CN111301763B - 一种苹果配重设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种苹果配重设备，包括：传送带；称重平台，设置于传送带的一侧，被配置为接收传送带上的苹果并进行称重；配重补差平台，设置于传送带一侧并与传送带和称重平台连通，被配置为接收传送带上的苹果并将合适重量的苹果输送到称重平台上；第一分流装置，设置于传送带上，被配置为将苹果分流到称重平台上；第二分流装置，设置于传送带上，被配置为将苹果分流到配重补差平台上；传感器，设置在称重平台上，被配置为检测接收苹果的个数；和控制器，与上述各机构电连接，被配置为控制上述各个机构；该设备可将产品按预设的数量和重量进行精确的配重高效解决了人工多次配重的低效，大大节省了劳动力成本，提高了效率。

Description

一种苹果配重设备

技术领域

本发明涉及苹果包装技术领域，尤其是涉及一种苹果配重设备。

背景技术

在苹果包装作业中，目前主要是根据苹果重量，果径的大小及色泽进行的分级，而由于苹果是不规则的圆形，苹果的重量范围很大，所以在工人装箱的时候所得到的每箱苹果的重量与标准重量误差大，并且装箱时对每箱苹果都进行称重调整，这一过程增加了大量的时间和人力成本，而目前市面上的已有设备是基于分级机的基础上研发出来，虽然具备多种配重方式，但是误差范围仍有较大浮动，且会出现剩余未被使用的苹果，而分级精度越高，未被使用的数量就会越多，对于未被使用的苹果也无法回收进行配重处理，降低了苹果的利用率。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种苹果配重设备，解决了现有机器不能精确控制每箱苹果净含量的问题，以及采用人工装箱成本高，效率低的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种苹果配重设备，包括：

传送带；

称重平台，设置于传送带的一侧，被配置为接收传送带上的苹果并进行称重；

配重补差平台，设置于传送带一侧并与传送带和称重平台连通，被配置为接收传送带上的苹果并将合适重量的苹果输送到称重平台上；

第一分流装置，设置于传送带上，被配置为将苹果分流到称重平台上；

第二分流装置，设置于传送带上，被配置为将苹果分流到配重补差平台上；

传感器，设置在称重平台上，被配置为检测接收苹果的个数；

和控制器，与上述各机构电连接，被配置为控制上述各个机构。

通过上述技术方案设计，可先将一部分苹果份分流输送到称重平台上称重算出所分流到苹果的重量，然后再将苹果分流到配重量补差平台的各工位上，再由配重补差平台选取合适重量的苹果将其输送到称重平台上，从而控制每箱苹果的总重量，以减少每箱苹果的重量误差，提高装箱效果。

进一步地，所述配重补差平台包括：

机架，

转盘，可转动设置在机架上，转盘上环形布设有多个称重工位；

推动机构，固定在机架上，并位于转盘的中心，被配置为将称重工位苹果推送到称重平台上。

通过上述技术方案中在转盘上设置多个称重工位，在进行配重补差的时候更加方便地选取合适的苹果，选取范围更广。

进一步地，所述第一分流装置和第二分流装置均包括带有自锁机构的电机和挡板，所述电机固定在传送带机架的一侧，所述挡板与电机的轴端连接，并位于传送带上方；分流装置采用挡板式结构设计，结构更加方便，更便于操控。

进一步地，所述挡板的撞击面呈弧形结构，通过弧形结构设计，有效防止在阻挡苹果的时候防止苹果损坏。

进一步地，所述称重平台上具有三条通道，并且通道的口部延伸至传送带的侧边。

进一步地，所述配重补差平台通过第一连接通道和第二连接通道分别与传送带和称重平台通道连通；第一连接通道一端固定在传送带机架侧边与传送带侧边衔接，另一端延伸至配重补差平台机架侧边与各称重工位侧边衔接；第二连接通道一端固定在称重平台上的其中一通道侧壁与其连通，另一端延伸至配重补差平台机架侧边与各称重工位侧边衔接。

