一种包埋盒打印系统的制作方法-j9九游会真人

文档序号:34000325发布日期:2023-04-29 18:23阅读:18来源:国知局

1.本发明涉及生物医学实验仪器技术领域,具体而言,涉及一种包埋盒打印系统。


背景技术:

2.包埋盒是生物医学领域内常用的一种塑料盒体,一般为聚甲醛等塑料材质,通常用于固化介质包埋微生物,动物或植物细胞以提供空间支撑和化学保护。在医用病理诊断和研究领域内,需要包埋的材料样本通常来源于病患或实验动物体内取出的活体组织,包埋的介质通常是石蜡,研究员将已化学处理的目标样本填充石蜡封于包埋盒中。包埋盒包括主盒体和顶盖。主盒体是以梯形截面拉伸的顶部开放的盒体,通常划分为样本包埋区与标记倾斜区,其中样本包埋区用于放置承载目标样本,标记倾斜区用于增加标记以记录相关识别信息。包埋盒顶盖用于封闭主盒体的开放顶部,具有与主盒体相匹配的卡扣。
3.在医用病理诊断中,不同的样本完成包埋后需要信息标记以进行区分归纳和保存管理。市面上常用的病理标本的包埋盒由批量注塑生产,其体积较小,内腔尺寸约长32mm
×
宽28mm
×
深5.5mm,标记区为约8.5mm
×
30mm的平面。不同规格的包埋盒标记区倾斜平面与底部平面之间的夹角不同,通常夹角呈30
°
、45
°
等角度,而同一规格的包埋盒在生产上还存在倾斜角度的加工误差和标记区平面的平面度误差。
4.包埋盒打印是指在包埋盒标记区增加信息标记,且保证标记信息内容清晰,可长期存储的技术。目前标记方法可分为传统标记法和自动标记法。传统标记法是采用标签打印机在标签纸上打印好相关信息后,手动将标签纸粘贴在包埋盒上,传统标记法因需要人员手动粘贴,操作繁琐,效率低下、易于犯错等问题难以满足包埋盒标记的要求;自动标记法是由自动化设备在包埋盒标记区进行标注的方法,包括激光打印,喷墨打印等。激光打印是以激光打印头发出高能激光垂直在盒标记区表面高温烧灼以形成标记,而包埋盒基材通常为聚甲醛等塑料,激光高温烧灼时易产生有毒气体,污染实验室,易对人体造成伤害;喷墨打印是喷墨头将专业的喷墨墨水垂直喷涂至盒标记区表面,再由紫外光照射固化,盒标记区对喷墨墨水的附着力会限制标记信息的分辨率,故应用范围有限。目前为了改善上述问题,提出了采用色带打印进行包埋盒打印的方式,然而色带打印方式对标记区的要求较高,因此通常仅能对单一特定规格的包埋盒进行打印,通用性不强,尤其是难以兼容多种倾斜角度的标记区平面的包埋盒。
5.cn101804726a涉及一种喷墨包埋盒打印机,其包括加载机构、滑槽、推盒机构、喷墨头组件等,采用热固化的工艺在盒标记区进行打印;其滑槽是以一定的角度倾斜的平面,连接加载机构和推盒机构,且使滑槽内的包埋盒可以从加载机构移动至推盒机构;滑槽上还设有用于喷墨打印的打印位置。该装置具有预设倾斜角度的滑槽用于倾斜包埋盒以保证盒标记区平面与喷墨头平行,滑道的倾斜角度为固定式设计,限制该装置仅适用于单一倾斜角度的包埋盒。
6.cn107529495a涉及一种包埋盒激光打印机,其包括机体、激光模块、上料模块、推料模块和收集模块等,其机体上设有用于从上料架供给包埋盒的上料模块,和用于传输包
埋盒的推料模块,推料模块出口设有收集模块。上料模块包括一个斜面和设置于斜面的推动气缸,斜面用于倾斜包埋盒以保证盒标记区平面与斜面上方的激光头平行,推动气缸用于在斜面上定位包埋盒。该装置的斜面的倾斜角度为固定式设计,仅适用于单一倾斜角度的包埋盒。
7.cn113210877a涉及一种激光包埋盒打印设备,其包括上下料同步机构、翻转机构和打印头;其上下料结构由构件进行连接,可同时推动包埋盒分别到达打印位置和出料位置;其翻转机构具有盒匣和翻转动力组件,翻转动力组件根据包埋盒的打印面的倾斜规格,主动翻转盒匣内的包埋盒,使包埋盒的待打印面的角度可调整。该装置的翻转机构根据用户预先输入包埋盒的规格信息去主动地调整倾斜角度,但无法解决同一规格包埋盒在倾斜角度的加工误差。
8.cn103201115a涉及一种用于组织学标本的包埋盒彩页打印机系统,其包括包埋盒接收结构、色带接收组件、打印头组件、盒转位组件、驱动机构和控制系统,其采用特殊的多色格色带以实现彩色打印的效果。该装置的打印头组件具有控制打印头打印平面自动偏转的x轴和y轴枢转机构,可在一定程度上解决同一规格包埋盒在倾斜角度的加工误差,但实际使用中这种调整方式只适用于小加工误差范围内的包埋盒。
9.cn105517806b涉及一种具有捡取器的盒打印机,其包括打印头、滑架座、弹板、弹簧等,该装置弹板具有可容纳和夹持包埋盒的盒保持器,弹板相对于滑架座可在第一弹板位置和第二弹板位置由驱动器主动旋转,以大角度地调整盒保持器内包埋盒的倾斜角度;弹簧用于将弹板偏压至第一弹板位置,在打印时打印头正压在包埋盒标记区平面上,在小角度范围内自动调整盒保持器内包埋盒的倾斜角度。该装置的弹板主动调整根据用户预先输入包埋盒的规格信息去主动地调整倾斜角度,操作繁琐。打印时,打印头与盒标记区之间的小角度自动调整无法解决包埋盒的平面度误差。


技术实现要素:

10.本发明的目的包括,提供一种包埋盒打印系统,其能够适用于多种规格的包埋盒的色带打印。
11.本发明的包埋盒打印系统通过以下方式实现:一种包埋盒打印系统,其包括支撑件;盒输送单元,所述盒输送单元安装于所述支撑件;所述盒输送单元具有盒打印匣单元,所述盒打印匣单元包括盒打印匣,所述盒打印匣用于装载包埋盒;以及打印头单元,所述打印头单元安装于所述支撑件,且具有打印头,所述打印头用于将色带抵压于所述包埋盒的标记区,以将所述色带的标记材料转移至所述标记区;其中,所述盒输送单元用于带动所述包埋盒运动至所述打印头单元处,所述盒打印匣相对所述打印头转动设置,且所述盒打印匣用于在所述打印头的抵压作用下相对所述打印头转动,以自适应调节所述标记区相对所述打印头的角度。
12.可选地,所述盒打印匣单元包括上盒匣支架以及下盒匣支架,所述上盒匣支架以及所述下盒匣支架分别枢转连接于所述盒打印匣的上下两侧,以通过所述盒打印匣相对所述上盒匣支架以及所述下盒匣支架的转动自适应调节所述标记区相对所述打印头的角度。
13.可选地,所述盒打印匣单元还包括盒打印匣支板以及转角限制件,所述盒打印匣
支板的两端分别连接于所述上盒匣支架和所述下盒匣支架;所述转角限制件连接于所述盒打印匣,且所述转角限制件与所述盒打印匣支板的转角槽配合,以限制所述盒打印匣的枢转角度范围。
14.可选地,所述盒打印匣单元还包括上压杆连杆、下压杆连杆、支撑轴、预拉弹件以及弹件支件,所述上压杆连杆和所述下压杆连杆分别枢转连接于所述盒打印匣的上下两端,且所述上压杆连杆和所述下压杆连杆用于将所述包埋盒限位于所述盒打印匣内;所述支撑轴的两端分别与所述上压杆连杆和所述下压杆连杆固定连接;所述弹件支件固定连接于所述盒打印匣,所述预拉弹件的一端与所述弹件支件连接,另一端与所述上压杆连杆或所述下压杆连杆连接,以通过所述上压杆连杆和所述下压杆连杆向所述包埋盒施加预压力。
15.可选地,所述盒打印匣具有上定位面,所述盒打印匣单元还包括设置在所述盒打印匣上的弹片,所述弹片用于将所述包埋盒压紧于所述上定位面。
16.可选地,所述盒输送单元还包括盒连杆输送单元和盒垂直输送单元,所述盒打印匣单元连接于所述盒垂直输送单元,所述盒垂直输送单元用于带动所述盒打印匣单元相对所述打印头上下移动;所述盒垂直输送单元连接于所述盒连杆输送单元,且所述盒连杆输送单元用于带动所述盒垂直输送单元转动,以使所述盒打印匣单元在进出盒位置和打印位置之间切换。
17.可选地,所述盒连杆输送单元包括拨盘、槽轮连杆、过渡连杆、回转支架、回转支架转轴以及回转支架辅轴;所述拨盘转动连接于所述支撑件,所述拨盘与所述槽轮连杆的槽轮部组成槽轮机构;所述槽轮连杆的一端与所述支撑件枢转连接,另一端与所述过渡连杆枢转连接,所述过渡连杆与所述回转支架枢转连接,所述回转支架与支撑件枢转连接,从而形成四连杆机构;所述回转支架转轴和所述回转支架辅轴均固定连接于所述回转支架,且所述回转支架转轴以及所述回转支架辅轴均与所述盒垂直输送单元滑动连接,所述盒垂直输送单元沿所述回转支架转轴以及所述回转支架辅轴上下滑动。
18.可选地,所述槽轮部具有滑槽、槽轮进出盒凹弧和槽轮打印凹弧,所述槽轮进出盒凹弧和所述槽轮打印凹弧分别位于所述滑槽的两侧,所述滑槽用于与所述拨盘的拨杆滚轮相配合,所述槽轮进出盒凹弧和所述槽轮打印凹弧分别用于与所述拨盘的外凸圆弧相配合。
19.可选地,所述盒输送单元还包括连杆进出盒定位件和连杆打印定位件,所述连杆进出盒定位件和所述连杆打印定位件用于限位所述盒连杆输送单元的转动范围。
20.可选地,所述打印头单元还包括打印头支撑件和打印头固定座,所述打印头固定连接于所述打印头支撑件,所述打印头支撑件与所述打印头固定座可拆卸地连接;所述打印头固定座滑动连接于所述支撑件,以使所述打印头将所述色带抵压于所述包埋盒或脱离所述包埋盒。
21.可选地,所述打印头单元还包括打印头换位组件,所述打印头支撑件和所述打印头固定座均与所述打印换位组件连接,且所述打印换位组件用于带动所述打印头固定座相对所述打印头支撑件运动,以调节所述打印头与所述色带的接触位置。
22.可选地,所述打印换位组件包括换位座、换位导向组件、换位齿条以及换位摆杆;
所述换位座固定连接于所述打印头固定座,且所述换位座通过所述换位导向组件与所述打印头支撑件滑动连接;所述换位齿条连接于所述换位座,所述换位摆杆枢转连接于所述打印头支撑件,所述换位齿条与所述换位摆杆的齿形部啮合,以通过所述换位摆杆的转动解除或锁紧换位摆杆与换位齿条的啮合状态。
23.可选地,所述打印换位组件还包括预压弹件,所述预压弹件设置在所述换位摆杆与所述打印头支撑件之间,以使所述换位摆杆的齿形部具有与所述换位齿条啮合的运动趋势。
24.可选地,所述打印换位组件还包括换位定位件,所述换位定位件连接于所述换位座,所述打印头支撑件上间隔设置有多个凹坑,所述换位定位件的端部嵌入所述凹坑中,以定位所述打印头沿所述换位导向组件的移动行程。
25.可选地,所述打印头单元还包括换位传感器以及换位传感器触片,所述换位传感器触片固定连接于所述打印头支撑件,所述换位传感器固定安装于所述支撑件,所述换位传感器触片的端部置于所述换位传感器中,以根据所述换位传感器检测到的换位传感器触片位置激活所述打印头对应打印平面的工作状态。
26.可选地,所述包埋盒打印系统还包括色带单元,所述色带单元包括放带组件和收带组件,所述放带组件和所述收带组件均安装于所述支撑件,且所述放带组件用于放出色带,所述收带组件用于将经过所述打印头的色带回收。
27.可选地,所述色带单元还包括电机编码器,所述电机编码器用于控制所述放带组件和所述收带组件的电机;所述电机编码器用于根据读取的角速度值计算所述放带组件上所述色带的厚度;所述电机编码器还用于根据角速度的突变判断所述色带是否断开。
