烟叶复烤上料工序烟叶夹爪的制作方法

本实用新型涉及烟叶烘烤相关技术领域，特别是一种烟叶复烤上料工序烟叶夹爪。

背景技术：

烟叶复烤是卷烟厂常见的烟叶处理工序，是对待复烤烟叶再依次烘烤加工的过程，其主要目的是调整烟叶水分，防止霉变，便于烟叶存储。

目前，卷烟厂的烟叶复烤工序的上料操作大多采用人工完成，具体流程如下：首先由操作员在放有待烘烤烟叶的料框里抓取一把烟叶，作为一个上料单元，再将整个上料单元进行抖动，以将粘连的叶片分离开，最后将上料单元平铺在复烤设备的传送带上，即完成烟叶复考的上料操作。

但在实际操作过程中，存在以下几点问题：1、上料单元的大小完全由操作工的主观判断决定，存在较大的随机性和不确定性，有可能出现一把上料单元中的烟叶数量过少，而降低了烟叶复烤的效率，也有可能出现一把上料单元中的烟叶数量过多，导致抖动操作难以将部分粘连的叶片分离开，进而导致后续烘烤不到位的情况；2、操作工需要长时间持续的重复抓料、抖料、铺料的操作过程，劳动强度大；3、人工上料的节拍完全是由操作工自行把控，难以做到以稳定的时间间隔持续上料。

为解决上述人工上料存在的不足之处，设计一款烟叶复烤上料系统就显得非常有必要。所述的烟叶复烤上料系统可先由人工将烟叶整理成逐层叠放在料框中的上料单元，再由机器人控制夹爪代替人手抓取上料单元，进行抖料和铺料操作。而夹爪的结构设计是整个烟叶复烤上料系统中的难点所在。

技术实现要素：

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种烟叶复烤上料工序烟叶夹爪。其作为烟叶复烤上料系统中的多轴机器人的动作执行部件，用于烟叶复烤上料工序中的上料单元夹持。

本实用新型的技术方案是：烟叶复烤上料工序烟叶夹爪，包括u形架、转轴、托片、夹持气缸、压片、连接架及俯仰气缸；u形架为截面呈u形的槽形构件，其一侧为开口端，另一侧为封闭端，其开口端的两条边沿分别为第一边沿和第二边沿；转轴活动安装在u形架的封闭端；托片固定连接在u形架开口端的第一边沿处；夹持气缸包括缸体a和活塞杆a，其缸体a固定安装在u形架开口端的第二边沿处，其活塞杆a向u形架开口端的第一边沿伸出；压片固接在夹持气缸的活塞杆a上，并正对托片，压片随着夹持气缸的活塞杆a的伸缩而靠近或远离托片；连接架一端设有与转轴套接的套筒部，另一端设有与外部机械手臂相连接的对接部，连接架通过套筒部活动套接在转轴上，连接架通过对接部与外部机械手臂相连接；俯仰气缸包括缸体b和活塞杆b，缸体b铰接在连接架上，活塞杆b铰接在u形架上，活塞杆b伸缩带动u形架绕转轴转动。

本实用新型进一步的技术方案是：其还包括海绵垫片；两个海绵垫片分别粘接在托片和压片上，并相互正对。

本实用新型更进一步的技术方案是：夹持气缸的数量有多个，所有的夹持气缸沿着u形架开口端的第二边沿等距分布，相应的，所有的夹持气缸的活塞杆a与压片的固接点沿着压片的长度方向等距分布。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、其作为烟叶复烤上料系统中的多轴机器人的动作执行部件，用于烟叶复烤上料工序中的上料单元夹持。

2、其工作时烟叶梗被夹在两个海绵垫片之间，由于海绵具有良好的变形能力，稍加力度就能使所有的烟叶梗均被海绵包裹住，一方面避免了夹持力过分集中，而将烟叶梗夹伤或夹断，另一方面增加了夹持的牢固度，避免了后续晃动操作(即抖料操作)时部分烟叶掉出。

应用了本实用新型的烟叶复烤上料系统具有如下优点：

其用于卷烟厂烟叶复烤工序上料操作，可实现将料框中的待烤烟叶以上料单元为单位持续转移至烘烤设备的传送带上。相比目前人工上料的模式，其工作效率得到提高，上料节拍稳定可控，上料厚度均匀，烟叶粘连现象在较大程度上得到改善，进而使烟叶复烤的质量得到有效保障。