进一步地，所述苹果配重设备还包括装箱机构，所述装箱机构与控制器电连接，被配置为将称重平台上的苹果抓取装入包装箱内。

通过配备装箱机构，可在完整配重后立即装箱，进一步提高苹果包装效率。

进一步地，所述控制器为STM32单片机控制系统。

本发明与现有技术相比较，其具有以下有益效果：

本发明的苹果配重设备可将产品按预设的数量和重量进行精确的配重，将每箱苹果的重量与标准值控制在正负60g，高效解决了人工多次配重的低效，大大节省了劳动力成本，提高了效率；可有效避免传统的设备不能将苹果全部进行配重装箱，对于同一果径的苹果本发明可以做到近乎全部苹果都装箱，不会出现未被使用的苹果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明中称重工位的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

在本发明中所指的苹果是是经过前期处理(清洗，筛选和套网套)的苹果。

以下实施例以现在市面上最常见每箱24个苹果的包装方式进行阐述。

如图1和图2所示的一种苹果配重设备，包括传送带1、称重平台2、配重补差平台3、第一分流装置5、第二分流装置4、传感器6和控制器7；控制器7为STM32单片机控制系统；所述称重平台2设置于传送带1的一侧，用于接收传送带1上的苹果并进行称重；所述配重补差平台3设置于传送带1一侧并与传送带1和称重平台2连通，用于接收传送带1上的苹果并将合适重量的苹果输送到称重平台2上；所述第一分流装置5设置于传送带1上，用于将苹果分流到称重平台2上；所述第二分流装置4设置于传送带1上，被配置为将苹果分流到配重补差平台3上；所述传感器6设置在称重平台2上，用于检测接收苹果的个数；所述控制器7为STM32单片机控制系统，并与上述各机构电连接用于控制上述各个机构。在进行苹果配重装箱时，先将苹果放置于传送带1上传送，在第一分流装置5的作用下，将一部分苹果份分流输送到称重平台2上称重算出所分流到苹果的重量，然后再通过第二分流装置4将苹果分流到配重量补差平台3的各称重工位34上，再由配重补差平台3选取合适重量的苹果将其输送到称重平台2上，从而控制每箱苹果的总重量，以减少每箱苹果的重量误差，提高装箱效果。

具体的，所述配重补差平台3包括机架31、转盘32和推动机构33；所述转盘32可转动设置在机架31上，并且机架31上具有用于驱动其转动的步进电机，所述转盘32上环形布设有多个称重工位34，其中，称重工位34包括固定在转盘32上的称重盘341和安装在称重盘341上的苹果放置盘342，所述苹果放置盘342底部的外端与称重盘341通过合页机构343铰接，苹果放置盘342的内端放置于称重盘341上，且端部向称重盘341内端的内侧延伸，称重盘341内端的顶部具有高度低于合页机构343的顶柱344，用于顶住苹果放置盘342并且使苹果放置盘342内端的高度低于外端的高度，从而方便苹果输送；所述推动机构33为一电磁推杆，位于苹果放置盘342内端延伸出称重盘341部分处的底部，并对准输送至称重平台2的通道口处，当称重工位34转动至推动机构33时，可通过其将苹果放置盘342的内端顶起，使苹果放置盘342的内端高度高于外端高度，从而使苹果滑出，本实施例中的推动机构33通过固定在机架上并从转盘中心孔处延伸出的机架固定在所在位置。在其他一些实施方式中，称重工位34直接设于转盘上，各称重工位34上设置有用于检测苹果重量的重量传感器，每个称重工位34相互之间通过隔板隔离，并且每个称重工位34的外环端和内环端均敞开，内环端的口径小于外环端的口径用于挡住苹果，推动机构为一气缸，推动机构固定在机架上，并位于转盘的中心，气缸的端部朝向配重补差平台与称重平台连通处的口部，通过气缸将称重工位34上的苹果推送至称重平台，为了防止推送苹果的时候损坏苹果，可在气缸的端部安装一由材质较软的推头。

在本实施例中，所述第一分流装置5和第二分流装置4均包括具有自锁机构的电机11和挡板12，所述电机11固定在传送带1机架的一侧，所述挡板12与电机11的轴端连接，并位于传送带1上方，通过转动挡板12调节至合适的位置，挡住苹果，从而使苹果输送到称重平台2或配重补差平台3上，为了使推送苹果的时候损坏苹果，所述挡板12的撞击面呈弧形结构，该弧形结构呈内凹型。

