CN113525792A - 一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机及打包方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机及打包方法，其中的自动充气打包机，包括充气装置、储袋箱，以及设置在储袋箱同侧的取袋装置和撑袋装置，撑袋装置包括撑袋吸盘和驱动撑袋吸盘朝向取袋装置移动的伸缩机构，伸缩机构驱动撑袋吸盘移动至取袋装置所吸附的双层充气袋；储袋箱上还安装有取袋驱动装置，取袋驱动装置驱动取袋装置移动至储袋箱内的双层充气袋。本发明通过驱动电机的动作带动取袋气缸进行取袋，并回至原位，然后通过撑袋气缸带动撑袋吸盘动作，完成撑袋，通过充气装置对双层充气袋的储气夹层进行充气，方便控制储气夹层内的气压，从而方便保证充气的准确性，极大的减少葡萄的磨损，降低了人工包装的成本。

Description

一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机及打包方法
技术领域
本发明涉及农业设备技术领域，尤其涉及到采摘葡萄的打包，具体是指一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机及打包方法。
背景技术
鲜食优质葡萄采摘费时费力，目前部分地区采用车载机械臂进行采摘。但由于葡萄果皮薄，在采摘、运输和装卸的过程中由于跌落、碰撞和摩擦易造成损伤。目前果农对优质葡萄的运输多采用双层充气袋来进行打包，但是目前的充气过程都是人工完成，效率低，劳动强度大，并且充气压力是人工依据经验判断，没有统一的充气标准，袋内气压过大容易挤压葡萄，袋内气压过低又起不到理想保护效果，严重降低优质鲜食葡萄的经济价值。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机及打包方法，通过机械设备完成充气打包，既减轻了工人劳动强度，又提高了充气压力的准确度。
本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机，包括放置双层充气袋的储袋箱，以及设置在储袋箱同侧且相对设置的吸盘式取袋装置和伸缩式撑袋装置，伸缩式撑袋装置包括撑袋吸盘和驱动撑袋吸盘朝向吸盘式取袋装置移动的伸缩机构，所述伸缩机构驱动撑袋吸盘移动至吸盘式取袋装置所吸附的双层充气袋；储袋箱上还安装有取袋驱动装置，所述取袋驱动装置驱动吸盘式取袋装置移动至储袋箱内的双层充气袋；还包括充气装置，双层充气袋位于吸盘式取袋装置和伸缩式撑袋装置之间且被撑开时，充气装置的充气喷头与双层充气袋的充气口相对。
需要进行葡萄包装时，通过取袋驱动装置带动吸盘式取袋装置对储袋箱内的双层充气袋的一侧边进行吸附，并将充气袋从储袋箱内取出，通过伸缩机构驱动撑袋吸盘移动至吸盘式取袋装置所吸附的双层充气袋，并对充气袋的另一侧边进行吸附，伸缩机构回缩后，实现对双层充气袋进料口的撑开，采摘机的机械臂夹持葡萄，并将葡萄移至充气袋上方，当葡萄从双层充气袋的进料口落入充气袋的内腔后，通过充气装置的充气喷头向双层充气袋的充气口内冲入气体，使双层充气袋储气夹层膨胀，对内腔中的葡萄起到减震作用，通过对充气装置设定充气压力即可提高双层充气袋储气夹层的充气压力准确性。
作为优化，所述取袋驱动装置包括通过固定板安装在储袋箱侧面的驱动电机，所述驱动电机的输出轴沿竖直方向延伸，且在驱动电机的输出轴上固接有安装所述吸盘式取袋装置的立板。本优化方案的取袋驱动装置结构简单，成本低，通过驱动电机的转动即可实现吸盘式取袋装置的取袋动作。
