CN109515815B - 一种农产品真空抓取装置和农产品包装系统 - Google Patents

一种农产品真空抓取装置和农产品包装系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种农产品真空抓取装置和农产品包装系统，抓取装置包括驱动机构、真空泵、吸嘴和控制模组，控制模组包括真空传感器、控制器和交互单元；交互单元用于向控制器输出真空预设条件，真空泵连接于吸嘴，真空传感器设于吸嘴内用于检测吸嘴内部的真空度，并向控制器输出吸嘴内的真空度；真空泵用于在吸嘴内形成负压，以抓取农产品；吸嘴内的真空度符合真空预设条件时，控制器控制驱动机构带动吸嘴移动；驱动机构带动吸嘴和吸嘴抓取的农产品移动，可以保证农产品移动过程中不会脱离吸嘴；以真空吸力的方式实现对农产品的抓取，可以避免人工抓取对农产品的损伤。

Description

一种农产品真空抓取装置和农产品包装系统
技术领域
本发明涉及农产品包装领域，尤其涉及一种农产品真空抓取装置和农产品包装系统。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对农产品储藏、运输和品质等的要求越来越高。例如，为了美观和卫生以及在运输、储存等过程中保护农产品，如柚子等，通常要对其进行包装，例如套纸袋、布袋或网袋等等，然而，若人工逐个对农产品进行套袋和封装，效率太低且成本太高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种农产品真空抓取装置和农产品包装系统，其能解决现有技术中农产品包装采用人工上料存在效率低、成本高的问题。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种农产品真空抓取装置，包括驱动机构、真空泵、吸嘴和控制模组，所述控制模组包括真空传感器、控制器和交互单元；所述驱动机构、真空泵、真空传感器和交互单元均电性连接于所述控制器；
所述交互单元用于向所述控制器输出真空预设条件，所述真空泵连接于所述吸嘴，所述真空传感器设于所述吸嘴内用于检测所述吸嘴内部的真空度，并向所述控制器输出所述吸嘴内的真空度；所述真空泵用于在所述吸嘴内形成负压，以抓取农产品；所述吸嘴内的真空度符合所述真空预设条件时，所述控制器控制所述驱动机构带动所述吸嘴移动。
在一些实施例中，所述驱动机构带动所述吸嘴移动至可与所述农产品抵接的第一预设位置时，所述控制器控制所述真空泵在所述吸嘴内形成负压，以抓取所述农产品。
在一些实施例中，农产品真空抓取装置还包括用于承载所述农产品的承载部件和用于驱动所述承载部件运动的驱动组件，所述承载部件上开设有至少一个孔径小于所述农产品外径以用于供所述农产品放置定位的定位孔以及至少一个孔径大于所述农产品外径以用于供所述农产品穿过所述承载部件的过孔；所述驱动组件电性连接于所述控制器。
在一些实施例中，各所述定位孔和各所述过孔沿所述承载部件的运动方向依次交替设置。
在一些实施例中，所述真空泵在所述吸嘴内形成负压抓取由所述定位孔定位的所述农产品后，所述控制器控制所述驱动机构带动所述吸嘴向所述承载部件的上方移动，以使所述农产品脱离所述定位孔。
在一些实施例中，所述驱动机构带动抓取所述农产品的吸嘴向所述承载部件的上方移动至第二预设位置时，所述控制器控制所述驱动组件驱动所述承载部件运动，以使所述过孔对准所述吸嘴。
在一些实施例中，所述驱动组件驱动所述承载部件运动使所述过孔对准所述吸嘴时，所述控制器控制所述驱动机构带动所述吸嘴向所述承载部件的下方移动，并穿过所述过孔。
在一些实施例中，所述驱动机构带动所述吸嘴穿过所述过孔，移动至第三预设位置时，所述控制器关闭所述真空泵，以使所述农产品脱离所述吸嘴。
在一些实施例中，所述驱动机构包括运动杆、限制件和第一电机，所述第一电机用于驱动所述运动杆相对于所述限制件移动，所述限制件用于限制所述运动杆沿竖直方向运动。
一种农产品包装系统，包括前所述的农产品真空抓取装置，以及用于在农产品外封装包装袋的包装装置，所述农产品真空抓取装置用于将所述农产品移动至所述包装装置。
