紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置

《紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置》是安徽工業大學於2013年4月27日申請的發明專利，該專利申請號為2013101516874，公布號為CN103213850A，專利公布日為2013年7月24日，發明人是張良安、解安東、單家正、王鵬、萬俊。

《紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置》公開一種紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置，屬於物流技術領域。該發明所提供的一種紙箱堆垛形式單層成形方法包括奇數層成形和偶數層成形，該發明所提供的一種紙箱堆垛形式單層成形裝置由輸送系統、轉箱系統、前擋箱系統和後擋箱系統、推送系統以及緩衝區系統組成。該發明所提供的紙箱成形方法操作簡單實用縮短了成形時間，提高了設備利用率，所提供的成形裝置結構緊湊，使用了氣缸和伺服電機，重複定位精度高，垛層形狀整齊穩定，保證了碼垛垛體的穩定性，提高了碼垛效率，適於高速重載碼垛。

2020年7月17日，《紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。

（概述圖為《紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置》的摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置
• 公布號：CN103213850A
• 公布日：2013年7月24日
• 申請號：2013101516874
• 申請日：2013年4月27日
• 申請人：安徽工業大學
• 地址：安徽省馬鞍山市馬向路新城東區
• 發明人：張良安、解安東、單家正、王鵬、萬俊
• 代理機構：南京知識律師事務所
• 代理人：蔣海軍
• Int.Cl.：B65G57/32(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

全自動碼垛已經逐漸在工業生產中得到套用，特別是藥品和食品等這些產量大、自動化程度高的行業，在製成品的包裝、分揀、裝箱以及碼垛等物流操作中，對自動化設備要求更是具有高速、重載的特點。截至2013年4月，紙箱堆垛的成形方法還沒有得到應有的重視，然而碼垛成形的好壞直接決定產品碼垛效率的高低，好的堆垛形式不會出現成品垛形狀歪斜、倒塌等現象，提高了成品垛在搬運過程的安全與順利，同時也提高了整個物流環節的效率。

發明內容

專利目的

《紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置》的目的在於提高產品碼垛效率而提供一種紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置。

技術方案

《紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置》所提供的一種紙箱堆垛形式單層成形方法包括奇數層成形和偶數層成形，所述成形方法具體步驟如下：

當紙箱進入輸送系統，被輸送到轉箱系統的位置並且需要轉箱時，轉箱系統將紙箱旋轉90度，被輸送到轉箱系統的位置並且不需要轉箱時，轉箱系統不工作，所述紙箱繼續運動至擋箱系統的位置，需要擋箱時，所述擋箱系統中的前擋箱系統和後擋箱系統工作，阻止所述紙箱繼續運動，當每排紙箱按所要求形式到位後，推送系統開始工作，將每排紙箱推送到緩衝系統，當一層紙箱的4排都被推送到所述緩衝系統時，就完成了紙箱堆垛形式單層的成形。

所述奇數層成形的具體內容是：奇數層有12個紙箱，分為4排，第一排有4個紙箱，都需要轉箱；第二排有3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱；第三排3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱；第四排2個紙箱，不需要轉箱。所述偶數層成形的具體內容是：偶數層有12個紙箱，分為4排，第一排2個紙箱，不需要轉箱；第二排3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱；第三排3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱；第四排4個紙箱，都需要轉箱。該發明所提供的一種紙箱堆垛形式單層成形裝置由輸送系統、轉箱系統、前擋箱系統和後擋箱系統、推送系統以及緩衝系統組成。

所述輸送系統包括電機1、滾筒支架2、第一鏈輪3、鏈4、滾筒5、軸承6、第二鏈輪39和紙箱擋板7，所述電機1通過鍵與所述第一鏈輪3連線，所述第二鏈輪39與所述滾筒5固接，所述電機1、所述紙箱擋板7固接在所述滾筒支架2上，所述軸承6與所述滾筒支架2固接，所述電機1驅動所述第一鏈輪3，所述第一鏈輪3通過所述鏈4帶動所述滾筒5轉動。所述轉箱系統包括轉箱氣缸8、轉箱支架9、旋轉導柱10、旋轉頭11和旋轉輥子12，所述轉箱氣缸8與所述轉箱支架9固接，所述轉箱支架9與所述滾筒支架2固接，所述轉箱氣缸8的缸桿與所述旋轉頭11固接，所述旋轉輥子12的軸與所述旋轉頭11固接，所述旋轉導柱10與所述旋轉頭11固接，所述轉箱氣缸8通過缸桿伸縮帶動所述旋轉頭11前後運動。

