一种自动开罐器

技术领域

本发明涉及机械技术领域,具体涉及一种自动开罐器。

背景技术

我国是全球最大的罐头食品生产国，罐头、饮料等商品多封装在瓶罐中，并通过瓶盖密封，常采用金属薄板、玻璃、塑料、纸板或上述某些材料的组合制成可密封的容器，内存商业的食品，经特定处理，达到商业无菌，保证商品在长时间存储过程中不会变质、污染。而如何打开罐装的食品就成为了普遍的问题，因此，为了在使用过程中能够省时省力的打开罐头，告别罐头盖拧不开的尴尬境地，开罐器应运而生。

从前的螺纹盖应用于食物和饮料容器上已有100多年了，为了提供有效的高密封压力，通常是在盖子与容器之间加有弹性密封圈。然而，各种原因使得现代的容器初次打开时比以前更为困难。为了克服这些密封、摩擦力和真空压力，瓶罐的盖子往往需要使用者使用足够的力和手工技巧去破坏密封的盖子才能松开。一旦将盖子初次松开，松开的盖子可用手很容易地移开。通过在盖子上给使用者提供额外的把手和机械杠杆装置，帮助拧松紧密盖子的瓶罐，十分麻烦。

就罐头盖开启而言，现阶段国内外已经推出多种类型开罐器。目前国内外已经设计出四种主流类型的开罐器。其一，T型钢开罐器，中心设计成齿轮结构，但仍然需要人手费力拧，容易出现拧不动现象，适用范围存在局限性；其二，U型开罐器，开罐器呈U型，在使用过程中U型弧能够将瓶盖包住，该类型由于结构简单，制作成本低，且方便携带与使用。但使用范围同样存在局限性，无法开启过大或过小的瓶盖，易出现“大瓶盖套不住，小瓶盖卡不住”现象；其三，圆盘开罐器，开罐器呈圆盘状，该类型开罐器使用虽然适用范围相对较广，但不便携带，且价格较贵，不易在普通家庭推广；其四，万用防滑开罐器由于造价高、形态大，存在携带不方便，大面积推广难等弊端。

综上可知，从整体层面来看，开盖器仍存在诸多弊端。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种自动开罐器。

本发明所采用的技术方案：一种自动开罐器，包括：

箱体，其形成有正面开口的工作腔，所述箱体上端还形成有控制腔；

升降装置，其设置在工作腔底部，包括升降平台以及驱使升降平台上下动作的升降驱动组件；

开罐动力装置，其安装在控制腔内，包括动力电机以及由中心齿轮、若干个行星齿轮、外齿圈组成的行星齿轮传动机构，所述动力电机驱动连接中心齿轮，若干行星齿轮均安装在一个行星齿轮架上；

瓶身夹持装置，其设置在工作腔内，包括第一齿轮以及两个对应设置的瓶身夹持臂，所述瓶身夹持臂上端连接有水平设置的第一齿条，并与箱体水平滑移配合，所述第一齿轮与外齿圈连接，且所述第一齿轮设置在两个第一齿条之间，并与第一齿条相啮合；

瓶盖夹持装置，其设置在工作腔内，包括转盘、第二齿轮以及两个对应设置的瓶盖夹持块，所述转盘相对箱体旋转设置，所述瓶盖夹持块上端连接有水平设置的第二齿条，并与转盘水平滑移配合，所述第二齿轮与行星齿轮架连接，且所述第二齿轮设置在两个第二齿条之间，并与第二齿条相啮合。

所述箱体的控制腔内形成有圆形框，所述外齿圈可旋转地安装在圆形框内；所述外齿圈底部形成有连接盘，所述第一齿轮上端与连接盘固定连接；所述开罐动力装置还包括中心轴，所述中心轴依次穿过中心齿轮、连接盘与第一齿轮的中心，并与行星齿轮架、第二齿轮固定连接。

