基于雙滑塊機構的快遞袋下袋口折疊機構設計及分析

金澤 劉煜 趙子璇 王承乾 周夢莎 姜銳

摘 要：日常發快遞所用的快遞袋存在自粘膠貼，其膠的使用往往需要手工撕除離型膜，并且手動折疊封口。快遞袋袋口粘貼自動化的最關鍵的步驟是將已經撕開膠的袋口進行上下折疊。由于快遞袋質軟，材料較差，顆粒較粗，袋口折疊時容易產生不可控的形狀。針對此問題，擬定了多種方案，并最終決定使用完全的機械結構來實現折疊時的一些輔助動作。

關鍵詞：包裝機械；雙滑塊機構；袋口折疊

中圖分類號：TP23 文獻標志碼：B

隨著各類電子商務新興模式的不斷涌現，網購已經逐漸取代傳統的購物模式。快遞行業的興起造就了一種新型的一次性塑料袋，目前使用較多的是用聚乙烯材料做成的塑料快遞袋，具有成本低，使用方便，防水性能好的特點。

要完成袋口折疊的任務需要分幾個步驟進行折疊。順序依次為上袋口下壓并向兩邊捋平，下袋口往上折疊并且保持自粘膠不會粘貼到自身，最后就是將下袋口自粘膠部分與上袋口壓緊。以上便是袋口粘貼的流程。

1 快遞袋下袋口折疊機構設計

1.1 設計目標

采用機械傳動的方式配合上袋口折疊裝置完成簡單下袋口向上折疊，并將袋口往兩側捋開，使袋口平整，并粘貼到上袋口表面。

1.2 總體方案

下袋口折疊裝置如圖1所示，具體結構設計方案為：由雙桿氣缸1提供動力，利用限位裝置把直線運動分為兩個運動部分，分別為直線運動和側推運動。限位導桿3可在氣缸側槽滑動，一端與限位塊2固定，一端與支撐件11固定。直線導桿7與支撐件11固定，安裝彈簧14后與直線軸承5配合。橫軸9與支撐件11固定，并裝有多個球軸承13、兩個側推板10。側推板10、連桿8和主支撐板6鉸鏈連接。球軸承13套上亞克力管12，使管子可旋轉。

直線運動：氣缸直線運動帶動整個裝置向上運動（2、3、5～14號零件相對于氣缸1整體向上運動），亞克力12和側推板10與下袋口接觸，并往上折疊。當限位塊2與限位扣4接觸時，直線運動結束。

側推運動：限位塊2與限位扣4接觸后，整個裝置到達最大行程（1～4、7、9、11～13號零件相對固定）。氣缸推桿繼續向上運動，主支撐板壓縮彈簧14，在連桿8的作用下側推板8向兩側推開（雙滑塊機構），達到粘貼兩側的效果。

復位：氣缸推桿收縮，在彈簧14的作用下，兩側推板10先向中間收縮，到達行程后整個折疊裝置向下收縮，完成復位。

1.3 三維模型的建立與仿真

利用雙滑塊機構把一個向上的運動轉化為向水平兩側的運動，利用限位裝置實現兩級運動，利用彈簧實現機械復位。

裝置參數：氣缸行程為150mm，裝置向上運動距離為101.3mm，側推板側推行程為60mm，連桿長度98.3mm。

由于本裝置是為了達到更好的折疊袋口的效果，因此主要分析的是運動路徑。

圖2為本裝置最終運動軌跡圖，從圖中可看到裝置整體只做向上的直線運動，但側推塊實現了向上運動后向兩側推開，達到了設計要求。

2 上下袋口折疊裝置配合與聯系

兩裝置互相獨立控制，但需要配合工作。安裝時，折疊袋口面應在同一個空間平面上，且最大行程時不得干涉。利用順序電路控制先后順序，上袋口先一步折疊，并且在下袋口折疊前復位，兩者間隔時間越小，袋口折疊效果越好。間隙時間會因為袋子的材質不動而不同，可以由實際使用過程中進行調整。

3 結論

（1）由于袋口折疊受力較小，裝置由金屬制造，因此強度足夠，此處忽略有限元分析。

（2）雙滑塊機構結構簡單，性能穩定，達到了預期效果。

參考文獻：

[1]鄧友斌.我國包裝機械的現狀和發展趨勢[J].福建省閩安機械制造有限公司，2016.

[2]鄭梅.自動化控制技術及其在包裝機械中的應用[J].陜西科技大學，2016.8.

[3]劉成龍、李麗娟、程國清全自動袋式包裝生產線規格的柔性設計[J].南京工業大學，2016.10.

[4]辛虹.雙滑塊四桿機構參數的優化設計[J]. 沈陽職業技術學院，2012.7.