CN105689283A - 一种指拨式果蔬分选卸料装置及卸料方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于现代农业装备技术领域，涉及一种指拨式果蔬分选卸料装置及卸料方法，该分选卸料装置包括输送单元(1)、卸料单元(2)、结构架(13)、电机(14)、横梁(16)和光电感应器(26)，输送单元(1)包括输送链条(4)和辊子(25)，卸料单元(2)包括拨指单元(6)、主动链轮(71)、从动链轮(72)、卸料链条(8)、卸料槽板(9)、主动轴(181)和从动轴(182)，拨指单元(6)包括拨指(11)和拨指连接件(12)；卸料槽板(9)中部设有环形槽(17)，卸料槽板(9)上开有控制缺口(201)和复位缺口(202)；抽拉挡板(21)与控制缺口(201)相对应。该装置适用于胡萝卜、茄子、黄瓜等条形果蔬的分选。

Description

一种指拨式果蔬分选卸料装置及卸料方法
技术领域
本发明属于现代农业装备技术领域，涉及一种基于速度同步和位置匹配的指拨式果蔬分选卸料装置及卸料方法，该分选卸料装置主要适用于胡萝卜、茄子、黄瓜等条形果蔬的分选。
背景技术
随着当代机器视觉和红外技术的迅猛发展和成熟，果蔬分选方式向着现代化、自动化、信息化迈进。目前，关于果蔬分选技术的研究成果大多集中在苹果、柑橘等类球形果蔬，对于胡萝卜、黄瓜等条形的果蔬分选的研究较少。针对我国条形果蔬自动化分选程度比较低、分选设备市场需求大的特点，条形果蔬分选技术急需发展。
卸料是果蔬分选设备的关键部分。目前，果蔬分级卸料方式主要有弹射式和掉落式等，存在的主要问题是卸料与主输送链之间由于速度变化导致的响应问题，而且对于条形果蔬，采用弹射方式进行卸料动作的时间会比球形果蔬的更长，对分选的效率影响较大；掉落方式对于输送机构的要求比较高，而且复杂，分选效率会受到影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于速度同步和位置匹配，通过步进电机驱动链传动控制拨指方式分级卸料装置及卸料方法，该装置及方法适用于胡萝卜、茄子、黄瓜等条形果蔬的分选。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种指拨式果蔬分选卸料装置，该分选卸料装置包括输送单元1、卸料单元2、结构架13、电机14、横梁16和光电感应器26，其中，
所述电机14固定在横梁16上，横梁16的两端固定在结构架13上；
所述输送单元1包括输送链条4和辊子25，两条输送链条4平行布置，多根辊子25平行布置在两条输送链条4之间，每根辊子25的两端与输送链条4连接；
所述卸料单元2位于输送单元1的上方，卸料单元2包括拨指单元6、主动链轮71、从动链轮72、卸料链条8、卸料槽板9、主动轴181和从动轴182，所述卸料链条8的每一链节的侧边设有侧链板10；
所述拨指单元6包括拨指11和拨指连接件12，拨指11与拨指连接件12的一端活动连接，拨指连接件12的另一端与卸料链条8的侧链板10固定连接；
所述卸料槽板9与横梁16固定连接，其中部设有环形槽17，拨指11的末端插入环形槽17中；主动轴181的一端与电机14的输出轴固定连接，另一端依次穿过卸料槽板9、主动链轮71并进一步与主动链轮轴承座191配合，主动轴181与主动链轮71固定连接；从动轴182依次穿过卸料槽板9、从动链轮72并进一步与从动链轮轴承座192配合，从动轴182与从动链轮72固定连接，主动链轮71与从动链轮72通过卸料链条8连接；在卸料槽板9上环形槽17的下圆弧两端开通有延伸至卸料槽板9边缘的控制缺口201和复位缺口202，其中复位缺口202位于控制缺口201后方；
