CN112207562A - 一种装配预灌封注射器的装置及其方法 - Google Patents

Abstract

一种装配预灌封注射器的装置，包括输送器，设置有输送工位，装载针筒和推杆，沿输送路径运动，针筒转动机构，设置于输送路径，用于转动针筒，直至推杆的螺纹完整旋入针筒的胶塞；限旋机构，包括压件，所述压件设置于所述输送路径，当输送工位通过针筒转动机构时，持续压住推杆的上部，限制推杆向上运动，卡件，设置于输送工位内，所述卡件包括两个固定卡臂，伸出时卡住输送工位内的推杆的上部，限制推杆绕轴向转动，不限制其沿垂直方向运动。可以高效并且快速的使胶塞与螺纹旋合，推杆在针筒旋转过程中，全程被限制转动，但是不限制垂直方向向下运动，保障了推杆流畅的旋入胶塞，并且卡件方式相比全程受控的方式，简单方便，易于维护，并且容易更换适用于不同标准的针筒。

Description

一种装配预灌封注射器的装置及其方法

技术领域

本发明涉及注射器装配技术领域，具体涉及装配预灌封注射器的装置及其方法。

背景技术

随着生物医药技术的发展以及医疗人员对药品的使用方便性、可靠性、及安全性的要求日增，预灌封注射器的使用在全球范围都呈现快速增加的趋势，针对预灌封注射器的装配及包装的设备需求也随之增加。

预灌封注射器的基本结构如图所示，主要部件包括了针筒(用以装载药液)，胶塞(用以密封药液)，推杆(用以驱动药液注射)，在胶塞的上端面注有螺纹孔，推杆下端则设置有螺纹，与胶塞的螺纹孔配合。生产流程包括了：精确灌装药液→封胶塞→检查→贴标签→安装推杆→包装。

因为推杆是需要拧入注射器内的胶塞中的螺纹孔内的，如果推杆拧进不足，便会造成日后在运输过程中松脱，但如果推杆拧入底部后在过拧，便可能使胶塞与针筒壁发生相对滑动，从而打破胶塞的密封性，以致影响到药品的保质期等。所以，控制到推杆刚好拧到胶塞底部而不过拧，是一个重要的技术要求，由于推杆与胶塞都很轻薄，胶塞很容易打滑串动，在拧杆过程中准确有效地控制推杆与针筒的相互转动，是一个技术难点。在安装推杆过程中，一般需要限制推杆旋转，然后转动针筒，使推杆拧入胶塞。但由于螺纹转动时推杆需要随螺纹下降，约束推杆旋转的机构会同时限制了推杆下沉，对胶塞造成向上串动，现有技术如下：-

A中国发明专利CN106584081B公开了一种预充式针管推杆精确装配机及其装配方法，其特征在于，包括转盘，所述转盘包括从上到下同轴设置的上圆板和中圆板，所述中圆板周边均匀设有多个开口向外的U形针管放置口，所述上圆板上设有多个与所述U形针管放置口相对应的推杆卡口，并且所述上圆板的外侧设有与所述转盘同轴的弧形挡块。其中，推杆置于卡口之内，弧形挡块于推杆外侧与推杆接触，利用推杆的“十”字横切面形状特征，限制了推杆的旋转。但是，由于弧形挡块与推杆之间是会发生相对摩擦的，在高速运动时便有可能磨损到推杆杆身。

B美国发明专利US2012/0000046A1公开了一种注射器装配装置，其使用抓臂将推杆夹持置入针筒内后，抓臂松开但不完全放开，使推杆可以垂直落下，利用推杆杆身的“十”字横切面形状，抓臂松开后其夹缝只要不大于杆身横切面的最大宽度，推杆便不能转动，从而达到限制推杆旋转但不限制推杆下降的效果，这个方法的机构十分复制，每个抓臂需要在三个工作位置之间转换，即：完全放开，完全夹紧，及半松开以只作限旋等。同时，抓臂在半松开位置时其夹缝的宽度是需要精确控制的，以达到所需的限选效果，但由于抓臂的夹缝宽度本身便是可变的，准确控制其精度也就进一步提高了总体的复杂性及造价。

