一种用于多规格快递箱的全自动捆扎机及工作方法与流程

文档序号：11922576阅读：453来源：国知局

本发明属于生产包装领域，涉及一种用于多规格快递箱的全自动捆扎机，尤其涉及一种集自动摆正装置、自动捆扎装置和自动升降装置于一体的用于多规格快递箱的全自动捆扎机及工作方法。

背景技术：

捆扎机械作为包装设备中的一个主要分支，是将一个或多个包装物用捆扎带(绳等)紧束一起的机器，使包装件便于运输、保管和装卸，属于外包装设备。近年来，随着电商的快速发展，网购已经成为当下一种潮流。淘宝卖家的快递箱一般通过胶带来完成封装，但对于重型货物，出于安全考虑还需要利用捆扎带进行二次打包。淘宝卖家每天需要完成成百上千的箱体捆扎，且箱体因尺寸不同而存在多种规格，因此目前主要是借助机器进行人工单个打包，不仅效率低且人力成本高。而据统计，目前全国有几千万的淘宝卖家，故设计一种适用于多规格快递箱的连续全自动捆扎机将具有非常广泛的应用前景，并将给淘宝卖家带来明显的经济效益。

申请号为“201520215469.7”的中国实用新型专利中公开了一种全自动捆扎机，但该专利主要是实现捆扎的全自动，仍然需要人工参与，不能实现多规格箱体的全自动、连续捆扎。

申请号为“200720111077.1”的中国实用新型专利中公开了一种捆扎机，但该专利只是能实现箱体的捆扎，捆扎过程仍然需要人工参与。

申请号为“200910211908.6”的中国实用新型专利中公开了一种塑料包装带捆扎机，其塑料带粘接是通过烫头粘接方式，且该专利仍然是人工捆扎方式，不能实现连续全自动捆扎。

从现有的专利文献来看，目前已有的捆扎机基本都离不开人工操作，不具备多规格箱体的连续全自动捆扎功能，不仅增加了人力成本，也降低了捆扎效率。而全国有上千万的淘宝卖家，每家每天需要应付上百不等的不同规格的快递箱捆扎，因此为了提高捆扎效率，进而提高经济效益，需要一种能实现不同规格快递箱的连续全自动捆扎机。

技术实现要素：

本发明的目的在于为了降低淘宝卖家的人力成本，提高快递箱的捆扎效率，从而提出一种适用于多规格快递箱的连续全自动捆扎机及工作方法，进而提高淘宝卖家的经济效益。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于多规格快递箱的全自动捆扎机，包括机架1，所述机架1包括平行隔离安置的两根左横梁14和两根右横梁62，所述左横梁14上设置有左传送装置2，所述右横梁62上设置有与左传送装置2结构相同的右传送装置68，所述左横梁14和右横梁62之间设置有自动捆扎装置4和自动升降装置5，在所述左传送装置2的中部还设置有自动摆正装置3和用于控制所述左传送装置2、右传送装置68、自动摆正装置3、自动捆扎装置4和自动升降装置5的控制器67。

其中，所述左传送装置2包括安装在所述左横梁14端头的第一交流减速电机6和沿左横梁14长度方向间隔设置的若干滚筒7，所述第一交流减速电机6的输出轴和滚筒7上环绕有左传送带8，所述第一交流减速电机6驱动左传送带8作环绕运动。

所述自动摆正装置3，包括安置在所述左横梁14下部的第一支撑板13，所述第一支撑板13上通过第一螺钉28固定安装有交流双轴电机12，所述交流双轴电机12两端的左横梁14上安装有夹持机构10，所述夹持机构10由两个对称的结构相同的平行双曲柄机构组成，所述双曲柄机构由第一曲柄15、第二曲柄21和连接两曲柄两端的连杆24构成，其中所述第一曲柄15另一端固定连接有第一支撑杆16，通过固定在所述左横梁14外侧上的第一轴承座17、第二轴承座18、第一法兰盘19与锥齿轮传动机构11固定连接，所述锥齿轮传动机构11再通过第一联轴器20与所述交流双轴电机12相连接；所述第二曲柄21另一端连接有的第二支撑杆22与固定在所述左横梁14外侧上的第三轴承座23相连接；所述连杆24中间安装有接触传感器25；所述第一曲柄15右侧的左横梁14上设有右限位开关26，所述第二曲柄21左侧的左横梁14上设有左限位开关27，所述第二曲柄21左侧的左横梁14侧面上还设有位置检测传感器9。

