一种用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气机构 |
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| 申请号 | CN201610977003.X | 申请日 | 2016-11-07 | 公开(公告)号 | CN107031122A | 公开(公告)日 | 2017-08-11 |
| 申请人 | 东华大学; | 发明人 | 高如君; 周文君; 陈永超; 吴笑宇; 王晨青; 周申华; 岳晓丽; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气机构，其特征在于，包括 推杆 直流 电机 、过压保护机构及充气嘴，所述的过压保护机构包含溢流 阀 和溢流阀接头，推杆直流电机的伸缩杆的前端连接溢流阀，溢流阀通过溢流阀接头连接充气嘴，充气嘴的前端能够与固定在瓦楞纸箱上的充气接头接合，充气接头与设于瓦楞纸箱中的充气袋的进气口连接，充气嘴的后端通过气管连接气源。本发明可用于对贵重物品进行保护。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气机构，其特征在于，包括推杆直流电机、过压保护机构及充气嘴，所述的过压保护机构包含溢流阀和溢流阀接头，推杆直流电机的伸缩杆的前端连接溢流阀，溢流阀通过溢流阀接头连接充气嘴，充气嘴的前端能够与固定在瓦楞纸箱上的充气接头接合，充气接头与设于瓦楞纸箱中的充气袋的进气口连接，充气嘴的后端通过气管连接气源。 |
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| 说明书全文 | 一种用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气机构技术领域背景技术[0002] 经调研得知：目前，市场上易碎贵重物品的缓冲包装形式较为单一，常见有以下两种：一种是只用纸箱和塑料薄膜袋包装，这种包装方式对产品的保护性能不足；另一种是外包装为纸箱，内包装为EPS泡沫塑料衬垫，因其良好的缓冲吸振效果，被广泛应用于易碎产品的包装。但不得不考虑到的是，该种材料对环境有一定的潜在危害，且这种填充方式很难自动完成，机械化程度非常低，需要耗费大量的人力物力。 [0003] 针对易碎贵重物品的特点，这款全自动的包装机构，可以实现自动填充、包装等功能代替人工方式，同时也要考虑到环保回收的问题，这将大大提升现在市场是包装的效率和方便人们的生活。 发明内容[0004] 本发明的目的提供一种用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气机构。 [0005] 为了实现上述目的，本发明提供了一种用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气机构，其特征在于，包括推杆直流电机、过压保护机构及充气嘴，所述的过压保护机构包含溢流阀和溢流阀接头，推杆直流电机的伸缩杆的前端连接溢流阀，溢流阀通过溢流阀接头连接充气嘴，充气嘴的前端能够与固定在瓦楞纸箱上的充气接头接合，充气接头与设于瓦楞纸箱中的充气袋的进气口连接，充气嘴的后端通过气管连接气源。 [0006] 优选地，所述的气源为充气泵或外接气源。 [0008] 优选地，所述的溢流阀包括阀芯、紧固件和阀体，阀芯设于阀体中，阀体由前后两部分组成，阀芯前端设有通孔，充气嘴设于阀芯前端的通孔中，紧固件将充气嘴限位在阀芯前端的通孔，阀体内还设有能够将阀芯向前推的弹簧。 [0010] 优选地，所述的推杆直流电机位于用于传送瓦楞纸箱的传送机构的一侧。 [0011] 优选地，所述的瓦楞纸箱为正方体形，瓦楞纸箱的正面通过打孔镶嵌一枚充气接头，充气接头在瓦楞纸箱的内部通过涂胶的方式粘帖充气袋。 [0013] 本发明还提供了一种用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气方法，其特征在于，采用上述的用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气机构，在不同尺寸的瓦楞纸箱中放置不同数量的充气袋，采用统一充气时间，对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气，或者，在不同尺寸的瓦楞纸箱中放置相同数量的充气袋，对不同尺寸的瓦楞纸箱采用不同的充气时长，对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气。 [0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果是： [0015] 本发明选用瓦楞纸箱为外包装材料。