本發(fā)明屬于物流包裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種物流包裝內(nèi)填充裝置及方法。

背景技術(shù)：
目前商家對于易碎商品包裝一般采用手工填充，填充材料主要為氣泡膜、廢舊報紙或泡沫紙等，具體的包裝過程是先裁剪出一定大小的氣泡紙將貨物裹住后放到紙箱內(nèi)，再利用泡沫片塞滿貨物與紙箱之間的空余空間，最后進(jìn)行封箱。這種包裝方式存在以下缺點(diǎn)：一是效率較低；二是氣泡膜、泡沫紙等在丟棄之后不易溶解成為白色垃圾，造成環(huán)境污染；三是沒有經(jīng)過精密包裝的商品在快遞運(yùn)輸時容易損壞。造成商品損壞的原因有以下兩種：一是包裝時填充密度不夠，運(yùn)輸途中的振動使商品在箱內(nèi)發(fā)生碰撞，使多件商品受損；二是填充材料本身抗振效果一般，表現(xiàn)在吸震能力不足，把振動傳遞到商品上，使易碎的商品振動受損。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種物流包裝內(nèi)填充裝置及方法，它可以實現(xiàn)物料包裝的全自動填充，提高了填充精度和填充效率。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種物流包裝內(nèi)填充裝置，該裝置包括底座、高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、儲料倉、壓力機(jī)構(gòu)、氣吹機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu)、擋板和控制器。其中，所述底座的中心位置處設(shè)置有用于使包裝箱產(chǎn)生振動的振動電機(jī)；所述高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)、固定架和絲杠導(dǎo)軌，所述固定架安裝在底座上，所述絲杠導(dǎo)軌沿豎直方向安裝在固定架上，所述升降電機(jī)安裝在固定架上用于驅(qū)動絲杠導(dǎo)軌運(yùn)動，所述絲杠導(dǎo)軌的上端垂直設(shè)置有橫臂；所述儲料倉的上端固定安裝在所述橫臂上，所述儲料倉為上大下小的倒錐形結(jié)構(gòu)，所述儲料倉的頂部設(shè)有進(jìn)料口，所述進(jìn)料口上設(shè)置有掀起式上蓋，所述儲料倉的底部設(shè)有出料口；所述壓力機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述儲料倉內(nèi)，所述壓力機(jī)構(gòu)包括依次連接的壓力電機(jī)、傳動組件、壓力桿和壓力頭，所述壓力電機(jī)固定安裝在所述橫臂上，所述壓力頭設(shè)置在儲料倉的出料口處，所述壓力頭的底部設(shè)置有壓力傳感器，所述壓力電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過傳動組件轉(zhuǎn)化為壓力桿的直線往復(fù)運(yùn)行，進(jìn)而帶動壓力頭運(yùn)動使填充材料壓緊，同時開啟或閉合所述出料口；所述氣吹機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述儲料倉的底部，所述氣吹機(jī)構(gòu)包括壓縮空氣氣源、與所述壓縮空氣氣源連接的多個空氣管道以及與每個空氣管道連接的空氣噴頭，所有空氣噴頭均勻布置在儲料倉底部外壁上，每個空氣噴頭的出口均向斜下方設(shè)置；所述攪拌機(jī)構(gòu)包括攪拌桿以及驅(qū)動所述攪拌桿轉(zhuǎn)動的攪拌電機(jī)，所述攪拌電機(jī)固定安裝在所述橫臂上，所述攪拌桿設(shè)置在所述儲料倉內(nèi)，所述攪拌桿傾斜于所述儲料倉的中心線設(shè)置；所述擋板可拆卸地安裝在所述儲料倉的底部，用于覆蓋待充填包裝箱箱口,所述擋板上設(shè)有與所述儲料倉底部出料口尺寸一致的通孔；所述控制器固定在所述固定架上，所述控制器分別與升降電機(jī)、壓力電機(jī)、壓力傳感器、攪拌電機(jī)、振動電機(jī)連接。按上述技術(shù)方案，所述傳動組件為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，所述曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括安裝在壓力電機(jī)上的凸輪、鉸接安裝在所述凸輪上的連桿以及與所述連桿鉸接的壓力桿。