一种竹吸管自动钻孔机的制作方法

本发明涉及竹吸管加工技术领域，具体是一种竹吸管自动钻孔机。

背景技术：

当今社会快速发展，工业化水平稳定提高，使社会生产对自动化的要求日益彰显。机器设备与系统按照人的意愿，在尽可能少的人员手动操作下，通过自动检测、信息处理、分析判断、操作控制等一系列过程实现预期的目标，称为自动化。众所周知，塑料属于自然不可降解类材料，近年来国家对于环保愈加重视，可降解材质的吸管应运而生并走进我们的视野。塑料吸管会对环境造成污染，不锈钢吸管可能会意外伤害人身，在使用热饮会导致使用者被烫伤。尽管纸制吸管可自然降解，但其耐水性差，会影响饮料的味道。用可堆肥材料制成的一次性吸管也有这个问题。硅胶吸管保证了安全性，但成本较高。可堆肥材质的非一次性吸管在使用中没有缺点，但是存在较高的成本问题。综合各方面因素，许多一次性吸管在现行法律法规下在中国依旧会存在，但随着吸管业应用研究新型材料，以及吸管制造技术的发展，一种新兴环保的竹制吸管走入我们的视野中。介于人们对竹吸管迫切的需要，但国内外目前对竹吸管钻孔机的研究尚不多见，研究竹吸管的生产设备变得更加紧张，得益于先进的设计和加工手段，对竹吸管钻孔机的研究和设计提供了更多的可能性和必要性。

目前国内外的竹吸管钻孔机械还主要趋向单纯的手工生产，没有达到向自动化先进技术的综合转变；制作效率低、周期长，缺乏更优化的结构体系，这也是今后竹吸管自动钻孔机发展研究方向。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种竹吸管自动钻孔机。

本发明过以下技术方案予以实现：

一种竹吸管自动钻孔机，包括用于水平输送物料的输送机，还包括钻孔装置与竹管进料机构，所述钻孔装置与输送机相接，所述竹管进料机构设于输送机的进料端；

所述钻孔装置包括机架、上料滚筒、螺旋轴、滚筒传动轴、第一间歇转动结构、同步轴、第二间歇转动结构、传动机构、钻孔机构、导向杆、张紧支架、张紧机构与发条弹簧，所述滚筒传动轴转动设于机架的两侧壁之间，且滚筒传动轴的两端分别贯穿机架的两侧侧壁，所述滚筒传动轴的中部固定有上料滚筒，所述上料滚筒的外壁延其轴线方向均匀设有竹管卡槽，所述上料滚筒的两侧分别设有螺旋轴，所述螺旋轴与滚筒传动轴转动连接，所述滚筒传动轴的两端分别设有第一间歇转动结构，所述第一间歇转动结构包括第一传动齿轮与第一不完全齿轮，所述第一传动齿轮同轴安装于滚筒传动轴的两端，所述第一传动齿轮的侧部啮合有第一不完全齿轮，两侧第一不完全齿轮之间连接有同步轴，所述第二间歇转动结构包括第二传动齿轮与第二不完全齿轮，所述第二不完全齿轮安装于同步轴的两端，所述第二不完全齿轮的侧部均啮合有第二传动齿轮，所述第二传动齿轮同轴安装于螺旋轴的侧壁上，所述第二传动齿轮的中部设置有用于避空滚筒传动轴的开口，所述机架上安装有用于驱动同步轴转动的传动机构，所述导向杆设于机架的两侧壁之间，所述钻孔机构对称设于上料滚筒的两侧，所述钻孔机构与螺旋轴相配合且滑动连接于导向杆上，所述机架的顶部安装有张紧支架，所述张紧支架的两纵向板之间设有用于压紧竹管的张紧机构，所述上料滚筒与螺旋轴之间分别设有发条弹簧，所述发条弹簧的一端固定于张紧支架上，所述发条弹簧的另一端固定于螺旋轴上；

所述钻孔机构包括安装板、钻头安装座、直线轴承、导轮座、导轮与钻头，所述钻头安装座安装于安装板上，所述钻头安装座上均匀设置有钻头，所述钻头分别与竹管卡槽位置相对应，所述安装板上安装有直线轴承，所述导向杆穿过所述直线轴承，所述安装板的侧壁上对称设有导轮座，两组导轮座上对称安装有导轮，所述导轮插于上料滚筒上的螺旋槽中。

