CN104028475A - 用于水果检测分级的夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水果检测分级的夹持装置，用于水果分级的夹持果梗式水果输送、旋转及卸果，属于水果加工机械技术领域。一种用于水果检测分级的夹持装置，包括水果夹持部分和水果旋转部分两部分；所述水果夹持部分包含横向夹紧机构、竖向运动机构和外壳机构；所述水果旋转部分包括旋转轴、联体轴承座、轴承Ⅱ、轴承端盖、齿轮，其中旋转轴与水果夹持部分的底板通过轴头螺母进行连接；联体轴承座用于安装轴承Ⅱ，齿轮安装在旋转轴的另一端，并通过旋转轴带动水果夹持部分转动。本发明结构合理、操作方便、可靠性高，能够适应水果的在线检测与分级，经济实用，可大大降低水果检测损伤率。

Description

用于水果检测分级的夹持装置

技术领域

本发明涉及一种水果检测分级的夹持装置，用于水果分级的夹持果梗式水果输送、旋转及卸果，可满足基于机器视觉的长梗水果在线检测与分级的需求，属于水果加工机械技术领域。

背景技术

近年来，随着图像处理技术和计算机技术的高速发展，利用机器视觉技术对水果进行自动检测和分级，已经得到了广泛应用。国外从20世纪90年代就开始研究基于计算机视觉技术的水果分级系统，到现在已有大量的实用产品，如美国的OSCARTM 型和MERLIN型高速水果分级生产线，用于苹果、橘子、桃子、梨等水果的分等定级和品质检测。国内对基于计算机视觉技术的水果分级系统的研究虽然起步比较晚，但是，也有许多学者利用机器视觉技术对苹果、柑橘、桃子等水果的品质特征的无损检测方法进行了一定研究，并作出了部分水果分级机。

然而，这类水果自动分选设备的核心部件就是水果的输送、旋转及卸果装置，它负责将水果输送到检测装置内，并将其旋转，以实现水果的全表面检测，然后根据检测结果将不同等级的水果输送到不同的卸果位置进行卸果，实现水果的分级。在整个检测分级过程当中，水果的夹持装置的性能起着决定性的作用，它除了能够精确完成相应的输送、旋转及卸果功能之外，还必须尽量避免与水果表面的直接接触或相互摩擦，以降低水果检测过程当中的机械损伤率。特别是对于那些皮薄、易损伤的小型水果，如库尔勒香梨，如果不能有效降低其损伤率，则整个分级系统将会失去其实用价值。

现有的水果检测，大都需要将水果放在托盘内使其来回翻转，或者利用水果输送持装置与水果表面之间的摩擦使水果进行翻转，极大地增加了水果在检测过程当中的机械损伤率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理、操作方便、可靠性高，能够适应水果的在线检测与分级，实现水果与装置的共同旋转，有效避免了水果表面与机械装置的相互接触，大大降低了水果检测损伤率，经济实用的用于水果检测分级的夹持装置。

本发明公开了一种用于水果检测分级的夹持装置，其特征在于包括水果夹持部分1和水果旋转部分2两部分；

其中，所述水果夹持部分1包含横向夹紧机构3、竖向运动机构4和外壳机构；

所述竖向运动机构4包含两个曲面滑块15、短销轴14、长销轴16、外轴承17，每个曲面滑块15均设有长销轴孔、短销轴孔，长销轴16穿过两个长销轴孔，使得两个曲面滑块15串接在长销轴16上，两个曲面滑块15上各安装一个短销轴14；曲面滑块15顶部细长，中部设有限位凸台35；

所述横向夹紧机构3包含夹紧轴5、弹簧6、滑块7、轴承Ⅰ8、前夹持立板29、后固定板30，其中夹紧轴5的两端分别设有滑块7、轴承Ⅰ8，所述前夹持立板29与夹紧轴5固定连接，所述弹簧6位于夹紧轴5的中部，方向与夹紧轴5垂直，前后分别与前夹持立板29、后固定板30固定连接；该横向夹紧机构3为两组，且关于竖向运动机构4对称分布；所述轴承Ⅰ8沿曲面滑块15表面往复滚动，所述滑块7沿侧板10内壁上的横向滑槽25进行往复运动，实现定位；

