竖向加压的涉案卷烟码垛单元整体旋转方法与流程

1.本发明涉及涉案卷烟自动化打包技术领域，特别是一种竖向加压的涉案卷烟码垛单元整体旋转方法。


背景技术：

2.烟草行业一贯重视专卖卷烟的打假打私工作，出于烟草行业高质量发展的需要，专卖卷烟打假打私的工作也面临许多新问题和新挑战。
3.随着当下科学技术的不断发展和进步，高科技产品的不断应用，使得不法分子的涉烟违法犯罪活动愈发智能化、科技化、网络化和频繁化，涉案卷烟数量和涉案金额也变得越来越大，这无疑加大了案件查办的难度和压力。
4.一方面，稽查员查处涉案烟后，还停留在人工清点，手工打包的阶段，费时费力，效率低下。另一方面，打包好的涉案烟送入仓库保存之前，还需要人工核验、登记，这种管理方式较为粗放和原始，容易出现错漏。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服现有技术的不足，而提供一种竖向加压的涉案卷烟码垛单元整体旋转方法，它基于涉案卷烟打包机的竖向压转总成，解决了目前涉案烟的清点、打包、核验、登记均由人工完成，效率低下，容易出错的问题。
6.本发明的技术方案是：竖向加压的涉案卷烟码垛单元整体旋转方法，基于涉案卷烟打包机的竖向压转总成，用于驱动码垛单元做水平回转运动；涉案卷烟打包机的竖向压转总成，包括外壳、下转盘装置和上压盘装置；外壳内部设有用于容纳卷烟的内腔，外壳内腔顶部设有与外壳内腔连通的圆柱腔；下转盘装置包括下转盘和轴承；下转盘通过轴承转动安装在外壳内腔底面上，下转盘通过轴承做水平面上的转动，下转盘的中心区域设有水平布置的矩形台面；上压盘装置包括上压盘和旋转升降驱动组件；上压盘通过旋转升降驱动组件安装在外壳内腔上部，并位于矩形台面的正上方，上压盘在旋转升降驱动组件的驱动下做竖直升降或水平转动；上压盘呈中空且上端敞口的圆柱形，其包括主体盘和固定连接在主体盘中心处并沿轴向布置的中心筒，主体盘外壁上设有轴向延伸的限位槽；旋转升降驱动组件包括电机a、螺母、丝杆、导向座、限位块、抵块和弹簧；电机a固定安装在外壳顶部，其机轴竖直向下延伸；螺母固定安装在上压盘的中心筒的上端，其内孔的轴心线与中心筒的内孔的轴心线重合；丝杆上端通过联轴器与电机a的机轴连接，丝杆中部与螺母旋配，丝杆下端伸入上压盘的中心筒的内孔中；导向座固定安装在外壳顶部，其内设有用于容纳限位块的空腔，空腔在一端与外壳的圆柱腔连通；限位块可滑动安装在导向座的空腔相对靠近圆柱腔的一端；抵块固定连接在导向座相对远离圆柱腔的一端；弹簧压缩设置在导向座的空腔中，其两端分别与限位块和抵块相抵，其通过弹力迫使限位块的前端部伸入圆柱腔内，并压紧
在上压盘的外壁上；随着上压盘的转动，当上压盘的限位槽正对限位块的前端部时，限位块在弹簧的弹力作用下嵌入上压盘的限位槽中；上压盘克服限位块的转动限制，使限位块从上压盘外壁上的限位槽中滑出，所需的最小扭矩为t1；上压盘与丝杆发生相对转动，所需的最小扭矩为t2；电机a输出的最大扭矩为t3；则有，t3＞t1＞(1+a)t2；a为安全系数，取值为0.1～0.5；执行所述方法之前，涉案卷烟打包机的竖向压转总成处于初始状态；在初始状态下：上压盘处在其移动行程上端90%-100%的高度区段内，并且，限位块的前端部嵌入上压盘的限位槽中；方法如下：s01，堆砌码垛单元：在下转盘的矩形台面上堆砌码垛单元，一方面，确保码垛单元的下表面的四条边分别与矩形台面的四条边平行，另一方面，确保码垛单元的下表面被矩形台面完全包容在内；本步骤中，所述码垛单元是由相同尺寸的卷烟堆垛形成的长方体；s02