CN102907749B - 山药自动清洗、分拣生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种山药自动清洗、分拣生产线，与PLC控制系统连接，它包括设置在机架上的皮带输送机、输送装置、托载装置、粗清洗装置、综合测量装置、分拣输送装置、精清洗装置，皮带输送机与设置在输送装置上的托载装置连接，粗清洗装置、综合测量装置、分拣输送装置、精清洗装置顺序依次排列。该生产线实现了山药的批量自动分拣，完全实现了山药加工中高效自动清洗、分拣流水线作业的生产目标，降低了劳动强度，提高了自动化水平和生产效率。

Description

山药自动清洗、分拣生产线

技术领域

本发明属于农副产品清洗分拣机械，具体涉及一种山药自动清洗、分拣生产线。

背景技术

山药具有健脾益肺、固肾益精等多种功效，营养丰富，通过加工技术山药已被加工成各种的滋补食品。在山药的加工工艺中，山药清洗和分拣是山药加工的一项重要的基础性工作，现在国内的山药深加工技术多采用手工或机械清洗后再人工分拣的方式，这种方式不仅工人的劳动强度度大、工作效率低，而且自动化程度较低，不便于进行流水线批量生产。

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述问题，本发明的目的在于，提供一种山药自动清洗、分拣生产线，解决现在的分拣、清洗方式，工作效率低，不能适应自动化生产需求的问题。

本发明提供的山药自动清洗、分拣生产线，与PLC控制系统连接，它包括设置在机架上的皮带输送机、输送装置、托载装置、粗清洗装置、综合测量装置、分拣输送装置、精清洗装置，皮带输送机与设置在输送装置上的托载装置连接，粗清洗装置、综合测量装置、分拣输送装置、精清洗装置顺序依次排列。

所述输送装置包括两对主动链轮、一对链条、导轨，所述一对链条分别与两对主动链轮啮合构成两条链式输送链，两条输送链对称设置，且相对应的主动链轮通过轴连接，所述导轨固定设置在一条输送链的外侧，与山药托载装置配合。所述输送装置的导轨包括水平导轨、掉落挡板、复位导轨，所述水平导轨与掉落挡板交替无缝连接，掉落挡板与分拣输送装置相对应，在对应掉落挡板的下方设有复位导轨，所述复位导轨一端与水平导轨连接，另一端斜向向下伸展，且与输送链输送方向的夹角为120°-125°，宽度与水平导轨一致。

所述托载装置包括若干托架、若干托架支座，所述托架支座为成对设置，固定在对称设置的链条的链节上，托架两端分别与对称设置的托架支座铰接连接。所述托载装置的若干托架均包括托架主轴、托架柄、托架滚轮、若干支撑杆，所述托架柄的末端设有托架滚轮，始端与托架主轴一端固定连接，托架主轴与托架柄构成“L”型结构，所述托架滚轮与山药输送装置的水平导轨、复位导轨配合；若干支撑杆固定设置在托架主轴上，托架主轴两端与对称设置的托架支座铰接连接。所述托载装置的若干支撑杆是两端圆弧的“V”型结构，“V”型支撑杆的一端固定设置在托架主轴上，另一端与托架主轴在同一水平线上，“V”型支撑杆的开口朝上。

所述粗清洗装置设置在综合测量装置前面，粗清洗装置包括喷淋头和鼓风机，所述喷淋头、鼓风机均设置在机架上，与托载装置的托架配合，喷淋头通过水管与储水装置连接，鼓风机通过电线与电源连接。

所述综合测量装置包括称重传感器、光电传感器组，所述称重传感器固定在机架上，与通过水平导轨上的托架滚轮配合，称重传感器上平面与水平导轨上平面平齐；所述光电传感器组包括若干个并列排列的光电传感器，光电传感器均固定在机架上，设置在托架的下方。

所述分拣输送装置包括分拣输送带、掉落开关，所述分拣输送带设置在山药输送装置的掉落挡板的正下方，所述掉落开关固定设置在机架上，掉落开关的控制条与山药输送装置的掉落挡板固定连接。