所述开罐动力装置还包括直斜接齿轮，所述直斜接齿轮套设在中心轴外并与中心齿轮固定连接，所述动力电机的输出端连接有伞齿轮，所述伞齿轮与直斜接齿轮相啮合。

所述转盘套设在中心轴外，并位于第二齿轮上方，与第二齿轮轴向限位配合。

所述控制腔底部还形成有一个弧形槽，所述控制腔内对应弧形槽的一端设有开盖到位开关；所述转盘上端设有限位挡块，所述限位挡块穿过弧形槽并与开盖到位开关相对应，且所述转盘与箱体之间还设有能驱使限位挡块远离开盖到位开关的弹性件。

所述工作腔侧壁安装有用于感应罐头上升高度的限位传感器。

所述箱体底部设有4个橡胶底座。

所述瓶身夹持臂的端部与瓶盖夹持块均设有防滑橡胶。

本发明的有益效果是：1、升降装置能够实现罐头升降，瓶身夹持装置与瓶盖夹持装置自动伸缩动作，能够满足不同尺寸规格的罐头开盖，使用范围更加广泛，提高了开罐的精确度；

2、开罐动力装置巧妙地利用行星齿轮传动机构的传动特性，能够同时驱动瓶身夹持装置与瓶盖夹持装置动作，即当动力从中心齿轮输入时，可以分两路从外齿圈和行星齿轮架进行输出，也可以外齿圈保持固定，仅从行星齿轮架进行输出，也可以行星齿轮架保持固定，仅从外齿圈进行输出，只需要一个动力电机，便可实现对罐头瓶身瓶盖的夹紧动作以及自动开盖的动作，不仅结构紧凑，动作可靠，而且成本低；

3、设置限位传感器与开盖到位开关，能够配合MCU控制单元实现自动化控制，更方便操作；

4、箱体底部具有四个橡胶底座，整体更加稳固，同时利用防滑橡胶，在不损坏瓶罐的前提下，能够有效固定住瓶罐。

附图说明

图1为本发明实施例自动开罐器的结构示意图。

图2为本发明实施例自动开罐器控制腔内部的结构示意图。

图3为本发明实施例自动开罐器的剖面结构示意图。

图4为图3中A处的放大示意图。

图5为本发明实施例开罐动力装置、瓶身夹持装置、瓶盖夹持装置的结构示意图。

图6为本发明实施例行星齿轮传动机构的结构示意图。

图7-8为本发明实施例瓶身夹持装置与瓶盖夹持装置的结构示意图。

图9为本发明实施例升降驱动组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

如图所示，一种自动开罐器，包括箱体、升降装置、开罐动力装置、瓶身夹持装置、瓶盖夹持装置。

所述箱体1上形成有正面开口的工作腔11，所述箱体1上端还形成有控制腔12，所述控制腔12内设有电池8、线路板9以及开关按钮10等。所述箱体1底部具有四个橡胶底座，帮助箱体1稳固竖立，箱体两侧部分镂空，增加散热，并能提升整体美观度。

所述升降装置设置在工作腔11底部，包括升降平台21以及驱使升降平台21上下动作的升降驱动组件22，所述升降装置用于支撑罐头，并能够带动罐头上升动作。其中，工作腔11底部形成有凹陷槽，升降装置嵌设在凹陷槽内，在保证箱体稳定的同时，进一步优化布局，结构更为紧凑。所述升降驱动组件22可选方式有很多，在本实施例中，升降驱动组件的结构如图9所示，由升降电机、电机轴承、梯形螺母、梯形丝杆、连杆、槽钢等组成，所述升降电机提供上升动力，由电机轴承固定，连接梯形丝杆，梯形丝杆限定梯形螺母的移动轨迹，使升降规范有效，上升时梯形螺母往后推进，带动连杆交叉上升，并驱动槽钢垂直上升，槽钢则将升降平台平稳托起，起到升降高效安全的作用。

所述开罐动力装置安装在控制腔12内，包括动力电机31以及由中心齿轮32、3个行星齿轮33、外齿圈34组成的行星齿轮传动机构，所述动力电机31驱动连接中心齿轮32，若干行星齿轮33均安装在一个行星齿轮架35上。

