本實用新型涉及膏體包裝領域，尤其涉及一種膏體定量注射設備。

背景技術：

目前市場上使用的膏體包裝機較少采用膏體定量注射機構，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生較大的誤差，導致無法精準地控制膏體注射量。因此，現(xiàn)有的膏體包裝機的注射精度有待提高。

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

技術實現(xiàn)要素：

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

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

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

為了實現(xiàn)該目的，本實用新型采用如下技術方案：一種膏體定量注射設備包括：直線運動驅動單元，包括步進電機；直線傳動機構，由步進電機驅動，以將步進電機的正反雙向旋轉運動轉化為往復直線運動；注射機構，與直線傳動機構連接，并隨直線傳動機構的往復直線運動而往復運動以吸入和排出膏體；膏體輸送機構，從外部接收膏體，與注射機構流體連接，并通過注射機構的運動而將膏體排放到膏體包裝容器中；以及控制器，用于控制直線運動驅動單元的操作。

進一步地，注射機構包括活塞和腔體，活塞的一端與直線傳動機構連接，活塞根據(jù)直線傳動機構的往復直線運動而在腔體內做往復直線運動。

進一步地，膏體輸送機構被構造為三通式換向閥機構，該三通式換向閥機構包括：閥芯、第一通道、第二通道和第三通道，第一通道與注射機構連接，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。

進一步地，所述膏體定量注射設備還包括換向驅動單元，換向驅動單元驅動閥芯轉動到不同的位置。

進一步地，換向驅動單元為步進電機，其中，控制器還被配置為控制換向驅動單元的操作。

進一步地，所述膏體定量注射設備還包括：旋轉傳動機構，旋轉傳動機構將換向驅動單元的驅動力傳遞到閥芯以使閥芯轉動到不同的位置。

進一步地，所述膏體定量注射設備還包括旋轉位置傳感器，安裝在旋轉傳動機構周圍，用于檢測旋轉傳動機構的旋轉位置。

進一步地，旋轉位置傳感器是光電開關或行程開關。

進一步地，所述膏體定量注射設備還包括一對直線位置傳感器，用于檢測注射機構的運動位置并限定注射機構的行程。

進一步地，所述直線位置傳感器是光電開關或行程開關。

根據(jù)本實用新型的膏體定量注射設備與現(xiàn)有技術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備采用步進電機精確控制注射機構的運動行程，從而精確控制注射機構的注射量，能有效提高膏體包裝精度；而且，所述膏體定量注射設備的結構簡單，易于拆洗。因此，采用所述膏體定量注射設備進行膏體包裝能有效降低成本且提高生產效率。

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備的注射機構與膏體輸送機構的剖面圖。

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，下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1是根據(jù)本實用新型的實施例的膏體定量注射設備的立體圖。

所述膏體定量注射設備主要包括：直線運動驅動單元1、直線傳動機構2、注射機構3、膏體輸送機構7和控制器(未示出)。直線運動驅動單元1包括步進電機，步進電機與電源連接。步進電機的操作可以由控制器控制，例如，控制器可以控制該步進電機的啟動、停止、旋轉方向和步數(shù)等。步進電機的輸出軸通過帶輪和皮帶(例如，同步帶)連接到直線傳動機構2的輸入軸。注射機構3包括活塞和腔體，活塞可以在直線傳動機構的驅動下在腔體內沿著軸向方向做直線往復運動，注射機構3的具體結構將在圖2中示出。膏體輸送機構7與注射機構3連接，不僅給注射機構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，直線傳動機構2采用滾珠絲杠機構，絲杠10通過帶輪和皮帶從步進電機接收驅動力而旋轉，并且在絲杠10上安裝有滑座11，滑座11隨著絲杠10的旋轉而在絲杠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構，但是如果步進電機的規(guī)格合適，也可以使用步進電機直接驅動絲杠10旋轉。

通過直線運動驅動單元1的步進電機驅動直線傳動機構2的絲杠10旋轉，可以將步進電機的正反雙向旋轉運動轉化為滑座11的往復直線運動。從滑座11上還延伸出一塊固定板，直線傳動機構2通過固定板與注射機構3的活塞末端連接?；?1的直線往復運動帶動注射機構3的活塞在注射機構3的腔體內做直線往復運動，以從膏體輸送機構7吸入固定量的膏體以及通過膏體輸送機構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構為例描述了直線傳動機構，但是，直線傳動機構2的實現(xiàn)方式不僅限于此，除了滾珠絲杠機構之外還可以采用其它方式將旋轉運動轉化為往復直線運動，例如，齒輪齒條機構、凸輪機構、曲柄滑塊機構、蝸輪蝸桿機構等。

為了保證在注射機構吸入和排出膏體時膏體劑量的準確性，所述膏體定量注射設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備的底板上，直線位置傳感器4和5的位置與注射機構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構3中的活塞的行程對應，以便限定注射機構3的運動行程和檢測注射機構3的運動位置。

如圖1所示，在直線傳動機構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構3的活塞的運動位置。注射機構3的活塞的運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可以是光電開關或行程開關等檢測裝置。

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

優(yōu)選地，換向驅動單元8可以是步進電機，所述另一控制器可以控制換向驅動單元8的步進電機的啟動、停止、旋轉方向和步數(shù)等。通過控制該步進電機可以精確控制旋轉傳動機構6的旋轉動作，進而精確控制膏體輸送機構7的流體連通性。

