基于真空压缩和自动封口的物流包装设备及方法

1.本发明属于物流及物流包装技术领域，涉及一种基于真空压缩和自动封口的物流包装设备及方法。


背景技术：

2.在物流领域中，涉及的物件种类较多，物件在运输过程中通常需要进行包装，避免物件受损，也有些物料为了避免受潮采用密封包装。加工领域的原材料通常因产地不同，需要运输的距离相对较远，例如，西北生产的棉花，多运输至中部甚至沿海地区，用于生产医用耗材，其棉花的消耗量相对较大，因棉花本身质量较轻，即便运输的车箱装满后，也不会存在超载的情况。
3.为了使运输车辆装载更多的棉花物料，通常采用对棉花进行挤压，然后包装成堆包，之后再进行密封防潮处理，存在的问题是，目前的包装设备不能满足棉花包装过程中的自动压缩及自动封口，降低了包装的效率。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种基于真空压缩和自动封口的物流包装设备及方法，采用在基座的基台上设置定型箱，充气顶升机构的气囊位于定型箱内，下压机构的推压板垂直朝下与定型箱的箱口对应，针织袋位于定型箱内，针织袋的袋口连接的包覆边翻折至定型箱外，弹性带与包覆边连接并与释放缸的伸缩端钩连，从针织袋的袋口逐次向针织袋内填充棉花，下压机构进行下压，真空机抽气，在定型箱的限制下定型形成棉花块，在弹性带回弹时使包覆边翻转，包覆边翻转后覆盖在封口板上侧面，使包覆边和封口板上的魔术贴相互粘连形成封包，对松散的棉花进行压缩并自动包装形成统一形状的封包，包装效率高，有利于运输时车辆装载更多的棉花，提高物流效率。
5.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于真空压缩和自动封口的物流包装设备，它包括基座、定型箱、充气顶升机构和下压机构；所述定型箱位于基座上，充气顶升机构的气囊位于定型箱内，气管穿过基座和定型箱底部与气囊底部连通，下压机构的推压板垂直朝下与定型箱上端的箱口对应。
6.所述基座包括基板上侧面连接的基台，位于基台一角设置的通孔与基台中心孔连通，气管穿过通孔和中心孔。
7.所述定型箱为上端开口的矩形中空箱体，位于矩形中空箱体下端各侧分别设置有真空网孔与真空机连通。
8.所述充气顶升机构包括气囊底部连通的气管，以及位于气囊上端罩设的顶升板，气管另一端与空压机连接；气管上设置有三通电磁阀。
9.所述下压机构包括多级伺服电动缸连接的推压板，多级伺服电动缸的固定端固定于机架上，机架的支腿固定于基座的基板上。
10.所述多级伺服电动缸的末节伸缩节的腔体内设置吸气缸，吸气缸的吸气伸缩端伸
缩时伸出末节伸缩节外或缩进末节伸缩节内。
11.还包括针织袋和封口板，针织袋为致密网孔的布袋，四个包覆边分布于袋口四周与其柔性软连接；封口板为硬质光板，下压机构的吸气缸吸附封口板。
12.所述包覆边的侧沿设置弹性带，弹性带与释放缸的伸缩端钩连，释放缸与定型箱连接。
13.所述包覆边的内侧面和封口板上侧面四周设置有魔术贴。
14.如上所述的基于真空压缩和自动封口的物流包装设备的包装及封口方法，它包括如下步骤：s1，套袋，针织袋放入定型箱内，弹性带与释放缸的伸缩端钩连；此步骤中，气囊处于未充气状态，吸气缸的吸气口吸附封口板的中部，且吸气缸的伸缩端回缩至多级伺服电动缸的末节伸缩节内，使封口板与推压板贴合；s2，装棉，将棉花从针织袋的袋口处放入针织袋内，直至棉花堆积至袋口；s3，下压，多级伺服电动缸的中部伸缩节伸展驱动末节伸缩节向下运动，推动推压板和封口板向下运动将针织袋上部松散的棉花向下压至针织袋底部；s4，抽真空，真空机启动，对定型箱内进行抽气，在下压机构的