CN113210266A - 一种出口径可调的果实自动分拣装置及其分拣方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种出口径可调的果实自动分拣装置及其分拣方法，分拣装置包括：投放筒；变径通过装置，变径通过装置设有记忆金属条，记忆金属条围成一位于投放筒的底部开口正下方的圆形挡圈，推拉机构带动记忆金属条的另一端活动以扩大圆形挡圈开口宽度使果实下落；果实收纳筒，果实收纳筒内有隔板以划分为多个相互独立的储物格，由移动装置带动果实收纳筒在变径通过装置下方移动，使从圆形挡圈中落下的果实落入相应的储物格中；感应装置，用于感应记忆金属条的圆形挡圈上是否承托有果实。本发明可以极为方便的实现分拣，成本很低，使用效率高。

Description

一种出口径可调的果实自动分拣装置及其分拣方法

技术领域

本发明涉及圆形水果的分拣，具体涉及到一种出口径可调的果实自动分拣装置及其分拣方法。

背景技术

目前我国水果的总产量很高，水果的品质也因为嫁接技术的进步而有所提升，接近国际先进水平，但是我国的总产量和贸易额逐渐存在这很大的反差，造成这一现象的根本原因在于我国的水果商品化后处理能力低造成市场核心竞争力较低。

水果的市场核心竞争力主要取决于水果品质和水果的产后处理两大因素。当前，我国的水果品质已经接近国际先进水平。造成我国水果国际竞争力低的原因在于我国的水果产后处理能力不足。在上线、清洗、打蜡、烘干、分拣等这些水果产后处理的自动线流程中，除了分拣以外，其他的处理技术一般都是工序的启停等流水线操作，比较容易解决。所以水果的分拣技术才是水果产后处理的关键技术。但是，目前我国的水果检测和分拣技术比较落后，致使我们接近于国际品质的水果没有真正地被分拣出来。这些优质的水果只能以三流水果的价格进行出售，水果的产品附加价值没有得到很好的保证。及时提高我国水果产后处理能力的关键所在就变成了水果的分拣技术的提高。

由于中国的国情，中国的水果种植业多以小户小规模为主，现有的水果分拣机，存在着价格昂贵、使用维护成本高、体积比较庞大的、操作比较复杂等一系列问题，无法从根本上改变上述的落后局面，大型化的农业生产只适用于少数地区。

发明内容

本发明提供了一种出口径可调的果实自动分拣装置，适用于圆形水果(例如樱桃、苹果、梨等)的分拣，所述分拣装置包括：

投放筒，投放筒内竖直的通道用于向下输送果实；

变径通过装置，所述变径通过装置设有记忆金属条，记忆金属条围成一位于投放筒的底部开口正下方的圆形挡圈，记忆金属条的一端固定设置，另一端与推拉机构相连，从投放筒中落下的果实承托在记忆金属条围成的圆形挡圈，推拉机构带动记忆金属条的另一端活动以扩大圆形挡圈开口宽度使果实下落；

果实收纳筒，果实收纳筒内有隔板以划分为多个相互独立的储物格，由移动装置带动果实收纳筒在所述变径通过装置下方移动，使从圆形挡圈中落下的果实落入相应的储物格中；

感应装置，用于感应记忆金属条的圆形挡圈上是否承托有果实，所述感应装置与推拉机构、移动装置相连。

进一步的，投放筒为上宽下窄的不锈钢锥形筒，在锥形筒内自上而下分布多级减速挡片，减速挡片与筒壁之间用销连接，在销上设有折页弹簧使减速挡片在不受外力时回弹。

进一步的，投放筒底部开口安装有一上宽下窄的软橡胶网兜，记忆金属条与橡胶网兜的底部开口相连以带动软橡胶网兜改变底部开口大小。

进一步的，变径通过装置还包括支架以及压迫滚轮组，压迫滚轮组固定在支架上表面，压迫滚轮组设有两个间隔分布的滚轮，

围成钥匙形的记忆金属条穿过两个滚轮之间并于压迫滚轮组一侧围成所述圆形挡圈。

进一步的，所述推拉机构安装在所述支架上，所述推拉机构包括有第一电机和齿条，第一电机的转动轴上安装有与齿条相啮合的齿轮，齿条的一端和记忆金属条的另一端固定连接。

进一步的，果实收纳筒为转盘式收纳筒，在转盘式收纳筒内沿周向分布有不同面积的储物格。

进一步的，果实收纳筒底部设置有从动锥齿轮，所述移动装置包括有第二电机，第二电机转动轴上安装有与动锥齿轮相啮合的主动锥齿轮。

进一步的，感应装置包含有位于同一水平线上的一对光电传感器，承托在所述圆形挡圈上的果实遮挡在该对光电传感器对射的激光束之间。

一种基于上述果实自动分拣装置的分拣方法，包括如下步骤：

将果实投入投放筒中，在重力作用下果实自然下落并承托在记忆金属条的圆形挡圈中；

感应装置感应到所述圆形挡圈上有果实后，发送信号至推拉机构和移动装置，推拉机构带动记忆金属条另一端运动以扩大圆形挡圈开口宽度，同时移动装置带动果实收纳筒移动使得至相应的储物格位于圆形挡圈正下方，使圆形挡圈中落下的果实落入相应的储物格中；

