CN113714134A - 一种可调式水果快速分级分拣系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调式水果快速分级分拣系统，包括用于对水果尺寸进行筛选的前段输送装置、用于对水果质量进行观察的检测装置、用于将不合格水果分拣出来的分拣装置以及用于运输到包装区域的成品运输装置；所述前段输送装置包括第一支架、第一驱动装置、第一输送机构、第一分隔板，第一驱动装置、第一输送机构均连接在第一支架上，第一驱动装置与第一输送机构传动连接，所述第一分隔板有若干个且若干个第一分隔板设置在第一输送机构上方。本发明节省了人力成本，提高了水果分拣效率，给水果分拣工作带来了便利。

Description

一种可调式水果快速分级分拣系统

技术领域

本发明涉及机电、计算机原理等知识，应用于水果及蔬菜等输送、分拣、包装领域，尤其涉及一种可调式水果快速分级分拣系统。

背景技术

我国是世界上最大的水果产出国，种植面积与水果产量稳居世界前列，水果产业已成为继粮食、蔬菜之后的第三大农业种植产业，然而水果分拣仍以人工分拣方式为主。传统的人工水果分类靠人为意识的主观判别，存在分拣效率低、人力成本高、识别准确率不稳定等问题，给水果的分拣工作带来一定的困扰。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种结构简单、使用便利的可调式水果快速分级分拣系统。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种可调式水果快速分级分拣系统，包括用于对水果尺寸进行筛选的前段输送装置、用于对水果质量进行观察的检测装置、用于将不合格水果分拣出来的分拣装置、以及用于运输到包装区域的成品运输装置；所述前段输送装置包括第一支架、第一驱动装置（电机、链轮等）、第一输送机构、第一分隔板，第一驱动装置、第一输送机构均连接在第一支架上，第一驱动装置与第一输送机构传动连接，所述第一分隔板有若干个且若干个第一分隔板设置在第一输送机构上方。

进一步的，所述第一输送机构包括第一滚筒、第二滚筒、第三滚筒、第一输送带，第二滚筒位于第一滚筒、第三滚筒之间且第二滚筒与第一驱动装置传动连接，第二滚筒、第三滚筒的两端均通过轴承座与第一支架固定连接，第一滚筒的两端连接有第一预紧装置，第一预紧装置上的第一调节螺栓通过第一连接件与第一支架相连接并用于第一输送带松弛张力调节；所述第一输送带套接在第一滚筒、第三滚筒外侧且第二滚筒的外周面与第一输送带相接触。

进一步的，所述检测装置包括第二支架、第二驱动装置、第二输送机构、第二分隔板，第二支架顶端呈从低到高的倾斜状设置；第二驱动装置、第二输送机构均连接在第二支架上，第二驱动装置与第二输送机构传动连接，所述第二分隔板有若干个，若干个第二分隔板设置在第二输送机构上方，若干个第二分隔板与第一分隔板相对应设置。

进一步的，所述第二输送机构包括第一链轮轴、第二链轮轴、第三链轮轴、传动链条；第一链轮轴的两端设置有第二预紧装置，第二预紧装置上的第二调节螺栓通过第二连接件与第二支架相连接并用于传动链条的松弛张力调节；第一链轮轴、第二链轮轴、第三链轮轴均通过轴承座固定连接在第二支架上，第一链轮轴、第三链轮轴两端均固定连接有传动链轮，所述传动链条有两个，两个传动链条分别套接在第一链轮轴、第三链轮轴两端的传动链轮外侧，传动链条与传动链轮啮合连接；所述第二链轮轴位于第一链轮轴、第三链轮轴之间，第二链轮轴两端分别装有单排链轮与双排链轮，第二链轮轴与第二支架可转动连接，双排链轮分别与传动链条、第二驱动装置传动连接；所述两个传动链条的相对面均设置有滚动轴承，两个传动链条之间设置有若干个转动辊筒且转动辊筒的两端分别可转动连接在滚动轴承上；所述转动辊筒下端面设置有自转链条板，自转链条板与第二支架固定连接且自转链条板外侧面与转动辊筒的外周面相接触。