28.可选地,所述包埋盒打印系统还包括进盒单元,所述进盒单元包括进盒推头组件、进盒翻转组件以及料斗槽件;所述料斗槽件用于存放待打印的所述包埋盒,所述进盒翻转组件的进口与所述料斗槽件对应,所述进盒翻转组件的出口与所述盒打印匣单元对应,且所述进盒翻转组件用于翻转所述包埋盒的位置;所述进盒推头组件用于将所述料斗槽件中的所述包埋盒推入所述进盒翻转组件内,且所述进盒推头组件还用于将在所述进盒翻转组件内翻转后的所述包埋盒推入所述盒打印匣单元。
29.可选地,所述包埋盒打印系统还包括安装于所述支撑件的转盘组件,多个所述料斗槽件均安装于所述转盘组件,所述转盘组件用于将多个所述料斗槽件中的一个转动至与所述进盒翻转组件的进口对应的位置。
30.可选地,所述转盘组件包括转盘以及多个料斗槽件固定组件,所述转盘的圆面上设置有多个以圆盘中心轴做圆周阵列的料斗通槽,所述料斗通槽用于安装料斗槽件;多个所述料斗槽件通过所述多个料斗槽件固定组件固定于所述转盘;所述料斗槽件固定组件包括设置在每个所述料斗通槽处的转盘锁件、转盘锁件座以及两个转盘导柱,所述转盘导柱固定连接于所述转盘,所述转盘锁件通过所述转盘锁件座固定于所述转盘,两个所述转盘导柱分别位于所述转盘锁件两侧;所述料斗槽件具有槽安装件导柱孔和槽安装件锁孔,所述转盘导柱与所述槽安装件导柱孔配合,所述转盘锁件嵌入所述槽安装件锁孔。
31.可选地,所述料斗槽件具有用于承载所述包埋盒的槽底壁,所述槽底壁倾斜设置,以使所述包埋盒倾斜向上地排出所述料斗槽件。
32.可选地,所述进盒推头组件包括料斗推头、盒匣推头和进盒动力组件,所述进盒动力组件包括传动固定座;所述料斗推头具有滑槽部,所述料斗推头通过所述滑槽部与所述传动固定座连接,所述盒匣推头与所述传动固定座固定连接;所述料斗推头用于在所述传动固定座的带动下将所述料斗槽件中的所述包埋盒推入所述进盒翻转组件内,所述盒匣推头用于在所述传动固定座的带动下将在所述进盒翻转组件内翻转后的所述包埋盒推入所述盒打印匣单元。
33.可选地,所述进盒翻转组件包括翻转滑道、底部进盒支架、顶部进盒支架以及滑道支架;所述翻转滑道、所述底部进盒支架以及所述顶部进盒支架均固定安装于所述滑道支架,所述翻转滑道与所述滑道支架组成供所述包埋盒运动并翻转的滑道空间;所述底部进盒支架和所述顶部进盒支架均位于所述进盒翻转组件的进口处,且分别用于限位所述包埋盒的左右两端。
34.可选地,所述翻转滑道包括依次设置的斜面部、弧面过渡部和限制部,所述斜面部低于所述底部进盒支架。
35.可选地,所述进盒翻转组件还包括进盒释放板以及进盒释放动力组件,所述进盒释放板的一端与所述进盒释放动力组件连接,另一端位于所述进盒翻转组件的进口处;所述进盒释放动力组件位于所述进盒推头组件的运动行程上,以在所述进盒推头组件运动并将所述料斗槽件中的所述包埋盒推入所述进盒翻转组件内后,通过所述进盒推头组件的运动带动所述进盒释放动力组件运动,使所述进盒释放板将所述进盒翻转组件的进口处的所述包埋盒释放。
36.可选地,所述包埋盒打印系统还具有预热单元,所述预热单元用于预热所述包埋盒的标记区,以提高所述标记区在所述打印头压力下的变形量。
37.可选地,所述预热单元具有出风口,所述出风口位于所述盒输送单元一侧,且所述出风口与所述盒打印匣的位置对应。
38.可选地,所述预热单元还包括风机、风道管、加热片、散热鳍片以隔热层,所述风机用于产生空气流体,所述风道管处于所述风机和所述出风口之间;所述加热片设置在所述风道管内,所述散热鳍片设置在所述加热片两侧;所述隔热层包裹在所述风道管的四周。
39.可选地,所述包埋盒打印系统还包括出盒单元,所述出盒单元包括出盒推头组件、质检读头以及分料转槽组件;所述出盒推头组件用于将所述盒输送单元中打印后的所述包埋盒推出所述盒打印匣单元,所述质检读头用于识别检测所述包埋盒上的标记区的打印质量,所述分料转槽组件用于根据所述打印质量对所述包埋盒进行分拣。
40.可选地,所述出盒推头组件包括出盒推头、出盒推头导向组件以及出盒推头动力组件,所述出盒推头通过所述出盒推头导向组件滑动连接于所述支撑件;所述出盒推头动力组件包括过渡连杆和驱动连杆,所述过渡连杆的一端与所述出盒推头枢转连接,所述过渡连杆的另一端与所述驱动连杆枢转连接,所述驱动连杆用于将电机的动力传输至所述过渡连杆,以带动所述出盒推头将所述盒输送单元中打印后的所述包埋盒推入所述分料转槽组件中。
41.可选地,所述分料转槽组件包括分拣转槽、分拣转槽转轴组件以及分拣转槽动力组件,所述分拣转槽用于装载和容纳所述出盒推头组件从所述盒打印匣单元中推出的所述包埋盒;所述分拣转槽转轴组件用于带动所述分拣转槽转动,以输出所述包埋盒至出盒收
集区或废料收集区。
42.可选地,所述分拣转槽转轴组件包括转槽丝杆,所述转槽动力组件包括丝杆螺母以及丝杆预转向组件,所述转槽丝杆与所述丝杆螺母形成丝杠机构,所述转槽丝杆的一端与所述分拣转槽固定连接,所述转槽丝杆的另一端设置有所述丝杆预转向组件,所述丝杆预转向组件用于向所述转槽丝杆施加向所述出盒收集区偏转的预拉力;所述分拣转槽动力组件用于通过所述丝杆螺母的滑动使所述转槽丝杆向所述废料收集区偏转。
43.可选地,所述分拣转槽动力组件具有转槽驱动推头,所述转槽驱动推头与所述丝杆螺母固定连接;所述打印头单元还包括固定座动力组件和打印头固定座,所述打印头固定座与所述打印头连接,所述固定座动力组件用于通过所述打印头固定座带动所述打印头运动;所述转槽驱动推头与所述打印头固定座抵接,以通过所述打印头固定座沿所述打印头远离所述色带的方向的运动带动所述转槽驱动推头以及丝杆螺母滑动;所述盒输送单元还包括连杆动力组件,所述连杆动力组件与所述固定座动力组件连接,所述连杆动力组件用于在所述固定座动力组件的驱动下带动所述盒输送单元输送所述包埋盒。
44.可选地,所述出盒单元还包括分料挡板组件,所述分料挡板组件包括分料件、左挡板和右挡板,所述左挡板和所述右挡板平行布置在所述分料件的两侧;所述分料件包括支撑面、出盒斜面以及废料斜面,所述出盒斜面和所述废料斜面分别位于所述支撑面两侧,所述支撑面用于在所述出盒推头组件将所述盒输送单元中打印后的所述包埋盒推出所述盒打印匣单元时,支撑所述包埋盒。
45.本发明的实施例提供的包埋盒打印系统的有益效果包括:本发明的实施例提供了一种包埋盒打印系统,其包括支撑件、盒输送单元以及打印头单元。盒输送单元和打印头单元均安装在支撑件上,且盒输送单元用于带动包埋盒运动至打印头单元处。盒输送单元具有盒打印匣单元,盒打印匣单元具有用于装载包埋盒的盒打印匣,打印头用于将色带抵压于包埋盒的标记区,从而通过将色带的标记材料转移至标记区实现对包埋盒的打印。同时盒打印匣还能够在打印头的抵压作用下转动,以自适应调节标记区相对打印头的角度,如此实现了对具有不同倾斜角度的标记区平面的包埋盒通用打印,适用范围广。
附图说明
46.在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后,能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中,各组件不一定是按比例绘制,并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
47.图1示出了本发明一方面提供的包埋盒打印系统的结构图。
48.图2示出了本发明一方面提供的包埋盒打印系统的背部的结构图。
49.图3示出了本发明一方面提供的包埋盒打印系统的加热单元设置位置处的结构图。
50.图4示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的盒打印匣单元处于进盒位置的结构图。
51.图5示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的打印位置的结构图。
52.图6示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的盒打印匣单元处于出盒位置的结构图。
53.图7示出了本发明一方面提供的包埋盒的示意图。
54.图8a示出了本发明一方面提供的包埋盒打印系统的料斗槽件的结构图。
55.图8b示出了本发明一方面提供的包埋盒打印系统的料斗槽件背面的结构图。
56.图9示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的进盒单元的结构图。
57.图10示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的进盒单元的转盘组件和料斗槽件的结构图。
58.图11示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的进盒单元的进盒翻转组件的剖面结构图。
59.图12示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的进盒单元的进盒推头组件和进盒翻转组件的结构图。
60.图13示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的盒输送单元的结构图。
61.图14示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的盒连杆输送单元的结构图。
62.图15示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的盒垂直输送单元的结构图。
63.图16示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的盒打印匣单元的结构图。
64.图17示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的打印头单元的结构图。
65.图18示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的色带单元的部分结构图。
66.图19示出了本发明一方面提供的本发明包埋盒打印系统的出盒单元的分料转槽组件的结构图。
67.图20示出了图2中a-a处剖视图。
具体实施方式
68.以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意,以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的,而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
69.请结合参照图1-图20,本发明的实施例提供了一种包埋盒打印系统,其包括支撑件、盒输送单元以及打印头单元6,通过色带打印实现对包埋盒1中标记区的打印。
70.进一步地,包埋盒打印系统还包括进盒单元2、色带单元7以及出盒单元8。进盒单元2用于存放包埋盒,并将存放的包埋盒1输送至盒输送单元;色带单元7用于收放色带;出盒单元8用于对打印后的包埋盒1进行分拣。
