CN103157606B - 一种水果称重分选系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种水果称重分选系统。该水果称重分选系统包括链式输送机、果杯、运行导轨、称重机构、卸料机构和控制器，所述果杯杯体的铰接端通过所述铰接轴与所述链式输送机的两条平行的链条连接且所述杯体和所述铰接轴之间具有上下活动的间隙，所述卸料机构设置在所述运行导轨的缺口处，通过将所述称重机构与所述控制器连接，所述控制器与所述卸料机构连接，实现了水果称重分选的自动控制，称重分选精度和自动化程度高，并且节约了人力成本。

Description

一种水果称重分选系统

技术领域

本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种水果称重分选系统。

背景技术

目前，为了提高水果的经济价值，在水果收获后往往有必要对其进行称重、分选和包装后再销售到市场中。例如，现有的柚子按重量分选的设备主要是以机械式重量分选设备为主，其工作原理是在柚子托盘的机械翻转装置上安放不同重量的砝码，当柚子重量达到一定重量范围时，利用杠杆原理，依靠柚子自重压动托盘翻转，实现称重分选。但是这种机械式称重分选机构存在结构复杂，称重分选精度和自动化程度较低以及人力成本较高的缺陷。

因此，针对以上不足，本发明提供了一种水果称重分选系统。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是解决现有的水果称重分选系统称重分选精度和自动化程度较低以及人力成本较高的问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水果称重分选系统，其包括链式输送机、果杯、运行导轨、称重机构、卸料机构和控制器，所述链式输送机具有两条平行的链条，所述果杯包括杯体、铰接轴以及设置在所述杯体翻转端的长果杯轴，所述杯体的铰接端通过所述铰接轴与所述链式输送机的两条平行的链条连接且所述杯体和所述铰接轴之间具有上下活动的间隙，所述运行导轨沿链式输送机链条的传输方向设置在链式输送机的机架上并位于所述果杯的侧边，所述运行导轨上等距地开设有缺口，所述杯体的翻转端通过所述长果杯轴落在所述运行导轨上，所述称重机构设置在所述链式输送机的输送始端并位于水平状态下的所述果杯的下方，所述卸料机构设置在所述运行导轨的缺口处，所述称重机构与所述控制器连接，所述控制器与所述卸料机构连接。

其中，所述链式输送机还包括主动轴、从动轴、两个主动链轮和两个从动链轮，所述主动轴安装在所述链式输送机的机架的后端，所述从动轴安装在所述链式输送机的机架的前端，电动机通过电机链轮与所述主动轴连接，所述主动轴上安装两个主动链轮，所述从动轴上安装两个从动链轮，所述主动链轮和从动链轮之间连接所述链条。