随着环保要求的发展，一批环保型缓冲材料已经广泛应用于产品包装，这些新型缓冲材料的使用和表征正在成为易碎包装设计的重点包装材料。通过调研，选用绿色环保且性能突出的瓦楞纸。材料是包装设计的物质载体，其性质和技术的运用直接决定着产品的质量、成本和耐久性。瓦楞纸能起到防冲减震作用，具有良好的力学特性，对应了易碎品的商品属性。且瓦楞纸绿色环保，对环境无污染，是百分之百可回收的材料。由此可见，瓦楞纸在易碎品的包装中有极大的发展潜力。 [0016] 本发明将易碎贵重物品设于瓦楞纸箱中并被充气袋包裹。利用充气袋的保护功能实现对易碎品的包装。在外包装纸箱内侧放置可充气的充气袋，并在箱体外部设计与内部充气袋相连的充气接头。充气嘴在推杆电机伸缩杆的带动下与充气口进行闭合或分开，配合气泵实现充气动作。同时可以通过控制时间和压强在一定范围内针对物体的大小调整充气时间，使充气袋的内部气压处于较合理的范围，既能使气袋膨胀紧贴易碎物(或易碎品外包装包装)达到保护贵重易碎物品的功能，又不会因压力过大导致纸箱变形和易碎品受压破损。该方案将市场上应用广泛的人工包裹充气柱的方式加以改进创新，使其在包装箱体上实现了自动充气功能，并能够针对不同大小的物品，设置不同规格箱子和充气袋数量以满足市场需要，大大节约了人力物力。该方法采用可充气、可回收的充气袋又环保效果又好，适合推广。 [0017] 本发明通过设置过压保护机构(包含溢流阀和溢流阀接头)，用于充气保护式的包装机和类似产品，防止充气时充气袋内气压过大。当充气时，气体内部压力与弹簧力作比较，若充气袋内气压大于预先调整的弹簧力，则充气嘴被向后顶，气体从充气嘴和充气口的缝隙中溢出，达到溢流的作用，由此实现充气袋充满后的过压保护和排气。此机构可实现对不同大小规格的物品的充气保护。附图说明 [0018] 图1为充气保护式易碎贵重物品封装装置结构示意图； [0019] 图2为充气机构结构示意图； [0020] 图3为封箱结构示意图； [0021] 图4a是溢流阀主视图； [0022] 图4b是溢流阀俯视图； [0023] 图4c是溢流阀左视图； [0024] 图5a是瓦楞纸箱侧视图； [0025] 图5b是瓦楞纸箱后视图； [0026] 图6是充气接头装配图； [0027] 图7是O型密封圈装配图； [0028] 图8是机构原理图。 具体实施方式[0029] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。 [0030] 实施例 [0031] 本实施例的用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气机构可用于充气保护式易碎贵重物品封装装置中，如图1和图3所示，所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置包括上述的用于对瓦楞纸箱17中的充气袋23进行充气的充气机构，用于对瓦楞纸箱17进行封箱的封箱机构，以及用于传送瓦楞纸箱17的传送机构。 [0032] 如图1和图2所示，所述的用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气机构包括推杆直流电机5、用于瓦楞纸箱17定位的光电传感器20、过压保护机构及充气嘴19，所述的过压保护机构包括溢流阀21和溢流阀接头22，推杆直流电机5的伸缩杆的前端固定连接溢流阀21，溢流阀21通过溢流阀接头22连接充气嘴19，充气嘴19的前端能够与固定在瓦楞纸箱17上的充气接头18接合，充气接头18与设于瓦楞纸箱17中的充气袋23的进气口连接，充气嘴19的后端经气管连接气源，所述的气源为充气泵7，也可是外接气源。推杆直流电机5和光电传感器20通过连接支架固定在型材支架11上，推杆直流电机5位于传送机构的一侧。通过推杆直流电机5的进退实现充气泵7的充气功能。 [0033] 如图5a、5b所示，本实施例的用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气机构适用于一种新型的纸箱纸合方式进行易碎品的盛放和包装，为适应市面上大多数规格的商品，采用25CM×25CM×25CM等系列的正方体形的瓦楞纸箱17，瓦楞纸箱17的正面通过打孔镶嵌一枚充气接头18。充气接头18在瓦楞纸箱17内部通过涂胶的方式黏贴充气袋23，外部与充气嘴19配合，完成充气。 [0034] 如图6所示，充气接头18内部有弧形过渡，充气嘴19在进入充气接头18时能够保证一定的间隙补偿，另外可以方便充气嘴19顺利滑入，减小摩擦。材料选用PLA材质。将充气接头18下部的台阶部分嵌套在预先打过孔的箱壁40上，无需涂用任何胶水，实现紧密配合。 [0035] 如图7所示，在充气嘴19外侧用树脂胶粘接适当规格的O型密封圈41，保证从充气嘴19流出的气流全部经流充气接头18充入箱体内的充气袋23，防止漏气，保证充气量的精确。 [0036] 如图4a-4c所示，溢流阀21由阀芯6-1、紧固件6-2、阀体6-4、若干螺栓6-5、若干螺母6-6构成，阀芯6-1设于阀体6-4中，阀体6-4由前后两部分组成，充气嘴19设于阀芯6-1前端的通孔中，紧固件6-2将充气嘴19限位在阀芯6-1前端的通孔，阀体6-4还设有能够将阀芯6-1向前推的弹簧。安装时，将阀芯6-1安装在阀体6-4中，将阀体6-4按照图示通过若干螺栓 6-5和螺母6-6进行组装。再将充气嘴19和紧固件6-2安装在阀芯6-1的前端。其工作机制：当推杆直流电机5带动溢流阀21做直线运动，并使充气嘴19接触到充气接头18时，充气嘴19收到压力并向后退让，同时充气泵7工作，充气嘴19出气。待充气袋23充满气体后，在充气嘴19处的内压大于位于阀体6-4内的内置弹簧压力，充气嘴19轻微弹出，气体从充气嘴19和充气接头18处释放，过压保护效果。当充气袋23内气体量过饱和，充气嘴19轻微弹出，充气停止，有效的保护了内部充气袋23避免充气过保。 [0037] 所述的溢流阀21的阀体、充气接头18选用轻质材料，比如塑料等；充气泵7选择充气稳定的24V小型充气泵；推杆直流电机5选择减速电动机，可使装置平稳运转；溢流阀21中选用弹性系数较低的弹簧，使充气嘴19弹回更加迅速敏捷。 [0038] 由于需要对不同尺寸规格的易碎品进行包装，本发明还提供了一种用于对瓦楞纸箱中的充气袋进行充气的充气方法，采用上述的用于对瓦楞纸箱17中的充气袋23进行充气的充气机构，在不同尺寸的瓦楞纸箱17中放置不同数量的充气袋23，采用统一充气时间，对瓦楞纸箱17中的充气袋23进行充气，或者，在不同尺寸的瓦楞纸箱17中放置相同数量的充气袋23，对不同尺寸的瓦楞纸箱17采用不同的充气时长，对瓦楞纸箱17中的充气袋23进行充气。优选采用第二种方法进行控制。所选充气袋23为连体10CM×20CM空气袋，即第一个充气袋充满后直接进行下一个充气袋的充气。例如，将25CM×25CM×25CM的箱子所允许放置的易碎品最大直径长度范围定为：5-20cm，并设置三级充气时长：5-10cm：25s；10-15cm：22s；15-20cm：20s(具体时间需按照充气袋型号和大小决定)。该分级充气方法可以满足使用要求。 [0039] 所述的传送机构包括传送带10、直流减速电机、轴承座12、深沟球轴承、动力轴、从动轴、传送带10和同步带减速机构，直流减速电机及其支架和轴承座12固定在型材支架11上，轴承座12内设有深沟球轴承，深沟球轴承的内圈与动力轴或者从动轴配合，传送带10的两端分别设于动力轴和从动轴上，直流减速电机通过同步带减速机构连接动力轴，直流减速电机能够通过同步带减速机构带动动力轴转动，进而驱动传送带10。所述的传送带10设于撑板8上，用于防止传送带10下坠，撑板8固定在型材支架11上。所述的传送机构的前端上方设有触发光电开关3，触发光电开关3固定在型材支架11上。 [0040] 所述的封箱机构包括通过舵机支座固定在型材支架11上的第五舵机33、第一舵机2、第三舵机15和第四舵机32，第五舵机33位于瓦楞纸箱17的后侧，第一舵机2、第三舵机15和第四舵机32位于瓦楞纸箱17的前侧，第五舵机33连接用于使瓦楞纸箱17上封面下压的档杆，第一舵机2和第三舵机15各连接一个用于使瓦楞纸箱17上封面前缘预弯折的可调节挡杆1，第四舵机32连接动力杆31，动力杆31通过杆端轴承30连接螺纹杆29，螺纹杆29前端连接用于压合瓦楞纸箱17的上封面前缘的推板28，推板28设于型材支架11上并能够沿型材支架11向瓦楞纸箱17作直线运动。所述的充气保护式易碎贵重物品封装装置还包括固定在型材支架11上的第二舵机13，第二舵机13能够拖动透明挡板14对瓦楞纸箱17进行限位保护。 [0041] 所述的传送机构、封箱机构以及充气机构可由单片机控制。 [0042] 本发明的工作过程为： [0043] 当触发光电开关3检测到瓦楞纸箱17后，单片机CPU控制直流减速电机拖动同步带减速机构使动力轴低速转动，并使传送带10带动瓦楞纸箱17向右运动进入工作区。光电传感器20检测到瓦楞纸箱17到达指定工作区后，单片机收到信号并控制传动机构停止工作。第二舵机13拖动透明挡板14设于瓦楞纸箱17的前进方向上，作用是对瓦楞纸箱17进行限位保护。 [0044] 如图8所示，推杆直流电机5作直线运动，可将与电机伸缩杆相连接的溢流阀21、溢流阀接头22、充气嘴19前伸，充气嘴19与充气接头18接合。此时，气源开启，气体由气源、溢流阀21、溢流阀接头22、充气嘴19、充气接头18进入充气袋23，使充气袋23膨胀。当充气袋23膨胀覆盖易碎品24时，即充气袋23膨胀至极限状态时，此时为防止气压过大，使易碎品24破裂，溢流阀21工作，气体从充气嘴19与充气接头18之间溢出，防止充气袋23对易碎品24造成损害。当单片机计时到预设时间，气源关闭。其中，单片机预设的充气时间由不同尺寸范围的易碎品不同的充气时长的分级所决定。 |
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