本實用新型涉及膏體包裝領(lǐng)域，尤其涉及一種膏體定量注射設(shè)備。

背景技術(shù)：

目前市場上使用的膏體包裝機(jī)較少采用膏體定量注射機(jī)構(gòu)，多數(shù)通過其他方式控制膏體包裝量，例如，利用一定容量的包裝盒或者通過人工檢測控制膏體包裝量，但是這種方式容易產(chǎn)生較大的誤差，導(dǎo)致無法精準(zhǔn)地控制膏體注射量。因此，現(xiàn)有的膏體包裝機(jī)的注射精度有待提高。

此外，現(xiàn)有的膏體包裝機(jī)的清洗過程過于復(fù)雜，同時還會降低包裝的效率，增加人力等各方面的成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的膏體定量注射設(shè)備。

根據(jù)本實用新型的一方面，提供一種能夠精準(zhǔn)地控制膏體注射量的膏體定量注射設(shè)備。

根據(jù)本實用新型的另一方面，還提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于清洗的膏體定量注射設(shè)備。

為了實現(xiàn)該目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：一種膏體定量注射設(shè)備包括：直線運(yùn)動驅(qū)動單元，包括步進(jìn)電機(jī)；直線傳動機(jī)構(gòu)，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，以將步進(jìn)電機(jī)的正反雙向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為往復(fù)直線運(yùn)動；注射機(jī)構(gòu)，與直線傳動機(jī)構(gòu)連接，并隨直線傳動機(jī)構(gòu)的往復(fù)直線運(yùn)動而往復(fù)運(yùn)動以吸入和排出膏體；膏體輸送機(jī)構(gòu)，從外部接收膏體，與注射機(jī)構(gòu)流體連接，并通過注射機(jī)構(gòu)的運(yùn)動而將膏體排放到膏體包裝容器中；以及控制器，用于控制直線運(yùn)動驅(qū)動單元的操作。

進(jìn)一步地，注射機(jī)構(gòu)包括活塞和腔體，活塞的一端與直線傳動機(jī)構(gòu)連接，活塞根據(jù)直線傳動機(jī)構(gòu)的往復(fù)直線運(yùn)動而在腔體內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動。

進(jìn)一步地，膏體輸送機(jī)構(gòu)被構(gòu)造為三通式換向閥機(jī)構(gòu)，該三通式換向閥機(jī)構(gòu)包括：閥芯、第一通道、第二通道和第三通道，第一通道與注射機(jī)構(gòu)連接，第二通道與外部的膏體儲存裝置連接，第三通道與膏體包裝容器連接，通過閥芯選擇性地連通第一通道、第二通道和第三通道中的至少兩個通道。

進(jìn)一步地，所述膏體定量注射設(shè)備還包括換向驅(qū)動單元，換向驅(qū)動單元驅(qū)動閥芯轉(zhuǎn)動到不同的位置。

進(jìn)一步地，換向驅(qū)動單元為步進(jìn)電機(jī)，其中，控制器還被配置為控制換向驅(qū)動單元的操作。

進(jìn)一步地，所述膏體定量注射設(shè)備還包括：旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)將換向驅(qū)動單元的驅(qū)動力傳遞到閥芯以使閥芯轉(zhuǎn)動到不同的位置。

進(jìn)一步地，所述膏體定量注射設(shè)備還包括旋轉(zhuǎn)位置傳感器，安裝在旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)周圍，用于檢測旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)位置。

進(jìn)一步地，旋轉(zhuǎn)位置傳感器是光電開關(guān)或行程開關(guān)。

進(jìn)一步地，所述膏體定量注射設(shè)備還包括一對直線位置傳感器，用于檢測注射機(jī)構(gòu)的運(yùn)動位置并限定注射機(jī)構(gòu)的行程。

