1.本实用新型涉及一种纸板成形装置。
背景技术：2.高附加值的奶制品包装形式具有显明的特征，例如宽体的包装箱、醒目的外观图案设计、以及内置的保护结构，这些设计都为更好表达产品品质和档次、更好的保护产品的完整性和有序性。这其中最为重要的是内置式保护结构，现有技术中该内置式保护结构以纸板来实现，纸板整体为长方形、端部向内弯折后固定在中间部位，经过加工的纸板初始状态下为扁平结构、使用时需要用力展开，展开时纸板的各部位会随着设定好的折痕弯折并整体成形。纸板展开成形后会形成类似“凹”状的结构，纸板两侧会设有中空的缓冲保护结构。包装箱内装入该展开的纸板后，可以防止包装箱侧向的外力对产品造成损失，这样的保护形势非常符合流通环节包装箱所受的外力特点。现有技术中采用人工方式展开纸板并装入包装箱内，存在劳动强度、工作效率低、管理成本高的问题。
技术实现要素：3.本实用新型要解决的技术问题是如何通过机械装置弯折纸板以成形，由此得到一种纸板成形装置。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：纸板成形装置包括动力单元、底座、传动部件、吸附部件，所述动力单元和传动部件都安装在底座上，所述吸附部件安装在传动部件上，所述传动部件包括传动杆和双摇杆组件，所述传动部件上的双摇杆组件对称分布，所述传动杆以直线滑动方式活动安装在底座上，所述传动杆的一端与动力单元连接，所述传动杆的另一端与双摇杆组件连接，所述吸附部件安装在双摇杆组件的摇杆端部，所述吸附部件对称分布在底座上，所述双摇杆组件驱动吸附部件摆动运动的范围分布在底座的两侧。
5.本实用新型设计思路为基于连杆结构模拟人手弯折操作。吸附部件连通真空管路后可以吸附方式与纸板建立连接关系；传动部件中双摇杆组件带动吸附部件运动，吸附部件运动的过程中其空间姿态会以摆动方式变换，促使吸附部件的作业面能够进入水平面和竖直面。吸附部件的作业面的变换与纸板的初始状态和成形状态完全对应，即传动部件在控制吸附部件运动的过程模拟人手弯折操作。由此,纸板成形装置可以完成展开纸板的操作。纸板成形装置结合在关节机器人上，实现自动取件、弯折、装箱的操作，这样可以提高生产线的自动化程度。
6.上述动力单元可以选用气缸、油缸、电缸、以及基于电机的摆臂结构，动力单元的服务对象是传动杆，目的在于驱动传动杆直线运动，由于传动杆本身可以获得来自底座的限制引导作用而保持直线运动的特征，因此动力单元提供的动力可以是方向与传动杆运动方向重合的动力、也可以是能够在与传动杆运动方向上提供分力的动力。吸附部件采用吸盘为最佳，接通负压管路后可以即刻产生负压条件、进而与纸板快速地建立连接关系。
7.纸板成形装置可以根据纸板的宽度优化结构部件的数量即分布，所以在纸板宽度较大时吸附部件相应的宽度较大，驱动吸附部件所需的传动部件就应当在合理范围增加和合理布置，由此底座上可以设置两组传动部件，所述传动部件分布在动力单元的两侧。
8.基于上述设计思路，双摇杆组件的结构设计和选择就有了明确指导，只要结构中可以构建双摇杆结构并且并在摇杆端部向吸附部件提供经过水平面和竖直面的摆动操作即可。双摇杆组件在摇杆端部可以设置连杆，连杆再与吸附部件连接；然而，在吸附部件上有足够的部位向摇杆端部提供连接并在连接部位之间形成等同于连杆的结构，因而连杆的结构可以用吸附部件来替代。这样的设计可以最大程度地获得结构紧凑、简单、轻盈的特点。为了获得更为紧凑的结构，本实用新型还从双摇杆组件内部的传动结构上进行了优化，具体的，所述双摇杆组件包括长摇杆、短摇杆、推拉杆，所述长摇杆的长度大于短摇杆的长度，所述长摇杆的一端与底座连接、所述长摇杆的另一端与吸附部件连接，所述短摇杆的一端与底座连接、所述短摇杆的另一端与吸附部件连接，所述长摇杆与底座的连接部位到底座的距离小于短摇杆与底座的连接部位到底座的距离，所述推拉杆的一端与传动杆连接、所述推拉杆的另一端与短摇杆连接，所述推拉杆与短摇杆的连接部位位于短摇杆的中间区域，所述长摇杆与底座的连接部位到长摇杆与吸附部件的连接部位的距离大于长摇杆与底座的连接部位到短摇杆与底座的连接部位的距离，所述长摇杆与底座的连接部位到短摇杆与底座的连接部位的距离大于短摇杆与底座的连接部位到短摇杆与吸附部件的连接部位的距离，所述短摇杆与底座的连接部位到短摇杆与吸附部件的连接部位的距离大于短摇杆与底座的连接部位到长摇杆与底座的连接部位的距离。