其中，所述链式输送机的两个从动链轮之间设置一复位轮，所述复位轮安装在从动轴上。

其中，还包括引导导轨，所述引导导轨设置在所述链式输送机的机架上且位于所述复位轮的侧边，所述引导导轨在同一水平面上与所述运行导轨平行。

其中，所述铰接轴的端部穿过所述链条的链板固定设置在所述链条上，所述主动链轮和从动链轮上与所述铰接轴相应位置的齿上具有凹部。

其中，所述长果杯轴设置在所述杯体的翻转端的底部，所述杯体铰接端的底部设置有短果杯轴。

其中，所述称重机构包括电子称重台和称重传感器，所述电子称重台和称重传感器连接，所述称重传感器和所述控制器连接。

其中，所述卸料机构包括支撑导轨和吸合电磁阀，所述支撑导轨与所述吸合电磁阀的铁芯连接，所述支撑导轨设置在所述运行导轨的缺口处并连接所述运行导轨的缺口端。

其中，在所述运行导轨的缺口端连接一斜板。

其中，所述控制器为可编程逻辑控制器，所述控制器设置在所述机架上。

其中，所述从动轴的末端设置一编码盘，所述编码盘的一侧设置有计数传感器，所述编码盘整圆周上设置有与所述果杯数量相同的齿，所述计数传感器与所述控制器连接。

其中，所述称重分选系统还包括卸料斗和果盘，所述卸料斗安装在机架上果杯运动路径下方，卸料斗的末端与所述果盘连接，所述果盘通过果盘支架与机架固定连接。

（三）有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：采用将所述杯体的铰接端通过所述铰接轴与所述链式输送机的两条平行的链条连接且所述杯体和所述铰接轴之间具有上下活动的间隙，在所述运行导轨上等距地开设缺口，所述卸料机构设置在所述运行导轨的缺口处，将所述称重机构与所述控制器连接，所述控制器与所述卸料机构连接，实现了水果称重分选的自动控制，称重分选精度和自动化程度高，并且节约了人力成本。

附图说明

图1是本发明实施例水果称重分选系统的俯视图；

图2是本发明实施例水果称重分选系统的工作原理图；

图3是本发明实施例水果称重分选系统果杯的连接示意图；

图4是本发明实施例水果称重分选系统复位轮的工作原理图；

图5是本发明实施例水果称重分选系统果杯的结构图；

图6是本发明实施例水果称重分选系统卸料机构的结构图；

图7是本发明实施例水果称重分选系统编码器盘的工作原理图；

图8是本发明实施例加有外壳的水果称重分选系统的立体示意图。

图中，1：机架；2：上料口；3：控制器；4：外壳；5：卸料斗；6：果盘；7：果盘支架；8：计数传感器；9：从动链轮；10：称重机构；11：果杯；12：主动轴；13：主动链轮；14：电动机；15：轴承；16：电机链轮；17：链条；18：卸料机构；19：运行导轨；20：编码盘；21：复位轮；22：从动轴；23：铰接轴；24：短果杯轴；25：长果杯轴；26：吸合电磁阀；27：支撑导轨；28：引导导轨；31：凹部；32：斜板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1、图2、图3和图8所示，本发明提供的水果称重分选系统包括链式输送机、果杯11、运行导轨19、称重机构10、卸料机构18和控制器3，所述链式输送机具有两条平行的链条17，所述果杯11包括杯体、铰接轴23以及设置在所述杯体翻转端的长果杯轴25，所述杯体的铰接端通过所述铰接轴23与所述链式输送机的两条平行的链条17连接且所述杯体和所述铰接轴23之间具有上下活动的间隙，所述运行导轨19沿链式输送机链条17的传输方向设置在链式输送机的机架1上并位于所述果杯11的侧边，所述运行导轨19上等距地开设有缺口，所述杯体的翻转端通过所述长果杯轴25落在所述运行导轨19上，所述称重机构10设置在所述链式输送机的输送始端并位于水平状态下的所述果杯11的下方，所述卸料机构18设置在所述运行导轨19的缺口处，所述称重机构10与所述控制器3连接，所述控制器3与所述卸料机构18连接。

当设置在链条17上的果杯11经过称重机构10时，由于杯体和铰接轴23之间具有上下活动的间隙，称重机构10可以支撑起果杯11，同时盛放水果的果杯11挤压称重机构10，称重机构10开始称重，并将重量信息传至控制器3，在果杯11继续运行至对应等级的运行导轨19的缺口即卸料缺口时，卸料机构18在控制器3的控制下将运行导轨19的缺口打开，长果杯轴25失去支撑，从而果杯11翻转，实现卸料，果杯11由水平盛果状态变成竖直状态，然后继续随着链条17运行。

如图1和图2所示，所述链式输送机还包括主动轴12、从动轴22、两个主动链轮13和两个从动链轮9，所述主动轴12通过轴承15安装在所述链式输送机的机架1的后端，所述从动轴22安装在所述链式输送机的机架1的前端，电动机14通过电机链轮16与所述主动轴12连接，所述主动轴12上安装两个主动链轮13，所述从动轴22上安装两个从动链轮9，所述主动链轮13和从动链轮9之间连接所述链条17。电动机14通过电机链轮16带动主动轴12转动，进而驱动主动链轮13转动，主链轮通过两条并行的链条17带动从动链轮9转动，从而实现链条17的输送功能。