71.如图7所示的包埋盒1,其通常是pom(聚甲醛)塑料材质,包埋盒1制造由批量注塑生产,其体积较小,内腔尺寸约长32mm
×
宽28mm
×
深5.5mm,标记区为约8.5mm
×
30mm的平面。包埋盒1具有构成盒内腔102顶部开口空间的前、后、左、右、底五个面的盒部,分别称为盒前部103、盒右部104、盒后部105、盒左部106和盒底部107,盒底部107布满矩形的镂空隔
108,相应地,包埋盒1还具有与盒底部107相对的盒顶部109。标记区101处于盒前部103的倾斜平面上,不同规格的包埋盒1在标记区101与盒底部107的平面之间的夹角不同,即标记区101的倾斜角度不同,通常夹角呈30
°
、45
°
等角度,而同一规格的包埋盒1在生产上还存在倾斜角度的加工误差和标记区101平面的平面度误差。
72.进一步地,包埋盒打印系统还包括预热单元9,预热单元9用于在包埋盒1打印之前对包埋盒1的标记区101进行加热,增大包埋盒1的标记区101在被打印头单元6的打印头60抵压时产生的变形量,从而能够消除包埋盒1在生产上存在的倾斜角度的加工误差和标记区101平面的平面度误差导致的打印头60的打印平面与标记区101平面之间的间隙,进一步保证了包埋盒1的标记区101与打印头60的贴合,提升包埋盒打印系统的通用性,有助于保证打印质量。
73.在本实施例中,支撑件包括垂直支架10、横向支架11和底板12,盒输送单元、打印头单元6、进盒单元2、色带单元7、出盒单元8以及预热单元9均安装在支撑件上。在其他实施例中,也可以采用其他结构的支撑件对各个单元进行安装和固定,或者也可以设置外壳,从而将各个单元容纳在外壳内。同时包埋盒打印系统还包括监测和控制上述各单元的系统总控单元,可以理解的,后文提到的各个电机等电气元件以及各个传感器均与系统总控单元电连接,从而通过系统总控单元进行控制以及数据采集。
74.下面对本实施例提供的包埋盒打印系统的各个组成单元进行进一步说明:进盒单元2如图8a-图12所示,进盒单元2包括进盒推头组件20、进盒翻转组件21、料斗槽件22和转盘组件23。料斗槽件22用于存放待打印的包埋盒1,并允许存放的包埋盒1依靠自身重力堆叠在料斗槽件22内。单个料斗槽件22设有存放包埋盒1的空间,通常,该空间可容纳至少100个包埋盒1,如100~200个包埋盒1。多个料斗槽件22均安装固定在转盘组件23上,从而通过转盘组件23将多个料斗槽件22中的一个转动至与进盒翻转组件21的进口对应的位置。多个料斗槽件22能够用于容纳不同规格的包埋盒1,可以理解的,料斗槽件22的具体数量可以根据需求进行设置,且当料斗槽件22设置为一个时,无需设置转盘组件23也可以满足使用需求。
75.如图8a和图8b所示,料斗槽件22由前、后、左、右、底五个面的槽壁件组成,分别称为槽前壁221、槽后壁223、槽左壁220、槽右壁222和槽底壁224。槽底壁224包括槽底壁左支件2240和槽底壁右支件2241,分别在槽底壁224的左右两侧承载限制堆叠放置的包埋盒1底部;槽前壁221、槽后壁223、槽左壁220和槽右壁222包围定位堆叠包埋盒1四侧端面。槽底壁左支件2240连接槽左壁220、槽前壁221和槽后壁223;槽底壁右支件2241连接槽右壁222、槽前壁221和槽后壁223。槽后壁223具有未完全抵住槽底壁左支件2240和槽底壁右支件2241的槽后壁开口2230,以留下包埋盒1排出的通道。该通道仅能满足一个包埋盒1通过排出。相应地,当料斗槽件22处于与进盒翻转组件21的进口对应的位置时,槽后壁开口2230与进盒翻转组件21的进口正对,如此从槽后壁开口2230离开料斗槽件22的包埋盒1能够由进盒翻转组件21的进口进入进盒翻转组件21内。
76.槽前壁221底端具有槽前壁开口2210;槽底壁左支件2240和槽底壁右支件2241之间具有槽底壁开口2242。槽前壁开口2210和槽底壁开口2242用于留下从料斗槽件22取盒的料斗推头200滑动的取盒通道。槽底壁224可与水平面之间保持一定小角度的倾斜,使槽底
壁224和槽前壁221支撑包埋盒1的盒底部107和标记区101,使包埋盒1倾斜向上地排出料斗槽件 22,倾斜角度可在0~45
°
之间,优选为0~30
°
,更优选为约5
°
。槽左壁220还包括用于监测和维护以保证料斗槽件22内堆叠包埋盒1可顺利依次下落的槽左壁开口2200,槽左壁开口2200两侧为槽左壁壁边2201,且该槽左壁开口2200从料斗槽件22顶部延伸至底部。
77.料斗槽件22还可包括设置在槽右壁222上的槽安装件225,用于使操作人员可便利地从包埋盒打印系统上安装或拆卸料斗槽件22。可以理解的,槽安装件225也可以设置在槽前壁221、槽后壁223、槽左壁220以及槽右壁222中任一个壁面上。通过槽安装件22能够便捷地实现料斗槽件22的安装或拆卸。
78.槽安装件225包括槽安装件导柱孔2250和槽安装件锁孔2251,槽安装件导柱孔2250用于引导和控制料斗槽件22安装的方向,槽安装件锁孔2251用于固定料斗槽件22安装的位置。具体地,槽安装件导柱孔2250包括但不限于具有两个导柱孔,导柱孔与转盘组件23的转盘导柱2310相配合。槽安装件锁孔2251是槽安装件225表面上加工的凹槽,允许转盘组件23的转盘锁件2311嵌入凹槽内以固定料斗槽件22。
79.如图12所示,进盒推头组件20包括料斗推头200、料斗推头导向组件201、盒匣推头202、盒匣推头导向组件203和进盒动力组件204。料斗推头200用于从料斗槽件22中取出包埋盒1,并输送至进盒翻转组件21;盒匣推头202用于将包埋盒1推入盒打印匣50。进盒动力组件204同步控制料斗推头201和盒匣推头202的运动,可以理解的,在其他实施例中,也可以分别设置两个动力源分控制料斗推头200和盒匣推头202的运动。
80.料斗推头200具有推头端部2000和滑槽部2001。推头端部2000平面设置平行于包埋盒1的标记区101平面,通过推头端部2000接触且推动包埋盒1的标记区101平面;滑槽部2001是腰形孔,用于滑动连接料斗推头200和进盒动力组件204的滑轮2046。
81.料斗推头导向组件201连接料斗推头200,并控制料斗推头200的运动方向。料斗推头导向组件201包括滑动导轨2010和滑块2011。滑动导轨2010连接固定在垂直支架10上,与滑块2011配合,起到运动导向的作用。滑块2011连接固定在料斗推头200上,从而在进盒动力组件204的动力驱动下沿着滑动导轨2010滑动。
82.盒匣推头202的推头端部2020用于接触且推动包埋盒1,从而将在进盒翻转组件21内翻转后的包埋盒1推入盒打印匣单元5,其平面设置与包埋盒1的接触面相平行。
83.盒匣推头导向组件203连接盒匣推头202,控制盒匣推头202的运动方向。盒匣推头导向组件203包括滑动导轨2030、滑块2031和滑块连接块2032。滑动导轨2030连接固定在垂直支架10上。滑块2031连接固定在滑块连接块2032上,与滑动导轨2030相配合。滑块连接块2032连接固定滑块2031、盒匣推头202和进盒动力组件204,如此在进盒动力组件204的驱动下,通过滑块连接块2032带动盒匣推头202沿滑动导轨2030滑动。
84.进盒动力组件204用于提供料斗推头200和盒匣推头202运动的动力,其动力传递可采用丝杆螺母传动、皮带传动、齿轮齿条传动和直线导轨传动等单一或组合方式传输至料斗推头200和盒匣推头202。具体地,在本实施例中,进盒动力组件204包括电机2040、主步带轮2041、副步带轮2042、副步带轮轴2042a、副步带轮轴承2042b、同步带2043、同步带固定块2044、传动固定座2045、滑轮2046和滑轮轴2046a。同步带2043的两端分别与主步带轮2041和副步带轮2042配合,主步带轮2041固定在电机2040的电机轴上,从而通过主步带轮2041带动同步带2043运动,副步带轮2042随同转动;副步带轮2042固定在副步带轮轴2042a
上,副步带轮轴承2042b的轴承内圈配合副步带轮轴2042a,轴承外圈配合在横向支架11上。可以理解的,在其他实施例中,也可以采用其他结构进行电机2040的动力传输。
85.电机2040配有可进行电机控制的电机编码器;同步带固定块2044固定连接同步带2043和传动固定座2045,从而带动传动固定座2045随同步带固定块2044处的同步带2043运动;传动固定座2045连接固定盒匣推头导向组件203的滑块连接块2032;滑轮2046内圈可绕着滑轮轴2046a转动,滑轮2046外圈在料斗推头200的滑槽部2001内以滚动方式滑动,减小两者之间运动的摩擦力;滑轮轴2046a连接固定在传动固定座2045上。滑动导轨2010倾斜设置,从而在传动固定座2045带动料斗推头200运动的情况下,引导料斗推头200相对传动固定座2045上下运动。同时由于滑槽部2001为腰形孔,腰形孔的长度方向沿上下方向延伸,如此在传动固定座2045水平运动以带动料斗推头200沿滑动导轨2010运动时,能够通过腰形孔为料斗推头200的倾斜运动提供上下方向的运动空间。
86.进盒翻转组件21用于将料斗槽件22取出的包埋盒1快速地翻转至可打印的位置状态。如图11所示,进盒翻转组件21包括翻转滑道210、底部进盒支架211、顶部进盒支架212和滑道支架213。翻转滑道210、底部进盒支架211和顶部进盒支架212均固定安装在滑道支架213上,且底部进盒支架211和顶部进盒支架212位于进盒翻转组件21的进口处。进盒推头组件20的料斗推头200推动包埋盒1通过底部进盒支架211和顶部进盒支架212后,在重力的作用下自动落入并接触翻转滑道210,翻转滑道210和滑道支架213组成包埋盒1运动的滑道空间,包埋盒1在该滑道空间内在重力的引导下发生盒体位置翻转并运动至进盒推头组件20的盒匣推头202之前。
87.底部进盒支架211和顶部进盒支架212用于限制和定位除包埋盒1进盒方向外的四个端面,具体地,底部进盒支架211包括盒底部限制端面2110和盒右部限制端面2111,分别用于部分限制包埋盒1的盒底部107和盒右部104;顶部进盒支架212包括盒顶部限制端面2120和盒左部限制端面2121,分别用于部分限制包埋盒1的盒顶部109和盒左部106,即通过底部进盒支架211和顶部进盒支架212能够对包埋盒1的左右两端的边缘进行限位。底部进盒支架211和顶部进盒支架212组成的限制端面在包埋盒1的盒右部104与盒顶部109连接处、盒左部106与盒底部107连接处分别具有开口,两处开口允许包埋盒1完全进入底部进盒支架211和顶部进盒支架212后具有包埋盒1盒体位置翻转的空间。包埋盒1完全进入底部进盒支架211和顶部进盒支架212后,包埋盒1向盒体左下角发生翻转。
