多型号快递纸箱自动打包设备的制作方法

本实用新型涉及一种可自动打包不同型号快递纸箱的打包设备，属于纸箱封装领域。

背景技术：

目前我国的快递行业从包装包裹，到随后的快递物流检测、快递分发签收等，大都需要人为干预。就打包环节而言，因缺乏针对不同快递箱型打包的设备，快递封装必须要人工封装，一个快递员一天要包装上百个快递箱，每当快递行业高峰期，快递员更是要日夜加班，此过程中消耗大量人力物力，效率低下，影响了物流的速度与质量，影响了快递行业的发展，亟待研发一种操作简单、自动化程度高的快递纸箱打包装置。

技术实现要素：

本实用新型针对不同型号快递纸箱打包的技术问题，提供了一种打包效率高、操作方便的自动打包设备。

为了实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：多型号快递纸箱自动打包设备，包括选箱模块、开箱模块、底盖合盖模块、夹紧模块、顶盖合盖模块、联动模块、封箱模块、输送模块、限位开关和机架，所述选箱模块、所述开箱模块、所述底盖合盖模块、所述夹紧模块、所述顶盖合盖模块、所述联动模块、所述封箱模块、所述输送模块和所述限位开关通过工业铝型材连接，固定在所述机架上。

优选地，所述选箱模块包括电机1、同步带1、上升气缸、选箱气缸、选箱吸盘，所述选箱气缸与所述选箱吸盘相连,所述同步带1的主动轮安装在所述电机1的输出轴上，所述上升气缸、所述选箱气缸、所述选箱吸盘均与所述同步带1固联，并随所述同步带1一起运动。

优选地，所述开箱模块包括电机3、电机4、开箱导轨、承接吸盘、开箱气缸、丝杠1、丝杠2、可调节吸盘、舵机、连杆1、同步带4；所述开箱气缸与所述开箱导轨连接，所述电机3通过所述同步带4与所述丝杠1相连，驱动所述可调节吸盘纵向移动，所述电机4与所述丝杠2相连，驱动所述可调节吸盘竖直方向移动，所述舵机与所述连杆1连接，改变所述可调节吸盘的位置，配合不同型号的纸箱。

优选地，所述底盖合盖模块包括齿轮1、齿条1、合盖挡板1、连杆2、合盖气缸1、电机5，所述合盖气缸1的活塞杆与所述连杆2相连，所述合盖气缸1通气，驱动所述连杆2运动，实现对纸箱下盖中面积较小两侧的闭合动作；所述电机5与所述齿轮1同轴，所述齿轮1与所述齿条1啮合，所述合盖挡板1与所述齿条1连接，所述电机5启动，通过所述齿轮1和所述齿条1的啮合传动，带动所述合盖挡板运动，实现对纸箱下盖中面积较大两侧的闭合动作。

优选地，所述夹紧模块包括电机6、锥齿轮机构、齿轮2、齿条2、夹具杆，所述电机6与所述锥齿轮机构的主动轮同轴安装，所述锥齿轮机构的从动轮与所述齿轮2同轴安装，所述齿轮2与所述齿条2啮合，所述夹具杆与所述齿条2相连，所述电机6转动，通过所述锥齿轮机构、所述齿轮2与所述齿条2啮合传动，推动所述夹具杆夹紧纸箱。

优选地，所述顶盖合盖模块包括电机7、齿轮3、齿条3、合盖挡板2、后盖挡板1、合盖气缸2、关节轴承，所述电机7与所述齿轮3同轴安装，所述齿条3一端与所述合盖挡板2连接，所述齿轮3、所述齿条3啮合传动带动所述合盖挡板2移动，所述合盖挡板2移动过程中将快递纸箱左右箱盖闭合；所述合盖气缸2通过所述关节轴承与所述后盖挡板铰接，所述合盖气缸2通气后带动所述后盖挡板运动，将快递纸箱后箱盖闭合，在后箱盖闭合的过程中，所述机架的导轨将前箱盖闭合。

优选地，所述封箱模块包括顶盖封箱机芯、底盖封箱机芯和2个胶带切刀；所述顶盖封箱机芯与所述顶盖合盖模块刚性连接，用于快递纸箱顶盖贴合胶带，所述底盖封箱机芯安装在所述机架上，用于快递纸箱底盖贴合胶带，所述2把胶带切刀分别安装在所述顶盖封箱机芯和所述底盖封箱机芯，用于快递纸箱封箱结束后裁断胶带。