作为优化，吸盘式取袋装置包括安装在所述立板上的取袋气缸和安装在取袋气缸活塞杆上的取袋吸盘。本优化方案的吸盘式取袋装置通过取袋吸盘对充气袋进行吸附，既实现了对充气袋的单侧拾取，又避免了对充气袋的损坏，通过设置取袋气缸，可以通过通过取袋气缸的伸出，增大取袋吸盘与充气袋接触时的紧密度。
作为优化，伸缩式撑袋装置包括撑袋气缸和安装在撑袋气缸活塞杆上的撑袋吸盘，撑袋吸盘与所述取袋吸盘相对。本优化方案的伸缩式撑袋装置利用撑袋气缸推动撑袋吸盘移动，保证了撑袋吸盘移动距离的准确性，从而提高了撑袋动作的可靠性；将撑袋吸盘设置为与取袋吸盘相对，利用取袋吸盘给撑袋吸盘提供横向支撑，便于提高撑袋吸盘与充气袋接触时的压紧程度。
作为优化，充气装置包括充气喷头、固设在取袋气缸活塞杆上的支架和安装在所述支架上的丝杠螺母机构，充气喷头与丝杠螺母机构中的螺母固接，丝杠螺母机构中的丝杠沿竖向设置。本优化方案的充气装置通过设置丝杠螺母机构，实现了充气喷头的上下移动，在取袋过程中将充气喷头移至高位，避免与储袋箱干涉。
作为优化，储袋箱朝向吸盘式取袋装置所在侧的侧壁上开设有取袋孔，取袋吸盘与所述取袋孔相对，且取袋吸盘的直径小于取袋孔的高度。本优化方案通过设置取袋孔，方便从侧方将充气袋取出，在取袋吸盘与充气袋接触时，便于通过储袋箱的侧壁提供横向支撑，提高取袋吸盘与充气袋的压紧程度，吸附更加可靠。
作为优化，储袋箱的侧面固接有位于吸盘式取袋装置和伸缩式撑袋装置之间下方的气袋支撑板。本优化方案通过设置气袋支撑板，充气袋底部与气袋支撑板接触，给双层充气袋提供支撑，葡萄落入袋中时的大部分重量都集中在气袋支撑板上，避免葡萄落入时充气袋掉落。
作为优化，储袋箱内设有压袋十字片，压袋十字片上固接有沿横向延伸出储袋箱远离吸盘式取袋装置一侧侧壁的把手，把手与储袋箱通过弹簧连接。本优化方案利用弹簧的弹力使压袋十字片沿横向压紧储袋箱内的双层充气袋，将充气袋牢牢地压在储袋箱内，以够保证双层充气袋的充气口位置固定且一致，方便充气装置进行工作。
作为优化，储袋箱的底部固接有底座，所述底座上设有与移动平台适配的固定装置。本优化方案通过设置底座，方便稳定放置储袋箱，通过设置固定装置，便于把打包机稳定的固定于移动平台上。
本方案还提供一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包方法，包括以下步骤：
1、当充气袋将要放入储袋箱内部时，向外拉动把手，使压袋十字片后移，弹簧被拉伸，将双层充气袋放于储袋箱前侧壁与压袋十字片之间，然后松开把手，弹簧收缩，利用弹簧的弹力使压袋十字片将双层充气袋压紧，将充气袋压实，且充气袋的充气口位置固定，取袋吸盘位置固定，保证充气口的位置正好位于充气喷头正下方；
2、驱动电机通电旋转，带动取袋气缸由初始位置朝向储袋箱转动，当取袋吸盘与储袋箱内的双层充气袋接触时，通过吸盘吸附双层充气袋，然后，利用驱动电机带动取袋气缸回转至初始位置，同时将双层充气袋带至取袋气缸与撑袋气缸之间；
3、撑袋气缸的活塞杆伸出，当撑袋吸盘到达双层充气袋位置且与双层充气袋接触时，撑袋吸盘在气泵和真空发生器的作用下产生负压，利用撑袋吸盘将双层充气袋吸附，然后，撑袋气缸的活塞杆缩回，将双层充气袋的进料口撑开，供葡萄落入；
4、葡萄落入双层充气袋内后，充气喷头在丝杠螺母机构的电机作用下向下移动，并伸至双层充气袋的充气口内，按设定的标准气压向双层充气袋的储气夹层充气，按设定气压充气完成后，由于储气夹层内的气体膨胀，将双层充气袋的进料口封住，完成打包过程。