88.翻转滑道210包括斜面部2100、弧面过渡部2101和限制部2102,斜面部2100和弧面过渡部2101用于翻转盒体位置,限制部2102用于与滑道支架213配合保持翻转后盒体位置。斜面部2100的上端所在平面低于底部进盒支架211的底部限制端面2110的平面,包埋盒1在完全进入底部进盒支架211和顶部进盒支架212向盒体左下角发生翻转后,包埋盒1先接触斜面部2100且进行一次盒体位置翻转,在重力的引导下继续滑行通过弧面过渡部2101且再进行一次盒体位置翻转,即二次位置翻转,最后包埋盒1进入限制部2102与滑道支架213组成的运动空间保持包埋盒1二次翻转后的盒体位置并运动至盒匣推头202之前。翻转滑道210内可设置为允许包埋盒位置翻转的多自由度多角度的翻转,单次翻转的角度为0~90
°
之间,优选为0~60
°
。本实施例中,翻转滑道210的设置允许包埋盒1通过两次翻转在单自由度上翻转90
°
。翻转滑道210还包括用于提供盒匣推头202运动空间的盒匣推头开口2103和用于翻转滑道传感器214检测的传感器检测口2104,盒匣推头开口2103位于限制部2102底
部,传感器检测口2104位于盒匣推头开口2103的下侧。相应地,进盒翻转组件21还包括设置在传感器检测口2104处的翻转滑道传感器214。
89.滑道支架213用于固定支撑底部进盒支架211、顶部进盒支架212和翻转滑道210,其包括支架后壁2130、支架右壁2131、支架左壁2132、支架底壁2133和支架出盒口2134,支架右壁2131和支架左壁2132分别固定支撑在底部进盒支架211、顶部进盒支架212和翻转滑道210的两侧,并限制包埋盒1始终在滑道支架213内。支架右壁2131和支架左壁2132具有与翻转滑道210相一致的轮廓,以固定和安装翻转滑道210;支架底壁2133支撑完成翻转的包埋盒1。支架后壁2130连接支架右壁2131、支架左壁2132和支架底壁2133,其与翻转滑道210的限制部2102的平面距离设置大于一个包埋盒1的厚度,且小于两个包埋盒1的厚度,即该运动空间可保持单个包埋盒1翻转后盒体位置并运动至盒匣推头202之前。滑道支架213还包括供盒匣推头202推动包埋盒1离开进盒翻转组件21的支架出盒口2134和用于翻转滑道传感器214检测的传感器检测口2135。支架出盒口2134即为进盒翻转组件21的出口,盒匣推头202推动包埋盒1从该出口离开进盒翻转组件21。
90.进盒翻转组件21还设置有用于检测包埋盒1是否正确落到滑道支架213的支架底壁2133的翻转滑道传感器214。。该翻转滑道传感器214设置在翻转滑道210后方的垂直支架10上,通过传感器检测口2104和传感器检测口2135进行检测。可选地,翻转滑道传感器214包括但不限于采用光学传感器,该光学传感器通常由光源和接收器两部分组件,其接收器接收到的根据支架底壁2133上有无包埋盒1对光传输反射后能量的不同进行识别。
91.如图9和图12所示,进盒翻转组件21还包括进盒释放板215,其用于保证包埋盒1完全进入底部进盒支架211和顶部进盒支架212后才开始释放包埋盒1,避免包埋盒1个别情况下提前翻转以致于发生盒体不可控翻转的情形。进盒释放板215可设置有在顶部进盒支架212下方的支撑部2150,支撑部2150平面平行或略低于底部进盒支架211的盒底部限制端面2110,可共同支撑包埋盒1的盒底部107,当包埋盒1完全进入底部进盒支架211和顶部进盒支架212后,进盒释放板215的支撑部2150同步释放对包埋盒1的盒底部107的支撑点。可以理解的,进盒释放板215还可以是设置在盒底部107限制端面上,平行推动包埋盒1的盒右部104以释放包埋盒1。
92.具体地,在本实施例中,进盒翻转组件21还包括进盒释放导向组件216、进盒释放预拉组件217和进盒释放动力组件218。进盒释放导向组件216连接进盒释放板215,并控制进盒释放板215的运动方向,进盒释放预拉组件217用于提供进盒释放板215始终具有支撑包埋盒1的盒底部107的运动趋势,进盒释放动力组件218用于驱动进盒释放板215的支撑部2150同步释放对包埋盒1的盒底部107的支撑点。
93.可选地,进盒释放板215包括支撑部2150、连接部2151和固定部2152。支撑部2150设置在顶部进盒支架212下方,与底部进盒支架211的盒底部限制端面2110共同支撑包埋盒1的盒底部107;固定部2152固定连接进盒释放导向组件216的滑块连接块2162;连接部2151连接支撑部2150和固定部2152。
94.可选地,进盒释放导向组件216包括滑动导轨2160、滑块2161和滑块连接块2162。滑动导轨2160连接固定在横向支架11上;滑块2161固定在滑块连接块2162上,与滑动导轨2160相配合,可在动力驱动下沿着滑动导轨2160滑动,从而通过滑动导轨2160控制滑块2161的运动方向;滑块连接块2162用于固定滑块2161和进盒释放板215的固定部2152,滑块
连接块2162还具有用于与盒释放动力组件218的推头滑轮2183配合的普通平键形通槽(以下简称键形通槽2162a)。
95.可选地,进盒释放预拉组件217包括预拉弹件2170、拉杆2171、拉杆2172和弹件固定座2173。拉杆2171连接固定于滑块连接块2162;拉杆2172和弹件固定座2173连接固定于横向支架11 ;预拉弹件2170可设置于进盒释放导向组件216的滑块连接块2162和打印系统的支撑件之间,具体地,其两端连接固定于拉杆2171和拉杆2172,使进盒释放板215始终具有支撑包埋盒1的盒底部107的运动趋势。可选地,预拉弹件2170是拉力弹簧。
96.可选地,进盒释放动力组件218设置在进盒推头组件20的运动行程上,以在进盒推头组件20运动、并通过料斗推头200将料斗槽件22中的包埋盒1推入进盒翻转组件21内后,进盒推头组件20继续运动带动进盒释放动力组件218运动,进而使进盒释放板215将进盒翻转组件21的进口处的包埋盒1释放。
97.可选地,进盒释放动力组件218包括释放推杆2180、推杆轴2181、推杆轴轴承2181a、传动滑轮2182、传动滑轮轴2182a、推头滑轮2183和推头滑轮轴2183a。传动滑轮2182和推头滑轮2183设置于释放推杆2180的两端。在本实施例中,进盒释放动力组件218的动力由进盒动力组件204提供。
98.待进盒动力组件204的传动固定座2045沿图12中滑动导轨2030的延伸方向运动至推头滑轮2183处时,传动固定座2045继续运动并推动推头滑轮2183,推头滑轮2183的外圈在传动固定座2045的接触表面上以滚动运动方式滑动,减小两者之间的摩擦力。推头滑轮2183的内圈绕推头滑轮轴2183a转动,推头滑轮轴2183a配合推头滑轮2183内圈并固定在释放推杆2180上。传动滑轮2182外圈在进盒释放导向组件216的滑块连接块2162的键形通槽2162a内以滚动运动方式滑动,减小两者之间的摩擦力。传动滑轮2182内圈可绕着传动滑轮轴2182a转动。
99.传动滑轮轴2182a配合传动滑轮2182内圈并固定在释放推杆2180上。推杆轴2181位于传动滑轮2182和推头滑轮2183之间,释放推杆2180旋转固定于推杆轴2181上,推杆轴轴承2181a的轴承内圈配合推杆轴2181,轴承外圈配合在横向支架11。在传动固定座2045推动推头滑轮2183运动时,释放推杆2180绕推杆轴2181的轴线转动,同时释放推杆2180的转动使传动滑轮2182带动滑块连接块2162沿滑动导轨2160滑动,进盒释放板215随之滑动,以释放包埋盒1。
100.转盘组件23可容纳安装和随时切换多个料斗槽件22,在本实施例中,转盘组件23可安装6个料斗槽件22。料斗槽件22内允许根据用户的使用需求放置多种规格的包埋盒1,如不同颜色的包埋盒、不同倾斜角度的包埋盒等。转盘组件23包括转盘230、料斗槽件固定组件231、转盘转动组件232和转盘动力组件233。
101.转盘230是一个扁圆形的圆盘,圆盘边缘具有转盘齿轮2300。圆盘可绕着圆盘中心轴进行转动;圆盘的圆面上设置有多个以圆盘中心轴做圆周阵列的料斗通槽2301,用于安装料斗槽件22,相应地,在本实施例中,料斗通槽2301的数量为六个,六个料斗槽件22一一对应安装在六个料斗通槽2301中。料斗槽件固定组件231设置在每个料斗通槽2301一侧,其包括两件转盘导柱2310、转盘锁件2311和转盘锁件座2312;两件转盘导柱2310固定安装于转盘230,与料斗槽件22的槽安装件导柱孔2250配合;转盘锁件2311与料斗槽件22的槽安装件锁孔2251配合,转盘锁件2311凸出嵌入槽安装件锁孔2251的凹孔中。转盘锁件2311可以
是常见的玻珠螺丝;转盘锁件座2312用于将转盘锁件2311固定安装于转盘230。
102.转盘转动组件232用于使得转盘230相对支撑件绕着圆盘中心进行转动,如图10所示,在本实施例中,转盘转动组件232包括转盘轴承座2320、转盘轴承2321、转盘轴2322、转盘轴承垫圈2323和转盘固定座2324。转盘轴承座2320固定支撑转盘轴承2321的外圈,转盘轴承座2320的上下两端的轴承孔中有两个转盘轴承2321,转盘轴承座2320连接固定于转盘230上侧;转盘轴2322用于固定支撑转盘轴承2321的内圈,并连接固定于转盘固定座2324;转盘轴2322一端具有限位台阶2322a 轴向固定转盘轴承2321的内圈,另一端采用螺纹、销钉等连接方式固定于转盘固定座2324上。转盘轴承垫圈2323限制轴承内圈的轴向滑动;转盘固定座2324位于转盘230的下侧,转盘固定座2324连接固定于垂直支架10(见图9和图10),用于支撑转盘转动组件232、转盘230和料斗槽件22。转盘轴承2321可以是市面常见的轴承,更优是一对止推轴承,可具有较小的轴承间隙误差。转盘转动组件232还包括设置在转盘固定座2324的转盘传感器234,用于检测料斗槽件22内有无包埋盒1。更进一步的是,转盘传感器234还可以设置为能够识别包埋盒的颜色,例如将转盘传感器234设置为光学传感器,其通常由光源和接收器两部分组成,根据不同颜色对于光传输反射后能量不同进行识别。
103.转盘动力组件233用于驱动转盘230绕着圆盘中心进行转动,其包括动力源和动力传送装置。可选地,转盘动力组件233包括电机2330、电机固定座2331、电机齿轮2332、过渡齿轮2333、过渡齿轮轴2333a和过渡齿轮轴承2333b。过渡齿轮2333处于电机齿轮2332和转盘齿轮2300之间,将电机齿轮2332的动力过渡传输至转盘齿轮2300。过渡齿轮轴承2333b外圈配合过渡齿轮2333,内圈配合过渡齿轮轴2333a。过渡齿轮轴2333a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在横向支架11。电机齿轮2332可采用螺纹、销钉等连接方式固定在电机2330的电机轴上。电机固定座2331用于将电机2330连接固定在横向支架11上。