优选地，所述联动模块包括电机8、同步带2、同步带2主动轮、同步带2从动轮、张紧轮、滚珠丝杠、丝杠螺母；所述电机8与所述同步带2主动轮同轴安装，所述同步带2从动轮与所述滚珠丝杠同轴安装，所述张紧轮安装在所述同步带2的外侧，用以保证所述同步带2分别与所述同步带2主动轮和所述同步带2从动轮之间的啮合传动，所述丝杠螺母与所述滚珠丝杠形成螺旋运动副，所述丝杠螺母在所述滚珠丝杠转动时带动所述顶盖合盖模块及所述顶盖封箱机芯整体上升以配合不同型号快递纸箱的高度，实现对不同型号快递纸箱的顶盖合盖及封箱。

优选地，所述输送模块包括下降气缸、电机2、链轮、链传动装置、输送链、压力传感器和货梯，所述电机2与所述链传动装置主动链轮同轴安装，所述链轮固定在所述机架上，用以确定所述输送链的运动轨迹，所述输送链与所述链传动装置同轴传动，所述输送链带动纸箱底盖闭合后的纸箱进入所述顶盖合盖模块；所述压力传感器放置在所述货梯表面，用以对封箱后的货物箱称重，所述下降气缸的活塞杆与所述货梯相连，控制所述货梯的升降。

优选地，所述限位开关在传感器的辅助下检测所述联动模块是否到达复位位置。

优选地，所述机架由工业铝型材通过螺栓组装而成，便于拆卸，所述机架装有万向轮，便于移动，而工作时所述万向轮锁住，固定在指定位置不动。

优选地，所述下降气缸、所述开箱气缸、所述选箱气缸、所述上升气缸、所述合盖气缸1、所述合盖气缸2、所述电机1、所述电机2、所述电机3、所述电机4、所述电机5、所述电机6、所述电机7、所述电机8、所述舵机均由单片机控制，实现快递纸箱打包过程中选箱、开箱、合箱、封箱、称重、输送过程的自动化。

本实用新型的有益效果是：多型号快递纸箱自动打包设备包括选箱模块、开箱模块、底盖合盖模块、夹紧模块、顶盖合盖模块、联动模块、封箱模块、输送模块、限位开关和机架。设备工作位置确定后，机架上的万向轮锁紧。设备启动后，选箱模块首先根据所邮寄货物体积大小由选箱吸盘吸取适当型号的纸箱，然后送往开箱模块；开箱气缸动作，开箱导轨旋转90度将处于折叠状态的快递纸箱撑开，完成开箱动作。接下来电机3通过可调节吸盘将快递纸箱送达底盖合盖模块，并由夹紧模块对纸箱夹紧。纸箱夹紧后，合盖气缸1动作，实现前后底盖箱盖的闭合，电机5带动合盖挡板1实现对底盖左右箱盖的闭合。底盖闭合后，输送模块的输送链带动纸箱向前移动进入顶盖合盖模块，与此同时联动模块调整顶盖合盖模块及顶盖封箱机芯的位置以配合不同型号快递纸箱的高度，顶盖合盖模块将纸箱顶部的前后箱盖和左右箱盖闭合。箱盖闭合后，顶盖合盖模块向下移动1cm，将纸箱顶盖压紧。输送链带动纸箱继续向前移动，纸箱进入封箱模块，封箱模块顶盖封箱机芯与底盖封箱机芯同时工作，封箱结束后，胶带切刀裁断胶带，输送链带动纸箱进入货梯，称重输出。