9.从动力单元到吸附部件之间的动力传递过程需要保证每组双摇杆组件都能同步运动，这是保证吸附部件同步动作的核心因素，是维持纸板弯折到位的技术保障，为此，任意一组传动部件中的短摇杆都通过同一根转轴安装在底座上，所述任意一组传动部件中的推拉杆都通过同一根转轴与传动杆连接。
10.为了进一步确保传动杆的运动过程处于同一直线方向上，所述底座上设有引导通孔，所述引导通孔的延伸方向平行于传动杆的直线运动方向，与推拉杆连接转轴伸入到引导通孔内。
11.纸板展开后需要装入包装箱内，包装箱会受其自身开箱操作的影响而存在特定的方向性姿态，尤其是包装箱是扁平的长方体状时其扁平姿态从各个方向看都会显现出显著的方向性。展开的纸板必须以适应包装箱的角度才能放入包装箱内，也就是纸板与包装箱之间的配对的角度必须正确。为了能在弯折纸板的基础上获得角度调节的功能，本实用新型的纸板成形装置还包括旋转部件，所述旋转部件包括载物板和直线气缸，所述底座以转动方式活动安装在载物板上，所述直线气缸的缸体安装在载物板上、所述直线气缸的活塞杆与底座连接。
12.本实用新型采用上述技术方案：纸板成形装置可基于连杆机构模拟手工操作并替代人工作业，实现机械化弯折纸板的目的。技术实施后可以有效降低劳动强度、提高生产效率，还可以提升生产工艺的自动化程度。
附图说明
13.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步具体说明。
14.图1为本实用新型一种纸板成形装置的结构示意图ⅰ；
15.图2为本实用新型一种纸板成形装置的结构示意图ⅱ；
16.图3为本实用新型一种纸板成形装置的结构示意图ⅲ；
17.图4为本实用新型一种纸板成形装置的底座与传动部件组合的结构示意图ⅰ；
18.图5为本实用新型一种纸板成形装置的底座与传动部件组合的结构示意图ⅱ；
19.图6为本实用新型一种纸板成形装置的底座与旋转部件组合的结构示意图；
20.图7为本实用新型一种纸板成形装置的使用示意图ⅰ；
21.图8为本实用新型一种纸板成形装置的使用示意图ⅱ。
具体实施方式
22.如图1、2、3、4、5、6、7、8所示，纸板成形装置包括旋转部件、动力单元14、底座、传动部件、吸附部件10。
23.如图4、5所示，底座设有扁平的载物部位1和笔直的延伸部位2。载物部位1的一侧设有两处对称分布的延伸部位2，延伸部位2靠近载物部位1的端部、因此两处延伸部件之间间隔明显的距离。
24.如图6、7所示，旋转部件包括载物板3和直线气缸。底座在载物部位1的四周设有滚轮4，滚轮4上设有凹槽；载物板3上设有圆孔，载物板3在圆孔处设有圆环形状的导轨，通过导轨嵌入到滚轮4的凹槽内使得底座活动安装在载物板3上，安装后底座可以在载物板3上以自转方式转动。直线气缸的缸体活动安装在载物板3上、直线气缸的活塞杆与底座活动连接，直线气缸可以相对于载物板3摆动、直线气缸也可以相对于底座摆动。当直线气缸伸缩后，底座被直线气缸驱动而在载物板3上转动。
25.如图1、7所示，动力单元14采用直线气缸，直线气缸的缸体固定在底座的载物部位1上。动力单元14安装后位于底座载物部位1的另一侧。
26.纸板成形装置上设有两组传动部件，两组传动部件分布在底座的两处延伸部位2处；传动部件分布在动力单元14的两侧。
