本实用新型涉及水果自动包装技术领域，特别涉及一种轻柔层叠式的水果装箱机。
背景技术：
传统的水果装箱方式，大多数采用输送机直接把水果输送流入包装箱，该方式缺陷较多，主要表现为两方面：其一，输送机出料口到箱体底部有一定落差，前面的水果从出料口直接跌落箱体底部，后面的水果碰砸前面的水果，装填混乱且容易造成水果损伤；其二，当输送机出料口和箱体位置均固定时，水果从出料口流入箱体的落点不变，致使水果堆积在箱体一侧，易造成装填不均匀。因此，在实际生产中，需要工人定时摇动或搬动箱体，尽量使箱体内的水果均匀布置，无形中增加了工人的工作量。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种轻柔层叠式的水果装箱机，该水果装箱机可实现水果轻柔装箱，保持入料均匀且落差不变，从箱底至箱面的装填过程中，水果逐层堆叠，可最大限度减少水果的冲击碰撞，避免伤果现象的发生。
本实用新型的技术方案为：一种轻柔层叠式的水果装箱机，包括由上至下依次设置的供料装置、缓冲式装填器和装箱机主体，包装箱设于装箱机主体上，并由装箱机主体带动包装箱进行上下移动和左右移动，缓冲式装填器的上端与供料装置的出口相接，缓冲式装填器的下端位于包装箱内最顶层水果的上方。其中，装箱机主体上通过设置上下移动机构和左右移动机构，使包装箱在水果装箱的过程中进行左右移动和上下移动，左右移动过程中，每次移动的位移距离约为一排水果的宽度，上下移动过程中，每次移动的位移距离约为一层水果的高度。其中，缓冲式装填器可对水果的下落起到有效的缓冲作用，避免水果落入包装箱时产生冲击力而损坏水果，结合装箱机主体的上下移动功能和左右移动功能，可实现水果在包装箱内先逐排落入形成层状，再逐层叠加填满包装箱，使水果在包装箱内的排列有序，有效保证水果的包装质量。
所述供料装置为第一辊筒输送机，包括定距平行排列的多个辊筒，多个辊筒的两侧分别设有输送链条，且各辊筒两端分别与输送链条连接，由输送链条带动各辊筒运行；相邻两个辊筒之间的间隙形成承托槽，水果在各承托槽内排列。其中，排列于每个承托槽内的一排水果同时落入包装箱后，对应形成一排水果。
所述缓冲式装填器包括导料管和若干组毛刷，导料管的主体为扁平状的矩形管，若干组毛刷由上至下依次设于导料管内，位于最下方的毛刷下端伸出导料管下方；每组毛刷包括对称设置的左毛刷和右毛刷，左毛刷和右毛刷之间形成V状结构。其中，由于毛刷为柔性部件，所以水果落入导料管后，可从左、右毛刷形成V状结构底部通过，利用其自身重力下落。导料管的上部为进料口，该进料口长度与供料装置的宽度相适应，即约为一排水果的长度；导料管的下部(即安装有毛刷的部分)呈矩形直筒状，其宽度略大于水果的最大直径，包装水果顺利通过的同时，也确保水果落入时整齐排列。
所述缓冲式装填器还包括夹持板和螺钉，每个左毛刷通过一个夹持板固定，每个右毛刷也通过一个夹持板固定，各夹持板分别通过螺钉锁紧固定于导料管的外壁上；与每组毛刷相对应，导料管相对的两侧壁上开有长条状缺口，左毛刷或右毛刷通过对应的缺口倾斜伸入导料管内；位于最下方的一组毛刷中，左毛刷和右毛刷向下自然倾斜并露出导料管外。
所述缓冲式装填器还包括夹持板和螺钉，每个左毛刷通过一个夹持板固定，每个右毛刷也通过一个夹持板固定，各夹持板分别通过螺钉锁紧固定于导料管的内壁上，左毛刷和右毛刷均向下自然倾斜。
所述导料管的上部为喇叭口状的进料口。
所述装箱机主体包括第二辊筒输送机、上下移动机构、左右移动机构、台架和底座，包装箱设于第二辊筒输送机上，第二辊筒输送机底部通过左右移动机构设于台架上，台架底部通过上下移动机构设于底座上。其中，左右移动机构带动第二辊筒输送机及包装箱进行左右移动，使包装箱的位置与同一层内各排水果的排列相适应，左右移动机构带动第二辊筒输送机及包装箱进行一次左右来回移动时，供料装置及缓冲式装填器对应完成包装箱内两层水果的排列。上下移动机构带动台架、左右移动机构、第二辊筒输送机及包装箱整体进行上升或下降，使包装箱所处的高度和顶层水果与缓冲式装填器之间的距离相适应。第二辊筒输送机的结构与上述第一辊筒输送机类似，包括定距平行排列的多个辊筒，多个辊筒的两侧分别设有输送链条，且各辊筒两端分别与输送链条连接，由输送链条带动各辊筒运行，输送链条设于辊筒架中，包装箱放置于辊筒上并由辊筒送入或送出装箱机主体。
