一种托盘自动包装设备及其抓取结构的制作方法

1.本技术涉及蛋糕托盘包装设备的技术领域，尤其是涉及一种托盘自动包装设备及其抓取结构。


背景技术：

2.在购买生日蛋糕时，往往会随蛋糕附赠刀叉和蛋糕盘（简称托盘），而这些托盘、刀和叉是一同包装的。而对这些托盘、刀和叉一同包装的设备为自动包装机。
3.在进行蛋糕托盘、刀和叉的一同包装分有两种设备：一种设备是简易的自动包装机，仅有传送部分和自动包装部分，需要工人将一定数量的托盘、刀和叉一同放在传送带上，随着传动带的传送进行一同包装；另一种设备更加自动化，将成摞的托盘放在托盘框内，有相应的机械抓手对托盘框内的托盘进行吸取并放在传送带上，通过传送带的传送将指定数量的托盘进行叠放，另一侧有用于抓取指定数量叉子的机械抓手将叉子放在托盘上，同样的也会机械抓手对刀进行抓取放在托盘上，随后一同随着传送带运送包装。
4.在具有机械手对托盘进行抓取的设备上，由于机械手需要将托盘从托盘框内抓取再放在传送带上，机械手一个反复行程只能进行一次抓取操作，抓取效率较低，且由于传送带上的托盘需要运送叠放才能够进行刀叉的放置，因此刀叉放置工序需要等待托盘的叠放工序完成，而托盘的抓取效率则直接影响整个设备的运作效率。
5.为解决上述问题，可以通过多增加一个机械手来实现，但是额外增加的抓手若单独控制还需要考虑到成本问题。且机械手在托盘框处需要伸入到托盘框内才能够对托盘进行吸取，如何在不额外引用驱动装置的前提下实现多机械手反复抓取运动还能够实现在托盘框处间歇暂停抓取是有一个设计难点，而解决上述问题则能够明显的提高托盘包装设备的工作效率。


技术实现要素：

6.本技术发明提出的目的是为了改善托盘包装设备对托盘的抓取效率较低的缺陷。
7.本技术提供的一种抓取结构采用如下技术方案：一种抓取结构，包括固定板、支架板和调节杆；所述固定板固设在设备底座上；所述固定板侧壁水平开设有滑移槽；所述支架板水平设置与所述滑移槽内壁抵接滑移；所述支架板上表面两端部分设置有安装柱；所述安装柱顶部安装有具有负压吸附能力的吸盘；所述支架板侧壁固设有挡板；所述调节杆架设在设备底座上且位于所述支架板背对所述固定板的一侧；所述调节杆水平设置且轴线平行于所述支架板的滑移方向；所述调节杆有一侧部分为反复丝杠；
所述调节杆的反复丝杠上滑移连接有第一挡块；所述第一挡块的一部分位于所述调节杆的反复丝杠螺纹槽内滑移；所述调节杆另一部分滑移连接有第二挡块；所述第二挡块与所述第一挡块之间固定连接有连接杆；所述调节杆沿自身轴线开设有供所述第二挡块位于其中滑移的滑槽；所述挡板位于所述第一挡块和所述第二挡块之间的位置；设备设置有两个抓取工位和一个传送工位，其中传送工位位于两个抓取工位之间，其中一个所述吸盘位于抓取工位时，另一个所述吸盘位于传送工位上。
8.通过采用上述技术方案，调节杆转动时，带动第一挡块和第二挡块一同移动，使得第一挡块与挡板抵接，带动支架板向一侧的抓取工位移动，其中一个吸盘位于抓取工位下方时，吸盘对托盘进行吸取，随着调节杆的转动，反向丝杆使得第一挡块和第二挡块复位移动，在第二挡块与挡板抵接后带动支架板向另一个抓取工位移动，吸取有托盘的吸盘位于传送工位时放下托盘，此时另一个吸盘位于另一个抓取工位并通过吸盘对托盘进行吸取，如此反复运动实现协调板的每次运动都会向传送工位上运送托盘，明显的提高了托盘向传送工位移动的效率，且仅通过一个驱动元件即可实现。
9.可选的，所述固定板位于所述支架板下方的位置竖直滑移连接有间歇板；所述间歇板底部固设有间歇弹簧；所述间歇弹簧底端与设备底座固定连接；所述间歇弹簧为压簧；所述间歇板上表面两端位置开设有导向槽；所述导向槽到所述间歇板上表面中间位置为向上倾斜设置；所述支架板底部固设有下表面为圆弧突起状的抵接板；所述抵接板与所述导向槽内壁抵紧；所述抵接板位于所述导向槽两端位置时，所述吸盘分别位于抓取工位和传送工位的位置。