进一步的，所述分拣装置包括第三支架、第三输送机构、分拣板、分拣气缸、滑板、第三分隔板，第三支架顶端呈从高到低的倾斜状设置，第三支架顶端固定连接有分拣板，分拣板上设置有若干个第三分隔板，相邻第三分隔板之间的分拣板上设置有分拣孔，分拣孔下方设置有滑板，滑板与分拣板下端面滑动连接或销轴连接，滑板的一端与固定连接在分拣板下端面的分拣气缸相连接；所述第三输送机构设置在分拣孔下方。

进一步的，所述第三输送机构包括第三驱动装置、第三输送带、输送辊，输送辊有两个且两个输送辊可转动的连接在第三支架上，第三驱动装置固定连接在第三支架上且第三驱动装置与输送辊传动连接，所述第三输送带套接在两个输送辊上并随着输送辊转动。

进一步的，所述成品运输装置与前段输送装置结构相一致。

进一步的，所述可调式水果快速分级分拣系统还包括PLC控制器、相机，相机连接在第二支架上，其位置根据上位机反馈信息进行移动，相机的拍照口朝向转动辊筒上方，相机与PLC控制器的信号输入端相连接，PLC控制器的信号输出端与分拣气缸相连接。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

1、本发明能够根据水果的种类及规格，通过调节相邻分隔板之间的宽度对水果的大小进行分类，同时可以通过检测装置实现对水果的全方位检测，包括水果的色泽、外观、品象等因素；从而更好的完成水果的分拣操作。

2、本发明通过相机来识别水果的大小以及品质等特征，并通过相应的分拣气缸带动滑板将不同品质的水果进行分类，节省了人力成本的同时提高了识别准确率。

3、本发明中通过自转链条板与转动辊筒可转动连接，同时自转链条板与转动辊筒相接触的设计，在转动辊筒公转的同时通过自转链条板与转动辊筒外侧圆周的摩擦力及输送惯性力，令转动辊筒实现了360°自转；在转动辊筒的自转和公转作用下，水果会在转动辊筒上被运输的同时实现全方位转动，从而达到水果在运输时的无死角检测操作。

4、本发明由四个不同的装置拼装构成，方便安装、拆卸、维修、移动等，提升了分拣系统的工作效率，降低了运转费用。

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为本发明的结构示意图；

图2为前段输送装置的结构示意图；

图3为检测装置的结构示意图；

图4为分拣装置的结构示意图。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

如图1至图4所示，本实施例公开了一种可调式水果快速分级分拣系统，包括用于对水果尺寸进行筛选的前段输送装置1、用于对水果质量进行观察的检测装置2、用于将不合格水果分拣出来的分拣装置3以及用于运输到包装区域的成品运输装置4；所述前段输送装置1包括第一支架101、第一驱动装置102、第一输送机构、第一分隔板107，第一驱动装置102、第一输送机构均连接在第一支架101上，第一驱动装置102与第一输送机构传动连接，所述第一分隔板107有若干个且若干个第一分隔板107设置在第一输送机构上方。

在进行水果筛选时，在第一分隔板上方设置筛选板，筛选板上设置有若干个筛选口，根据水果的直径大小进行分档，当水果从柔性输送管中滚落，受皮带运输惯性力及重力影响，水果会滚进不同位置的筛选口，其中距离落点近的是小孔径的筛选口，距离落点远的是大孔径的筛选口，不同尺寸的苹果分别落入相应尺寸的筛选口中，下方分隔板之间的间距与筛选口的口径相对应设置。

第一分隔板通过相应的滑块扣件固定在对应支架上面，后面的第二分隔板、第三分隔板依次与前侧的分隔板对应连接，分隔板之间的距离可以通过调整滑块扣件的位置进行相应调节。

所述第一输送机构包括第一滚筒103、第二滚筒104、第三滚筒105、第一输送带106，第二滚筒104位于第一滚筒103、第三滚筒105之间且第二滚筒104与第一驱动装置102传动连接，第二滚筒104、第三滚筒105的两端均通过轴承座与第一支架101固定连接，第一滚筒103的两端连接有第一预紧装置108，第一预紧装置108上的第一调节螺栓通过第一连接件109与第一支架101相连接并用于第一输送带106松弛张力调节；所述第一输送带106套接在第一滚筒103、第三滚筒105外侧且第二滚筒104的外周面与第一输送带106相接触；第一分隔板107设置在第一输送带106上方。

相邻第一分隔板之间的设置间距不一致，其可以构成筛选通道，令不同尺寸的水果进入不同的筛选通道内，然后在第一输送带的作用下运输到检测装置上，同时可以根据不同类型的水果设置不同的间距。

