朱信宇， 黃靜薇， 袁海濤， 趙勝利， 陳秀坤

（成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院， 四川 成都 610059）

1 研究現(xiàn)狀

1.1 背景

在快遞行業(yè)迅速發(fā)展的今天，氣柱袋包裝受到越來(lái)越多商家的青睞，然而現(xiàn)有的氣柱袋包裝方式存在步驟繁瑣、效率低下等問題。

在對(duì)上百家網(wǎng)店包裝過程的調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的網(wǎng)店使用氣柱袋包裝的操作步驟為：選擇合適的氣柱袋—?dú)庵眉簟獙⑿枰虬奈锲贩旁跉庵媳砻妗媚z帶固定好氣柱袋—充氣并放入相應(yīng)的紙箱—將箱子封起來(lái)（見圖1）。

圖1 氣柱袋手動(dòng)包裝流程

其緩慢的充氣過程與繁瑣的操作步驟，使得氣柱袋包裝的效率大大降低，因而降低了氣柱袋包裝的使用率。

1.2 現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)論

氣柱袋作為包裝材料中一種節(jié)能、減排、綠色、環(huán)保的材料，非常受歡迎，但它的打包方式還是由打包工人手工來(lái)完成，包裝效率低下。

因此，設(shè)計(jì)一種針對(duì)于氣柱袋包裝的快捷式充氣裝置，主要適用于網(wǎng)店成立初期，人手不夠或人工成本高，解決包裝操作過于繁瑣的問題[2]?？旖菔綒庵錃庋b置需要達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)是：極大簡(jiǎn)化氣柱袋充氣的操作過程，大幅度提高氣柱袋充氣的效率，并且將成本控制在可接受的合理范圍內(nèi)。

2 氣柱袋包裝方案

2.1 具體思路

本方案中，氣柱袋的自動(dòng)包裝為核心內(nèi)容，包裝與充氣實(shí)現(xiàn)同步進(jìn)行，最終方案如圖2所示。

圖2 氣柱袋自動(dòng)包裝流程

用戶只需將氣柱袋和貨品放入包裝機(jī)中，再將充氣嘴插入充氣口，即可完成充氣與包裝。

2.2 氣柱袋包裝功能設(shè)計(jì)

鑒于現(xiàn)有的手動(dòng)打氣費(fèi)時(shí)費(fèi)力問題，擬采用電動(dòng)充氣泵來(lái)充氣，使用一個(gè)工作臺(tái)、兩個(gè)工作位。其中每一個(gè)工作位的半圓桶內(nèi)壁形狀與充氣后的氣柱袋外形相似，以達(dá)到固定氣柱袋且穩(wěn)定充氣過程的作用，同時(shí)解決了氣柱袋包裝連續(xù)進(jìn)給的問題。

2.3 氣柱袋存放功能設(shè)計(jì)

由于氣囊的結(jié)構(gòu)被分為上下兩部分，上下部分之間有一連接處，可以彎折。因此，可將數(shù)個(gè)氣柱袋疊在一起，彎折后放在一個(gè)直板上，方便取拿，且方便放入商品。

3 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

包裝機(jī)具體由充氣泵、圓柱桶、控制閥、氣柱袋、充氣管、彈片、擋板、底座和氣囊等主要部分組成，如圖3所示。

圖3 機(jī)械結(jié)構(gòu)圖

3.1 工作位的設(shè)計(jì)

主體結(jié)構(gòu)是在一個(gè)底座臺(tái)面上設(shè)置兩個(gè)朝向相反的工位，每個(gè)工位上有一個(gè)設(shè)有氣柱袋充氣口的半圓柱筒，半圓柱桶對(duì)氣柱袋有限位、固定作用，用于實(shí)現(xiàn)氣柱袋的整個(gè)充氣包裝過程，如圖4所示。

圖4 限位圓柱桶

3.2 氣柱袋存放機(jī)構(gòu)

半圓柱的對(duì)側(cè)是一個(gè)直板，直板的外側(cè)有兩個(gè)彈片進(jìn)行固定和壓緊，如圖5所示。彈片對(duì)于未充氣的氣柱袋有一定夾緊作用，避免相疊的氣柱袋滑落。

圖5 氣柱袋存放機(jī)構(gòu)

3.3 充氣機(jī)構(gòu)

工作臺(tái)面上安置一個(gè)電動(dòng)充氣機(jī)，充氣機(jī)連接充氣管，充氣管分成兩個(gè)方向，分別設(shè)有兩個(gè)控制閥門，以獨(dú)立控制兩個(gè)工位的充氣。充氣管可在半圓柱筒洞孔內(nèi)移動(dòng)，方便充氣。

4 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)是從使用者的需求出發(fā)，參考和借鑒已有思路與技術(shù)，簡(jiǎn)化繁瑣的手動(dòng)包裝過程，將氣柱袋的放置、充氣及包裝集于一體，大幅度提高氣柱袋包裝的效率，并且將成本控制在可接受的合理范圍內(nèi)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，使用了Soildworks、Ansys等仿真軟件進(jìn)行研究，優(yōu)化了限位圓柱桶的形狀大小，提高了包裝效率與安全性，降低了氣柱袋的破損率。