圆形挡圈的果实落下后，推拉机构复位使得圆形挡圈开口变小回归到初始状态。

进一步的，圆形挡圈的果实落下后，移动装置带动果实收纳筒复位以回归到初始状态。

使用本发明，可以极为方便的实现分拣，成本很低，使用效率高，且对操作者的要求低，简单的培训过后，即可熟练使用。由于其成本低，占地面积小，空间利用率高的特点，十分适合小种植户的使用需求。使用者只需将果实投入投放筒中，果实便可按照直径对应分类完成，待分类完毕，从转盘上将储物格取下，根据储物格的宽度即可直观的辨别储物格内果实的大小类别，使用本装置省时省力、方便快捷。果实可以根据使用要求，定制转盘储物格的大小，和转盘上储物格的数量，可以实现更为细化的果实大小分类。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为出口径可调的果实自动分拣装置外观示意图；

图2为变径通过装置的示意图；

图3为投放筒内部结构示意图

图4为压迫滚轮组结构示意图；

图5为果实收纳筒内部3个储物格的分布示意图；

图6为用于驱动果实收纳筒转动的移动装置示意图；

图7为对射型光电传感器的工作原理图；

图8为本装置运行逻辑示意图。

附图标记说明：

1:移动装置；2:果实收纳筒；3:记忆金属条；3-1:圆形挡圈；4:光电传感器；5:软橡胶网兜5；6:投放筒；6-1:减速挡片；6-2:销；6-3:折页弹簧；7:不锈钢锥筒支架；8:压迫滚轮组；8-1滚轮；9:齿条；10:齿轮；11:第一电机；12:光电传感器；13:底座；14:支架。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

一种出口径可调的果实自动分拣装置包括移动装置1和果实收纳筒2及记忆金属条3、感应装置(光电传感器4+光电传感器12)、软橡胶网兜5、投放筒6、不锈钢锥筒支架7、压迫滚轮组8、齿条9、齿轮10、第一电机11、底座13。其中不锈钢锥筒支架7与底座13固定连接，压迫滚轮组8、第一电机11安装在支架14上。

不锈钢锥筒支架7与投放筒6进口相连接，记忆金属条3位于投放筒6底部开口正下方；记忆金属条3与压迫滚轮组8相互配合接触，记忆金属条3通过销与齿条9相连接，齿条9与齿轮10相互配合，齿轮10与第一电机11连接，齿条9在第一电机11上齿轮10的驱动下往复运动，记忆金属条3在与齿条9连接的销的作用下收紧或伸张，同时在压迫滚轮组8的约束下，使记忆金属条3围成区域始终为圆形，第一电机11通过电机支架固定在底座13上。压迫滚轮组8包含两个半径为10mm的滚轮8-1，在外力的拉动下，可以使得记忆金属条3产生弹性变形，并且使得记忆金属条3的所围成的圆形挡圈3-1无级变大或缩小，从而适应各种大小的果实。记忆金属条3具有极强的复原性，在经过大形变量的弯曲下，仍可恢复原状，保证复位时圆形挡圈3-1的形状和直径保持不变。

光电传感器4与光电传感器12放置在不锈钢锥筒支架7上，传感器所处的高度与果实停止位置的水平高度一致，通过信号的有无，来判断该处是否存在果实，如存在果实，即对射光线被阻挡，则传感器无输出，此时记忆金属条围成的圆形挡圈3-1直径变大；如果不存在果实，则传感器有输出，此时第一电机11立即复位，记忆金属条3被收紧，圆形挡圈3-1直径缩至最小，同时果实收纳筒2也复位。

如图6、7所示，底座下部电机带动果实收纳筒2转动，果实收纳筒内通过隔板将果实收纳筒内部空间划分为三种不同宽度的储物格，分别对应三类直径范围的果实，分拣完毕后，根据储物格的宽度即可直观的辨别储物格内果实的大小类别。在收纳槽中放置有海绵垫，起到保护果实的目的。

如图3所示，在投放筒6中存在有五级减速挡片6-1，每级减速挡片6-1均由两个对称安装在筒内壁上的挡片，五级减速挡片6-1分别处在不同的垂直高度，且相互间隔距离相等，减速挡片6-1与筒壁之间用销6-2连接使得减速挡片6-1可以翻折。在销6-2上设有折页弹簧6-3，不受外力时减速挡片6-1自动回弹。