104.如图4所示,进盒单元2还可包括限位杆24和限位杆固定座240,用于限制定位包埋盒1在盒匣推头202的推动下顺利移动至盒打印匣50。限位杆24设置在滑道支架213的出盒口2134和盒打印匣50之间,当盒匣推头202推动包埋盒1从出盒口2134移出时,限位杆24接触并限制包埋盒1的盒顶部109以控制包埋盒1稳定在预定的路径上移动至盒打印匣50中。限位杆24两端分别连接固定在底板12和限位杆固定座240,限位杆固定座240连接固定在垂直支架10上。
105.可选地,限位杆24两端分别可采用螺纹、销钉等连接方式固定在限位杆固定座240和打印系统的支撑件上。限位杆固定座240可采用螺纹、销钉等连接方式固定在打印系统的支撑件上。
106.盒输送单元盒输送单元用于输送盒调整包埋盒1,在本实施例中,其包括盒连杆输送单元3、盒垂直输送单元4和盒打印匣单元5。盒连杆输送单元3用于在打印前将包埋盒1从进盒位置输送至打印位置,还在完成打印后将包埋盒从打印位置输送至出盒位置;盒垂直输送单元4用于在打印时输送包埋盒1以完成标记区101处的打印过程;盒打印匣单元5用于从进盒单元2中装载和容纳包埋盒1,且具有枢转轴,允许包埋盒1在盒打印匣单元5内可自适应地旋转去调整包埋盒1的标记区101平面,保证标记区101与打印头60的贴合度。
107.盒连杆输送单元3
如图13和图14所示,盒连杆输送单元3包括输送连杆组件和连杆动力组件。输送连杆组件用于将包埋盒1从进盒位置输送至打印位置,以及从打印位置输送至出盒位置;连杆动力组件用于提供输送连杆组件摆动的驱动力。
108.在本实施例中,输送连杆组件包括四连杆机构,四连杆机构在连杆平面可从进盒位置摆动至打印位置,再从打印位置摆动至出盒位置,进盒位置和出盒位置可设置在四连杆机构摆动行程的任一位置,更优的是进盒位置和出盒位置位于连杆机构的连杆平面的同一摆动位置。可选地,输送连杆组件包括拨盘30、拨杆转轴300、拨杆滚轮301、拨盘轴302、拨盘轴承302a、槽轮连杆33、槽轮部330、槽轮转轴部331、槽轮转轴331a、槽轮转轴承331b、槽轮连杆连接部332、槽轮连杆轴332a、槽轮连杆轴承332b、过渡连杆34、过渡连杆轴34a、过渡连杆轴承34b、回转支架35、回转支架转轴36、回转支架辅轴37、连杆进出盒定位件38和连杆打印定位件39。
109.槽轮连杆33包括槽轮部330、槽轮转轴部331和槽轮连杆连接部332。
110.槽轮连杆33的槽轮部330与拨盘30组成槽轮机构。拨盘轴承302a内圈配合拨盘轴302,外圈配合横向支架11;拨盘30可采用螺纹、销钉等连接方式固定在拨盘轴302上;拨杆滚轮301绕着拨杆转轴300转动,拨杆滚轮301外圈在槽轮连杆33的槽轮部330的滑槽3300内以滚动方式滑动,减小两者之间运动的摩擦力;拨杆转轴300配合拨杆滚轮301内圈,可采用螺纹、销钉等连接方式固定在拨盘30上。
111.带有拨杆滚轮301的拨盘30进行转动,当拨杆滚轮301尚未进入槽轮部330的滑槽3300时,拨盘30的外凸圆弧卡住槽轮部330上的内凹锁止弧,此时拨盘30的转动不会带动槽轮部330转动,故槽轮部330可保持此位置;当拨杆滚轮301进入槽轮部330的滑槽3300时,槽轮部330上的内凹锁止弧与拨盘30的外凸圆弧刚好被分开,拨盘30带动槽轮部330转动;当拨杆滚轮301将要离开槽轮部330的滑槽3300时,槽轮部330上的另一内凹锁止弧与拨盘30的外凸圆弧刚好再次锁住,故槽轮部330可再次保持位置。
112.槽轮部330包括滑槽3300、槽轮进出盒凹弧3301和槽轮打印凹弧3302,滑槽3300处于槽轮进出盒凹弧3301和槽轮打印凹弧3302之间;滑槽3300与拨盘30的拨杆滚轮301相配合;槽轮进出盒凹弧3301和槽轮打印凹弧3302是槽轮部330的滑槽3300两侧的内凹锁止弧,当拨盘30的外凸圆弧与槽轮进出盒凹弧3301锁住时,滑槽机构驱动连杆机构处于进盒位置和出盒位置;当拨盘30的外凸圆弧与槽轮打印凹弧3302锁住时,滑槽机构驱动连杆机构处于打印位置。
113.槽轮转轴部331处于槽轮部330和槽轮连接部332之间,使槽轮连杆33可以绕着槽轮转轴部331进行枢转;槽轮转轴承331b外圈配合槽轮转轴部331,内圈配合槽轮转轴331a。槽轮转轴331a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在横向支架11上。槽轮连杆连接部332用于槽轮连杆33枢转连接过渡连杆34,槽轮连杆轴承332b外圈配合过渡连杆34,内圈配合槽轮连杆轴332a;槽轮连杆轴332a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在槽轮连杆33上。过渡连杆34处于槽轮连杆33和回转支架35之间,将槽轮连杆33的运动过渡传输至回转支架35上,从而形成四连杆机构。过渡连杆34枢转连接回转支架35,过渡连杆轴承34b外圈配合过渡连杆34,内圈配合过渡连杆轴34a;过渡连杆轴34a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在过渡连杆34上。
114.输送连杆组件具有上下平行间隔布置的两个回转支架35,两个回转支架35分别连
接于回转支架转轴36和回转支架辅轴37的上下两端。两个回转支架35之间可设置有盒垂直输送单元4和盒打印匣单元5,回转支架转轴36和回转支架辅轴37是用于控制盒垂直输送单元4的运动方向的滑动导轴;回转支架转轴36两端枢转连接在横向支架11和底板12之间。位于上侧的回转支架35与过渡连杆34枢转连接,以形成四连杆机构。
115.回转支架转轴36两端都设置有回转支架转轴轴承36a和36b。回转支架转轴轴承36a外圈配合横向支架11,内圈配合回转支架转轴36;回转支架转轴轴承36b外圈配合底板12,内圈配合回转支架转轴36。连杆进出盒定位件38和连杆打印定位件39分别用于限制输送连杆组件的四连杆机构的两个转动位置,当连杆进出盒定位件38与下侧的回转支架35抵触时,输送连杆组件位于进盒位置和出盒位置,即本实施例中,进盒位置和出盒位置位于输送连杆组件的连杆平面的同一位置处,此时进盒位置和出盒位置也可以合并称为进出盒位置;当连杆打印定位件39与下侧的回转支架35抵触,输送连杆组件位于打印位置。与之相对应的是,下侧的回转支架35上包括进出盒定位弧350和打印定位弧351,分别用于与连杆进出盒定位件38和连杆打印定位件39相接触。
116.在本实施例中,连杆动力组件包括拨盘齿轮31、过渡齿轮32、过渡齿轮轴32a和过渡齿轮轴承32b。电机640的动力通过电机齿轮641传输至过渡齿轮32,过渡齿轮32处于电机齿轮641和拨盘齿轮31之间,将电机齿轮641的动力过渡传输至拨盘齿轮31上。过渡齿轮轴承32b外圈配合过渡齿轮32,内圈配合过渡齿轮轴32a。过渡齿轮轴32a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在横向支架11上。拨盘齿轮31可采用螺纹、销钉等连接方式固定在拨盘轴302上。需要说明的是,在本实施例中,连杆动力组件通过传递电机640的动力驱动输送连杆组件摆动,可以理解的,在其他实施例中,也可以将连杆动力组件设置为包括电机,通过连接动力组件的电机驱动输送连杆组件摆动。
117.盒垂直输送单元4如图13和图15所示,盒垂直输送单元4用于在打印时输送包埋盒1以完成盒打印区的打印过程,盒垂直输送单元4设置在盒连杆输送单元3的两个回转支架35之间,并可沿着回转支架转轴36和回转支架辅轴37上下滑动,从而实现盒打印匣单元5上包埋盒1的打印需求,同时,进盒翻转组件21的出口位于出盒单元8的上侧(如图4、图5和图6所示),相应地,通过盒垂直输送单元4带动盒打印匣单元5上下运动,从而使盒打印匣单元5在与进盒翻转组件21的出口对应的位置以及与出盒单元8对应的位置之间切换。
118.盒垂直输送单元4包括垂直输送导向组件和垂直输送动力组件。
119.垂直输送导向组件连接盒打印匣单元5,并控制盒打印匣单元5的运动路径。垂直输送动力组件用于提供盒打印匣单元5运动的动力。垂直输送导向组件和垂直输送动力组件可通过丝杆螺母传动、皮带传动、齿轮齿条传动和直线导轨传动等单一或组合方式进行导向与传动。
120.在本实施例中,垂直输送导向组件包括丝杆连接块42、丝杆导向组件43、支架转轴直线轴承44和45、支架辅轴直线轴承46和47、连接环48和限位环49。垂直输送动力组件包括丝杆电机40和丝杆螺母41。支架转轴直线轴承44和45沿着盒连杆输送单元3的回转支架转轴36滑动,回转支架转轴36控制支架转轴直线轴承44和45的滑动方向;支架辅轴直线轴承46和47沿着盒连杆输送单元3的回转支架辅轴37滑动。位于回转支架转轴36上部的支架转轴直线轴承44和位于回转支架辅轴37上部的支架辅轴直线轴承46共同连接支撑盒打印匣
单元5的一端;位于回转支架转轴36下部的支架转轴直线轴承45和位于回转支架辅轴37下部的支架辅轴直线轴承47共同连接支撑盒打印匣单元5的另一端。
121.丝杆导向组件43包括滑动导轨430和直线轴承431,滑动导轨430两端连接固定在横向支架11和底板12之间,起到滑动导向的作用,用于控制直线轴承431的滑动方向;直线轴承431连接固定在丝杆连接块42上。丝杆连接块42连接固定直线轴承431、丝杆螺母41和支架转轴直线轴承44。连接环48用于连接固定丝杆连接块42和支架转轴直线轴承44。限位环49设置在回转支架转轴36上,用于作为垂直输送导向组件滑动的限制位置。丝杆电机40为具有丝杆400的电机401,丝杆电机40连接固定在横向支架11上。丝杆螺母41配合在丝杆400上,形成丝杠机构。
122.盒打印匣单元5盒打印匣单元5用于从进盒单元中装载和容纳包埋盒1,且盒打印匣单元5具有枢转轴,允许包埋盒1在盒打印匣单元5内可自动旋转去调整包埋盒的标记区101。如图13、图15和图16所示,在本实施例中,盒打印匣单元5包括盒打印匣50、上盒匣支架58、上盒匣支架轴58a、上盒匣支架轴承58b、下盒匣支架59、下盒匣支架轴59a和下盒匣支架轴承59b。
123.盒打印匣50能够在打印头60的抵压作用下相对打印头60转动,从而自适应调节盒打印匣50内装载的包埋盒1的标记区101相对打印头60的角度,以保证标记区101平面与打印头60平面贴合。
124.上盒匣支架58和下盒匣支架59对称地布置在盒打印匣50的两侧,且上盒匣支架58通过位于回转支架转轴36上部的支架转轴直线轴承44和位于回转支架辅轴37上部的支架辅轴直线轴承46共同连接支撑,下盒匣支架59通过位于回转支架转轴36下部的支架转轴直线轴承45和位于回转支架辅轴37下部的支架辅轴直线轴承47共同连接支撑;上盒匣支架58与盒打印匣50通过上盒匣支架轴58a枢转连接;上盒匣支架轴承58b外圈配合上盒匣支架58,内圈配合上盒匣支架轴58a;下盒匣支架59与盒打印匣50通过下盒匣支架轴59a枢转连接;下盒匣支架轴承59b外圈配合下盒匣支架59,内圈配合下盒匣支架轴59a;上盒匣支架轴58a和下盒匣支架轴59a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在盒打印匣50上。如此盒打印匣50整体可相对上盒匣支架58以及下盒匣支架59枢转运动,从而在打印头60将色带抵压至盒打印匣50上的包埋盒1处时,在打印头60的抵压力作用下盒打印匣50可与包埋盒1同步自适应转动调节,从而保证包埋盒1的标记区101平面与打印头60平面贴合。
