CN111701874A - 水果称重分级打包设备 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种水果称重分级打包设备，其克服了现有技术中无法实现水果由大包装到小袋包自动化分级的问题，可实现水果由大包装到小包装称重分机打包的全自动化过程，提高了水果的分级准确率，增加了智能化过程，降低了人工成本。本发明包括整理单元，称重单元，分级单元，收集单元和打包单元，称重单元与整理单元、分级单元与称重单元、收集单元与分级单元、打包单元与收集单元均通过气缸连接，PLC控制系统分别与整理单元，称重单元，分级单元，收集单元和打包单元连接，PLC控制系统并与触摸屏连接。

Description

水果称重分级打包设备
技术领域：
本发明属于农业包装设备领域，本发明涉及一种打包设备，尤其是涉及一种水果称重分级打包设备。
背景技术：
随着我国国民生活水平的不断提高，水果作为我们生活中的不可或缺的一部分，购买水果的主要途径是农贸市场的水果摊贩和超市、水果店，无论是哪一种途径，对水果的品质好坏、水果的等级分配、水果的称重等步骤是必不可少的。水果按包分拣的要求：水果质量合格，可进行密闭保存，不会在短时间腐坏；大小均匀，避免个别尺寸过大或过小，影响销售效果；打包完成后需打码，附带质量、单价、金额等数据。其中大小分级作为一个关键步骤，不同大小的等级，对水果售价有提高作用，可以使得利益最大化。
专利号CN 209772782 U为一种水果自动分级回收装置，利用传送带运输水果，中间设计有挡板将水果隔开，水果经过第一个输送管道时进行压力称重，经过微处理器控制开启等级的阀门，水果经过时掉落，实现分级效果。专利号CN 210207537U为一种水果分级设备，利用大小不同的筛孔对圆形水果进行筛选分级，下方有传送带可对分级水果进行传送。综上所述，针对超市、水果店等果品销售点，对水果后处理的分级、包装、水果由大包装到小包装之间主要存在的问题，研制一款应用于超市、水果店等果品销售点，可对水果由大包装到小袋包装实现自动化分级的设备非常必要。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种水果称重分级打包设备，其克服了现有技术中无法实现水果由大包装到小袋包自动化分级的问题，可实现水果由大包装到小包装称重分机打包的全自动化过程，提高了水果的分级准确率，增加了智能化过程，降低了人工成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种水果称重分级打包设备，其特征在于：包括整理单元，称重单元，分级单元，收集单元和打包单元，称重单元与整理单元、分级单元与称重单元、收集单元与分级单元、打包单元与收集单元均通过气缸连接，PLC控制系统分别与整理单元，称重单元，分级单元，收集单元和打包单元连接，PLC控制系统并与触摸屏连接。
整理单元包括传送部分，传送部分包括减速电机，减速电机带动同步带轮一，同步带带动同步带轮二，从而带动传送带轴，再带动传送带；传送带一端设置有弧形挡板，弧形挡板前端设置有固定气缸一的固定平台，气缸一前端安装的气缸推杆一展开面与所设定的水果直径尺寸相吻合，滑道一端与两侧挡板相连，一端与称重单元的载物台接触，与水平地面形成倾斜角度。
称重单元包括载物台、压力传感器、支撑台，载物台下端设置有固定在支撑台一上的支撑，支撑台一与支撑台二之间采用卡槽和螺栓将压力传感器(固定在中间，分级单元通过法兰盘一固定在空心支撑轴上。
分级单元包括四个气缸、四个气缸支架和分级单元支架；分级单元通过分级单元支架与空心支撑轴上的法兰盘一通过螺钉固定连接，气缸二通过气缸支架二固定在分级单元支架上，四个气缸分别与收集单元中的“S”型滑道一一对应。
