一种节庆苹果礼盒自动包装装置

技术领域

本发明属于自动机械设备领域，具体涉及一种节庆苹果礼盒自动包装装置。

背景技术

内受西方文化的影响，现在越来越多的人开始流行过圣诞节，同时也有了咱们自己过圣诞节的方式，比如人们以相互赠送苹果，以寓意“平平安安”，使得纸质礼盒的使用范围也在不断变广，在多种具有特殊意义的节日中开始礼盒包装礼物。随着生活水平的不断提高，人们不再只满足于商品的质量，对商品的外表包装也更加注重。由此催生出了多种苹果包装产业，同时网上也出现了大量的售卖苹果的任务，商家工作强度大，而售卖苹果礼盒的也大多是紧随时代，能够看到创业机会的个体户或小型创业公司，他们一般缺少足够的劳动力并且没有足够的时间和资金去雇佣和培训员工，其对可替代的人力的机器需求程度可想而知。

目前市场上只有成箱包装苹果的设备，包装成品笨重且缺乏美观性，所以急需一种能够完成对单个苹果进行自动包装的设备。

发明内容

为了解决上述现有的苹果包装设备存在无法对单个苹果自动进行装盒包装等问题，本发明提供了一种节庆苹果礼盒自动包装装置，具体方案如下：

一种节庆苹果礼盒自动包装装置，包括本体，所述本体包括框架、设于所述框架内的安装板、设于所述安装板上的机械部分以及与所述机械部分电连接的控制部分，所述机械部分包括环形工位分度传动机构、设于所述环形工位分度传动机构下方的盒底折扣机构以及设于所述环形工位分度传动机构上方的盒顶叉合机构；所述环形工位分度传动机构包括若干竖直固定于所述安装板上的固定机架，所述固定机架上均设有上夹块和下夹块，所述上夹块和所述下夹块上均设有旋转组件，所述旋转组件边缘设有若干沿圆周均匀分布的置盒槽，所述安装板上位于所述下夹块上设置的所述旋转组件的下方设有底部挡板，所述底部挡板的边缘开设有第一工位和第二工位，所述第一工位的投影面积大于或等于所述置盒槽的投影面积，所述第二工位的投影面积小于所述置盒槽的投影面积；所述盒底折扣机构包括设于所述底部挡板下方的第一扣合机构和第二扣合机构，所述第一扣合机构包括固定于所述安装板上且与所述第一工位位置对应的两组丝杆组件，所述第二扣合机构包括固定于所述安装板上且与所述第二工位位置对应的舵机和与所述舵机连接的扣合板，所述扣合板上远离所述舵机的一端竖直向上翻折；所述盒顶叉合机构包括竖直固定于所述安装板上的固定立架，所述固定立架上设有水平布置的横杆，所述横杆上设有叉合组件，所述横杆上相对于安装所述叉合组件的另一侧设有收紧组件，所述收紧组件包括由固定连接件连接的第一杆组和第二杆组；所述第一杆组经过弯折，所述第一杆组由远离固定连接件的一端至连接固定连接件的一端曲率逐渐减小；所述第二杆组沿所述旋转组件边缘的切向方向布置，所述第一杆组和所述第二杆组形成一个自远离固定连接件的一端至连接固定连接件的一端逐渐收拢的轨道形结构。

进一步地，所述旋转组件包括固定紧箍和设于所述固定紧箍内的上旋转板和下旋转板，固定于所述上夹块的上旋转板和固定于所述下夹块的下旋转板之间通过连接杆固定连接，所述下旋转板连接有用于驱动所述下旋转板的第一步进电机；若干所述置盒槽均匀开设在所述上旋转板和下旋转板的边缘，所述置盒槽靠近所述固定紧箍的一侧设置开放式开口，利用置盒槽和固定紧箍的作用来限制包装盒。