发明内容

本发明的发明目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种生产效率高、精确度高的装配预灌封注射器的方法。

本发明的另一发明目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种生产效率高、精确度高的装配预灌封注射器的装置。

本发明技术方案如下：

一种装配预灌封注射器的装置，包括

输送器，设置有输送工位，装载针筒和推杆，沿输送路径运动，

针筒转动机构，设置于输送路径，用于转动针筒，直至推杆的螺纹完整旋入针筒的胶塞；

限旋机构，包括压件，所述压件设置于所述输送路径，当输送工位通过针筒转动机构时，持续压住推杆的上部，限制推杆向上运动，

卡件，设置于输送工位内，所述卡件包括两个固定卡臂，伸出时卡住输送工位内的推杆的上部，限制推杆绕轴向转动，不限制其沿垂直方向运动；

其中，所述两个固定卡臂的前端为开口部，两个固定卡臂之间的距离大于推杆的杆部的最小宽度，且小于推杆的杆部的最大宽度。

其中，所述两个固定卡臂设置为长臂和短臂，长臂的前端部超出短臂的前端部，当固定卡臂伸出时，所述长臂的端部先接触到推杆的杆部。

其中，所述卡件还包括连接件，连接件与两个所述固定卡臂的末端连接，驱动机构驱动连接件和固定卡臂往复移动。

其中，所述驱动机构驱动固定卡臂在输送工位内沿直线运动，两个固定卡臂沿连接件的运动方向平行布置。

其中，所述驱动机构驱动固定卡臂在输送工位内沿一个圆弧运动，两个固定卡臂沿连接件的运动方向平行布置。

其中，所述输送器设置为回转式输送带，所述输送工位绕回转式输送带等距排布。

其中，所述回转式输送带的输送路径上依次设置有针筒装载机构、推杆装载机构、预压机构、针筒旋转机构、检测机构和导料通道。

其中，所述每个输送工位内均设置有卡件。

一种装配预灌封注射器的方法，包括以下步骤：

步骤一，输送器驱动输送工位沿输送路径运动，向每个输送工位内载入针筒和推杆，

步骤二，驱动输送工位内的针筒转动，直至推杆的前端部的螺纹完整旋入针筒内的胶塞，

步骤三，驱动输送工位内的针筒转动时，顶压针筒内的推杆，使推杆的螺纹与针筒的胶塞保持咬合状态，并且输送工位内的固定卡臂夹持推杆，限制推杆不能绕轴转动，不限制其沿垂直方向向下运动，直至针筒转动完成，

步骤四，输出旋合后的推杆和针筒。

其中，所述输送路径设置有装载工作段、针筒旋转工作段和出料工作段，装载工作段装载针筒和推杆，运动至针筒旋转工作段，经过推杆限旋和针筒旋转工序，运动至出料工作段，成品检测和出料。

其中，所述步骤四中，对离开针筒旋转工作段的输送工位内的推杆和针筒取像，识别图像，判断针筒的胶塞的深度和针筒内推杆的深度，当针筒的胶塞的深度大于或小于预设深度时，剔除该针筒，当推杆的深度大于或小于预设深度时，剔除该针筒。

本发明有益之处在于，使用固定卡臂来限制推杆的旋转，由于两个平行的卡臂是相对固定的，在制造时很容易控制其宽度，使每个工位上的卡臂可宽度保持一致，从而可以准确有效地达到卡住推杆杆身限制其旋转，但又不会卡得太紧而限制了推杆随螺纹下沉。同时卡臂与推杆在拧杆过程中，并没有相对运动，而避免了磨损推杆杆身的情况。卡臂的入口的导引式的形状及两臂不同长度使与推杆分开先后接触，保证了卡臂卡入推杆的过程稳定。整个设计及方法所需的零件及动作也更简单，提供有效性之余，也大大降低了设备造价。