收集单元包括四个”S”型滑道、四个气缸三、四个气缸支架、四个红外传感器，“S”型滑道包括倾斜“S”型段滑道和水平减速段，倾斜“S”型段滑道与地面具有倾斜角度，水平减速段与地面水平，收集单元的每个“S”型滑道底端处设置有减速平台，减速平台设置有带有弹簧的减震板，减速平台上设置有用于固定气缸三的气缸支架；收集单元的每个“S”型滑道上端处设置有红外传感器，收集单元一端与称重单元支撑台一连接，一端通过螺钉和“S”型滑道固定件固定在“S”型滑道固定支撑上，“S”型滑道固定支撑(8)通过直角连接件固定在固定底板上。
打包单元包括伺服电机、小齿轮、大齿轮、法兰盘、打包单元支架、旋转盘、打包盒、空心支撑轴；由步进电机进行旋转控制，步进电机通过键与小齿轮连接，大齿轮与旋转盘通过螺栓连接，小齿轮作为主动轮带动大齿轮从而带动旋转盘转动，齿轮套在法兰盘二上，法兰盘二通过螺栓固定在打包单元支架上；旋转盘伸出有台阶式悬臂梁，悬臂梁安装有打包盒。
设备材料选用的T型槽铝型材。
与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：
本发明将机械传动，电信控制，数字显示等多学科技术进行结合。可实现水果由大包装到小包装称重分机打包的全自动化过程，可以对水果重量自动分级，还可以对水果个数进行统计，可利用控制触摸屏对整个设备进行控制设置，针对所分级的不同种类的水果，改变分级设备的传送速率、分拣速率，达到最佳的称重分级效果；以及显示对所分级水果的数目及重量等信息，最终可根据预设重量或个数进行水果打包接收。提高了水果的分级准确率，增加了智能化过程，降低了人工成本，缩短了顾客购买水果时因挑选、称重、打包所浪费的时间。
附图说明：
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明整理单元气缸一固定示意图；
图3是本发明整理单元示意图；
图4是本发明称重单元示意图；
图5是本发明分级单元示意图；
图6是本发明收集单元示意图；
图7是本发明收集单元底端固定示意图；
图8是本发明收集单元S型滑道示意图；
图9是本发明打包单元示意图；
图10打包单元齿轮啮合示意图。
其中：1.触摸屏；2.PLC电气柜；3.传送带；4.弧形挡板；5.气缸一；6.整理单元水果滑道；7.固定底板；8.S型滑道固定支撑；9.气缸推杆一；10.减速电机；11.T型槽铝型材；12.同步带轮一；13.同步带；14.同步带轮二；15.传送带轴；16.载物台；17.支撑台一；18.压力传感器；19.支撑台二；20.气缸二；21.气缸推杆二；22.气缸支架二；23.分级单元支架；24.红外传感器；25.红外传感器支架；26.“S”型滑道；27.气缸支架三；28.气缸三；29.减震板；30.弹簧；31.“S”型滑道固定件；32.打包单元支架；33.步进电机；34.法兰盘一；35.空心支撑轴；36.法兰盘二；37.旋转盘、38.打包盒；39.大齿轮；40.小齿轮。
具体实施方式：
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。这些实施例是用于说明本发明而不限于本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体实验环境做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
本发明涉及一种水果称重分级打包设备，本可对直径在50-80mm，重量0-300g的球型水果进行称重分机打包处理。包括整理单元，称重单元，分级单元，收集单元和打包单元，称重单元与整理单元、分级单元与称重单元、收集单元与分级单元、打包单元与收集单元均通过气缸连接，PLC控制系统分别与整理单元，称重单元，分级单元，收集单元和打包单元连接，PLC控制系统并与触摸屏1连接。触摸屏1与PLC结合可实现对整个设备的可视化操作，可对设备的启停进行控制，还可以对设备的运行参数以及水果重量和个数进行显示。当最初选择按照重量进行包装时，确定每包所要承载的重量，PLC对每个称重水果信息进行标定，根据预设重量累加计算，由收集单元进行水果释放，打包单元水果接收，最终得到相同重量的水果包装。本发明采用plc及气动装置进行控制，与人机交互模块配合，整体设备可由触摸屏控制，最终实现水果的自动称重、分级、打包整个过程。