所述检测装置2包括第二支架201、第二驱动装置202、第二输送机构、第二分隔板2014，第二支架201顶端呈从低到高的倾斜状设置，第二支架201一端开有多个长方形卡槽，可实现不同倾斜角度的调节；第二驱动装置202、第二输送机构均连接在第二支架201上，第二驱动装置202与第二输送机构传动连接，所述第二分隔板2014有若干个，若干个第二分隔板2014设置在第二输送机构上方，若干个第二分隔板2014与第一分隔板107相对应设置。

所述第二输送机构包括第一链轮轴203、第三链轮轴204、双排链轮208、传动链条209，第一链轮轴203的两端设置有第二预紧装置206，第二预紧装置206上的第二调节螺栓通过第二连接件207与第二支架201相连接并用于传动链条209的松弛张力调节；第三链轮轴204通过轴承座固定连接在第二支架201上，第一链轮轴203、第三链轮轴204的两端均固定连接有传动链轮205，所述传动链条209有两个，两个传动链条209分别套接在第一链轮轴203、第三链轮轴204两端的传动链轮205外侧，传动链条209与传动链轮205啮合连接；所述双排链轮208位于第一链轮轴203、第三链轮轴204之间且双排链轮208与第二支架201可转动连接，双排链轮208分别与传动链条209、第二驱动装置202传动连接；两个传动链条209的相对面均设置有滚动轴承2010，两个传动链条209之间设置有若干个转动辊筒2011且转动辊筒2011的两端分别可转动连接在滚动轴承2010上；所述转动辊筒2011下端面设置有自转链条板2012，自转链条板2012与第二支架201固定连接且自转链条板2012外侧面与转动辊筒2011的外周面相接触；第二分隔板2014设置在转动辊筒2011上方。

辊筒部分由单边链条带动链轮实现公转，在辊筒运行过程中，与自转链条板接触，通过链条与辊筒之间的摩擦力的作用实现辊筒部分的自转。在水果运输过程中，检测部分也可以设置相应的滚刷结构，以实现水果的翻转操作。

通过水果的重力作用、转动辊筒的旋转作用、输送机的惯性力及辅助滚刷的合力（其中辅助滚刷结构可根据实际情况添加），令水果通过转动辊筒的自转实现无死角旋转，通过相机以及PLC控制器对水果的外观、质量进行检测；继而在旋转的同时通过传动链条的公转作用将水果输送到分拣装置中。

所述分拣装置3包括第三支架301、第三输送机构、分拣板305、分拣气缸、滑板308、第三分隔板306，第三支架301顶端呈从高到低的倾斜状设置，第三支架301顶端固定连接有分拣板305，分拣板305上设置有若干个第三分隔板306，第三分隔板306与第二分隔板2014相对应设置；相邻第三分隔板306之间的分拣板305上设置有分拣孔307，分拣孔307下方设置有滑板308，滑板308与分拣板305下端面滑动连接或销轴连接，滑板308的一端与固定连接在分拣板305下端面的分拣气缸相连接；分拣气缸可控制滑板308实现翻转或平行滑动两种形式来实现水果的分拣操作；所述第三输送机构设置在分拣孔307下方。

所述可调式水果快速分级分拣系统还包括PLC控制器、相机2013，相机2013连接在第二支架201上，其位置根据上位机反馈信息进行移动，且相机2013的拍照口朝向转动辊筒2011上方，相机2013与PLC控制器的信号输入端相连接，PLC控制器的信号输出端与分拣气缸相连接。

检测装置由旁边的高速相机收集相应的水果信息，通过usb连接线传输数据到相应的图像采集卡，在图像采集卡上连接有相应的颜色装置、图像处理装置以及主控装置，将相应的信息传输至相应的PC端，PC端将处理该水果的信息并反馈给分拣装置，分拣装置通过分拣气缸执行滑板的开合来进行水果分拣操作。

所述第三输送机构包括第三驱动装置302、第三输送带303、输送辊304，输送辊304有两个且两个输送辊304可转动的连接在第三支架301上，第三驱动装置302固定连接在第三支架301上且第三驱动装置302与输送辊304传动连接，所述第三输送带303套接在两个输送辊304上并随着输送辊304转动。