所述自动捆扎装置4，包括安装在所述左横梁14和右横梁62之间的四边形壳体35，所述壳体35内前后隔开设置有环形带道30和龙门式支撑框34，所述壳体35上边中部通过开设的槽安置有气动装订机构31和压带机构33，左边上部并排安装有送退带机构29和气动剪切机构32，所述带道30由回形凹槽36和回形挡板37组成，所述环形带道30和龙门式支撑框34之间左右两边对称设有气缸38，所述气缸38的活塞与回形挡板37相固定，气缸38的缸底与所述支撑框34固定连接；所述气动装订机构31的前后端分别固定在所述带道30和支撑框34上，所述压带机构33由步进电机39和齿形压带杆40组成，两者通过第二联轴器41相连接，其中步进电机39固定在支撑框34上，齿形压带杆40通过回形凹槽36的侧面开设的孔伸进带道30内；所述支撑框34通过第二螺钉42固定在所述壳体35上；所述回形凹槽36通过第三螺钉43固定在所述壳体35上。

所述自动升降装置5，由隔离安置的箱体规格检测机构和升降机构组成，其中所述箱体规格检测机构由固定连接在所述左横梁14上的门形架44，和门形架44顶部中间安置的用于检测待捆快递箱的高度和长度的激光测距传感器45组成；所述升降机构由安置在所述壳体一侧上的丝杆螺母传动机构、导轨传动机构和安置在所述壳体35下部的蜗轮蜗杆传动机构组成，其中所述丝杆螺母传动机构包括螺母46和丝杆47，其中所述螺母46固定在所述壳体35上边平面上，所述丝杆47的上端插装在第四轴承座48内，所述第四轴承座48与连接件49相连接；所述丝杆47的下端先通过第二法兰盘50与涡轮蜗杆传动机构的涡轮51固定，再插装在与设置在所述机架1下部的第二支撑板53相固定连接的第五轴承座52内，所述涡轮蜗杆传动机构的蜗杆54，一端插装在第六轴承座55内，第六轴承座55通过第一L形支架56固定在第二支撑板53上；另一端通过第三联轴器57与第二交流减速电机58相连，再通过第二L形支架59固定在第二支撑板53上；所述导轨传动机构包括导轨60，第一垫块61、滑块63和第二垫块64，其中所述导轨60顶端固定在所述连接件49上，下端通过所述第一垫块61固定在所述机架1的右横梁62上；所述滑块63通过所述第二垫块64固定在所述壳体35上；所述导轨60的上端还设置有上限位开关65，下端还设置有下限位开关66。

进一步，所述机架1两端底端还对称设置有若干滚轮69。

进一步，所述气缸38为单作用气缸。

进一步，所述机架1上还设置有与控制器67相连接的触摸屏70。

所述一种用于多规格快递箱的全自动捆扎机的工作方法，具体步骤如下：

步骤1.控制器(67)采集机架(1)左横梁(14)上的位置检测传感器(9)的信号，并判断左传送装置(2)上是否有新快递箱到来？当有，则转步骤2；当无，则继续执行步骤1；