本实用新型装置适用于不同型号的快递纸箱进行多元化和个性化打包，自动化程度高，效率高，打包可靠，可大大节约人力物力消耗，且设备成本低、操作简单，维护方便。

附图说明

图1为本实用新型多型号快递纸箱自动打包设备的主视图；

图2为本实用新型多型号快递纸箱自动打包设备的后视图；

图3为本实用新型多型号快递纸箱自动打包设备的选箱模块的左视图；

图4为本实用新型多型号快递纸箱自动打包设备的开箱模块的立体示意图；

图5为本实用新型多型号快递纸箱自动打包设备的顶盖合盖模块、联动模块及顶盖封箱机芯的立体示意图；

图6为本实用新型多型号快递纸箱自动打包设备的顶盖合盖模块、联动模块的主视图；

图7为本实用新型多型号快递纸箱自动打包设备的底盖合盖模块、夹紧模块、底盖合盖机芯的立体示意图；

图8为本实用新型多型号快递纸箱自动打包设备的底盖合盖模块、夹紧模块、底盖合盖机芯的主视图；

图9为本实用新型多型号快递纸箱自动打包设备的输送模块的俯视图。

图中：Ⅰ-开箱模块，Ⅱ-选箱模块，Ⅲ-联动模块，Ⅳ-封箱模块，Ⅴ-顶盖合盖模块，Ⅵ-输送模块，Ⅶ-夹紧模块，Ⅷ-底盖合盖模块；

1-下降气缸，2-顶盖封箱机芯，3-机架，4-同步带1，5-万向轮，6-电机1，7-链轮，8-承接吸盘，9-电机2，10-链条1，11-电机4，12-开箱导轨，13-开箱气缸，14-选箱吸盘，15-选箱气缸，16-上升气缸，17-丝杠1，18-连杆1，19-舵机，20-可调节吸盘，21-丝杠2，22-电机3，23-同步带2从动轮，24-主动轮，25-限位开关，26-电机7，27-合盖气缸2，28-后盖挡板，29-合盖挡板2，30-丝杠螺母，31-滚珠丝杠，32-张紧轮，33-电机8，34-关节轴承，35-齿轮3，36-齿条3，37-链条2，38-夹具杆，39-合盖挡板1，40-齿条1，41-齿轮1，42-齿轮2，43-胶带切刀，44-齿条2，45-连杆2，46-电机5，47-合盖气缸1，48-电机6，49-锥齿轮，50-压力传感器，51-同步带4，52-底盖封箱机芯，53-同步带2，54-货梯。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。

如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示的多型号快递纸箱的自动打包设备，包括选箱模块Ⅱ、开箱模块Ⅰ、底盖合盖模块Ⅷ、夹紧模块Ⅶ、顶盖合盖模块Ⅴ、联动模块Ⅲ、封箱模块Ⅳ、输送模块Ⅵ、限位开关25和机架3，所述选箱模块Ⅱ、开箱模块Ⅰ、底盖合盖模块Ⅷ、夹紧模块Ⅶ、顶盖合盖模块Ⅴ、联动模块Ⅲ、封箱模块Ⅳ、输送模块Ⅵ、限位开关(25)通过工业铝型材连接，固定在所述机架上。

进一步地，所述选箱模块Ⅱ包括电机1(6)、同步带1(4)、上升气缸(16)、选箱气缸(15)、选箱吸盘(14)，所述选箱气缸(15)与所述选箱吸盘(7)相连,所述同步带1(4)的主动轮安装在所述电机1(6)的输出轴上，所述上升气缸(16)、所述选箱气缸(15)、所述选箱吸盘(14)均与所述同步带1(4)固联，并随所述同步带1(4)一起运动。

进一步地，所述开箱模块Ⅰ包括电机3(22)、电机4(11)、开箱导轨(12)、承接吸盘(8)、开箱气缸(13)、丝杠1(17)、丝杠2(21)、可调节吸盘(20)、舵机(19)、连杆1(18)、同步带4(51)；所述开箱气缸(13)与所述开箱导轨(12)连接，所述电机3(22)通过所述同步带4(51)与所述丝杠1(17)相连，驱动所述可调节吸盘(20)纵向移动，所述电机4(11)与所述丝杠2(21)相连，驱动所述可调节吸盘(20)竖直方向移动，所述舵机(19)与所述连杆1(18)连接，改变所述可调节吸盘(20)的位置，配合不同型号的纸箱。

进一步地，所述底盖合盖模块Ⅷ包括齿轮1(41)、齿条1(40)、合盖挡板1(39)、连杆2(45)、合盖气缸1(47)、电机5(46)，所述合盖气缸1(47)的活塞杆与所述连杆2相连，所述合盖气缸1(47)通气，驱动所述连杆2运动，实现对纸箱下盖中面积较小两侧的闭合动作；所述电机5与所述齿轮1同轴，所述齿轮1与所述齿条1啮合，所述合盖挡板1与所述齿条1连接，所述电机5启动，通过所述齿轮1和所述齿条1的啮合传动，带动所述合盖挡板运动，实现对纸箱下盖中面积较大两侧的闭合动作。