相應(yīng)的本發(fā)明提供一種基于上述裝置的物流包裝內(nèi)填充方法，包括以下步驟：S1、將待填充的包裝箱放置到底座上，使儲料倉的出料口位于包裝箱箱口的正上方，控制器啟動升降電機(jī)帶動橫臂以及儲料倉整體下移到包裝箱頂部；S2、設(shè)定填充壓力值，控制器啟動壓力電機(jī)，帶動壓力頭做上下往復(fù)移動，控制器啟動攪拌電機(jī)，帶動攪拌桿轉(zhuǎn)動加快填充材料下移到出料口處，控制器啟動振動電機(jī)，加速填充物料在包裝箱內(nèi)散落，同時，控制器控制向所有空氣管道內(nèi)通壓縮空氣，壓縮空氣經(jīng)空氣噴頭向下傾斜噴射，在出料口處形成氣體環(huán)流，將出料口處的填充材料向四周甩出并落入包裝箱內(nèi)；S3、當(dāng)壓力傳感器檢測出料口處填充材料的壓力值達(dá)到設(shè)定填充壓力值時，壓力頭移動至最下端閉合出料口，壓力電機(jī)、攪拌電機(jī)、振動電機(jī)停止工作，同時停止向空氣管道內(nèi)通壓縮空氣，完成包裝箱的填充；S4、控制器啟動升降電機(jī)，帶動橫臂以及儲料倉上移到固定架的最上端。按上述技術(shù)方案，所述填充材料為生物基材料。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：該裝置可以根據(jù)商品的形狀、大小來自動生成所需填充的形狀，即無模具成型，使用時將裝好商品的包裝箱放置到底座的中心位置上，該裝置開始工作，填充材料由內(nèi)部攪拌桿推動從出料口出來，并在壓縮空氣的作用下落入包裝箱內(nèi)，下料速度快且不會堵塞出料口，當(dāng)填充材料填充滿包裝箱以后，再利用壓力頭向包裝箱內(nèi)填入更多的填充材料，擋板將包裝箱箱口全部蓋住，以防止填充材料溢出，并確保緊實程度，保證包裝箱內(nèi)的商品在快遞運(yùn)輸時不易損壞，當(dāng)壓力傳感器檢測達(dá)到預(yù)定壓力值時填充結(jié)束，實現(xiàn)物料包裝的全自動填充，提高了填充精度和填充效率。本發(fā)明適應(yīng)性強(qiáng)，適用于瓷器、化妝品、小家電、電子產(chǎn)品等需要精密填充的商品。附圖說明下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例中高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例中氣吹機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實施例中壓力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡圖；圖5是本發(fā)明實施例中物流包裝內(nèi)填充方法流程圖；圖6是本發(fā)明實施例的工作流程圖。圖中：1-底座、101-振動電機(jī)、2-高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、201-升降電機(jī)、202-固定架、203-絲杠導(dǎo)軌、204-橫臂、3-儲料倉、301-進(jìn)料口、302-出料口、303-掀起式上蓋、4-壓力機(jī)構(gòu)、401-壓力電機(jī)、402-傳動組件、4021-凸輪、4022-連桿、403-壓力桿、404-壓力頭、405-壓力傳感器、5-氣吹機(jī)構(gòu)、501-空氣噴頭、6-攪拌機(jī)構(gòu)、601-攪拌桿、602-攪拌電機(jī)、7-擋板、8-控制器。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。一種物流包裝內(nèi)填充裝置，如圖1所示，該裝置包括底座1、高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2、儲料倉3、壓力機(jī)構(gòu)4、氣吹機(jī)構(gòu)5、攪拌機(jī)構(gòu)6、擋板7和控制器8；其中，如圖1所示，底座1的中心位置處設(shè)置有用于使包裝箱產(chǎn)生振動的振動電機(jī)101，振動電機(jī)用于在下料過程中產(chǎn)生一定強(qiáng)度的低頻振動，以使填充材料在包裝箱內(nèi)分布均勻；如圖1、圖2所示，高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2包括升降電機(jī)201、固定