进一步地，如图4所示，所述链式输送机的两个从动链轮9之间设置一复位轮21，所述复位轮21安装在从动轴22上。当竖直状态的果杯11循环运行至从动链轮9时，果杯11的长果杯轴25的一端接触复位轮21外圆并由所述复位轮21支撑，随着复位轮21的转动，长果杯轴25落在运行导轨19在从动链轮9的端头上，从而果杯11恢复水平位置向前移动，准备开始下一次盛果称重。

进一步地，为了保证果杯11准确地由竖直状态恢复至水平状态，所述称重分选系统还包括引导导轨28，所述引导导轨28设置在所述链式输送机的机架1上且位于所述复位轮21的侧边，所述引导导轨28在同一水平面上与所述运行导轨19平行。这样，长果杯轴25可以平稳地落在引导导轨28上，由于引导导轨28在同一水平面上与所述运行导轨19平行，从而果杯11的长果杯轴25可以顺利地滑至运行导轨19上，从而实现果杯11进行循环称重卸料。

进一步地，如图3和图7所示，所述铰接轴23的端部穿过所述链条17的链板固定设置在所述链条17上，所述主动链轮13和从动链轮9上与所述铰接轴23相应位置的齿上具有凹部31。这样，当果杯11经过主动链轮13或者从动链轮9时，链条17上的铰接轴23可以与所述凹部31相配合，从而方便铰接轴23顺利通过主动链轮13或者从动链轮9上，避免铰接轴23被主动链轮13和从动链轮9上的齿顶起而影响链轮的正常运转。

如图5所示，优选地，所述长果杯轴25设置在所述杯体的翻转端的底部，所述杯体铰接端的底部设置有短果杯轴24。这样，一方面所述长果杯轴25和所述短果杯轴24组成称重平面，使得称重更灵敏和平稳；另一方面，当果杯经过从动轮由竖直状态恢复至水平状态的过程中，短果杯轴24可以平稳地落在引导导轨上，由于引导导轨28在同一水平面上与所述运行导轨19平行，在果杯继续前行中，从而使果杯11的长果杯轴可以顺利地滑至运行导轨19上，从而实现果杯11进行循环称重卸料。

进一步地，所述称重机构10包括电子称重台和称重传感器，所述电子称重台和称重传感器连接，所述称重传感器和所述控制器3连接。这样，果杯11在电子称重台上称重后，重量信息通过称重传感器传至控制器3。

如图6所示，所述卸料机构18包括支撑导轨27和吸合电磁阀26，所述支撑导轨27与所述吸合电磁阀26的铁芯连接，所述支撑导轨27设置在所述运行导轨19的缺口处并连接所述运行导轨19的缺口端。当所述果杯11不是在该对应等级的缺口处卸料时，所述支撑导轨27用于使所述果杯11顺利通过该缺口；当所述果杯11在该等级的缺口处卸料时，所述吸合电磁阀26工作，将所述支撑导轨27吸离所述运行导轨19的缺口处，所述果杯11因长果杯轴25失去支撑而以所述铰接轴23为铰链翻转，进而实现卸料。

优选地，在所述运行导轨19的缺口端连接一斜板32。当所述果杯11在该等级的缺口处卸料时，所述长果杯轴25可以通过该斜板32逐渐滑落，避免了果杯11突然翻转，从而摔坏水果。

所述控制器3为可编程逻辑控制器即PLC，所述控制器3设置在所述机架1上。

如图7所示，所述从动轴22的末端设置一编码盘20，所述编码盘20的一侧设置有计数传感器8，所述编码盘20整圆周上设置有与所述果杯11数量相同的齿，所述计数传感器8与所述控制器3连接。由于编码盘20整圆周上分布的齿的数量与通过从动链轮9的果杯11数量一致，每一个齿与一个果杯11相对应，当编码盘20的每一个齿接近计数传感器8时发出脉冲信号，计数传感器8将该信号传递给控制器3，控制器3即通过称重机构10对相应的果杯11称重，从而提高了称重的可控性。