以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型在视角1下的结构示意图；

图2为本实用新型在视角2下的结构示意图；

图3为应用了本实用新型的烟叶复烤上料系统的结构示意图；

图4为烟叶复烤上料系统中的烟叶夹升装置的结构示意图；

图5为图4的a部放大图。

具体实施方式

实施例1：

如图1-2所示，烟叶复烤上料工序烟叶夹爪，包括u形架331、转轴332、托片333、夹持气缸334、压片335、连接架336及俯仰气缸337。

u形架331为截面呈u形的槽形构件，其一侧为开口端，另一侧为封闭端，其开口端的两条边沿分别为第一边沿3311和第二边沿3312。

转轴332活动安装在u形架331的封闭端。

托片333固定连接在u形架331开口端的第一边沿3311处。

夹持气缸334包括缸体a3341和活塞杆a3342，其缸体a3341固定安装在u形架331开口端的第二边沿3312处，其活塞杆a3342向u形架331开口端的第一边沿3311伸出。

压片335固接在夹持气缸334的活塞杆a3342上，并正对托片333，压片335随着夹持气缸334的活塞杆a3342的伸缩而靠近或远离托片333。

连接架336一端设有与转轴332套接的套筒部3361，另一端设有与外部机械手臂相连接的对接部3362，连接架336通过套筒部3361活动套接在转轴332上，连接架336通过对接部3362与外部机械手臂相连接。

俯仰气缸337包括缸体b3371和活塞杆b3372，缸体b3371铰接在连接架336上，活塞杆b3372铰接在u形架331上，活塞杆b3372伸缩带动u形架331绕转轴332转动。

优选，其还包括海绵垫片338，两个海绵垫片338分别粘接在托片333和压片335上，并相互正对。由于海绵具有良好的变形能力，稍加力度就能使所有的烟叶梗均被海绵包裹住，一方面避免了夹持力过分集中，而将烟叶梗夹伤或夹断，另一方面增加了夹持的牢固度，避免了后续晃动操作(即抖料操作)时部分烟叶掉出。

简述本实用新型的工作原理：夹持气缸334活塞杆a3342伸出时，带动压片335靠近托片333，进而使两个海绵垫片338相互靠近，最终贴合，将处在两个海绵垫片338之间的烟叶夹紧。夹持气缸334活塞杆a3342缩回时，带动压片335远离托片333，将处在两个海绵垫片338之间的烟叶放开。俯仰气缸337活塞杆b3372伸缩带动u形架331绕转轴332摆动，u形架331带着烟叶一同摆动，模拟人工抖料的效果。

应用了本实用新型的烟叶复烤上料系统的结构简述如下：

如图1-5所示，烟叶复烤上料系统，包括包括料框1、烟叶夹升装置及多轴机器人。

料框1的一面侧壁或两面相对的侧壁敞开而形成装填口11。

烟叶夹升装置包括横向往复移动机构、竖向往复移动机构及分离爪23。横向往复移动机构安装在料框上，并做水平方向的往复移动。竖向往复移动机构与横向往复移动机构关联，并做竖直方向的往复移动。分离爪23连接在竖向往复移动机构上，其在横向往复移动机构和竖向往复移动机构的共同带动下，在装填口所在的平面内移动。

横向往复移动机构包括安装架a211、丝杠a212、螺母a213及电机a214。安装架a211固定安装在料框1上。丝杠a212两端活动安装在安装架a211上，并呈水平布置。螺母a213与丝杠a212旋配。电机a214安装在安装架a211上，其机轴与丝杠a212连接，以驱动丝杠a212转动。

竖向往复移动机构包括安装架b221、丝杠b、螺母b223及电机b224。丝杠b两端活动安装在安装架b221上，并呈竖直布置。螺母b223与丝杠b旋配。电机b224安装在安装架b221上，其机轴与丝杠b连接，以驱动丝杠b转动。竖向往复移动机构通过螺母b223固连在横向往复移动机构的螺母a213上。

