CN112871670B - 一种适用于柑橘类水果的品质分级的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于柑橘类水果的品质分级的装置，包括转动部和分级部，转动部包括驱动电机、从动齿轮和主动齿轮，从动齿轮和主动齿轮均水平设置，从动齿轮和主动齿轮啮合，驱动电机的自由端和主动齿轮连接，从动齿轮上设置有投料孔，投料孔竖直贯穿从动齿轮。分级部包括圆柱型主体，主体上设置有若干个筛分通道，筛分通道的其中一端在主体的顶端面形成入孔口，筛分通道的另一端在主体的底端面或者侧壁上形成出孔口。各个入孔口的宽度并不一致，最大的入孔口的宽度不大于投料孔的宽度，从动齿轮转动时，投料孔在主体的顶端面的投影的移动路径覆盖所有入孔口。

Description

一种适用于柑橘类水果的品质分级的装置

技术领域

本发明涉及果蔬分级领域，特别是涉及一种适用于柑橘类水果的品质分级的装置。

背景技术

果蔬采后处理一直是我国水果产业发展的瓶颈。果蔬外观品质分选是果蔬采后商品化处理的重要技术环节，对增加果蔬的附加值，提升果蔬企业的市场竞争力具有重要的意义。

中国的柑橘类水果营养丰富，色香味兼优，既可鲜食，又可加工成以果汁为主的各种加工制品，因此柑橘类水果的经济效益较高。柑橘类水果在采后要进行清洗、打蜡、分级、包装的处理，以提高果实的商品性，增加收益。柑橘类水果的分级主要是柑橘类水果的尺寸大小的分级，例如，在对脐橙进行分级时，将尺寸较大的脐橙分为特优级，将尺寸中等的脐橙分为优级，将尺寸较小的脐橙分为良级。

但目前对柑橘类水果进行分级时一般还是通过人工手动进行筛选分级，将尺寸较大的，手动筛分不仅费时费力而且效率较低。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种适用于柑橘类水果的品质分级的装置，该装置可以替代人工对柑橘类水果进行分级，而且分级准确率和分级效率均有显著提升。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于柑橘类水果的品质分级的装置，包括：转动部和分级部，转动部包括驱动电机、从动齿轮和主动齿轮，从动齿轮和主动齿轮均水平设置，从动齿轮和主动齿轮啮合，驱动电机的自由端和主动齿轮连接，驱动电机用于提供主动齿轮的旋转驱动力，主动齿轮能带动从动齿轮同步转动。

从动齿轮的顶端面和底端面这两个端面上对称设置有一环形内凹槽，环形内凹槽的圆心和从动齿轮的圆心重合，从动齿轮的中部设置有柱型凸起结构，环形内凹槽环绕该柱型凸起结构，从动齿轮的顶端面和底端面这两个端面上对称设置有该柱型凸起结构。

在环形内凹槽的槽底上设置有一投料孔，投料孔竖直贯穿从动齿轮。

分级部设置在从动齿轮的下方，分级部包括圆柱型主体，主体的顶端面的中部设置有一与凸起结构配合的配合凹槽，配合凹槽内设置有转动轴承，转动轴承的外侧壁和配合凹槽的内侧壁焊接连接。在从动齿轮的凸起结构进入配合凹槽内并插入转动轴承时，主体的顶部部分也进入从动齿轮底端面的环形内凹槽的槽内，但需要注意的是，主体的顶端面并不与环形内凹槽的槽底面接触，因此主体并不会阻碍从动齿轮的转动。主体上设置有若干个筛分通道。筛分通道的其中一端在主体的顶端面形成入孔口，筛分通道的另一端在主体的底端面或者侧壁上形成出孔口。筛分通道可以为竖直结构也可以为弯曲结构，筛分通道的具体结构只需要满足让球形柑橘类水果在重力作用下由入孔口掉落或滚落至出孔口并离开主体即可。同一个筛分通道其宽度、其入孔口的宽度、其出孔口的宽度相一致。

