阀关闭时间。

采用以上技术手段后可以获得以下优势：

本发明提出了一种口罩自动打开装置及其方法，本发明装置和方法通过控制器实现对笔型气缸和气动手指的自动化控制，具体的，利用笔型气缸控制2个气动手指的合拢或分开，利用气动手指的电磁阀控制齿夹夹紧或松开口罩，通过合拢气动手指-齿夹夹紧口罩-分开气动手指-齿夹松开口罩的过程实现夹取并打开口罩的操作。与现有技术相比，本发明装置的齿夹与口罩的接触面较大，齿夹表面设置有多个凸起部件，可以有效增加齿夹表面摩擦力，在口罩打开过程中不会损坏口罩本体，并且可以避免口罩在打开过程中脱离装置，进而实现快速、顺利、无损坏的打开口罩的功能，提高了口罩加工中的口罩打开效率。同时，本装置和方法可以通过控制软件设置口罩打开参数，通过软硬件配合来控制口罩打开角度、打开速度、打开时间等，适应于各种大小的口罩和各种口罩生产线。此外，本发明装置中的笔型气缸与齿条之间采用浮动接头连接，有利于齿条顺畅运行，调整座采用腰型孔涉及，可以有效调整气动手指的相对位置。

附图说明

图1为本发明一种口罩自动打开装置的左视图。

图2为本发明一种口罩自动打开装置的正视图。

图3为本发明一种口罩自动打开装置的轴测图。

图4为本发明中图2中“a”的放大结构示意图。

图5为本发明实施例中气动手指的结构示意图。

图6为本发明实施例中齿夹的结构示意图。

图7为本发明一种基于口罩自动打开装置的方法的步骤流程图。

图中，1是笔型气缸，2是浮动接头，3是固定座，4是旋转轴，5是齿轮，6是连接杆，7是调整座，8是气动手指安装座，9是齿条，10是轴承，11是微型导轨，12是气动手指，13是齿夹，14是基座，15是凸起部件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“平行”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种口罩自动打开装置，如图1、2、3、4所示，包括笔型气缸1、固定座3、齿条9、微型导轨11、齿轮5、旋转轴4、轴承10、连接杆6、调整座7、气动手指安装座8、气动手指12、齿夹13、基座14和控制器，其中，笔型气缸套在钢板制成的安装支架内，安装支架上开设有螺丝孔，用螺丝穿过螺丝孔将笔型气缸固定在基座的顶部，固定座通过螺丝固定在基座上并位于笔形气缸下方，微型导轨通过螺丝固定安装在固定座内部，齿条通过螺丝安装在微型导轨的滑块上，固定座的表面设有开口，旋转轴穿过固定座的开口并固定在固定座内，旋转轴的两端安装有轴承，齿轮的中心套在旋转轴上，控制器可以固定安装在基座上，也可以单独安装在其他合适的位置。

本发明装置中的笔型气缸的底部通过浮动接头2连接齿条，当笔型气缸上下移动时，齿条会在力的作用下沿微型导轨运动，2个齿轮对称的分布在齿条的左右两侧，并与齿条啮合，每个齿轮都通过紧定螺丝固定连接一个连接杆，连接杆再通过螺丝连接调整座的顶部，调整座的底部通过螺丝固定安装了气动手指安装座，气动手指被螺丝固定在气动手指安装座上，气动手指的2个夹指上分别通过螺丝安装有两个齿夹。笔型气缸和气动手指分别通过控制器控制电磁阀实现动作切换。

在本发明实施例中，笔型气缸采用可调行程气缸，控制器采用可编程逻辑控制器，固定座和基座均采用铝板制作而成，调整座为等腰三角形铝板，调整座上设置有3个腰型孔，1个腰型孔垂直于调整座的底边，2个腰型孔平行于调整座的底边，连接杆被螺丝固定在垂直的腰型孔上，气动手指安装座被螺丝固定在平行的腰型孔上，气动手指安装座为矩形的板材。