如图8所示，所述称重分选系统还包括卸料斗5和果盘6，卸料斗5安装在机架1上果杯11运动路径下方，卸料斗5的末端与果盘6连接，所述果盘6通过果盘支架7与机架1固定连接。果杯11中的水果经过卸料机构18的工作实现分选卸料后通过相应的卸料斗5进入到相应等级的果盘6中。本发明的称重分选系统还可以设置一外壳4，外壳4上具有一上料口2。

本发明的工作原理如下：

本发明的称重分选系统在称重分选前通过控制器3上的触摸式面板设置分级的等级数以及各等级的重量范围，启动电动机14带动主动轴12转动，从而带动主动链轮13驱动链条17运动，进而带动果杯11循环运动，周期地经过电子称重台及卸料机构18。

当果杯11经过从动链轮9和复位轮21时，从竖直释放状态变成水平盛果状态，同时由上料装置将水果例如柚子逐一置于果杯11上，每个果杯11可放置一个柚子。

当果杯11经过电子称重台时，开始称重，同时控制器3得到相应柚子的重量信息，并记录该果杯11的位置，在果杯11继续往前移动过程中由控制器3根据计数传感器8的信息实时跟踪果杯11的位置。

按照称重计算所得的重量等级信息，当果杯11运动到对应等级的卸料缺口时，控制器3发出的控制信号，驱动卸料机构18动作，运行导轨19间隙缺口打开，果杯11沿缺口处的斜板32滑下，发生翻转，由原来盛果的水平状态变成卸料的竖直状态，柚子通过相应的卸料斗5落入该级别果盘6，完成分选。

果杯11水平移动时，分别通过铰接轴23和长果杯轴25由链条17和运行导轨19支撑；果杯11在称重过程中，杯体底部的短果杯轴24和长果杯轴25与电子称重台接触；果杯11卸料时，长果杯轴25失去支撑，果杯11杯体绕着铰接轴23翻转，由水平状态变成竖直状态。