进一步地，两组所述丝杆组件均包括第二步进电机、由第二步进电机带动的第二丝杆以及通过丝杆螺母副设于所述第二丝杆上的推板。

进一步地，所述叉合组件包括竖直的第一固定板，所述第一固定板的上端设有第三步进电机，所述第三步进电机下方连接有竖直布置的第一丝杆，所述第一丝杆的底部固定连接有水平布置的第二固定板；所述第一丝杆上套设有可以沿所述第一丝杆上下滑动的横板，所述第一丝杆的两侧对称设有两根倾斜布置且固定于所述横板两端的活动连接杆；所述第二固定板上通过滑筒设有两根倾斜布置的夹紧杆，两根所述夹紧杆的交点位于所述第二固定板的下方，所述夹紧杆能够沿所述滑筒滑动，两根所述夹紧杆的位置相对于所述第一固定板左右对称；位于所述第一固定板同一侧的活动连接杆和夹紧杆的上端铰接，所述活动连接杆和所述夹紧杆能够以铰接处为圆心相对转动。

进一步地，两根所述夹紧杆相交的一端均设有夹紧件，当纸盒位于叉合组件内时，所述夹紧件的下极限位置低于纸盒侧面的上边缘。

进一步地，所述本体还包括设于所述环形工位分度转动机构一侧的包装盒进给机构，所述包装盒进给机构包括固定于所述安装板上的固定框架，所述固定框架内设有第四步进电机和若干水平布置的滑杆，所述滑杆上贯穿设有压板，所述压板能够沿所述滑杆滑动；所述压板的一侧设有弹簧，所述压板的另一侧设有用于转移包装盒的吸盘，所述吸盘通过运送支架设于所述固定框架内，所述运送支架通过同步带与所述步进电机连接使得所述运送支架能够沿所述滑杆作往复运动。

进一步地，所述吸盘通过气路管道连接有气泵，用于控制吸盘抓取展开的包装盒纸。

进一步地，所述本体还包括设于所述环形工位分度传动机构上方的苹果进给机构，所述苹果进给机构包括固定于所述框架上且倾斜布置槽体，所述槽体的底面自最低端至最高端依次设有出料口和旋转叶轮，所述出料口位于所述置盒槽的垂直上方，所述旋转叶轮连接有第五步进电机。

进一步地，所述槽体的宽度为40-70mm，所述槽体的底面与水平面的夹角为15°-30°，所述旋转叶轮的叶片数量为3-6个。

进一步地，所述控制部分包括单片机主控模块、电源驱动模块和电机驱动模块，所述单片机主控模块用于控制步进电机的间歇运动、转动方向以及舵机的转动，所述电源驱动模块用于为整个系统各个装置提供不同的电压，所述电机驱动模块用于驱动步进电机和舵机。

本发明的有益效果在于：本发明提出的一种节庆苹果礼盒自动包装装置，利用设有若干沿圆周均匀分布的置盒槽的旋转组件将纸盒转移至各个工位上自动地完成礼盒的运送、苹果的运送、装苹果、折盒顶、折盒底等步骤，极大地提高了对单个苹果进行自动包装的效率，节约时间，提高生产效率，节省了大量人力的同时足够应对市场需求；而且本发明操作简单，非常适用于中小型企业，易于推广。