进一步地，所述夹紧模块Ⅶ包括电机6(48)、锥齿轮机构(49)、齿轮2(42)、齿条2(44)、夹具杆(38)，所述电机6(48)与所述锥齿轮机构(49)的主动轮同轴安装，所述锥齿轮机构(49)的从动轮与所述齿轮2同轴安装，所述齿轮2与所述齿条2啮合，所述夹具杆与所述齿条2相连，所述电机6转动，通过所述锥齿轮机构、所述齿轮2与所述齿条2啮合传动，推动夹具杆夹紧纸箱。

进一步地，，所述顶盖合盖模块Ⅴ包括电机7(26)、齿轮3(35)、齿条3(36)、合盖挡板2(29)、后盖挡板1(28)、合盖气缸2(27)、关节轴承(34)，所述电机7(26)与所述齿轮3(35)同轴安装，所述齿条3一端与所述合盖挡板2连接，所述齿轮3、所述齿条3啮合传动带动所述合盖挡板2移动，所述合盖挡板2移动过程中将快递纸箱左右箱盖闭合；所述合盖气缸2通过所述关节轴承与所述后盖挡板铰接，所述气缸通气后带动所述后盖挡板运动，将快递纸箱后箱盖闭合，在后箱盖闭合的过程中，所述机架的导轨将前箱盖闭合。

进一步地，，所述联动模块Ⅲ包括电机8(33)、同步带2(53)、同步带2主动轮(24)、同步带2从动轮(23)、张紧轮(32)、滚珠丝杠(31)、丝杠螺母(30)；所述电机8与所述同步带2主动轮同轴安装，所述同步带2从动轮(23)与所述滚珠丝杠同轴安装，所述张紧轮安装在所述同步带的外侧，用以保证所述同步带2分别与所述同步带2主动轮(24)和所述同步带2从动轮(23)之间的啮合传动，所述丝杠螺母与所述滚珠丝杠形成螺旋运动副，所述丝杠螺母在所述滚珠丝杠转动时带动所述顶盖合盖模块及顶盖封箱机芯整体上升以配合不同型号快递纸箱的高度，实现对不同型号快递纸箱的顶盖合盖及封箱。

进一步地，所述封箱模块Ⅳ包括顶盖封箱机芯(2)、底盖封箱机芯(52)和2个胶带切刀(43)；所述顶盖封箱机芯(2)与所述顶盖合盖模块刚性连接，用于快递纸箱顶盖贴合胶带，所述底盖封箱机芯(52)安装在所述机架上，用于快递纸箱底盖贴合胶带，所述2把胶带切刀(43)分别安装在所述顶盖封箱机芯(2)和所述底盖封箱机芯(52)，用于快递纸箱封箱结束后裁断胶带。

进一步地，所述输送模块Ⅵ包括下降气缸(1)、电机2(9)、链轮(7)、链传动装置(10)、输送链(37)、压力传感器(50)和货梯(54)，所述电机2(9)与所述链传动装置(10)的主动链轮同轴安装，所述链轮(7)固定在所述机架上，用以确定所述输送链(37)的运动轨迹，所述输送链(37)与所述链传动装置(10)同轴传动，所述输送链(37)带动纸箱底盖闭合后的纸箱进入所述顶盖合盖模块；所述压力传感器(50)放置在所述货梯(54)表面，用以对封箱后的货物箱称重，所述下降气缸(1)的活塞杆与所述货梯(54)相连，控制所述货梯(54)的升降。

进一步地，所述限位开关在传感器的辅助下检测所述联动模块是否到达复位位置。

进一步地，所述机架3由工业铝型材通过螺栓组装而成，便于拆卸，所述机架3装有万向轮5，便于移动，而工作时所述万向轮5锁住，固定在指定位置不动。

进一步地，所述下降气缸、所述开箱气缸、所述选箱气缸、所述上升气缸、所述合盖气缸1、所述合盖气缸2、所述电机1、所述电机2、所述电机3、所述电机4、所述电机5、所述电机6、所述电机7、所述电机8、所述舵机均由单片机控制，实现快递纸箱打包过程中选箱、开箱、合箱、封箱、称重、输送过程的自动化。

如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示的多型号快递纸箱的自动打包设备，其工作原理和工作过程为：