步骤2.自动摆正装置(3)执行快递箱自动摆正，结束之后，控制器(67)采取并行控制，一方面转步骤(1)继续检测新快递箱的到来，另一方面转步骤3及其之后的步骤；

步骤3.激光测距传感器(45)执行快递箱规格检测；

步骤4.自动升降装置(5)执行自动捆扎装置的自动升降；

步骤5.自动捆扎装置(4)执行的快递箱的自动捆扎。

进一步，步骤2所述快递箱自动摆正的具体步骤是：

(1)控制器67控制交流双轴电机12逆时针转动；

(2)控制器67判断一对接触传感器25是否都有接触信号输出？当有，则转步骤(4)；当无，则转步骤(3)；

(3)控制器67判断左限位开关27是否有碰撞信号输出？当有，转步骤(4)；当无，转步骤(1)；

(4)控制器67控制交流双轴电机12顺时针转动；

(5)控制器67判断右限位开关26是否有碰撞信号输出？当有，转步骤(6)；当无，转步骤(4)；

(6)控制器67控制交流双轴电机12停止转动。

进一步，步骤3所述快递箱规格检测的具体步骤：

(1)控制器67采集激光测距传感器45的当前检测距离d1；

(2)控制器67计算当前检测距离d1和无快递箱时激光测距传感器45初始检测距离d0的差：△d＝d1-d0；

(3)控制器67判断△d是否大于快递箱最小高度阈值dmin？当是，则转步骤(4)；当否，则转步骤(1)；

(4)控制器67一方面获得新快递箱的高度△d，另一方面转步骤(5)；

(5)控制器67计时；

(6)控制器67判断激光测距传感器45的检测距离是否恢复到d0？当是，则转步骤(7)；当否，则转步骤(5)继续计时；

(7)根据所计时间和左传送带8的传送速度，控制器67计算得到新快递箱的长度。

进一步，步骤4所述自动捆扎装置4的自动升降的控制流程采用如下步骤：

(1)控制器67判断是否获得新快递箱的高度△d？当是，则转步骤(2)；当否，则继续步骤(1)；

(2)控制器67驱动第二交流减速电机58旋转来竖值方向移动自动捆扎装置4；

(3)控制器67判断上限位开关65是否有碰撞信号输出？当有，则转步骤(6)；当无，则转步骤(4)；

(4)控制器67判断下限位开关66是否有碰撞信号输出？当有，则转步骤(6)；当无，则转步骤(5)；

(5)控制器67判断自动捆扎装置4是否到达指定高度△d？当是，则转步骤(6)，当否，则转步骤(2)；

(6)控制器67控制第二交流减速电机58停转。

进一步，步骤5所述的自动捆扎流程采用如下步骤：

(1)控制器67根据所检测新快递箱长度及左传送带8速度，判断该箱是否到达第一道捆扎位置？当是，则转步骤(2)；当否，则继续步骤(1)；

(2)控制器67控制左传送装置2、右传送装置68停转；

(3)控制器67驱动送退带机构29进行送带；

(4)控制器67驱动压带机构33来压紧捆扎带；

(5)控制器67驱动送退带机构29进行退带收紧；

(6)控制器67驱动气动装订机构31进行捆扎带接头装订；

(7)控制器67驱动气动剪切机构32进行捆扎带装订后的剪断；

(8)控制器67控制气缸38中活塞伸出来实现带道30的封闭；

(9)控制器67控制左传送装置2、右传送装置68转动；

(10)控制器67根据所检测新快递箱长度及左传送带8速度，判断该箱是否到达第二道捆扎位置？当是，则转步骤(2)；当否，则转步骤(9)。

本发明的优点和有益效果：

近年来电商得到了迅猛的发展，为了提高淘宝卖家的快递箱捆扎效率，从而提高经济效益，本发明的一种用于多规格快递箱的全自动捆扎机。通过自动摆正装置和自动捆扎装置实现了快递箱的全自动连续捆扎；通过自动升降装置又实现了对不同规格快递箱的自动捆扎。