一种出口径可调的果实自动分拣装置的使用方法包括以下步骤：

1)机械手或人手将果实放入投放筒6，在重力的作用下，经投放筒6中多级减速挡片的减速，平稳到达底部出口并承托在记忆金属条3的圆形挡圈3-1上。

2)光电传感器4和光电传感器12的对射光线被果实阻挡，第一电机11开始逆时针转动，齿轮10带动齿条9向前运动，记忆金属条3伸张，其围成的圆形挡圈3-1直径开始变大；同时，果实收纳筒2也开始转动，该时刻圆形挡圈3-1的直径与正下方果实收纳筒2的储物格宽度相匹配。

3)当圆形挡圈3-1的直径放大到一定长度时，果实落下，此时对射光线被接收到，光电传感器有信号输出，此时移动装置1和第一电机11立刻复位，为下一次分拣做准备。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种出口径可调的果实自动分拣装置，用于圆形果实的分拣，其特征在于，所述分拣装置包括：

投放筒(6)，投放筒(6)内竖直的通道用于向下输送果实；

变径通过装置，所述变径通过装置设有记忆金属条(3)，记忆金属条(3)围成一位于投放筒(6)的底部开口正下方的圆形挡圈(3-1)，记忆金属条(3)的一端固定设置，另一端与推拉机构相连，从投放筒(6)中落下的果实承托在记忆金属条(3)围成的圆形挡圈(3-1)，推拉机构带动记忆金属条(3)的另一端活动以扩大圆形挡圈(3-1)开口宽度使果实下落；

果实收纳筒(2)，果实收纳筒(2)内有隔板以划分为多个相互独立的储物格，由移动装置(1)带动果实收纳筒(2)在所述变径通过装置下方移动，使从圆形挡圈(3-1)中落下的果实落入相应的储物格中；

感应装置，用于感应记忆金属条(3)的圆形挡圈(3-1)上是否承托有果实，所述感应装置与推拉机构、移动装置(1)相连。

2.如权利要求1所述的果实自动分拣装置，其特征在于，投放筒(6)为上宽下窄的不锈钢锥形筒，在锥形筒内自上而下分布多级减速挡片(6-1)，减速挡片(6-1)与筒壁之间用销(6-2)转动连接，在销(6-2)上设有折页弹簧(6-3)使减速挡片(6-1)在不受外力时回弹。

3.如权利要求1所述的果实自动分拣装置，其特征在于，投放筒(6)底部开口安装有一上宽下窄的软橡胶网兜(5)，记忆金属条(3)与橡胶网兜(5)的底部开口相连以带动软橡胶网兜(5)改变底部开口大小。

4.如权利要求1所述的果实自动分拣装置，其特征在于，变径通过装置还包括支架(14)以及压迫滚轮组(8)，压迫滚轮组(8)固定在支架上表面，压迫滚轮组(8)设有两个间隔分布的滚轮(8-1)，

围成钥匙形的记忆金属条(3)穿过两个滚轮(8-1)之间并于压迫滚轮组(8)一侧围成所述圆形挡圈(3-1)。

5.如权利要求4所述的果实自动分拣装置，其特征在于，所述推拉机构安装在所述支架(14)上，所述推拉机构包括有第一电机(11)和齿条(9)，第一电机(11)的转动轴上安装有与齿条(9)相啮合的齿轮(10)，齿条(9)和记忆金属条(3)的另一端固定连接。

6.如权利要求1所述的果实自动分拣装置，其特征在于，果实收纳筒(2)为转盘式收纳筒，在转盘式收纳筒内沿周向分布有不同面积的储物格。

7.如权利要求6所述的果实自动分拣装置，其特征在于，果实收纳筒(2)底部设置有从动锥齿轮，所述移动装置(1)包括有第二电机，第二电机的转动轴上安装有与动锥齿轮相啮合的主动锥齿轮。

8.如权利要求1所述的果实自动分拣装置，其特征在于，感应装置包含有位于同一水平线上的一对光电传感器，承托在所述圆形挡圈(3-1)上的果实遮挡在该对光电传感器对射的激光束之间。

9.一种基于权利要求1-8任意一所述果实自动分拣装置的分拣方法，其特征在于，包括如下步骤：

将果实投入投放筒(6)中，在重力作用下果实自然下落并承托在记忆金属条(3)的圆形挡圈(3-1)中；

感应装置感应到所述圆形挡圈(3-1)上有果实后，发送信号至推拉机构和移动装置(1)，推拉机构带动记忆金属条(3)另一端运动以扩大圆形挡圈(3-1)开口宽度，同时移动装置(1)带动果实收纳筒(2)移动使得至相应的储物格位于圆形挡圈(3-1)正下方，使圆形挡圈(3-1)中落下的果实落入相应的储物格中；

圆形挡圈(3-1)上的果实落下后，推拉机构复位使得圆形挡圈(3-1)开口变小回归到初始状态。

10.如权利要求9所述的分拣方法，其特征在于，圆形挡圈(3-1)的果实落下后，移动装置(1)带动果实收纳筒(2)复位以回归到初始状态。

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