推压作用下，使针织袋内的棉花进一步被压缩；此步骤中，被压缩的棉花内的空气含量大幅度减少，在定型箱的限制下定型形成棉花块；s5，复位，多级伺服电动缸的中部伸缩节回缩拉动末节伸缩节带动推压板和封口板向上运动复位；此步骤中，真空机仍处于抽吸状态对棉花块形成抽吸作用力，当封口板脱离棉花时，第一次被定型的棉花块会有小幅度回弹；s6，再次装棉，多次重复s2~s5，直至最后一次装填的棉花被压缩后，封口板位于定型箱的开口端不再向下运动；在此过程中，棉花逐渐被压缩的同时，针织袋内的容积逐渐达到上限，弹性带被吸气缸的伸缩端限制进一步束紧，形成弹性势能；s7，形成回弹空间，多级伺服电动缸的中部伸缩节回缩，末节伸缩节伸展，中部伸缩节的回缩量和回缩速度与末节伸缩节伸展量和伸展速度保持一致；此步骤中，推压板和封口板之间的间隔逐渐增大，当两者之间的间隔距离达到设定距离时形成回弹空间，多级伺服电动缸停止；s8，释放并封口，释放缸的伸缩端回缩，解除对弹性带的束缚，弹性带回弹时带动包覆边翻转，包覆边翻转后，覆盖在封口板上侧面边沿，使包覆边和封口板上的魔术贴相互粘连，形成封包；s9，解除吸附并复位，吸气缸停止吸气，解除对封口板的吸附，同时下压机构的各伸缩节复位，真空机停止；s10，顶升转移，空压机启动，向气囊内充气，气囊充气时逐渐向上推动顶升板，位于顶升板上的封包被顶升至定型箱的箱口，再对封包进行转移。
15.本发明的有益效果在于：在定型箱内设置气囊和针织袋，针织袋位于气囊上部，真空机与定型箱连通，空压机与气囊连通，下压机构的推压板位于定型箱上部。
16.向针织袋内填充棉花，并在下压机构的多次压缩下及真空机的抽吸下将棉花逐次压缩成棉花块。
17.针织袋的弹性带位于定型箱与释放缸的伸缩端钩连，释放缸回缩时释放弹性带使其带动包覆边翻转至定型箱内与封口板贴附粘连形成封包，使封包具有具体结构的统一规格。
18.多级伺服电动缸的末节伸缩节的腔体内设置吸气缸用于吸附封口板，使得吸气缸的伸缩端伸展时及多级伺服电动缸的末节伸缩节回缩时，能够调整推压板和封口板之间的间距，形成回弹空间，使针织袋的弹性带回弹时不被干涉。
19.在封包形成后，空压机向气囊内充气，气囊充气时托举顶升板向上顶升封包，使封包逐渐抬升至定型箱的箱口，便于卸包和转移。
附图说明
20.下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：图1为本发明的结构示意图。
21.图2为图1的主视示意图。
22.图3为图2的侧视示意图。
23.图4为图2的俯视示意图。
24.图5为本发明针织袋位于定型箱内的示意图。
25.图6为图5的主视示意图。
26.图7为本发明定型箱与基座连接的结构示意图。
27.图8为图7的a-a处剖视示意图。
28.图9为本发明气囊与基座连接的结构示意图。
29.图10为本发明吸气缸吸附封口板的示意图。
30.图11为本发明针织袋的结构示意图。
31.图12为本发明包覆边和弹性带翻转前的状态图。
32.图13为本发明包覆边和弹性带翻转后与封口板粘连的状态图。
33.图中：基座1，定型箱2，真空网孔21，真空机22，充气顶升机构3，气囊31，气管32，顶升板33，空压机34，三通电磁阀35，下压机构4，多级伺服电动缸41，推压板42，机架43，吸气缸44，针织袋5，包覆边51，弹性带52，释放缸53，封口板6，魔术贴7。
具体实施方式