，驱动码垛单元转动：启动电机a以驱动丝杆转动，进而带动螺母和上压盘沿丝杆向下移动；在上压盘与码垛单元未接触时，电机a输出的扭矩为t2，此时的扭矩足以驱动丝杆与上压盘发生相对转动，不足以使上压盘克服限位块的限制而进行转动，则表现为上压盘仅做竖直方向移动；在上压盘与码垛单元接触后，上压盘无下降的高度，则丝杆与螺母无法发生相对转动而形成一个整体，由于电机a仍然在输出动力，则电机a输出的扭矩由t2陡然增大至t1；当扭矩达到t1时，上压盘克服限位块的限制开始转动，并通过压紧力带动码垛单元和下转盘同步转动。
7.本发明进一步的技术方案是：导向座相对远离圆柱腔的一端设有螺纹孔；相应的，抵块为连接在螺纹孔中的螺栓，其一端位于导向座外部，另一端伸入导向座内部；拧动螺栓即可调节弹簧的压缩程度，进而实现扭矩t1的调节。
8.本发明再进一步的技术方案是：下转盘装置还包括计数器；计数器包括信号接收装置和信号发射装置；信号接收装置固定安装在下转盘的下表面上，其随着下转盘的转动而做圆周转动；信号发射装置固定安装在外壳内腔底面上，并位于信号接收装置的转动路径的正下方；计数器用于记录下转盘旋转圈数和确定下转盘旋转角度。
9.本发明与现有技术相比具有如下优点：1、其基于涉案卷烟打包机的竖向压转总成，可实现码垛单元(即堆码好的卷烟条)在下转盘上整体转动，为实现涉案卷烟自动化缠膜打包提供了必要的方法及结构支持。
10.2、上压盘外侧壁面上的限位槽与限位块的前端头形成嵌入式配合，并且，采用了t3＞t1＞(1+a)t2的扭矩大小关系。基于上述设计，上压盘装置启动压紧功能的过程中，随着上压盘的下移，在上压盘与码垛单元之间未达到一定的压紧力时，上压盘都不会转动，仅做竖直方向移动，仅当上压盘与码垛单元之间的压紧力达到或超过临界值时，上压盘才能转动，进而通过压紧力带动码垛单元及其下方的下转盘同步转动。可有效避免上压盘与码垛单元之间因压紧力不足而产生相对转动，剐蹭码垛单元的上表面，进而造成码垛单元松散崩溃、码垛单元与下转盘发生移位、卷烟外包装起皱破损的现象，极大提升了码垛单元打包过程的可靠性和稳定性。
11.3、抵块为连接在导向座的螺纹孔中的螺栓，其一端位于导向座外部，另一端伸入导向座内部。基于该设计，拧动螺栓即可调节弹簧的压缩程度，进而实现“限位块对上压盘施加的压紧力”的调节。
12.4、下转盘装置上设置的计数器，用于记录下转盘旋转圈数和确定下转盘旋转角度，一方面实现了缠膜量和缠膜厚度的精确控制，另一方面为切刀抬刀切膜的动作时机提供了必要的决策依据。
13.所述涉案卷烟打包机具有如下优点：1、将涉案烟(具有外包装盒的未拆封的卷烟)堆砌成一个标准的长方体后，通过两个约束框架对所述长方体进行高度方向的固定，再通过下转盘装置、上压盘装置、塑封装置三者的配合，对所述长方体进行侧壁面上的缠膜固定，最终形成一个外形标准、结构牢固、不易散落、便于运输存放的码垛单元。一方面，可透过缠膜直观的看到码垛单元内部的卷烟行列数，进而可快速算出该码垛单元包含的卷烟数量，极大提升了人工清点的效率；另一方面，可透过缠膜直观的看到码垛单元内部卷烟的种类，并不用对码垛单元进行拆解，极大提升了入库存放过程中人工核验的效率；再一方面，相比人工打包的方式，上述的半自动化的打包方式极大提升了涉案烟的打包效率。
14.2、约束框架用于码垛单元竖直方向的限位约束，具有结构简单、易于拼装、尺寸可调的特点。使用时，将两个约束框架分别安装在码垛单元的两个相对的侧壁面上，再根据码垛单元的尺寸适应性调节约束框架的尺寸，使约束框架的四个空间限位角包裹住码垛单元的四个顶角。基于约束框架的使用，使得码垛单元仅需在四个侧壁面上进行缠膜固定(即水平方向的缠膜固定)，无需在包含上顶面和下底面之间的四个面上进行缠膜固定(即竖直方向的缠膜固定)。一方面极大节省了膜的用量，另一方面降低了码垛单元的解封难度。
