基于開啟結(jié)構(gòu)的袋式包裝容器自動(dòng)化開啟專利技術(shù)分析

郝麗敏

摘 要：本文從專利文獻(xiàn)的視角對(duì)袋式包裝容器吸附式自動(dòng)化開啟技術(shù)之開啟結(jié)構(gòu)進(jìn)行了技術(shù)分解，并對(duì)其發(fā)展脈絡(luò)進(jìn)行了全面分析，梳理了基于開啟結(jié)構(gòu)的袋式包裝容器自動(dòng)化開啟技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的重點(diǎn)技術(shù)分支發(fā)展路線，并對(duì)熱點(diǎn)技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：袋;開啟;吸附;吸盤;吸嘴;專利

1 前言

袋式包裝容器廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，在整個(gè)物料裝袋的自動(dòng)化工藝流程中，堆疊的袋式包裝容器的自動(dòng)化開啟是物料裝袋工藝的第一步，準(zhǔn)確、高效地將包裝袋袋口開啟是保證后續(xù)物料順利填充、灌裝入袋的先決條件，也是物料裝袋流程的相對(duì)關(guān)鍵的工藝。開袋裝置是包裝機(jī)灌裝部分的重要組成裝置，目前的開袋方式有手動(dòng)式和自動(dòng)式開袋，眾所周知，包裝生產(chǎn)線采用人工操作開袋的方式，效率低，成本高，會(huì)較大影響包裝生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和效率的提高，因此，自動(dòng)式開袋有著更廣的應(yīng)用，有著更深遠(yuǎn)的市場(chǎng)需求，有著更重要的研究意義。

2 數(shù)據(jù)來源

本文基于袋式包裝容器吸附式自動(dòng)化開啟的分類號(hào)（B65B43/26、B65B43/30、B31B5/78）進(jìn)行分析，在CNABS，DWPI，SIPOABS數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索，通過結(jié)合相關(guān)關(guān)鍵詞袋、柔性、吸、真空得到中外專利文獻(xiàn)共3802篇，本文基于該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。最終檢索完成日期為2019年10月15日。由于專利申請(qǐng)延遲公開的特點(diǎn)，有部分2018年的申請(qǐng)和大量2019年的申請(qǐng)目前還沒有公開，另外由于包裝相關(guān)技術(shù)分類角度不同可能出現(xiàn)不同的分類號(hào)，而本文僅僅基于以上分類號(hào)，因此涉及袋式包裝容器吸附式自動(dòng)化開啟技術(shù)的專利實(shí)際數(shù)據(jù)要高于檢索得到的數(shù)據(jù)。

3 技術(shù)分解

通過對(duì)專利文獻(xiàn)的梳理，將吸附式自動(dòng)化開啟結(jié)構(gòu)進(jìn)行如下技術(shù)分解（見圖1），包括單一式及組合式。單一式開啟結(jié)構(gòu)主要包括吸盤、吸板、吸附式輸送帶、吸盤+吸板/吸附式輸送帶四種形式，而組合式開啟結(jié)構(gòu)主要包括吸附+吹、吸附+夾持、吸附+搓以及吸附+其他兩種等。

4 重點(diǎn)分支技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)

4.1 單一式開啟結(jié)構(gòu)的專利技術(shù)分析

對(duì)于單一式開啟結(jié)構(gòu)，下面從吸盤、吸板、吸附式輸送帶、吸盤+吸板/吸附式輸送帶四種形式進(jìn)行分析。其中，吸盤為廣義結(jié)構(gòu)，吸嘴、吸頭等吸附開袋結(jié)構(gòu)均歸為此類;吸板，主要為板上設(shè)置有多個(gè)吸附孔結(jié)構(gòu);吸附式輸送帶主要涉及在輸送帶上開涉有多個(gè)吸附孔結(jié)構(gòu);而第四種形式主要涉及袋的一側(cè)為吸盤，另一側(cè)為吸板或吸附式輸送帶結(jié)構(gòu)。單一式開啟結(jié)構(gòu)的專利技術(shù)發(fā)展路線如圖2（a）、（b）所示。

從吸盤開袋的整個(gè)發(fā)展脈絡(luò)來看，開袋吸盤已不局限于單純的開袋功能，而多是與取袋功能相融合，將取袋開袋吸盤一體化融合設(shè)計(jì);此外，還有少量專利涉及開袋與袋口密封結(jié)構(gòu)相融合的技術(shù)改進(jìn);此外，多角度開袋、與轉(zhuǎn)盤結(jié)合并實(shí)現(xiàn)高效、連續(xù)開袋也是未來主流發(fā)展趨勢(shì)。