34.如图1~图13中，一种基于真空压缩和自动封口的物流包装设备，它包括基座1、定型箱2、充气顶升机构3和下压机构4；所述定型箱2位于基座1上，充气顶升机构3的气囊31位于定型箱2内，气管32穿过基座1和定型箱2底部与气囊31底部连通，下压机构4的推压板42垂直朝下与定型箱2上端的箱口对应。使用时，从针织袋5的袋口逐次向针织袋5内填充棉花，下压机构4进行下压，真空机22抽气，在定型箱2的限制下定型形成棉花块，在弹性带52回弹时使包覆边51翻转，包覆边51翻转后覆盖在封口板6上侧面，使包覆边51和封口板6上的魔术贴7相互粘连形成封包，对松散的棉花进行压缩并自动包装形成统一形状的封包，包装效率高，有利于运输时车辆装载更多的棉花，提高物流效率。
35.优选地方案中，所述基座1包括基板上侧面连接的基台，位于基台一角设置的通孔与基台中心孔连通，气管32穿过通孔和中心孔。使用时，基座1用于承载定型箱2及包装过程
中压缩棉花的承载体，气管32穿过基台中心孔和通孔伸出至基台外，有利于对定型箱2内的气囊31进行限位。
36.优选地方案中，所述定型箱2为上端开口的矩形中空箱体，位于矩形中空箱体下端各侧分别设置有真空网孔21与真空机22连通。使用时，定型箱2用于棉花压缩过程中对其进行定型，真空网孔21为致密的网孔结构，避免在真空机22抽气时裹挟棉絮。
37.优选地方案中，所述充气顶升机构3包括气囊31底部连通的气管32，以及位于气囊31上端罩设的顶升板33，气管32另一端与空压机34连接；气管32上设置有三通电磁阀35。使用时，通过空压机34向气囊31内冲入压缩空气，使气囊31膨胀过程中向上驱动顶升板33运动，从而顶升包装后的封包。
38.优选地，在封包顶升出定型箱2的箱口并被转移后，三通电磁阀35的排气侧打开，将气囊31内的压缩气体排出。
39.优选地方案中，所述下压机构4包括多级伺服电动缸41连接的推压板42，多级伺服电动缸41的固定端固定于机架43上，机架43的支腿固定于基座1的基板上。使用时，多级伺服电动缸41的中间伸缩节和末端伸缩节相互伸缩时驱动推压板42向下运动或向上运动，中间伸缩节和末端伸缩节还可以单独伸缩。
40.优选地，多级伺服电动缸41的型号为sjdg16-a-0.42kn-2500mm-800mm/s，通过伺服控制单元单独控制或同步各伸缩节的伸缩量。
41.优选地方案中，所述多级伺服电动缸41的末节伸缩节的腔体内设置吸气缸44，吸气缸44的吸气伸缩端伸缩时伸出末节伸缩节外或缩进末节伸缩节内。使用时，位于多级伺服电动缸41前端的末节伸缩节空腔，位于空腔内设置吸气缸44，吸气缸44与伺服控制单元电性连接，通过伺服控制单元控制吸气缸44吸气和其伸缩端伸缩，其目的在于，使吸气缸44吸附封口板6的同时，还能够伸缩，同时还能够调整封口板6与推压板42之间的间隔距离，使其满足包覆边51翻折时的空间，并使得推压板42不与弹性带52翻折时产生干涉。
42.优选地方案中，还包括针织袋5和封口板6，针织袋5为致密网孔的布袋，四个包覆边51分布于袋口四周与其柔性软连接；封口板6为硬质光板，下压机构4的吸气缸44吸附封口板6。使用时，致密网孔的针织袋5用于填充棉花，避免棉絮从网孔中露出，位于针织袋5的袋口连接的包覆边51采用布匹制作，与针织袋5的袋口边沿柔性连接，减小包覆边51翻折时的阻力；封口板6为光板，有利于与吸气缸44的吸气口接触更紧密，避免吸附时泄气。
43.优选地，封口板6为硬质结构，有利于在形成封包后，对针织袋5的袋口处进行定型。
44.优选地方案中，所述包覆边51的侧沿设置弹性带52，弹性带52与释放缸53的伸缩端钩连，释放缸53与定型箱2连接。使用时，在针织袋5填充棉花并压缩的过程中，针织袋5内棉花体积逐渐增大，弹性带52在释放缸53的伸缩端限制下，逐渐被拉伸，进一步提高了弹性带52的张拉力，从而形成更大的回弹势能。