整理单元包括传送部分、挡板、气缸、滑道，传送部分包括减速电机10、调速器、同步带13、同步带轮、传送带轴15、传送带3。减速电机10带动同步带轮一12，同步带13带动同步带轮二14，从而带动传送带轴15，再带动传送带3，结合电机调速器，以实现传送带3的可调速运动。传送带3一端设置有弧形挡板4，水果在传送带3的传输结合弧形挡板4可有序排列为一列，弧形挡板4前端为闭口，设计有固定气缸一5的平台，保证水果不会在传送带的传输下脱落，且可以停留在气缸一5口处。整理单元挡板设置有固定平台，使得气缸一5前端安装的气缸推杆一9展开面可以满足所设定的水果直径尺寸，可以顺利将水果推入整理单元水果滑道6内，再通过对气缸一5电磁阀开关动作的控制，以及节流阀动作的速度控制，可实现对不同水果重量的推送。滑道一端与两侧挡板相连，一端与称重单元的载物台16接触，与水平地面有一定的倾斜角度，可以使得水果在气缸一5的推送下顺利进入称重单元。
称重单元包括载物台、压力传感器、支撑台，载物台16下端设置有固定在支撑台一17上的支撑，支撑台一17与支撑台二19之间采用卡槽和螺栓将压力传感器18固定在中间，水果进入载物台16后，压力传感器18发生形变，将形变信号传送到控制器进行处理，得到水果重量。整个分级单元通过法兰盘一34固定在空心支撑轴35上。
分级单元包括四个气缸、四个气缸支架和分级单元支架；分级单元通过分级单元支架23与空心支撑轴35上的法兰盘一34通过螺钉固定连接，气缸二20通过气缸支架二22固定在分级单元支架23上，根据重量将水果分为2-4个等级，PLC控制器获取称重数据后，进行重量等级判断，并控制相应等级的气缸进行动作。四个气缸分别与收集单元中的“S”型滑道一一对应，气缸将称重单元上的水果推送至收集单元“S”型滑道26内。
收集单元包括四个”S”型滑道26、四个气缸三28、四个气缸支架27、四个红外传感器24，“S”型滑道26包括倾斜“S”型段滑道和水平减速段，倾斜“S”型段滑道与地面具有一定的倾斜角度，可以使得水果在滑道中的存储个数最大，滑动速度合适；水平减速段与地面水平，收集单元的每个“S”型滑道26底端处设置有减速平台，减速平台设置有带有弹簧30的减震板29，减速平台上设置有用于固定气缸三28的气缸支架。水果由“S”型段滑道进入后做减速运动，利用弹簧30的减震作用设置减震板29，以减少水果的碰撞损伤。收集单元的每个S型滑道26底端处设计有减速平台，以便于安装气缸支架固定气缸三28，气缸可根据控制要求对水果进行推送。收集单元的每个“S”型滑道26上端处设置有红外传感器24，当滑道内水果个数达到最大时，或红外传感器24被阻挡超过3秒则报警反馈，整理单元气缸一5停止水果推送，收集单元继续工作，等到红外传感器24无阻挡反馈超过3秒，整理单元气缸一5开启，继续推送水果。收集单元一端与称重单元支撑台一17连接，一端通过螺钉和“S”型滑道固定件固定在“S”型滑道固定支撑8上，“S”型滑道固定支撑8通过直角连接件固定在固定底板7上。
打包单元包括伺服电机、小齿轮、大齿轮、法兰盘、打包单元支架、旋转盘、打包盒、空心支撑轴；由步进电机33进行旋转控制，步进电机33通过键与小齿轮40连接，大齿轮39与旋转盘37通过螺栓连接，小齿轮40作为主动轮带动大齿轮39从而带动旋转盘37转动，齿轮套在法兰盘二36上，法兰盘二36通过螺栓固定在打包单元支架32上；旋转盘37伸出有台阶式悬臂梁，悬臂梁安装有打包盒38。当选择按照个数进行包装时，打包盒38对同等级的水果根据预设个数进行接收。当选择按照重量进行包装时，控制系统对水果重量进行标定，打包单元可根据控制计算，在四个等级配合接收水果，确保每个打包盒38内水果重量重量相同。
本发明设备材料选用的T型槽铝型材，便于搭建拆卸。