所述精清洗装置包括自动清洗机，所述自动清洗机设置在分拣输送装置的分拣输送带上，自动清洗机是毛刷式自动清洗机。

本发明提供的山药自动清洗、分拣生产线，其有益效果在于，通过链式输送线上高压喷淋头的粗清洗和分拣输送带上自动清洗机的精清洗处理，实现了山药的高效自动清洗；通过链式输送链上称重传感器、光电传感器组检测得到每根山药的规格参数，再根据控制系统所设定的分拣策略对流水线上每一个山药施行特定的分拣，并通过控制生产线上的开关装置控制山药的分类、分流，实现了山药的批量自动分拣；通过将自动清洗和自动分拣有机结合组成一条生产线，完全实现了山药加工中高效自动清洗、分拣流水线作业的生产目标，降低了劳动强度，提高了自动化水平和生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是图1中的A向结构示意图。

图中标注：

1.主动链轮；2.链条；3.托架支座；4.托架柄；5.托架滚轮；6.支撑杆；7.水平导轨；8.喷淋头；9.鼓风机；10.称重传感器；11.光电传感器；12.掉落挡板；13.复位导轨；14.分拣输送带；15.掉落开关；16.自动清洗机；17.皮带输送机；18.山药；19.控制条；20.托架主轴。

具体实施方式

下面参照附图，结合实施例，对本发明提供的山药自动清洗、分拣生产线，进行详细的说明。

实施例

参照图1-图2，本实施例的山药自动清洗、分拣生产线，与PLC控制系统连接，它包括设置在机架上的皮带输送机17、输送装置、托载装置、粗清洗装置、综合测量装置、分拣输送装置、精清洗装置，皮带输送机17与设置在输送装置上的托载装置连接，粗清洗装置、综合测量装置、分拣输送装置、精清洗装置顺序依次排列。

所述输送装置包括两对主动链轮1、一对链条2、导轨，所述一对链条2分别与两对主动链轮1啮合构成两条链式输送链，两条输送链对称设置，且相对应的主动链轮1通过轴连接，所述导轨固定设置在一条输送链的外侧，与山药托载装置配合。所述输送装置的导轨包括水平导轨7、掉落挡板12、复位导轨13，所述水平导轨7与掉落挡板12交替无缝连接，掉落挡板12与分拣输送装置相对应，在对应掉落挡板12的下方设有复位导轨13，所述复位导轨13一端与水平导轨7连接，另一端斜向向下伸展，且与输送链输送方向的夹角为120°-125°，宽度与水平导轨7一致。

所述托载装置包括若干托架、若干托架支座3，所述托架支座3为成对设置，固定在对称设置的链条2的链节上，托架两端分别与对称设置的托架支座3铰接连接。所述托载装置的若干托架均包括托架主轴20、托架柄4、托架滚轮5、若干支撑杆6，所述托架柄4的末端设有托架滚轮5，始端与托架主轴20一端固定连接，托架主轴20与托架柄4构成“L”型结构，所述托架滚轮5与山药输送装置的水平导轨7、复位导轨13配合；若干支撑杆6固定设置在托架主轴20上，托架主轴20两端与对称设置的托架支座3铰接连接。所述托载装置的若干支撑杆6是两端圆弧的“V”型结构，“V”型支撑杆6的一端固定设置在托架主轴20上，另一端与托架主轴20在同一水平线上，“V”型支撑杆6的开口朝上。

所述粗清洗装置设置在综合测量装置前面，粗清洗装置包括喷淋头8和鼓风机9，所述喷淋头8、鼓风机9均设置在机架上，与托载装置的托架配合，喷淋头8通过水管与储水装置连接，鼓风机9通过电线与电源连接。

所述综合测量装置包括称重传感器10、光电传感器组，所述称重传感器10固定在机架上，与通过水平导轨7上的托架滚轮5配合，称重传感器10上平面与水平导轨7上平面平齐；所述光电传感器组包括若干个并列排列的光电传感器11，光电传感器11均固定在机架上，设置在托架的下方。

所述分拣输送装置包括分拣输送带14、掉落开关15，所述分拣输送带14设置在山药输送装置的掉落挡板12的正下方，所述掉落开关15固定设置在机架上，掉落开关15的控制条19与山药输送装置的掉落挡板12固定连接。

所述精清洗装置包括自动清洗机16，所述自动清洗机16设置在分拣输送装置的分拣输送带14上，自动清洗机16是毛刷式自动清洗机。

该流水线的工作流程为：山药摆放→山药输送→粗清洗→吹干→综合测量→实时决策→分拣输送→自动精清洗→后续处理。

山药摆放：将山药18由皮带输送机17人工转移、摆放在托架上，一个托架摆放一根山药18，此工序是该生产线用时最长的环节，直接决定了生产线的节拍。此环节中，形状不规则的不适合自动清洗的山药18会被转移到人工清洗流水线上。