优选的，所述传动机构包括电动机与链传动机构，所述电动机的输出轴通过链传动机构带动同步轴进行转动。

进一步的，所述张紧支架的纵向板上分别设有用于固定发条弹簧的弹簧安装座。

进一步的，所述张紧机构包括三组辊子及绕于三组辊子外侧的皮带，所述辊子转动连接于张紧支架两组纵向板之间，所述皮带压于上料滚筒的外壁上。

优选的，所述钻孔装置的下方设有用于接料的集料箱。

优选的，所述导轮与上料滚筒上螺旋槽的配合间隙为上偏差0.7，下偏差0.4。

进一步的，所述钻头上的钻头长度沿上料滚筒旋转方向逐渐变长。

进一步的，所述竹管进料机构包括隔板、轴承座、传动轴、进料辊及驱动电机，所述隔板固定于输送机的机架上，轴承座对称设于隔板内并固定连接于输送机的机架上，两组轴承座之间转动连接有传动轴，所述传动轴上设有用于带动竹管进料的进料辊，所述进料辊的外壁上沿圆周均匀设有用于卡合竹管的卡槽，驱动电机设于隔板的外侧用于驱动传动轴转动。

本发明的有益效果是：

本发明设计新颖、使用方便，该竹吸管钻孔机能够实现竹管的自动钻孔操作，提升竹管的钻孔效率。本发明中钻孔装置通过结构的合理设置，实现单电机带动上料、钻孔动作的进行，相比多驱动机构带动上料、钻孔，该种设置能够使进料及钻孔节拍更适配，避免后期的调试，使用更加方便，适宜进一步推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明的俯视图；

附图3是本发明a处的截面图；

附图4是本发明b处的截面图；

附图5是本发明中钻孔装置的俯视图(不含张紧支架及张紧机构)；

附图6是本发明中钻孔装置的右视图(不含张紧支架及张紧机构)；

附图7是本发明中发条弹簧示意图；

附图8是本发明中张紧支架及张紧机构的示意图；

附图9是本发明中链传动机构与链条张紧调节链轮的组配示意图；

附图10是本发明中机架上条形开口的示意图；

附图11是本发明中钻孔机构的示意图；

附图12是本发明中钻孔机构c处的截面图；

附图13是本发明中钻孔机构的俯视图；

附图14是本发明中输送机的示意图；

附图15是本发明中竹管进料机构的俯视图。

主要元件符号说明

钻孔装置-1；输送机-2；竹管-3；集料箱-4；链条张紧调节链轮-5；条形开口-6；竹管进料机构-7；机架-11；上料滚筒-12；竹管卡槽-121；螺旋轴-13；滚筒传动轴-14；第一间歇转动结构-15；同步轴-16；第二间歇转动结构-17；传动机构-18；钻孔机构-19；导向杆-110；张紧支架-111；张紧机构-112；发条弹簧-113；输送机机架-21；输送辊-22；隔板-71；轴承座-72；传动轴-73；进料辊-74；第一传动齿轮-151；第一不完全齿轮-152；第二传动齿轮-171；第二不完全齿轮-172；电动机-181；链传动机构-182；安装板-191；钻头安装座-192；直线轴承-193；导轮座-194；导轮-195；钻头-196；条形孔-1111；弹簧安装座-1112；辊子-1121；皮带-1122；传动链轮-1821；从动链轮-1822；链条-1823。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1-2，一种竹吸管自动钻孔机，包括用于水平输送物料的输送机2，还包括钻孔装置1与竹管进料机构7，钻孔装置1与输送机2相接，竹管进料机构7设于输送机2的进料端；其中输送机2包括输送机机架21及均匀安装于输送机机架21上的输送辊22组成(如附图14所示)，输送辊22的两端通过输送轴承座安装于输送机机架21上，且各输送辊22由电机、链轮链条进行传动(图中未给出)，即电机通过链轮链条同步带动各输送辊22进行转动送料。