所述外壳机构包含侧板10、水果座11、上端盖12、前侧板13、底板19；所述侧板10，在其内壁上分别设有横向和竖向的滑槽，左右两个侧板的横向滑槽对称分布，用于限定滑块7的运动方向，左右两个侧板所设竖向滑槽对称公布，所述竖向滑槽下半部分穿透侧板10，上半部分未穿透，穿透部分用于定位长销轴16，未穿透部分用于定位短销轴14；所述竖向运动机构4的长销轴16从两侧的竖向滑槽26伸出侧板10，与外轴承17连接，竖向运动机构通过长销轴16、短销轴14沿侧板10内壁上的竖向滑槽26上下滑动，以实现机构的定位和上下往复运动；

所述上端盖12上设有矩形孔28、上端盖滑孔27，所述水果座11与上端盖12固定连接，所述水果座11整体呈圆形，在其中心处设有圆形凹槽31，圆形凹槽31上端为圆形，下端为滑孔形，下端形成水果座滑孔32，水果座滑孔32大小与上端盖滑孔27相同，水果座滑孔32两侧设有矩形凹槽33，在水果座11的内部矩形凹槽33的顶端镶有铁环34；

所述横向夹紧机构所设后固定板30与前侧板13固定连接；在弹簧6的作用下，通过滑块7在侧板10内壁上横向滑槽内的滑动，以及轴承Ⅰ8在曲面滑块15表面上的滚动，将竖向运动机构4的上下往复运动转化为本机构的横向往复运动；

所述曲面滑块15顶部细长，向上运动时，可穿过上端盖12的矩形孔28直接插入水果座11的矩形凹槽33内，与其内部的铁环34相接触；曲面滑块15的中间位置处设有限位凸台35，此限位凸台35可防止横向夹紧机构3的自动闭合；

其中所述水果旋转部分2包括：旋转轴20、联体轴承座21、轴承Ⅱ、轴承端盖23、齿轮24，其中旋转轴20与水果夹持部分1的底板19通过轴头螺母18进行连接；联体轴承座21用于安装轴承Ⅱ，齿轮24安装在旋转轴20的另一端，并通过旋转轴20带动水果夹持部分1转动。实现夹持部分的整体旋转，可有效避免水果的机械损伤。

所述前立板29上最好设有橡胶软垫9，防止损伤水果果梗。

所述的水果座11最好采用柔性材料制作，防止水果造成机械损伤。

所述的轴承Ⅱ为阻尼轴承22，可实现360°精确旋转，其旋转轴20的上端连接水果夹持部分1的底板19，下端装有齿轮24，通过齿轮传动实现了水果夹持部分1的整体旋转。

其中侧板10内壁上设有横向和竖向的滑槽，分别用于实现对横向夹紧机构3和竖向运动机构4的定位，且其端面上设有丝孔，方便连接。

本发明具有特有的结构：包括水果夹持部分和水果旋转部分两部分。第一部分，水果夹持部分包括横向夹紧机构、竖向运动机构和外壳机构，其中，竖向运动机构至少包括短销轴、曲面滑块、长销轴、外轴承，长销轴和短销轴分别安装在曲面滑块的销轴安装孔内，并且分别沿侧板内壁上的竖向滑槽上下滑动，以实现机构的定位和上下往复运动；横向夹紧机构至少包括夹紧轴、弹簧、滑块、轴承、橡胶软垫，滑块和轴承分别安装在夹紧轴的两端，弹簧安装在夹紧轴的中部，方向与夹紧轴垂直，橡胶软垫安装在夹持表面上，防止机械损伤果梗，该机构关于竖向运动机构对称分布，并且在弹簧的作用下，通过滑块在侧板内壁上横向滑槽内的滑动，以及轴承在曲面滑块表面上的滚动，将竖向运动机构的上下往复运动转化为本机构的横向往复运动；外壳机构至少包括侧板、水果座、上端盖、前侧板、底板，侧板内壁上设有横向和竖向的滑槽，分别用于实现对横向夹紧机构和竖向运动机构的定位，且其端面上设有丝孔，方便连接，水果座与上端盖之间粘合。第二部分，水果旋转部分至少包括：旋转轴、联体轴承座、阻尼轴承、轴承端盖、齿轮，其中旋转轴与水果夹持部分的底板通过轴头螺母进行连接；联体轴承座用于安装阻尼轴承，齿轮安装在旋转轴的另一端，并通过旋转轴带动水果夹持部分转动。

