一种食品行业用食品夹取装箱装置

摘要

本发明公开了一种食品行业用食品夹取装箱装置，在第二送料皮带上设有若干组等间距布置的接料单元，每组接料单元包括若干个呈阵列方式布置的接料槽，在第二送料皮带上且位于每个接料槽的位置处设有一个推料孔，若干推板布置在第二送料皮带的内侧，所有的推板同时上升并通过对应的推料孔伸于对应位置的接料槽内，若干个夹爪设于第二送料皮带的外侧并置于推板的上方，第一送料皮带将待装箱的食品输送至一组接料单元的接料槽内，推板将接料槽内的待装箱食品顶入夹爪内，一个夹爪气缸驱动所有的夹爪运动，夹取待装箱的食品，移动所有的夹爪至包装箱输送带的上方，并将待装箱的食品放入包装箱输送带上的包装箱内，本发明自动化程度高，适用性广。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种食品行业用食品夹取装箱装置。

背景技术：

食品生产过程中，常需要将食品放置在包装箱中，现有的食品装箱普遍都是人工装箱，自动化程度低，工人劳动强度高，工作效率低下。

发明内容：

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种食品行业用食品夹取装箱装置。

本发明所采用的技术方案有：

一种食品行业用食品夹取装箱装置，包括第一送料皮带、第二送料皮带、推板、夹爪、夹爪气缸和包装箱输送带，所述第一送料皮带和包装箱输送带均设置在第二送料皮带的一侧，在第二送料皮带上设有若干组等间距布置的接料单元，每组接料单元包括若干个呈阵列方式布置的接料槽，在第二送料皮带上且位于每个接料槽的位置处设有一个推料孔，若干推板布置在第二送料皮带的内侧，所有的推板同时上升并通过对应的推料孔伸于对应位置的接料槽内，若干个夹爪设于第二送料皮带的外侧并置于推板的上方，第一送料皮带将待装箱的食品输送至一组接料单元的接料槽内，推板将接料槽内的待装箱食品顶入夹爪内，一个夹爪气缸驱动所有的夹爪运动，夹取待装箱的食品，移动所有的夹爪至包装箱输送带的上方，并将待装箱的食品放入包装箱输送带上的包装箱内。

进一步地，所述第二送料皮带绕设在四个皮带轮上，四个皮带轮呈正方形分布，在第二送料皮带上固定若干块并列布置的安装板，在每块安装板上对称固定两个接料槽，所述接料槽为具有两个侧边和一个中间边的U形槽结构，接料槽设于第二送料皮带上后，接料槽的两个侧边分布在第二送料皮带的前后方向上，第二送料皮带上对应位置处的一个推料孔与一个接料槽相连通。

进一步地，所述推板的顶端为斜面结构，且推板的斜面方向朝着接料槽的槽口方向设置，上移推板，推板穿过推料孔并贴着接料槽内中间边的内壁向上运动。

进一步地，所述夹爪和夹爪气缸均安装在一个机架上，所述机架安装在一个可X和Y向运动的二维运动机构上，在夹爪夹取待装箱的食品后，通过二维运动机构将夹爪移动至包装箱输送带上方。

进一步地，所述夹爪包括爪体、安装座、驱动座、弹簧、拉杆、铰接杆、连接销和压盖，所述安装座上设有同轴布置且相互贯通的导向孔和驱动孔，驱动座置于导向孔内，压盖螺纹连接在安装座上并将导向孔的上端口封住，拉杆依次穿过压盖和导向孔并伸于驱动孔内，弹簧套设在拉杆上，且弹簧的上端抵触在压盖上，下端将驱动座抵触在导向孔的内壁上，在拉杆上设有腰型孔，连接销穿过驱动座并伸于腰型孔内，且连接销位于腰型孔的顶端，所述连接销与驱动座固定连接；两个爪体的上端伸于驱动孔内，每个爪体通过铰接杆与驱动座相铰接，拉杆的底端抵触在两个爪体上，并将两个爪体撑开。

进一步地，所述爪体为V字爪结构，驱动孔的内壁面为斜面结构，向上拉动拉杆，先使拉杆的底端脱离两个爪体，继续向上拉动拉杆，拉杆带动驱动座一起向上运动，使得两个爪体朝着驱动孔内运动，驱动孔的内壁面驱动两个爪体相向运动，实现两个爪体夹紧动作。

进一步地，所有夹爪中的拉杆固定在一块驱动板上，驱动板与夹爪气缸相连；在驱动板上设置导杆，导杆插接在机架；所述夹爪中的安装座固定在机架上。

进一步地，相邻的推板沿着第二送料皮带的输送方向呈一高一低交替布置，相邻的夹爪沿着第二送料皮带的传动方向呈一高一低交替布置，且处于一个高位的夹爪对应置于一个处于高位的推板上方。

