技术领域
[0001] 本
发明涉及
包装机械领域，尤其涉及其中的插管机。
背景技术
[0002] 某些
食品包装需要配置吸管。比如，在杯装酸奶等成组包装中，往往会配置吸管。吸管在制造后由其保护纸包覆
定位，并由保护纸连接成吸管带。在包装时，再对应成组包装中的酸奶数量将吸管带分割为一段段。每段含对应成组包装中的酸奶数量的吸管，并将其塞入杯装酸奶等成组包装中。
[0003] 以往，在对包装体中放入吸管的工作，包括对吸管的分割、塞入等操作都为手工操作，或者，由机械承担分段的工作。不能从开始至结束用机械实现连贯的插管工作。
发明内容
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种插管机，能够实现从开始至结束的机械化的连贯插管工作。为此，本发明采用以下技术方案:它包括:待插管包装体的输入输送线，以为第一机械手装置提供成组的待插管包装体，成组的待插管包装体在组内排成一列或多列；第一机械手装置，从输送输送线提取所述成组的包装体，将包装体放入插管输送线上；插管输送线，用于输送包装体经过插管装置；插管装置，设置在插管输送线旁，用于将吸管纵向插入包装体中；第二机械手装置，用于成组地从插管输送线提取已插管的包装体，将成组的包装体输出。
[0005] 由于采用本发明的技术方案，本发明能够嵌入到物品的包装流
水线上，在输送包装体的过程中，对包装体进行机械化自动连贯插管工作，无需人工操作介入，减少中间环节，提高包装流水线的整体工作效率、降低成本。
[0006] 在采用以上技术方案的
基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案:所述插管输送线上设有包装体的定位机构，使待插管的包装体之间的间距在被插管输
送线输送时，保持与插管装置的插管出口间距对应。
[0007] 所述插管输送线上的定位机构的高度为对应两层的待插管包装体的定位机构；所述插管输送线为间隙性输送线，其每次输送的距离对应被第一机械手一次性放入插管输送线的待插管包装体组长度的一半。
[0008] 所述第二机械手装置包括安装基体，在安装基体上设有第一机械手机构和第二机械手机构，第二机械手机构位于第一机械手机构所围成的被夹物品空间中的顶部；所述安装基体连接在运动机构上，而可被升降和平移。所述运动机构中设有升降机构和
平移机构，所述升降机构连接在平移机构上而可被平移，所述安装基体连接在升降机构上而可被所述升降机构带动升降以及与升降机构一起平移。
[0009] 所述第一机械手机构采用夹式机械手机构，所述第二机械手机构采用
吸盘。
[0010] 待插管包装体的输入输送线包括输入段和输出暂存段，所述输入段和输出暂存段由各自动
力驱动，输入段和输出暂存段相衔接，输入段和输出暂存段分别具有物品阻止机构；所述输入段的物品阻止机构为活动机构，用于使输入段能向输出暂存段输出成组的待插管包装体。
[0011] 所述插管装置包括一套和多套并列的分组整合机构，所述分组整合机构包括螺杆、相对于螺杆横向前后运动的切刀，所述螺杆由动力驱动而可绕其轴线旋转；所述分组整合机构在螺杆的一侧设有导向结构，所述导向结构与螺杆之间存在间隙，所述导向结构使处于所述导向结构与螺杆之间的吸管带能够贴在螺杆的一侧上被螺杆输送；所述切刀处在螺杆输送吸管带的这一侧，所述螺杆的
螺纹牙上设有所述切刀的切刀槽；螺杆的
螺距和吸管的粗细相配，使吸管能进入螺纹的相邻牙之间的空间；所述分组整合机构还包括收集槽，所述收集槽处在导向结构与螺杆之间间隙的分组整合机构吸管出口处，其