山药输送：山药的输送是由两对主动链轮1和两条链条2组成的链式输送线，输送线设有托架，托架是输送山药18的载体，它通过一对焊接在链条2上的托架支座3与链条2相连接，使山药18随链条2一起运动；托架主轴20和托架柄4焊接在一起组成“L”型结构，托架主轴20与托架支座3铰接在一起形成转动副，即托架可以以托架主轴20为轴线自由旋转。由于托架柄4末端安装的托架滚轮5在水平导轨7上滚动，所以，这种情况下托架会在山药18重力和托架滚轮5的双重作用下保持水平，即山药18不会掉落。链式输送线带动托架使山药18向前输送。

粗清洗：该生产线的第一个自动处理工序。经过喷淋头8喷出的高压水雾的冲洗后，山药18表面的大部分泥土被带走。此环节产生的带泥土的污水会通过管道流入特定的污水处理系统，经过处理后循环使用，最大限度节约水资源。

吹干：经过粗清洗后的山药表面会残留一部分夹杂少量泥土的污水，为防止其在后续环节滴下污染设备，这里特设置了鼓风机9，将污水吹离山药表面，最大限度保证后续处理环节的洁净。

综合测量：该生产线自动分拣环节的基础处理工序。该环节最主要的硬件是称重传感器10和光电传感器11，分别完成山药18的实时重量检测和长度检测工作。重量检测的方法是利用杠杆原理和称重传感器，将测得的重量以电信号形式输出到生产线的控制系统中；长度检测的方法是利用安放位置不同的一组光电传感器11将测量的数据以电信号形式输出到生产线的控制系统中，主要原理是以生产线某侧面为基准，如托架滚轮5所在的位置，第一个未被山药阻挡的光电传感器11即反映出了该山药18的长度范围，即被阻挡的光电传感器11越多，说明山药18就越长。例如光电传感器组设有7个光电传感器11，给每个光电传感器11分别标号编号，每一个光电传感器11都代表了一个长度等级，若1号-4号的光电传感器11都被阻挡了，而5号光电传感器11没有被阻挡的，那么5号光电传感器11就是第一个未被阻挡的光电传感器11，即反映出了该山药18的长度范围。

实时决策：该生产线自动分拣工作最主要的处理工序。该环节通过一套控制系统实现，主要控制方法是将每一个测量的山药赋予一个唯一的流水号，同时将测得的重量信号和长度信号换算为实际的重量值和长度值，然后将这两个数值与当前系统所设定的分拣策略进行对比，得出该山药18的分拣决策，即决定该山药18在到达哪个掉落挡板12时启动掉落开关15使其掉落到特定的分拣输送带14上，从而完成自动分拣工作。

分拣输送：每一个掉落开关15由生产线的控制系统通过PLC控制，当上一步“实时决策”所指定的山药18及其托架到达预定的掉落挡板12时，在掉落挡板12处，此处是掉落挡板12代替了水平导轨7，在掉落开关15在控制系统的控制下启动，抽出掉落挡板12时，经过此处的托架滚轮5会因失去支撑而悬空，由于山药18与托架组成的组合体的重心不在其回转轴线上，所以此时托架会旋转，从而使山药18掉落到下部的分拣输送带14上，而托架滚轮5和托架柄4会一起掉落到复位导轨13上，复位导轨13一端与水平导轨7连接，另一端斜向向下伸展，且与输送链的夹角为120°-125°，宽度与水平导轨7一致，长度比托架略大5-10cm，其作用是靠托架滚轮5带动托架柄4使翻转的托架在行进过程中由倾斜状态恢复到水平状态。山药18掉落到下方的分拣输送带14上输送到下一个处理工序。随着链条2的行进，托架滚轮5会逐渐从复位导轨13上滚动到水平导轨7上，从而由托架柄4带动托架恢复水平状态，继续行进。

自动精清洗：经过前面粗清洗环节清洗的山药18一般都达不到理想的洁净度，还需要进行更精细的清洗处理，该生产线采用的方法是在分拣输送带14上连接合适的山药自动清洗机16，一般采用毛刷式自动清洗机，对山药18进行精清洗处理，已达到合格的洁净度。