架202和絲杠導(dǎo)軌203，固定架202安裝在底座1上，絲杠導(dǎo)軌203沿豎直方向安裝在固定架202上，升降電機(jī)201安裝在固定架202上用于驅(qū)動絲杠導(dǎo)軌203運(yùn)動，絲杠導(dǎo)軌203的上端垂直設(shè)置有橫臂204，其中，升降電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)帶動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)進(jìn)而帶動絲杠導(dǎo)軌做升降運(yùn)動，以實現(xiàn)下料的高度調(diào)整；如圖1所示，儲料倉3的上端固定安裝在橫臂204上，儲料倉3為上大下小的倒錐形結(jié)構(gòu)，用于儲存填充材料，儲料倉3的頂部設(shè)有進(jìn)料口301，進(jìn)料口301上設(shè)置有掀起式上蓋303，儲料倉3的底部設(shè)有出料口302，填充材料從進(jìn)料口放入儲料倉中從出料口排出，其中，儲料倉采用塑料、玻璃等透明材料制成，；如圖1所示，壓力機(jī)構(gòu)4設(shè)置在儲料倉3內(nèi)，壓力機(jī)構(gòu)4包括依次連接的壓力電機(jī)401、傳動組件402、壓力桿403和壓力頭404，壓力電機(jī)401固定安裝在橫臂204上，壓力頭404設(shè)置在儲料倉3的出料口302處，壓力頭404的底部設(shè)置有壓力傳感器405，壓力電機(jī)401的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過傳動組件402轉(zhuǎn)化為壓力桿403的直線往復(fù)運(yùn)行，進(jìn)而帶動壓力頭404運(yùn)動使填充材料壓緊，同時開啟或閉合出料口302，其中，壓力機(jī)構(gòu)的數(shù)量可為一個或多個，本實施例中采用一個，且傳動組件采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)分別與壓力電機(jī)和壓力桿連接，通過曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動將壓力電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變成壓力桿的往復(fù)直線運(yùn)動，進(jìn)而使得壓力頭上下運(yùn)動，以將更多的填充材料壓到包裝箱中，增加填充的緊實度。壓力頭下方的壓力傳感器能檢測到箱內(nèi)已經(jīng)填入的材料的壓力值，當(dāng)達(dá)到預(yù)定壓力值時停止工作，壓力頭到最下方，堵住儲料倉的出料口；如圖1、圖3所示，氣吹機(jī)構(gòu)5設(shè)置在儲料倉3的底部，氣吹機(jī)構(gòu)5包括壓縮空氣氣源、與壓縮空氣氣源連接的多個空氣管道以及與每個空氣管道連接的空氣噴頭501，所有空氣噴頭501均勻布置在儲料倉3底部外壁上，每個空氣噴頭的出口均向斜下方設(shè)置，具體的，在本實施例中，氣吹機(jī)構(gòu)采用三個空氣噴頭，每個空氣噴頭分別通過空氣管道與壓縮空氣連接，空氣噴頭輸出高速氣流，三個空氣噴頭的擺放方式為陣列120度分布，每個噴頭的出口方向是斜下方，斜向是為了在出料口形成氣體環(huán)流，當(dāng)填充材料下落到出料口時會被環(huán)流向四周甩出，從而不會在出料口處發(fā)生堵塞，向下的氣流有向下的力，從而加快下料速度，提高填充效率；如圖1所示，攪拌機(jī)構(gòu)6包括攪拌桿601以及驅(qū)動攪拌桿601轉(zhuǎn)動的攪拌電機(jī)602，攪拌電機(jī)602固定安裝在橫臂204上，攪拌桿601設(shè)置在儲料倉3內(nèi)，攪拌桿601傾斜于儲料倉3的中心線設(shè)置，其中，攪拌桿沿儲料倉內(nèi)壁面旋轉(zhuǎn)，攪拌桿與攪拌電機(jī)電連接，工作開始后攪拌電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動攪拌桿旋轉(zhuǎn)，加快填充材料移動到下料口處，增加填充效率，攪拌桿的轉(zhuǎn)動可以加快下料速度；如圖1所示，擋板7可拆卸地安裝在儲料倉3的底部，用于覆蓋待充填包裝箱箱口,擋板7上設(shè)有與儲料倉3底部出料口302尺寸一致的通孔；如圖1所示，控制器8固定在固定架202上，控制器8分別與升降電機(jī)201、壓力電機(jī)401、壓力傳感器405、攪拌電機(jī)602、振動電機(jī)101連接。