相比现有技术，本发明实施例的有益效果在于：通过真空泵在吸嘴内形成负压，以吸嘴形成的吸力抓取农产品；利用真空传感器检测吸嘴内的真空度，当吸嘴内的真空度符合通过交互单元设置的真空预设条件时，驱动机构带动吸嘴和吸嘴抓取的农产品移动，可以保证农产品移动过程中不会脱离吸嘴；以真空吸力的方式实现对农产品的抓取，可以避免人工抓取对农产品的损伤。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的农产品真空抓取装置的结构示意图；
图2为图1中农产品真空抓取装置中电气部分的结构示意图；
图3为图1中驱动机构的结构示意图；
图4为农产品真空抓取装置的另一结构示意图；
图5为图4中承载部件和驱动组件的结构示意图；
图6为本发明实施例二提供的农产品包装系统的结构示意图。
图中：100、驱动机构；110、运动杆；120、限制件；130、第一电机；200、真空泵；300、吸嘴；400、控制模组；410、真空传感器；420、控制器；430、交互单元；500、承载部件；510、定位孔；520、过孔；600、驱动组件；700、包装装置；
10、农产品；20、第一预设位置；30、第二预设位置；40、第三预设位置。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一
如图1所示为一种农产品真空抓取装置的结构示意图。
农产品真空抓取装置包括驱动机构100、真空泵200、吸嘴300和控制模组400。如图2所示，控制模组400包括真空传感器410、控制器420和交互单元430；驱动机构100、真空泵200、真空传感器410和交互单元430均电性连接于控制器420。
交互单元430用于向控制器420输出真空预设条件。
示例性的，交互单元430包括按钮、触摸屏、变阻器等。操作人员通过交互单元430设置一个真空度预设值或真空度预设范围；控制器420可以从交互单元430获取该真空度预设值或真空度预设范围。
示例性的，控制器420为可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。
真空泵200连接于吸嘴300，真空传感器410设于吸嘴300内用于检测吸嘴300内部的真空度。并向控制器420输出吸嘴300内真空度的信息。
在一些可行的实施例中，真空传感器410为场发射真空传感器410或压阻式真空传感器410。示例性的，真空传感器410的工作原理是介质的压力直接作用在传感器的膜片上，使膜片产生与介质压力成正比的微位移，使传感器的电阻发生变化，并用电子线路检测这一变化，并转换输出一个对应于这个压力的标准信号至控制器420；控制器420根据该标准信号可以得到吸嘴300内的真空度。
真空泵200用于在吸嘴300内形成负压，以抓取农产品10；吸嘴300内的真空度符合真空预设条件时，控制器420控制驱动机构100带动吸嘴300移动。
当控制器420通过真空传感器410获取到的吸嘴300内的真空度大于预设的真空度预设值或者落入预设的真空度预设范围，则表示吸嘴300对农产品10的吸力足够大，可以保证驱动机构100带动吸嘴300移动过程中，农产品10不会脱离吸嘴300。
在一些可行的实施例中，如图1和图3所示，驱动机构100包括运动杆110、限制件120和第一电机130。
第一电机130用于驱动运动杆110相对于限制件120移动，限制件120用于限制运动杆110沿竖直方向运动。
在一些可行的实施例中，吸嘴300直接连接于运动杆110，真空泵200通过气管（图未示）在吸嘴300内形成负压；在另一些可行的实施例中，吸嘴300通过真空泵200连接于运动杆110。运动杆110相对于限制件120移动时，也带动吸嘴300沿竖直方向运动。示例性的，竖直方向为垂直于水平面的方向，吸嘴300向农产品10提供的吸力用于克服农产品10的重力。
在一些可行的实施例中，驱动机构100带动吸嘴300移动至可与农产品10抵接的第一预设位置20时，控制器420控制真空泵200在吸嘴300内形成负压，以抓取农产品10。在农产品真空抓取装置抓取农产品10时，控制器420先控制驱动机构100运动，使得吸嘴300到达预设的第一预设位置20；在该位置，吸嘴300与农产品10抵接，便于真空泵200在吸嘴300内形成足够的负压。然后控制器420启动真空泵200工作，当吸嘴300内的真空度符合真空预设条件时，控制器420可以控制驱动机构100带动吸嘴300和农产品10移动。
