一种打结装置及打结方法
技术领域
本发明涉及自动化生产技术领域，尤其涉及一种在一股或一束材料的端部打结的装置及方法。
背景技术
在生产制造过程中，经常会遇到需要在产品的端部打结的情况。对于少量的打结操作，通常手动完成，而这是一种非常耗时的操作方式。对于大量的打结操作，通常采用自动化的打结设备来完成。举个特定的例子来说，在食品工厂(如香肠制作厂)中使用的肠衣，通常需要在其端部打结，从而当在肠衣内灌装填充材料时，填充材料不会冲出肠衣端部。
生产好的肠衣是非常长的，通常被套缩及分段成“棒”，即套缩肠衣棒。套缩肠衣棒的一端在灌肠时必须封住。封住套缩肠衣棒的方法很多，但是当填充压力特别大或者是填充材料流动性比较大的情况下，打结是最好的处理办法。
然而，现有的打结装置存在结构过于复杂、动作繁琐、打结速度慢、成本高、操作不便利的缺陷。
发明内容
针对现有技术中打结装置结构复杂、动作繁琐、打结速度慢、成本高、操作不便利的缺陷，本发明提供一种结构简单、打结速度快、成本低、操作便利的打结装置及打结方法。
本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：
一方面，提供了一种打结装置，包括：支架，所述支架上设置有夹持部，所述夹持部的一端可转动地连接在所述支架上，另一端可压紧在所述支架上并可从所述支架上释放；夹持机构，用于夹持一股或一束材料的自由端，并带动该股或该束材料缠绕在所述支架上；所述支架可上升和下降，当所述夹持机构带动该股或该束材料在所述夹持部下方缠绕至少半周后，所述支架下降，所述夹持机构继续带动该股或该束材料缠绕所述支架从而带动该股或该束材料穿过所述支架及所述夹持部之间，所述夹持部压紧在所述支架上从而将该股或该束材料的自由端压紧在所述夹持部和所述支架之间；以及剥离机构，用于将缠绕在所述支架上的该股或该束材料脱离所述支架从而形成结。
优选地，该股或该束材料为天然肠衣、胶原蛋白肠衣、纤维肠衣或塑料肠衣。
优选地，所述支架为柱状体。
优选地，所述夹持机构可柔性夹持该股或该束材料的自由端，从而当所述剥离机构将该股或该束材料从所述支架上剥离时，该股或该束材料的自由端自动脱离所述夹持机构。
优选地，所述夹持机构为夹块、一对抓爪或一组压辊。
优选地，所述夹持部紧固夹持穿过其中的该股或该束材料的自由端除非所述夹持部的一端从所述支架上释放。
优选地，所述剥离机构为与所述支架同轴设置的圆环或滑动设置在所述支架侧壁上至少一条压条或压片，所述剥离机构相对于所述支架向上运动，从而将缠绕在所述支架上的该股或该束材料脱离所述支架。
另一方面，还提供了一种打结方法，包括以下步骤：
S1、通过夹持机构夹持一股或一束材料的自由端，并带动该股或该束材料缠绕在支架上；其中所述支架上设置有夹持部，所述夹持部的一端可转动地连接在所述支架上，另一端可压紧在所述支架上并可从所述支架上释放；
S2、当该股或该束材料在所述夹持部下方缠绕至少半周后，所述支架下降，所述夹持机构继续带动该股或该束材料缠绕所述支架从而带动该股或该束材料穿过所述支架及所述夹持部之间，所述夹持部压紧在所述支架上从而将该股或该束材料的自由端压紧在所述夹持部和所述支架之间；以及
S3、将缠绕在所述支架上的该股或该束材料脱离所述支架从而形成结。
优选地，该股或该束材料为天然肠衣、胶原蛋白肠衣、纤维肠衣或塑料肠衣。
优选地，所述支架为柱状体。
优选地，该股或该束材料的自由端柔性夹持在所述夹持机构内，从而当所述剥离机构将该股或该束材料从所述支架上剥离时，该股或该束材料的自由端自动脱离所述夹持机构。
优选地，所述夹持机构为夹块、一对抓爪或一组压辊。
优选地，穿过所述夹持部的该股或该束材料的自由端紧固夹持在所述夹持部和所述支架之间除非所述夹持部的一端从所述支架上释放。
优选地，所述剥离机构为与所述支架同轴设置的圆环或滑动设置在所述支架侧壁上至少一条压条或压片，所述剥离机构相对于所述支架向上运动，从而将缠绕在所述支架上的该股或该束材料脱离所述支架。
又一方面，还提供了一种肠衣，该肠衣采用上述的打结装置在其一端打结。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明的打结装置只需要一个支架、一个夹持机构和一个剥离机构就可以完成打结操作，不需要额外设置机械手、剪刀手等各种机构，装置结构简单、成本低。本发明的打结装置操作流畅、不用停顿，而且可以精确控制打结的长度，避免因剪切打结后的末端而造成原料浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1a-1h是本发明提供的打结操作示意图；
