CN107031889A - 基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，包括进料机构、捆扎机构及包装机构，进料机构包括底座、储存盒、步进电机及传送带，捆扎机构包括机架、操作面板、定位板、扎带爪滑轨，包装机构包括泡沫箱储存盒、冰袋储存盒、纸箱储存盒及礼盒出口，进料机构的传送带将螃蟹送至捆扎机构的操作面板上，由捆扎机构对螃蟹进行定位、捆扎，捆扎后送至包装机构的装入泡沫箱的纸箱正上方，装入纸箱内的泡沫箱中进行包装。它通过选用气动执行元件配以小部分电动元件，同时采用模块化设计理念，用于捆扎包装螃蟹，可实现捆扎包装快速化、一体化，大大提高了包装效率，可以更好的适应流水线，与人工捆扎相比，提高了工作安全性。

Description

基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机

技术领域

本发明属于包装设备技术领域，具体涉及一种基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机。

背景技术

近年来，在机器换人的大背景下，捆扎螃蟹这一费时费力又充满危险性的工作显得格格不入。我们走访调研了螃蟹市场，发现得益于快递物流业的快速发展，电商平台的螃蟹销售量大幅提升。在与螃蟹网络销售店主的交流中我们了解到，捆扎螃蟹这一工序是销量的瓶颈，本发明涉及的一款集成式螃蟹捆扎包装机具有两大功能，螃蟹捆扎和礼盒包装，可以实现螃蟹进料到水产礼盒出料的机械化作业，大大提高工作效率，降低了店铺的运营成本。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种包装效率高、成本低、机械化的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机。

所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于包括进料机构、捆扎机构及包装机构，所述进料机构包括底座及设置在底座上的储存盒、步进电机及传送带，捆扎机构包括机架及安装在机架上的操作面板、定位板、扎带爪滑轨，包装机构包括泡沫箱储存盒、冰袋储存盒、纸箱储存盒及礼盒出口，进料机构的传送带将螃蟹送至捆扎机构的操作面板上，由捆扎机构对螃蟹进行定位、捆扎，捆扎后送至包装机构的装入泡沫箱的纸箱正上方，装入纸箱内的泡沫箱中进行包装。

所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于捆扎机构包括机架及固定在机架上的操作面板、定位板、扎带爪滑轨及各个气缸，操作面板上设有两个扎带放置槽，扎带板通过扎带板滑块活动安装在扎带板滑轨上，扎带板连接扎带板气缸；操作面板上方设有夹具，夹具与夹具气缸连接；操作面板下方设有扎带爪滑轨和手指气缸，扎带爪通过扎带爪滑块安装在扎带爪滑轨上，扎带爪穿过扎带放置槽，扎带爪连接扎带爪气缸；手指气缸位于扎带板下方，手指气缸与手指气缸控制气缸连接；扎带放置槽下方设有捋直块，捋直块连接捋直块组合气缸，捋直块用于捋直扎带放置槽中的扎带。

所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于扎带板底部开有两个弧形槽,两个弧形槽之间的间距与两个扎带放置槽之间的间距相同。

所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于夹具与扎带板平行设置，且与定位板垂直，螃蟹送至操作面板上，由定位板定位，夹具与扎带板在对应气缸的作用下从两侧夹紧将螃蟹固定。

所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于捋直块组合气缸包括用于控制捋直块水平运动的水平运动气缸和用于控制捋直块竖直运动的竖直运动气缸。

所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于进料机构包括底座及设置在底座上的储存盒、步进电机及传送带，储存盒上设有丝杆电机和推板，推板安装在丝杆电机的丝杆上，在丝杆电机作用下，推板能在储存盒上左右往复运动，储存盒出口连接下滑轨道进口，下滑轨道出口连接导向盒进口，导向盒出口连接传送带，传送带与步进电机连接，传送带上间隔设有分隔板。

所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于导向盒底部设置振动机构，振动机构包括支撑架及设置在支撑架的两个高度不同的调节盘，振动器通过安装板固定在调节盘上，振动器位于导向盒下方，振动器的振动保证螃蟹进料时不会在导向盒上堵塞。

所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于下滑轨道为渐缩型结构，下滑轨道上口宽与储存盒宽度匹配，下口宽与导向盒进口宽度匹配。

所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于储存盒出口端设有挡板，挡板上端通过转轴连接在储存盒上。