附图说明

图1是本发明的针筒和推杆的结构示意图。

图2是本发明的针筒和推杆的旋合方法的流程示意图。

图3是本发明的卡件处于第二工位时的结构示意图。

图4是本发明的卡件处于限旋工位的结构示意图。

图5是本发明的卡件沿圆弧摆动的状态示意图。

图6是本发明的卡件沿直线运动的状态示意图。

图7是本发明的卡件的工作状态结构示意图。

图8是本发明的针筒旋转机构的一种结构的结构示意图。

图9是本发明的针筒旋转机构的另一种结构的结构示意图。

附图标记如下：

1——推杆

101——螺纹、102——杆部

2——针筒

201——胶塞

3——取像机构

4——限旋组件

5——输送器

501——输送工位、502——预拧机构、503——细拧机构、504——针筒旋转机构、

5021——预拧摩擦块、5022——预拧差速摩擦带、5031——细拧摩擦块、5032——细拧差速摩擦带、

6——上料机构6

601——推杆上料机构6、602——针筒上料机构6

701——出料机构、702——成品检测机构；

8——卡件

801——固定卡臂、802——连接件、803——长臂、804——短臂。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进列进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参见图3～图7，一种装配预灌封注射器的装置，包括

输送器5，设置有输送工位501，装载针筒2和推杆1，沿输送路径运动，

针筒转动机构504，设置于输送路径，用于转动针筒2，直至推杆1的螺纹101完整旋入针筒2的胶塞201；

限旋机构，包括压件，所述压件设置于所述输送路径，当输送工位501通过针筒转动机构504时，持续压住推杆1的顶部，限制推杆1向上运动，

卡件8，设置于输送工位501内，所述卡件8包括两个固定卡臂801，伸出时卡住输送工位501内的推杆1的杆部102，限制推杆1绕轴向转动，不限制其沿垂直方向运动；

推杆1掉落进入针筒2内，使用针筒转动机构504对针筒2进行转动，实现推杆1与针筒2的旋合，本发明使用顶部持续稳定压力的压件解决了推杆1在拧杆过程中向上运动的问题，使用卡件8夹住推杆1的杆部102，限制其旋转，操作极为便利，极大的提高了装配的稳定性，也提高了效率。

并且固定卡臂801运动直接夹在推杆1的杆部102的外侧，不需额外动作，工序少。

并且卡件8设置于输送工位501内，对于输送工位501设置，输送工位501在经过针筒转动机构504时，无需停止运转，这是由于传统的夹持机构都是外设于输送器5，在经过针筒转动机构504时，需要停止输送工位501运转，转动完成后，才能进行工作，效率低下。

使用卡件8可以便捷的对推杆1进行约束，然后对针筒2进行旋转，可以高效并且快速的使胶塞201与螺纹101旋合，推杆1在针筒2旋转过程中，全程被限制转动，但是不限制垂直方向向下运动，保障了推杆1流畅的旋入胶塞201，并且卡件8方式相比全程受控的方式，简单方便，易于维护，并且容易更换适用于不同标准的针筒2。

所述两个固定卡臂801的前端为开口部，两个固定卡臂801之间的距离大于推杆1的杆部102的最小宽度，且小于推杆1的杆部102的最大宽度。

所述两个固定卡臂801设置为长臂803和短臂804，长臂803的前端部超出短臂804的前端部，当固定卡臂801伸出时，所述长臂803的端部先接触到推杆1的杆部102。

才有上述设计可以方便的将固定卡臂801夹在推杆1的杆部102，杆部102位十字形槽，当长臂803先接触推杆1的杆部102时，使其旋转进入长臂803与短臂804之间，被夹住，进行限旋，有效消除了由于推杆1在输送工位501内的位置差异，导致无法精确夹的问题，工作效率高。