所述抽拉挡板21的一端与控制缺口201相对应，所述抽拉挡板21为包括承载底面和侧立面的“L”形，所述抽拉挡板21的承载底面与环形槽17的底面形成封闭的环形，抽拉挡板21的侧立面固定在推拉式电磁铁22上，推拉式电磁铁22固定在结构架13上；
复位挡块24固定卸料槽板9上，位于复位缺口202的末端，其上端面与卸料槽板9的环形槽17的下端面相切，一引导面与所述上端面连接；
所述光电传感器26包括发射端和接收端，两者对称布置于输送单元1的辊子25的上方和下方。
所述电机14通过电机支架15固定在横梁16上。
每根辊子25的两端通过辊子连接件3与输送链条4连接。
在卸料槽板9上环形槽17内侧的两端分别设有用于主动轴181和从动轴182穿过的孔，该孔的直径大于主动轴181和从动轴182的直径。
所述卸料槽板9的中心开有通孔。
所述推拉式电磁铁22通过电磁铁支架23固定在结构架13上。
所述拨指11的前端为圆柱形。
所述卸料链条8在输送链条4运动方向上的分速度与输送链条4的运动速度相等，卸料链条8与输送链条4的夹角为60°。
采用所述的指拨式果蔬分选卸料装置的卸料方法，包括如下步骤：
a)开启电机14，在非卸料状态下，条形果蔬5在输送单元1的两个辊子25之间由输送链条4带动向前运动；拨指11在卸料链条8的带动下沿环形槽17的轨迹运动，抽拉挡板21进入控制缺口201与环形槽17形成封闭的环形；
b)当输送单元1的一个辊子25经过光电传感器26时，光电传感器26产生方波信号，通过这个方波信号的宽度和辊子25的间距对输送链条4的运动速度进行计算，从而进一步控制电机14，实现卸料链条8在输送链条4上的分运动速度与输送链条4的运动速度的同步；
c)在卸料状态下，控制系统的可编程控制器发出卸料指令，推拉式电磁铁22通电发生吸合动作，在推拉式电磁铁22的带动下抽拉挡板21的承载底面被拉出控制缺口201，控制缺口201打开，运行到控制缺口201的拨指11从控制缺口201中脱离，拨指11伸出，拨动辊子25上的条形果蔬5进行卸料；
d)在下一个拨指11到来之前，推拉式电磁铁22断电，抽拉挡板21的承载底面重新进入控制缺口201，抽拉挡板21的承载底面与卸料槽17重新形成封闭的环形；
e)执行卸料的拨指11在完成卸料动作后，随着卸料链条8继续运动，在经过复位缺口202时，由复位挡块24将拨指11拨回到环形槽17中。
本发明的有益效果在于：
1)本发明的指拨式果蔬分选卸料装置的卸料单元2与输送单元1没有直接的物理接触，干涉较少。
2)本发明的指拨式果蔬分选卸料装置为模块化，装卸及维护比较方便，符合市场对产品的要求。
3)本发明的指拨式果蔬分选卸料装置的输送单元1设计简单，可以保证机构运行的稳定性。
4)本发明的指拨式果蔬分选卸料装置的卸料链条8与输送链条4位置匹配的设计，能够保证拨指动作的准确性。
5)本发明的指拨式果蔬分选卸料装置的卸料链条8与输送链条4传动速度同步的设计，分选效率高。
附图说明
图1本发明的指拨式果蔬分选卸料装置的结构示意图。
图2本发明的指拨式果蔬分选卸料装置的拨指单元6的结构示意图。
图3a本发明的指拨式果蔬分选卸料装置的卸料槽板9的结构示意图。
图3b本发明的指拨式果蔬分选卸料装置的抽拉挡板21的结构示意图。
图4本发明的指拨式果蔬分选卸料装置在卸料状态下的拨指11示意图，其中箭头所指方向为输送链条4的运动方向。