该发明包括果梗夹持和松开两个工作过程。其中，图5到图6为果梗夹持过程，工作时，由人手持水果并将果梗朝下插入水果座11底端的滑孔内，并且向水果座11施加压力，此时，水果座11内部的铁环将会把水果座11所受到的压力传递给与其相接触的曲面滑块15，使其克服限位凸台35处的作用力而向下运动，当限位凸台35越过两对称轴承Ⅰ8的中心连线后，轴承Ⅰ8的外圆面将会直接与曲面滑块的斜面相接触，此时，在弹簧6的压力作用下竖向运动机构4将会自动向下运动，而横向夹紧机构3实现自动夹紧；图7到图8为果梗松开过程，工作时，外力作用在竖向运动机构4的长销轴16上，使其向上运动，此时横向夹紧机构3的轴承Ⅰ8将会沿曲面滑块15的斜面滚动，并且使横向夹紧机构3逐渐分开，当曲面滑块15中间处的限位凸台35越过两对称轴承Ⅰ8的中心连线后，竖向运动机构4不再向上运动，而横向运动机构完成了分开过程。

本发明与现有的技术相比较，具有以下优点：

1、本发明最大的优点就是采用夹持果梗的方式，实现了水果的输送、旋转及卸果功能，实现了水果与装置的共同旋转，有效避免了水果表面与机械装置的接触，有效地降低了水果在检查时的损伤率。特别是对于长梗水果，如库尔勒香梨，可以满足其在线检测与分级的需求；

2、本发明机构合理，使用方便，实现了上果过程的触发式自动夹持功能，操作简单快捷，有效提高了工作效率；且可以实现任意位置时的卸果功能，易于实现水果的分级；

3、具有结构简单，操作方便，可靠性高等特点，具有很好的实用价值。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明的立体结构示意图。

图3是本发明的分解示意图。

图4是图1的内部结构示意图。

图5、图6、图7、图8是本发明夹持部分工作过程示意图。

图9为本发明水果座主视图。

图10为本发明水果座俯视图。

图11为发明水果座仰视图。

图12是发明水果座的左视图。

图13是图12的剖视图。

附图所示：1为水果夹持部分，2为水果旋转部分，3为横向夹紧机构，4为竖向运动机构，5为夹紧轴，6为弹簧，7为滑块，8为轴承Ⅰ，9为橡胶软垫，10为侧板，11为水果座，12为上端盖，13为前侧板，14为短销轴，15为曲面滑块，16为长销轴，17为外轴承，18为轴头螺母，19为底板，20为旋转轴，21为联体轴承座，22为阻尼轴承，23为轴承端盖，24为齿轮，25为横向滑槽，26为竖向滑槽，27为上端盖滑孔，28为矩形孔，29为前夹持立板，30为后固定板，31为圆形凹槽，32为水果座滑孔，33为矩形凹槽，34为铁环，35为限位凸台。

具体实施方式

实施例1：

参照图1～图13，本实施例为一种用于水果检测分级的夹持装置，包括水果夹持部分1和水果旋转部分2两部分；

其中，所述水果夹持部分1包含横向夹紧机构3、竖向运动机构4和外壳机构；

所述竖向运动机构4包含两个曲面滑块15、短销轴14、长销轴16、外轴承17，每个曲面滑块15均设有长销轴孔、短销轴孔，长销轴16穿过两个长销轴孔，使得两个曲面滑块15串接在长销轴16上，两个曲面滑块15上各安装一个短销轴14；曲面滑块15顶部细长，中部设有限位凸台35；