所述卡件8还包括连接件802，连接件802与两个所述固定卡臂801的末端连接，驱动机构驱动连接件802和固定卡臂801往复移动。

所述驱动机构驱动固定卡臂801在输送工位501内沿直线运动，两个固定卡臂801沿连接件802的运动方向平行布置。

卡件8在限旋工位及第二工位沿直线往复运动，通过固定卡臂卡住推杆1的杆部，卡件8伸出，固定卡臂卡住推杆1的杆部的两侧，卡件8缩回，固定卡臂脱离推杆1的杆部。

所述驱动机构驱动固定卡臂801在输送工位501内沿一个圆弧运动，两个固定卡臂801沿连接件802的运动方向平行布置。

卡件8在限旋工位及第二工位沿一圆弧往复运动，通过固定卡臂801卡住推杆1的杆部，卡件8伸出，固定卡臂801卡住推杆1的杆部102的前后两侧，卡件8缩回，固定卡臂801脱离推杆1的杆部102。

所述输送器5设置为回转式输送带，所述输送工位501绕回转式输送带等距排布。

所述回转式输送带的输送路径上依次设置有针筒装载机构602、推杆装载机构601、压件、针筒旋转机构504、检测机构和导料通道。

通过对旋合后的针筒2进行取像检测，提高了合格率，保障了产线良品率的稳定性，也避免产品破损带来的药剂污染问题。

包括上料机构6，上料机构6向输送器5的输送工位501内载入针筒2和推杆1，每个输送工位501装载一套针筒2和推杆1，输送工位501一次经过预拧、取像计算、细拧完成推杆1与针筒2的旋合。

上料机构6包括推杆上料机构601和针筒上料机构602，推杆上料机构601输送推杆1，针筒上料机构602向输送器5的输送工位501内载入针筒2，推杆上料机构601向针筒2内载入推杆1。

所述输送路径为环形设置，输送工位501往复运动。

利用环形设置的输送路径，可以大大提高输送工位501的利用，减少设备体积，方便产线布置。环形设置的输送路径还可以设计为转盘式输送器，所述上料机构6、预拧机构502、取像机构3、细拧机构503、成品检测机构702、出料机构701沿转盘圆周设置。

还包括出料机构701和成品检测机构702，所述成品检测机构702设置于所述细拧机构503之后，检测输送工位501内旋合完毕的针筒2和推杆1，所述出料机构701包括出料盘，设置于产品检测机构之后，与所述输送器5连接，接收输送工位501内检测合格的针筒2和推杆1。

所述成品检测机构702包括成品取像组件和剔除组件，所述成品取像组件对输送工位501内的旋合完毕的推杆1和针筒2取像，识别图像，判断针筒2的胶塞201的深度和针筒2内推杆1的深度，当针筒2的胶塞201的深度大于或少于预设深度时，剔除该针筒2，所述剔除组件包括设置于输送工位501的顶出机构和剔除盘，所述输送工位501内的顶出机构顶出针筒2至剔除盘。

实施例二

如图8、图9所示，所述针筒旋转机构504包括，

预拧机构502，设置于输送工位501的输送路径，驱动针筒2预设的固定圈数转动；

取像机构3，对预拧后的针筒2的胶塞201与推杆1的螺纹101的进行取像，

中央控制器，识别取像机构3获得的图像，得到推杆1的螺纹101与进入针筒2的胶塞201的相对位置，计算得到推杆1的螺纹101达到目标深度需要转动针筒2的剩余圈数；

细拧机构503，驱动针筒2转动计算得到的剩余圈数。

本发明的中央控制器有图像识别算法，如图2所示，识别图像后，可以精确获得推杆1的螺纹101与针筒2的胶塞201的相对位置，这个相对位置可以采集推杆1的螺纹101深入针筒2的胶塞201的高度，或者采集推杆1的螺纹101外露于针筒2的胶塞201的高度。

预拧机构502驱动针筒2转动设定的固定圈数，消除了不同的输送工位501内的推杆1与针筒2咬合时的误差，经过预拧机构502后，针筒2和推杆1均为咬合状态，且咬合的状态稳定。

预拧机构502使用多种方式实现推杆1与针筒2的咬合，存在两种方式：

1.预拧机构502包括预拧摩擦块5021，输送器5的输送工位501移动至预拧摩擦块5021时，针筒2的外壁与预拧摩擦块5021的表面接触，驱动针筒2转动。

预拧摩擦块5021设置于固定或者驱动式两种，设置于输送工位501的输送路径上，当输送工位501经过时，其内的针筒2的外壁与预拧摩擦块5021接触，受力旋转，预拧摩擦块5021的长度设置的使针筒2转动设定的固定圈数。