在本实施例中，所述称重平台2上具有三条通道，并且通道的口部延伸至传送带1的侧边，在本实施例中；在本实施例中，三条通道呈一定斜度设计，从方便传送带上的苹果滚落到称重平台2上；本实施例中的三条通道上均设有上述传感器，用于检测苹果的数量。在其他一些实施例中，称重平台2也可只设置一条通道。

在本实施例中，所述配重补差平台3通过第一连接通道8和第二连接通道9分别与传送带1和称重平台2通道连通；第一连接通道8一端固定在传送带1机架侧边与传送带1侧边衔接，另一端延伸至配重补差平台3机架侧边与各称重工位34侧边衔接；第二连接通道9一端固定在称重平台2上的其中一通道侧壁与其连通，另一端延伸至配重补差平台3机架侧边与各称重工位34侧边衔接；传送带1上的苹果由第一连接通道8从传送带1上输送到配种补差平台3上，再由第二连接通道9从配重补差平台3的称重工位34上输送到称重平台2上。

更具体的，本实施例的配重方式是先随机选取22个苹果进行一次称重得到总重n，若厂家制定每箱苹果的净含量为N，得到所需补差为N-n，再选取两个苹果之和的绝对值与补差(N-n)相差最小的苹果，与随机选取的22个苹果进行装箱，从而实现控制每箱苹果的净含量N。

具体步骤如下：

正常状态下，第一分流装置5和第二分流装置4的挡板12均位于起始位置(即挡板12与传送带1的带体长向平行)。启动后，苹果置于传送带1上传送，通过控制器先将第一分流装置5的挡板12转动到称重平台2三个通道口对应的位置，使苹果传送到三个通道内，其中，向与配重补差平台3连通的通道内输送6个苹果，往另外两个通道内分别输送8个苹果，输送完成后，第一分流装置5的挡板12回到起始位置，称重平台2对输送进来的苹果进行称重得到重量n，然后再将第二分流装置4的挡板12转动到第一连接通道8口部对应位置处，转盘32也转动使未转入苹果的称重工位34对准第一连接通道8口部，进而将苹果装到转盘的各个称重工位34上，由称重工位34称出各个苹果的重量，接着再选取两个苹果之和的绝对值与补差(N-n)相差最小的苹果，使对应苹果所在的称重工位34转动到第二连接通道9，并通过推动机构将苹果推向第二连接通道9，从第二连接通道9滑落到连接的通道内，使该通道内也具有8个苹果，并实现控制24个预装箱苹果的总重量。

由于本发明是采用STM32单片机控制系统进行控制，预设装箱苹果的的重量为N，控制器首先对22个苹果进行整体称重为n，控制器将获取初次的22个苹果的重量与我们设定的一箱苹果的重量做差取绝对值N-n，同时ADC分别采集称重工位34上的各个苹果的重量，通过DMA获取并存储内存数组中，并对每一个苹果重量并两两求和找出最接近N-n的两数组元素下标，转盘由步进电机驱动，控制系统使步进电机圆台上每一个位置的相对位置和绝对位置记下，这样对于每一个苹果的位置就可以获得，再通过得到的下标苹果与之在转盘上的绝对位置对应起来，这样就可以将找到两个苹果送到出口完成。

具体模型如下：

在一批苹果中，假设苹果的重量分布[Wmin,Wmax]，重量平均值为

假设一箱苹果装入苹果数量为N.则设定的总重量

配重的要求是使配重的总重量达到T±ε,ε为配重的精度.算法测试数据得出ε一般为1-40g.这个精度可调整。

配重原理

设某级别的苹果重量服从均值为μ，标准差为σ正态分布.一箱总共装N个苹果,初装n个苹果，补差圆台苹果个数为m.