所述横向夹紧机构3包含夹紧轴5、弹簧6、滑块7、轴承Ⅰ8、前夹持立板29、后固定板30，其中夹紧轴5的两端分别设有滑块7、轴承Ⅰ8，所述前夹持立板29与夹紧轴5固定连接，所述弹簧6位于夹紧轴5的中部，方向与夹紧轴5垂直，前后分别与前夹持立板29、后固定板30固定连接；该横向夹紧机构3为两组，且关于竖向运动机构4对称分布；所述轴承Ⅰ8沿曲面滑块15表面往复滚动，所述滑块7沿侧板10内壁上的横向滑槽25进行往复运动，实现定位；

所述外壳机构包含侧板10、水果座11、上端盖12、前侧板13、底板19；所述侧板10，在其内壁上分别设有横向和竖向的滑槽，左右两个侧板的横向滑槽对称分布，用于限定滑块7的运动方向，左右两个侧板所设竖向滑槽对称公布，所述竖向滑槽下半部分穿透侧板10，上半部分未穿透，穿透部分用于定位长销轴16，未穿透部分用于定位短销轴14；所述竖向运动机构4的长销轴16从两侧的竖向滑槽26伸出侧板10，与外轴承17连接，竖向运动机构通过长销轴16、短销轴14沿侧板10内壁上的竖向滑槽26上下滑动，以实现机构的定位和上下往复运动；

所述上端盖12上设有矩形孔28、上端盖滑孔27，所述水果座11与上端盖12固定连接，所述水果座11整体呈圆形，在其中心处设有圆形凹槽31，圆形凹槽31上端为圆形，下端为滑孔形，下端形成水果座滑孔32，水果座滑孔32大小与上端盖滑孔27相同，水果座滑孔32两侧设有矩形凹槽33，在水果座11的内部矩形凹槽33的顶端镶有铁环34；

所述横向夹紧机构所设后固定板30与前侧板13固定连接；在弹簧6的作用下，通过滑块7在侧板10内壁上横向滑槽内的滑动，以及轴承Ⅰ8在曲面滑块15表面上的滚动，将竖向运动机构4的上下往复运动转化为本机构的横向往复运动；

所述曲面滑块15顶部细长，向上运动时，可穿过上端盖12的矩形孔28直接插入水果座11的矩形凹槽33内，与其内部的铁环34相接触；曲面滑块15的中间位置处设有限位凸台35，此限位凸台35可防止横向夹紧机构3的自动闭合；

其中所述水果旋转部分2包括：旋转轴20、联体轴承座21、轴承Ⅱ、轴承端盖23、齿轮24，其中旋转轴20与水果夹持部分1的底板19通过轴头螺母18进行连接；联体轴承座21用于安装轴承Ⅱ，齿轮24安装在旋转轴20的另一端，并通过旋转轴20带动水果夹持部分1转动。

实施例2：

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于所述前立板29上设有橡胶软垫9。

实施例3：

与实施例2相比，本实施例的不同之处在于所述的水果座11采用柔性材料制作。

实施例4：

与实施例3相比，本实施例的不同之处在于所述的轴承Ⅱ为阻尼轴承22，可实现360°旋转，其旋转轴20的上端连接水果夹持部分1的底板19，下端装有齿轮24，通过齿轮传动实现了水果夹持部分1的整体旋转。

Claims (5)

1.一种用于水果检测分级的夹持装置，其特征在于包括水果夹持部分（1）和水果旋转部分（2）两部分；

其中，所述水果夹持部分（1）包含横向夹紧机构（3）、竖向运动机构（4）和外壳机构；

所述竖向运动机构（4）包含两个曲面滑块（15）、短销轴（14）、长销轴（16）、外轴承（17），每个曲面滑块（15）均设有长销轴孔、短销轴孔，长销轴（16）穿过两个长销轴孔，使得两个曲面滑块（15）串接在长销轴（16）上，两个曲面滑块（15）上各安装一个短销轴（14）；曲面滑块（15）顶部细长，中部设有限位凸台（35）；