分离爪23包括电机c231、安装座232、丝杠c233、螺母c234、连杆235及夹持臂236。电机c231固定安装在安装座232上，其机轴竖直向下伸出。丝杠c233呈竖直布置，并在上端与电机c231的机轴连接，并被电机c231驱动转动。螺母c234与丝杠c233旋配。两个连杆235的一端分别铰接在螺母c234的两侧，另一端分别铰接在两个夹持臂236的中部。两个夹持臂236位于螺母c234的两侧并相对布置，两个夹持臂236的前端分别铰接在安装座232上，后端分别连接有橡胶垫237，两个夹持臂236可绕各自的铰接点转动，从而在合拢或张开之间切换，当两个夹持臂236合拢时，两个橡胶垫237相互贴合，当两个夹持臂236张开时，两个橡胶垫237之间形成可供烟叶梗伸入的空间。分离爪23通过安装座232固接在竖向往复移动机构的安装架b221上。

多轴机器人包括机器人主体31、连接在机器人主体31上的机械臂32及连接在机械臂32末端的夹爪33。夹爪33通过连接架336的对接部3362连接在多轴机器人的机械臂42末端。多轴机器人设置在其夹爪33能伸入料框1装填口11的位置。

简述烟叶复烤上料系统的工作流程：

烟叶复烤机械化上料系统可实现卷烟厂烟叶复烤工序的上料操作，即将料框中的待烤烟叶持续转移至烘烤设备的传送带上，步骤如下：

在上料之前，烟叶复烤机械化上料系统处在初始状态，在该状态下：

a、夹爪33未伸入料框1装填口11内；

b、夹爪33的夹持气缸334的活塞杆a3342处于缩回状态；

c、横向往复移动机构的螺母a213处在其移动行程的中间；

d、竖向往复移动机构的螺母b223处在其移动行程的最下端；

e、分离爪23的两个夹持臂236张开。

s01，将待烤烟叶装入料框：

a、将待烤烟叶整理成烟叶梗朝向一致的叠放状态，再以烟叶梗朝向料框1装填口11的摆放方式装入料框1内，并确保烟叶梗超出分离爪23的运行平面(分离爪23在横向往复移动机构和竖向往复移动机构的带动下仅能在平面内移动，该平面称为分离爪23的运行平面)一定长度，以便于后续的夹爪33夹取；

b、料框1装满待烤烟叶后，将料框1内所有待烤烟叶的烟叶梗整理成上下对齐的状态，以便于后续的分离爪23夹取。

s02，分离爪夹取待烤烟叶：

a，横向往复移动机构启动，调整分离爪23的位置，使分离爪23的两个张开的夹持臂236正对烟叶梗；

b，竖向往复移动机构启动，使分离爪23向下移动一定距离，以使最上层的一叠待烤烟叶的烟叶梗进入两个夹持臂236下端的两个橡胶垫237之间；

c，控制分离爪23的两个夹持臂236合拢，将最上层的一叠待烤烟叶的烟叶梗夹在两个夹持臂236下端的两个橡胶垫237之间；

d，竖向往复移动机构启动，使分离爪23带着其夹持的一叠待烤烟叶向上移动一定距离，以便于后续夹爪33的夹取；

本步骤中，一叠待烤烟叶为一个上料单元分量的待烤烟叶；

本步骤中，由于烟叶梗超出分离爪23的运行平面一定长度，当分离爪23的两个夹持臂236合拢而将烟叶梗夹持住时，烟叶梗的端头将从分离爪23的两个夹持臂236之间露出。

s03，夹爪夹取并转移分离爪上的待烤烟叶：

a，多轴机器人的机械臂32动作，带动夹爪33移动至可夹取分离爪23上的待烤烟叶的位置，即从分离爪23的两个夹持臂之间露出的所有烟叶梗端头均位于夹爪33的两个海绵垫片338之间；

b，夹爪33的夹持气缸334的活塞杆a3342伸出，带动压片335向托片333移动，从而将分离爪23的两个夹持臂236之间露出的所有烟叶梗端头夹紧在夹爪33的两个海绵垫片338之间。

s04，夹爪将待烤烟叶转移并卸载至烘烤设备的传送带上：

a，多轴机器人的机械臂32动作，带动夹爪33移动至烘烤设备的传送带上方；

b，夹爪33的夹持气缸334的活塞杆a3342缩回，带动压片335远离托片333移动，使两个海绵垫片338分离，从而将夹持的一叠待烤烟叶松开，这一叠待烤烟叶便下落并铺散在持续运行的传送带上。

s05，持续上料：

重复s02～s04步骤，将料框中的待烤烟叶持续转移至烘烤设备的传送带上。

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