其中，所述箱体1的控制腔12内形成有圆形框13，所述行星齿轮传动机构放置在圆形框13内，且外齿圈34能沿圆形框13旋转动作。所述外齿圈34底部形成有连接盘341，所述行星齿轮架35中心固定连接有中心轴36，且所述中心轴36穿过中心齿轮32与行星齿轮架35的中心设置，以保证整体同心度，保证行星齿轮传动机构的稳定运行。其中，行星齿轮架35与中心轴36之间具体可以采用销钉实现固定连接。

所述动力电机31采用直流减速电机，电压低，体积小，而且成本也更低。另外，在中心轴36外套设有一个直斜接齿轮37，所述直斜接齿轮37与中心齿轮32固定连接，所述动力电机31的输出端连接有伞齿轮38，所述伞齿轮38与直斜接齿轮37相啮合，通过伞齿轮38与直斜接齿轮37能够进一步实现减速与增加扭矩的效果，能够使得开罐动作更加平稳。

所述瓶身夹持装置设置在工作腔11内，包括第一齿轮41以及两个对应设置的瓶身夹持臂42，所述瓶身夹持臂42上端连接有水平设置的第一齿条43，并与箱体1水平滑移配合，所述第一齿轮41套设在中心轴36外，并与外齿圈34的连接盘341一体连接，且所述第一齿轮41设置在两个第一齿条43之间，并与第一齿条43相啮合。开罐动力装置动作时，外齿圈34旋转动作能够带动第一齿轮41同步旋转动作，第一齿轮41则通过与两个第一齿条43的相互啮合，带动瓶身夹持臂42相向或相反动作，实现对罐头瓶身的夹持或松开。

所述瓶盖夹持装置同样设置在工作腔11内，包括转盘51、第二齿轮52以及两个对应设置的瓶盖夹持块53，所述第二齿轮52与中心轴36固定连接，所述转盘51套设在中心轴36外，并位于第二齿轮52上方，与第二齿轮52轴向限位配合，所述瓶盖夹持块53上端连接有水平设置的第二齿条54，并与转盘51水平滑移配合，所述第二齿轮52设置在两个第二齿条54之间，并与第二齿条54相啮合。其中，第二齿轮52与中心轴36之间具体可以采用销钉、卡扣实现固定连接。开罐动力装置动作时，行星齿轮架35通过中心轴36能够带动第二齿轮52同步旋转动作，第二齿轮52则通过与两个第二齿条54的相互啮合，带动瓶盖夹持块53相向或相反动作，实现对罐头瓶盖的夹持或松开。当瓶盖夹持块53夹紧瓶盖后，随着开罐动力装置继续动作，第二齿轮52继续旋转能够带动转盘51整体旋转，从而实现开盖动作。

另外，所述瓶身夹持臂42的端部与瓶盖夹持块53均设有防滑橡胶，防滑橡胶能够很好的固定好瓶身与瓶盖，有效防止打滑，且不会损坏罐头本身。

采用上述自动开罐器开罐头时，首先将罐头放置在升降平台21，并通过升降驱动组件22驱动上升，当罐头上升到指定高度后停止，然后开罐动力装置启动，动力电机驱动行星齿轮传动机构运转，中心齿轮32旋转输入，能够带动外齿圈34与行星齿轮架35旋转输出，且外齿圈34与行星齿轮架35旋转方向相反，其中，外齿圈34带动第一齿轮41旋转，第一齿轮41与两个第一齿条43配合，带动瓶身夹持臂42相向动作，实现对罐头瓶身的夹持，行星齿轮架35则带动第二齿轮52旋转，第二齿轮52与两个第二齿条54配合，带动瓶盖夹持块53相向动作，实现对罐头瓶盖的夹持，当罐头的瓶身与瓶盖均被夹紧后，开罐动力装置的输出动力将会继续作用在第二齿轮52上，第二齿轮52则带动转盘51整体旋转，使得瓶盖与瓶身产生相对旋转，从而实现开盖动作，最后所有动作逆序恢复，复位完成后，将罐头取下便可，此时便可以轻易开启罐头。