附图说明

图1.本发明实施例1的结构示意图，

图2.本发明实施例1的环形工位分度传动机构的结构示意图，

图3.本发明实施例1的底部挡板结构示意图，

图4.本发明实施例1的底部挡板结构俯视图，

图5.本发明实施例1的第一折扣机构的结构示意图，

图6.本发明实施例1的第二折扣机构的结构示意图，

图7.本发明实施例1的盒顶插合机构的结构主视图，

图8.本发明实施例1的盒顶车机构的结构俯视图，

图9.苹果包装盒的展开结构示意图，

图10.本发明实施例2的结构示意图，

图11.本发明实施例2的包装盒进给机构的结构示意图，

图12.本发明实施例2的苹果进给机构的结构示意图。

附图序号及名称：1、框架，2、安装板，3、环形工位分度传动机构，301、上旋转板，302、下旋转板，303、连接杆，304、固定紧箍，305、固定机架，306、上夹块，307、下夹块，308、置盒槽，309、底部挡板，310、第一工位，311、侧板，312、第二工位，4、盒顶叉合机构，401、固定立架，402、横杆，403、第三步进电机，404、第一固定板，405、第一丝杆，406、活动连接杆，407、第二固定板，408、夹紧杆，409、滑筒，410、第一杆组，411、第二杆组，501、第一扣合机构，5011、推板，5012、丝杆螺母副，5013、第二丝杆，502、第二扣合机构，5021、扣合板，5022、舵机，6、苹果进给机构，601、槽体，602、旋转叶轮，603、出料口，7、包装盒进给机构，701、固定框架，702、滑杆，703、压板，704、吸盘，705、挡片，8、苹果包装盒，801、短耳片，802、长耳片，803、第一耳扣，804、第二耳扣，805、第三耳扣，806、第四耳扣。

具体实施方式

为详细说明本发明之技术内容、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。

实施例1

请参阅图1和图2所示，本发明提供一种节庆苹果礼盒自动包装装置，包括本体，本体包括框架1、设于框架1内的安装板2、设于安装板2上的机械部分以及与机械部分电连接的控制部分，机械部分包括环形工位分度传动机构3、设于环形工位分度传动机构3下方的盒底折扣机构以及设于环形工位分度传动机构3上方的盒顶叉合机构4。

环形工位分度传动机构3包括若干竖直固定于安装板上的固定机架305，固定机架305上均设有上夹块306和下夹块307，上夹块306和下夹块307上均设有旋转组件，旋转组件包括固定紧箍304和设于固定紧箍内的旋转板301和302，固定于上夹块的上旋转板301和固定于下夹块的下旋转板302之间通过连接杆303固定连接，旋转板连接有用于驱动旋转板的第一步进电机，第一步进电机可以驱动两块旋转板301和302同步旋转；旋转组件的边缘设有五个沿圆周均匀分布的置盒槽308，五个置盒槽均匀开设在旋转板边缘，置盒槽308靠近固定紧箍304边缘的一侧设置开放式开口，固定紧箍304的长度大于旋转板周长的五分之三小于旋转板周长的五分之四，从而使得当装着苹果的包装盒随着置物槽308在旋转板上旋转至固定紧箍304的空档处时，纸盒即可以从旋转板上脱离出来。安装板2上位于下夹块307设置的旋转组件的下方设有如图3和图4所示的底部挡板309，底部挡板309的边缘开设有第一工位310和第二工位312；第一工位310的投影面积大于或等于置盒槽308的投影面积，第二工位312的投影宽度小于置盒槽308的投影宽度，第二工位312的投影长度为置盒槽308投影长度的三分之二，第一工位310的右侧向下弯折形成侧板311。

参阅图5和图6所示，盒底折扣机构包括设于底部挡板309下方的第一扣合机构501和第二扣合机构502，第一扣合机构501包括固定于安装板2上且与第一工位310位置对应的两组丝杆组件，第二扣合机构502包括固定于安装板2上且与第二工位312位置对应的舵机5022和与舵机5022连接的扣合板5021，扣合板5021上远离舵机5022的一端竖直向上翻折。两组丝杆组件均包括第二步进电机、由第二步进电机带动的第二丝杆5013以及通过丝杆螺母副5012设于第二丝杆5013上的推板5011。

参阅图7和图8所示，盒顶叉合机构4包括竖直固定于安装板2上的固定立架401，固定立架401上设有水平布置的横杆402，横杆402上设有叉合组件，横杆402上相对于安装叉合组件的另一侧设有收紧组件，收紧组件包括由固定连接件连接的第一杆组410和第二杆组411；第一杆组410经过弯折，第一杆组410由远离固定连接件的一端至连接固定连接件的一端曲率逐渐减小；第二杆组411沿旋转组件边缘的切向方向布置，第一杆组410和第二杆组411形成一个自远离固定连接件的一端至连接固定连接件的一端逐渐收拢的轨道形结构。所述叉合组件包括竖直的第一固定板404，所述第一固定板404的上端设有第三步进电机，所述第三步进电机下方连接有竖直布置的第一丝杆405，所述第一丝杆405的底部固定连接有水平布置的第二固定板407；所述第一丝杆405上套设有可以沿所述第一丝杆405上下滑动的横板，所述第一丝杆405的两侧对称设有两根倾斜布置且固定于所述横板两端的活动连接杆406；所述第二固定板407上通过滑筒409设有两根倾斜布置的夹紧杆408，两根所述夹紧杆408的交点位于所述第二固定板407的下方，所述夹紧杆408能够沿所述滑筒409滑动，两根所述夹紧杆408的位置相对于所述第一固定板404左右对称；位于所述第一固定板404同一侧的活动连接杆406和夹紧杆408的上端铰接，所述活动连接杆406和所述夹紧杆408能够以铰接处为圆心相对转动。