125.同时,打印头60具有用于抵压标记区101的打印平面,在盒打印匣50运动至打印头单元6处,位于打印位置时,盒打印匣50的转动轴线在打印平面所在平面的垂直投影位于打印平面内。相应地,装载时,即可将包埋盒1的标记区101设置在转动轴线处,且使转动轴线在标记区101上形成的垂直投影位于标记区101平面内,如此打印头包埋盒1的标记区101与打印平面位于对应,同时保证标记区101在打印头60的抵压作用下转动至打印头60贴合的位置时,能够定位在该位置处。较优地,转动轴线在标记区101上的投影位于标记区101的中间位置。可以理解的,在其他实施例中,也可以额外设置弹性支撑件,弹性支撑盒打印匣50的转动,保证盒打印匣50能够打印头60的抵压下转动一定角度后定位在该位置处。
126.盒打印匣50包括盒后部限制凸缘500、上定位面501和出盒推头凹槽502,盒后部限制凸缘500用于在包埋盒1打印时支撑包埋盒1的盒后部105,上定位面501定位包埋盒1的盒右部104(如图6所示),盒后部限制凸缘500上设置有用于供出盒单元8的出盒推头800通过
的出盒推头凹槽502。
127.盒打印匣单元5的盒打印匣50还设置有用于装载固定包埋盒1的弹片51、上压杆连杆52、下压杆连杆53、支撑轴54、预拉弹件55、弹件支件550、转角限制件56和盒打印匣支板57。弹片51施加预压力至盒打印匣50内的包埋盒1的盒左部106,将包埋盒1固定在盒打印匣50的上定位面501上。弹片51可是常见的金属弹片,一端连接固定在盒打印匣50上,另一端与包埋盒1盒体接触时发生弹性形变。
128.上压杆连杆52和下压杆连杆53对称布置在盒打印匣50的上下两侧,并与盒打印匣50枢转连接,上压杆连杆52和下压杆连杆53可向盒打印匣50内的包埋盒1的盒顶部109提供一定的预压力,用于将包埋盒1限位在盒打印匣50内。上压杆连杆52上设置有上压杆520、上压杆连杆轴52a和上压杆连杆轴承52b,上压杆520用于接触预压包埋盒1的盒顶部109,上压杆连杆轴承52b外圈配合上压杆连杆52,内圈配合上压杆连杆轴52a,上压杆连杆轴52a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在盒打印匣50上;下压杆连杆53设置有下压杆530、下压杆连杆轴53a和下压杆连杆轴承53b,下压杆530用于接触预压包埋盒1的盒顶部109,下压杆连杆轴承53b外圈配合下压杆连杆53,内圈配合下压杆连杆轴53a,下压杆连杆轴53a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在盒打印匣50上。
129.支撑轴54两端分别可采用螺纹、销钉等连接方式固定在上压杆连杆52和下压杆连杆53上(如图13所示),并使上压杆连杆52和下压杆连杆53同步运动,且位置保持一致。预拉弹件55设置在下压杆连杆52处,使上压杆520和下压杆530始终保持压紧包埋盒1的运动趋势;预拉弹件55通常是拉力弹簧,预拉弹件55的一端连接在下压杆530上,另一端连接在弹件支件550上;弹件支件550可采用螺纹、销钉等连接方式固定在盒打印匣50上。可以理解的,在其他实施例中,也可以将预拉弹件55和弹件支件550设置在上压杆连杆52处,还可以在上压杆连杆52以及下压杆连杆53处均设置预拉弹件55和弹件支件550,此时可根据需求选择是否设置支撑轴54。
130.如图4所示,当盒打印匣50位于进盒位置处时,限位杆24位于上压杆520和下压杆530所在竖直平面靠近进盒翻转组件21的一侧,如此在包埋盒1的一端被推出进盒翻转组件21,且到达上压杆520和下压杆530处之前,通过限位杆24对包埋盒1进行限位。
131.盒打印匣支板57具有支撑部570和转角槽571,支撑部570的两端分别连接固定在上盒匣支架58和下盒匣支架59上,用于增加盒打印匣单元50的刚性;转角槽571限制盒打印匣50的枢转角度范围,转角槽571内穿过转角限制件56;转角限制件56一端设置盒打印匣支板57的转角槽571内摆动,另一端采用连接固定在盒打印匣50上。通过转角限制件56与盒打印匣支板57的转角槽571的配合,实现对盒打印匣50的枢转角度范围的限制。
132.打印头单元6打印头单元6是用于在包埋盒1的标记区101平面进行信息标记的核心部件,如图6、图13、图14和图17所示,打印头单元6包括打印头60,色带70在打印头60和包埋盒1之间,打印时,打印头60需保持一定的预压力将色带70抵压在包埋盒1的标记区101平面上,才能保证打印头60局部加热色带后色带的标记材料转移粘附在包埋盒1上。打印头60为市面上常见的色带打印头部件,打印头60安装在打印头支撑件61上,且打印头60具有用于与色带接触的打印平面。
133.打印头单元6还包括打印头支撑件61和打印头固定座62,打印头60固定连接在打
印头支撑件61上,且打印头支撑件61与打印头固定座62可拆卸地连接。进一步地,打印头支撑件61与打印头固定座62之间的距离可调,以改变打印平面与色带的接触位置。
134.具体地,在本实施例中,打印头单元6还包括固定座导向组件63、固定座动力组件64和打印换位组件65。打印换位组件65设置在打印头支撑件61和打印头固定座62之间,从而通过打印换位组件65带动打印头固定座62相对打印支撑件61运动,调节打印头60的打印平面与色带的接触位置,打印头支撑件61与打印头固定座62中的至少一个与打印头换位组件65可拆卸地连接。打印头60在工作时与包埋盒1接触的打印平面会发生一定的磨损,随着磨损量的累计会致使该处打印平面失效,而常规的打印头60的打印平面宽度远大于包埋盒1标记区101的宽度,通过打印换位组件65带动打印头支撑件61运动,从而移动打印头60,以使打印头60去更换新的一段打印平面与包埋盒1接触,提高单件打印头60的利用率,降低维护设备的频率。
135.打印换位组件65可由允许定向滑动的换位导向组件的滑动导轨和滑块组成;还可包括用于固定当前打印头打印接触平面的位置锁件。在本实施例中,打印换位组件65包括换位座650、换位导向组件651、换位齿条652、换位摆杆653、换位摆杆轴653a、换位摆杆轴承653b、预压弹件654和换位定位件655。
136.换位导向组件651包括滑动导轨6510和滑块6511,滑动导轨6510连接固定在打印头支撑件61上;滑块6511连接固定在换位座650上,并与滑动导轨6510配合,沿滑动导轨6510滑动。换位座650连接固定换位导向组件65的滑块6511、打印头固定座62和换位齿条652。换位齿条652具有齿条形端面。换位摆杆653具有齿形部6530和枢转部6531 ,齿形部6530与换位齿条652的齿条形端面进行啮合,换位摆杆653绕着枢转部6531转动,从而通过换位摆杆653的转动解除或锁紧换位摆杆653与换位齿条652的啮合状态。在换位摆杆653与换位齿条652解除啮合的情况下,可通过施加外力带动打印头支撑件61相对换位座650滑动,进而实现打印头60相对打印头固定座62沿滑动导轨6510的滑动。换位摆杆轴承653b外圈配合换位摆杆653,内圈配合换位摆杆轴653a。换位摆杆轴653a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在打印头支撑件61上。
137.预压弹件654用于提供换位摆杆653一个预扭矩,使换位摆杆653始终保持换位摆杆653的齿形部6530与换位齿条652啮合的运动趋势,具体地,预压弹件654设置在换位摆杆653和打印头支撑件61之间的扭簧。
138.换位定位件655用于控制打印头60和打印头支撑件61移动变更打印接触平面的运动行程,可选地,换位定位件655是玻珠螺丝。打印头支撑件上61设置具有间隔布置的多个凹坑(图未示出),玻珠螺丝的头部钢珠可嵌入凹坑中,相邻两个凹坑之间的间距是单次移动变更打印头的打印平面的移动行程。
139.打印换位组件65还包括设置在垂直支架10的换位传感器656和设置在打印头支撑件61的换位传感器触片657,换位传感器656通过检测换位传感器触片657的位置,获得打印头支撑件61沿滑动导轨6510滑动的位置,进而激活打印头60对应打印平面的工作状态。可选地,换位传感器656为光学传感器,具体可以为反射式光电传感器或者结合的对射式光电传感器,光电传感器由光源和接收器两部分组成。
140.具体地,换位传感器触片657置于在换位传感器656中的端部具有凸部和凹部。换位传感器656根据换位传感器触片657中凸部和凹部对光传输的反射后能量的不同进行识
别,以激活打印头60对应打印平面的工作状态。换位传感器656为反射式光电传感器或者结合的对射式光电传感器,光电传感器由光源和接收器两部分组成。
141.打印头固定座62连接固定打印换位组件65、固定座导向组件63和固定座动力组件64。固定座动力组件64用于提供打印固定座62的运动动力。固定座导向组件63和固定座动力组件64可采用通过丝杆螺母传动、皮带传动、齿轮齿条传动、直线导轨传动等单一或组合方式进行导向与传动。固定座动力组件64的动力源为电机640。
142.固定座导向组件63可包括滑动导轨630、滑块631和止动件632。滑动导轨630连接固定在垂直支架10上;滑块631固定在打印头固定座62上,与滑动导轨630配合,在滑动导轨630上滑动。止动件632设置在垂直支架10上,用于构成滑块631和打印头固定座62的滑动行程一侧的限位。如图6所示,打印头固定座62具有与止动件632抵触的止动端面620。
143.固定座动力组件64包括电机640、电机齿轮641、过渡齿轮642、过渡齿轮轴642a、过渡齿轮轴承642b和齿条推杆643。过渡齿轮642处于电机齿轮641和齿条推杆643之间,将电机齿轮641的动力过渡传输至齿条推杆643。过渡齿轮轴承642b外圈配合过渡齿轮642,内圈配合过渡齿轮轴642a。过渡齿轮轴642a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在横向支架11上。齿条推杆643连接固定在打印头固定座62,将固定座动力组件64的动力传输出至打印头固定座62。电机齿轮641连接固定在电机640的电机轴上。同时,电机640和电机齿轮641也驱动盒连杆输送单元3的连杆动力组件,在槽轮部330的槽轮进出盒凹弧3301转动至与拨盘30的外凸圆弧锁住的过程中,电机640的转动带动打印头60远离盒打印匣50的打印位置,此时色带脱离包埋盒1;在槽轮部330的槽轮打印凹弧3302转动至与拨盘30的外凸圆弧锁住的过程中,电机640的转动带动打印头60靠近色带,并在槽轮打印凹弧3302转动与拨盘30的外凸圆弧锁住的情况下,使打印头60将色带抵压在包埋盒1的标记区101 。