15.3、公构件与母构件连接后，公构件的公对接端与母构件的母对接端形成滑动连接关系。所述的滑动连接是通过两根条板上的两个凸块(位于公对接端上)与一根折板上的两条滑槽(位于母对接端上)相互配合而形成，凸块/滑槽的滑配结构共有两组，这两组滑配结构的布置方向相互垂直，保证了滑动过程的稳定性，提升了滑动连接的牢固性。
16.以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
17.图1为涉案卷烟打包机的竖向压转总成的结构示意图；图2为上压盘装置的爆炸图；图3为图2的a部放大图；图4为涉案卷烟打包机的结构示意图；图5为下转盘装置的结构示意图；图6为约束框架的结构示意图；图7为约束框架的爆炸图；图8为图7的b部放大图；图9为打包方法的初始状态示意图；图10为打包方法s02步骤b分步骤中的第一种状态示意图图11为打包方法s02步骤b分步骤中的第二种状态示意图；
图12为打包方法s02步骤c分步骤的状态示意图；图13为打包方法s02步骤d分步骤中的切刀落刀前的状态示意图；图14为打包方法s02步骤d分步骤中的切刀落刀后的状态示意图。
18.说明：图10中，下转盘带动码垛单元转动了0.25圈；图11和图12中，下转盘带动码垛单元转动了9.25圈；图12和图13中，下转盘带动码垛单元转动了10圈整。
19.图例说明：外壳1；圆柱腔11；下转盘21；轴承22；矩形台面211；上压盘31；主体盘311；限位槽3111；中心筒312；电机a32；螺母33；丝杆34；导向座35；空腔351；限位块36；抵块37；弹簧38；滚筒411；塑封膜412；刀座42；切刀43；公构件51；直角槽a511；空间限位角a512；条形缺口a513；条板514；凸块515；母构件52；直角槽b521；空间限位角b522；条形缺口b523；折角板524；滑槽525；打印机6。
具体实施方式
20.实施例1：如图1-3所示，涉案卷烟打包机的竖向压转总成，包括外壳1、下转盘装置和上压盘装置。
21.外壳1内部设有用于容纳卷烟的内腔，外壳1一面侧壁上设有连通至内腔的敞口。外壳1内腔顶部设有与外壳1内腔连通的圆柱腔11。
22.下转盘装置包括下转盘21和轴承22。下转盘21通过轴承22转动安装在外壳1内腔底面上，下转盘21通过轴承21做水平面上的转动，下转盘21的中心区域设有水平布置的矩形台面211，矩形台面211与上压盘31之间的区域用于放置和打包卷烟。
23.上压盘装置包括上压盘31和旋转升降驱动组件。上压盘31通过旋转升降驱动组件安装在外壳1内腔上部，并位于矩形台面211的正上方，上压盘31在旋转升降驱动组件的驱动下做竖直升降或水平转动。
24.上压盘31呈中空且上端敞口的圆柱形，其包括主体盘311和固定连接在主体盘311中心处并沿轴向布置的中心筒312，主体盘311外壁上设有轴向延伸的限位槽3111。