实施例：
参见图1，图1所示为一种水果称重分级打包设备，设备整体主要采用plc及气动装置进行控制，由整理单元，称重单元，分级单元，收集单元，打包单元等五部分组成。本发明可对直径在50-80mm，重量50-300g的球型水果进行称重分级打包处理。可根据水果种类不同，分为2-4个等级。
首先在触摸屏1上选择所要分级的水果种类，触摸屏1显示分级时设备的运行参数，选择按个数包装，确定每包所承载得个数，再启动设备。
参见图2和图3，整理单元启动，通过减速电机10带动同步带轮一12，同步带13带动同步带轮二14，从而带动传送带轴15，再带动传送带3，结合电机调速器，以实现传送带的可调速运动。人工将一批大包装水果倒入整理单元内，水果在传送带3的传输结合弧形挡板4可有序排列为一列，且弧形挡板4前端为闭口，设计有固定气缸一5的平台，保证水果不会在传送带的传输下脱落，且可以停留在气缸一5口处，使得气缸一5前端安装的气缸推杆一9展开面可以满足所设定的水果直径尺寸，可以顺利将水果推入整理单元水果滑道6内，再通过对气缸一5电磁阀开关动作的控制，以及节流阀动作的速度控制，可实现对不同水果重量的推送。整理单元水果滑道6一端与两侧挡板相连，一端与称重单元的载物台16接触，与水平地面有一定的倾斜角度，可以使得水果在气缸一5的推送下顺利进入称重单元。
参见图4，水果进入称重单元，载物台16下端设置有支撑，可以固定在支撑台一17上，支撑台一17与支撑台二19之间有卡槽和螺栓将压力传感器18固定在中间，水果进入载物台16后，压力传感器18发生形变，将形变信号传送到控制器进行处理，得到水果重量。整个分级单元通过法兰盘一34固定在空心支撑轴35上。
参见图5，分级单元包括四个气缸、四个气缸支架、分级单元支架；分级单元通过分级单元支架23与空心支撑轴35上的法兰盘一34通过螺钉固定连接，气缸二20通过气缸支架二22固定在分级单元支架23上。根据重量将水果分为2-4个等级，PLC控制器获取称重数据后，进行重量等级判断，并控制相应等级的气缸进行动作，四个气缸分别与收集单元中的S型滑道一一对应，气缸将称重单元上的水果推送至收集单元“S”型滑道26内。
参见图6、图7和图8，收集单元包括四个“S”型滑道26、四个气缸三28、四个气缸支架三27、四个红外传感器24，“S”型滑道26分为倾斜S型段滑道、水平减速段，倾斜“S”型段滑道为“S”型，与地面具有一定的倾斜角度，可以使得水果在滑道中的存储个数最大，滑动速度合适；水平减速段与地面水平，水果由“S”型段进入后做减速运动，并利用弹簧30的减震作用设置减震板29，以减少水果的碰撞损伤。收集单元的每个“S”型滑道26底端处设置有减速平台，以便于安装气缸支架固定气缸三28，气缸可根据控制要求对水果进行推送。收集单元的每个“S”型滑道26上端处安装有红外传感器24，当滑道内水果个数达到最大时，或红外传感器24被阻挡超过3秒则报警反馈，整理单元气缸一5停止水果推送，收集单元继续工作，等到红外传感器24无阻挡反馈超过3秒，整理单元气缸一5开启，继续推送水果。收集单元一端与称重单元支撑台一17连接，一端通过螺钉和“S”型滑道固定件固定在“S”型滑道固定支撑8上，“S”型滑道固定支撑8通过直角连接件固定在固定底板7上。
参见图9和图10，打包单元负责对收集单元中的水果根据控制要求进行接收。由步进电机33进行旋转控制，步进电机33通过键与小齿轮40连接，大齿轮39与旋转盘37通过螺栓连接，小齿轮40作为主动轮带动大齿轮39从而带动旋转盘37转动，齿轮套在法兰盘二36上，法兰盘二36通过螺栓固定在打包单元支架32上。旋转盘37伸出有台阶式悬臂梁，悬臂梁安装有打包盒38，打包盒38对同等级的水果根据预设个数进行接收。