144.色带单元7如图1、图5、图6和图18所示,色带单元7包括色带70、放带组件71和收带组件72,用于控制色带的收放。色带70绕圈在色带卷上,已装有色带的色带卷装在放带组件71上,用于放出色带70至打印位置;回收色带的色带卷放在收带卷,用于回收打印完的色带。色带70可为市售的碳带,包括蜡基碳带、混合基碳带和树脂基碳带等,优选为耐溶性较好的树脂基碳带。
145.色带单元7还可设置有放带导向组件73、放带过渡导向组件74、收带导向组件75和收带过渡导向组件76,用于行程控制收带时色带传动路径和放带时色带传动路径,使色带70更贴近于打印位置时包埋盒的表面,减少打印头推动色带至打印位置的行程,有利于提高打印效率。色带70从放带组件71绕出,依次经过放带导向组件73、放带过渡导向组件74、收带过渡导向组件76、收带导向组件75后,最终绕入收带组件72。
146.收带组件72与放带组件71结构部件均一致,图18以放带组件71为例,对放带组件71和收带组件72的结构进行介绍。放带组件71包括放带轮711和放带动力组件。放带轮711用于释放待打印的色带710。放带动力组件用于提供控制释放色带710的驱动力。在本实施例中,放带动力组件包括放带轮轴711a、轴承固定件712、轴承713、轴承内圈固定件714、带轮齿轮715、过渡齿轮716、过渡齿轮轴716a、过渡齿轮轴承716b、电机齿轮717和放带电机718。
147.放带电机718电机轴上装配有电机齿轮717,放带电机718配有可进行电机控制的
电机编码器7180;过渡齿轮716处于电机齿轮717和带轮齿轮715之间,将电机齿轮717的动力过渡传输至带轮齿轮715上;过渡齿轮轴承716b外圈配合过渡齿轮716,内圈配合过渡齿轮轴716a;过渡齿轮轴716a采用螺纹、销钉等连接方式固定在支撑面板10a上;带轮齿轮715与放带轮轴711a采用销钉等配合连接;轴承713的内圈紧配在放带轮轴711a上,且两者之间无相对滑动,外圈紧配在轴承固定件712上,且两者之间无相对滑动;轴承内圈固定件714限制轴承713内圈的轴向滑动;色带710为放带组件71上的卷绕的色带,放带轮711是色带710的色带轮,放带轮711采用销钉、卡扣等连接方式固定在过渡齿轮轴716a上。
148.放带组件71和收带组件72相互配合,当打印时,打印头单元6的打印头60将色带70压紧在包埋盒1上,盒垂直输送单元4、包埋盒1和色带70三者保持相同的速度进行运动,从而通过打印头60将色带70上的标记材料转移粘附在包埋盒上。放带组件71的放带电机718产生一个与色带运动方向相反的转矩,形成放带的阻尼,从而保证放带部分色带始终保持色带拉直状态;收带组件72的收带电机728产生一个与色带运动方向相同的转矩,形成收带的拉力,从而保证收带部分始终保持色带拉直状态。收放两段色带拉直可避免色带在打印时发生的弯曲或堆叠,提高打印质量。
149.电机编码器7180控制放带组件71和收带组件72的电机。色带单元7可通过电机编码器7180读取角速度值,计算出当前放带组件71上色带710的厚度半径,对放带组件上色带710的数量进行自动判断,当色带厚度不够时在系统总控单元的人机交换界面上提示用户更换色带。色带单元7还可对色带是否断开自动判断,具体地,由各电机编码器7180根据放带组件71和/或收带组件72的角速度的突变进行判断。
150.出盒单元8出盒单元用于识别检验包埋盒标记区的打印质量,排出盒输送单元中的包埋盒,并将合格的包埋盒转移至出盒收集区或不合格的包埋盒转移至废料收集区。如图2、图5、图6和图19所示,在本实施例中,出盒单元8包括出盒推头组件80、分料挡板组件81、分料转槽组件82和质检读头83。质检读头83识别检验包埋盒1标记区101的打印质量,出盒推头组件80排出盒输送单元中的包埋盒1,分料转槽组件82用于根据打印质量对包埋盒1进行分拣,具体地,将合格的包埋盒1转移至出盒收集区或不合格的包埋盒1转移至废料收集区。
151.质检读头83为市面上常见的光学信息读头,质检读头83设置在盒输送单元的出盒位置,质检读头83的光学照射面正对盒打印匣50内的包埋盒1标记区101平面。质检读头83可以读取标记信息的完整度和分辨率,包括承载信息的条形码、二维码等,从而识别检验包埋盒1标记区101的打印质量。质检读头支架830连接固定质检读头83在底板12上。
152.出盒推头组件80用于从盒输送单元的盒打印匣50中排出包埋盒1至分料挡板组件81上,包括出盒推头800、出盒推头导向组件801和出盒推头动力组件。出盒推头800从盒打印匣50中接触推出包埋盒1,出盒推头800具有朝向盒打印匣50凸出的推头部8000。出盒推头导向组件801用于控制出盒推头800的运动方向。出盒推头动力组件用于提供出盒推头800的运动动力。出盒推头导向组件801和出盒推头动力组件可采用通过丝杆螺母传动、皮带传动、齿轮齿条传动、直线导轨传动等单一或组合方式进行导向与传动。
153.出盒推头导向组件801包括滑动导轨8010和滑块8011。滑动导轨8010连接固定在垂直支架10上,滑块8011固定在出盒推头800上,并与滑动导轨8010配合,在滑动导轨8010上滑动。出盒推头动力组件可包括过渡连杆802、出盒推头轴800a、出盒推头轴承800b、驱动
连杆803、驱动连杆轴803a、驱动连杆轴承803b和电机804。过渡连杆802处于出盒推头800和驱动连杆803之间,将驱动连杆803的动力过渡传输至出盒推头800。过渡连杆802一端枢转连接至出盒推头800,另一端枢转连接至驱动连杆803。出盒推头轴承800b外圈配合过渡连杆802,内圈配合出盒推头轴800a。出盒推头轴800a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在出盒推头800上。驱动连杆轴承803b外圈配合过渡连杆802,内圈配合驱动连杆轴803a。驱动连杆轴803a可采用螺纹、销钉等连接方式固定在驱动连杆803上。驱动连杆803可采用螺纹、销钉等连接方式固定在电机804的电机轴上。电机804连接固定在垂直支架10上。
154.出盒推头动力组件还包括推头传感器805和推头传感器触片806。推头传感器805是设置在底板12上,用于监测识别当前驱动连杆803的摆动位置。推头传感器触片806设置在驱动连杆803上,推头传感器触片806置于在推头传感器805中的端部具有凸部和凹部。推头传感器805根据推头传感器触片806中凸部和凹部对光传输的反射后能量的不同进行识别。推头传感器805为反射式光电传感器或者结合的对射式光电传感器,光电传感器由光源和接收器两部分组成。
155.分料挡板组件81用于间隔出包埋盒1的合格品的出盒收集区和不合格品的废料收集区,其包括分料件810、左挡板811和右挡板812,左挡板811和右挡板812平行布置,分料件810处于左挡板811和右挡板812之间,并连接固定左挡板811和右挡板812。
156.分料件810是出盒收集区和废料收集区之间的分隔壁,其包括支撑面8100、出盒斜面8101和废料斜面8102(如图5所示),支撑面8100处于出盒斜面8101和废料斜面8102之间,用于支撑出盒推头800从盒打印匣50中排出的包埋盒1。出盒斜面8101是合格品包埋盒排出至出盒收集区的导向滑面,合格品包埋盒在出盒斜面8101上滑动至出盒收集区,具体地,左挡板811、右挡板812以及出盒斜面8101限定出盒通道,合格品包埋盒在出盒通道内滑动至出盒收集区;废料斜面8102是不合格品包埋盒排出至废料收集区的导向面,不合格品包埋盒在废料斜面8102上滑动至废料收集区,具体地,左挡板811、右挡板812以及废料斜面8102限定废料通道,不合格品包埋盒沿废料通道滑动至废料收集区。分料挡板组件81还包括废料收集区传感器813。废料收集区传感器813是设置在分料件810上的光学传感器,用于监测废料收集区有无装满不合格品包埋盒,其可以为反射式光电传感器或者结合的对射式光电传感器,光电传感器由光源和接收器两部分组成。
157.分料转槽组件82用于将排出的包埋盒1分拣至出盒收集区或废料收集区,其包括分拣转槽820、分拣转槽转轴组件和分拣转槽动力组件,分拣转槽820可以装载和容纳出盒推头组件80从盒打印匣50中排出的包埋盒1。分拣转槽转轴组件用于转动分拣转槽820从而输出包埋盒1至出盒收集区或废料收集区。分拣转槽动力组件用于提供分拣转槽转轴组件的驱动动力。
158.分拣转槽转轴组件可采用通过丝杆螺母传动、皮带传动、齿轮齿条传动、直线导轨传动等单一或组合方式进行导向与传动。在本实施例中,分拣转槽转轴组件包括转槽丝杆821、丝杆固定座822和丝杆固定座轴承822a。分拣转槽动力组件包括丝杆螺母824、丝杆螺母固定块825、转槽驱动推头826、丝杆导向组件827和丝杆预转向组件828。
159.分拣转槽820连接固定在转槽丝杆821上,转槽丝杆821的一端具有丝杆固定座822和丝杆固定座轴承822a,另一端具有丝杆固定座823和丝杆固定座轴承823a。丝杆固定座轴承822a外圈配合丝杆固定座822,内圈配合转槽丝杆821。丝杆固定座轴承823a外圈配合丝
杆固定座823,内圈配合转槽丝杆821。丝杆固定座822和丝杆固定座823连接固定在垂直支架10上。丝杆螺母824配合转槽丝杆821,形成丝杠机构,丝杆螺母824的滑动可以传输动力使转槽丝杆821转动,且丝杆螺母824连接固定在丝杆螺母固定块825上,如此分拣转槽动力组件可通过丝杆螺母824的滑动使转槽丝杆821向废料收集区偏转。丝杆导向组件827包括滑动导轨8270和滑块8271。滑动导轨8270连接固定在垂直支架10上;滑块8271固定在丝杆螺母固定块825上,与滑动导轨8270配合,在滑动导轨8270上滑动。转槽驱动推头826连接固定在丝杆螺母固定块825上,且转槽驱动推头826具有钩部8260,钩部8260与打印头单元6的固定座动力组件64配合,从而将打印头单元6的固定座动力组件64的动力传输至分拣转槽820。
160.丝杆预转向组件828用于提供一个预拉力以使分拣转槽821始终保持向出盒收集区偏转的趋势,包括拉力弹簧8280、连接拉力弹簧8280两端的弹簧拉杆8280a、8280b和弹件固定座8281,弹簧拉杆8280a连接固定在弹件固定座8281上,弹簧拉杆8280b连接固定在垂直支架10上。弹件固定座8281可采用螺纹、销钉等连接方式固定在转槽丝杆821上。分料转槽组件82还包括用于检测分拣转槽820中是否承载和容纳包埋盒的分拣转槽传感器829,可设置在分料件810的支撑面上。分拣转槽传感器829根据分料转槽821内有无包埋盒1对光传输的反射后能量的不同进行识别,其可以为反射式光电传感器或者结合的对射式光电传感器,且光电传感器由光源和接收器两部分组成。