45.优选地，弹性带52的质量大于包覆边51的质量，有利于弹性带52回弹时带动包覆边51向定型箱2内侧翻转。
46.优选地，弹性带52与释放缸53的伸缩端钩连的带体段内，填充配重块，利用配重块的惯性使包覆边51翻折。
47.优选地，弹性带52与释放缸53伸缩端钩连的钩连点与包覆边51的柔性连接点成倾
角，有利于包覆边51向定型箱2内侧翻转。
48.优选地方案中，所述包覆边51的内侧面和封口板6上侧面四周设置有魔术贴7。使用时，当针织袋5内的棉花填充满并压缩后，由封口板6与棉花形成抵触压紧，在包覆边51翻转后与封口板6贴附时，使包覆边51和封口板6上的魔术贴7相互粘结，从而形成自动封口，并利用封口板6对针织袋5的袋口进行定型。
49.优选地方案中，如上所述的基于真空压缩和自动封口的物流包装设备的包装及封口方法，它包括如下步骤：s1，套袋，针织袋5放入定型箱2内，弹性带52与释放缸53的伸缩端钩连；此步骤中，气囊31处于未充气状态，吸气缸44的吸气口吸附封口板6的中部，且吸气缸44的伸缩端回缩至多级伺服电动缸41的末节伸缩节内，使封口板6与推压板42贴合；s2，装棉，将棉花从针织袋5的袋口处放入针织袋5内，直至棉花堆积至袋口；s3，下压，多级伺服电动缸41的中部伸缩节伸展驱动末节伸缩节向下运动，推动推压板42和封口板6向下运动将针织袋5上部松散的棉花向下压至针织袋5底部；s4，抽真空，真空机22启动，对定型箱2内进行抽气，在下压机构4的推压作用下，使针织袋5内的棉花进一步被压缩；此步骤中，被压缩的棉花内的空气含量大幅度减少，在定型箱2的限制下定型形成棉花块；s5，复位，多级伺服电动缸41的中部伸缩节回缩拉动末节伸缩节带动推压板42和封口板6向上运动复位；此步骤中，真空机22仍处于抽吸状态对棉花块形成抽吸作用力，当封口板6脱离棉花时，第一次被定型的棉花块会有小幅度回弹；s6，再次装棉，多次重复s2~s5，直至最后一次装填的棉花被压缩后，封口板6位于定型箱2的开口端不再向下运动；在此过程中，棉花逐渐被压缩的同时，针织袋5内的容积逐渐达到上限，弹性带52被吸气缸44的伸缩端限制进一步束紧，形成弹性势能；s7，形成回弹空间，多级伺服电动缸41的中部伸缩节回缩，末节伸缩节伸展，中部伸缩节的回缩量和回缩速度与末节伸缩节伸展量和伸展速度保持一致；此步骤中，推压板42和封口板6之间的间隔逐渐增大，当两者之间的间隔距离达到设定距离时形成回弹空间，多级伺服电动缸41停止；s8，释放并封口，释放缸53的伸缩端回缩，解除对弹性带52的束缚，弹性带52回弹时带动包覆边51翻转，包覆边51翻转后，覆盖在封口板6上侧面边沿，使包覆边51和封口板6上的魔术贴7相互粘连，形成封包；s9，解除吸附并复位，吸气缸44停止吸气，解除对封口板6的吸附，同时下压机构4的各伸缩节复位，真空机22停止；s10，顶升转移，空压机34启动，向气囊31内充气，气囊31充气时逐渐向上推动顶升板33，位于顶升板33上的封包被顶升至定型箱2的箱口，再对封包进行转移。
50.上述方法操作简单方便，利用真空抽气结合推压板42推压，在定型箱2的限制下形成具有同一规格形状的封包，并自动封口，提高了同一车辆运输时的运输量，有利于提高棉花在物流包装、运输过程中的效率。
51.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本技术中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方
案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。