所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于包装机构包括包装架及安装在包装架上的光轴、泡沫箱储存盒、冰袋储存盒、泡沫箱盖储存盒、纸箱储存盒及各个气缸，光轴上通过光轴移动滑套安装有夹持手指气缸控制气缸和真空吸盘气缸，夹持手指气缸控制气缸和真空吸盘气缸分别连接无杆气缸，冰袋储存盒连接冰袋气缸，泡沫箱储存盒连接泡沫箱气缸，真空吸盘气缸底部设有用于吸取泡沫箱盖储存盒中泡沫箱盖的真空吸盘，纸箱储存盒连接纸箱气缸，夹持手指气缸控制气缸连接夹持手指气缸，用于夹持泡沫箱，包装结束从礼盒出口送出。

通过采用上述技术，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明通过选用气动执行元件配以小部分电动元件，同时采用模块化设计理念，用于捆扎包装螃蟹，螃蟹通过进料机构将螃蟹一个一个地分开并且以一定的姿势进入捆扎机构，由捆扎机构中气缸将推动定位装置使螃蟹大螯收紧并使螃蟹位置固定，随后弧形轨道推动扎带将螃蟹的大螯捆扎好；捆扎完成后，通过夹具气缸推出将螃蟹推出，最后进入到包装机构，包装机构将螃蟹和冰袋一起装盒封盖，该机器可实现捆扎包装快速化、一体化，大大提高了包装效率，可以更好的适应流水线，与人工捆扎相比，提高了工作安全性。

附图说明

图1为本发明的包装机整体结构示意图；

图2为本发明捆扎机构轴侧结构示意图；

图3为本发明捆扎机构的左视剖视结构示意图；

图4为图2中除去机架的轴侧结构示意图；

图5为图3中除去机架的轴侧结构示意图。

图6为本发明进料机构的结构示意图；

图7为本发明进料机构的主视图结构示意图；

图8为本发明礼盒包装机构的轴侧结构示意图；

图9为本发明礼盒包装机构的另一轴侧结构示意图；

图10为本发明礼盒包装机构的部分机构侧结构示意图。

图中：1-捆扎机构，101-捋直块组合气缸，102-扎带爪气缸，103-操作面板，103a-扎带放置槽，104-夹具气缸，105-扎带板，105a-弧形槽，106-扎带板气缸，107-扎带板滑轨，108-定位板，109-扎带爪，110-手指气缸，111-手指气缸控制气缸，112-捋直块，113-扎带爪滑块，114-夹具，115-扎带板滑块，116-扎带爪滑轨；2-进料机构，201-底座，202-储存盒，203-丝杆，204-推板，205-挡板，206-下滑轨道，207-导向盒，208-步进电机，209-传送带，210-分隔板，211-振动机构，211a-支撑架，211b-调节盘，211c-振动器，211d-安装板，212-丝杆电机；3-包装机构，301-泡沫箱气缸，302-泡沫箱储存盒，303-光轴，304-冰袋储存盒，305-冰袋气缸，306-夹持手指气缸控制气缸，307-无杆气缸，308-真空吸盘气缸，309-泡沫箱盖储存盒，310-礼盒出口，311-纸箱储存盒，312-纸箱气缸，313-光轴移动滑套，314-礼盒气缸，315-夹持手指气缸，316-真空吸盘。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

如图1-10所示，本发明的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，包括进料机构2、捆扎机构1及包装机构3，所述进料机构2包括底座201及设置在底座上的储存盒202、步进电机208及传送带209，捆扎机构1包括机架及安装在机架上的操作面板103、定位板108、扎带爪滑轨116，包装机构3包括泡沫箱储存盒302、冰袋储存盒304、纸箱储存盒311及礼盒出口310，进料机构2的传送带209将螃蟹送至捆扎机构1的操作面板103上，由捆扎机构1对螃蟹进行定位、捆扎，捆扎后送至包装机构3的装入泡沫箱的纸箱正上方，装入纸箱内的泡沫箱中进行包装，包装结束后从礼盒出口310送口。

如图1-5所示，本发明的捆扎机构包括机架、固定在机架上的操作面板103、定位板108、扎带爪滑轨116及捋直块组合气缸101、扎带爪气缸102、夹具气缸104、扎带板气缸106、手指气缸110、手指气缸控制气缸111等，操作面板103上设有两个扎带放置槽103a，扎带放置在扎带放置槽103a，本发明所用的扎带为常规扎带，扎带连接孔的一端位于扎带放置槽103a内侧，近定位板108一端，扎带连接头的一端位于扡带爪109一端；扎带板105通过扎带板滑块115活动安装在扎带板滑轨107上，扎带板105连接扎带板气缸106；操作面板103上方设有夹具114，夹具114与夹具气缸104连接；操作面板103下方设有扎带爪滑轨116和手指气缸110，扎带爪109通过扎带爪滑块113安装在扎带爪滑轨116上，扎带爪109穿过扎带放置槽103a，且其上端头位于操作面板103上方，扎带爪109连接扎带爪气缸102；手指气缸110位于扎带板105下方，手指气缸110与手指气缸控制气缸111连接；扎带放置槽103a下方设有捋直块112，捋直块112连接捋直块组合气缸101，捋直块组合气缸101包括用于控制捋直块112水平运动的水平运动气缸和用于控制捋直块112竖直运动的竖直运动气缸，捋直块112用于捋直扎带放置槽103a中的扎带，夹具114与扎带板105平行设置，且与定位板108垂直，螃蟹送至操作面板103上，由定位板108定位，夹具114与扎带板105在对应气缸的作用下从两侧夹紧将螃蟹固定。