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，如圖4所示，傳動組件402為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)包括安裝在壓力電機(jī)401上的凸輪4021、鉸接安裝在凸輪4021上的連桿4022以及與連桿4022鉸接的壓力桿403。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，用于填充所述包裝箱的填充材料優(yōu)先選擇生物基材料，同時可適應(yīng)其他填充材料例如珍珠棉、EPA等。生物基材料是一種近年來發(fā)現(xiàn)可以作為填充物質(zhì)的材料，其全稱是玉米淀粉生物基發(fā)泡材料，該材料的制備原料是玉米淀粉，是可再生資源，經(jīng)過一系列化學(xué)過程后形成發(fā)泡材料，該材料具有吸震效果好、密度小、易降解等優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)境友好型材料，遇水后可以快速融化。如圖5所示，本發(fā)明提供一種基于上述裝置的物流包裝內(nèi)填充方法，包括以下步驟：S1、將待填充的包裝箱放置到底座1上，使儲料倉3的出料口302位于包裝箱箱口的正上方，控制器8啟動升降電機(jī)201帶動橫臂204以及儲料倉整體下移到包裝箱頂部；S2、設(shè)定填充壓力值，通過儲料倉3的進(jìn)料口301向儲料倉內(nèi)注入填充材料，控制器8啟動壓力電機(jī)401，帶動壓力頭404做上下往復(fù)移動，控制器8啟動攪拌電機(jī)602，帶動攪拌桿601轉(zhuǎn)動加快填充材料下移到出料口處，控制器8啟動振動電機(jī)101，加速填充物料在包裝箱內(nèi)散落，同時，控制器8控制向所有空氣管道內(nèi)通壓縮空氣，壓縮空氣經(jīng)空氣噴頭501向下傾斜噴射，在出料口處形成氣體環(huán)流，將出料口處的填充材料向四周甩出并落入包裝箱內(nèi)；S3、當(dāng)壓力傳感器405檢測出料口處填充材料的壓力值達(dá)到設(shè)定填充壓力值時，壓力頭404移動至最下端閉合出料口，壓力電機(jī)、攪拌電機(jī)、振動電機(jī)停止工作，同時停止向空氣管道內(nèi)通壓縮空氣，完成包裝箱的填充；S4、控制器8啟動升降電機(jī)，帶動橫臂以及儲料倉上移到固定架的最上端。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，填充材料為生物基材料。生物基材料是一種近年來發(fā)現(xiàn)可以作為填充物質(zhì)的材料，其全稱是玉米淀粉生物基發(fā)泡材料，該材料的制備原料是玉米淀粉，是可再生資源，經(jīng)過一系列化學(xué)過程后形成發(fā)泡材料，該材料具有吸震效果好、密度小、易降解等優(yōu)點(diǎn)，是一種環(huán)境友好型材料，遇水后可以快速融化。如圖1所示，控制器安裝在高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的外側(cè)，包括有控制箱及控制面板，控制部分由單片機(jī)實現(xiàn)，實現(xiàn)各電機(jī)控制、傳感器信號處理，實現(xiàn)對整機(jī)的控制，控制面板包括按鈕和顯示器，按鈕有機(jī)體下移、機(jī)體上移、開始工作、緊急停止、填充壓力設(shè)定，顯示器用于顯示填充壓力值、故障信息。本發(fā)明的工作過程是：如圖6所示，將待填充的紙箱放置到底座中心位置，然后控制高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將整個裝置下移到紙箱頂部，輸入預(yù)設(shè)填充壓力參數(shù)，壓力頭開始上下運(yùn)動，攪拌電機(jī)帶動攪拌桿開始工作，氣吹機(jī)構(gòu)和底座振動模塊同時開始工作，壓力傳感器實時檢測填充壓力值，達(dá)到設(shè)定的填充壓力值時壓力頭停止工作，各機(jī)構(gòu)復(fù)位，壓力頭停在最底端。本發(fā)明可以與不同大小的包裝箱實現(xiàn)自動配合，對于箱內(nèi)容易破損的商品有很好的保護(hù)效果，可以減少物流過程中的劇烈振動給商品帶來的損壞。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。