進(jìn)一步地，所述直線位置傳感器是光電開關(guān)或行程開關(guān)。

根據(jù)本實用新型的膏體定量注射設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：根據(jù)本實用新型的膏體定量注射設(shè)備采用步進(jìn)電機(jī)精確控制注射機(jī)構(gòu)的運(yùn)動行程，從而精確控制注射機(jī)構(gòu)的注射量，能有效提高膏體包裝精度；而且，所述膏體定量注射設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡單，易于拆洗。因此，采用所述膏體定量注射設(shè)備進(jìn)行膏體包裝能有效降低成本且提高生產(chǎn)效率。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實用新型的實施例的膏體定量注射設(shè)備的立體圖。

圖2是根據(jù)本實用新型的實施例的膏體定量注射設(shè)備的注射機(jī)構(gòu)與膏體輸送機(jī)構(gòu)的剖面圖。

具體實施方式

為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是根據(jù)本實用新型的實施例的膏體定量注射設(shè)備的立體圖。

所述膏體定量注射設(shè)備主要包括：直線運(yùn)動驅(qū)動單元1、直線傳動機(jī)構(gòu)2、注射機(jī)構(gòu)3、膏體輸送機(jī)構(gòu)7和控制器(未示出)。直線運(yùn)動驅(qū)動單元1包括步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)與電源連接。步進(jìn)電機(jī)的操作可以由控制器控制，例如，控制器可以控制該步進(jìn)電機(jī)的啟動、停止、旋轉(zhuǎn)方向和步數(shù)等。步進(jìn)電機(jī)的輸出軸通過帶輪和皮帶(例如，同步帶)連接到直線傳動機(jī)構(gòu)2的輸入軸。注射機(jī)構(gòu)3包括活塞和腔體，活塞可以在直線傳動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動下在腔體內(nèi)沿著軸向方向做直線往復(fù)運(yùn)動，注射機(jī)構(gòu)3的具體結(jié)構(gòu)將在圖2中示出。膏體輸送機(jī)構(gòu)7與注射機(jī)構(gòu)3連接，不僅給注射機(jī)構(gòu)3提供膏體，而且還提供將膏體注射到膏體包裝容器中的通道。

在圖1所示的實施例中，直線傳動機(jī)構(gòu)2采用滾珠絲杠機(jī)構(gòu)，絲杠10通過帶輪和皮帶從步進(jìn)電機(jī)接收驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)，并且在絲杠10上安裝有滑座11，滑座11隨著絲杠10的旋轉(zhuǎn)而在絲杠10上沿軸向直線地滑動。雖然在圖1的實施例中通過帶輪和皮帶作為中間傳動機(jī)構(gòu)，但是如果步進(jìn)電機(jī)的規(guī)格合適，也可以使用步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動絲杠10旋轉(zhuǎn)。

通過直線運(yùn)動驅(qū)動單元1的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動直線傳動機(jī)構(gòu)2的絲杠10旋轉(zhuǎn)，可以將步進(jìn)電機(jī)的正反雙向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為滑座11的往復(fù)直線運(yùn)動。從滑座11上還延伸出一塊固定板，直線傳動機(jī)構(gòu)2通過固定板與注射機(jī)構(gòu)3的活塞末端連接?；?1的直線往復(fù)運(yùn)動帶動注射機(jī)構(gòu)3的活塞在注射機(jī)構(gòu)3的腔體內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動，以從膏體輸送機(jī)構(gòu)7吸入固定量的膏體以及通過膏體輸送機(jī)構(gòu)7將固定量的膏體排放到膏體包裝容器中。

在上面的實施例中以滾珠絲杠結(jié)構(gòu)為例描述了直線傳動機(jī)構(gòu)，但是，直線傳動機(jī)構(gòu)2的實現(xiàn)方式不僅限于此，除了滾珠絲杠機(jī)構(gòu)之外還可以采用其它方式將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為往復(fù)直線運(yùn)動，例如，齒輪齒條機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)等。