槽口承接在所述分组整合机构吸管出口外侧；所述收集槽的一端为所述插管装置的吸管出口，其朝向插管输送线，所述分组整合机构还设有推动机构，所述推动机构能沿收集槽的长度方向运动，将收集槽中的吸管带段从所述吸管出口推出。
[0012] 所述插管机在插管输送线的两侧，于插管工位，均设有插管装置，它们的插管出口分别对应两层的待插管包装体一侧的插管装置的插管出口对应第一层，另一侧的插管装置的插管出口对应第二层。
[0013] 所述导向机构包括入口导向段的导向部件；所述入口导向段的导向部件被可拆式安装。
[0014] 所述导向机构设有固定导向
块，所述入口导向段的导向部件可拆式安装在固定导向块上，所述固定导向块上设有供所述切刀穿过的过槽。
[0015] 所述导向结构的导向面为平面。
[0016] 所述分组整合机构在吸管带进入导向结构与螺杆之间间隙之前的部位设有吸管带进带导向辊组，所述导向辊组中具有调节吸管带
张力的活动导向辊，所述调节导向辊连接在摆动机构上，所述插管装置设有活动导向辊的活动导向槽和限位结构。
[0017] 所述分组整合机构中，由同方向旋转的左右两根所述螺杆组成
输送机构与所述导向结构相配合。
[0018] 驱动所述螺杆旋转的动力为
电机，螺杆的末端同轴连接从动
齿轮，所述从动齿轮与电机驱动的主动齿轮
啮合，主动齿轮处在所述左右两根螺杆所连接的从动齿轮之间。
[0019] 当所述插管装置设有多套的分组整合机构时，所述多组的分组整合机构沿前后方向设置。各分组整合机构的横向前后运动切刀的刀架连接在连接块上，由连接块和动力源连接，所述分组整合装置设有连接块的滑动导向轨道。
[0020] 所述第一机械手装置包括左
驱动电机及由其驱动的左主动轮、右驱动电机及由其驱动的右主动轮、四个从动轮构成的从动轮组、连接机械手的部件、传输带或链，连接机械手的部件连接在升降架上，所述四个从动轮分别为左下轮、左上轮、右上轮、右下轮，四个从动轮呈矩形排列，所述升降架上设有第五从动轮，所述第五从动轮的
位置高于从动轮组，所述左主动轮和右主动轮分别处于从动轮组的左边和右边，所述传输带或链与升降架或连接在升降架上的部件连接，且连接部位低于从动轮组；所述传输带或链的绕行路线经过上述各从动轮和各主动轮并形成十字形；所述四个从动轮安装在左右滑动架上，所述机械手中包括成列排列的机械手执行机构，这些机械手执行机构分别针对成组的待插管包装体中的各个包装体。[0021 ] 所述机械手中设有调节机械手执行机构间距的机构，使机械手执行机构的间距与插管装置的插管出口间距对应。
[0022] 第一机械手装置中的机械手执行机构可采用多种能携带物品的功能机构，比如吸盘、
夹钳等所述第一机械手装置设有垂直导向机构，所述垂直导向机构设有第一滑动块及其
导轨，第一滑动块及其导轨分设于升降架和左右滑动架上；所述第一机械手装置设有左右导向机构，所述左右导向机构设有第二滑动块及其导轨，第二滑动块及其导轨分设于左右滑动架和固定架上。
[0023] 在前后位置上，升降架和固定架处于前后两侧，左右滑动架处于升降架和固定架之间。
[0024] 所述升降架上安装有上限位件和下限位件。
[0025] 所述传输带或链具有左下端和右下端，所述左下端和右下端分别连接升降架或与连接在升降架上的部件连接；所述传输带或链的绕行路线为:自左下端依次经过左下轮、左主动轮、左上轮、第五从动轮、右上轮、右主动轮、右下轮、右下端。
附图说明
[0026] 图1为本发明所提供的插管机
实施例的整体示意图。
[0027] 图2为图1所示实施例的爆炸图。
[0028] 图3为本发明所提供的第一机械手装置实施例的示意图。