所述前擋箱系統和後擋箱系統包括擋箱氣缸13、擋箱支架14、擋箱擋板15、擋箱導柱16以及氣缸接頭17，所述擋箱氣缸13的缸桿與所述氣缸接頭17固接，所述氣缸接頭17與所述擋箱擋板15鉸接，所述擋箱氣缸13與所述擋箱支架14固接，所述擋箱支架14與所述滾筒支架2固接，所述擋箱導柱16與所述擋箱擋板15固接，所述擋箱氣缸13通過缸桿的伸縮帶動所述擋箱擋板15上下運動。

所述推送系統包括橫樑18、推送氣缸19、推箱導柱20、線性軸承21、推板22、伺服電機23、減速器24、減速器安裝板25、同步帶26、帶輪27、齒輪軸28、軸承座29、齒條30、齒輪31、直線導軌32、滑塊33和支撐架34，其中所述推送氣缸19的缸桿與所述推板22固接，所述推箱導柱20與所述推板22固接，所述推送氣缸19與所述橫樑18固接，所述減速器24與所述減速器安裝板25固接，所述減速器安裝板25與所述橫樑18固接，所述齒輪軸28通過所述軸承座29安裝在所述橫樑18的底部，所述帶輪27通過鍵與所述減速器24的軸連線，所述帶輪27通過所述同步帶26驅動所述齒輪軸28，所述齒輪31通過鍵與所述齒輪軸28連線，所述齒輪軸28通過所述齒輪31與所述齒條30嚙合傳遞轉矩，所述橫樑18與所述滑塊33固接，所述滑塊33能夠在所述直線導軌32上滑動，所述直線導軌32和所述齒條30固接在所述支撐架34上，所述直線導軌32和所述齒條30以對稱形式位於所述支撐架34的兩側。

所述緩衝系統包括導向板35、輥子36、輥子支撐37、框架38，所述導向板35與所述框架38固接，所述輥子支撐37與所述框架38固接，所述輥子36的軸與所述輥子支撐37固接。

改善效果

《紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置》所提供的紙箱成形方法操作簡單實用縮短了成形時間，提高了設備利用率，所提供的成形裝置結構緊湊，使用了氣缸和伺服電機，重複定位精度高，垛層形狀整齊穩定，保證了碼垛垛體的穩定性，提高了碼垛效率，適於高速重載碼垛。

附圖說明

圖1是《紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置》成形裝置的結構示意圖；

圖2是該發明奇數層成形原理圖；

圖3是該發明奇數層垛形圖；

圖4是該發明偶數層成形原理圖；

圖5是該發明奇數層垛形圖；

圖6是該發明成形裝置中輸送系統結構示意圖；

圖7是該發明輸送裝置中滾筒、軸承與第二鏈輪的安裝結構示意圖；

圖8是該發明成形裝置中轉箱系統結構示意圖；

圖9是該發明成形裝置中前擋箱系統以及後當箱系統結構示意圖；

圖10是該發明成形裝置中輸送系統、轉箱系統、前擋箱系統和後擋箱系統結構示意圖；

圖11該發明成形裝置中推送系統結構示意圖；

圖12是圖11中Ⅰ部的放大結構示意圖；

圖13是圖11中部的放大結構示意圖；

圖14該發明成形裝置中緩衝系統結構示意圖。

圖中：1-電機；2-滾筒支架；3-第一鏈輪；4-鏈；5-滾筒；6-軸承；7-紙箱擋板；8-轉箱氣缸；9-轉箱支架；10-旋轉導柱；11-旋轉頭；12-旋轉輥子；13-擋箱氣缸；14-擋箱支架；15-擋箱擋板；16-擋箱導柱；17-氣缸接頭；18-橫樑；19-推送氣缸；20-推箱導柱；21-線性軸承；22-推板；23-伺服電機；24-減速器；25-減速器安裝板；26-同步帶；27-帶輪；28-齒輪軸；29-軸承座；30-齒條；31-齒輪；32-直線導軌；33-滑塊；34-支撐架；35-導向板；36-輥子；37-輥子支撐；38-框架；39-第二鏈輪。

技術領域

《紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置》屬於物流技術領域，尤其涉及一種紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置。

權利要求

1.《紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置》特徵在於該成形方法包括奇數層成形和偶數層成形，所述成形方法具體步驟如下：當紙箱進入輸送系統，被輸送到轉箱系統的位置並且需要轉箱時，轉箱系統將紙箱旋轉90度，被輸送到轉箱系統的位置並且不需要轉箱時，轉箱系統不工作，所述紙箱繼續運動至擋箱系統的位置，需要擋箱時，所述擋箱系統中的前擋箱系統和後擋箱系統工作，阻止所述紙箱繼續運動，當每排紙箱按所要求形式到位後，推送系統開始工作，將每排紙箱推送到緩衝系統，當一層紙箱的4排都被推送到所述緩衝系統時，就完成了紙箱堆垛形式單層的成形。