两根夹紧杆408相交的一端均设有夹紧件，当纸盒位于叉合组件内时，夹紧件的下极限位置低于纸盒侧面的上边缘。

结合图9所示的苹果包装盒的展开结构示意图，本发明的各机构的动作步骤如下：

1)首先工作人员在环形工位分度传动机构旋转板的置物槽内放置一个包装盒纸，包装盒在置盒槽的作用下将包装盒纸撑开形成一个方形的纸筒。

2)当位于置物槽中的纸盒运动到对应底部挡板第一工位的位置时，第二步进电机带动丝杆转动，推板在丝杆螺母副的作用下可以做水平方向的往复运动：推板首先向槽口的方向推，依次完成第二耳扣804和第一耳扣803的扣合，然后第一步进电机带动旋转盘逆时针转动，纸盒转向下一个机构，此时第三耳扣805被侧板带起折合，三个已经完成折叠的耳扣由于底部挡板的存在防止纸盒由于韧性回复原状；当纸盒运动至对应底部挡板第二工位的位置时，舵机带动扣合板向上旋转90°，致使所有耳扣向盒内折叠，第一耳扣、第二耳扣和第三耳扣形成一个槽口，第四耳扣806由扣合板压入槽口，之后扣合板旋回，耳扣因为韧性回弹，自动完成相互扣合，此时纸盒的底部折扣完成；然后置物槽带着纸盒继续逆时针旋转。

3)然后工作人员往底部已经折合好的纸盒内放入一个大小适中的苹果，置物槽带着放置有苹果的纸盒继续旋转。

4)当装好苹果的盒子随着第一槽的转动至盒顶叉合机构的下方时，盒顶的两个位于对侧的长耳片802会通过第一杆组和第二杆组构成的轨道，从而受到第一杆组和第二杆组的限位使得两个长耳片802相互弯曲靠拢，达到一个预夹合的状态，当长耳片802到达轨道末端的时候步进电机驱动安装在丝杆上的活动连接杆向下运动，从而带动夹紧杆向下运动将两个长耳片802的两端分别卡入两个短耳片801的狭缝中，使两个长耳片802彻底地折叠收紧从而使盒顶折扣完成。

5)装完苹果且全部折合好的纸盒随着第一槽运动至固定紧箍的空挡处，纸盒即可从旋转盘上脱离。

控制部分包括单片机主控模块、电源驱动模块和电机驱动模块，单片机主控模块用于控制步进电机的间歇运动、转动方向以及舵机的转动，电源驱动模块用于为整个系统每个装置提供不同的电压，电机驱动模块用于驱动步进电机和舵机。本实施例可以自动完成纸盒的底部和顶部折合步骤，一台设备最少只需要两名操作人员完成往置物盒内放置纸盒、往底部折合好的纸盒内放入苹果以及取走装好苹果且封装完毕的纸盒，大大的提高了单个苹果包装的效率，节省了劳动力。

实施例2

请参阅图10所示，实施例2与实施例1的区别在于：本体还包括固定于环形工位分度转动机构3一侧的包装盒进给机构7以及设于环形工位分度传动机构3上方的苹果进给机构6。

如图11所示，苹果进给机构6包括固定于框架1上且倾斜布置槽体601，槽体601的底面自最低端至最高端依次设有出料口603和旋转叶轮602，出料口603位于置盒槽308的上方，旋转叶轮602连接有第五步进电机。槽体的宽度为50m，槽体的底面与水平面的夹角为20°，旋转叶轮的叶片数量为3个。