為了保證在注射機(jī)構(gòu)吸入和排出膏體時膏體劑量的準(zhǔn)確性，所述膏體定量注射設(shè)備還包括一對直線位置傳感器4和5，直線位置傳感器4和5可以安裝在膏體定量注射設(shè)備的底板上，直線位置傳感器4和5的位置與注射機(jī)構(gòu)3的軸向方向平行且沿軸向方向隔開特定距離，該特定距離與注射機(jī)構(gòu)3中的活塞的行程對應(yīng)，以便限定注射機(jī)構(gòu)3的運(yùn)動行程和檢測注射機(jī)構(gòu)3的運(yùn)動位置。

如圖1所示，在直線傳動機(jī)構(gòu)2的固定板上還固定有一塊薄片，直線位置傳感器4和5可以通過感測薄片的位置來確定注射機(jī)構(gòu)3的活塞的運(yùn)動位置。注射機(jī)構(gòu)3的活塞的運(yùn)動行程由直線位置傳感器4和5的感測位置來限定。直線位置傳感器4和5可以是光電開關(guān)或行程開關(guān)等檢測裝置。

所述膏體定量注射設(shè)備還包括旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6和膏體輸送機(jī)構(gòu)7的換向驅(qū)動單元8。換向驅(qū)動單元8與電源連接，并可由另一控制器(未示出)控制。膏體輸送機(jī)構(gòu)7從外部接收膏體，與注射機(jī)構(gòu)3流體連接，并通過注射機(jī)構(gòu)3的運(yùn)動而將膏體排放到膏體包裝容器中。旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6連接到膏體輸送機(jī)構(gòu)7，換向驅(qū)動單元8可以通過帶輪和皮帶(例如，同步帶)連接到旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6。換向驅(qū)動單元8通過驅(qū)動旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6旋轉(zhuǎn)來控制膏體輸送機(jī)構(gòu)7的流體連通性，例如，使膏體輸送機(jī)構(gòu)7提供將從外部接收的膏體提供給注射機(jī)構(gòu)3的通道，或者提供將從注射機(jī)構(gòu)3推出的膏體排出去的通道(例如，將將從注射機(jī)構(gòu)3推出的膏體提供給膏體包裝容器)?？蛇x地，換向驅(qū)動單元8還可以通過其它連接方式將驅(qū)動力傳遞給膏體輸送機(jī)構(gòu)7以精確控制膏體輸送機(jī)構(gòu)7，例如換向驅(qū)動單元8可以直接驅(qū)動膏體輸送機(jī)構(gòu)7改變內(nèi)部流體通道。

優(yōu)選地，換向驅(qū)動單元8可以是步進(jìn)電機(jī)，所述另一控制器可以控制換向驅(qū)動單元8的步進(jìn)電機(jī)的啟動、停止、旋轉(zhuǎn)方向和步數(shù)等。通過控制該步進(jìn)電機(jī)可以精確控制旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6的旋轉(zhuǎn)動作，進(jìn)而精確控制膏體輸送機(jī)構(gòu)7的流體連通性。

下面將參照圖2具體描述注射機(jī)構(gòu)3與膏體輸送機(jī)構(gòu)7的結(jié)構(gòu)。

圖2是根據(jù)本實用新型的實施例的膏體定量注射設(shè)備的注射機(jī)構(gòu)3與膏體輸送機(jī)構(gòu)7的剖面圖。

注射機(jī)構(gòu)3的腔體31可被構(gòu)造為圓柱形腔體，活塞32的結(jié)構(gòu)與腔體31的結(jié)構(gòu)相匹配。

如圖2所示，膏體輸送機(jī)構(gòu)7被構(gòu)造為三通式換向閥機(jī)構(gòu)，其包括：閥芯71、第一通道72、第二通道73和第三通道74。其中，第一通道72與注射機(jī)構(gòu)3的腔體31連接，第二通道73與外部的膏體儲存裝置(未示出)等類似裝置連接，第三通道74與膏體包裝容器(未示出)連接。閥芯71設(shè)置在膏體輸送機(jī)構(gòu)7的內(nèi)部，并具有三通結(jié)構(gòu)。閥芯71的位置通過旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6而改變。通過旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6旋轉(zhuǎn)帶動閥芯71旋轉(zhuǎn)，從而選擇性地連通第一通道72、第二通道73和第三通道74中的至少兩個通道。