10.通过采用上述技术方案，在第一挡块或第二挡块带动挡板移动到抵接板经过导向槽的中点后，间歇板在间歇弹簧的作用下向上移动，进而通过抵接关系带动支架板先与第一挡块滑移到端部，随后第一挡块移动到螺纹末端并返回到第一挡块或第二挡块与挡板抵接的时间为吸盘在工位停顿的间歇时间，该间歇时间用于稳定的完成对托盘的吸取和放下，该结构设计使得吸盘每次移动到工位处均具有停顿的间歇时间，实现了双工位反复运动还兼顾工位停歇的功能，且不需要额外引用驱动元件来实现，提高了对托盘高效稳定的抓取和放置的效率。
11.可选的，设备底座位于固定板两侧上方的位置转动架设有驱动轴；所述安装柱上表面开设有滑槽并滑移连接有提升板；所述提升板底部固设有拉簧；所述拉簧底端与所述安装柱滑槽内底壁固定连接；所述吸盘安装在所述提升板顶部；所述提升板朝向所述驱动轴的侧壁布有齿纹；所述驱动轴正对提升板的位置固设有与齿纹啮合的调节齿轮。
12.通过采用上述技术方案，在吸盘移动到抓取工位处时，调节齿轮同时与提升板的齿纹啮合，进而通过转动带动提升板上移，使吸盘上移到与托盘抵接对托盘吸取，有效的利用间歇时间提高对托盘吸取的效率和稳定性。
13.可选的，所述调节齿轮仅部分周向侧壁分布有齿。
14.通过采用上述技术方案，在调节齿轮将提升板提升到与托盘抵接并吸取后转动到无齿的部分与提升板正对，提升板在拉簧的作用下复位，进而将托盘从抓取工位上取下。
15.可选的，所述驱动轴与所述调节杆通过链条和锥齿轮连接进行协同转动；所述驱动轴由电机驱动。
16.通过采用上述技术方案，电机驱动驱动轴转动，进而他通过链条和锥齿轮的连接关系带动调节杆一同转动，实现驱动轴和调节杆的联动，同时还实现对托盘的提升抓取和双工位间歇移动的功能。
17.可选的，所述挡板数量为两个且距离相邻所述安装柱的距离相同。
18.通过采用上述技术方案，挡板的数量设计能够有效的通过实际情况对挡板距离安装柱的距离进行调节，进而对支架板的间歇停顿时间进行控制。
19.本技术还提供一种托盘自动包装设备：一种托盘自动包装设备，包括抓取结构：设备底座上架设有多个水平设置的传送辊，传送棍通过电机驱动；设备内顶壁在所述传送棍两侧的抓取工位位置上安装有托盘框；所述托盘框内竖直排列放置有多列托盘；所述托盘框底部固设有多个用于承托托盘的托板；两个所述托盘框盛放托盘的位置相对；抓取结构数量与所述推盘框内托列数相同，且所述吸盘能够移动到所述推盘框内的托盘正下方位置；所述传送辊之间的距离供所述安装柱通过；将所述传送辊架起的架体上固设有导向板；所述提升板侧壁固设有导向杆；所述导向板到中间向上倾斜设置；所述提升板经过所述传送辊区域时先与所述导向板上表面抵接；所述导向板中段开设有供所述导向杆通过的下降槽；所述吸盘进入所述传送辊区域时，顶端位于所述传送棍上表面上方；所述导向杆与所述导向板分离时，所述吸盘位于所述传送辊上表面下方。
20.通过采用上述技术方案，支架板上的两个吸盘在每次停顿后能够实现对托盘框内的托盘的抓取和将已抓取的托盘在传送辊上放置，有效的提高了将托盘移动到传送辊上的效率，且传送辊的设计不会对吸盘的通过进行干涉，在每次经过传送辊区域前，导向杆与导向板抵接后上移，使得托盘进入传送辊区域时位于从传送辊上方，在导向杆经过下降槽时提升板复位，进而将托盘放置在传送辊上，而导向杆与导向板下表面抵接时会将提升板向下压，不影响托盘的经过，整体设计上更加合理，稳定而有效的提高了托盘传送和后续叠放的效率，进而加快蛋糕托盘、刀和叉一同包装的效率。
21.可选的，位于所述固定板之间的所述传送辊抵接有同一个传送带。
22.通过采用上述技术方案，传送带的设计在不影响吸盘通过和托盘放置的基础上提高了运送托盘的稳定性。
23.可选的，两个相邻固定板之间的距离不小于两个托盘的直径。