本发明的有益效果为：通过驱动电机的动作带动取袋气缸进行取袋，并回至原位，然后通过撑袋气缸带动撑袋吸盘动作，完成撑袋，在葡萄落入后，通过充气装置对双层充气袋的储气夹层进行充气，通过控制充气装置即可方便的控制储气夹层内的气压，从而方便保证充气的准确性，极大的减少葡萄的磨损，降低了人工包装的成本。
附图说明
图1为本发明打包机的结构示意图；
图2为本发明的充气喷头结构示意图；
图3为本发明的压袋十字片结构示意图；
图中所示：
1、底座，2、撑袋气缸，3、储袋箱，4、压袋十字片，5、气袋支撑板，6、撑袋吸盘，7、驱动电机，8、取袋吸盘， 9、充气装置，10、取袋气缸，41、十字形板，42、弹簧，43、把手，91、支架，92、充气喷头，93、丝杠，94、丝杆电机。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
如图1所示一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机，包括充气装置9、放置双层充气袋的储袋箱3，以及设置在储袋箱前侧且相对设置的吸盘式取袋装置和伸缩式撑袋装置，双层充气袋位于吸盘式取袋装置和伸缩式撑袋装置之间且被撑开时，充气装置的充气喷头与双层充气袋的充气口相对。储袋箱的内腔尺寸比双层充气袋的略大，保证充气袋在内部稳定,储袋箱3的底部固接有底座1，所述底座1上设有与移动平台适配的固定装置，实际使用时，通过固定装置将本实施例的打包机固定在移动平台上。
储袋箱上还安装有取袋驱动装置，所述取袋驱动装置驱动吸盘式取袋装置移动至储袋箱内的双层充气袋。本实施例的取袋驱动装置包括通过固定板安装在储袋箱侧面的驱动电机7，固定板与储袋箱的前侧壁固接，所述驱动电机的输出轴沿竖直方向延伸，且在驱动电机的输出轴上固接有安装所述吸盘式取袋装置的立板，立板位于固定板的上方。驱动电机7采用步进电机，能够产生足够的大扭矩和足够精细的步进角度，以便取袋装置能够标准的完成取袋动作。
具体的，吸盘式取袋装置包括安装在所述立板上的取袋气缸10和安装在取袋气缸活塞杆上的取袋吸盘8，取袋吸盘8连接抽真空装置，在取袋吸盘与充气袋接触时，利用抽真空装置的气泵和真空发生器给取袋吸盘提供负压，将充气袋吸附在取袋吸盘上。本实施例的取袋吸盘8通过第一支撑板安装在取袋气缸的活塞杆上，第一支撑板套设在取袋气缸的活塞杆上，且第一支撑板与取袋气缸的活塞杆相对固定设置，取袋吸盘为两个，沿水平方向分布在取袋气缸活塞杆的两侧。
伸缩式撑袋装置包括撑袋吸盘和驱动撑袋吸盘朝向吸盘式取袋装置移动的伸缩机构，所述伸缩机构驱动撑袋吸盘移动至吸盘式取袋装置所吸附的双层充气袋，具体的，伸缩式撑袋装置包括撑袋气缸2和安装在撑袋气缸活塞杆上的撑袋吸盘6，撑袋吸盘与所述取袋吸盘相对，撑袋气缸2和撑袋吸盘6均与气泵气连接，通过电磁阀控制其开关。当取袋装置回到原位置时，撑袋气缸2的活塞杆携带撑袋吸盘6朝向充气袋移动，当活塞杆到达尽头时，撑袋吸盘6正好接触充气袋的另一侧。撑袋气缸的活塞杆与取袋气缸的活塞杆同轴，撑袋吸盘通过第二支撑板安装在撑袋气缸的活塞杆上，第二支撑板套设在撑袋气缸的活塞杆上，且第二支撑板与撑袋气缸的活塞杆相对固定设置，撑袋吸盘为两个，沿水平方向分布在撑袋气缸活塞杆的两侧，两撑袋吸盘分别与两取袋吸盘相对。