本发明中果杯11称重卸料的过程由PLC控制，所述各个分级卸料缺口和电子称重台的位置关系如式1所示：

L_n＝L₀+(n-1)md （n=1,2,3,4……;m=1,2,3,4……）  式1

式中，L_n表示第n级卸料缺口到电子称重台的距离；

L₀表示第一级卸料缺口到电子称重台的距离；

d表示相邻果杯11的距离，md表示每一级卸料缺口距离第一级卸料缺口的长度，即每一级卸料缺口的长度应为相邻果杯11距离的整数倍。

本发明的水果称重分选系统特别适用于柚子、橙子、橘子、苹果、梨等水果收获后的称重分选。

综上所述，本发明提供的水果称重分选系统通过特殊的方式将果杯11设置在链式输送机上，将所述称重机构10与所述可编程逻辑控制器3连接，所述可编程逻辑控制器3与所述卸料机构18连接，实现了水果称重分选的自动控制，称重分选精度和自动化程度高，并且节约了人力成本；通过在所述链式输送机的两个从动链轮9之间设置一复位轮21，使得所述果杯11顺利平稳地有竖直状态恢复成水平状态，方便了果杯11循环运转，提高了系统的运转效率；通过将支撑导轨27设置在运行导轨19的缺口处并且与所述吸合电磁阀26连接，使得果杯11的翻转卸料方式简单可靠；通过在从动轴22的末端设置一编码盘20并在编码盘20的一侧设置计数传感器8，提高了称重的可控性；通过可编程逻辑控制器3，可以实现称重分选精度的可调。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种水果称重分选系统，其特征在于：其包括链式输送机、果杯(11)、运行导轨(19)、称重机构(10)、卸料机构(18)和控制器(3)，所述链式输送机具有两条平行的链条(17)，所述果杯(11)包括杯体、铰接轴(23)以及设置在所述杯体翻转端的长果杯轴(25)，所述杯体的铰接端通过所述铰接轴(23)与所述链式输送机的两条平行的链条(17)连接且所述杯体和所述铰接轴(23)之间具有上下活动的间隙，所述运行导轨(19)沿链式输送机链条(17)的传输方向设置在链式输送机的机架(1)上并位于所述果杯(11)的侧边，所述运行导轨(19)上等距地开设有缺口，所述杯体的翻转端通过所述长果杯轴(25)落在所述运行导轨(19)上，所述称重机构(10)设置在所述链式输送机的输送始端并位于水平状态下的所述果杯(11)的下方，所述卸料机构(18)设置在所述运行导轨(19)的缺口处，所述称重机构(10)与所述控制器(3)连接，所述控制器(3)与所述卸料机构(18)连接；

所述链式输送机还包括主动轴(12)、从动轴(22)、两个主动链轮(13)和两个从动链轮(9)，所述主动轴(12)安装在所述链式输送机的机架(1)的后端，所述从动轴(22)安装在所述链式输送机的机架(1)的前端，电动机(14)通过电机链轮(16)与所述主动轴(12)连接，所述主动轴(12)上安装两个主动链轮(13)，所述从动轴(22)上安装两个从动链轮(9)，所述主动链轮(13)和从动链轮(9)之间连接所述链条(17)；

所述链式输送机的两个从动链轮(9)之间设置一复位轮(21)，所述复位轮(21)安装在从动轴(22)上；

还包括引导导轨(28)，所述引导导轨(28)设置在所述链式输送机的机架(1)上且位于所述复位轮(21)的侧边，所述引导导轨(28)在同一水平面上与所述运行导轨(19)平行；

所述长果杯轴(25)设置在所述杯体的翻转端的底部，所述杯体铰接端的底部设置有短果杯轴(24)。

2.根据权利要求1所述的水果称重分选系统，其特征在于：所述铰接轴(23)的端部穿过所述链条(17)的链板固定设置在所述链条(17)上，所述主动链轮(13)和从动链轮(9)上与所述铰接轴(23)相应位置的齿上具有凹部(31)。

3.根据权利要求1所述的水果称重分选系统，其特征在于：所述称重机构(10)包括电子称重台和称重传感器，所述电子称重台和称重传感器连接，所述称重传感器和所述控制器(3)连接。

4.根据权利要求1所述的水果称重分选系统，其特征在于：所述卸料机构(18)包括支撑导轨(27)和吸合电磁阀(26)，所述支撑导轨(27)与所述吸合电磁阀(26)的铁芯连接，所述支撑导轨(27)设置在所述运行导轨(19)的缺口处并连接所述运行导轨(19)的缺口端。

5.根据权利要求1所述的水果称重分选系统，其特征在于：在所述运行导轨(19)的缺口端连接一斜板(32)。

6.根据权利要求1所述的水果称重分选系统，其特征在于：所述控制器(3)为可编程逻辑控制器，所述控制器(3)设置在所述机架(1)上。

7.根据权利要求2-6任一项所述的水果称重分选系统，其特征在于：所述从动轴(22)的末端设置一编码盘(20)，所述编码盘(20)的一侧设置有计数传感器(8)，所述编码盘(20)整圆周上设置有与所述果杯(11)数量相同的齿，所述计数传感器(8)与所述控制器(3)连接。

8.根据权利要求1所述的水果称重分选系统，其特征在于：所述称重分选系统还包括卸料斗(5)和果盘(6)，所述卸料斗(5)安装在机架(1)上果杯运动路径下方，所述卸料斗(5)的末端与所述果盘(6)连接，所述果盘(6)通过果盘支架(7)与所述机架(1)固定连接。