[0029] 图4为本发明所提供的第一机械手装置实施例的另一个方向的示意图。
[0030]图5为本发明所提供的第一机械手装置实施例的爆炸图。
[0031] 图6为本发明所提供的第一机械手装置实施例的主视图。
[0032] 图7为本发明所提供的插管装置实施例的一个方向的示意图。
[0033] 图8为本发明所提供的插管装置实施例的另一个方向的示意图。
[0034] 图9为本发明所提供的插管实施例的爆炸图。
[0035] 图10为本发明的吸管带的进带示意图。
[0036] 图11为本发明插管装置的螺杆、导向机构、切刀、吸管带的配合示意图。
[0037] 图12为吸管带的俯视图。
[0038] 图13为本发明所提供的第二机械手装置实施例的示意图。
[0039]图14为本发明所提供的第二机械手装置实施例爆炸图。
[0040] 图15为以包装体在本发明插管机各装置中的状态为示意，演示本发明工作过程的示意图，在图中，同时显示了包装体的俯视状态和正视状态。
具体实施方式
[0041] 本发明包括:待插管包装体的输入输送线，以为第一机械手装置提供成组的待插管包装体，成组的待插管包装体在组内排成一列或多列；
第一机械手装置200，从输送输送线提取所述成组的包装体，将包装体放入插管输送线300 上； 插管输送线300，用于输送包装体经过插管装置400 ；
插管装置400，设置在插管输送线300旁，用于将吸管纵向插入包装体中；
第二机械手装置500，用于成组地从插管输送线提取已插管的包装体，然后输出，所述输出可以是将包装体放入一转送台上或放在输出输送线700上，或将包装体放入更大的包装体中。
[0042] 附图标号601为所述的包装体，附图标号602为吸管，附图标号603为包含若干根吸管602的被保护纸连起来的吸管带段。
[0043] 待插管包装体的输入输送线包括输入段101和输出暂存段102，所述输入段101和输出暂存段102由各自动力驱动，输入段101和输出暂存段102相衔接，输入段和输出暂存段分别具有物品阻止机构103、104，物品阻止机构可采用
挡板、
夹板等夹或挡的机构；所述输入段的物品阻止机构103为活动机构，比如升降挡板、夹板、左右活动的挡板等，用于使输入段能向输出暂存段输出成组的待插管包装体，它在输入段101向输出暂存段102输出一组待插管包装体后，将后续的待包装体阻止住。
[0044] 待插管的包装体可以排成一列，也可排成多列，以由第一机械手按列分次取或同时取，或横向按排分次取。
[0045] 本实施例中，所提供的第一机械手装置200包括左驱动电机2-1及由其驱动的左主动轮2-11、右驱动电机2-2及由其驱动的右主动轮2-21、四个从动轮构成的从动轮组、连接机械手的部件2-3、传输带4，连接机械手的部件2-3连接在升降架2-5上，连接机械手的部件2-3可以是连接板、安装座等任何可以安装机械手的部件或机构，所述四个从动轮分别为左下轮2-61、左上轮2-62、右上轮2-63、右下轮2_64，它们呈矩形排列，其圆心分别处于矩形的四个
顶点，所述升降架2-5上设有第五从动轮2-53，所述第五从动轮2-53的位置高于从动轮组，所述左主动轮2-11和右主动轮2-21分别处于从动轮组的左边和右边，所述传输带2-4与升降架2-5连接，或者与连接在升降架上的部件连接，比如所述的连接机械手的部件2-3，且连接部位低于从动轮组；所述传输带的绕行路线经过上述各从动轮和各主动轮并形成十字形2-100 ;所述四个从动轮2-61、2-62、2-63、2-64安装在左右滑动架2_7上；在本实施例中，所述传输带具有左下端2-41和右下端2-42，所述左下端2-41和右下端2-42分别连接升降架2-5或与连接在升降架上的部件连接；所述传输带的十字形绕行路线为:自左下端2-41依次经过左下轮2-61、左主动轮2-11、左上轮2-62、第五从动轮2-53、右上轮2-63、右主动轮2-21、右下轮2-64、右下端2_42。所述机械手中包括成列排列的机械手执行机构2-90，这些机械手执行机构分别针对成组的待插管包装体中的各个包装体。