入孔口绕主体的顶端面的圆心周向均匀分布，入孔口在从动齿轮上的投影均位于环形内凹槽的槽底面。各个入孔口的宽度并不一致，最大的入孔口的宽度不大于投料孔的宽度。从动齿轮转动时，投料孔在主体的顶端面的投影的移动路径覆盖所有入孔口。

筛分通道的数量和柑橘类水果的品质分级数相同，例如，将柑橘类水果的品质分级数相设置为三级，则筛分通道的数量为三个，则入孔口和出孔口的数量也均为三个。又例如，将柑橘类水果的品质分级数相设置为四级，则筛分通道的数量为四个，则入孔口和出孔口的数量也均为四个。

在初始状态时，投料孔位于从动齿轮的底端面的孔口正对于宽度最小的入孔口，此时投料孔位于从动齿轮的底端面的孔口的圆心和该入孔口的圆心位于相同的竖直线上。

为了更好的说明圆柱型主体上的筛分通道是这么设置的，在此，以筛分通道的数量为四个时为例，四个入孔口绕主体的顶端面的圆心周向均匀分布，四个入孔口的圆心位于一个圆上，该圆的圆心和主体的顶端面的圆心重合，尽管四个入孔口的宽度不相同，相邻的入孔口的圆心之间的圆弧角度相同。四个入孔口的宽度沿着顺时针方向依次变大。从动齿轮的的齿数与半径、主动齿轮的齿数与半径均是根据相邻的入孔口的圆心之间的圆弧角度设置的，需要满足：驱动电机驱动主动齿轮逆时针转动一周，则从动齿轮顺时针转动一个圆弧角度，投料孔由初始状态时的位置移动到相邻的入孔口的上方，此时投料孔位于从动齿轮的底端面的孔口的圆心和该入孔口的圆心位于相同的竖直线上。

在主体的底端面设置有一放置凹槽，放置凹槽内放置有通信模块，放置凹槽的内侧壁分别与若干筛分通道靠近出孔口的一端连通，连通的通道上靠近筛分通道的一端设置有感应器，若干感应器均和通信模块连接。优选的，感应器为红外感应器。

驱动电机和控制模块相连接，控制模块能控制驱动电机在逆时针转动和顺时针转动之间转换，通信模块和控制模块通信连接，通信模块能将感应器的触发信号发送给控制模块，控制模块根据通信模块发送的信息作出相应的动作。

投料孔位于从动齿轮的顶端面的孔口连接有第二放置凹槽，第二放置凹槽设置有集成的投料感应器和无线通信模块，投料感应器能检测是否有柑橘类水果投料至投料孔内，投料感应器通过集成的无线通信模块和通信模块建立通信连接，投料感应器能作为开关装置，只有当投料感应器检测到有柑橘类水果投料至投料孔内时，投料感应器通过无线通信模块向通信模块发送的信号，此时通信模块才启动开始接收感应器发送的信号并发送至控制模块。

本发明提供的一种适用于柑橘类水果的品质分级的装置，为了说明其使用步骤，以筛分通道的数量为四个时为例，此时该装置能将柑橘类水果分为四个级别，为了方便说明投料孔处于初始状态时对位的入孔口记为4级入孔口(4级入孔口对应的筛分通道为4级筛分通道，4级入孔口对应的出孔口为4级出孔口，后面标记同理类推)，然后将沿顺时针排列的其它入孔口依次标记为3级入孔口、2级入孔口、1级入孔口。装置的具体使用步骤可以如下：

S1.操作人员使用现有技术将单个待分级的柑橘类水果投料至投料孔中，此时投料孔处于初始状态，投料感应器感应到投料并向通信模块发送启动信号，通信模块开始接收与4级筛分通道连接的感应器的检测信号，若与4级筛分通道连接的感应器在设定时间T内没有感应到柑橘类水果在4级筛分通道内掉落或滚落，则该感应器通过通信模块向控制模块发送指令，控制模块控制驱动电机逆时针转动直至主动齿轮转动一周，此时从动齿轮顺时针转动，投料孔从4级入孔口上方移动到3级入孔口上方；若与4级筛分通道连接的感应器在设定时间T内感应到柑橘类水果在4级筛分通道内掉落或滚落，则通信模块不向控制模块发送指令，等待下一个待分级的柑橘类水果投料至投料孔中时引发投料感应器发送信号使通信模块再启动。由4级出孔口离开的柑橘类水果的品质级别定位为4级(尺寸最小)；