附图说明

图1为本发明的全自动捆扎机外形结构示意立体图；

图2为本发明中的自动摆正装置结构示意图；

图3为本发明中的自动捆扎装置外形图；

图4为本发明中的自动捆扎装置内部结构图；

图5为本发明中的自动升降装置结构示意图；

图6为本发明中的全自动捆扎机的整体控制流程图；

图7为箱体自动摆正控制流程图；

图8为箱体规格检测流程图；

图9为自动捆扎装置的自动升降控制流程图；

图10为自动捆扎装置的自动捆扎流程图。

图中的附图标记为，1.机架，2.左传送装置，3.自动摆正装置，4.自动捆扎装置，5.自动升降装置，6.第一交流减速电机，7.滚筒，8.左传送带，9.位置检测传感器，10.夹持机构，11.锥齿轮传动机构，12.交流双轴电机，13.第一支撑板，14.左横梁，15.第一曲柄，16.第一支撑杆，17.第一轴承座，18.第二轴承座，19.第一法兰盘，20.第一联轴器，21.第二曲柄，22.第二支撑杆，23.第三轴承座，24.连杆，25.接触传感器，26.右限位开关，27.左限位开关，28.第一螺钉，29.送退带机构，30.带道，31.气动装订机构，32.气动剪切机构，33.压带机构，34.支撑框，35.壳体，36.回形凹槽，37.回形挡板，38.气缸；39.步进电机，40.齿形压带杆，41.第二联轴器，42.第二螺钉，43.第三螺钉，44.门形架，45.激光测距传感器，46.螺母，47.丝杆，48.第四轴承座，49.连接件，50.第二法兰盘，51.涡轮，52.第五轴承座，53.第二支撑板，54.蜗杆，55.第六轴承座，56.第一L形支架，57.第三联轴器，58.第二交流减速电机，59.第二L形支架，60.导轨，61.第一垫块，62.右横梁，63.滑块，64.第二垫块，65.上限位开关，66.下限位开关，67.控制器，68.右传送装置，69.滚轮，70.触摸屏。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于捆扎机本身而言，指向捆扎机内部的方向为内，反之为外，而非对本发明的捆扎机的特定限定。

本发明中所述的“上、下”的含义指的是:“上”是指位置在高处的，与“下”相对，即上边；“下”是指位置在低处的，与“上”相对，即下层。而非对本捆扎机的特定限定。

本发明中所述的“左、右”的含义指的是阅读者正对附图时，阅读者的左边即为左，阅读者的右边即为右，而非对本发明的捆扎机的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本发明中所述的“前、后”的含义指的是阅读者正对附图时，离阅读者近的即为前，离阅读者远的即为后，而非对本发明的捆扎机的特定限定。

本发明中所述的“第一”、“第二”、“第三”等(如果存在)用于在类似要素之间进行区别，并且不一定是描述特定的次序或者按时间的顺序。要理解，这样使用的这些术语在适当的环境下是可互换的，使得在此描述的主题的实施例如是能够以与那些说明的次序不同的次序或者以在此描述的另外的次序来进行操作。

如图1所示，为本发明的一种适用于多规格快递箱的全自动捆扎机，包括机架1，所述机架1包括平行隔离安置的两根左横梁14和两根右横梁62，所述机架1的左横梁14上设置有左传送装置2，右横梁62上设置有与左传送装置2结构完全相同的右传送装置68，左横梁14和右横梁62之间设置有自动捆扎装置4和自动升降装置5，在左传送装置2的中间部位设置有自动摆正装置3和用于控制所述左传送装置2、右传送装置68、自动摆正装置3、自动捆扎装置4和自动升降装置5的控制器67。

其中，所述左传送装置2包括安装在机架1的左横梁14端头的第一交流减速电机6和沿左横梁14长度方向间隔设置的若干滚筒7，所述第一交流减速电机6的输出轴和滚筒7上环绕有左传送带8，所述第一交流减速电机6驱动左传送带8作环绕运动。所述机架1两端底端还对称设置有若干滚轮69。所述机架1上还设置有与控制器67相连接的触摸屏70。

如图1和2所示，为本发明中用于实现快递箱的摆正，便于后续的捆扎的自动摆正装置3，包括安置在左横梁14下部的第一支撑板13，所述第一支撑板13上通过第一螺钉28固定安装有交流双轴电机12，交流双轴电机12两端的左横梁14上安装有夹持机构10，所述夹持机构10由两个对称的结构相同的平行双曲柄机构组成，所述双曲柄机构由第一曲柄15、第二曲柄21和连接两曲柄两端的连杆24构成，其中所述第一曲柄15另一端固定连接有第一支撑杆16，通过固定在左横梁14外侧上的第一轴承座17、第二轴承座18、第一法兰盘19与锥齿轮传动机构11固定连接，锥齿轮传动机构11再通过第一联轴器20与交流双轴电机12相连；所述第二曲柄21另一端连接有的第二支撑杆22与固定在左横梁14外侧上的第三轴承座23相连接。所述连杆24中间装有接触传感器25，用于判断快递箱是否被夹持摆正。所述第一曲柄15右侧的左横梁14上设有右限位开关26，用于限定第一曲柄15顺时针转动的终止位置。所述第二曲柄21左侧的左横梁14上设有左限位开关27，用于限定第一曲柄15逆时针转动的终止位置。所述第二曲柄21左侧的左横梁14侧面上还设有位置检测传感器9。