进一步地，所述第一送料皮带绕设在两个皮带轮上，在第一送料皮带上设有多块平行布置的隔板，相邻隔板之间形成限位送料槽；在第一送料皮带上方且位于隔板的左侧设有缓冲帘，所述缓冲帘的下摆支撑在第一送料皮带上；在第一送料皮带的末端设有导料板。

进一步地，所述包装箱输送带包括第三送料皮带、导向轨和定位板，若干定位板相隔一定间隙的固定在第三送料皮带上，相邻的两块定位板之间形成用于放置包装箱的槽腔，两组导向轨沿着第三送料皮带的输送方向对称布置。

本发明具有如下有益效果：

1)食品通过第一送料皮带自动送入接料单元内，自动化程度高；

2)本发明适用于高度大于或小于接料槽高度的食品，适用性广；

3)一个夹爪气缸实现所有的夹爪运动，造价成本低，在夹爪气缸存在电气故障上，便于检修，维护成本低。

附图说明：

图1为本发明结构图。

图2为本发明中接料单元在第二送料皮带上的结构图。

图3为本发明中接料单元在第二送料皮带上的结构图。

图4为本发明中接料单元运动至推板和夹爪之间的结构图。

图5a为本发明中推板将食品推动夹爪内的示意图(该图中食品的高度大于接料槽的高度)。

图5b为图4所示结构中食品的高度小于接料槽的高度的示意图。

图5c为图5b所示结构中高度小于接料槽高度的食品发生倾斜的示意图。

图6为本发明中机架在二维运动机构上的结构图。

图7为本发明中夹爪的一种结构示意图。

图8为图7夹爪的夹紧示意图。

图9为图7夹爪的夹取食品的示意图。

图10为图7夹爪的夹取食品的示意图。

图11为本发明夹爪的另一种结构示意图。

图12a为图11夹爪的夹取食品的示意图。

图12b为图11夹爪的夹取高度小于接料槽高度的食品的示意图。

图13为本发明中第一送料皮带和第二送料皮带的结构图。

图14为本发明中第一送料皮带的结构图。

图15为本发明中包装箱输送带的结构图。

图16为限位板固定在定位板上的结构图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1，本发明一种食品行业用食品夹取装箱装置，包括第一送料皮带11、第二送料皮带21、推板31、夹爪41、夹爪气缸61和包装箱输送带81。

第一送料皮带11设置在第二送料皮带21的右侧，包装箱输送带81设置在第二送料皮带21的后侧。在第二送料皮带21上设有若干组等间距布置的接料单元51，每组接料单元51包括若干个呈阵列方式布置的接料槽511，在第二送料皮带21上且位于每个接料槽511的位置处设有一个推料孔211，若干块推板31布置在第二送料皮带21的内侧，所有的推板31同时上升，每个推板31通过对应的推料孔211伸于对应一位置的接料槽511内，若干个夹爪41设于第二送料皮带21的外侧并置于推板31的上方。

本发明的大致动作为：第一送料皮带11将待装箱的食品800输送至一组接料单元51的接料槽511内，第二送料皮带21将接有待装箱食品800的接料单元51移动至推板31上方，推板31上移将接料槽511内的待装箱食品800顶入夹爪41内，一个夹爪气缸61驱动所有的夹爪41运动，进而夹取待装箱的食品800，移动所有的夹爪41至包装箱输送带81的上方，所有的夹爪41通过夹爪气缸61的驱动并同时松开，使得待装箱的食品放入包装箱输送带81上的包装箱内。

结合本发明的动作过程，以下对本发明实现本发明动作的对应部件进行详细说明。

结合图2和图3，本发明中的第二送料皮带21绕设在四个皮带轮上，四个皮带轮呈正方形分布，使得第二送料皮带21呈矩形状撑开，第二送料皮带21通过步进电机驱动。

在第二送料皮带21上固定若干块并列布置的安装板22，每块安装板22上对称设有两个矩形孔，矩形孔与对应的推料孔211相连通。在每块安装板22上对称固定两个接料槽511，第二送料皮带21上对应位置处的一个推料孔211与一个接料槽511相连通。

接料槽511为具有两个侧边A和一个中间边B的U形槽结构。接料槽511通过螺钉或角钢固定于安装板22上后，接料槽511的两个侧边A分布在第二送料皮带21的前后方向上。

如图4，所有的推板31竖直固定在一块升降板33上，升降板33与升降板气缸34相连。升降板气缸34驱动所有的推板31上升或下降。

本发明中推板31的顶端为斜面结构，且推板31的斜面方向朝着接料槽511的槽口方向设置。向上移动推板31，推板31穿过推料孔211并贴着接料槽511内中间边的内壁向上运动。