2.根據權利要求1所述的成形方法，其特徵在於所述奇數層成形的具體內容是：所述奇數層有12個紙箱，分為4排，第一排有4個紙箱，都需要轉箱；第二排有3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱；第三排3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱；第四排2個紙箱，不需要轉箱。

3.根據權利要求1所述的成形方法，其特徵在於所述偶數層成形的具體內容是：所述偶數層有12個紙箱，分為4排，第一排2個紙箱，不需要轉箱；第二排3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱；第三排3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱；第四排4個紙箱，都需要轉箱。

4.一種實現權利要求1所述成形方法的裝置，其特徵在於該裝置由輸送系統、轉箱系統、前擋箱系統和後擋箱系統、推送系統以及緩衝系統組成。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述輸送系統包括電機（1）、滾筒支架（2）、第一鏈輪（3）、鏈（4）、滾筒（5）、軸承（6）、第二鏈輪（39）和紙箱擋板（7），所述電機（1）通過鍵與所述第一鏈輪（3）連線，所述第二鏈輪（390與所述滾筒（5）固接，所述電機（1）、所述紙箱擋板（7）固接在所述滾筒支架（2）上，所述軸承（6）與所述滾筒支架（2）固接，所述電機（1）驅動所述第一鏈輪（3），所述第一鏈輪（3）通過所述鏈（4）帶動所述滾筒（5）轉動。

6.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述轉箱系統包括轉箱氣缸（8）、轉箱支架（9）、旋轉導柱（10）、旋轉頭（11）和旋轉輥子（12），所述轉箱氣缸（8）與所述轉箱支架（9）固接，所述轉箱支架（9）與所述滾筒支架（2）固接，所述轉箱氣缸（8）的缸桿與所述旋轉頭（11）固接，所述旋轉輥子（12）的軸與所述旋轉頭（11）固接，所述旋轉導柱（10）與所述旋轉頭（11）固接，所述轉箱氣缸（8）通過缸桿伸縮帶動所述旋轉頭（11）前後運動。

7.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述前擋箱系統和後擋箱系統包括擋箱氣缸（13）、擋箱支架（14）、擋箱擋板（15）、擋箱導柱（16）以及氣缸接頭（17），所述擋箱氣缸（13）的缸桿與所述氣缸接頭（17）固接，所述氣缸接頭（17）與所述擋箱擋板（15）鉸接，所述擋箱氣缸（13）與所述擋箱支架（14）固接，所述擋箱支架（14）與所述滾筒支架（2）固接，所述擋箱導柱（16）與所述擋箱擋板（15）固接，所述擋箱氣缸（13）通過缸桿的伸縮帶動所述擋箱擋板（15）上下運動。

8.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述推送系統包括橫樑（18）、推送氣缸（19）、推箱導柱（20）、線性軸承（21）、推板（22）、伺服電機（23）、減速器（24）、減速器安裝板（25）、同步帶（26）、帶輪（27）、齒輪軸（28）、軸承座（29）、齒條（30）、齒輪（31）、直線導軌（32）、滑塊（33）和支撐架（34），其中所述推送氣缸（19）的缸桿與所述推板（22）固接，所述推箱導柱（20）與所述推板（22）固接，所述推送氣缸（19）與所述橫樑（18）固接，所述減速器（24）與所述減速器安裝板（25）固接，所述減速器安裝板（25）與所述橫樑（18）固接，所述齒輪軸（28）通過所述軸承座（29）安裝在所述橫樑（18）的底部，所述帶輪（27）通過鍵與所述減速器（24）的軸連線，所述帶輪（27）通過所述同步帶（26）驅動所述齒輪軸（28），所述齒輪（31）通過鍵與所述齒輪軸（28）連線，所述齒輪軸（28）通過所述齒輪（31）與所述齒條（30）嚙合傳遞轉矩，所述橫樑（18）與所述滑塊（33）固接，所述滑塊（33）能夠在所述直線導軌（32）上滑動，所述直線導軌（32）和所述齒條（30）固接在所述支撐架（34）上，所述直線導軌（32）和所述齒條（30）以對稱形式位於所述支撐架（34）的兩側。

9.根據權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述緩衝系統包括導向板（35）、輥子（36）、輥子支撐（37）、框架（38），所述導向板（35）與所述框架（38）固接，所述輥子支撐（37）與所述框架（38）固接，所述輥子（36）的軸與所述輥子支撐（37）固接。

實施方式

《紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置》包括成形方法和成形裝置，其中，成形方法包括奇數層成形和偶數層成形，每個紙箱進入輸送裝置都是長邊平行於速度方向，轉箱時，旋轉90度，即紙箱長邊垂直於速度方向，奇數層成形的特點是奇數層有12個紙箱，分為4排，第一排有4個紙箱，都需要轉箱；第二排有3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱；第三排3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱；第四排2個紙箱，不需要轉箱。

