棉模去膜机的制作方法

本发明涉及一种用于去除棉模上包装膜的去膜机。

背景技术：

随着技术的进步，机械化作业逐渐的取代人工作业，对于棉花收获而言，当前普遍采用采棉机取代人工采摘。主流的采棉机在其棉箱内设有包装机构，用于将采棉机采摘的棉花按照设定的包装形式进行包装，形成大致呈圆柱形的表面用塑料膜等物包覆的包装体，以便于运输储存等。这种将棉花经过压力进行压缩成一定形状的包装体，在行业内称为棉模，棉模表面的包装物为包装膜，包装膜通常为塑料膜。

在棉花加工前，首先需要去掉棉模表面的包装膜，棉模的大致形态是圆柱形，标准棉模直径为2.3米，长度为2.4米，重量约2.3吨。经过调研发现，目前国内所有棉花加工厂都采用人工手动方式除去棉模上的包装膜；操作方法一般是用装载机将棉模放置在较空旷的空间并竖立放置，先手工割开一个个棉模的包装膜后，抽出包装膜，再用装载机将棉花推散；再一种处理方法是，先用装载机挑起棉模，然后人工割开包装膜，将包装膜揭下放置一边，再将棉模放下推散。由于棉模个体大、重量大，通常需要装载能力大于3吨的装载机，挑起的棉模如果固定不牢，非常容易从装载机的铲斗中脱落，而容易产生伤害事故。并且装载机挑起的高度相对较高，工人割膜本身就相对困难。

由于当前去除棉模上包装膜的方式普遍为人工去除，效率偏低，并且如前所述，棉模个体大，重量大，工人相应的劳动强度也非常大，加之有大型的装载机参与，需要人机配合默契，由此极易引发事故，因此，有鉴于工人劳动强度和工作环境的危险性，影响了棉花加工厂的生产效率，并进一步影响企业的生产规模。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种专用于棉模上包装膜去除的去膜机，以在包装膜去除作业中减少人为因素，提高作业效率并减少危险因素。

在本发明的实施例中，提供了一种棉模去膜机，包括：

工作台，该工作台包括扒膜工作台和位于扒膜工作台前级的给料工作台，以及位于扒膜工作台后级的卸料工作台；

割膜刀，位于扒膜工作台前侧，以在送料方向上将棉模上的包装膜割开；

扒膜机构，位于扒膜工作台台面下侧，该扒膜机构的扒爪向上探出扒膜工作台台面，且扒爪在左右对置的方向上各设有一组，扒膜机构提供给两组扒爪在左右方向上相向及背离的往复运动；