S2.投料孔从4级入孔口上方移动到3级入孔口上方时，通信模块开始接收与3级筛分通道连接的感应器的检测信号，若与3级筛分通道连接的感应器在设定时间T内没有感应到柑橘类水果在3级筛分通道内掉落或滚落，则该感应器通过通信模块向控制模块发送指令，控制模块控制驱动电机逆时针转动直至主动齿轮转动一周，此时从动齿轮顺时针转动，投料孔从3级入孔口上方移动到2级入孔口上方；若与3级筛分通道连接的感应器在设定时间T内感应到柑橘类水果在3级筛分通道内掉落或滚落，该感应器通过通信模块向控制模块发送指令，控制模块控制驱动电机顺时针转动直至主动齿轮转动一周，此时从动齿轮逆时针转动，投料孔回到初始状态，等待下一个待分级的柑橘类水果投料至投料孔中时引发投料感应器发送信号使通信模块再启动；由3级出孔口离开的柑橘类水果的品质级别定位为3级；

S3.投料孔从3级入孔口上方移动到2级入孔口上方时，通信模块开始接收与2级筛分通道连接的感应器的检测信号，若与2级筛分通道连接的感应器在设定时间T内没有感应到柑橘类水果在2级筛分通道内掉落或滚落，则该感应器通过通信模块向控制模块发送指令，控制模块控制驱动电机逆时针转动直至主动齿轮转动一周，此时从动齿轮顺时针转动，投料孔从2级入孔口上方移动到1级入孔口上方；若与2级筛分通道连接的感应器在设定时间T内感应到柑橘类水果在2级筛分通道内掉落或滚落，该感应器通过通信模块向控制模块发送指令，控制模块控制驱动电机顺时针转动直至主动齿轮转动二周，此时从动齿轮逆时针转动，投料孔回到初始状态，等待下一个待分级的柑橘类水果投料至投料孔中时引发投料感应器发送信号使通信模块再启动；由2级出孔口离开的柑橘类水果的品质级别定位为2级；

S4.投料孔从2级入孔口上方移动到1级入孔口上方时，通信模块开始接收与1级筛分通道连接的感应器的检测信号，由于1级入孔口的设定宽度比最大尺寸的柑橘类水果更大一些，因此与1级筛分通道连接的感应器在设定时间T内会感应到柑橘类水果在1级筛分通道内掉落或滚落，该感应器通过通信模块向控制模块发送指令，控制模块控制驱动电机顺时针转动直至主动齿轮转动三周，此时从动齿轮逆时针转动，投料孔回到初始状态，等待下一个待分级的柑橘类水果投料至投料孔中时引发投料感应器发送信号使通信模块再启动；由1级出孔口离开的柑橘类水果的品质级别定位为1级(尺寸最大)。

不断的循环上述步骤，能将柑橘类水果通过尺寸区别分为4个品质级别，通过控制四个入孔口的宽度能控制进行品质分级时不同级别的柑橘类水果其尺寸范围，例如4级孔口的宽度为a、3级孔口的宽度为b、2级孔口的宽度为c、1级孔口的宽度为d，则满足：品质级别为4级的柑橘类水果其尺寸范围小于等于a，品质级别为3级的柑橘类水果其尺寸范围为大于a并且小于等于b，品质级别为2级的柑橘类水果其尺寸范围为大于b并且小于等于c，品质级别为1级的柑橘类水果其尺寸范围为大于c并且小于d。

本发明中所记载的投料感应器、无线通信模块、感应器、通信模块、控制模块均可通过现有技术实现。

本发明中所记载的“柑橘类水果的品质分级”的依据是柑橘类水果的尺寸宽度，例如，将柑橘类水果的品质分级数相设置为三级(三级可分别标记为特优级、优级和良级，具体如何标记不同级别可以由操作人员自行拟定)，柑橘类水果的尺寸宽度处于较大范围(该范围的具体数值可由操作人员自行拟定)时，将该范围内的柑橘类水果标定为特优级，依次类推，柑橘类水果的尺寸宽度处于中间范围(该范围的具体数值可由操作人员自行拟定)时标定为优级，柑橘类水果的尺寸宽度处于较小范围(该范围的具体数值可由操作人员自行拟定)时标定为良级。其中，较大范围、中间范围和较小范围为一个连续的范围。