如圖2所示，當(dāng)閥芯71處于如圖位置時，第一通道72與第二通道73連通；當(dāng)閥芯71從此位置逆時針旋轉(zhuǎn)90°時，第一通道72與第三通道74連通。

為了精確控制閥芯71的旋轉(zhuǎn)位置，在旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6周圍安裝了旋轉(zhuǎn)位置傳感器9，旋轉(zhuǎn)位置傳感器9可以檢測旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6的旋轉(zhuǎn)位置，進(jìn)而確定閥芯71的旋轉(zhuǎn)位置。旋轉(zhuǎn)位置傳感器9可以是光電開關(guān)或行程開關(guān)等檢測裝置。

在圖1和2的實施例中，通過旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6將步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動力傳遞至閥芯71，然而本實用新型不限于此，例如，在步進(jìn)電機(jī)的規(guī)格合適的情況下，可通過步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動閥芯71旋轉(zhuǎn)。

在上面的實施例中，描述了由兩個控制器分別控制直線運(yùn)動驅(qū)動單元1的步進(jìn)電機(jī)和換向驅(qū)動單元8的步進(jìn)電機(jī)的操作，但是本實用新型不限于此，可以僅使用一個控制器同時控制兩個步進(jìn)電機(jī)的操作。

下面參照圖1和圖2詳細(xì)描述膏體定量注射設(shè)備的工作過程。

作為示例，在膏體輸送機(jī)構(gòu)7的第二通道73的上部連接膏體儲存裝置，在第三通道74的右側(cè)連接膏體包裝容器。

首先，初始化膏體定量注射設(shè)備，接通電源，開啟直線運(yùn)動驅(qū)動單元1和換向驅(qū)動單元8。

在正式開始灌裝膏體之前，需排空膏體定量注射設(shè)備內(nèi)部的空氣。

在正式注射灌裝膏體時，通過控制換向驅(qū)動單元8的步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)和轉(zhuǎn)動方向來控制旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6轉(zhuǎn)動，以使閥芯71轉(zhuǎn)動到如圖2所示的特定位置，使得第一通道72與第二通道73連通，第三通道74處于關(guān)閉狀態(tài)。

通過控制直線運(yùn)動驅(qū)動單元1的步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)和轉(zhuǎn)動方向來控制直線傳動機(jī)構(gòu)2的絲杠10轉(zhuǎn)動，以使注射機(jī)構(gòu)3的活塞32的末端運(yùn)動到靠近膏體輸送機(jī)構(gòu)7的初始位置，即通過圖1所示的直線位置傳感器5確定的初始位置。此時，活塞32在腔體31內(nèi)的位置如圖2所示。如此，活塞32可以將腔體31內(nèi)的空氣全部排出。

然后，保持閥芯71的位置不變，因為第一通道72與第二通道73保持連通，所以第一通道72所連接的注射機(jī)構(gòu)3與第二通道73所連接的外部膏體儲存裝置能夠相互連通。使直線運(yùn)動驅(qū)動單元1的步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，隨著活塞32從圖2所示的位置向左運(yùn)動，膏體儲存裝置中的膏體通過第二通道73和第一通道72進(jìn)入注射機(jī)構(gòu)3的腔體31，即注射機(jī)構(gòu)3隨著直線運(yùn)動驅(qū)動單元1的步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)而吸入膏體。通過控制該步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)和旋轉(zhuǎn)方向來控制活塞32的運(yùn)動長度，即控制注射機(jī)構(gòu)3吸入的膏體的軸向長度或體積(腔體31的內(nèi)橫截面積是已知的)，從而使注射機(jī)構(gòu)3吸入預(yù)定量的膏體。