25.旋转升降驱动组件包括电机a32、螺母33、丝杆34、导向座35、限位块36、抵块37和弹簧38。电机a32固定安装在外壳1顶部，其机轴竖直向下延伸。螺母33固定安装在上压盘31的中心筒312的上端，其内孔的轴心线与中心筒312的内孔的轴心线重合。丝杆34上端通过联轴器与电机a32的机轴连接，丝杆34中部与螺母33旋配，丝杆34下端伸入上压盘31的中心筒312的内孔中。导向座35固定安装在外壳1顶部，其内设有用于容纳限位块36的空腔351，空腔351在一端与外壳1的圆柱腔11连通。限位块36可滑动安装在导向座35的空腔351相对靠近圆柱腔11的一端。抵块37固定连接在导向座35相对远离圆柱腔11的一端。弹簧38压缩设置在导向座35的空腔351中，其两端分别与限位块36和抵块37相抵，其通过弹力迫使限位块36的前端部伸入圆柱腔11内，并压紧在上压盘31的外壁上。随着上压盘31的转动，当上压盘31的限位槽3111正对限位块36的前端部时，限位块36在弹簧38的弹力作用下嵌入上压盘31的限位槽3111中。
26.优选，上压盘31克服限位块36的转动限制，使限位块36从上压盘31外壁上的限位槽3111中滑出，所需的最小扭矩为t1；上压盘31与丝杆34发生相对转动，所需的最小扭矩为t2；电机a32输出的最大扭矩为t3；则有，t3＞t1＞(1+a)t2；a为安全系数，取值为0.1～0.4。
27.优选，导向座35相对远离圆柱腔11的一端设有螺纹孔352。相应的，抵块37为连接在螺纹孔352中的螺栓，其一端位于导向座35外部，另一端伸入导向座35内部。
28.优选，下转盘装置还包括计数器23。计数器23包括信号接收装置231和信号发射装置232。信号接收装置231固定安装在下转盘21的下表面上，其随着下转盘21的转动而做圆周转动。信号发射装置232固定安装在外壳1内腔底面上，并位于下转盘21下端，并位于信号接收装置231的转动路径的正下方。
29.简述涉案卷烟打包机的竖向压转总成的工作原理：涉案卷烟打包机的竖向压转总成应用于涉案卷烟打包机，用于驱动码垛单元(即堆码好的卷烟条)在下转盘21上转动。工作时，将码垛单元堆码在下转盘21的矩形台面211上，一方面，确保码垛单元的下表面的四条边分别与矩形台面211的四条边平行，另一方面，确保码垛单元的下表面被矩形台面211完全包容在内。
30.启动电机a32，驱动丝杆34转动，进而带动螺母33和上压盘31沿丝杆34向下移动，在上压盘31与码垛单元未接触时，电机a32输出的扭矩为t2，此时的扭矩足以驱动丝杆34与上压盘31发生相对转动，不足以使上压盘31克服限位块36的限制而进行转动，则表现为上压盘31仅做竖直方向移动；在上压盘31与码垛单元接触后，上压盘31无下降的高度，则丝杆34与螺母33无法发生相对转动而形成一个整体，由于电机a32仍然在输出动力，则电机a32输出的扭矩由t2陡然增大至t1；此过程中，一方面，上压盘31对码垛单元施加的压紧力逐渐增大，直至达到或超过临界值，在临界值下，上压盘31转动即通过压紧力带动码垛单元和下转盘21同步转动；另一方面，当扭矩达到t1时，上压盘31克服限位块36的限制开始转动，并通过压紧力带动码垛单元和下转盘21同步转动。
31.如图1-8所示，所述的涉案卷烟打包机，包括外壳1、下转盘装置、上压盘装置、塑封装置及约束框架。
32.外壳1、下转盘装置、上压盘装置的结构、连接关系、相对位置关系如上文所述，此处不再赘述。
33.塑封装置包括膜筒、刀座42、切刀43和电机b44。膜筒可转动安装在外壳1内腔中，其包括竖直布置的滚筒411和逐圈缠绕在滚筒411上的塑封膜412。刀座42固定安装在下转盘21上，并紧邻矩形台面211的一侧边布置在矩形台面211外侧。切刀43铰接安装在下转盘21上，并位于刀座42的正上方，切刀43绕铰接处做竖直平面的转动，当切刀43向上转动至与水平面互成夹角时，切刀43与刀座42分离，当切刀43向下转动至与水平面平行时，切刀43与刀座42贴合。电机b44固定安装在下转盘21上，并与切刀43的铰接处关联，以驱动切刀43绕其铰接处转动，进而实现与刀座42分离或贴合。