充气装置9包括充气喷头92、固设在取袋气缸活塞杆上的支架91和安装在所述支架上的丝杠螺母机构，充气喷头与丝杠螺母机构中的螺母固接，丝杠螺母机构中的丝杠93沿竖向设置，丝杠的上端连接丝杆电机94。双层充气袋位于吸盘式取袋装置和伸缩式撑袋装置之间且被撑开时，充气装置的充气喷头位于双层充气袋的充气口正上方。丝杆电机94与外部电连接，当葡萄装入袋中时，丝杆电机94转动带动丝杠93转动，充气喷头92在丝杠93的带动下缓慢向下移动，插入充气袋的充气口内进行充气，完成充气动作。
储袋箱内设有压袋十字片4，本实施的压袋十字片为十字形板41，利用十字形板的横板和竖板对充气袋进行压紧，同时减小了与充气袋的接触面积，方便取袋动作完成。压袋十字片上固接有沿横向延伸出储袋箱远离吸盘式取袋装置一侧侧壁的把手43，把手与储袋箱通过弹簧42连接，弹簧42的一端与储袋箱3固接，另一端与把手43固接，利用弹簧的弹力使压袋十字片沿横向压紧储袋箱内的双层充气袋。储袋箱朝向吸盘式取袋装置所在侧的侧壁上开设有取袋孔，取袋吸盘与所述取袋孔相对，且取袋吸盘的直径小于取袋孔的高度。
储袋箱的前侧面固接有位于吸盘式取袋装置和伸缩式撑袋装置之间下方的气袋支撑板5，充气袋底部与气袋支撑板上表面接触，葡萄落入袋中时的大部分重量都集中在气袋支撑板5上。双层充气袋位于吸盘式取袋装置和伸缩式撑袋装置之间且被撑开时，气袋支撑板位于双层充气袋的下方，给双层充气袋提供支撑。充气袋的充气口是只进不出的单向进气阀，所以当充气完毕后，袋内气体会因膨胀将葡萄的袋孔封闭，所以不设置封口装置。充气完毕的充气袋可以很好的保护葡萄从高处摔落且无损伤，充气完成后，取袋吸盘和撑袋吸盘停止提供负压，葡萄自然落入收集箱。
使用本实施例的一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机进行的打包方法，包括以下步骤：
1、将底座固定放置在葡萄采摘机械臂的底盘上，在其下方放置收集箱；需要进行葡萄包装时，向外拉动把手，使压袋十字片后移，弹簧被拉伸，将用作包装袋的双层充气袋放于储袋箱前侧壁与压袋十字片之间，然后松开把手，利用弹簧的弹力使压袋十字片将双层充气袋压紧；
2、驱动电机通电旋转，带动取袋气缸由初始位置朝向储袋箱转动，当取袋吸盘与储袋箱内的双层充气袋接触时，通过吸盘吸附双层充气袋，然后，利用驱动电机带动取袋气缸回转至初始位置，同时将双层充气袋带至取袋气缸与撑袋气缸之间；
3、撑袋气缸的活塞杆伸出，当撑袋吸盘与双层充气袋接触时，利用撑袋吸盘将双层充气袋吸附，然后，撑袋气缸的活塞杆缩回，将双层充气袋的进料口撑开，供葡萄落入；
4、葡萄落入双层充气袋内后，充气喷头在丝杠螺母机构的电机作用下向下移动，并伸至双层充气袋的充气口，向双层充气袋的储气夹层充气，按设定气压充气完成后，由于双层充气袋的充气口为单向阀，利用储气夹层内的气体膨胀，将双层充气袋的进料口封住，完成打包过程。
当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机，其特征在于：包括放置双层充气袋的储袋箱，以及设置在储袋箱同侧且相对设置的吸盘式取袋装置和伸缩式撑袋装置，伸缩式撑袋装置包括撑袋吸盘和驱动撑袋吸盘朝向吸盘式取袋装置移动的伸缩机构，所述伸缩机构驱动撑袋吸盘移动至吸盘式取袋装置所吸附的双层充气袋；储袋箱上还安装有取袋驱动装置，所述取袋驱动装置驱动吸盘式取袋装置移动至储袋箱内的双层充气袋；
还包括充气装置，双层充气袋位于吸盘式取袋装置和伸缩式撑袋装置之间且被撑开时，充气装置的充气喷头与双层充气袋的充气口相对。