参照图3-8，钻孔装置1包括机架11、上料滚筒12、螺旋轴13、滚筒传动轴14、第一间歇转动结构15、同步轴16、第二间歇转动结构17、传动机构18、钻孔机构19、导向杆110、张紧支架111、张紧机构112与发条弹簧113，滚筒传动轴14转动设于机架11的两侧壁之间，且滚筒传动轴14的两端分别贯穿机架11的两侧侧壁，滚筒传动轴14的中部固定有上料滚筒12，上料滚筒12的外壁延其轴线方向均匀设有竹管卡槽121，上料滚筒12的两侧分别设有螺旋轴13，螺旋轴13中部为中空状且通过轴承与滚筒传动轴14转动连接，滚筒传动轴14的两端分别设有第一间歇转动结构15，第一间歇转动结构15包括第一传动齿轮151与第一不完全齿轮152，第一传动齿轮151同轴安装于滚筒传动轴14的两端，第一传动齿轮151的侧部啮合有第一不完全齿轮152，两侧第一不完全齿轮152之间连接有同步轴16，第二间歇转动结构17包括第二传动齿轮171与第二不完全齿轮172，第二不完全齿轮172安装于同步轴16的两端，第二不完全齿轮172的侧部均啮合有第二传动齿轮171，第二传动齿轮171同轴安装于螺旋轴13的侧壁上，第二传动齿轮171的中部设置有用于避空滚筒传动轴14的开口，机架11上安装有用于驱动同步轴16转动的传动机构18，导向杆110设于机架11的两侧壁之间，钻孔机构19对称设于上料滚筒12的两侧，钻孔机构19与螺旋轴13相配合且滑动连接于导向杆110上，机架11的顶部安装有张紧支架111，张紧支架111的两纵向板之间设有用于压紧竹管3的张紧机构112，上料滚筒12与螺旋轴13之间分别设有发条弹簧113，发条弹簧113的一端固定于张紧支架111上，发条弹簧113的另一端固定于螺旋轴13上；

参照图11-13，钻孔机构19包括安装板191、钻头安装座192、直线轴承193、导轮座194、导轮195与钻头196，钻头安装座192安装于安装板191上，钻头安装座192上均匀设置有钻头196，钻头196分别与竹管卡槽121位置相对应，安装板191上安装有直线轴承193，导向杆110穿过直线轴承193，安装板191的侧壁上对称设有导轮座194，两组导轮座194上对称安装有导轮195，导轮195插于上料滚筒12上的螺旋槽中；上料滚筒12转动时钻孔机构19上的导轮195会沿上料滚筒12上的螺旋槽进行移动，进而实现钻孔机构19的自动水平移动。

传动机构18驱动同步轴16进行转动，同步轴16转动过程中，第一不完全齿轮152通过第一传动齿轮151及滚筒传动轴14带动上料滚筒12转动，进行纵向上料，当第一不完全齿轮152上的轮齿与第一传动齿轮151上轮齿分离后，上料滚筒12停止转动上料，且第二不完全齿轮172上的轮齿正好与第二传动齿轮171相啮合，第二不完全齿轮172通过第二传动齿轮171带动螺旋轴13转动，螺旋轴13转动对发条弹簧113进行压缩并带动两侧钻孔机构19驱动沿导向杆110方向相向移动，对竹管卡槽121内的竹管3进行钻孔，当钻孔机构19上最长的钻头196相抵后，第二不完全齿轮172上的轮齿与第二传动齿轮171相分离，发条弹簧113上的弹力释放带动螺旋轴13反转，螺旋轴13反转带动钻孔机构19相背运动使钻头196从竹管3中抽出，待最长的钻头196完全从竹管3中抽出后，第一不完全齿轮152上的轮齿正好重新与第一传动齿轮151相啮合，带动上料滚筒12旋转一个竹管卡槽121的角度，使各竹管被各组钻头196进行逐一钻孔，同时上料滚筒12旋转进行上料，如此循环。

参照图9，传动机构18包括电动机181与链传动机构182，电动机181的输出轴通过链传动机构182带动同步轴16进行转动，其中链传动机构182包括传动链轮1821、从动链轮1822及链条1823，传动链轮1821安装于电动机181的输出轴上，从动链轮1822安装于同步轴16上，链条1823设于传动链轮1821与从动链轮1822之间，电动机181通过传动链轮1821及链条1823带动从动链轮1822进行转动，从动链轮1822转动带动同步轴16进行转动。

最为进一步改进的，参照图9-10，链条1823的侧部齿合有链条张紧调节链轮5，其中链条张紧调节链轮5转动连接于一螺纹杆上，机架11上横向开设有条形开口6，链条张紧调节链轮5上的螺纹杆穿过条形开口6并通过螺母固定安装于机架11上；使用时通过旋松螺母并调节链条张紧调节链轮5的位置可进行链条1823的松紧度调节。