24.通过采用上述技术方案，能够加快传送辊的传送速度，使得每次托盘的放置都会放置在传送辊上现有的托盘之间的空位上，而传送辊的传送速度加快会直观的提高托盘后续叠放的效率，进而提高了蛋糕托盘、刀和叉一同包装的效率。
25.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.调节杆转动带动第一挡块和第二挡块一同移动，在与挡板抵接时带动支架板移动，在抵接板经过两个导向槽的中间位置后，间歇板在间歇弹簧的作用下复位，同时通过抵接关系使吸盘先位于托盘下方，第一挡块继续移动随后反向移动，在第二挡块与挡板抵接后继续带动支架板随第二挡块移动，结合两个托盘实现了双工位反复运动，还巧妙的实现了吸盘在工位上的间歇停留，提高了托盘抓取的效率；2.支架板停顿后，位于托盘下的提升板的齿纹与调节齿轮啮合，调节齿轮带动提升板上移到吸盘与托盘抵接吸附，随后调节齿轮转动到与提升板分离，提升板复位，将托盘向下取出，提高了托盘抓取的效率；3.驱动杆和调节杆由同一个电机驱动转动，在实现双工位反复运动且实现在工位的间歇功能上不额外引用新的结构，在节约设计成本的基础上实现了托盘抓取运送效率的提升；4.提升板在移动到传送辊区域前，导向杆与导向板抵接使得提升板上移，进而使得吸盘上的托盘位于从传送辊上方，继续移动后导向杆从下降槽与导向板分离，提升板复位并将托盘留在传送辊上，提高了将托盘放在传送辊上的稳定性。
附图说明
26.图1是本技术实施例的结构示意图；图2是为显示反复组件的局部爆炸图；图3是为显示提升组件的局部剖视图；图4是为显示抬升组件的局部爆炸图。
27.图中，1、固定板；11；滑移槽；12、夹板；2、支架板；21、安装柱；22、拉簧；23、吸盘；24、挡板；25、提升板；3、反复组件；31、调节杆；32、第一挡块；321、连接杆；33、第二挡块；4、间歇组件；41、间歇板；411、导向槽；42、间歇弹簧；43、抵接板；5、提升组件；51、调节齿轮；52、齿纹；6、驱动轴；61、主动轮；62、从动轮；63、皮带；64、主锥齿轮；65、副锥齿轮；7、托盘框；71、托板；8、传送辊；81、传送带；9、抬升组件；91、导向板；911、下降槽；92、导向杆。
具体实施方式
28.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
29.本技术实施例公开一种托盘自动包装设备及其抓取结构。
30.参考图1和图2，托盘自动包装设备及其抓取结构包括设备底座和抓取结构，抓取结构在设备底座上并排分布有多个，设备中间部分为传送托盘用的传送工位，传送工位两侧为放置托盘的抓取工位，抓取结构用于将托盘从两侧的抓取工位抓取到传送工位上。
31.设备壳体内顶壁在抓取工位上设置有托盘框7，托盘框7供多个托盘竖直叠放并沿着传送工位的传送方向成列放置，托盘框7底部固设有多个对托盘底部进行承托的托板71。两个托盘框7的放置托盘的位置相对，且与抓取结构位置相对。传送工位包括多个传送辊8，传送辊8转动架设在设备底座上，传送辊8水平设置，在相邻的抓取结构之间，传送辊8数量为多个，位于相邻抓取工位之间的传送辊8抵接有同一个传送带81，且由同一个架体架起转动，对传送辊8架起的架体不会对抓取结构的运作进行干涉。传送辊8之间的距离也足以抓取结构通过。
32.参考图2和图3，抓取结构包括固定板1。固定板1固设在设备底座上，固定板1的侧壁水平开设有滑移槽11，固定板1安装有支架板2，支架板2与滑移槽11内壁抵接并在托盘框7放置托盘的相对的位置之间滑移。支架板2上表面两端固设有安装柱21，安装柱21上表面开设有滑槽，安装柱21的滑槽内滑移连接有提升板25，提升板25顶端安装有吸盘23，安装柱21的滑槽内底壁还固设有拉簧22，拉簧22顶端与提升板25底端固定连接，拉簧22处于自然状态时，吸盘23位于托盘框7下表面所在平面下方，提升板25部分后，吸盘23能够伸入到托盘框7内与托盘抵接。吸盘23底部通过管道与负压泵连通。