卸料机构，位于卸料工作台处，以将扒膜工作台输送过来的棉花卸掉。

可选地，每组扒爪至少包含一个扒爪；

若扒爪为多个时，包含于同一组的扒爪安装在同一扒爪座上。

可选地，于左右方向上，设有用于对扒爪座进行导向的导轨。

可选地，导轨相应于扒爪座而设有两组，两组导轨相对的一端具有自相对侧向背离侧逐渐升高的起升部，导轨的主体部分为水平导轨；

相应地，在扒膜时，扒爪具有先起升后水平运动的自由度。

可选地，所述扒膜机构的驱动部分为链传动机构、滑轮机构或带传动机构；

若为链传动机构或者带传动机构时，相应链圈或带圈为开式结构，开式结构的两端相应连接于扒爪座相对的两侧上。

可选地，扒膜工作台用于输送棉模的机构为辊轴组，相邻辊轴间留有间隙；

所述扒爪自所述间隙探出扒膜工作台台面。

可选地，给料工作台的左右两侧设有导向板，以顺导棉模使其居于给料工作台左右方向的中线。

可选地，左右相对的两导向板间确定出v型槽。

可选地，卸料机构包括布置在卸料工作台上的输送机构，以及位于输送机构后侧的开松机构。

可选地，卸料工作台包括输送工作台和位于输送工作台后侧的开松工作台；

输送工作台的位置高于开松工作台；

且输送工作台后部逐渐上扬。

可选地，于扒膜工作台的一侧设有卸膜区；

相应地，于扒膜工作台的上方设有抓取架，抓取架上设有延伸到卸膜区的直线导轨；

直线导轨上安装有抓膜机构，以及驱动抓膜机构在直线导轨上运行的第一驱动机构。

可选地，所述抓膜机构包括升降部分和对合抓取部分；

其中，对合抓取部分包括左右设置的各至少一个臂部和安装在臂部下端的勾头，以及驱动臂部动作的第二驱动机构；

相应地，臂部上端铰接于升降部分上。

可选地，第二驱动机构为流体缸。

可选地，所述臂部包括铰接于升降部分上的主臂和铰接于主臂上部的勾臂，所述勾头安装在勾臂的下端，并且勾臂位于主臂背离棉模的一侧；

第二驱动机构的动力端铰接于勾臂的上端；

相应地，主臂上对位于勾头的位置开有过孔，且主臂上设有对勾臂远离棉模方向上的限位结构。

可选地，勾臂相对于主臂的转角范围为1~5度。

可选地，所述割膜刀为圆刀，该圆刀的轴线与工作台的左右方向相平行；

圆刀转动地安装在工作台所配架体上；

相应地，配置有驱动圆刀旋转的第三驱动机构。

在本发明的实施例中，包装膜在棉模输送过程中为割膜刀所割开，应知，由于割膜刀设置在工作台上，相应位于棉模的底部，有部分被割开的包装膜仍然为棉花所压制，为此，于工作台下设有扒膜机构，借助于扒膜机构的工作头，也就是扒爪将包装膜向两侧拉开，包装膜在失去棉花的压制后，就可以相对容易的被取走。在此过程中，因棉模的输送，包装膜的割开，以及将包装膜被压制的部分拉开，都不会产生危险点，大幅提高了作业安全性。并且人工介入的操作主要是将棉模装上工作台，远比传统的绑扎吊挂方便，且效率也比较高。

附图说明

图1为一实施例中棉模去膜机主视结构示意图。

图2为一实施例中卸料机构示意图。

图3为一实施例中扒膜机构俯视示意图。

图4为图3的a-a剖视图。

图5为图4的b-b剖视图。

图6为一实施例中抓膜机构示意图。

图7为一实施例中扒膜机构处于卸膜状态时的示意图。

图8为一实施例中扒膜机构卸膜后的状态示意图。

图中：1.从动链轮，2.导向板，3.输送平台，4.张紧轮，5.传动链，6.电动机，7.主动链轮，8.割膜刀，9.去膜总成，10.输送辊，11.扬料部，12.开松部，13.扬料工作台，14.链床，15.上扬部，16.开松工作台，17.开松辊，18.电动机，19.电动机，20.链传动机构，21.扒爪，22.导轨，23.扒爪座，24.轨道轮，25.轨道轮架，26.牵引链，27.勾头，28.棉模，29.主臂，30.缸体，31.第一铰轴，32.剪叉机构，33.轨道轮，34.直线轨道，35.剪叉座，36.抓膜区，37.卸膜区，38.爪臂座，39.拐臂，40.第二铰轴，41.勾臂，42.包装膜。

具体实施方式

对于流水作业，如图1中所示的由输送平台3所确定的物料的输送方向为基本方向，用来确定例如流水线的前后方向，具体地，物料所流向的方向为前向，反之为后向，前后还对应为头尾。相应地，在输送平台所确定的平面内，与前后方向相垂直的方向为左右方向，一般也可以用侧向来表示，垂直于输送平台台面的方向为上下方向。

如背景技术部分所述，棉模个体较大。此外，在包装时，需要使用包装膜42将棉花束紧，包装膜42所包裹的棉花相互纠缠在一起，具有一定的密实度。

相应地，由于棉花被束缚而具备一定的密实度，显而易见的是，包装膜42具备相对较高的强度，此为本领域的一般常识，在此不再赘述，与本发明相关的是，包装膜42的强度足以使其能够被钩拉拖出。

如图1所示的棉模去膜机，其包括输送平台3、割膜刀8、去膜总成9、扬料部11和开松部12，在图6和图7中还可见，棉模去膜机还可配有抓膜机构，以及卸膜机构，而在图3~5中可见，棉模去膜机还可以设置扒膜机构。

关于输送平台3，其构成工作台的一部分，对于流水线作业，往往包括若干子工作台，其中输送平台3用于不同工作台间物料的流转。

由于物料在不同的工艺阶段性质有所不同，同一流水线上不同工位所配输送平台3通常根据物料的性质进行选择。

工作台至少包括扒膜工作台和位于扒膜工作台前级的给料工作台，以及位于扒膜工作台后级的卸料工作台；应知，本发明中的前级后级，是以流水作业为基础而确定的术语名称。

关于割膜刀8，将其安装在扒膜工作台的前侧，在图1所示的结构中，去膜总成9的下方的工作台部分即为扒膜工作台，而隔膜刀8位于去膜总成9的前侧，当棉模28被输送到扒膜工作台后，割膜刀8能够从棉模28下面割开包装膜42，即在送料方向上将棉模42上的包装膜42割开，割开本身有赖于棉模28的输送力，因此，割膜刀8自身可以是片刀，片刀刃口突出于扒膜工作台，从而在棉模28在输送过程中其包装膜42被割开。