27.如图4、5所示，每个传动部件都了包括传动杆5和双摇杆组件，而且每个传动部件拥有两组双摇杆组件、两组双摇杆组件对称分布。整个纸板成形装置上设有四组双摇杆组件。载物部位1上设有通孔，传动杆5穿过该通孔，传动杆5的两端分别位于底座的载物部位1的两侧，使得传动杆5以直线滑动方式活动安装在底座的载物部位1上。
28.如图2、4所示，每组双摇杆组件都包括长摇杆6、短摇杆7、推拉杆8。长摇杆6的长度大于短摇杆7的长度，长摇杆6的一端通过转轴与底座的载物部位1活动连接、短摇杆7的一端通过转轴与底座的延伸部位2活动连接，安装后，长摇杆6和短摇杆7都可以在底座进行摆动运动，长摇杆6与底座的连接部位到底座的距离小于短摇杆7与底座的连接部位到底座的距离。推拉杆8的端部通过转轴活动安装在短摇杆7上，推拉杆8与短摇杆7的连接部位位于短摇杆7的中间区域。传动杆5与推拉杆8的另一个端部通过转轴活动连接。同一组的传动部件中，短摇杆7都通过同一根转轴安装在底座的延伸部位2上、推拉杆8都通过同一根转轴与传动杆5连接，两组双摇杆组件共用一个传动杆5。如图4所示，底座的延伸部位2上设有引导通孔9，引导通孔9的延伸方向平行于传动杆5的直线运动方向，用于连接推拉杆8和传动杆5的转轴伸入在引导通孔9内，转轴在引导通孔9内受到限制作用、其只能沿着引导通孔9运
动，这样可以进一步确保传动杆5做直线往复运动。
29.两组传动部件的传动杆5之间通过一根连接杆11连接在一起，连接杆11与动力单元14的直线气缸的活塞杆连接。
30.如图1、2、3所示，吸附部件10安装在传动部件上。双摇杆组件中长摇杆6、短摇杆7都为四连杆结构中的摇杆。吸附部件10包括安装框12和吸盘13，吸盘13以矩阵方式排列固定安装在安装框12上，安装框12上设有转轴。长摇杆6的另一端与吸附部件10上的转轴连接、短摇杆7的另一端也与吸附部件10的转轴连接。这样吸附部件10安装在双摇杆组件的摇杆端部。安装后，长摇杆6与底座的连接部位到长摇杆6与吸附部件10的连接部位的距离大于长摇杆6与底座的连接部位到短摇杆7与底座的连接部位的距离，长摇杆6与底座的连接部位到短摇杆7与底座的连接部位的距离大于短摇杆7与底座的连接部位到短摇杆7与吸附部件10的连接部位的距离，短摇杆7与底座的连接部位到短摇杆7与吸附部件10的连接部位的距离大于短摇杆7与底座的连接部位到长摇杆6与底座的连接部位的距离。
31.如图3、5所示，由于同一组的传动部件上的两个双摇杆组件对称分布，使得吸附部件10对称分布在底座上，双摇杆组件驱动吸附部件10摆动运动的范围分布在底座的两侧，如图1、2、3所示，运动过程中两个吸附部件10的朝向会经历的状态包括平行的状态、相交的状态、反向重合的状态。
32.纸板成形装置整体作为专用工件结合在具有空间搬运功能即平移升降功能的设备上，例如结合关节机器人上使用、或者结合在类似桁架机器人上使用。各个气动元件连通管路。初始状态下，如图1、7所示，动力单元14的直线气缸收缩，传动杆5凸出在底座的连接部位的一侧即延伸部位2所在一侧，此时吸附部件10上的吸盘13的作业面处于水平面内、吸盘13的朝向都为竖直向下，两个吸附部件10的朝向处于平行的状态。
33.未展开的纸板整体为扁平的结构。当纸板成形装置的吸附部件10吸住纸板后，动力单元14驱动传动部件运动，传动杆5朝着动力单元14所在一侧的方向运动，随即触发双摇杆组件同步运动。如图2所示，吸附部件10上的吸盘13的作业面从水平面姿态变换为倾斜姿态、两个吸附部件10上的吸盘13的朝向处于相交的状态。接着，吸附部件10继续改变其空间姿态并围绕设定的虚拟中心摆动，直至吸附部件10上的吸盘13的作业面进入竖直面内、两个吸附部件10上的吸盘13的朝向处于反向重合的状态，如图3、8所示。在此过程中两个吸附部件10的运动方向相反、两个吸附部件10的运动范围分布在底座的两侧。至此，纸板展开形成预定形状。再在具有平移升降功能的设备的协助下将展开的纸板装入预定区域。如果需要改变展开纸板相对于包装箱的角度的，则启用旋转部件，促使底座自转，最终改变展开后的纸板相对于包装箱的角度。