如图5、6所示，气动手指的2个夹指上分别通过螺丝固定安装有两个齿夹，齿夹的形状为直角梯形柱体状，两个齿夹的长边上设置有螺丝孔，以便安装在气动手指的夹指上，两个齿夹的短边相对，形成本装置的口罩抓取部，在齿夹上设置有多个均匀分布的、形状大小一致的凸起部件15，这些凸起部件可以设置成矩形、圆柱型或球形等，凸起部件的材料一般选用塑料或硅胶等具有一定的摩擦力的材料。

本发明口罩自动打开装置的工作原理如下：

将本发明装置的基座固定在口罩打包加工线上，比如将基座固定在可移动导轨上，让本装置的气动手指悬停在待打开的口罩上方，利用控制器输出控制信号到笔型气缸和气动手指，首先让笔型气缸上升，笔型气缸带动齿条向上运动，齿条两侧的2个齿轮向反方向旋转，进而通过连接杆带动2个气动手指向中间合拢，使2个气动手指抵住待打开的口罩，控制器将气动手指的电磁阀打开，气动手指的夹指带动齿夹闭合，齿夹夹住口罩两侧，然后控制器控制笔型气缸下降，带动齿条向下运动，2个气动手指向装置两侧分开，因为此时气动手指上的齿夹是夹着口罩两侧的，所以口罩会因为气动手指分开而被打开，此时可以根据口罩打包需要，通过可移动导轨带动基座将打开的口罩移动到需要的位置，然后闭合气动手指的电磁阀，齿夹松开口罩，完成口罩打开操作。在实际操作过程中，根据口罩大小、打包需求等的不同，可以利用控制器设置笔型气缸的行程，从而控制口罩的打开角度大小。

本发明还提出了一种基于口罩自动打开装置的方法，如图7所示，具体包括以下步骤：

s1、利用控制软件设置口罩打开参数；在口罩自动打开装置投入使用之前，需要利用控制器的可编程功能为装置设置口罩打开参数，口罩打开参数包括笔型气缸行程、笔型气缸电磁阀打开时间、笔型气缸电磁阀关闭时间、气动手指电磁阀打开时间、气动手指电磁阀关闭时间等信息，其中笔型气缸行程与口罩需要打开的角度有关。

s2、根据口罩打开参数利用控制器控制笔型气缸的电磁阀，笔型气缸向上移动，并带动气动手指移动到口罩处；本装置的初始位置在待打开的口罩处，控制器根据笔型气缸行程、笔型气缸电磁阀打开时间等信息输出打开信号到笔型气缸，笔型气缸根据信号打开电磁阀，气缸上升到指定位置，装置内的2个气动手指向内合拢，气动手指上的齿夹贴到口罩上。

s3、利用控制器打开气动手指的电磁阀，利用气动手指上的齿夹夹紧口罩两侧；笔型气缸上升到位后，控制器根据气动手指电磁阀打开时间输出打开信号到气动手指处，打开气动手指的电磁阀，气动手指上的齿夹合拢，夹紧口罩两侧，完成口罩夹紧操作。

s4、利用控制器控制笔型气缸向下移动，带动气动手指向两侧分开，同时将气动手指移动到口罩存放处；控制器根据笔型气缸电磁阀关闭时间输出关闭信号到笔型气缸，笔型气缸电磁阀关闭，笔型气缸向下移动，2个气动手指在笔型气缸带动下向装置两侧分开，完成口罩打开操作，同时利用可移动导轨或任何其他可移动设备将装置移动到口罩存放处。

s5、利用控制器关闭气动手指的电磁阀，气动手指上的齿夹松开，将口罩放置到口罩存放处；控制器根据气动手指电磁阀关闭时间输出关闭信号到气动手指，气动手指带动齿夹松开口罩两侧，口罩脱落至口罩存放处，装置重新回到待打开的口罩处，至此完成一次口罩夹取、打开操作。

s6、重复步骤s2-s5，实现自动化的、不间断的口罩自动打开操作。

相比较于现有技术中的口罩打开装置和方法，本发明装置和方法通过气动手指和齿夹夹紧打开口罩，在打开过程中不会损坏口罩，而且齿夹与口罩接触面大、摩擦力大，即使口罩打开过程中受力角度发生变化，口罩也不会脱落，实现了口罩的自动、快速、稳定打开操作。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细地说明，但是本发明并不局限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。