34.约束框架为封闭的矩形框架，其由两个呈l形的公构件51和两个呈l形的母构件52相互滑动连接而形成。公构件51的两端分别设有相互垂直布置的公对接部，两个公对接部均在朝向公构件51转角内侧的一侧设有直角槽a511，两个直角槽a511在公构件51的转角处交汇，形成空间限位角a512。母构件52的两端而分别设有相互垂直布置的母对接部，两个母对接部均在朝向母构件52转角内侧的一侧设有直角槽b521，两个直角槽b521在母构件52的转角处交汇，形成空间限位角b522。在约束框架中，每个公构件51通过两端的公对接部分别与一个母构件52的母对接部滑动连接，每个母构件52通过两端的母对接部分别与一个公构件51的公对接部滑动连接。约束框架包含的两个空间限位角a512和两个空间限位角b522统
称为四个空间限位角，四个空间限位角位于约束框架的四角处，并且，四个空间限位角位于约束框架所围成的平面的同一侧。
35.公构件51的公对接部上设有条形缺口a513，条形缺口a513设置在直角槽a511的两槽壁交汇处，并顺着直角槽a511的延伸方向，从公对接部的远转角端(相对远离公构件的转角处的一端)向公对接部的近转角端(相对靠近公构件的转角处的一端)延伸，公对接部在条形缺口a513的两侧形成两根条板514，两根条板514相互垂直布置并在彼此相邻的侧壁面上分别设有凸块515。
36.母构件52的母对接部上设有两个条形缺口b523，两个条形缺口b523分别设置在直角槽b521的两槽壁边沿处，并顺着直角槽b521的延伸方向，从母对接部的远转角端(相对远离母构件的转角处的一端)向母对接部的近转角端(相对靠近母构件的转角处的一端)延伸，母对接部在两个条形缺口b523之间形成一根折角板524，折角板524在两侧的厚度面上分别设有滑槽525。
37.当公构件51通过公对接部与母构件52的母对接部滑动连接时，公构件51的公对接部的两根条板514分别伸入母构件52的母对接部的两个条形缺口b523中，母构件52的母对接部的折角板524伸入公构件51的公对接部的条形缺口a513中，公构件51的公对接部的凸块515与母构件52的母对接部的滑槽525相互插接配合，并形成滑动连接。
38.优选，涉案卷烟打包机还包括手持式巴枪(图中未示出)、打印机6和pc机(图中未示出)。手持式巴枪与pc机通过数据线或无线网络通信连接。打印机与pc机通过数据线或无线网络通信连接。手持式巴枪扫描(涉案烟的条形码)得到的卷烟信息传输到pc机上，并在pc机进行直观显示。人工核对无误后，一方面，卷烟信息存档到pc机，另一方面，通过pc机控制打印机启动打印，打出包含有涉案烟信息的贴纸，将贴纸贴于打包好的码垛单元上，以方便对涉案烟进行后续的管理。
39.优选，切刀43为条形刀，其沿长度方向的一侧边设有刀刃，切刀43的铰接处位于切刀43长度方向的一端。当切刀43与刀座42贴合时，切刀43的刀刃与刀座42贴合。
40.优选，公构件51的转角外侧设有定位凹槽516，相应的，母构件52的转角外侧设有与公构件51的定位凹槽516形状相吻合的定位凸块526。当约束框架呈竖直摆放时，两个定位凹槽516和两个定位凸块526均呈对角布置，并位于约束框架的四个转角处的外侧，并均沿竖直方向向上伸出或向下凹陷。多个呈竖直摆放的约束框架可通过定位凹槽516与定位凸块526的配合关系，实现竖直方向上的插装叠加。