如图所示，扎带板105底部开有两个弧形槽105a,两个弧形槽105a之间的间距与两个扎带放置槽103a之间的间距相同，扎带被捋直块112捋直后，在扎带爪气缸102的作用下，扎带连接头的一端被扎带爪109往里推，穿过扎带板105的弧形槽105a后穿入扎带尾端的连接孔中，将螃蟹固定，本发明的扎带可以通过人工放置，也可以通过购买机械扎带机，将机械扎带机的进料机构与本发明其他装置配合使用。

如图1、图6及图7所示，本发明进料机构包括底座201及设置在底座上的储存盒202、步进电机208及传送带209，储存盒202上设有丝杆电机212和推板204，推板204和丝杆电机212的丝杆203位于储存盒202内，丝杆203两端安装在储存盒202相对的两边上，推板204安装在丝杆电机212的丝杆203上，在丝杆电机212作用下，推板204能在储存盒202上左右往复运动，进行送料，储存盒202出口连接下滑轨道206进口，下滑轨道206出口连接导向盒207进口，导向盒207出口连接传送带209，传送带209与步进电机208连接，传送带209上间隔设有分隔板210，相邻两个分隔板210之间的距离大于一个螃蟹的宽度，本发明的下滑轨道206为渐缩型结构，保证螃蟹在进入导向盒207前做好排序准备，下滑轨道206上口宽与储存盒202宽度匹配，下口宽与导向盒207进口宽度匹配，本发明所述导向盒207的宽度大于一个螃蟹横着的宽度，高度高于螃蟹高度，保证螃蟹横着从导向盒207出去，且每次只有一只螃蟹进入捆扎机构，为后面分隔做准备，如本发明实施例设计的导向盒207宽度为80mm，高度为35mm,且分隔板210的间距为97mm，该尺寸的导向盒可以定向、排序及分隔的螃蟹的横向宽度范围为40-80mm,高度小于35mm。

为了保证进料顺畅，本发明在导向盒207底部设置振动机构211，振动机构211包括支撑架211a及设置在支撑架211a的两个高度不同的调节盘211b，振动器211c通过安装板211d固定在调节盘211b上，振动器211c位于导向盒207下方，振动器211c的振动保证螃蟹进料时不会在导向盒207上堵塞，调节盘211b为半圆开型结构，通过螺丝安装在支撑架211a上，需要调节振动器211c角度时，拧开螺丝，调节调节盘211b，使其符合振动器211c角度时再固定即可。

如图所示，本发明的储存盒202出口端设有挡板205，挡板205上端通过转轴连接在储存盒202上，在未进料时，防止杂物进入下滑轨道206和导向盒207中。

如图1、图8-10所示，本发明的包装机构包括包装架及安装在包装架上的光轴303、泡沫箱储存盒302、冰袋储存盒304、泡沫箱盖储存盒309、纸箱储存盒311、冰袋气缸305、泡沫箱气缸301、纸箱气缸312，光轴303上通过光轴移动滑套313安装有夹持手指气缸控制气缸306和真空吸盘气缸308，夹持手指气缸控制气缸306和真空吸盘气缸308分别连接无杆气缸307，冰袋储存盒304连接冰袋气缸305，泡沫箱储存盒302连接泡沫箱气缸301，真空吸盘气缸308底部设有用于吸取泡沫箱盖储存盒309中泡沫箱盖的真空吸盘316，纸箱储存盒311连接纸箱气缸312，夹持手指气缸控制气缸306连接夹持手指气缸315，夹持手指气缸315底部设有用于夹持泡沫箱的夹持件，包装结束安装安装在泡沫箱储存盒302的底部的礼盒气缸314将礼盒从礼盒出口310送出，冰袋储存盒304出料口位于泡沫箱的正上方。