[0046] 第一机械手装置中的机械手执行机构可采用多种能携带物品的功能机构，比如吸盘、夹钳等。
[0047] 本实施例所提供的第一机械手装置在上下左右移动机械手时，左右驱动电机可协同工作，共同出力，提高了效率，运行速度快并且更稳定。在实施中，可将机械手连在各种运动机构中构成第一机械手装置，比如，除本实施例之外，可将机械手连接在采用垂直、水平运动机构组装在一起组成的运动机构中构成机械手装置。
[0048] 所述机械手中设有调节机械手执行机构间距的机构，使机械手执行机构的间距与插管装置的插管出口 4-31间距对应。这种调节机构可采用
气缸、螺杆
螺母调节机构，在第一机械手装置从输入输送线上取包装体时，机械手执行机构的间距与输入输送线上的待提取的包装体的间距相适应，此时，包装体往往处于靠紧状态，相应地，机械手执行机构之间的间距也处于最近距离，当提取物品后，如需要，通过气缸的作用或螺杆的转动，使机械手执行机构之间的间距拉开，使机械手执行机构的间距与插管装置的插管出口间距对应。
[0049] 在本实施例中，第一机械手装置还设有垂直导向机构，所述垂直导向机构设有第一滑动块2-81及其导轨2-82，第一滑动块2-81及其导轨2_82分设于左右滑动架2_7和升降架2-5上；所述第一机械手装置设有左右导向机构，所述左右导向机构设有第二滑动块2-83及其导轨2-84，第二滑动块2-83及其导轨2_84分设于左右滑动架2_7和固定架2_9上。所述左驱动电机2-1和右驱动电机2-2的
基座也可安装在固定架2-9上。
[0050] 在所述升降架上还安装有上限位件2-51和下限位件2-52。
[0051] 在前后位置上，升降架2-5和固定架2-9处于前后两侧，左右滑动架2-7处于升降架2-5和固定架2-9之间。
[0052] 在实施中，第一机械手装置还可采用前后两套平行
叠加的以上实施方式中的运动机构:每套运动机构还可设有所述垂直导向机构、所述左右导向机构。
[0053] 在每套运动机构中，传输带或链具有左下端和右下端，所述左下端和右下端分别连接升降架或与连接在升降架上的部件连接；所述传输带或链的绕行路线为:自左下端依次经过左下轮、左主动轮、左上轮、第五从动轮、右上轮、右主动轮、右下轮、右下端。
[0054] 前后两套平行叠加的上述运动机构中，左主动轮同轴，由同一左驱动电机驱动，右主动轮同轴，由同一右驱动电机驱动，连接机械手的部件与前后两套平行叠加的上述运动机构中的升降架连接，从而既能保持原有优点，又能加强连接机械手的部件的安装强度和平稳度。
[0055] 按照本实施方式的原理，第一机械手装置还可采用前后多套平行叠加的上述运动机构，并均由同一台右驱动电机驱动各右主动轮，同一台左驱动电机驱动各左主动轮，连接机械手的部件与各运动机构中的升降架连接；各运动机构的结构同前。这样，只要电机功率足够，可以平稳、高速地搬运各种大、重物品。
[0056] 所述插管输送线300上设有包装体的定位机构301，在插管输送线上形成一格格，待插管包装体在被放入定位机构301后，使待插管的包装体之间的间距在被插管输送线输送时，保持与插管装置的插管出口 4-31间距对应。