参照图7与8，张紧支架111的纵向板上分别设有用于固定发条弹簧113的弹簧安装座1112。

参照图4与8，张紧机构112包括三组辊子1121及绕于三组辊子1121外侧的皮带1122，其中三组辊子1121为等腰三角排布一高两低，辊子1121转动连接于张紧支架111两组纵向板之间，皮带1122压于上料滚筒12的外壁上；其中张紧机构112在上料滚筒12转动过程中不仅起到压紧竹管3防止竹管3从竹管卡槽121中脱出的情况；而且皮带1122压于上料滚筒12还能够防止当第一不完全齿轮152上的轮齿与第一传动齿轮151上轮齿分离后，上料滚筒12由于惯性继续发生转动的情况。

作为进一步改进的，参照图8，张紧支架111与其中一组辊子1121的相接处纵向开设有条形孔1111，该组辊子1121两端设有外螺纹并分别穿过条形孔1111，且该组辊子1121通过螺栓固定安装于张紧支架111上；使用时，用户可通过调节该组辊子1121的位置实现皮带1122的松紧度调节。

参照图4，钻孔装置1的下方设有用于接料的集料箱4。

参照图5，导轮195与上料滚筒12上螺旋槽的配合间隙为上偏差0.7，下偏差0.4；导轮195与上料滚筒12配合间隙过小时不利于导轮195沿上料滚筒12外壁上的螺旋槽移动，当导轮195与上料滚筒12上螺旋槽的配合间隙过大时，导轮195于上料滚筒12上螺旋槽内的晃动量过大，不利于钻孔机构19进给量的控制，因此选用将螺旋轴上的螺旋槽与导轮轴上轮子的配合间隙为上偏差0.7，下偏差0.4，以提高螺旋轴水平运动的精度以及降低设备噪音。

参照图12-13，钻头196上的钻头196长度沿上料滚筒12旋转方向逐渐变长；钻头196长度逐渐变长利于竹管钻孔过程中竹屑的排出，利于竹管的钻通。

参照图15，竹管进料机构7包括隔板71、轴承座72、传动轴73、进料辊74及驱动电机，隔板71固定于输送机2的机架上，轴承座72对称设于隔板71内并固定连接于输送机2的机架上，两组轴承座72之间转动连接有传动轴73，传动轴73上设有用于带动竹管进料的进料辊74，进料辊74的外壁上沿圆周均匀设有用于卡合竹管的卡槽，驱动电机(附图中未给出)设于隔板71的外侧用于驱动传动轴73转动，驱动电机输出轴与传动轴73相连；使用时，将竹管放至隔板71内，驱动电机通过传动轴73带动进料辊74进行转动，进料辊74转动通过外壁上的卡槽将竹管逐一送至输送机2上。

其中输送机2、钻孔装置1及竹管进料机构7上的电机均与外部控制系统电性连接，以实现钻孔装置1中上料滚筒12上料节拍、输送机2送料节拍及竹管进料机构7送料节拍相一致，该控制系统为现有技术，因此申请中不再进行赘述。

工作原理：

使用时启动输送机2、钻孔装置1及竹管进料机构7，竹管进料机构7旋转将竹管逐一进料至输送机2上，输送机2运转将输送辊22上的待钻孔竹管输送至钻孔装置1的进料侧，传动机构18运转驱动同步轴16进行转动，同步轴16转动过程中，第一不完全齿轮152通过第一传动齿轮151及滚筒传动轴14带动上料滚筒12转动，竹管3卡入到竹管卡槽121中进行纵向上料，张紧机构112上的皮带1122紧压于上料滚筒12上防止竹管3的脱出，当第一不完全齿轮152上的轮齿与第一传动齿轮151上轮齿分离后，上料滚筒12停止转动上料，此时第二不完全齿轮172上的轮齿正好与第二传动齿轮171相啮合，第二不完全齿轮172通过第二传动齿轮171带动螺旋轴13转动，螺旋轴13转动对发条弹簧113进行压缩并带动两侧钻孔机构19驱动沿导向杆110方向相向移动，使钻头196插入到竹管3中，对竹管卡槽121内的竹管3进行钻孔，当钻孔机构19上最长的钻头196相抵后，第二不完全齿轮172上的轮齿与第二传动齿轮171相分离，发条弹簧113上的弹力释放带动螺旋轴13反转，螺旋轴13反转带动钻孔机构19相背运动使钻头196从竹管3中抽出，待最长钻头196完全从竹管3中抽出后，第一不完全齿轮152上的轮齿正好重新与第一传动齿轮151相啮合，带动上料滚筒12旋转一个竹管卡槽121的角度，使各竹管被各组钻头196进行逐一钻孔，同时上料滚筒12旋转进行上料，如此循环。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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