实际工作时，首先，由整理单元将大包装中的水果进行整理使其有序排列，并根据设定时间通过气缸逐一推入称重单元；称重单元对水果进行称重，并将称重信息传送到PLC进行等级判断；分级单元根据所设定的等级通过对气缸的控制对水果进行分级处理，水果进入收集单元；收集单元特设计为S型滑道，通过角度弧度设计，可使得收集水果的数量最多，损伤最小，底端安装有气缸可根据控制要求将水果推送至打包单元，并对作为输入信号对推送水果个数进行统计；打包单元在齿轮的带动下，通过接收的控制信号采用打包盒对不同等级的水果进行接收，完成整个过程。水果称重分级打包过程完成后，人工停止设备运行，完后任务。触摸屏可对整个设备进行可视化操作，且可以显示设备运行参数，及水果重量及个数信息。可根据预设水果个数或重量进行自动分级打包，极大节省了人工成本和分级效率。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种水果称重分级打包设备，其特征在于：包括整理单元，称重单元，分级单元，收集单元和打包单元，称重单元与整理单元、分级单元与称重单元、收集单元与分级单元、打包单元与收集单元均通过气缸连接，PLC控制系统分别与整理单元，称重单元，分级单元，收集单元和打包单元连接，PLC控制系统并与触摸屏(1)连接。
2.根据权利要求1所述的水果称重分级打包设备，其特征在于：整理单元包括传送部分，传送部分包括减速电机(10)，减速电机(10)带动同步带轮一(12)，同步带(13)带动同步带轮二(14)，从而带动传送带轴(15)，再带动传送带(3)；传送带(3)一端设置有弧形挡板(4)，弧形挡板(4)前端设置有固定气缸一(5)的固定平台，气缸一(5)前端安装的气缸推杆一(9)展开面与所设定的水果直径尺寸相吻合，滑道一端与两侧挡板相连，一端与称重单元的载物台(16)接触，与水平地面形成倾斜角度。
3.根据权利要求1或2所述的水果称重分级打包设备，其特征在于：称重单元包括载物台、压力传感器、支撑台，载物台(16)下端设置有固定在支撑台一(17)上的支撑，支撑台一(17)与支撑台二(19)之间采用卡槽和螺栓将压力传感器(18)固定在中间，分级单元通过法兰盘一(34)固定在空心支撑轴(35)上。
4.根据权利要求3所述的水果称重分级打包设备，其特征在于：分级单元包括四个气缸、四个气缸支架和分级单元支架；分级单元通过分级单元支架(23)与空心支撑轴(35)上的法兰盘一(34)通过螺钉固定连接，气缸二(20)通过气缸支架二(22)固定在分级单元支架(23)上，四个气缸分别与收集单元中的“S”型滑道一一对应。
5.根据权利要求4所述的水果称重分级打包设备，其特征在于：收集单元包括四个”S”型滑道(26)、四个气缸三(28)、四个气缸支架、四个红外传感器(24)，“S”型滑道(26)包括倾斜“S”型段滑道和水平减速段，倾斜“S”型段滑道与地面具有倾斜角度，水平减速段与地面水平，收集单元的每个“S”型滑道(26)底端处设置有减速平台，减速平台设置有带有弹簧(30)的减震板(29)，减速平台上设置有用于固定气缸三(28)的气缸支架；收集单元的每个“S”型滑道(26)上端处设置有红外传感器(24)，收集单元一端与称重单元支撑台一(17)连接，一端通过螺钉和“S”型滑道固定件固定在“S”型滑道固定支撑(8)上，“S”型滑道固定支撑(8)通过直角连接件固定在固定底板(7)上。
6.根据权利要求5所述的水果称重分级打包设备，其特征在于：打包单元包括伺服电机、小齿轮、大齿轮、法兰盘、打包单元支架、旋转盘、打包盒、空心支撑轴；由步进电机(33)进行旋转控制，步进电机(33)通过键与小齿轮(40)连接，大齿轮(39)与旋转盘(37)通过螺栓连接，小齿轮(40)作为主动轮带动大齿轮(39)从而带动旋转盘(37)转动，齿轮套在法兰盘二(36)上，法兰盘二(36)通过螺栓固定在打包单元支架(32)上；旋转盘(37)伸出有台阶式悬臂梁，悬臂梁安装有打包盒(38)。
7.根据权利要求6所述的水果称重分级打包设备，其特征在于：设备材料选用的T型槽铝型材。
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