如图所示，本发明的工作过程如下：

1）进料过程：当需要进料时，启动丝杆电机212，先将推板204移动至储存盒202左端，往储存盒202中放入螃蟹，丝杆电机212的丝杆203推动推板204右移，使螃蟹前进推开挡板205，进入下滑轨道206再从其渐缩口进入导向盒207，由于导向盒207限定的尺寸，螃蟹机械排好序，再在振动机构211的振动下螃蟹下滑进入传送带209入口，在进电机208带动传送带208转动，传送带209上的分隔板210将螃蟹逐个地隔开，并将螃蟹向前推进，进入下一步螃蟹捆扎工位，至此螃蟹进料工作完成；

2）捆扎过程：

a 螃蟹从进料机构的传送带209出来进入操作面板103上，并送至定位板108的位置固定，此时扎带板105在扎带板气缸106的作用下，随着扎带板滑块115沿扎带板滑轨107运动至最底端，扎带板105底面紧贴操作面板103，同时夹具114在夹具气缸104的作用下，从外向里移动，与扎带板105、定位板108配合将螃蟹固定；

b捋直块112在捋直块组合气缸101的作用下，先由竖直方向的气缸推动捋直块112向上动，再由水平方向运动的气缸推动其向前运动至所需位置，将操作面板103的扎带放置槽103a中的扎带捋直，备用；

c然后扎带爪气缸102推动扎带爪109运动，将扎带连接头一端往里弯，使扎带从螃蟹上面穿过，到达扎带板105并穿过扎带板105上的弧形槽105a，使扎带连接头插入扎带尾端连接孔，将螃蟹扎起；

d由手指气缸控制气缸111推动手指气缸110上移，至手指气缸110的手指夹持扎带连接头一端并夹紧，再由手指气缸控制气缸111推动手指气缸110下移拉动扎带连接头一端，使扎带拉紧，完成螃蟹捆扎,捆扎机构末端设有出料推杆，捆扎好的螃蟹由出料推杆推入包装机构中；

3）包装过程：

a泡沫箱气缸301从泡沫箱储存盒302中的泡沫箱推出至设定位置（位于光轴303正下方），泡沫箱位于设定位置时，冰袋气缸305从冰袋储存盒304推出冰袋，掉入正下方的泡沫箱中，同时纸箱气缸312将纸箱储存盒311中的纸箱推出至设定位置（位于光轴303正下方，与泡沫箱平行位置）；

b夹持手指气缸315在无杆气缸的推动下沿光轴303向左移动至泡沫箱位置，夹取步骤a装有冰袋的泡沫箱，再沿光轴303移动至步骤a放置纸箱的正上方，再在夹持手指气缸控制气缸306的作用下，将夹持手指气缸315下移，将泡沫箱放在纸箱里面；

c步骤2）中捆扎好的螃蟹由出料推杆推入步骤b的纸箱正上方，掉落至放在纸箱里面的泡沫箱中，最后，真空吸盘气缸308启动并下移，由真空吸盘316从泡沫箱盖储存盒309中吸取一块泡沫箱盖，再由无杆气缸307提供动力使真空吸盘气缸308沿着光轴303移动至已装好螃蟹和冰袋的泡沫箱位置，真空吸盘气缸308下移直泡沫箱上，真空吸盘316放气，泡沫箱盖盖在泡沫箱上，封口，完成礼盒包装，礼盒由礼盒气缸314从礼盒出口310送出。

本发明还设有安全系统，包括急停按钮、警示灯和稳压器：急停按钮用于在生产过程中发生紧急故障可以即刻暂停机器运行；警示灯用于显示机器的运行状态以及遇到故障及时报警；稳压器用于将稳定气压限制在0.5mpa，使得气压不超过额定气压，保证生产安全，三者相互配合，共同构成机器的安全系统，为进行螃蟹捆扎包装提供了有力保障。

本发明的螃蟹捆扎包装机采用51系列单片机作为系统控制系统的控制单元，用于控制各个气缸工作，该控制方式属于常规技术，在此不再赘述，所述的51系列单片机价格便宜，编程简单，技术成熟完全可以满足装配机的控制需求。电控部分设置了两种运行模式和LED显示屏，运行模式为单步模式和连续模式。单步模式将机器连续运行拆分为小的环节，可以实现一步步运行，主要在调试阶段使用。连续模式为机器正常的连续工作状态。LED显示屏显示机器的运行状态、相关参数、错误信息等，方便用户对机器的监控、检测和维护。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (10)