技术特征：1.一种纸板成形装置，其特征在于：所述纸板成形装置包括动力单元(14)、底座、传动部件、吸附部件(10)，所述动力单元(14)和传动部件都安装在底座上，所述吸附部件(10)安装在传动部件上，所述传动部件包括传动杆(5)和双摇杆组件，所述传动部件上的双摇杆组件对称分布，所述传动杆(5)以直线滑动方式活动安装在底座上，所述传动杆(5)的一端与动力单元(14)连接，所述传动杆(5)的另一端与双摇杆组件连接，所述吸附部件(10)安装在双摇杆组件的摇杆端部，所述吸附部件(10)对称分布在底座上，所述双摇杆组件驱动吸附部件(10)摆动运动的范围分布在底座的两侧。2.根据权利要求1所述纸板成形装置，其特征在于：所述底座上设有两组传动部件，所述传动部件分布在动力单元(14)的两侧。3.根据权利要求1或2所述纸板成形装置，其特征在于：所述双摇杆组件包括长摇杆(6)、短摇杆(7)、推拉杆(8)，所述长摇杆(6)的长度大于短摇杆(7)的长度，所述长摇杆(6)的一端与底座连接、所述长摇杆(6)的另一端与吸附部件(10)连接，所述短摇杆(7)的一端与底座连接、所述短摇杆(7)的另一端与吸附部件(10)连接，所述长摇杆(6)与底座的连接部位到底座的距离小于短摇杆(7)与底座的连接部位到底座的距离，所述推拉杆(8)的一端与传动杆(5)连接、所述推拉杆(8)的另一端与短摇杆(7)连接，所述推拉杆(8)与短摇杆(7)的连接部位位于短摇杆(7)的中间区域，所述长摇杆(6)与底座的连接部位到长摇杆(6)与吸附部件(10)的连接部位的距离大于长摇杆(6)与底座的连接部位到短摇杆(7)与底座的连接部位的距离，所述长摇杆(6)与底座的连接部位到短摇杆(7)与底座的连接部位的距离大于短摇杆(7)与底座的连接部位到短摇杆(7)与吸附部件(10)的连接部位的距离，所述短摇杆(7)与底座的连接部位到短摇杆(7)与吸附部件(10)的连接部位的距离大于短摇杆(7)与底座的连接部位到长摇杆(6)与底座的连接部位的距离。4.根据权利要求3所述纸板成形装置，其特征在于：任意一组传动部件中的短摇杆(7)都通过同一根转轴安装在底座上，所述任意一组传动部件中的推拉杆(8)都通过同一根转轴与传动杆(5)连接。5.根据权利要求4所述纸板成形装置，其特征在于：所述底座上设有引导通孔(9)，所述引导通孔(9)的延伸方向平行于传动杆(5)的直线运动方向，与推拉杆(8)连接的转轴伸入到引导通孔(9)内。6.根据权利要求1所述纸板成形装置，其特征在于：所述纸板成形装置还包括旋转部件，所述旋转部件包括载物板(3)和直线气缸，所述底座以转动方式活动安装在载物板(3)上，所述直线气缸的缸体安装在载物板(3)上、所述直线气缸的活塞杆与底座连接。
技术总结本实用新型公开了一种纸板成形装置，包括动力单元、底座、传动部件、吸附部件，动力单元和传动部件都安装在底座上，吸附部件安装在传动部件上，传动部件包括传动杆和双摇杆组件，传动部件上的双摇杆组件对称分布，传动杆以直线滑动方式活动安装在底座上，传动杆的一端与动力单元连接，传动杆的另一端与双摇杆组件连接，吸附部件安装在双摇杆组件的摇杆端部，吸附部件对称分布在底座上，双摇杆组件驱动吸附部件摆动运动的范围分布在底座的两侧。纸板成形装置可基于连杆机构模拟手工操作并替代人工作业，实现机械化弯折纸板的目的。技术实施后可以有效降低劳动强度、提高生产效率，还可以提升生产工艺的自动化程度。以提升生产工艺的自动化程度。以提升生产工艺的自动化程度。
技术研发人员：史中伟 史正 姚辉
受保护的技术使用者：杭州中亚机械股份有限公司
技术研发日：2021.10.08
技术公布日：2022/7/5