图2a-2h对应图1a-1h，是沿着图1中箭头A1的方向的视图；
图3a-3h对应图1a-1h，是沿着图1中箭头A2的方向的视图；
图4a-4c是本发明提供的支架结构俯视图；
图5a-5c是本发明提供的夹持机构结构俯视图；
图6a-6c是本发明提供的剥离机构结构俯视图；
图7是本发明提供的打结机构将一束材料打结后的结构示意图；
图8是本发明提供的打结方法流程图。
图中：100-支架；102-夹持部；200-夹持机构；300-一股或一束材料；302-该股或该束材料的自由端；304-结；400-剥离机构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在整个附图中，如果存在相似的编号，那么它们表示相似的部件。在说明书和权利要求书中，除非明确限定，否则的话“一”、“所述”或不限定数量时，部件的数量可为单个或多个。同样，在说明书和权利要求书中，除非明确限定，“在…上”包括“在…内”和“在…上面”。而且，为了便于阅读，说明书中还会使用标题或子标题，但是这不能用来影响本说明书的范围。
正如本专利中所使用的，“多个”表示两个及以上。
正如本专利中所使用的，“包括”、“包含”、“具有”、“带有”或类似词语应理解为开放式，即表示包括但是不限于。
实施例一
本实施例提供了一种打结装置，参见图1a、2a、3a和1h，该打结装置包括：支架100、夹持机构200和剥离机构400。支架100上设置有夹持部102，夹持部102的一端(即固定端)可转动地连接在支架100上，另一端(即自由端)可压紧在支架100上并可从支架100上释放。夹持机构200用于夹持一股或一束材料300的自由端302，并带动该股或该束材料300缠绕在支架100上。支架100可上升和下降，当夹持机构200带动该股或该束材料300在夹持部102下方缠绕至少半周后，支架100下降，夹持机构200继续带动该股或该束材料300缠绕支架100从而带动该股或该束材料300穿过支架100及夹持部102中间，夹持部102压紧在支架100上从而将该股或该束材料300的自由端302压紧在夹持部102和支架100之间。剥离机构400用于将缠绕在支架100上的该股或该束材料300脱离支架100从而形成结304。
下面将结合图1a-1h、2a-2h以及3a-3h详细介绍本发明的打结装置所需的打结操作。
如图1a、2a和3a所示，打结操作的第一步就是夹持机构200夹持住一股或一束材料300的自由端302。在本发明中，该股或该束材料300可为任何适于或经处理后适于打结的材料，本发明对该股或该束材料300的材质并不限制。如图1a及7所示，本发明的打结装置既可以用来对单股材料进行打结，也可以适用于两股及以上(即一束)的材料进行打结。在夹持机构200夹住该股或该束材料300之前或之时，还可以将该股或该束材料的自由端扭在一起。在本发明的一些实施例中，该股或该束材料300可为天然肠衣、胶原蛋白肠衣、纤维肠衣或塑料肠衣。在夹持机构200夹持住肠衣的自由端之前，还可以将肠衣扭成绳状。在本发明中，夹持机构200可以为任何适合夹住一股或一束材料自由端的装置，例如夹块(如图5a所示)、一对抓爪(如图5c所示)或一组压辊(如图5b所示)。
在打结操作的第二步中，夹持机构200带动该股或该束材料300围绕支架100逆时针或者顺时针旋转至少半周，例如可以沿着如图3a中的箭头A3的方向旋转一周。应理解，夹持机构200旋转的角度取决于夹持机构200的初始位置，在不付出创造性劳动的前提下，本领域技术人员可以根据本发明的教导调整夹持机构200绕支架100旋转的度数。在本发明中，支架100可以为各种形状，例如柱状体或者其他不规则的形状。如图4a-4c所示，支架100可为圆柱体、三棱柱或四方柱结构。当然，还可以为其他合适的形状，在此并不限制。支架100还可以采用各种材质，例如金属、塑料、木材、陶瓷或其他合适的材料。如图2a所示，当打结装置处于初始状态时，夹持部102的自由端从支架100上释放，夹持机构200位于夹持部102的下方，因此夹持机构200带动该股或该束材料300转动至少半周之后，该股或该束材料300缠绕在夹持部102的下方，如图1b、2b和3b所示。