如图12所示，包装盒进给机构7包括固定于安装板2上的固定框架701，固定框架701内设有第四步进电机和若干水平布置的滑杆702，滑杆702上贯穿设有压板703，压板703能够沿滑杆702滑动；压板703的一侧设有弹簧，压板703的另一侧设有用于转移包装盒的吸盘704，吸盘704通过运送支架设于固定框架701内，运送支架通过同步带与第四步进电机连接使得运送支架能够沿滑杆作往复运动，滑杆前端设有防止包装盒滑落的挡片705。吸盘704通过气路管道连接有气泵。

本实施例的各机构的动作步骤如下：

1)压板在弹簧的作用下压紧放置在固定框架的叠着放着的包装盒纸，滑杆起到给压板导向的作用，吸盘可以沿运送支架做直线往复运动，当吸盘与包装盒接触时吸盘吸气，从而可以吸起包装盒；然后运送支架将包装盒送入置物槽，包装盒在置盒槽的作用下将包装盒纸撑开，然后吸盘放气与包装盒脱离。

2)当位于置物槽中的纸盒运动到对应底部挡板第一工位的位置时，第二步进电机带动丝杆转动，推板在丝杆螺母副的作用下可以做水平方向的往复运动：推板首先向槽口的方向推，依次完成第二耳扣804和第一耳扣803的扣合，然后第一步进电机带动旋转盘逆时针转动，纸盒转向下一个机构，此时第三耳扣805被侧板带起折合，三个已经完成折叠的耳扣由于底部挡板的存在防止纸盒由于韧性回复原状；当纸盒运动至对应底部挡板第二工位的位置时，舵机带动扣合板向上旋转90°，致使所有耳扣向盒内折叠，第一耳扣、第二耳扣和第三耳扣形成一个槽口，第四耳扣806由扣合板压入槽口，之后扣合板旋回，耳扣因为韧性回弹，自动完成相互扣合，此时纸盒的底部折扣完成；然后置物槽带着纸盒继续逆时针旋转。

3)当第一槽带着纸盒旋转至苹果进给机构的出料口位置时，因为槽体的宽度设置为只能让苹果单个排列，槽体与水平面的角度设为20°，旋转叶片的数量设为3个，利用苹果自身的重力，进入旋转叶轮的旋转范围内，利用步进电机带动叶片每旋转120°就拨动一个苹果从出料口落入第一槽内已经完成底部折合的纸盒内。

4)当装好苹果的盒子随着第一槽的转动至盒顶叉合机构的下方时，盒顶的两个位于对侧的长耳片802会通过第一杆组和第二杆组构成的轨道，从而受到第一杆组和第二杆组的限位使得两个长耳片802相互弯曲靠拢，达到一个预夹合的状态，当长耳片802到达轨道末端的时候步进电机驱动安装在丝杆上的活动连接杆向下运动，从而带动夹紧杆向下运动将两个长耳片802的两端分别卡入两个短耳片801的狭缝中，使两个长耳片802彻底地折叠收紧从而使盒顶折扣完成。

5)装完苹果且全部折合好的纸盒随着第一槽运动至固定紧箍的空挡处，纸盒即可从旋转盘上脱离。

本实施例可以在设置好步进电机的转速和工作间隔时间的前提下，完全实现不需要人工参与的全自动地完成单个苹果包装，当第一个置物槽内的纸盒在进行盒底折合的步骤时，下一个置物槽内的纸盒已经被包装盒进给机构送出；当第一个置物槽内的纸盒在进行放苹果的步骤时，第二个置物槽内的纸盒在进行盒底折合的步骤，第三个置物槽内的纸盒也被送出了；经过试验，在保证整个装置正常工作的同时最多可以设置五个置物槽，同时完成五个苹果的包装，整个步骤循环进行，可以连续不间断地工作，极大地提高了效率。本实施例中仅需要一名操作人员取走装完苹果的纸盒即可，如果在最后在固定紧箍的空挡处的下方设置一个自动传送带，即可使操作人员的数量进一步减少。

综上所述，仅为本发明之较佳实施例，不以此限定本发明的保护范围，凡依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本发明专利涵盖的范围之内。