33.支架板2移动到两端的位置时，其中一个吸盘23位于托盘框7正下方，另一个吸盘23位于传送辊8正下方。设备底座设置有使支架板2在两个托盘框7支架反复运动的反复组件3，固定板1设置有使支架板2在两端位置停顿一段时间的间歇组件4；设备底座还设置有使停顿在托盘框7下方的提升板25上升的提升组件5；传送辊8的支架设置有使提升板25位于从传送辊8区域前上升到吸盘23位于传送辊8上方，并在传送辊8区域复位的抬升组件9。
34.反复组件3带动支架板2移动，在其中一个吸盘23移动到托盘框7下方时，通过间歇组件4使支架板2停顿，此时通过提升组件5使提升板25上移到吸盘23与托盘抵接，通过吸盘23对托盘吸附后提升板25复位将托盘取出，反复组件3使支架继续移动，在另一个吸盘23移动到托盘框7下方的过程中，通过抬升组件9使吸有托盘的吸盘23上升到传送辊8上方，经过从传送辊8区域时复位，进而将托盘放在传送带81上，此时另一个吸盘23位于另一侧的托盘框7下方吸取新的托盘，如此反复运动，在每次以移动的过程中均会对一个托盘进行区域，将一个托盘放在传送带81上。有效的提高了托盘的抓取效率，进而提高托盘叠放和后续与刀叉一同包装的效率。
35.参考图2，反复组件3包括调节杆31、第一挡块32和第二挡块33。调节杆31水平设置且轴线平行与支架板2的运动方向。调节杆31一部分为反复丝杠，第一挡块32与调节杆31的反复丝杠部分滑移连接且部分与螺纹槽抵接滑移。第二挡块33与调节杆31非反复丝杠部分滑移连接，第一挡块32和第二挡块33之间固定连接有连接杆321，调节杆31侧壁沿自身轴线方向开设有供第二挡块33一部分抵接在内的滑槽。调节杆31转动架设在设备底座上。支架板2侧壁固设有两个挡板24，两个挡板24距离相邻安装柱21的距离相同，两个挡板24均位于第一挡块32和第二挡块33的滑移路径上且位于第一挡块32和第二挡块33之间。
36.间歇组件4包括间歇板41、间歇弹簧42和抵接板43。固定板1与滑移槽11同一侧的侧壁在滑移槽11下方竖直开设有多个滑槽，间歇板41在固定板1上与固定板1的滑槽抵接滑移，间歇弹簧42固设在间歇板41底端，间歇弹簧42的底端与设备底座固定连接，间歇弹簧42为压簧。间歇板41上表面两端的位置开设有导向槽411，导向槽411靠近间歇板41中间的位置上逐渐向上倾斜设置，该位置同样为间歇板41上表面的中间位置。支架板2底部中间位置
固设有下表面为圆弧突起的抵接板43，抵接板43恒与导向槽411抵接。
37.第一挡块32或第二挡块33与挡板24抵接到抵接板43位于两个导向槽411中间的位置时，第一挡块32均未位于螺纹的末端位置。
38.在第一挡块32与挡板24抵接到抵接板43经过间歇板41上表面的中间位置后，间歇弹簧42使间歇板41复位，进而使支架板2快速到达滑移槽11端点处，挡板24与第一挡块32分离。随后第一挡块32仍继续移动到螺纹末端后返回，之后第二挡块33与挡板24抵接带动支架板2向滑移槽11另一端移动。同样的，在抵接板43经过间歇板41上表面中点后快速移动到滑移槽11端点处，挡板24与第二挡块33分离，第一挡块32继续移动到螺纹末端后返回，直到重新与挡板24接触。如此实现对托盘的双工位抓取和放置，也实现了反复运动过程中的间歇停顿。
39.参考图3，设备底座位于托盘框7下方的位置转动架设有驱动轴6，驱动轴6水平设置，驱动轴6由电机驱动。设备底座固设有对间歇板41和支架板2背对固定板1的侧壁抵接的夹板12。驱动轴6对应每个夹板12的位置固设有主动轮61，夹板12转动连接有从动轮62，从动轮62和主动轮61之间套设有拉紧的皮带63。从动轮62的转动轴固设有主锥齿轮64，调节轴的端部固设有用于主锥齿轮64啮合的副锥齿轮65，使得调节轴随着驱动轴6的转动而转动，共用一个电机驱动。