所述左右移动机构包括滑座、导杆、导杆座、气缸、气缸座和铰支，第二辊筒输送机底部设有滑座和铰支，气缸通过气缸座安装于台架上，气缸的左右两侧分别设有导杆，各导杆的两端分别通过导杆座安装于台架上，气缸的活塞杆末端与铰支固定连接，每个导杆与两个滑座滑动连接。其中，滑座和铰支均与辊筒架的底部固定连接。左右移动机构运行时，气缸动作，通过铰支带动第二辊筒输送机向左或向右移动，同时，各滑座也沿相应的导杆进行向左或向右的移动，对第二辊筒输送机及包装箱的运动起到导向和稳定的作用。
所述上下移动机构包括伺服电机、螺杆、齿轮、齿轮螺套、轴承座、导柱和导套，伺服电机安装于底座上，台架底部设有多个导柱，各导柱对应与设于底座上的一个导套滑动连接，台架底部中心设有螺杆，螺杆的外周设有齿轮螺套，齿轮螺套通过轴承座安装于底座上，伺服电机的输出端通过齿轮与齿轮螺套啮合连接。上下移动机构运行时，电机运转，通过齿轮带动齿轮螺套转动，使螺杆上升或下降，进而带动位于其上方的台架、左右移动机构、第二辊筒输送机及包装箱整体进行上升或下降，同时，各导杆也相对于相应的导套进行上升或下降，对包装箱的运动起到导向和稳定的作用。
通过上述水果装箱机可实现一种轻柔层叠式的水果装箱方法，包括以下步骤：
(1)包装箱进入装箱机主体后，先由装箱机主体将包装箱抬升到最高处，使箱体底部接近缓冲式装填器的下端；
(2)供料装置逐排放出水果，通过缓冲式装填器落入包装箱内，形成第一排水果；装箱机主体带动包装箱逐渐向左或向右移动，使逐排放出的水果在包装箱内逐排进行排列，直到在包装箱内形成一层水果；
(3)装箱机主体带动包装箱相应下降一层水果的高度，然后重复步骤(2)，直到下一层水果排列完成；
(4)重复步骤(3)，直到包装箱内装满水果，然后由装箱机主体送出。
本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
本轻柔层叠式的水果装箱机及水果装箱方法采用先逐排排列形成层状、再逐层排列形成箱状的水果装箱方式，结合缓冲式装填器的作用，每一排水果均穿过多组毛刷组成的缓冲带，几乎毫无冲击的落至包装箱箱底或顶层水果上，可有效防止水果之间产生碰撞，不会出现伤果现象。同时，水果入箱时落差不变，一层层往复装填，整齐均匀。对于分级后的水果，可确保装箱容量和包装质量。
本轻柔层叠式的水果装箱机结构简单，但可有效解决水果装箱过程中的各种技术难题，实现水果装箱过程柔缓、均匀、有规律、无冲击等特点，使水果在包装箱内的排列有序，有效保证水果的包装质量。同时，还可减少人工操作，提高水果包装效率，有效降低工人的工作量，节约包装成本。
附图说明
图1为本轻柔层叠式的水果装箱机的结构示意图。
图2为图1的A向视图。
图3为实施例1中缓冲式装填器的结构示意图。
图4为图3的B向视图。
图5为本轻柔层叠式的水果装箱机应用时的原理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例一种轻柔层叠式的水果装箱机，如图1或图2所示，包括由上至下依次设置的供料装置1、缓冲式装填器2和装箱机主体3，包装箱设于装箱机主体上，并由装箱机主体带动包装箱进行上下移动和左右移动，缓冲式装填器的上端与供料装置的出口相接，缓冲式装填器的下端位于包装箱内最顶层水果的上方。其中，装箱机主体上通过设置上下移动机构和左右移动机构，使包装箱在水果装箱的过程中进行左右移动和上下移动，左右移动过程中，每次移动的位移距离约为一排水果的宽度，上下移动过程中，每次移动的位移距离约为一层水果的高度。其中，缓冲式装填器可对水果的下落起到有效的缓冲作用，避免水果落入包装箱时产生冲击力而损坏水果，结合装箱机主体的上下移动功能和左右移动功能，可实现水果在包装箱内先逐排落入形成层状，再逐层叠加填满包装箱，使水果在包装箱内的排列有序，有效保证水果的包装质量。
1、上述水果装箱机的各组成机构的具体结构如下：
(1)供料装置
供料装置是一台辊筒输送机(即上述第一辊筒输送机)。包括定距平行排列的多个辊筒，各辊筒均采用电动辊筒，被两侧的输送链条带动运行。如图1所示，水果4进入装置后，被承托于辊筒间的间隙(即上述承托槽)，在辊筒间形成均匀排列，依次一排排连续输送。