2.根据权利要求1所述的一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机，其特征在于：所述取袋驱动装置包括通过固定板安装在储袋箱侧面的驱动电机，所述驱动电机的输出轴沿竖直方向延伸，且在驱动电机的输出轴上固接有安装所述吸盘式取袋装置的立板。
3.根据权利要求2所述的一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机，其特征在于：吸盘式取袋装置包括安装在所述立板上的取袋气缸和安装在取袋气缸活塞杆上的取袋吸盘。
4.根据权利要求3所述的一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机，其特征在于：伸缩式撑袋装置包括撑袋气缸和安装在撑袋气缸活塞杆上的撑袋吸盘，撑袋吸盘与所述取袋吸盘相对。
5.根据权利要求3所述的一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机，其特征在于：充气装置包括充气喷头、固设在取袋气缸活塞杆上的支架和安装在所述支架上的丝杠螺母机构，充气喷头与丝杠螺母机构中的螺母固接，丝杠螺母机构中的丝杠沿竖向设置。
6.根据权利要求5所述的一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机，其特征在于：储袋箱朝向吸盘式取袋装置所在侧的侧壁上开设有取袋孔，取袋吸盘与所述取袋孔相对，且取袋吸盘的直径小于取袋孔的高度。
7.根据权利要求1所述的一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机，其特征在于：储袋箱的侧面固接有位于吸盘式取袋装置和伸缩式撑袋装置之间下方的气袋支撑板。
8.根据权利要求1所述的一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机，其特征在于：储袋箱内设有压袋十字片，压袋十字片上固接有沿横向延伸出储袋箱远离吸盘式取袋装置一侧侧壁的把手，把手与储袋箱通过弹簧连接。
9.根据权利要求1所述的一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包机，其特征在于：储袋箱的底部固接有底座，所述底座上设有与移动平台适配的固定装置。
10.一种适用于葡萄采摘机械臂的自动充气打包方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）向外拉动把手，将双层充气袋放于储袋箱前侧壁与压袋十字片之间，然后松开把手，利用弹簧的弹力使压袋十字片将双层充气袋压紧；
（2）驱动电机通电旋转，带动取袋气缸由初始位置朝向储袋箱转动，当取袋吸盘与储袋箱内的双层充气袋接触时，通过吸盘吸附双层充气袋，然后，利用驱动电机带动取袋气缸回转至初始位置，同时将双层充气袋带至取袋气缸与撑袋气缸之间；
（3）撑袋气缸的活塞杆伸出，当撑袋吸盘与双层充气袋接触时，利用撑袋吸盘将双层充气袋吸附，然后，撑袋气缸的活塞杆缩回，将双层充气袋的进料口撑开，供葡萄落入；
（4）葡萄落入双层充气袋内后，充气喷头在丝杠螺母机构的电机作用下向下移动，并伸至双层充气袋的充气口，向双层充气袋的储气夹层充气，按设定气压充气完成后，由于双层充气袋的充气口为单向阀，利用储气夹层内的气体膨胀，将双层充气袋的进料口封住，完成打包过程。
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