如图5a，食品800落入接料槽511内后，在推板31上移并将食品800推出接料槽511的过程中，由于推板31上移是贴着接料槽511的中间边B的内壁向上运动，且推板31的顶端为斜面结构，因此在向上推动食品800的过程中，由于食品800支撑在推板31的顶端向下倾斜的斜面上，所以食品800会沿着斜面下滑，并贴在相邻接料槽511的外壁上，并沿着相邻接料槽511的外壁向上运动，此时，只要通过第二送料皮带21将对应位置接料槽511的中间边B外壁移动在上方夹爪41中夹持腔D的内侧(见图5a中的“引线K”)，因此就可以保证食品800被准确的推入夹爪41中。图5a中所示的食品800高度大于接料槽511的高度。

在食品800高度小于接料槽511的高度时，如图5b，由于本发明是通过推板31将食品800顶出接料槽511，因此可以适用于高度大于或小于接料槽511高度的食品，适用性广，即使高度小于接料槽511高度的食品在接料槽511内发生倾斜时(如图5c)，通过推板31顶出食品800，夹爪41依然可以夹取。

如图6，本发明中的夹爪41和夹爪气缸61均安装在一个机架43上，机架43安装在一个可X和Y向运动的二维运动机构44上，二维运动机构44的X向和Y向通过电动滑轨或者丝杠传动来实现。二维运动机构44为现有自动化控制常用的执行结构，故本发明不再对此机构具体结构原理进行赘述。在夹爪41夹取待装箱的食品后，通过二维运动机构44将夹爪41移动至包装箱输送带81上方。

如图7，夹爪41包括爪体411、安装座412、驱动座413、弹簧414、拉杆415、铰接杆416、连接销417和压盖418。

在安装座412上设有同轴布置且相互贯通的导向孔4121和驱动孔4122，驱动座413置于导向孔4121内，压盖418螺纹连接在安装座412上并将导向孔4121的上端口封住。拉杆415依次穿过压盖418和导向孔4121并伸于驱动孔4122内，弹簧414置于导向孔4121内，且弹簧414套设在拉杆415上，弹簧414的上端抵触在压盖418上，下端抵触在驱动座413上，并将驱动座413抵触在导向孔4121的内壁上。

在拉杆415上设有腰型孔4151，连接销417穿过驱动座413并伸于腰型孔4151内，且连接销417位于腰型孔4151的顶端，连接销417与驱动座413之间通过过盈配合的方式固定连接。

两个爪体411的上端伸于驱动孔4122内，每个爪体411通过一根铰接杆416与驱动座413相铰接，拉杆415的底端抵触在两个爪体411上，并将两个爪体411撑开。爪体411为V字爪结构，驱动孔4122的内壁面为斜面结构。

夹爪41中的拉杆415固定在一块驱动板42上，驱动板42与夹爪气缸61相连，为保证驱动板42的运动稳定性，在驱动板42上设置导杆，导杆插接在机架43。在机架43上固定有安装架431，夹爪41中的安装座412固定在安装架431上。

夹爪41的运动原理为：在初始状态时，夹爪气缸61推动拉杆415使得拉杆415抵触在两爪体411上，并使得两个爪体411被撑开，此时连接销417位于腰型孔4151的顶端。

在夹持时，夹爪气缸61带动拉杆415上移，拉杆415先离开两个爪体411，此时两个爪体411处于自由转态，即由于自重作用，两个爪体411相向运动，但由于两个爪体411未受力，此时并不能实现夹紧动作。

随着拉杆415继续上移，在连接销417置于腰型孔4151的底端时，拉杆415上移并带动驱动座413一起向上运动，驱动座413向上运动并拉拽两爪体411，使得两个爪体411朝着驱动孔4122内运动，在驱动孔4122的内壁面斜面与爪体411的外壁面配合作用下，驱动孔4122的内壁面驱动两个爪体411相向运动，实现两个爪体411夹紧动作，图8为两个爪体411相向运动后的状态图，图9为两个爪体411夹持食品800的结构图。为保证夹紧效果，在爪体411的内壁面上设有齿面。

如图10，为便于夹爪41的排列安装，相邻的夹爪41沿着第二送料皮带21的传动方向呈一高一低交替布置，相邻的推板31沿着第二送料皮带21的输送方向呈一高一低交替布置，且处于一个高位的夹爪41对应置于一个处于高位的推板31上方。

本发明中的夹爪41还可以采用另外一种结构形式，由此构成本发明的另外一个实施例，具体见图11和图12a，夹爪41具体结构为：

夹爪41包括第一夹板471和第二夹板472，第一夹板471与第二夹板472相互平行布置，第一夹板471竖直固定连接在机架43上，第二夹板472固定连接在驱动板42，驱动板42水平滑动连接在机架43上，夹爪气缸61固定连接在机架43上，且夹爪气缸61驱动驱动板42在机架43上水平滑动。