由于输送工位501高速运动，预拧摩擦块5021很容易磨损，导致接触间隙变大，针筒2的转动圈数出现误差，还有就是不同规格的针筒2运动时，预拧摩擦块5021不容易设置，还可以将预拧摩擦块5021设置成驱动式，即由一个驱动杆驱动预拧摩擦块5021位移，预拧摩擦块5021具有两个工作位，第一工作位为接触工位，当预拧摩擦块5021处于接触工位时，设置于输送路径上，对经过预拧摩擦块5021的针筒2进行旋转，第二工位为缩回工位，即离开输送路径，本方案可以采用气缸和驱动杆的方式运动，也可以采用电极和输出轴的方式驱动，能够驱动预拧摩擦块5021在第一工位和第二工位切换的方式均可才有。

2.预拧机构502包括预拧差速摩擦带5022，当输送工位501进入预拧工作段时，输送工位501内的针筒2与预拧差速摩擦带5022接触，预拧差速摩擦带5022驱动针筒2转动预设的固定圈数。预拧差速摩擦带5022包括一个具有摩擦面的传输带和驱动机构，驱动机构能够驱动摩擦面输送带正转或者反转，预拧差速摩擦带5022通过控制传输带的传输方向和传输速度控制针筒2的转动。

取像机构3包括取像摄像头，取像摄像头对经过预拧机构502的输送工位501内的针筒2与推杆1进行取像。

细拧机构503设置有两种形式，细拧机构503包括细拧驱动件，细拧转动件与针筒2的外壁接触，通过细拧转动件与针筒2的外壁接触的长度驱动针筒2转动剩余圈数。

1.细拧驱动件设置为细拧摩擦块5031，驱动机构驱动细拧摩擦块5031接触或离开针筒2的外壁，控制针筒2转动剩余圈数。

2.所述细拧传动件包括细拧差速输送带5032，当输送工位501内的针筒2进入细拧工作段时，与所述细拧差速输送带5032接触，控制细拧差速输送带5032的速度驱动针筒2旋转剩余圈数。

包括推杆1限位机构，推杆1限位机构包括限旋组件4和预压组件，限旋组件4限制推杆1绕轴转动，不限制推杆1沿垂直方向运动，预压组件压住推杆1的杆部，是推杆1的螺纹101与针筒2的胶塞201在旋合过程中保持稳定接触。

限旋组件4设置为卡件，每个卡件设置于每个输送工位501内，当卡件伸出时，夹在推杆1的杆部102的两侧，限制其旋转，但是能够垂直方向移动，利用预压组件，施加向下的力，使推杆1与针筒2稳定咬合，旋合到位。

实施例3

一种使用装配预灌封注射器推杆的方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤一，输送器驱动输送工位沿输送路径运动，向每个输送工位内载入针筒和推杆，

步骤二，驱动输送工位内的针筒转动，直至推杆的前端部的螺纹完整旋入针筒内的胶塞，

步骤三，驱动输送工位内的针筒转动时，顶压针筒内的推杆，使推杆的螺纹与针筒的胶塞保持咬合状态，并且输送工位内的固定卡臂夹持推杆，限制推杆不能绕轴转动，不限制其沿垂直方向向下运动，直至针筒转动完成，

步骤四，输出旋合后的推杆和针筒。

所述输送路径设置有装载工作段、针筒旋转工作段和出料工作段，装载工作段装载针筒和推杆，运动至针筒旋转工作段，经过推杆限旋和针筒旋转工序，运动至出料工作段，成品检测和出料。

所述步骤四中，对离开针筒旋转工作段的输送工位内的推杆和针筒取像，识别图像，判断针筒的胶塞的深度和针筒内推杆的深度，当针筒的胶塞的深度大于或小于预设深度时，剔除该针筒，当推杆的深度大于或小于预设深度时，剔除该针筒。