如图1、3和4所示，为本发明中的自动捆扎装置4，包括安装在左横梁14和右横梁62之间的四边形壳体35，壳体35内前后隔开设置有环形带道30和龙门式支撑框34，壳体35上边中部通过开设的槽安置有气动装订机构31和压带机构33，左边上部并排安装有送退带机构29和气动剪切机构32，所述带道30由回形凹槽36和回形挡板37组成，位于左传送装置2和右传送装置68的中间空隙中。所述环形带道30和龙门式支撑框34之间左右两边对称设有单作用气缸38，气缸38的活塞与回形挡板37相固定，气缸38的缸底与支撑框34相固定。通过气缸38中活塞的伸和缩，实现带道30的封闭和打开，从而便于捆扎带的送带和收紧。所述气动装订机构31的前后端分别固定在带道30和支撑框34上，用于捆扎带收紧后接头处的连接。所述压带机构33由步进电机39和齿形压带杆40组成，两者通过第二联轴器41相连接，其中步进电机39固定在支撑框34上，齿形压带杆40通过回形凹槽36的侧面开设的孔伸进带道30内。当送退带机构29送带时，齿形压带杆40的齿处于水平位置，当送带到位后，齿形压带杆40的齿处于接近垂直位置，实现捆扎带的压紧。支撑框34通过第二螺钉42固定在壳体35上。回形凹槽36通过第三螺钉43固定在壳体35上。

如图1和5所示，为本发明中的自动升降装置5，所述自动升降装置5由隔离安置的箱体规格检测机构和升降机构组成。其中所述箱体规格检测机构由固定连接在左横梁14上的门形架44，和门形架44顶部中间安置的用于检测待捆快递箱的高度和长度的激光测距传感器45组成。所述升降机构由安置在右横梁62一侧壳体35上的丝杆螺母传动机构、导轨传动机构和安置在壳体35下部的蜗轮蜗杆传动机构组成。其中所述丝杆螺母传动机构包括螺母46和丝杆47，其中所述螺母46固定在所述壳体35上边平面上，所述丝杆47的上端插装在第四轴承座48内，第四轴承座48与连接件49相连接；所述丝杆47的下端先通过第二法兰盘50与涡轮蜗杆传动机构的涡轮51固定，再插装在与设置在机架1下部的第二支撑板53相固定连接的第五轴承座52内，所述涡轮蜗杆传动机构的蜗杆54，一端插装在第六轴承座55内，第六轴承座55通过第一L形支架56固定在第二支撑板53上；另一端通过第三联轴器57与第二交流减速电机58相连，再通过第二L形支架59固定在第二支撑板53上。所述导轨传动机构包括导轨60，第一垫块61，滑块63，第二垫块64，其中所述导轨60顶端固定在所述连接件49上，导轨60下端通过所述第一垫块61固定在所述机架1的右横梁62上。所述滑块63通过所述第二垫块64固定在所述壳体35上。所述导轨60的上端还设置有上限位开关65，下端还设置有下限位开关66，分别用于限制滑块63的上下移动范围。

如图1和6所示，全自动捆扎机整体控制流程采用如下步骤：

(1)控制器67采集机架1左横梁14上的位置检测传感器9信号，并判断是否有新快递箱到来？当有，则转步骤(2)；当无，则继续步骤(1)；

(2)执行箱体自动摆正控制。结束之后，控制器67采取并行控制，一方面转步骤(1)继续检测新快递箱的到来，另一方面转步骤(3)及其之后的步骤；

(3)执行箱体规格检测；

(4)执行自动捆扎装置的自动升降控制；

(5)执行自动捆扎装置的自动捆扎。

如图1、2和7所示，箱体自动摆正控制流程采用如下步骤：