[0057] 在本实施例中，采用双层包装体同时插管方式来进一步提高工作效率。所述插管输送线上的定位机构301的高度为对应两层的待插管包装体的定位机构；插管输送线每次输送的距离对应被第一机械手一次性放入插管输送线的待插管包装体组长度的一半。如图15所示，这样，在正常工作时，在插管输送线上，被第一机械手装置每次抓取的待插管包装体组的前半组被放在前一组留下的后半组的上层，作为第二层，被第一机械手装置每次抓取的待插管包装体组的后半组直接放在插管输送线上，作为第一层，供下一组的待插管包装体组叠加。这样，可以同时进行两层包装体的插管，其总数仍然等于一组待插管包装体组的数量，但插管输送线的每次输送距离可以缩短一半，从而大幅增加工作效率。
[0058] 本实施例所提供的插管装置400设有多套并列的分组整合机构，所述分组整合机构包括垂直的螺杆4-1、横向前后运动的切刀4-2。
[0059] 所述螺杆4-1由动力驱动而可绕其轴线旋转；所述分组整合机构在螺杆4-1的一侧设有导向结构，所述导向结构与螺杆之间存在间隙4-200，所述导向结构使处于所述导向结构与螺杆之间的吸管带4-100能够贴在螺杆4-1的一侧上被螺杆4-1输送；在本实施例中，所述分组整合机构中，由同方向旋转的左右两根所述螺杆4-1组成输送机构与所述导向结构相配合，驱动所述螺杆旋转的动力为电机4-10，螺杆4-1的下端同轴连接从动齿轮4-11，所述从动齿轮4-11与电机4-10驱动的主动齿轮4-12啮合，主动齿轮4-12处在所述左右两根螺杆所连接的从动齿轮4-11之间，这样能够使左右两根螺杆4-1保持合适的间距以使吸管602被稳定地输送，同时，又能利用两根螺杆之间的空间设置所述主动齿轮4-12。
[0060] 所述切刀4-2处在螺杆输送条状物品带的这一侧，所述螺杆的螺纹牙4-13上设有所述切刀4-2的切刀槽4-15 ;螺杆4-1的螺距D和吸管602的粗细相配，使吸管602能进入螺纹的相邻牙4-13之间的空间4-14。如图所示，在本实施例中，所述螺杆4-1的螺距D和一根吸管602的粗细相配。
[0061] 所述导向机构包括入口导向段的导向部件4-4 ;所述入口导向段的导向部件4-4被可拆式安装，这样，可以即保证所述间隙4-200的大小合适，使吸管带4-100与螺杆4-1配合良好，又便于在生产开始时，吸管带4-100能够简单地进入导向结构与螺杆I之间的间隙4-200中、吸管602进入螺纹的相邻上下牙4-13之间的空间4_14中。所述导向机构设有固定导向块4-5，所述入口导向段的导向部件通过螺钉可拆式安装在固定导向块4-5上，所述固定导向块上设有供所述切刀穿过的过槽4-51，这样，还能对被从吸管带4-100上切割下来的吸管带段603进行导向，使其被螺杆4-1向下输送直至收集槽4-3。所述导向结构的导向面可采用平面4-45。
[0062] 所述分组整合机构还包括收集槽4-3，所述收集槽4-3处在导向结构与螺杆之间间隙的分组整合机构吸管出口处，其槽口 4-30承接在分组整合机构吸管出口外侧，也即其槽口 4-30面向螺杆4-1并承接在导向结构与螺杆之间间隙4-200的下方；所述收集槽的一端具有所述插管装置的吸管出口 4-31，所述分组整合机构还设有推动机构，所述推动机构能沿收集槽的长度方向运动，将收集槽4-30中的吸管带段603从所述出口 4-31推出。所述推动机构包括气缸4-32及由气缸带动的推动部件4-33。所述推动机构也可以是电动的机构。