在一些可行的实施例中，如图4和图5所示，农产品真空抓取装置还包括用于承载农产品10的承载部件500和用于驱动承载部件500运动的驱动组件600。
承载部件500上开设有至少一个孔径小于农产品10外径以用于供农产品10放置定位的定位孔510。可以由人工或输送机构（图未示）将农产品10，如柚子、橙子、土豆等放上承载部件500，农产品10的一部分位于定位孔510，以防止农产品10在承载部件500上随便移动。驱动机构100带动吸嘴300移动第一预设位置20时，吸嘴300可与承载部件500上定位孔510处的农产品10抵接。
在一些可行的实施例中，如图4所示，真空泵200在吸嘴300内形成负压抓取由定位孔510定位的农产品10后，控制器420控制驱动机构100带动吸嘴300向承载部件500的上方移动，以使农产品10脱离定位孔510。
承载部件500上还开设有至少一个孔径大于农产品10外径以用于供农产品10穿过承载部件500的过孔520。
驱动组件600电性连接于控制器420。示例性的，驱动组件600包括第二电机和传动机构，控制器420可以控制第二电机转动，传动机构将第二电机的转动转化为承载部件500的运动。从而可以使得定位孔510位于吸嘴300的下方，即使得定位孔510对准吸嘴300，便于吸嘴300抓取承载部件500上定位孔510处的农产品10；也可以使得过孔520位于吸嘴300的下方，即使得过孔520对准吸嘴300，便于驱动机构100带动吸嘴300和农产品10穿过过孔520，使得农产品10到达承载部件500的下方。
在一些可行的实施例中，如图4所示，驱动机构100带动吸嘴300向承载部件500的上方移动至第二预设位置30时，农产品10的下部不会妨碍承载部件500的运动，由控制器420控制驱动组件600驱动承载部件500运动，以使过孔520位于吸嘴300的下方，便于驱动机构100带动吸嘴300和农产品10穿过过孔520，使得农产品10到达承载部件500的下方。
在一些可行的实施例中，驱动组件600驱动承载部件500运动，使过孔520位于吸嘴300的下方时，控制器420控制驱动机构100带动吸嘴300向承载部件500的下方移动，并穿过过孔520，以便于设置在承载部件500下方的包装装置700包装该农产品10。
在一些可行的实施例中，驱动机构100带动吸嘴300穿过过孔520，移动至如图6所示的第三预设位置40时，包装装置700可对到达相应位置的农产品10进行包装；此时控制器420可以关闭真空泵200，减小吸嘴300对农产品10的吸力，以使农产品10脱离吸嘴300。
在一些可行的实施例中，承载部件500上的定位孔510有多个，因此承载部件500上可放多个农产品10。
在一些可行的实施例中，承载部件500上的过孔520也有多个。
示例性的，定位孔510和过孔520均设有至少三个。如此，承载部件500上每次可缓存至少三个农产品10，大大提高上料效率。
优选的，各定位孔510和各过孔520沿承载部件500的运动方向依次交替设置。因此，当驱动组件600驱动承载部件500运动时，可使定位孔510和过孔520交替位于吸嘴300的下方；从而便于农产品真空抓取装置重复地将农产品10从承载部件500上提起，以及将农产品10从过孔520运送至承载部件500下方的包装装置700，加速包装效率。
在本实施例中，承载部件500为圆盘状，各定位孔510、过孔520的中心与承载部件500的中心的距离相等，驱动组件600驱动承载部件500绕着承载部件500的中心转动。在另一实施例中，承载部件500为带状，驱动组件600驱动承载部件500沿直线运动。
本发明实施例提供的农产品真空抓取装置，通过真空泵200在吸嘴300内形成负压，以吸嘴300形成的吸力抓取农产品10；利用真空传感器410检测吸嘴300内的真空度，当吸嘴300内的真空度符合通过交互单元430设置的真空预设条件时，驱动机构100带动吸嘴300和吸嘴300抓取的农产品10移动，可以保证农产品10移动过程中不会脱离吸嘴300；以真空吸力的方式实现对农产品10的抓取，可以避免人工抓取对农产品10的损伤。