图5本发明的指拨式果蔬分选卸料装置的拨指11的复位示意图。
附图标记
1输送单元
2卸料单元
3辊子连接件
4输送链条
5条形果蔬
6拨指单元
71主动链轮
72从动链轮
8卸料链条
9卸料槽板
10侧链板
11拨指
12拨指连接件
13结构架
14电机
15电机支架
16横梁
17环形槽
181主动轴
182从动轴
191主动链轮轴承座
192从动链轮轴承座
201控制缺口
202复位缺口
21抽拉挡板
22推拉式电磁铁
23电磁铁支架
24复位挡块
25辊子
26光电传感器
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1-5所示，一种适用于条形果蔬的指拨式果蔬分选卸料装置，包括输送单元1、卸料单元2、结构架13、电机14、横梁16和光电感应器26，卸料过程是通过输送单元1和卸料单元2相互配合实现。
所述电机14通过电机支架15固定在横梁16上，横梁16的两端固定在结构架13上。
所述输送单元1包括输送链条4和辊子25，两条输送链条4平行布置，多根辊子25平行布置在两条输送链条4之间，每根辊子25的两端通过辊子连接件3与输送链条4连接。
所述卸料单元2位于输送单元1的上方，卸料单元2与输送单元1没有直接的物理接触，避免了干涉问题的产生。所述卸料单元2包括拨指单元6、主动链轮71、从动链轮72、卸料链条8、卸料槽板9、主动轴181和从动轴182。
所述卸料链条8的每一链节的侧边设有侧链板10。
所述拨指单元6包括拨指11和拨指连接件12，拨指11与拨指连接件12的一端活动连接，拨指连接件12的另一端与卸料链条8的侧链板10固定连接，从而使拨指11能够随着卸料链条8同步运动。
所述卸料槽板9与横梁16固定连接，其中部设有环形槽17，拨指11的末端插入环形槽17中，从而使环形槽17能够约束拨指11的运动轨迹。在卸料槽板9上环形槽17内侧的两端分别设有用于主动轴181和从动轴182穿过的孔，该孔的直径大于主动轴181和从动轴182的直径。主动轴181的一端与电机14的输出轴固定连接，另一端依次穿过卸料槽板9、主动链轮71并进一步与主动链轮轴承座191配合，主动轴181与主动链轮71固定连接，电机14为主动链轮71提供动力。从动轴182依次穿过卸料槽板9、从动链轮72并进一步与从动链轮轴承座192配合，从动轴182与从动链轮72固定连接。主动链轮71与从动链轮72通过卸料链条8连接。优选地，卸料槽板9的中心开有通孔，以减轻整个卸料槽板9的重量。在卸料槽板9上环形槽17的下圆弧两端开通有延伸至卸料槽板9边缘的控制缺口201和复位缺口202，其中复位缺口202位于控制缺口201后方，控制缺口201用于拨指11从环形槽17中拨出，复位缺口202用于拨指11的复位。
所述抽拉挡板21的一端与控制缺口201相对应，所述抽拉挡板21为包括承载底面和侧立面的“L”形，在非卸料状态，所述抽拉挡板21进入控制缺口201，承载底面与环形槽17的底面形成封闭的环形。抽拉挡板21的侧立面通过螺栓固定在推拉式电磁铁22上，推拉式电磁铁22通过电磁铁支架23固定在结构架13上，在卸料状态，推拉式电磁铁22的通电控制吸合动作带动抽拉挡板21沿电磁铁22轴向运动，完成抽拉动作，从而使抽拉挡板21的承载底面离开控制缺口201。
所述复位挡块24固定卸料槽板9上，位于复位缺口202的末端，其上端面与卸料槽板9的环形槽17的下端面相切，一引导面与所述上端面连接。处于卸料状态的拨指11运动到复位缺口202处时，由复位挡块24的引导面引导，由拨指单元6重新回到环形槽17中。