设备工作位置确定后，先将机架3上的万向轮5锁紧，然后对设备进行复位。电机1(6)工作，带动同步带1(4)运动，进而带动选箱模块Ⅱ移动到达复位位置；电机3(22)转动带动同步带4(51)的主动轮转动，进而同步带4(51)的从动轮带动丝杠1(17)转动，使可调节吸盘到达复位位置；联动模块Ⅲ中的电机8(33)转动，通过同步带2、同步带2主动轮(24)、同步带2从动轮(23)之间的传动，使滚珠丝杠(31)转动，丝杠螺母(30)上升，同时使与丝杠螺母(30)直接连接的联动模块上升，带动顶盖合盖模块Ⅴ和顶盖封箱机芯(2)整体上升至复位位置，此过程中限位开关(25)检测到顶盖合盖模块到达指定位置后，电机8(33)停止转动；夹紧模块Ⅶ中电机6(48)转动，通过锥齿轮机构(49)将运动传递给齿轮3(42)，经过齿轮3(42)与齿条3(36)的啮合传动，带动夹具杆(38)移动，使紧模块Ⅶ到达复位位置，此时多型号快递纸箱的自动打包设备复位结束。

设备正式工作时，首先根据所邮寄货物体积大小选择适当型号的纸箱。单片机发出指令，选箱模块Ⅱ中的选箱气缸(15)动作，将安装在气缸轴上的选箱吸盘(14)推出，选箱吸盘(14)吸取纸箱，纸箱吸紧后，选箱气缸(15)再次动作，收回选箱吸盘(14)，同时上升气缸(16)动作，将选箱模块Ⅱ带到与承接吸盘(8)同一高度的位置。然后电机1(17)启动，驱动同步带1(4)运动，使整个选箱模块Ⅱ移动到承接吸盘(8)的位置。接下来承接吸盘(8)吸取纸箱，上升气缸(16)通气，使选箱模块Ⅱ下降，然后电机1(17)转动，驱动同步带1(4)运动，使选箱模块Ⅱ到达开箱位置。这时电机3(22)转动，带动丝杠1(17)转动，使可调节吸盘(20)向承接吸盘(8)靠近；电机4(11)转动，带动丝杠2(21)转动，调节可调节吸盘(20)沿竖直方向移动，使可调节吸盘到达承接吸盘(8)高度；舵机(19)动作，带动连杆1(18)转动从而调节可调节吸盘(20)位置，使其与纸箱大小相配合，并吸取纸箱。纸箱被可调节吸盘(20)吸取牢固后，承接吸盘(8)放松纸箱，开箱气缸(13)动作，开箱导轨(12)旋转90度将处于折叠状态的纸箱撑开，完成开箱动作。电机3(22)转动，带动丝杠1(17)转动，进而带动可调节吸盘(20)向底盖合盖模块Ⅷ移动，到达底盖合盖模块Ⅷ后，夹紧模块Ⅶ中的电机6(48)转动，驱动锥齿轮机构(49)运动，进一步带动齿轮3(42)转动，再经过齿轮3(42)与齿条3(36)的啮合传动，夹具杆(38)运动起来，实现对纸箱的夹紧。纸箱夹紧后，合盖气缸1(47)动作，带动连杆2(45)运动，实现纸箱底部前后箱盖的闭合，然后电机5(46)转动，通过齿轮1(41)与齿条1(40)的啮合传动，带动合盖挡板1(39)移动，实现对纸箱底部左右箱盖的闭合。底盖完全闭合后，电机2(9)转动，驱动链传动装置(10)运动，于是输送链(37)运动起来，输送链(37)通过直接固定在机架(3)上的链轮(7)确定轨迹，带动纸箱向前移动，进入顶盖合盖模块Ⅴ。合盖气缸2(27)动作，活塞杆伸出，通过关节轴承(34)带动后盖挡板(28)将纸箱顶部的后箱盖闭合，随后电机7(26)启动，驱动齿轮3(35)与齿条(36)啮合传动，带动合盖挡板2(29)运动实现左右箱盖的闭合。纸箱顶部箱盖完全闭合后，顶盖合盖模块Ⅴ向下移动1cm，将纸箱顶盖压紧。输送链(37)带动纸箱继续向前移动，纸箱进入封箱模块Ⅳ，封箱模块Ⅳ的顶盖封箱机芯(2)与底盖封箱机芯(52)同时工作，输送链(37)带动纸箱通过封箱模块Ⅳ后，封箱工作结束，胶带切刀(43)裁断胶带。输送链(37)带动纸箱进入输送模块Ⅵ的货梯(54)，压力传感器(50)对快递纸箱进行称重。称重结束后，下降气缸(1)通气，带动纸箱下降，打包结束。重复上述步骤，进行下一个快递纸箱的自动打包。