41.如图9-14所示，所述的涉案卷烟打包机用于打包涉案卷烟，执行打包之前，涉案卷烟打包机处于初始状态；在初始状态下：a、下转盘21转动至计数器23的信号接收装置231与信号发射装置232上下正对；b、上压盘31处在其移动行程上端90%-100%的高度区段内，并且，限位块36的前端部嵌入上压盘31的限位槽3111中；c、滚筒411上的塑封膜412从最外层的端头扯出后，夹在切刀43与刀座42之间，切刀43与刀座42呈贴合状态。
42.打包方法如下：s01，制作码垛单元：a、将涉案的卷烟的信息录入pc机后，将相同尺寸的卷烟在平整的台面上进行堆
垛，形成一个长方体；b、将两个约束框架安装在所述长方体相对的两侧壁面上，并通过调整约束框架的尺寸，使每个约束框架的四个空间限位角分别包裹住长方体的四个顶角，通过两个约束框架共包裹住长方体的八个顶角，即形成码垛单元。
43.本步骤中，所述长方体在竖直方向包含多层，每一层由多条卷烟相互紧邻排成一列。
44.本步骤中，所述码垛单元的底面可被下转盘21的矩形台面211完全包容在内，码垛单元的高度小于上压盘31与下转盘21之间的空间高度。
45.本步骤中，在相同尺寸的卷烟中，优先选择相同品牌的卷烟进行堆垛。
46.本步骤中，涉案的卷烟的信息通过手持式巴枪扫描获取，所述信息包含卷烟的品牌和批次。
47.s02，缠膜打包：a、将码垛单元放置在下转盘21的矩形台面211上，一方面，确保码垛单元的下表面的四条边分别与矩形台面211的四条边平行，另一方面，确保码垛单元的下表面被矩形台面211完全包容在内；b、电机a32启动，带动丝杆34转动，进而带动螺母33和上压盘31沿丝杆34向下移动，在上压盘31与码垛单元未接触时，电机a32输出的扭矩为t2，此时的扭矩足以驱动丝杆34与上压盘31发生相对转动，不足以使上压盘31克服限位块36的限制而进行转动，则表现为上压盘31仅做竖直方向移动；在上压盘31与码垛单元接触后，上压盘31无下降的高度，则丝杆34与螺母33无法发生相对转动而形成一个整体，由于电机a32仍然在输出动力，则电机a32输出的扭矩由t2陡然增大至t1；此过程中，一方面，上压盘31对码垛单元施加的压紧力逐渐增大，直至达到或超过临界值，在临界值下，上压盘31转动即通过压紧力带动码垛单元和下转盘21同步转动；另一方面，当扭矩达到t1时，上压盘31克服限位块36的限制开始转动，并通过压紧力带动码垛单元和下转盘21同步转动，完成0～9.25圈的缠膜；c、预设的缠膜圈数为10圈，当下转盘21转动到9.25～10圈之间时，电机b44启动，驱动切刀43向上转动一定角度，做好切断塑封膜412的预备动作；d、当下转盘21转动到10圈时，同时执行以下两项操作：1、电机a32停止运行，使得码垛单元和下转盘21停止转动；2、电机b44启动，驱动切刀44向下转动至水平，从而将塑封膜412切断，即完成码垛单元的打包；e、电机a32启动，驱动上压盘31沿丝杆34向上移动，恢复到初始状态，即可将码垛单元从下转盘21的矩形台面211上卸下。
48.本步骤中，切刀43向上转动到位后，其端部的高度高于塑封膜412的上边沿。
49.本步骤中，下转盘21的转动圈数通过计数器进行计数。
50.s03，粘贴信息卡：通过pc机输入当前打包好的码垛单元中的各种品牌卷烟对应的数量，再通过打印机打印出当前打包好的码垛单元的信息卡，最后将信息卡粘贴于当前打包好的码垛单元上。本步骤中，信息卡记录有当前码垛单元包含的卷烟品牌、各品牌卷烟对应的数量、每条卷烟的生产批次。