如果活塞32的末端運(yùn)動到與直線位置傳感器4對應(yīng)的檢測位置，則指示活塞32應(yīng)停止運(yùn)動，否則將發(fā)生故障。

在注射機(jī)構(gòu)3吸入了預(yù)定量的膏體之后，通過控制換向驅(qū)動單元8的步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)和轉(zhuǎn)動方向來控制旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6轉(zhuǎn)動，以使閥芯71從圖2所示的特定位置逆時針旋轉(zhuǎn)90°，使得第三通道74與第一通道72連通，第二通道73處于關(guān)閉狀態(tài)。此時，第一通道72所連接的注射機(jī)構(gòu)3與第三通道74所連接的膏體包裝容器能夠相互連通。

然后，使直線運(yùn)動驅(qū)動單元1的步進(jìn)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，隨著活塞32向右運(yùn)動，腔體31內(nèi)的膏體通過第一通道72和第三通道74進(jìn)入膏體包裝容器中，即注射機(jī)構(gòu)3隨著直線運(yùn)動驅(qū)動單元1的步進(jìn)電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)而將膏體注射到膏體包裝容器中。通過控制直線運(yùn)動驅(qū)動單元1的步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)和轉(zhuǎn)動方向來控制注射機(jī)構(gòu)3的活塞32的運(yùn)動長度，即控制注射機(jī)構(gòu)3推出的膏體的軸向長度或體積(腔體31的內(nèi)橫截面積是已知的)，從而使注射機(jī)構(gòu)3推出預(yù)定量的膏體。此外，還可以通過直線位置傳感器5來限制活塞32的運(yùn)動位置。

如上所述，膏體定量注射設(shè)備完成了一次注射動作，膏體定量注射設(shè)備可以以上述步驟的各種組合來進(jìn)行反復(fù)操作以完成多次定量注射。

為了更精確地控制膏體注射量，膏體定量注射設(shè)備在開始正式注射灌裝膏體之前，可以通過使注射機(jī)構(gòu)3和膏體輸送機(jī)構(gòu)7按照上面描述的步驟重復(fù)運(yùn)動幾次，以對注射機(jī)構(gòu)3的腔體31進(jìn)行膏體潤滑并排空注射機(jī)構(gòu)3和膏體輸送機(jī)構(gòu)7內(nèi)的空氣，從而在正式注射灌裝膏體時能夠充分吸入膏體，從而能夠?qū)⒏囿w按照預(yù)定劑量排放出來，由此減小膏體注射誤差。

通過實驗證明，膏體注射量主要與注射機(jī)構(gòu)3的腔體31的內(nèi)橫截面積和活塞32的運(yùn)動長度有關(guān)，活塞32的運(yùn)動速度導(dǎo)致的誤差可以忽略。

此外，在固定直線運(yùn)動驅(qū)動單元1和直線傳動機(jī)構(gòu)2的側(cè)板上、以及在支撐換向驅(qū)動單元8的側(cè)板上分別安裝了張緊裝置，用于調(diào)節(jié)各個皮帶的松緊度，使直線運(yùn)動驅(qū)動單元1與直線傳動機(jī)構(gòu)2之間以及換向驅(qū)動單元8與旋轉(zhuǎn)傳動機(jī)構(gòu)6之間緊密配合。

根據(jù)本實用新型的實施例的膏體定量注射設(shè)備采用步進(jìn)電機(jī)來精確控制注射機(jī)構(gòu)的運(yùn)動行程，從而可以精確控制膏體注射量的大小。采用所述膏體定量注射設(shè)備能夠使技術(shù)人員根據(jù)膏體包裝量的大小來精確調(diào)節(jié)注射機(jī)構(gòu)的運(yùn)動行程，從而提高包裝精度和生產(chǎn)效率。此外，所述膏體定量注射設(shè)備的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，易于拆洗。將所述膏體定量注射設(shè)備應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中可以有效降低成本和提高生產(chǎn)效率。

上述實施例中的實施方案可以進(jìn)一步組合或者替換，且實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施例進(jìn)行描述，并非對本實用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計思想的前提下，本領(lǐng)域中專業(yè)技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案做出的各種變化和改進(jìn)，均屬于本實用新型的保護(hù)范圍。