初装苹果重量：

Xi为单个苹果的重量，

补差个数：s＝N-n，

一箱苹果重量设定值：Wz＝N×μ，

需要补差的苹果重量：ΔW＝Wz-W0，

实际补差的重量：

配重精度ε＝|ΔW-Wb|，

根据苹果重量分布近似正态分布，假设苹果重量区间为

即满足

这两区间重量分布出现苹果的概率相同，如果从这两个区间各取一个苹果形成“苹果对”，这样的苹果“苹果对”均值和每箱苹果的单个平均重量近似相等.

当n-m<n/2；那么补差的m个苹果中就容易和n个苹果形成“苹果对”，使得ε在1-40g之间.

补差算法模型抽象

设M为补差平台苹果重量的一维数组,S为从补差平台选出来的苹果重量的一维数组,P为S成员在M成员中对应的下标的一维数组M＝[X1,X2,X3,...,Xm],S＝[X1,X2,X3,...,Xs],P＝[x1,x2,x3,...,xs].S∈M,

P满足

为S成员求和，

为W₀。

在一些实施方式中，所述苹果配重设备还包括装箱机构10，所述装箱机构10与控制器7电连接，被配置为将称重平台上的苹果抓取装入包装箱内。

在一些实施方式中，第一分流装置5和第二分流装置4也可以采用机械手的结构设计，通过机械手将苹果从传送带上抓取到称重平台2和配重补差平台3上。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种苹果配重设备，其特征在于，包括：

传送带；

称重平台，设置于传送带的一侧，被配置为接收传送带上的苹果并进行称重；

配重补差平台，设置于传送带一侧并与传送带和称重平台连通，被配置为接收传送带上的苹果并将合适重量的苹果输送到称重平台上；

第一分流装置，设置于传送带上，被配置为将苹果分流到称重平台上；

第二分流装置，设置于传送带上，被配置为将苹果分流到配重补差平台上；

传感器，设置在称重平台上，被配置为检测接收苹果的个数；

和控制器，与上述各机构电连接，被配置为控制上述各个机构；

所述配重补差平台包括：

机架，

转盘，可转动设置在机架上，转盘上环形布设有多个称重工位；

推动机构，固定在机架上，并位于转盘的中心，被配置为将称重工位苹果推送到称重平台上；

所述称重工位包括固定在所述转盘上的称重盘和安装在称重盘上的苹果放置盘，所述苹果放置盘底部的外端与所述称重盘通过合页机构铰接，所述苹果放置盘的内端放置在所述称重盘上，且所述苹果放置盘的内端向所述称重盘的内端延伸，所述称重盘的内端顶部设置有高度低于所述合页机构的顶柱，所述顶柱用于顶住所述苹果放置盘并且使所述苹果放置盘的内端低于外端。

2.根据权利要求1所述的一种苹果配重设备，其特征在于，所述第一分流装置和第二分流装置均包括带有自锁机构的电机和挡板，所述电机固定在传送带机架的一侧，所述挡板与电机的轴端连接，并位于传送带上方。

3.根据权利要求2所述的一种苹果配重设备，其特征在于，所述挡板的撞击面呈弧形结构。

4.根据权利要求3所述的一种苹果配重设备，其特征在于：所述称重平台上具有三条通道，并且通道的口部延伸至传送带的侧边。

5.根据权利要求4所述一种苹果配重设备，其特征在于：所述配重补差平台通过第一连接通道和第二连接通道分别与传送带和称重平台通道连通；第一连接通道一端固定在传送带机架侧边与传送带侧边衔接，另一端延伸至配重补差平台机架侧边与各称重工位侧边衔接；第二连接通道一端固定在称重平台上的其中一通道侧壁与其连通，另一端延伸至配重补差平台机架侧边与各称重工位侧边衔接。

6.根据权利要求1-5任意一项所述一种苹果配重设备，其特征在于，所述苹果配重设备还包括装箱机构，所述装箱机构与控制器电连接，被配置为将称重平台上的苹果抓取装入包装箱内。

7.根据权利要求6所述一种苹果配重设备，其特征在于，所述控制器为STM32单片机控制系统。

8.根据权利要求1所述一种苹果配重设备，其特征在于，所述第一分流装置和第二分流装置为安装在传送带上方的机械手。

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