從吸板開袋的整個(gè)發(fā)展脈絡(luò)來看，為了提高袋開啟全面程度或?yàn)榱伺c其他部件相配合的吸板結(jié)構(gòu)異型設(shè)置以及吸板上吸附孔的大小、均勻程度調(diào)節(jié)設(shè)置是近年來的熱門研究方向。

從吸附式輸送帶開袋方式的整個(gè)發(fā)展脈絡(luò)來看，早期文獻(xiàn)多為外國(guó)專利（日本居多），國(guó)內(nèi)近幾年才出現(xiàn)吸附式輸送帶開袋相關(guān)專利;主要技術(shù)要點(diǎn)已從袋口吸附轉(zhuǎn)向袋身吸附，以提高吸附穩(wěn)定性及開袋準(zhǔn)確性，而為了提高吸附力度，對(duì)輸送帶上吸附孔的結(jié)構(gòu)具體化設(shè)計(jì)也已涉及。

從吸盤+吸板/吸附式輸送帶相配合的開袋方式的整個(gè)發(fā)展脈絡(luò)來看，雖然早期有少量文獻(xiàn)，但2010年前有很長(zhǎng)一段時(shí)間的近似空白期，分析主要原因在于受兩種不同吸附結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造成本因素以及配合度要求更高所限;從近幾年的專利文獻(xiàn)來看，主要研究熱點(diǎn)在于取袋、開袋結(jié)構(gòu)的一體化與功能相融合設(shè)計(jì)，旨在提高效率。

4.2 組合式開啟結(jié)構(gòu)的專利技術(shù)分析

組合式開啟結(jié)構(gòu)主要包括吸附+吹、吸附+夾持、吸附+搓以及吸附+其他兩種四種形式。其中吸附+吹開啟方式為主流的組合式開啟方式，通常是通過吸附結(jié)構(gòu)將袋口拉開后，再通過吹氣方式輔助開口和/或袋身完全打開;吸附+夾持方式文獻(xiàn)量次之，通常是通過夾持方式將袋口便于夾持，以輔助吸附機(jī)構(gòu)穩(wěn)定開啟袋口，還有較多見的為吸附機(jī)構(gòu)與夾持機(jī)構(gòu)分別作用于袋兩側(cè)邊，或分別均作用于袋兩側(cè)邊，實(shí)現(xiàn)袋口的開啟;吸附+搓的形式主要涉及吸附結(jié)構(gòu)將袋口適當(dāng)拉開后，再施加不同于拉袋方向的力，實(shí)現(xiàn)錯(cuò)位開啟;而吸附+其他兩種方式專利文獻(xiàn)不多，主要是通過多種方式配合實(shí)現(xiàn)袋口的穩(wěn)定、準(zhǔn)確開啟。組合式開啟結(jié)構(gòu)的專利技術(shù)發(fā)展路線見圖3。

從組合式開啟結(jié)構(gòu)的整個(gè)發(fā)展脈絡(luò)來看，三種組合開啟方式在國(guó)外早期就已提出，由于吹氣方式更有利于袋體快速?gòu)堥_，因此吸+吹方式投入研究較多，且吹氣位置從正對(duì)袋口中間部位向不易開啟的袋兩側(cè)邊緣轉(zhuǎn)變，同時(shí)，吹氣的強(qiáng)度、方向、時(shí)間控制等都趨向于可調(diào)節(jié)方式;對(duì)于吸+搓開啟方式，國(guó)內(nèi)在2010年后出現(xiàn)不少專利申請(qǐng)，研究熱點(diǎn)在于可調(diào)節(jié)，提高適用性等;不同方式的組合，在結(jié)構(gòu)上趨向于向取袋、開袋功能一體化及不同手段結(jié)構(gòu)一體小型化設(shè)計(jì)發(fā)展。

5 結(jié)語

由于該領(lǐng)域技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，研究起點(diǎn)低，從專利視角來看，沒有一條絕對(duì)且清晰的發(fā)展脈絡(luò)，技術(shù)呈現(xiàn)一定跳躍性;但整體看來是還有一定的改進(jìn)發(fā)展趨勢(shì)：結(jié)構(gòu)上傾向于向開袋與取袋/密封袋功能相融合設(shè)計(jì)方向發(fā)展，同時(shí)研究熱點(diǎn)已轉(zhuǎn)入吸附孔結(jié)構(gòu)、吸附力等具體化設(shè)計(jì)，在保證開袋準(zhǔn)確穩(wěn)定的同時(shí)，如何高效、連續(xù)化生產(chǎn)已成為研究熱點(diǎn);結(jié)構(gòu)小型化、功能一體化是未來的研究發(fā)展方向。