1.基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于包括进料机构（2）、捆扎机构（1）及包装机构（3），所述进料机构（2）包括底座（201）及设置在底座上的储存盒（202）、步进电机（208）及传送带（209），捆扎机构（1）包括机架及安装在机架上的操作面板（103）、定位板（108）、扎带爪滑轨（116），包装机构（3）包括泡沫箱储存盒（302）、冰袋储存盒（304）、纸箱储存盒（311）及礼盒出口（310），进料机构（2）的传送带（209）将螃蟹送至捆扎机构（1）的操作面板（103）上，由捆扎机构（1）对螃蟹进行定位、捆扎，捆扎后送至包装机构（3）的装入泡沫箱的纸箱正上方，装入纸箱内的泡沫箱中进行包装。

2.根据权利要求1所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于捆扎机构包括机架及固定在机架上的操作面板（103）、定位板（108）、扎带爪滑轨（116）及各个气缸，操作面板（103）上设有两个扎带放置槽（103a），扎带板（105）通过扎带板滑块（115）活动安装在扎带板滑轨（107）上，扎带板（105）连接扎带板气缸（106）；操作面板（103）上方设有夹具（114），夹具（114）与夹具气缸（104）连接；操作面板（103）下方设有扎带爪滑轨（116）和手指气缸（110），扎带爪（109）通过扎带爪滑块（113）安装在扎带爪滑轨（116）上，扎带爪（109）穿过扎带放置槽（103a），扎带爪（109）连接扎带爪气缸（102）；手指气缸（110）位于扎带板（105）下方，手指气缸（110）与手指气缸控制气缸（111）连接；扎带放置槽（103a）下方设有捋直块（112），捋直块（112）连接捋直块组合气缸（101），捋直块（112）用于捋直扎带放置槽（103a）中的扎带。

3.根据权利要求2所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于扎带板（105）底部开有两个弧形槽（105a）,两个弧形槽（105a）之间的间距与两个扎带放置槽（103a）之间的间距相同。

4.根据权利要求2所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于夹具（114）与扎带板（105）平行设置，且与定位板（108）垂直，螃蟹送至操作面板（103）上，由定位板（108）定位，夹具（114）与扎带板（105）在对应气缸的作用下从两侧夹紧将螃蟹固定。

5.根据权利要求2所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于捋直块组合气缸（101）包括用于控制捋直块（112）水平运动的水平运动气缸和用于控制捋直块（112）竖直运动的竖直运动气缸。

6.根据权利要求1所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于进料机构包括底座（201）及设置在底座上的储存盒（202）、步进电机（208）及传送带（209），储存盒（202）上设有丝杆电机（212）和推板（204），推板（204）安装在丝杆电机（212）的丝杆（203）上，在丝杆电机作用下，推板（204）能在储存盒（202）上左右往复运动，储存盒（202）出口连接下滑轨道（206）进口，下滑轨道（206）出口连接导向盒（207）进口，导向盒（207）出口连接传送带（209），传送带（209）与步进电机（208）连接，传送带（209）上间隔设有分隔板（210）。

7.根据权利要求6所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于导向盒（207）底部设置振动机构（211），振动机构（211）包括支撑架（211a）及设置在支撑架（211a）的两个高度不同的调节盘（211b），振动器（211c）通过安装板（211d）固定在调节盘（211b）上，振动器（211c）位于导向盒（207）下方，振动器（211c）的振动保证螃蟹进料时不会在导向盒（207）上堵塞。

8.根据权利要求6所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于下滑轨道（206）为渐缩型结构，下滑轨道（206）上口宽与储存盒（202）宽度匹配，下口宽与导向盒（207）进口宽度匹配。

9.根据权利要求6所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于储存盒（202）出口端设有挡板（205），挡板（205）上端通过转轴连接在储存盒（202）上。

10.根据权利要求1所述的基于模块化设计的集成式螃蟹捆扎包装机，其特征在于包装机构包括包装架及安装在包装架上的光轴（303）、泡沫箱储存盒（302）、冰袋储存盒（304）、泡沫箱盖储存盒（309）、纸箱储存盒（311）及各个气缸，光轴（303）上通过光轴移动滑套（313）安装有夹持手指气缸控制气缸（306）和真空吸盘气缸（308），夹持手指气缸控制气缸（306）和真空吸盘气缸（308）分别连接无杆气缸（307），冰袋储存盒（304）连接冰袋气缸（305），泡沫箱储存盒（302）连接泡沫箱气缸（301），真空吸盘气缸（308）底部设有用于吸取泡沫箱盖储存盒（309）中泡沫箱盖的真空吸盘（316），纸箱储存盒（311）连接纸箱气缸（312），夹持手指气缸控制气缸（306）连接夹持手指气缸（315），用于夹持泡沫箱，包装结束从礼盒出口（310）送出。