另外，所述线路板上设有MCU控制单元，实现自动控制。

在所述工作腔11侧壁还安装有一组限位传感器7，其与线路板的MCU控制单元连接，用于感应罐头，一旦罐头上升到指定高度，限位传感器7便可以感应到并将信息发送至MCU控制单元上，MCU控制单元控制升降驱动组件22停止动作，并控制开罐动力装置动作。

所述控制腔12底部还形成有一个弧形槽14，所述控制腔12内对应弧形槽14的一端设有开盖到位开关6；所述转盘51上端设有限位挡块511，所述限位挡块511穿过弧形槽14并与开盖到位开关6相对应，且所述转盘51与箱体1之间还设有能驱使限位挡块511远离开盖到位开关6的弹性件。开盖到位开关6与线路板的MCU控制单元连接，用于感应开盖是否到位，当限位挡块511触碰开盖到位开关6时，开盖到位开关6便会发送信息至MCU控制单元上，MCU控制单元则控制开罐动力装置与升降驱动组件进行复位动作。

上述自动开罐器的自动开盖过程如下：

将罐头放置在升降平台21，并按压开关开启动作。

首先，升降电机得电启动，升降电机驱动梯形丝杆旋转，梯形丝杆带动梯形螺母往后推进，带动连杆交叉上升，并驱动槽钢垂直上升，槽钢则将升降平台平稳托起，升降平台则带动罐头上升。

当限位传感器7感应到罐头时，说明罐头已经上升至指定高度，限位传感器7发送信号至MCU控制单元，MCU控制单元发送指令使升降电机断电，升降驱动组件22停止动作。

同时MCU控制单元发送指令使动力电机得电启动，开罐动力装置开始动作。动力电机31通过直斜接齿轮37减速后驱动中心齿轮32旋转，中心齿轮32能够带动外齿圈34与行星齿轮架35旋转输出，且外齿圈34与行星齿轮架35旋转方向相反，其中，外齿圈34带动第一齿轮41旋转，第一齿轮41与两个第一齿条43配合，带动瓶身夹持臂42相向动作，实现对罐头瓶身的夹持，行星齿轮架35则带动第二齿轮52旋转，第二齿轮52与两个第二齿条54配合，带动瓶盖夹持块53相向动作，实现对罐头瓶盖的夹持，由于弹性件的作用，转盘51暂时保持固定，不会旋转动作，当罐头的瓶身与瓶盖均被夹紧后，开罐动力装置的输出动力将会继续作用在第二齿轮52上，此时，第二齿轮52则带动转盘51克服弹性力做旋转动作，使得瓶盖与瓶身产生相对旋转，从而实现开盖动作。

当转盘51上的限位挡块511触碰到开盖到位开关6时，则说明开盖已经到位，开盖到位开关6便会发送信息至MCU控制单元上，MCU控制单元则控制开罐动力装置与升降驱动组件进行复位动作，复位完成后，将罐头取下便可，此时便可以轻易开启罐头。

上述自动开罐器具有以下有益效果：

1、升降装置能够实现罐头升降，瓶身夹持装置与瓶盖夹持装置自动伸缩动作，能够满足不同尺寸规格的罐头开盖，使用范围更加广泛，提高了开罐的精确度；

2、开罐动力装置巧妙地利用行星齿轮传动机构的传动特性，能够同时驱动瓶身夹持装置与瓶盖夹持装置动作，即当动力从中心齿轮输入时，可以分两路从外齿圈和行星齿轮架进行输出，也可以外齿圈保持固定，仅从行星齿轮架进行输出，也可以行星齿轮架保持固定，仅从外齿圈进行输出，只需要一个动力电机，便可实现对罐头瓶身瓶盖的夹紧动作以及自动开盖的动作，不仅结构紧凑，动作可靠，而且成本低；

3、设置限位传感器与开盖到位开关，能够配合MCU控制单元实现自动化控制，更方便操作；

4、箱体底部具有四个橡胶底座，整体更加稳固，同时利用防滑橡胶，在不损坏瓶罐的前提下，能够有效固定住瓶罐。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述，但是本发明的发明思想并不仅限于此发明，任何运用本发明思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。