[0063] 所述分组整合机构在螺杆的上方，也即条状物品带进入导向结构与螺杆之间间隙之前的部位设有吸管带进带导向辊组4-6，所述导向辊组4-6中具有调节条状物品带张力的调节导向辊4-60，所述调节导向辊4-60连接在摆动机构上，所述分组整合装置设有活动导向棍的活动导向槽4-62和限位结构4-61,该摆动机构包括摆杆4-61,调节导向棍4_60连接在摆杆4-61上。
[0064] 所述多套的分组整合机构沿前后方向设置，在本实施例中，每个插管装置设有两套分组整合机构。各分组整合机构的横向前后运动切刀的刀架4-20连接在连接块4-7上，由连接块4-7和动力源连接，所述动力源可以是气缸4-8，或由电机作为动力源，所述分组整合装置设有连接块4-7的滑动导向轨道4-9，附图标号4-70为与连接块4-7固定连接的滑块，滑块4-70与滑动导向轨道4-9配合。
[0065] 上述插管装置能利用吸管带本身所具有的定距凹凸的表面形状特点，使其突出部位(也即吸管)能横着进入螺杆的螺纹牙之间的空间，通过旋转螺杆，而定距输送吸管带，并进而配以横向前后运动的切刀，实现了对吸管带的机械化切割和输送，结构合理、速度快满足高速要求、与条状物品带配合准确、工作效率高。[0066] 对于多层待插管包装体同时插管，或者，待插管包装体被排成左右列并行，所述插管机在插管输送线的两侧，于插管工位，均设有插管装置，处于两侧插管装置的插管出口分别对应两层的待插管包装体；最佳地，如本实施例那样，一侧的插管装置的插管出口对应第一层，另一侧的插管装置的插管出口对应第二层；或者，也可以，一侧对应前部包装体另一侧对应后部等其它布置。
[0067] 除了本实施例之外，分组整合机构也可采用其它步进方式推动、拉动吸管带的机械结构，再用切刀将吸管带一段段切下，被送入待插管包装体中。
[0068] 第二机械手装置中的机械手执行机构可采用多种能携带物品的功能机构，比如吸盘、夹钳等。将机械手的运动机构可和第一机械手装置的运动机构一样。
[0069] 本实施例所提供的第二机械手装置中利用夹式抓手机构和吸盘一次性抓取多层物品；在释放物品时，既可一次性全部释放，也可第一次吸盘不释放仍吸住顶层物品而夹式抓手机构释放，第二次吸盘再释放，使得物品按需要按投放位置被分两层两次释放，成倍地减少了抓手机构来回抓放物品的次数，成倍地提高了工作速度慢且减少零件磨损，非常适配当插管机采用两层包装体同时插管时的工作方式。
[0070] 该第二机械手机构500包括安装基体，所述安装基体可以是安装板5-3。
[0071] 在安装基体上设有第一抓手机构和第二抓手机构，第二抓手机构位于第一抓手机构所围成的被夹物品空间A中的顶部。
[0072] 第一抓手机构可采用夹式抓手机构5-1，所述夹式抓手机构I可采用夹板抓手机构，第二抓手机构可采用吸盘5-2。夹板抓手机构由气缸5-4驱动而夹紧和放松物品，所述吸盘5-2位于夹板抓手机构所围成的被夹物品空间A中的顶部。
[0073] 所述安装基体连接在运动机构上，而可被升降和平移。
[0074] 所述运动机构中设有升降机构5-5和平移机构5-6，所述平移机构5_6可采用循环输送机构，比如链条、
同步带等，所述升降机构5-5通过其安装板5-51连接在平移机构5-6上而可被平移，升降机构5-5可采用气缸，所述安装基体5-3连接在升降机构5-5上而可被所述升降机构5-5带动升降以及与升降机构5-5 —起被平移机构带动平移。安装基体上可连接升降导杆5-7，升降机构5-5的安装板5-51可设置与升降导杆配合的导向套5-8。
[0075] 附图标号5-63为平移机构的动力，附图标号5-61为平移运动的导轨，附图标号5-62为安装板5-51上所设的与导轨5-61配合的滑块。