所述横向夹紧机构（3）包含夹紧轴（5）、弹簧（6）、滑块（7）、轴承Ⅰ（8）、前夹持立板（29）、后固定板（30），其中夹紧轴（5）的两端分别设有滑块（7）、轴承Ⅰ（8），所述前夹持立板（29）与夹紧轴（5）固定连接，所述弹簧（6）位于夹紧轴（5）的中部，方向与夹紧轴（5）垂直，前后分别与前夹持立板（29）、后固定板（30）固定连接；该横向夹紧机构（3）为两组，且关于竖向运动机构（4）对称分布；所述轴承Ⅰ（8）沿曲面滑块（15）表面往复滚动，所述滑块（7）沿侧板（10）内壁上的横向滑槽（25）进行往复运动，实现定位；

所述外壳机构包含侧板（10）、水果座（11）、上端盖（12）、前侧板（13）、底板（19）；所述侧板（10），在其内壁上分别设有横向和竖向的滑槽，左右两个侧板的横向滑槽对称分布，用于限定滑块（7）的运动方向，左右两个侧板所设竖向滑槽对称公布，所述竖向滑槽下半部分穿透侧板（10），上半部分未穿透，穿透部分用于定位长销轴（16），未穿透部分用于定位短销轴（14）；所述竖向运动机构（4）的长销轴（16）从两侧的竖向滑槽（26）伸出侧板（10），与外轴承（17）连接，竖向运动机构通过长销轴（16）、短销轴（14）沿侧板（10）内壁上的竖向滑槽（26）上下滑动，以实现机构的定位和上下往复运动；

所述上端盖（12）上设有矩形孔（28）、上端盖滑孔（27），所述水果座（11）与上端盖（12）固定连接，所述水果座（11）整体呈圆形，在其中心处设有圆形凹槽（31），圆形凹槽（31）上端为圆形，下端为滑孔形，下端形成水果座滑孔（32），水果座滑孔（32）大小与上端盖滑孔（27）相同，水果座滑孔（32）两侧设有矩形凹槽（33），在水果座（11）的内部矩形凹槽（33）的顶端镶有铁环（34）；

所述横向夹紧机构所设后固定板（30）与前侧板（13）固定连接；在弹簧（6）的作用下，通过滑块（7）在侧板（10）内壁上横向滑槽内的滑动，以及轴承Ⅰ（8）在曲面滑块（15）表面上的滚动，将竖向运动机构（4）的上下往复运动转化为本机构的横向往复运动；

所述曲面滑块（15）顶部细长，向上运动时，可穿过上端盖（12）的矩形孔（28）直接插入水果座（11）的矩形凹槽（33）内，与其内部的铁环（34）相接触；曲面滑块（15）的中间位置处设有限位凸台（35），此限位凸台（35）可防止横向夹紧机构（3）的自动闭合；

其中所述水果旋转部分（2）包括：旋转轴（20）、联体轴承座（21）、轴承Ⅱ、轴承端盖（23）、齿轮（24），其中旋转轴（20）与水果夹持部分（1）的底板（19）通过轴头螺母（18）进行连接；联体轴承座（21）用于安装轴承Ⅱ，齿轮（24）安装在旋转轴（20）的另一端，并通过旋转轴（20）带动水果夹持部分（1）转动。

2.如权利要求1所述的用于水果检测分级的夹持装置，其特征在于所述前立板（29）上设有橡胶软垫（9）。

3.如权利要求1或2所述的用于水果检测分级的夹持装置，其特征在于所述的水果座（11）采用柔性材料制作。

4.如权利要求1或2所述的用于水果检测分级的夹持装置，其特征在于所述的轴承Ⅱ为阻尼轴承（22），可实现360°旋转，其旋转轴（20）的上端连接水果夹持部分（1）的底板（19），下端装有齿轮（24），通过齿轮传动实现了水果夹持部分（1）的整体旋转。

5.如权利要求3所述的用于水果检测分级的夹持装置，其特征在于所述的轴承Ⅱ为阻尼轴承（22），可实现360°旋转，其旋转轴（20）的上端连接水果夹持部分（1）的底板（19），下端装有齿轮（24），通过齿轮传动实现了水果夹持部分（1）的整体旋转。