張樂 郝繪坤 張彥波

摘 要：目前市面上的蓋章機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造的成本高，適用的紙張尺寸非常的單一。由于紙張的尺寸各種各樣，需要蓋章機(jī)對紙張的適配度非常高，而且紙張的質(zhì)地也是不同的，紙張對印泥的黏粘性也需要考慮，這就需要在不同的紙張上適配不同的蓋章力度。蓋章是一種非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作，人力的蓋章會(huì)使工人們非常疲憊，效率也很低。本文設(shè)計(jì)了一種新型的蓋章機(jī)機(jī)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便以及經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn);它對高速傳動(dòng)的紙張可以做到快速、準(zhǔn)確的蓋章，能處理A3、A4和A5等多種尺寸的紙張，蓋章的精度可以達(dá)到±5mm，蓋章的速度達(dá)到40張/分鐘以上;紙張種類和蓋章位置可以手動(dòng)設(shè)置。由于印章夾具的高適配性，此研究可以兼容大部分形狀的印章，充分降低人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

關(guān)鍵詞：蓋章機(jī);快速;準(zhǔn)確;高適配性

引言

當(dāng)前的蓋章機(jī)普遍存在著成本高的問題，主要是因?yàn)閮?nèi)部的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，為了更高的精度，采用的結(jié)構(gòu)材料也是經(jīng)過篩選的，某些關(guān)鍵部位的零件還需要專門的定制，還要考慮使用壽命的問題，成本肯定不會(huì)低，賣價(jià)當(dāng)然也會(huì)提高，現(xiàn)在市面上一臺(tái)普通的蓋章機(jī)就要賣到上萬元，一般的小型企業(yè)和個(gè)人是很難承受的。另外現(xiàn)在市面上的蓋章機(jī)適配的紙張比較少，一般一種類型的機(jī)器只能適配一種紙張，更換紙張就需要更換部件甚至更換整部機(jī)器，這也大大增加了成本;大多數(shù)的蓋章機(jī)還存在夾具適配性不足的問題，一些印章的造型特異，就無法安裝在蓋章機(jī)上，當(dāng)然也不能適用，印章還存在著法律效應(yīng)的問題，不可以輕易更改其造型，這也是目前蓋章機(jī)存在的比較棘手的問題。

一、新型自動(dòng)蓋章機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)概述

針對目前蓋章機(jī)存在的問題，本文設(shè)計(jì)了一種新型的蓋章機(jī)機(jī)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便以及經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等優(yōu)點(diǎn);它可以作為辦公系統(tǒng)中有利的幫手，對高速傳動(dòng)的紙張也可以做到快速、準(zhǔn)確的蓋章，能處理A3、A4和A5等尺寸的紙張，蓋章的精度可以達(dá)到±5mm，蓋章的速度達(dá)到40張/分鐘以上;紙張種類和蓋章位置可以手動(dòng)設(shè)置。由于印章夾具的高適配性，此研究可以兼容大部分形狀的印章，對于一些公司的特殊業(yè)務(wù)也可以達(dá)到要求，可以充分降低人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

二、新型自動(dòng)蓋章機(jī)的研究方法和創(chuàng)新點(diǎn)

通過查閱大量與印章以及蓋章機(jī)相關(guān)的資料，對印章的文化以及現(xiàn)存的蓋章機(jī)發(fā)展歷程做了充分的了解。在蓋章機(jī)生產(chǎn)工廠中進(jìn)行生產(chǎn)測試，通過軟件進(jìn)行受力分析，優(yōu)化現(xiàn)有蓋章機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對比分析優(yōu)化結(jié)構(gòu)前后的效果和效率，對國內(nèi)自動(dòng)蓋章機(jī)行業(yè)的發(fā)展提供參考和依據(jù)。

本設(shè)計(jì)的研究方向和創(chuàng)新點(diǎn)是降低成本、易于操作，擺脫目前市面上蓋章機(jī)固有的電機(jī)模組運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，重新設(shè)計(jì)選型，選用氣動(dòng)模組的運(yùn)動(dòng)方案。

三、新型蓋章機(jī)設(shè)計(jì)方案

（一）整體架構(gòu)的設(shè)計(jì)