相比于现有技术，本发明的技术方案至少具有下列优点和积极效果：

1.该装置能实现柑橘类水果的自动化品质分级；

2.该装置的分级效率较高并且能够对所有大小的柑橘类水果实现精准的分级。

该装置同样适用于用于梨、苹果、马铃薯、番茄等其它球形果蔬的外观品质分选。

附图说明

附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明一实施例提供的一种适用于柑橘类水果的品质分级的装置的正视图。

图2为本发明一实施例提供的一种适用于柑橘类水果的品质分级的装置的俯视图。

图3为本发明一实施例提供的一种适用于柑橘类水果的品质分级的装置的仰视图。

图4为图1的剖视图A-A。

图5为本发明一实施例提供的从动齿轮和主体连接处的局部剖视图。

其中，附图标记为：1.驱动电机；2.从动齿轮；21.环形内凹槽；22.凸起结构；3.主动齿轮；4.投料孔；41.第二放置凹槽；5.主体；51.配合凹槽；52.放置凹槽；6.转动轴承；71.筛分通道；72.入孔口；73.出孔口；81.通信模块；82.感应器；83.控制模块；84.投料感应器。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-4中所示，本发明一实施例提供的一种适用于柑橘类水果的品质分级的装置，包括：转动部和分级部，转动部包括驱动电机1、从动齿轮2和主动齿轮3，从动齿轮2和主动齿轮3均水平设置，从动齿轮2和主动齿轮3啮合，驱动电机1的自由端和主动齿轮3连接。

从动齿轮2的顶端面和底端面这两个端面上对称设置有一环形内凹槽21，环形内凹槽21的圆心和从动齿轮2的圆心重合，从动齿轮2的中部设置有柱型凸起结构22，环形内凹槽21环绕该柱型凸起结构22，从动齿轮2的顶端面和底端面这两个端面上对称设置有该柱型凸起结构22。在环形内凹槽21的槽底面设置有一投料孔4，投料孔4竖直贯穿从动齿轮2。

分级部设置在从动齿轮2的下方，分级部包括圆柱型主体5，主体5的顶端面的中部设置有一与凸起结构配合的配合凹槽51，配合凹槽51内设置有转动轴承6，转动轴承6的外侧壁和配合凹槽51的内侧壁焊接连接。在从动齿轮2的凸起结构22进入配合凹槽51内并插入转动轴承6时，主体5的顶部部分也进入从动齿轮2底端面的环形内凹槽21的槽内，但需要注意的是，主体5的顶端面并不与环形内凹槽21的槽底面接触，因此主体5并不会阻碍从动齿轮2的转动。

主体5上设置有四个个筛分通道71。筛分通道71的其中一端在主体5的顶端面形成入孔口72，筛分通道71的另一端在主体的底端面形成出孔口73，筛分通道71竖直贯穿主体5。

四个宽度不相同的入孔口72绕主体5的顶端面的圆心周向均匀分布，入孔口72在从动齿轮2上的投影均位于环形内凹槽21的槽底面。最大的入孔口72的宽度不大于投料孔4的宽度。

在初始状态时，投料孔4位于从动齿轮2的底端面的孔口正对于宽度最小的入孔口72，此时投料孔4位于从动齿轮2的底端面的孔口的圆心和该入孔口72的圆心位于相同的竖直线上。四个入孔口72的圆心位于一个圆上，该圆的圆心和主体5的顶端面的圆心重合，相邻的入孔口72的圆心之间的圆弧角度相同。四个入孔口72的宽度沿着顺时针方向依次变大。驱动电机1驱动主动齿轮3逆时针转动一周，则从动齿轮2顺时针转动一个圆弧角度，投料孔4由初始状态时的位置移动到相邻的入孔口72的上方，此时投料孔72位于从动齿轮2的底端面的孔口的圆心和该入孔口72的圆心位于相同的竖直线上。