40.提升组件5包括调节齿轮51和齿纹52。调节齿轮51固设在驱动轴6正对提升板25的位置上，调节齿轮51的齿仅分布在自身周向侧壁的一部分。齿纹52分布在提升板25正对调节齿轮51的侧壁上，调节齿轮51能够与复位的提升板25的齿纹52啮合并带动提升板25上移到吸盘23于托盘抵接。支架板2移动到滑移槽11两端位置的间歇时间仅够调节齿轮51转动一圈。
41.在支架板2移动到滑移槽11两端位置时，调节齿轮51转动并与齿纹52啮合带动提升板25上移到与托盘抵接并对托盘吸附，在调节齿轮51与齿纹52分离后，提升板25复位并将托盘取出，随后随着支架板2移动，通过驱动轴6的转动控制调节齿轮51转动且控制调节杆31转动控制支架板2反复运动，还是实现了反复间歇运动和间歇时间的提升板25举升，有效的提高了设备自动化水平，也提高了托盘抓取的效率，进而提高了托盘与刀叉一同包装的效率。
42.参考图4，抬升组件9包括导向板91和导向杆92，导向板91固设在架设传动辊的架体侧壁上，导向板91平行与固定板1设置，导向板91两端向外延伸到导向辊两端面之外，导向板91由两端到自身中间部分为向上倾斜设置。导向杆92固设在提升板25侧壁上，提升板25复位时，导向杆92底端位于导向板91最低端所在平面上方；导向杆92与导向板91抵接到吸盘23未经过传送辊8区域时，吸盘23位于传送辊8上方。导向板91中间位置开设有供导向杆92通过的下降槽911。
43.支架板2移动的过程中，位于吸附有托盘的吸盘23下方的导向杆92移动到与导向板91上表面抵接，使得提升板25上移，使得吸盘23从传送辊8上方进入传送辊8区域，在导向杆92经过下降槽911时提升板25复位，吸盘23失去吸力，将托盘留在传送带81上。导向杆92继续移动后与导向板91底端抵接并使提升板25将拉簧22下压通过导向板91下方区域。有效的提高了将托盘放在传送带81上的效率和稳定性。
44.参考图1和图2，每两个传送辊8的距离供单个托盘稳定放置，也供安装柱21通过。
而相邻支架板2之间的传送辊8均被同一个传送带81包围，提高了托盘传送的稳定性。其中，相邻两个支架板2之间的距离不小于两个托盘的直径。进而能够加快传送辊8的传送速度，使得每次托盘的放置都会放置在传送辊8上现有的托盘之间的空位上，而传送辊8的传送速度加快会直观的提高托盘后续叠放的效率，进而提高了蛋糕托盘、刀和叉一同包装的效率。
45.本技术实施例一种托盘自动包装设备及其抓取结构的实施原理为：驱动轴6带动调节轴转动，随着调节轴的转动带动第一挡块32和第二挡块33移动，在移动到与挡板24抵接后带动支架板2移动，在抵接板43经过间歇板41中间位置后在间歇弹簧42和导向槽411的作用下使支架板2移动到滑移槽11端部，挡板24与相应的挡块分离，第一挡块32和第二挡块33继续移动，此时驱动轴6带动调节齿轮51转动到与齿纹52啮合并带动提升板25上移，吸盘23与托盘抵接并对吸盘23吸附，调节齿轮51转动到与齿纹52分离后提升板25复位，吸盘23将托盘取出。而该过程中第一挡块32和第二挡块33仍继续运动，在第一挡块32移动到螺纹末端并返回到挡板24被抵接后，挡板24随第一挡块32向另一端移动，而吸附有托盘的吸盘23在导向杆92与导向板91抵接后上升到传送辊8上方，并在经过下降槽911时将托盘放在传送带81上，此时另一个吸盘23进行对另一侧托盘框7内的托盘的抓取，通过一个驱动元件实现托盘的双工位抓取反复间歇移动，有效的提高了托盘抓取的效率，进而提高了托盘与刀叉一同包装的效率。
46.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。