設(shè)備的整體造型及架構(gòu)選擇長方體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)采用設(shè)備底座尺寸與上方運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)輪廓尺寸為1：1的設(shè)計(jì)方式，底座的尺寸以A4紙張的尺寸作為參考，上方的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)輪廓尺寸以底座尺寸作為參考;設(shè)計(jì)完畢后，套上外殼，整體的造型就類似一個(gè)長方體;這樣設(shè)計(jì)目的是節(jié)省空間，方便設(shè)備的移動(dòng)和搬運(yùn)，節(jié)省運(yùn)輸成本。

具體的造型如圖1所示：

（二）運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)的選擇

目前的自動(dòng)化設(shè)備傳動(dòng)選用伺服電機(jī)較多，但是考慮到電機(jī)的啟動(dòng)和停止需要一個(gè)加減速過程，這將給重復(fù)定位精度帶來影響，且影響系統(tǒng)速度。在新型蓋章機(jī)的水平方向和垂直方向上，我選擇了步進(jìn)電機(jī)，在定位精度和低速運(yùn)動(dòng)方面，步進(jìn)電機(jī)完全滿足新型蓋章機(jī)的需求，選用步進(jìn)電機(jī)可方便地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)及定位。

（三）傳紙機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)

目前市面上的蓋章機(jī)大多采用電動(dòng)真空吸盤的方案進(jìn)行紙張的更換和傳動(dòng)，真空吸盤有真空泵式、氣流負(fù)壓式和無氣源式3種，各設(shè)備都有各自擅長的領(lǐng)域。但是真空吸盤操作時(shí)，需要的空間面積大，操作A4尺寸紙張，需要的操作面積幾乎達(dá)到了紙張尺寸的三倍;而且通過負(fù)壓準(zhǔn)確吸附紙張需要的真空覆壓吸頭數(shù)量多，無疑增加了成本，經(jīng)過實(shí)踐比較，新型蓋章機(jī)的傳紙機(jī)構(gòu)選擇了微型伺服電機(jī)配合齒輪組傳動(dòng)傳紙輪的方案，參考普通打印機(jī)內(nèi)部紙張傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，確定了新型蓋章機(jī)傳紙機(jī)構(gòu)的方案。此方案減少了操作面積，助其新型蓋章機(jī)縮小了尺寸，同樣降低了設(shè)計(jì)和制作的成本。

（四）印章夾具的設(shè)計(jì)

在印章夾具方面，可選擇的方案不多，因?yàn)橐ＷC印章本體不受到傷害，還可以保證夾持牢固，對接觸印章的材質(zhì)要求很高。新型蓋章機(jī)印章夾具設(shè)計(jì)成利用三爪卡盤式杠桿夾具配合緩沖器的方式。三爪卡盤夾持力穩(wěn)定可調(diào)，它有一項(xiàng)非常重要的優(yōu)點(diǎn)就是它可以自己確定被抓件的圓心，不用人為定心，使用方便。在固定印章這類圓柱類零件時(shí)，三爪卡盤的自定心的優(yōu)勢明顯。

四、結(jié)語

通過查閱資料，構(gòu)思方案以及實(shí)踐生產(chǎn)，此設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了機(jī)械實(shí)體的加工和組裝。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測試，新型蓋章機(jī)可以完成既定工作任務(wù)，而且在制造成本方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于目前市場上的蓋章機(jī)設(shè)備。它結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，對高速傳動(dòng)的紙張可以做到快速、準(zhǔn)確的蓋章，能處理多種尺寸的紙張，蓋章的精度可以達(dá)到±5mm，蓋章的速度達(dá)到40張/分鐘以上。由于印章夾具的高適配性，此研究可以兼容大部分形狀的印章，充分降低人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。但是本設(shè)計(jì)在細(xì)節(jié)方面還存在不足，比如在印章的緩沖問題上和傳紙的流暢度上可存在著缺陷，之后我會(huì)繼續(xù)深入研究，進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，爭取找到更好的設(shè)計(jì)和解決方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] 谷鳳民，牛軍科.自動(dòng)蓋章機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].市場周刊（新物流）.2014：1671-7244.

[2] 薛梅，王皚.小型自動(dòng)蓋章機(jī)的設(shè)計(jì)[J].市場周刊.2016：1002-6673.

[3] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)師（上下冊）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013：660-1250.

[4] 于光瑜，秦惠民.材料力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2013：170-380.

[5] 孫桓，陳作模.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2000：89-132.