实施例二
如图6所示的农产品10包装系统，包括前述的农产品真空抓取装置，以及用于在农产品10外封装包装袋的包装装置700，农产品真空抓取装置用于将所述农产品10移动至所述包装装置700。
农产品真空抓取装置将抓取的农产品10移动至包装装置700，可以实现对农产品10的自动抓取、套袋、封装，取代了传统手工打包农产品10的方式，从而提高了生产效率，节省人力成本。
在一些可行的实施例中，包装装置700包括中空的包装筒，收拢机构、封口机构以及切割机构。
包装筒用于套设包装袋，农产品真空抓取装置位于包装筒的上方，农产品真空抓取装置的驱动机构100带动吸嘴300穿过过孔520，移动至如图6所示的第三预设位置40时，农产品真空抓取装置的驱动机构100将农产品10推送至套设在包装桶上的包装袋内，并继续将农产品10和装有农产品10的包装袋推送至包装筒的下方。
收拢机构位于包装筒的下方以用于将包装袋之位于包装筒下方的部分收拢为一束。
封口机构用于在收拢后的包装袋上安装两个间隔设置之锁扣。切割机构用于将包装袋从两锁扣之间切断。
农产品真空抓取装置、包装筒、收拢机构、封口机构以及切割机构都安装于机架上。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种农产品真空抓取装置，其特征在于：包括驱动机构、真空泵、吸嘴和控制模组，所述控制模组包括真空传感器、控制器和交互单元；所述驱动机构、真空泵、真空传感器和交互单元均电性连接于所述控制器；
所述交互单元用于向所述控制器输出真空预设条件，所述真空泵连接于所述吸嘴，所述真空传感器设于所述吸嘴内用于检测所述吸嘴内部的真空度，并向所述控制器输出所述吸嘴内的真空度；所述真空泵用于在所述吸嘴内形成负压，以抓取农产品；所述吸嘴内的真空度符合所述真空预设条件时，所述控制器控制所述驱动机构带动所述吸嘴移动；
所述农产品真空抓取装置还包括用于承载所述农产品的承载部件和用于驱动所述承载部件运动的驱动组件，所述承载部件上开设有至少一个孔径小于所述农产品外径以用于定位所述农产品的定位孔以及至少一个孔径大于所述农产品外径以用于供所述农产品穿过所述承载部件的过孔；所述驱动组件电性连接于所述控制器；各所述定位孔和各所述过孔沿所述承载部件的运动方向依次交替设置；
驱动组件包括第二电机和传动机构，控制器控制第二电机转动，传动机构将第二电机的转动转化为承载部件的运动；
所述驱动组件驱动所述承载部件运动使所述过孔对准所述吸嘴时，所述控制器控制所述驱动机构带动所述吸嘴向所述承载部件的下方移动，并穿过所述过孔。
2.如权利要求1所述的农产品真空抓取装置，其特征在于：所述驱动机构带动所述吸嘴移动至可与所述农产品抵接的第一预设位置时，所述控制器控制所述真空泵在所述吸嘴内形成负压，以抓取所述农产品。
3.如权利要求2所述的农产品真空抓取装置，其特征在于：所述真空泵在所述吸嘴内形成负压抓取由所述定位孔定位的所述农产品后，所述控制器控制所述驱动机构带动所述吸嘴向所述承载部件的上方移动，以使所述农产品脱离所述定位孔。
4.如权利要求3所述的农产品真空抓取装置，其特征在于：所述驱动机构带动抓取所述农产品的吸嘴向所述承载部件的上方移动至第二预设位置时，所述控制器控制所述驱动组件驱动所述承载部件运动，以使所述过孔对准所述吸嘴。
5.如权利要求4所述的农产品真空抓取装置，其特征在于：所述驱动机构带动所述吸嘴穿过所述过孔，移动至第三预设位置时，所述控制器关闭所述真空泵，以使所述农产品脱离所述吸嘴。
6.如权利要求1-5中任一项所述的农产品真空抓取装置，其特征在于：所述驱动机构包括运动杆、限制件和第一电机，所述第一电机用于驱动所述运动杆相对于所述限制件移动，所述限制件用于限制所述运动杆沿竖直方向运动。
7.一种农产品包装系统，其特征在于：包括如权利要求1-6中任一项所述的农产品真空抓取装置，以及用于在农产品外封装包装袋的包装装置，所述农产品真空抓取装置用于将所述农产品移动至所述包装装置。
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