所述光电传感器26包括发射端和接收端，两者对称布置于输送单元1的辊子25的上方和下方。
所述拨指11的前端为圆柱形，这样的形状能够较好地限制拨指11在环形槽17中运动。
优选为，所述卸料链条8在输送链条4运动方向上的分速度与输送链条4的运动速度相等，卸料链条8与输送链条4的夹角为60°。
本发明适用于条形果蔬的指拨式果蔬分选卸料方法，是基于速度同步和位置匹配的原理，卸料链条8与输送链条4的速度同步是通过光电传感器26实现的，包括如下步骤：
a)开启电机14，在非卸料状态下，条形果蔬5在输送单元1的两个辊子25之间由输送链条4带动向前运动；拨指11在卸料链条8的带动下沿环形槽17的轨迹运动，抽拉挡板21进入控制缺口201与环形槽17形成封闭的环形；
b)当输送单元1的一个辊子25经过光电传感器26时，由于辊子25的遮挡使光电传感器26的接收端接收不到发射端的信号，光电传感器26产生方波信号，通过这个方波信号的宽度和辊子25的间距对输送链条4的运动速度进行计算，从而进一步控制电机14，实现卸料链条8在输送链条4上的分运动速度与输送链条4的运动速度的同步；
c)在卸料状态下，控制系统的可编程控制器发出卸料指令，推拉式电磁铁22通电发生吸合动作，在推拉式电磁铁22的带动下，抽拉挡板21的承载底面被拉出控制缺口201，控制缺口201打开，由于重力作用，运行到控制缺口201的拨指11从控制缺口201中脱离，拨指11伸出，沿辊子25的轴向运动，从而拨动辊子25上的条形果蔬5进行卸料；
d)在下一个拨指11到来之前，推拉式电磁铁22迅速断电，抽拉挡板21的承载底面重新进入控制缺口201，抽拉挡板21的承载底面与卸料槽17重新形成封闭的环形；
e)执行卸料的拨指11在完成卸料动作后，随着卸料链条8继续运动，在经过复位缺口202时，由复位挡块24将拨指11拨回到环形槽17中。

Claims (9)

1.一种指拨式果蔬分选卸料装置，其特征在于：
该分选卸料装置包括输送单元(1)、卸料单元(2)、结构架(13)、电机(14)、横梁(16)和光电感应器(26)，其中，
所述电机(14)固定在横梁(16)上，横梁(16)的两端固定在结构架(13)上；
所述输送单元(1)包括输送链条(4)和辊子(25)，两条输送链条(4)平行布置，多根辊子(25)平行布置在两条输送链条(4)之间，每根辊子(25)的两端与输送链条(4)连接；
所述卸料单元(2)位于输送单元(1)的上方，卸料单元(2)包括拨指单元(6)、主动链轮(71)、从动链轮(72)、卸料链条(8)、卸料槽板(9)、主动轴(181)和从动轴(182)，所述卸料链条(8)的每一链节的侧边设有侧链板(10)；
所述拨指单元(6)包括拨指(11)和拨指连接件(12)，拨指(11)与拨指连接件(12)的一端活动连接，拨指连接件(12)的另一端与卸料链条(8)的侧链板(10)固定连接；
所述卸料槽板(9)与横梁(16)固定连接，其中部设有环形槽(17)，拨指(11)的末端插入环形槽(17)中；主动轴(181)的一端与电机(14)的输出轴固定连接，另一端依次穿过卸料槽板(9)、主动链轮(71)并进一步与主动链轮轴承座(191)配合，主动轴(181)与主动链轮(71)固定连接；从动轴(182)依次穿过卸料槽板(9)、从动链轮(72)并进一步与从动链轮轴承座(192)配合，从动轴(182)与从动链轮(72)固定连接，主动链轮(71)与从动链轮(72)通过卸料链条(8)连接；在卸料槽板(9)上环形槽(17)的下圆弧两端开通有延伸至卸料槽板(9)边缘的控制缺口(201)和复位缺口(202)，其中复位缺口(202)位于控制缺口(201)后方；