在本发明的一个实施例中，如图3a所示，夹持机构200的初始位置靠近夹持部102的一侧。夹持机构200从这一初始位置带动该股或该束材料300穿过夹持部102的下方，围绕支架100转动一周后回到该初始位置，如图3b所示。此时进入打结操作的第三步，支架100沿着图1b和2b中的箭头A4所示的方向向下移动，即朝向剥离机构400移动。因此，夹持部102随着支架100一起向下移动，直到位于夹持机构200的下方，如图1c和2c所示。此时，夹持机构200继续带动该股或该束材料300的自由端302沿着图3c中的箭头A5所示的方向转动，因此该股或该束材料300会穿过支架100和夹持部102之间，如图1d、2d和3d所示。
在打结操作的第四步中，当该股或该束材料300的自由端穿过夹持部102之后，夹持部102的自由端会沿着图2d中的箭头A6所示的方向压紧到支架100上，从而将该股或该束材料300的自由端302压紧在支架100和夹持部102之间，如图1e、2e和3e所示。
在打结操作的第五步中，剥离机构400会沿着图1f和2f中的箭头A7所示的方向向上移动，即朝着夹持部102移动。当打结装置处于初始状态时，剥离机构400位于夹持部102的下方。在本发明的一个实施例中，如图6a所示，剥离机构400为与支架100同轴设置的圆环。在本发明的另一个实施例中，如图6b及6c所示，剥离机构400还可为设置在支架100侧壁上的至少一条压条或压片。剥离机构400与支架100可彼此相对滑动。剥离机构400与之间100之间的距离被设计为当剥离机构400相对于支架100向上移动时，缠绕在支架100上的该股或该束材料会被剥离机构400顶出支架100，如图1g和2g所示。在本发明的一个实施例中，该股或该束材料300的自由端302是紧固夹持在夹持部102和支架100之间的，除非夹持部102的自由端从支架100上释放，该股或该束材料300的自由端302才能脱离夹持部102。也就是说剥离机构400并不会使该股或该束材料300的自由端302从夹持部102上脱离，如图1g和2g所示。然而，在本发明中，夹持机构200可柔性夹持该股或该束材料300的自由端302，从而当剥离机构400将该股或该束材料300从支架100上剥离时，该股或该束材料300的自由端302自动脱离夹持机构200，如图1g和2g所示。在本发明的另一些实施例中，夹持机构200也可紧固夹持该股或该束材料300的自由端，并由驱动装置主动打开夹持机构200从而释放该股或该束材料300的自由端302。
作为一个可选操作，在打结操作的第六步中，支架100可沿着图2g中的箭头A8所示的方向朝着远离该股或该束材料300的方向水平移动。此时，该股或该束材料300的自由端302依然夹持在夹持部102和支架100之间。当支架100水平移动时，就可以在该股或该束材料300的自由端形成一个紧固的结304，如图1h、2h和3h所示。
打结完成后，打结装置恢复到初始状态，开始下一个打结操作。
本发明的打结装置只需要一个支架、一个夹持机构和一个剥离机构就可以完成打结操作，不需要额外设置机械手、剪刀手等各种机构，装置结构简单、成本低。本发明的打结装置操作流畅、不用停顿。而且，在支架100的尺寸确定的情况下，可根据夹持机构200的位置精确计算绕圈所需要的该股或该束材料300的长度。由于夹持机构200柔性夹持该股或该束材料300的自由端，在该股或该束材料300缠绕支架100的过程中，该股或该束材料300的自由端不断地从夹持机构200中抽出，到最后打结时基本可保证夹持部102夹紧该股或该束材料300的最末端附近，因此本发明可以精确控制打结的长度，避免因剪切打结后的末端而造成原料浪费。
实施例二
本实施例提供了一种打结方法，如图8所示，包括以下步骤S1～S3：
S1、通过夹持机构夹持一股或一束材料的自由端，并带动该股或该束材料缠绕在支架上；其中如图1a-1h、2a-2h及3a-3h所示，支架100上设置有夹持部102，夹持部102的一端固定连接在支架100上，另一端可压紧在支架100上并可从支架100上释放。
在本发明中，该股或该束材料300可为任何适于或经处理后适于打结的材料，本发明对该股或该束材料300的材质并不限制。如图1a及7所示，本发明的打结装置既可以用来对单股材料进行打结，也可以适用于两股及以上(即一束)的材料进行打结。在夹持机构200夹住该股或该束材料300之前或之时，还可以将该股或该束材料的自由端扭在一起。在本发明的一些实施例中，该股或该束材料300可为天然肠衣、胶原蛋白肠衣、纤维肠衣或塑料肠衣。在夹持机构200夹持住肠衣的自由端之前，还可以将肠衣扭成绳状。在本发明中，夹持机构200可以为任何适合夹住一股或一束材料自由端的装置，例如夹块(如图5a所示)、一对抓爪(如图5c所示)或一组压辊(如图5b所示)。