后续处理：这里的后续处理包括原品山药装箱和深加工处理。经过该生产线清洗、分拣后，每一条分拣输送带14上输出的山药18都是统一规格的，可以按照生产计划、销售策略等进行分类装箱或进一步深加工处理。

山药自动分拣设备可以通过制作专用链条将链式输送链上的托架支座3略去，即托架主轴20直接穿过链条2的销轴孔。还可以在托架支座3上部安装滚轮，并在输送链上设定相应的滑道，以防止链式输送链下部的链条因下坠而受拉过度。

山药自动清洗、分拣生产线单条线的生产能力为每小时清洗分拣1200-1500根山药，约1.5-2.5吨/小时。

Claims (9)

1.一种山药自动清洗、分拣生产线，与PLC控制系统连接，它包括设置在机架上的皮带输送机、输送装置、托载装置、粗清洗装置、综合测量装置、分拣输送装置、精清洗装置，皮带输送机与设置在输送装置上的托载装置连接，粗清洗装置、综合测量装置、分拣输送装置、精清洗装置顺序依次排列，其特征在于：所述输送装置包括两对主动链轮、一对链条、导轨，所述托载装置包括若干托架、若干托架支座，所述粗清洗装置包括喷淋头和鼓风机，所述综合测量装置包括称重传感器、光电传感器组，所述分拣输送装置包括分拣输送带、掉落开关；所述输送装置的导轨包括水平导轨、掉落挡板、复位导轨，所述水平导轨与掉落挡板交替无缝连接，掉落挡板与分拣输送装置相对应，在对应掉落挡板的下方设有复位导轨；所述托载装置的托架包括托架主轴、托架柄、托架滚轮、若干支撑杆，所述托架柄的末端设有托架滚轮，始端与托架主轴一端固定连接，托架主轴与托架柄构成“L”型结构，所述支撑杆是两端圆弧的“V”型结构，“V”型支撑杆的一端固定设置在托架主轴上，另一端与托架主轴在同一水平线上，“V”型支撑杆的开口朝上。

2.根据权利要求1所述的山药自动清洗、分拣生产线，其特征在于：所述输送装置的一对链条分别与两对主动链轮啮合构成两条链式输送链，两条输送链对称设置，且相对应的主动链轮通过轴连接，所述导轨固定设置在一条输送链的外侧，与山药托载装置配合。

3.根据权利要求1所述的山药自动清洗、分拣生产线，其特征在于：所述输送装置的复位导轨一端与水平导轨连接，另一端斜向向下伸展，且与输送链输送方向的夹角为120°-125°，宽度与水平导轨一致。

4.根据权利要求1所述的山药自动清洗、分拣生产线，其特征在于：所述托载装置的托架支座为成对设置，固定在对称设置的链条的链节上，托架两端分别与对称设置的托架支座铰接连接。

5.根据权利要求1所述的山药自动清洗、分拣生产线，其特征在于：所述托载装置的托架滚轮与山药输送装置的水平导轨、复位导轨配合；若干支撑杆固定设置在托架主轴上，托架主轴两端与对称设置的托架支座铰接连接。

6.根据权利要求1所述的山药自动清洗、分拣生产线，其特征在于：所述粗清洗装置设置在综合测量装置前面，所述喷淋头、鼓风机均设置在机架上，与托载装置的托架配合，喷淋头通过水管与储水装置连接，鼓风机通过电线与电源连接。

7.根据权利要求1所述的山药自动清洗、分拣生产线，其特征在于：所述综合测量装置的称重传感器固定在机架上，与通过水平导轨上的托架滚轮配合，称重传感器上平面与水平导轨上平面平齐；所述光电传感器组包括若干个并列排列的光电传感器，光电传感器均固定在机架上，设置在托架的下方。

8.根据权利要求1所述的山药自动清洗、分拣生产线，其特征在于：所述分拣输送带设置在山药输送装置的掉落挡板的正下方，所述掉落开关固定设置在机架上，掉落开关的控制条与山药输送装置的掉落挡板固定连接。

9.根据权利要求1所述的山药自动清洗、分拣生产线，其特征在于：所述精清洗装置包括自动清洗机，所述自动清洗机设置在分拣输送装置的分拣输送带上，自动清洗机是毛刷式自动清洗机。