所述抽拉挡板(21)的一端与控制缺口(201)相对应，所述抽拉挡板(21)为包括承载底面和侧立面的“L”形，所述抽拉挡板(21)的承载底面与环形槽(17)的底面形成封闭的环形，抽拉挡板(21)的侧立面固定在推拉式电磁铁(22)上，推拉式电磁铁(22)固定在结构架(13)上；
复位挡块(24)固定卸料槽板(9)上，位于复位缺口(202)的末端，其上端面与卸料槽板(9)的环形槽(17)的下端面相切，一引导面与所述上端面连接；
所述光电传感器(26)包括发射端和接收端，两者对称布置于输送单元(1)的辊子(25)的上方和下方。
2.根据权利要求1所述的指拨式果蔬分选卸料装置，其特征在于：
所述电机(14)通过电机支架(15)固定在横梁(16)上。
3.根据权利要求1所述的指拨式果蔬分选卸料装置，其特征在于：
每根辊子(25)的两端通过辊子连接件(3)与输送链条(4)连接。
4.根据权利要求1所述的指拨式果蔬分选卸料装置，其特征在于：
在卸料槽板(9)上环形槽(17)内侧的两端分别设有用于主动轴(181)和从动轴(182)穿过的孔，该孔的直径大于主动轴(181)和从动轴(182)的直径。
5.根据权利要求1所述的指拨式果蔬分选卸料装置，其特征在于：
所述卸料槽板(9)的中心开有通孔。
6.根据权利要求1所述的指拨式果蔬分选卸料装置，其特征在于：
所述推拉式电磁铁(22)通过电磁铁支架(23)固定在结构架(13)上。
7.根据权利要求1所述的指拨式果蔬分选卸料装置，其特征在于：
所述拨指(11)的前端为圆柱形。
8.根据权利要求1所述的指拨式果蔬分选卸料装置，其特征在于：
所述卸料链条(8)在输送链条(4)运动方向上的分速度与输送链条(4)的运动速度相等，卸料链条(8)与输送链条(4)的夹角为60°。
9.采用根据权利要求1-8之一所述的指拨式果蔬分选卸料装置的卸料方法，其特征在于：
包括如下步骤：
a)开启电机(14)，在非卸料状态下，条形果蔬(5)在输送单元(1)的两个辊子(25)之间由输送链条(4)带动向前运动；拨指(11)在卸料链条(8)的带动下沿环形槽(17)的轨迹运动，抽拉挡板(21)进入控制缺口(201)与环形槽(17)形成封闭的环形；
b)当输送单元(1)的一个辊子(25)经过光电传感器(26)时，光电传感器(26)产生方波信号，通过这个方波信号的宽度和辊子(25)的间距对输送链条(4)的运动速度进行计算，从而进一步控制电机(14)，实现卸料链条(8)在输送链条(4)上的分运动速度与输送链条(4)的运动速度的同步；
c)在卸料状态下，控制系统的可编程控制器发出卸料指令，推拉式电磁铁(22)通电发生吸合动作，在推拉式电磁铁(22)的带动下抽拉挡板(21)的承载底面被拉出控制缺口(201)，控制缺口(201)打开，运行到控制缺口(201)的拨指(11)从控制缺口(201)中脱离，拨指(11)伸出，拨动辊子(25)上的条形果蔬(5)进行卸料；
d)在下一个拨指(11)到来之前，推拉式电磁铁(22)断电，抽拉挡板(21)的承载底面重新进入控制缺口(201)，抽拉挡板(21)的承载底面与卸料槽(17)重新形成封闭的环形；
e)执行卸料的拨指(11)在完成卸料动作后，随着卸料链条(8)继续运动，在经过复位缺口(202)时，由复位挡块(24)将拨指(11)拨回到环形槽(17)中。
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