所述偶數層成形的特點是偶數層有12個紙箱，分為4排，第一排2個紙箱，不需要轉箱；第二排3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱；第三排3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱；第四排4個紙箱，都需要轉箱。成形裝置由輸送系統、轉箱系統、擋箱系統、推送系統和緩衝系統組成，其中，輸送系統包括電機1、滾筒支架2、第一鏈輪3、鏈4、滾筒5、軸承6、紙箱擋板7和第二鏈輪39，其中第二鏈輪39的個數可以根據實際輸送系統長度確定；轉箱系統包括轉箱氣缸8、轉箱支架9、導柱10、旋轉頭11和旋轉輥子12；前擋箱系統和後擋箱系統包括擋箱氣缸13、擋箱支架14、擋箱擋板15、擋箱導柱16和氣缸接頭17；推送系統包括橫樑18、推送氣缸19、推箱導柱20、線性軸承21、推板22、伺服電機23、減速器24、減速器安裝板25、同步帶26、帶輪27、齒輪軸28、軸承座29、齒條30、齒輪31、直線導軌32、滑塊33和支撐架34；緩衝系統包括導向板35、輥子36、輥子支撐37、框架38。

奇數層成形時，12個紙箱按照設定的節拍進入輸送裝置，電機1驅動第一鏈輪3，通過鏈4帶動滾筒5轉動，紙箱以設定速度向前運動，進入到所述轉箱系統位置，第一排4個紙箱需要轉箱，轉箱氣缸8伸出，旋轉頭11與紙箱短邊接觸，紙箱旋轉90度後繼續運動，該排不需要擋箱，當4個紙箱到達紙箱擋板處後，推送系統工作，推送氣缸19伸出，將推板22放下，伺服電機23驅動減速器24，帶動帶輪27、同步帶26，同步帶26驅動齒輪軸28，齒輪軸28上的齒輪31與支撐架34上的齒條30嚙合，這樣伺服電機23就帶著橫樑18通過直線導軌32向前運動，同時推板22也將第一排紙箱推入緩衝系統，第一排紙箱全部進入緩衝系統後，伺服電機23停止並反轉使橫樑18回到初始位置，等待下一排紙箱的到來；第二排和第三排都是3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱，轉箱系統動作，第一和第三個紙箱不需要轉箱，轉箱系統不工作，當第一個紙箱運動至紙箱擋板7處時，後擋箱系統工作，擋箱氣缸13伸出，將擋箱擋板15頂上來固定第一個紙箱的位置，當第二個紙箱運動到擋箱擋板15位置時，前擋箱系統工作，固定第二個紙箱位置，當第三個紙箱運動到前擋箱系統擋箱擋板15位置時，推送系統工作，將該排推送至緩衝系統；第四排2個紙箱不需要轉箱，轉箱系統不工作，當第一個紙箱運動到紙箱擋板7處時，後擋箱系統工作，將擋箱擋板15頂起固定第一個紙箱，當第二個紙箱運動至前擋箱系統擋箱擋板15處時，前擋箱系統工作，固定第二個紙箱，推送系統工作，將第四排紙箱推送至緩衝系統，當四排都推送到所述緩衝系統時，就完成了奇數層紙箱的垛層形式。

偶數層成形時，12個紙箱按照設定的節拍進入輸送系統，電機1驅動鏈輪3，通過鏈4帶動滾筒5轉動，紙箱以設定速度向前運動，第一排2個紙箱不需要轉箱，轉箱系統不工作，當第一個紙箱運動到紙箱擋板7處時，後擋箱系統工作，將擋箱擋板15頂起固定第一個紙箱，當第二個紙箱運動至前擋箱系統擋箱擋板15處時，前擋箱系統工作，固定第二個紙箱，推送系統工作，將第一排紙箱推送至緩衝區；第二排和第三排都是3個紙箱，其中第二個紙箱需要轉箱，轉箱系統工作，第一和第三個紙箱不需要轉箱，轉箱系統不工作，當第一個紙箱運動至紙箱擋板7處時，後擋箱系統工作，擋箱氣缸13伸出，將擋箱擋板15頂上來固定第一個紙箱的位置，當第二個紙箱運動到擋箱擋板15位置時，前擋箱系統工作，固定第二個紙箱位置，當第三個紙箱運動到前擋箱系統擋箱擋板15位置時，推送系統工作，將該排推送至緩衝系統；第四排4個紙箱需要轉箱，轉箱系統工作，使紙箱旋轉90度，當4個紙箱到達紙箱擋板處後，推送系統工作，將第四排紙箱推入緩衝系統，當四排都推送到所述緩衝系統時，就完成了偶數層紙箱的垛層形式。

榮譽表彰

2020年7月17日，《紙箱堆垛形式單層成形方法及其裝置》獲得安徽省第七屆專利獎優秀獎。