片刀切割能力相对较弱，尤其是棉模28的输送速度相对较慢，棉模28以及片刀所触及的棉花对片刀的作用力相对比较大，易于导致片刀损坏。在优选的实施例中，割膜刀8采用圆刀，圆刀可以采用例如刀轴安装在扒膜工作台的前侧，使用驱动电机进行驱动，旋转的圆刀的刀刃与包装膜42间具有很大的相对速度，割膜效果相对较好。

另从图3中可见，割膜刀8位于工作台左右方向的中部。

此外，从图6所示的结构中可见，由于棉模28并非是刚性体，自然放置状态下，其与受工作台反作用力的影响，棉模28与工作台相接触的部分呈现出一种平面结构，并且这个平面结构的宽度（一般在50cm~120cm，取决于棉花的松散程度）足以保证即便是棉模28在工作台左右方向上的位置稍有偏差，当割膜刀8在工作台左右方向上居中设置时，也能够让割膜刀8很顺利的划开包装膜42。

棉模28如果不考虑因自重所产生的挤压变形，其在割膜状态下，棉模28的轴线与工作台流转的方向大致相同。

作为进一步的保障，参见图1和图6中所示的导向板2，导向板2具有两块，分居于上料工作台左右侧，呈现出大致呈v型口的结构，使用例如装载机将棉模28放入v型口，受v型的收料作用，以确保棉模28在工作台左右方向上大致居中。

v型口由v型槽提供，当例如铲车将棉膜28装入到给料工作台后，受v型槽内壁的导引，而使其轴线大致落入给料工作台左右方向的中部。

由于割膜刀8相对较小，对输送平台上输送机构的布局影响较小，由其是例如辊轴输送，辊轴间有较大的间隙，完全可以满足割膜刀8的布置。

而对于例如链床输送机构、平带输送机构等，可以在不同的输送平台间布置割膜刀8，其占据的空间较小，并不影响物料在不同工作台间的流转。

通过以上的描述可知，包装膜42应是在输送过程中为割膜刀割开，割开的位置是包装膜与工作台相接合的位置，此时，尽管包装膜42被割开，但仍为重量约为2.3吨（棉花含水量不同，压缩程度不同，重量会有所偏差）所压，需要将位于棉花下的包装膜42拉出，然后才能较为顺利的将包装膜42取走。

有鉴于此，为去膜机配置扒膜机构，用在棉模28的下侧将割开后的包装膜42向两侧拉开。具体地，扒膜机构的主体部分位于扒膜工作台台面下侧，以避免运动干涉，并且工作台通常具备一定的高度，以适应工作台上各种辅助设备的安装。相应地，该扒膜机构的扒爪21向上探出扒膜工作台台面，此时，扒爪21可探入割膜刀8割开包装膜42后所形成的缝隙。

加以对应的，从图3中可以看出扒爪21有两组，两组扒爪21间左右对置，并且扒爪21显然要符合前述缝隙的位置，即便是缝隙不恰好位于扒爪21处，或者说棉模28在扒膜工作台上不恰好位于左右方向的中部，也因棉花的相对松软，且即便是棉模28不恰好位于扒膜工作台左右方向的中部，偏差也不会太大，扒爪21能够向上顶持包装膜42，使包装膜42在缝隙的边缘处折叠，仍然能够把扒爪21所扒持。

进一步地，扒膜机构提供给两组扒爪21在左右方向上相向及背离的往复运动，其中“往复”即相向与背离的复合，而背离为扒开动作，而相向为复位动作。

可以理解的是，相向运动的重点即原始位置，此时左右两组扒爪21位于包装膜42被割膜刀8所割开形成的缝隙处。

背离的终点应足以将包装膜42压在棉花下的部分扒出，因此，每组扒爪21的工作行程应不小于60cm，以满足各种棉模28（松散程度不同会导致图6中棉模28压在扒膜工作台上的变形程度不同）的扒膜。

另外，作为设计特征，可以理解的是，割膜刀8在左右方向上的位置与两组扒爪21在左右方向的位置大致相当，或者说割膜刀8割开包装膜42所形成的缝隙大致构成左右两组扒爪21间的对称缝。

