澳门新葡澳京官网全自动水果包装封箱装置的开发设计

　　澳门新葡澳京官网全自动水果包装封箱装置的开发设计摘要 针对现有水果封箱机存在的问题进行了研究，在分析封箱机无法适应各种型号纸箱封箱问题的基础 上，提出一种新型的气动封箱装置，通过多个气缸的运动实现封箱动作，该封箱装置本设计采用牛皮纸包装， 利用简单的动力装置推动折书板，做好牛皮纸的折角工作，对侧面也进行包装的动作，最终用封胶带装置做好 打包工作，完成封箱的整体运动过程，对于自动化包装具有重要意义。 关键词纸箱；气动；胶带；水果；自动 中图分类号：TS43文献标志码：BDOI：i.1673-890x.2017.11.055

　　作品的运行很流畅，包装的包装纸平整、有棱有角，课 本没有损失，可以实现对多种规格的纸箱进行调整包装 的功能，黏胶带过程没有卡壳，一气呵成，能完工 黏胶带的水平。

　　整个设计作品的动力由汽缸与电机提供，电路 线路控制部分，主要由单片机 STC89C51RC 、 L298N 电机驱动模块、继电器模块、限位开关构成。单片 机 STC89C51RC 1-7 引脚接继电器模块 10-18 引脚， 单片机 STC89C51RC 21-24 引脚接 L298N 模块的 Int1Int4端，Out1-Out4端接封胶带电机正反转，单片机 STC89C51RC 20 引脚接地，单片机 STC89C51RC 40 引脚接 5 V 电源。程序启功，按下启动按钮，单片机 STC89C51RC 1 引脚输出低电平，电磁阀 1 工作，使 气缸1工作，完成左角的折叠，延迟2S后；单片机 STC89C51RC 1引脚输出低电平，电磁阀2工作，使气缸 2工作，完成右的折叠，延迟2S后。 单片机 STC89C51RC 21 22 引脚输出高低电平，封 胶带电机正转，把胶带牵扯在书本上面；当丝杠上装置 触碰到限位开关 1 时，电机停止转动，延迟 2S 后；单片 机STC89C51RC 3引脚输出低电平，电磁阀3工作，使气 缸3、4工作，进行前角下折以及胶带封闭工作，延迟1S 后；单片机STC89C51RC 1、2引脚输出低高平，气缸1、 2回到初始位置，继续进行前角下折以及胶带封闭工作， 延迟1S后；单片机STC89C51RC 3引脚输出低电平，电磁 阀4工作，使气缸5、6工作，完成后角下折以及胶带封闭 工作，延迟2S后；单片机STC89C51RC 3、4引脚输出低 高平，气缸 3、 4 、 5 、 6 回到初始位置，继续进行前角下 折以及胶带封闭工作，延迟 1S 后；单片机 STC89C51RC 23 24引脚输出低高电平，封胶带电机反转，回到封胶带 装置初始位置。

　　静止状态下：水果在包装用的牛皮纸上，工作状态 下：当气缸带动折角板向前运动时，抬起来的折角板的 前沿部分会把包装纸带入折角板中，前后的气缸同时运 动，把包装用的牛皮纸折成指定位置，然后两侧的气缸 运动澳门新葡澳京官网，完成折纸的工作，并且可以通过胶木螺栓来调整 包装纸箱的尺寸[6]。

　　图1为最初的设计理念，其具体的操作流程如下：利 用传送带把水果送到指定位置堆放整齐，再利用推箱装

　　收稿日期：2017-03-11 作者简介：蒲延明（1993—），男，辽宁普兰店人，本科，研究方向为 机械设计及其制造。

　　在黏胶带装置安装的过程中，对胶带的封黏和带动 出现了马达带不动，胶带不易滚动的现象澳门新葡澳京官网，所以对黏胶 带装置进行了改进，并加入四杆机构。改进之后本设计 98

　　动力装置：电机、气缸；执行装置：机械机构； 控制装置：单片机，根据实现功能、动力装置、执行装 置、控制装置构想最初装置整体系统。

　　在实际的制作和计算过程中遇到了很多问题，导致 最终的想法和最初的想法有了很大的不同澳门新葡澳京官网。如图2所示的 折角装置中，就有很多的缺陷，例如，折角板相邻的两块 板做成相互垂直、有棱有角，会划破包装纸，影响包装 的效果；初次实验采用的是502强力胶将相邻的板黏在一 起，但在推箱和包装折角的过程中会出现黏得不牢导致相 邻两块板断开的现象，大大影响了包装的效率；装有弹簧 装置的板的作用是防止折角板返回的时候将纸箱带回来， 但安装工艺难度比较大，而且也破坏包装纸。所以决定改 变原有的折角装置。针对折角板划破包装纸的现象，采取 了制造圆角和抬高折角板边沿的措施，一方面可以有效的 保护包装纸；一方面，可以让包装纸更加平整顺畅的进入 到折角板中，但是因为考虑到对折角板硬度和强度的要 求，所以采用3D打印的技术，将折角板制造出来，并且把 原有的装有弹簧的装置摒弃，而且增加了胶木螺栓来调整 纸箱的大小，使装置适应不同的纸箱[5]。如图3所示。

　　随着中国经济的迅猛发展，国民 GDP 的增长，我 国农业需求增长迅速，导致商用印刷机及工业品包装市 场需求快速增长。出版业的跨越式发展，对包装装置物 流提出了越来越大的需求。水果的配送有明显季节性趋 势，仅以水果包装封箱为例，都有数以亿计的水果箱需 要运输[1~3]。 本设计采用牛皮纸包装，利用简单的动力装置推动 折箱板，做好牛皮纸的折角工作，对侧面也进行折叠的 动作，最终用封胶带装置做好打包工作，实现对大量水 果纸箱的高效包装。其特色在于结构简单、稳固，占地 面积小，噪音小，造价低，效率高，其制作材料多为绿 色环保产品，不会造成太多的环境污染和资源浪费。 置，将纸箱推到下一个程序；利用折角装置，对包装纸 进行包装，这步程序将纸箱的一侧包装好，并且把另一 侧的包装纸折出痕迹，方便下一步的包装；纸箱在传送 带上继续向前走，在传送带旁的两块折角板，把包装纸 已包出痕迹的侧面包装好，并且其中一块折角板上带有 一个装有弹簧的板，以防止折角板向后运动时把水果带 回来；胶带在丝杠的带动下前后运动，对已经包装好的 纸箱进行封黏；最后在传送带的带动下，把已经包装好 的水果送出去，完成一次封箱的过程[4]。