为了方便显示，图1的供料装置中未示出其辊筒架。
(2)缓冲式装填器
缓冲式装填器结构如图3或图4所示，主要由导料管2-1、夹持板2-2、螺钉2-3和毛刷2-4组成。
导料管是一个板材折合的扁平状矩形管，其上部作为进料口，进料口呈喇叭口状，整体固定在供料装置的出料口位置。导料管的长度与供料装置的出料口相配合，导料管的内部宽度大于水果的最大直径；导料管的高度方向上，由上而下，在不同的高度位置开设有两排长条形的缺口2-5，左右两侧对称，如图4所示。
毛刷是由尼龙等塑料刷毛组成，通过夹持板集束紧固并形成具有韧性和弹性的刷把。
本实施例的缓冲式装填器中设有3组毛刷，共由6个刷把(即3个左毛刷和3个右毛刷)组成，左右对称安装在导料管上。每个刷把的夹持板都通过螺钉固定在导料管外壁。位于上部的两组毛刷中，在对应的长条形缺口处，各左毛刷和各右毛刷分别从导料管的外壁穿入到导料管内，伸入导料管内部并向下倾斜，左、右毛刷组成V状结构；位于最下方的一组毛刷，露出导料管外，向下自然倾斜，左右组成V状结构。
(3)装箱机主体
如图1或图2所示，在辊筒架20上安装有若干支定距排列的辊筒21，构成一台小型辊筒输送机(即上述第二辊筒输送机)，包装箱22位于辊筒上。
辊筒架的底部固定有四个滑座5，内含滑动轴承，与导杆6配合。左右两支导杆6，各自通过两个导杆座7，平行并水平安装在台架8上。
在两支导杆的中间位置，平行安装有气缸17。气缸的筒体底座通过气缸座16安装在台架上，其活塞杆端部与辊筒架底部的铰支18联接。
因此，当气缸动作时，其活塞杆伸缩，可带动辊筒架与电动辊筒组成的整体，沿导杆左右往复移动。
台架的底部固定安装有垂直布置的四支导柱9和一支螺杆12。导柱对称均布，螺杆安装在中心部位。
导套10内含滑动轴承，与导柱配合，固定安装在底座11上。
齿轮螺套15的内部螺纹与螺杆配合，并且通过轴承座14安装在底座的中部位置。
齿轮19与齿轮螺套啮合，其动力来源为伺服电机13。
因此，当伺服电机启动时，齿轮转动，啮合传动齿轮螺套，从而驱动螺杆上行或下行，从而带动台架及其上方的各部件整体上升或下降。
2、上述水果装箱机的工作原理如下：
图1和图2所示为本水果装箱机的原始状态。在生产线配套时，应该配有一台进箱机和一台出箱机，分别置于本水果装箱机的前后两侧(即与第二辊筒输送机的两侧相接)，分别用于送入待装填的空箱和送出满载的箱体。
空的包装箱进入装箱机主体后，其装箱工作过程如图5所示(其中空心箭头为上下移动机构或左右移动机构所带动包装箱的运动方向)：
(1)伺服电机正转，螺杆上行，驱动台架带动包装箱上升至最高位，使缓冲式装填器插入箱内，接近包装箱底部；
(2)供料装置启动，输入水果，水果逐排依次落入缓冲式装填器内部，每一排水果均穿过三组毛刷组成的缓冲带，几乎毫无冲击的落至箱底；与此同时，气缸动作，拉动辊筒架及其上方的包装箱向左移动，致使落入箱内的水果实现同一平面的均匀排布；
(3)箱体移动至最左端后，其底面已铺满第一层水果；伺服电机反转，螺杆下行，驱动台架带动包装箱下降一个高度值(略大于一个水果的直径)；与此同时，气缸推动辊筒架及其上的包装箱向右移动。由于水果连续落料，致使落入箱内的水果实现第二层平面的层叠式排布；
(4)箱体移动至最右端后，其第二层已铺满水果；伺服电机又一次反转，驱动台架带动包装箱又下降一个高度值；与此同时，气缸拉动辊筒架及其上的包装箱向左移动，实现水果的第三层平面的层叠式排布。
上述过程循环往复，实现水果层叠式均匀装箱。
箱满载后，台架带动箱体下降至原始状态，即图1所示的状态，第二辊筒输送机启动输出包装箱。
实施例2
本实施例一种轻柔层叠式的水果装箱机，与实施例1相比较，其不同之处在于，缓冲式装填器包括导料管、夹持板、螺钉和若干组毛刷，导料管的主体为扁平状的矩形管，若干组毛刷由上至下依次设于导料管内，位于最下方的毛刷下端伸出导料管下方；每组毛刷包括对称设置的左毛刷和右毛刷，左毛刷和右毛刷之间形成V状结构。每个左毛刷通过一个夹持板固定，每个右毛刷也通过一个夹持板固定，各夹持板分别通过螺钉锁紧固定于导料管的内壁上，左毛刷和右毛刷均向下自然倾斜。
如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。