通过对旋合后的针筒进行取像检测，提高了合格率，保障了产线良品率的稳定性，也避免产品破损带来的药剂污染问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种装配预灌封注射器的装置，其特征在于：包括

输送器，设置有输送工位，装载针筒和推杆，沿输送路径运动，

针筒转动机构，设置于输送路径，用于转动针筒，直至推杆的螺纹完整旋入针筒的，

包括压件，所述压件设置于所述输送路径，当输送工位通过针筒转动机构时，持续压住推杆的上部，限制推杆向上运动，

限旋机构，包括卡件，设置于每个输送工位内，所述卡件包括两个固定卡臂，伸出时卡住输送工位内的推杆的上部，限制推杆绕轴向转动，不限制其沿垂直方向运动。

2.根据权利要求1所述的一种装配预灌封注射器的装置，其特征在于：所述两个固定卡臂的前端为开口部，两个固定卡臂之间的距离大于推杆的杆部的最小宽度，且小于推杆的杆部的最大宽度。

3.根据权利要求2所述的一种装配预灌封注射器的装置，其特征在于：所述两个固定卡臂设置为长臂和短臂，长臂的前端部超出短臂的前端部，当固定卡臂伸出时，所述长臂的端部先接触到推杆的杆部。

4.根据权利要求1所述的一种装配预灌封注射器的装置，其特征在于：所述卡件还包括连接件，连接件与两个所述固定卡臂的末端连接，驱动机构驱动连接件和固定卡臂往复移动。

5.根据权利要求2所述的一种装配预灌封注射器的装置，其特征在于：所述驱动机构驱动固定卡臂在输送工位内沿直线运动，两个固定卡臂沿连接件的运动方向平行布置。

6.根据权利要求2所述的一种装配预灌封注射器的装置，其特征在于：所述驱动机构驱动固定卡臂在输送工位内沿一个圆弧运动，两个固定卡臂沿连接件的运动方向平行布置。

7.根据权利要求1所述的一种装配预灌封注射器的装置，其特征在于：所述输送器设置为回转式输送带，所述输送工位绕回转式输送带等距排布。

8.根据权利要求7所述的一种装配预灌封注射器的装置，其特征在于：所述回转式输送带的输送路径上依次设置有针筒及推杆装载机构、压件、针筒旋转机构、检测机构和导料通道。

9.根据权利要求1所述的一种装配预灌封注射器的装置，其特征在于：所述输送器设置为转盘，所述输送工位绕转盘等距排布，转盘沿顺时针方向依次设置有针筒及推杆装载机构、压件、针筒旋转机构、检测机构和导料通道。

10.一种使用权利要求1至9任意一项所述的装配预灌封注射器的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，输送器驱动输送工位沿输送路径运动，向每个输送工位内载入针筒和推杆，

步骤二，驱动输送工位内的针筒转动，直至推杆的前端部的螺纹完整旋入针筒内的胶塞，

步骤三，驱动输送工位内的针筒转动时，顶压针筒内的推杆，使推杆的螺纹与针筒的胶塞保持接触，并且输送工位内的固定卡臂限制推杆，限制推杆不能绕轴转动，不限制其沿垂直方向向下运动，直至针筒转动完成，

步骤四，输出旋合后的推杆和针筒。

11.根据权利要求10所述的一种装配预灌封注射器的方法，其特征在于：所述输送路径设置有装载工作段、针筒旋转工作段和出料工作段，装载工作段装载针筒和推杆，运动至针筒旋转工作段，经过推杆限旋和针筒旋转工序，运动至出料工作段，成品检测和出料。

12.根据权利要求11所述的一种装配预灌封注射器推杆的方法，其特征在于：所述步骤四中，对离开针筒旋转工作段的输送工位内的推杆和针筒取像，识别图像，判断针筒的胶塞的深度和针筒内推杆的深度，当针筒的胶塞的深度大于或小于预设深度时，剔除该针筒，当推杆的深度大于或小于预设深度时，剔除该针筒。

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