作为流程性配置，提供卸料机构，将其配置于卸料工作台处，以将扒膜工作台输送过来的棉花卸掉。

关于扒爪21进一步的配置，之所以要对其进行分组，按照之前的描述可知，用于将包装膜42自割开的缝隙处向两侧扒开，扒爪21可以相对较少，但不是最优的选择，扒爪21相对较少时，其在棉模28轴向的宽度应相对较大。

当扒爪21为多个时，每组扒爪21的数量以3~10个为宜，并且在棉模28的轴向均置。

每组扒爪21的分布长度稍小于棉模28的标准长度（2.4米），取2.0~2.2米。

为便于同步控制，若扒爪21为多个时，包含于同一组的扒爪21安装在同一扒爪座23上。

扒爪21的数量优选为6个。

参见图3~图5，在图示的示例中，扒爪座23为架杆结构，扒爪21可以采用可拆连接的方式安装在扒爪座23，如采用螺栓或者螺钉固定连接在扒爪座23上，相应地在扒爪座23上开螺栓孔或者螺钉孔。扒爪21在一些实施例中还可以采用例如焊接的方式安装在扒爪座23上，这种装配结构可靠性好，扒爪21不容易脱落。作为不可拆连接的另一种形式，扒爪21和扒爪座23上可以开铆钉孔，通过铆钉将扒爪21安装在扒爪座23上，相对于焊接，尽管铆接也属于不可拆连接，但铆接对扒爪座23的损伤较小，且可靠性仍然相对较好。

由于扒爪21的基本运动形式是左右往复运动，属于机械领域的基础运动形式，可以由例如直线运动机构直接提供，如流体缸，直线电机等直接提供，也可以由转动原动件提供，如通过丝母丝杠机构进行驱动，还可以使用包含挠性件的运动机构进行驱动，例如带传动机构、链传动机构，甚至是滑轮机构，这三个机构布局灵活，由其能够实现相对复杂的运动形式。

对于包含挠性件的运动机构，其运动平稳性相对较差，为此在优选的实施例中为扒爪座23配置导向结构，例如导轨22，以使扒爪21获得相对平稳的往复运动。

在图5所示的结构中，导轨22整体上并不是直线导轨，其主体为直线导轨，但其内端，也就是复位端有一个塌角，用以降低初始状态时扒爪21的高度，利于棉模28向扒膜工作台输送。

进一步地，每侧的导轨22与两组扒爪座23间一一对应，即导轨22也有两组，对应于前述的塌角，两组导轨22相对的一端，也就是内端，具有自相对侧向背离侧逐渐升高的起升部，导轨的主体部分为水平导轨；在此条件下，于复位状态时，扒爪21位置稍低，此时棉模28自给料工作台输送过来，包装膜42在输送过程中被割开，扒爪21对输送的过程影响较小；棉模28向扒膜工作台输送到位后，工作台停止输送，扒爪21向两侧运动，在运动过程中扒爪21逐渐升高，从而满足扒住包装膜42的要求，包装膜42自割开处被向两侧扒开，而使包装膜42位于下面的部分不为棉花所压制，此时就可以方便的取走包装膜，而没有危险性。

相应地，在扒膜时，扒爪21具有先起升后水平运动的自由度。

如前所述，若扒膜机构的驱动部分配置为链传动机构、滑轮机构或带传动机构时，如图5中所示的牵引链26可以根据例如链轮的数量、位置进行穿绕，并且牵引链26可以布置多个连接点，而在本发明的实施例中，如牵引链26只需要在扒爪座23处构造出连接点即可。

一种较为可行的连接方式是：前述的挠性件，如牵引链26采用开式结构，开式结构的两端相应连接于扒爪座23相对的两侧上，从而可以实现扒爪座23的工进和复位。

在优选的实施例中，扒膜工作台用于输送棉模的机构为辊轴组，如图1中所示的由输送辊10组成的辊轴组，相邻输送辊10间留有间隙，一是避免产生运动干涉，再就是输送辊10间的间隙以用于扒爪21探出，这里的探出是相对于扒膜工作台的台面。

参照说明书附图1和附图2，位于扒膜工作台后侧的卸料工作台适配有卸料机构，卸料机构则包括布置在卸料工作台上的输送机构，如图2中所示的链床14，并且卸料机构还包括位于输送机构后侧的开松机构，如图2中所示的开送辊17。

可以理解的是，即便是不对棉花进行开松，棉花也会掉落，不过经过采棉机上的包装机构的包装，棉模28内的棉花团聚状态相对密实，而棉花加工通常需要风力输送，团聚状态的棉花不能够被输送。