在主体5的底端面设置有一放置凹槽52，放置凹槽52内放置有通信模块81，放置凹槽52的内侧壁分别与四个筛分通道71靠近出孔口73的一端连通，连通的通道上靠近筛分通道71的一端设置有感应器82，四个感应器82均和通信模块81连接。驱动电机1和控制模块83相连接，控制模块83能控制驱动电机1在逆时针转动和顺时针转动之间转换，通信模块81和控制模块83通信连接，通信模块81能将感应器82的触发信号发送给控制模块83，控制模块83根据通信模块81发送的信息作出相应的动作。

投料孔4位于从动齿轮2的顶端面的孔口连接有第二放置凹槽41，第二放置凹槽41设置有投料感应器84，该投料感应器84集成有无线通信模块(附图中未显示)，投料感应器84能检测是否有柑橘类水果投料至投料孔4内，投料感应器84通过集成的无线通信模块和通信模块81建立通信连接，投料感应器84能作为开关装置，只有当投料感应器84检测到有柑橘类水果投料至投料孔内时，投料感应器84通过无线通信模块向通信模块81发送的信号，此时通信模块81才启动开始接收感应器82发送的信号并发送至控制模块83。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (1)

1.一种适用于柑橘类水果的品质分级的装置，包括转动部和分级部，其特征在于：

所述转动部包括驱动电机、从动齿轮和主动齿轮，所述从动齿轮和所述主动齿轮均水平设置，所述从动齿轮和所述主动齿轮啮合，所述驱动电机的自由端和所述主动齿轮连接，所述从动齿轮上设置有投料孔，所述投料孔竖直贯穿所述从动齿轮；

所述分级部包括圆柱型主体，所述主体上设置有若干个筛分通道，所述筛分通道的其中一端在所述主体的顶端面形成入孔口，所述筛分通道的另一端在所述主体的底端面上形成出孔口；

各个所述入孔口的宽度并不一致，最大的所述入孔口的宽度不大于所述投料孔的宽度，所述从动齿轮转动时，所述投料孔在所述主体的顶端面的投影的移动路径覆盖所有所述入孔口；

所述从动齿轮的顶端面和底端面上对称设置有一环形内凹槽，所述环形内凹槽的圆心和所述从动齿轮的圆心重合，所述从动齿轮的顶端面中部和底端面中部对称设置有柱型凸起结构，所述环形内凹槽环绕所述凸起结构；

所述环形内凹槽的槽底上设置有所述投料孔；

所述主体的顶端面的中部设置有一与所述凸起结构配合的配合凹槽，所述配合凹槽内设置有转动轴承，所述转动轴承的外侧壁和所述配合凹槽的内侧壁焊接连接，所述凸起结构进入所述配合凹槽内并插入所述转动轴承时，所述主体的顶部部分也进入所述从动齿轮的底端面的所述环形内凹槽的槽内，所述主体的顶端面并不与所述环形内凹槽的槽底面接触；

所述筛分通道为竖直结构，所述筛分通道竖直贯穿所述主体；

所述入孔口绕所述主体的顶端面的圆心周向均匀分布，相邻的所述入孔口的圆心之间的圆弧角度相同，所述入孔口的宽度沿着顺时针方向依次变大；

所述主动齿轮转动一周，则所述从动齿轮转动一个所述圆弧角度；

所述主体的底端面设置有一放置凹槽，所述放置凹槽内放置有通信模块，所述放置凹槽的内侧壁分别与所述筛分通道靠近所述出孔口的一端连通，连通的通道上靠近所述筛分通道的一端设置有感应器，所述感应器和所述通信模块连接；

所述驱动电机和控制模块相连接，所述通信模块和所述控制模块通信连接；

所述投料孔位于所述从动齿轮的顶端面的孔口连接有第二放置凹槽，所述第二放置凹槽设置有集成的投料感应器和无线通信模块，所述投料感应器通过集成的所述无线通信模块和所述通信模块建立通信连接。

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