夹持机构200带动该股或该束材料300围绕支架100逆时针或者顺时针旋转至少半周，例如可以沿着如图3a中的箭头A3的方向旋转一周。应理解，夹持机构200旋转的角度取决于夹持机构200的初始位置，在不付出创造性劳动的前提下，本领域技术人员可以根据本发明的教导调整夹持机构200绕支架100旋转的度数。在本发明中，支架100可以为各种形状，例如柱状体或者其他不规则的形状。如图4a-4c所示，支架100可为圆柱体、三棱柱或四方柱结构。当然，还可以为其他合适的形状，在此并不限制。支架100还可以采用各种材质，例如金属、塑料、木材、陶瓷或其他合适的材料。如图2a所示，当打结装置处于初始状态时，夹持部102的自由端从支架100上释放，夹持机构200位于夹持部102的下方，因此夹持机构200带动该股或该束材料300转动至少半周之后，该股或该束材料300缠绕在夹持部102的下方，如图1b、2b和3b所示。
S2、当该股或该束材料在夹持部下方缠绕至少半周后，支架下降从而该股或该束材料穿过夹持部，夹持部压紧在支架上从而将该股或该束材料的自由端压紧在夹持部和支架之间。
具体地，在本发明的一个实施例中，如图3a所示，夹持机构200的初始位置靠近夹持部102的一侧。夹持机构200从这一初始位置带动该股或该束材料300穿过夹持部102的下方，围绕支架100转动一周后回到该初始位置，如图3b所示。此时进入打结操作的第三步，支架100沿着图1b和2b中的箭头A4所示的方向向下移动，即朝向剥离机构400移动。因此，夹持部102随着支架100一起向下移动，直到位于夹持机构200的下方，如图1c和2c所示。此时，夹持机构200继续带动该股或该束材料300的自由端302沿着图3c中的箭头A5所示的方向转动，因此该股或该束材料300会穿过夹持部102，如图1d、2d和3d所示。
当该股或该束材料300的自由端穿过夹持部102之后，夹持部102的自由端会沿着图2d中的箭头A6所示的方向压紧到支架100上，从而将该股或该束材料300的自由端302压紧在支架100和夹持部102之间，如图1e、2e和3e所示。
S3、将缠绕在支架上的该股或该束材料脱离支架从而形成结。
具体地，剥离机构400会沿着图1f和2f中的箭头A7所示的方向向上移动，即朝着夹持部102移动。当打结装置处于初始状态时，剥离机构400位于夹持部102的下方。在本发明的一个实施例中，如图6a所示，剥离机构400为与支架100同轴设置的圆环。在本发明的另一个实施例中，如图6b及6c所示，剥离机构400还可为设置在支架100侧壁上的至少一条压条或压片。剥离机构400与支架100可彼此相对滑动。剥离机构400与之间100之间的距离被设计为当剥离机构400相对于支架100向上移动时，缠绕在支架100上的该股或该束材料会被剥离机构400顶出支架100，如图1g和2g所示。在本发明的一个实施例中，该股或该束材料300的自由端302是紧固夹持在夹持部102和支架100之间的，除非夹持部102的自由端从支架100上释放，该股或该束材料300的自由端302才能脱离夹持部102。也就是说剥离机构400并不会使该股或该束材料300的自由端302从夹持部102上脱离，如图1g和2g所示。然而，在本发明中，夹持机构200可柔性夹持该股或该束材料300的自由端302，从而当剥离机构400将该股或该束材料300从支架100上剥离时，该股或该束材料300的自由端302自动脱离夹持机构200，如图1g和2g所示。在本发明的另一些实施例中，夹持机构200也可紧固夹持该股或该束材料300的自由端，并由驱动装置主动打开夹持机构200从而释放该股或该束材料300的自由端302。
作为一个可选操作，支架100可沿着图2g中的箭头A8所示的方向朝着远离该股或该束材料300的方向水平移动。此时，该股或该束材料300的自由端302依然夹持在夹持部102和支架100之间。当支架100水平移动时，就可以在该股或该束材料300的自由端形成一个紧固的结304，如图1h、2h和3h所示。
打结完成后，打结装置恢复到初始状态，开始下一个打结操作。
实施例三
本实施例提供了一种采用实施例一的打结装置或采用实施例二的打结方法在一端打结的肠衣。如图1a-1h、2a-2h及3a-3h所示，该肠衣300可为天然肠衣、胶原蛋白肠衣、纤维肠衣或塑料肠衣。在对该肠衣300打结之前，还可以将其扭成绳状。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