在采用该种结构形式的夹爪41时，相邻的夹爪41等高布置，相邻的推板31等高布置。在夹取食品800时，推板31上移并将食品800推入第一夹板471与第二夹板472之间，夹爪气缸61推动驱动板42，并使得所有的第二夹板472朝着对应一侧的第一夹板471运动，进而实现食品800的夹取。为保证夹持力，在第一夹板471与第二夹板472的内壁上均设有齿面。

图11和图12a所公开的结构依然适用于高度大于或小于接料槽511高度的食品，适用性广，图12b为高度小于接料槽511高度的食品的应用图。

如图13和图14，第一送料皮带11绕设在两个皮带轮上，第一送料皮带11通过步进电机驱动。

为便于将食品更好的输送，在第一送料皮带11上设有多块平行布置的隔板12，相邻隔板12之间形成限位送料槽13。限位送料槽13对输送中的食品进行限位，使得食品更好的进入接料槽511内。在第一送料皮带11的末端设有导料板15。导料板15的底端伸于接料槽511的一侧。

在第一送料皮带11上方且位于隔板12的左侧设有缓冲帘14，缓冲帘14的下摆支撑在第一送料皮带11上。设置缓冲帘14的作用是，在将食品800送入接料槽511内时，缓冲帘14设置阻力，避免食品直接滑入导料板15上，只有在下一个食品运动到缓冲帘14下方位置处时，并将前一个食品推入导料板15上，然后通过导料板15划入接料槽511内。为进一步的保证送料的精度，本发明在使用时可以配合工业相机，通过视觉的信息获取，食品更加准确的送入接料槽511内。工业相机摄取图像的过程不是本发明的保护点，因此本发明不再对此部分内容进行赘述。

如图15和图16，本发明中的包装箱输送带81包括第三送料皮带811、导向轨812和定位板814，若干定位板814相隔一定间隙的固定在第三送料皮带811上，相邻的两块定位板814之间形成用于放置包装箱的槽腔，两组导向轨812沿着第三送料皮带811的输送方向对称布置。导向轨812对包装箱进行运动导向。

每两个定位板814形成一组定位体，用于对包装箱进行定位。在输送包装箱时，为使得包装箱的箱口被撑开，在第三送料皮带811的输送方向上设置两根对称的限位杆815，在每块定位板814上固定一块限位板816，在使用时，通过两块限位板816将箱体中箱口处的左右两块盖板撑开，通过两块限位杆815将箱体中箱口处的前后两块盖板撑开。

本发明中的限位板816采用塑料板制成，在放入箱体后，朝着远离箱体方向拨开限位板816，在放入箱体后，松开限位板即可。

以下对本发明的动作过程进行详细描述：

1)将纸箱放置在第三送料皮带811上的两个定位板814之间，将待包装的食品800放置在第一送料皮带11上，将纸箱的箱口打开，通过限位板816和限位杆815使得箱口保持打开的状态。

本发明中所述的食品800为盒装食品，比如盒装饼干、月饼、糖或盒装蛋黄派、盒装面包等等。

2)第一送料皮带11输送食品800，并将食品800送入接料槽511内，在一组接料单元51接满后并远离第一送料皮带11时，由于下一组接料单元51还未运动到导料板15的一侧，因此此时第一送料皮带11停止运动，避免食品800滚落。待下一组接料单元51运动到导料板15的一侧时，第一送料皮带11继续运动，开始新一组接料单元51的送料。

需要说明的是，由于每组接料单元51中的最左侧的接料槽511为开方式结构，因此最左侧的接料槽511在接料后，食品会在该接料槽511发生倾倒的现象，为避免该现象的发生，每组接料单元51的最左侧的接料槽511不接料。

3)在接有食品的接料单元51运动到推板31上方时，推板31上移并将食品800推出接料槽511，在食品800推出接料槽511的过程中，由于推板31上移是贴着接料槽511的中间边B的内壁向上运动，且推板31的顶端为斜面结构，因此在向上推动食品800的过程中，由于食品800支撑在推板31的顶端向下倾斜的斜面上，所以食品800会沿着斜面下滑，并贴在相邻接料槽511的外壁上，并沿着相邻接料槽511的外壁向上运动，最终保证食品推入夹爪41中。

4)一个夹爪气缸61驱动所有的夹爪41运动，进而夹取待装箱的食品800，通过二维运动机构44将食品800送入第三送料皮带811上方，夹爪气缸61的驱动并同时松开，使得待装箱的食品放入纸箱内。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。