开送辊17是当前棉花加工机械上常用的开松机构，不过当前的开松机构普遍配置在例如籽棉清理机等设备上，为了利于后续的棉花加工，在本发明的实施例中，在棉模28的包装膜42去除后，直接在去膜机上对棉花进行开松，免去在进行棉花输送到加工机械前另行开松。

图2中所示的采用链床14进行棉花的输送，在于棉模28去除包装膜42后，棉花仍然处于团聚状态，使用链床14输送可靠性相对较好。

关于棉花的输送还可以采用其他的输送机输送，例如输送带。

进一步地，卸料工作台包括输送工作台和位于输送工作台后侧的开松工作台16，其中的输送工作台采用例如图2中所示的扬料工作台13，扬料工作台13主要提供开松所需要的进料角度。

相应地，输送工作台的位置高于开松工作台16，以使棉花进料处于合适的角度。

进一步地，如图2所示，扬料工作台13后部逐渐上扬，形成上扬部15，上扬的角度为10~25度。

关于扒膜后包装膜42的去除，由于在扒膜后，没有其他运动机构能够产生危险，包装膜可以由人工直接取走，而不会产生危险，需知，唯一能够产生伤害的割膜刀8，而人为拿走包装膜42时，可以从扒膜工作台的侧面取走，而不致产生危险。

不过由于如前所述，因棉花的含水率、包装的密实程度不同，棉模28会出现出如图6所示的状态，扒膜后，包装膜42可能距离工作台的边缘相对较远，不利于人为取走包装膜42，尤其是，扒膜本身并不一定能够将包装膜42完全扒出，只要包装膜42有较小的部分被压住，就会影响包装膜42的延展状态。

为此，在优选的实施例中，于扒膜工作台的一侧设有卸膜区37，抓膜工作台上方对应为抓膜区，采用机械方式抓取包装膜42，即便是有少部分包装膜42没有被扒出，通过机械方式抓取，比人工方式更有可操作性。

相应地，于扒膜工作台的上方设有抓取架，抓取架上设有延伸到卸膜区37的直线导轨34；其中的抓取架在图6中由型钢构件组配而成，型钢构件间采用焊接、螺栓连接等进行装配。

进一步地，直线导轨34上安装有抓膜机构，以及驱动抓膜机构在直线导轨34上运行的第一驱动机构。

其中的直线导轨34用于抓膜机构在抓膜区36与卸膜区37间的流转。

在一些实施例中，所述抓膜机构包括升降部分和对合抓取部分，其中升降部分用于将抓膜的工具头伸向包装膜42，而抓取部分，则在工具头到位后，抓取包装膜42，然后升降部分上升，将包装膜42，避免运动干涉，然后将包装膜42转移到卸膜区37，卸膜。

对合抓取属于钳式结构或者其他通过对合方式实现抓取动力的结构，对合抓取部分包括左右设置的各至少一个臂部和安装在臂部下端的勾头27，以及驱动臂部动作的第二驱动机构，勾头27用于钩挂住包装膜42。

相应地，臂部上端铰接于升降部分上，臂部基于铰接结构形成摆臂，摆臂的驱动方式相对简易，可以采用直动部件驱动，也可以采用转动部件驱动，采用直动部件驱动时可以采用如图6中缸体30驱动，在优选的实施例中缸体30采用气缸。

转动部件则可以直接采用摆动气缸、摆动电机（防爆型），或者采用普通的电机（防爆型）。

在一些实施例中，所述臂部包括铰接于升降部分上的主臂29和铰接于主臂29上部的勾臂41，所述勾头安装在勾臂41的下端，并且勾臂41位于主臂29背离棉模28的一侧。将勾臂41的上端铰接于主臂29的上部，勾臂41可以相对较长，勾臂41不需要较大的转角就可以使勾头27具有较大的行程。

相应地，第二驱动机构的动力端铰接于勾臂41的上端，基于勾臂41的铰接位置，使勾臂41构成杠杆，第二驱动机构在驱动勾臂41的同时也会带动主臂29。

进一步地，主臂29上对位于勾头27的位置开有过孔，且主臂29上设有对勾臂41远离棉模方向上的限位结构，由此可限定勾臂41的活动范围，从而当勾臂41转动到给定位置时，主臂29对勾臂41形成限位，此时在勾臂41进一步旋转的方向上，主臂29也被第二驱动机构所驱动。

在优选的实施例中，勾臂41相对于主臂29的转角范围为1~5度。