161.可选地,如图6所示,钩部8260与打印头固定座62的推力端面621抵触配合,如此在打印头固定座62向远离止动件632一侧运动时,推动转槽驱动推头826向远离止动件632的一侧运动,从而使分拣转槽820具有向废料收集区转动的趋势。
162.具体地,在出盒推头组件80将包埋盒1从盒打印匣50中推至支撑面8100之前,打印头固定座62推动钩部8260运动,从而带动分拣转槽820偏转,以使分拣转槽820转动至竖直位置。若质检读头83检测到包埋盒1上的标记信息合格,电机640驱动打印头固定座62向靠近止动件632的方向运动,转槽丝杆821在丝杆预转向组件828的预拉力的作用下向出盒收集区的方向偏转,转槽驱动推头826随之向靠近止动件的方向滑动;若质检读头83检测到包埋盒1上的标记信息不合格,电机640继续驱动打印头固定座62向远离止动件632的方向运动,转槽丝杆821随之向废料收集区的方向偏转。
163.预热单元9如图2和图20所示,预热单元9用于预热待打印包埋盒1的标记区101,提高标记区101平面在打印头60压力下的变形量,进一步消除包埋盒1加工误差造成的打印头60与包埋盒1在打印压紧时打印平面与标记区101平面之间的间隙。具体地,预热单元9设置在盒输送单元一侧,且与位于进盒位置处的盒打印匣50或出盒口2134正对,从而通过预热单元9在包埋盒1打印之前对包埋盒1进行预热。
164.预热单元包括风机95、风道管92、加热片90、出风口96、散热鳍片91、隔热层93、隔热层壳罩94和固定支板97。出风口96与盒打印匣50或出盒口2134的位置对应,从而通过出风口96向盒打印匣50或出盒口2134上的包埋盒1的标记区101吹热风,以实现对包埋盒1的预热。
165.风机95通常是市面上常见的直流风机,用于产生空气流体。风道管92处于风机95和出风口96之间,风道管92内置加热片90,用于在风道管92内产生热量。加热片90通常是市
面上常见的陶瓷加热片,加热温度范围是150~400℃,更优的是200~300℃。风机95产生空气流体在风道管92中流通,由风道管92内的加热片90加热空气流体后从出风口96排出。在盒打印匣50或出盒口2134位于进盒位置处的情况下(如图3所示),出风口96与盒打印匣50或出盒口2134正对,进一步地,出风口96设置正对包埋盒1的标记区101,以均匀加热整个标记区101平面。散热鳍片91包括左右两片设置在加热片90的两侧,散热鳍片91主体上间隔布置多件薄片,以增大散热面积,提高对风道管中空气流体的加热效率。同时散热鳍片91覆盖风道管92的通道截面,如此从风道管92向出风口96流动的空气流体均需经过散热鳍片91,进一步提升对空气流体的加热效率。隔热层93用于包裹在风道管的四周,用于隔热,防止热量溢出。隔热层93可由气凝胶垫、硅酸铝隔热垫、石棉和纳米微孔隔热板等材料制成。隔热层壳罩94用于包裹隔热层93,并将隔热层93和风道管92连接固定在固定支板97上。固定支板97用于连接固定风机95、隔热层壳罩94和出风口96,支撑整个预热单元9。固定支板97连接固定在垂直支架10。
166.系统总控单元系统总控单元用于控制该包埋盒打印系统按预设设置的程序运行,具有系统实时监控、数据采集和有效反馈的功能,包括控制电路和用户软件,系统通过各个传感器对打印过程的状态监控,采集加热片90和各个电机编码器反馈的信号,分析显示系统实时的运行状态。系统总控单元的控制系统还可被设置成可供用户预设标准技术指标数值及其对应的处理方案,系统可根据传感器反馈和驱动器/编码器信息的实时数据自行选择并执行处理方案,使培养自动化、智能化。
167.系统总控单元包括显示器,用于控制该包埋盒打印系统按照预定设定的方案运行并实时显示该系统的运行状态,显示器还可以直接给用户提供操作界面。某系统总控单元还包括对外的摄像头,用于拍摄记录外部信息的数据输入。
168.具体实例包埋盒1由注塑批量生产的pom材质。色带70为耐溶性较好的树脂基碳带。转盘230上插入安装6件料斗槽件22,每个料斗槽件22内可根据用户的使用需求放置多种规格的包埋盒1,如不同颜色、不同倾斜角度的包埋盒等。6件料斗槽件22内都已经放入多件包埋盒1,且各单元的动力组件均将系统恢复至初始状态。
169.打印预设时,进盒单元2转动一周转盘230,转盘传感器234依次识别检测每个料斗槽件22内包埋盒1的状态。预热单元9内的加热片90快速升温预热并保持温度200℃,但此时风机95并未开启。电机640和电机齿轮641驱动盒连杆输送单元3的拨盘30外凸圆弧与槽轮进出盒凹弧3301锁住时,连杆机构处于进盒位置和出盒位置一侧,盒垂直输送单元4移动盒打印匣单元5至进盒位置,此位置即盒打印匣单元5的盒打印匣50正对滑道支架213的支架出盒口2134。出盒单元8的分料件810上的废料收集区传感器813检查废料收集区有无装满不合格品包埋盒。打印单元6的换位传感器656检测换位传感器触片657中凸部和凹部的触发位置,以激活打印头60对应打印平面的工作状态。出盒单元8的推头传感器805检测识别当前驱动连杆803是否恢复至初始的摆动位置。系统控制单元读取外部信息的输入。
170.料斗槽件22进盒时,根据外部信息输入,转盘230转动选择装有相应的包埋盒1的料斗槽件至转盘传感器234前。进盒单元2中进盒动力组件204的电机2040驱动传动固定座2045运动。传动固定座2045驱动料斗推头200和盒匣推头202,盒匣推头202在进盒翻转组件
21内运动至预设推盒位置;传动固定座2045上的滑轮2046在料斗推头200的滑槽部2001内以滚动方式滑动,驱动料斗推头200从料斗槽件22中推出包埋盒1至进盒翻转组件21。待包埋盒1将要完全进入底部进盒支架211和顶部进盒支架212时,传动固定座2045继续运动并接触推动释放推杆2180一端的推头滑轮2183,逐步解除进盒释放板215对包埋盒1的盒底部107的支撑。包埋盒1完全进入底部进盒支架211和顶部进盒支架212后,包埋盒1向盒体左下角发生翻转落在翻转滑道210。包埋盒1在重力的引导下通过翻转滑道210,盒体位置发生翻转90
°
并运动至进盒推头组件20的盒匣推头202之前。
171.盒打印匣50进盒时,进盒动力组件204的电机2040反向驱动传动固定座2045运动,传动固定座2045驱动料斗推头200和盒匣推头202。料斗推头200回程运动至预设位置,料斗槽件22内包埋盒由重力引导向下运动。盒匣推头202在进盒翻转组件21内推动包埋盒1从支架出盒口2134移出至盒打印匣50中。包埋盒1经过支架出盒口2134时,支架出盒口2134处预热单元9的风机95启动产生加热空气流体,出风口96正对包埋盒1的标记区101,以均匀预热整个标记区101平面至70℃。
172.打印前准备,待包埋盒1移出至盒打印匣50,电机640和电机齿轮641立刻驱动盒连杆输送单元3的拨盘30外凸圆弧向槽轮打印凹弧3302转动,拨盘30的拨杆滚轮301与滑槽3300相配合,驱动盒连杆输送单元3摆动,从进出盒位置摆动至打印位置;拨杆滚轮301从滑槽3300移出,拨盘30的外凸圆弧与槽轮打印凹弧3302锁住时,滑槽机构驱动连杆机构处于打印位置。色带单元7的放带组件71和收带组件72配合调整色带70;打印头单元6的电机640和电机齿轮641继续驱动打印头60至打印待定位置。
173.包埋盒1打印时,电机640继续驱动打印头60向包埋盒1的标记区101运动,并保持一定的压力将色带70压在包埋盒1的标记区101平面上;包埋盒打印匣单元5在打印头60的压力下,盒打印匣50绕着上盒匣支架58和下盒匣支架59发生枢转,自适应调整包埋盒1的标记区101平面与打印头60的打印平面的接触角度,消除两者平面之间的间隙。此时,打印头60局部加热色带70后色带70的标记材料粘附在包埋盒1的标记区101上;同时盒垂直输送单元4带动包埋盒1保持与色带70相同的恒定速度一起运动(色带70在打印头60以及打印头组件6的压力下粘附在包埋盒1标记区101上)。
174.色带70在收带组件72和放带组件71中也以与上述相同的速度进行收放色带70,并保持收放色带速度的恒定。放带组件71的放带电机718产生一个与色带运动方向相反的转矩,形成放带的阻尼,从而保证放带部分色带710始终保持色带拉直状态;收带组件72的收带电机产生一个与色带运动方向相同的转矩,形成收带的拉力,从而保证收带部分始终保持色带拉直状态。收放两段色带拉直可避免色带在打印时发生的弯曲或堆叠,提高打印质量。完成打印后,打印头单元6的电机640和电机齿轮641反向转动,驱动回收打印头60至打印待定位置。
175.出盒时,电机640和电机齿轮641驱动盒连杆输送单元3的拨盘30外凸圆弧向槽轮进出盒凹弧3301转动,拨盘30的拨杆滚轮301与滑槽3300相配合,驱动盒连杆输送单元3摆动;拨杆滚轮301从滑槽3300移出,拨盘30的外凸圆弧与槽轮进出盒凹弧3301锁住时,滑槽机构驱动四连杆机构处于出盒位置。质检读头83正对出盒位置的盒打印匣50内的包埋盒1的标记区101平面,识别检验包埋盒1标记区101的打印质量,质检读头83可以读取标记信息的完整度和分辨率,包括承载信息的条形码、二维码等。
176.丝杆预转向组件828使分拣转槽820初始保持在向分料件810的出盒斜面8101偏转的位置。出盒推头800从盒打印匣50中排出包埋盒1至分料件810时,打印头单元6的打印头固定座62将推动转槽驱动推头826和丝杆固定座822在丝杆导向组件827的滑动方向上滑动,丝杆固定座822连接固定的丝杆螺母824配合转槽丝杆821和分拣转槽820转动向分料件810的支撑面8100,此时出盒推头800从盒打印匣50中排出包埋盒1,进入分拣转槽820内并通过支撑面8100进行支撑。若质检读头83质检此包埋盒1为合格品,则打印头单元6的打印头固定座62往回滑动不再推动转槽驱动推头826和丝杆固定座822,丝杆预转向组件828的预拉力使转槽丝杆821和分拣转槽820恢复回转至分料件810的出盒斜面8101,分拣转槽820内的包埋盒1失去支撑面8100的支撑自然下落至出盒斜面8101,并沿出盒斜面8101滑动至出盒收集区;若质检读头83质检此包埋盒1为不合格品,则打印头单元6的打印头固定座62将继续推动转槽驱动推头826和丝杆固定座822,转槽丝杆821和分拣转槽820继续转动向分料件81的废料斜面8102,分拣转槽820内的包埋盒1失去支撑面8100的支撑自然下落至废料斜面8102,并沿废料斜面8102滑动至废料收集区。
177.完成单个包埋盒1打印后,各单元的动力组件均将系统恢复至初始状态,后续按照可进行重复的打印。
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