下面將參照圖2具體描述注射機構3與膏體輸送機構7的結構。

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

注射機構3的腔體31可被構造為圓柱形腔體，活塞32的結構與腔體31的結構相匹配。

如圖2所示，膏體輸送機構7被構造為三通式換向閥機構，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與注射機構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設置在膏體輸送機構7的內部，并具有三通結構。閥芯71的位置通過旋轉傳動機構6而改變。通過旋轉傳動機構6旋轉帶動閥芯71旋轉，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，當閥芯71處于如圖位置時，第一通道72與第二通道73連通；當閥芯71從此位置逆時針旋轉90°時，第一通道72與第三通道74連通。

為了精確控制閥芯71的旋轉位置，在旋轉傳動機構6周圍安裝了旋轉位置傳感器9，旋轉位置傳感器9可以檢測旋轉傳動機構6的旋轉位置，進而確定閥芯71的旋轉位置。旋轉位置傳感器9可以是光電開關或行程開關等檢測裝置。

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

在上面的實施例中，描述了由兩個控制器分別控制直線運動驅動單元1的步進電機和換向驅動單元8的步進電機的操作，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電機的操作。

下面參照圖1和圖2詳細描述膏體定量注射設備的工作過程。

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

首先，初始化膏體定量注射設備，接通電源，開啟直線運動驅動單元1和換向驅動單元8。

在正式開始灌裝膏體之前，需排空膏體定量注射設備內部的空氣。

在正式注射灌裝膏體時，通過控制換向驅動單元8的步進電機的步數(shù)和轉動方向來控制旋轉傳動機構6轉動，以使閥芯71轉動到如圖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處于關閉狀態(tài)。

通過控制直線運動驅動單元1的步進電機的步數(shù)和轉動方向來控制直線傳動機構2的絲杠10轉動，以使注射機構3的活塞32的末端運動到靠近膏體輸送機構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內的位置如圖2所示。如此，活塞32可以將腔體31內的空氣全部排出。

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所連接的注射機構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。使直線運動驅動單元1的步進電機旋轉，隨著活塞32從圖2所示的位置向左運動，膏體儲存裝置中的膏體通過第二通道73和第一通道72進入注射機構3的腔體31，即注射機構3隨著直線運動驅動單元1的步進電機的旋轉而吸入膏體。通過控制該步進電機的步數(shù)和旋轉方向來控制活塞32的運動長度，即控制注射機構3吸入的膏體的軸向長度或體積(腔體31的內橫截面積是已知的)，從而使注射機構3吸入預定量的膏體。

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

在注射機構3吸入了預定量的膏體之后，通過控制換向驅動單元8的步進電機的步數(shù)和轉動方向來控制旋轉傳動機構6轉動，以使閥芯71從圖2所示的特定位置逆時針旋轉90°，使得第三通道74與第一通道72連通，第二通道73處于關閉狀態(tài)。此時，第一通道72所連接的注射機構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，使直線運動驅動單元1的步進電機反向旋轉，隨著活塞32向右運動，腔體31內的膏體通過第一通道72和第三通道74進入膏體包裝容器中，即注射機構3隨著直線運動驅動單元1的步進電機反向旋轉而將膏體注射到膏體包裝容器中。通過控制直線運動驅動單元1的步進電機的步數(shù)和轉動方向來控制注射機構3的活塞32的運動長度，即控制注射機構3推出的膏體的軸向長度或體積(腔體31的內橫截面積是已知的)，從而使注射機構3推出預定量的膏體。此外，還可以通過直線位置傳感器5來限制活塞32的運動位置。

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

為了更精確地控制膏體注射量，膏體定量注射設備在開始正式注射灌裝膏體之前，可以通過使注射機構3和膏體輸送機構7按照上面描述的步驟重復運動幾次，以對注射機構3的腔體31進行膏體潤滑并排空注射機構3和膏體輸送機構7內的空氣，從而在正式注射灌裝膏體時能夠充分吸入膏體，從而能夠將膏體按照預定劑量排放出來，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構3的腔體31的內橫截面積和活塞32的運動長度有關，活塞32的運動速度導致的誤差可以忽略。

此外，在固定直線運動驅動單元1和直線傳動機構2的側板上、以及在支撐換向驅動單元8的側板上分別安裝了張緊裝置，用于調節(jié)各個皮帶的松緊度，使直線運動驅動單元1與直線傳動機構2之間以及換向驅動單元8與旋轉傳動機構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備采用步進電機來精確控制注射機構的運動行程，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備能夠使技術人員根據(jù)膏體包裝量的大小來精確調節(jié)注射機構的運動行程，從而提高包裝精度和生產效率。此外，所述膏體定量注射設備的機械結構簡單，易于拆洗。將所述膏體定量注射設備應用于工業(yè)生產中可以有效降低成本和提高生產效率。

上述實施例中的實施方案可以進一步組合或者替換，且實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施例進行描述，并非對本實用新型的構思和范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計思想的前提下，本領域中專業(yè)技術人員對本實用新型的技術方案做出的各種變化和改進，均屬于本實用新型的保護范圍。