水果在重力及输送带惯性力作用下在分拣板上自行滚落，同时通过PLC控制器接收到的相机的拍摄信息来判断滚落下来的水果是否符合标准，当其符合标准时，分拣气缸不工作，令水果顺着分拣板落到成品运输装置中；当水果不符合标准时，分拣气缸工作，令滑板收缩，水果从分拣孔掉落到第三输送机构上运输到后处理区域。

所述成品运输装置4与前段输送装置1结构相一致。成品输送装置4将水果运输到包装区域进行包装操作。

工作过程:

水果被运送到前段输送装置时，通过调节分隔板之间的距离，令水果进入不同的筛选通道，从而实现水果大小的分拣操作。结合调研情况和水果实际尺寸分析，将水果筛选的直径根据情况分为任意N个档，从而实现水果大小的分选。

在检测装置中，旋转辊轴由于自转、公转以及水果自身重力的作用，将水果在运输过程中实现720°旋转，通过旁边的相机采集水果的参数数据，通过USB串口发送到PLC控制器上，将水果的信息反馈至上位机。

在水果分拣机的分拣装置，水果分拣装置的倾斜角度存在一定的角度，水果受到重力作用会滑落，PLC控制器会控制分拣气缸，分拣气缸会带动滑板运动，将不同品质的水果分开，品质较差的水果通过分拣孔掉落至分拣板下的第三输送机构上运输出来；第三输送机构为可移动型，可根据空间、便利条件等需要放置在下面或侧面，使得水果分拣装置具有充分的可调性。

本发明运用食品级别皮带传动，将分类好的水果，运输到相应的通道，不仅保证了水果的质量，而且实现了水果不同大小，品质的分类。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明能够根据水果的种类及规格，通过调节相邻分隔板之间的宽度对水果的大小进行分类，同时可以通过检测装置实现对水果的全方位检测，包括水果的色泽、外观、品象等因素；从而更好的完成水果的分拣操作。

2、本发明通过相机来识别水果的大小以及品质等特征，并通过相应的分拣气缸带动滑板将不同品质的水果进行分类，节省了人力成本的同时提高了识别准确率。

3、本发明中通过自转链条板与转动辊筒可转动连接同时自转链条板与转动辊筒相接触的设计，在转动辊筒公转的同时通过自转链条板的摩擦力令其实现了360°自转；在转动辊筒的自转和公转作用下，水果会在转动辊筒上被运输的同时实现转动，从而达到水果在运输时的无死角检测操作。

4、本发明由四个不同的装置拼装构成，方便安装、拆卸、维修、移动等，提升了分拣系统的工作效率，降低了运转费用。

Claims (8)

1.一种可调式水果快速分级分拣系统，其特征在于：所述可调式水果快速分级分拣系统包括用于对水果尺寸进行筛选的前段输送装置、用于对水果质量进行观察的检测装置、用于将不合格水果分拣出来的分拣装置、以及用于运输到包装区域的成品运输装置；所述前段输送装置包括第一支架、第一驱动装置、第一输送机构、第一分隔板，第一驱动装置、第一输送机构均连接在第一支架上，第一驱动装置与第一输送机构传动连接，所述第一分隔板有若干个且若干个第一分隔板设置在第一输送机构上方。

2.如权利要求1所述的可调式水果快速分级分拣系统，其特征在于：所述第一输送机构包括第一滚筒、第二滚筒、第三滚筒、第一输送带，第二滚筒位于第一滚筒、第三滚筒之间且第二滚筒与第一驱动装置传动连接，第一滚筒、第二滚筒、第三滚筒的两端均通过轴承座与第一支架固定连接，第一滚筒的两端连接有第一预紧装置，第一预紧装置上的第一调节螺栓通过第一连接件与第一支架相连接并用于第一输送带松弛张力调节；所述第一输送带套接在第一滚筒、第三滚筒外侧且第二滚筒的外周面与第一输送带相接触。

3.如权利要求2所述的可调式水果快速分级分拣系统，其特征在于：所述检测装置包括第二支架、第二驱动装置、第二输送机构、第二分隔板，第二支架顶端呈从低到高的倾斜状设置，第二驱动装置、第二输送机构均连接在第二支架上，第二驱动装置与第二输送机构传动连接，所述第二分隔板有若干个，若干个第二分隔板设置在第二输送机构上方，若干个第二分隔板与第一分隔板相对应设置。

4.如权利要求3所述的可调式水果快速分级分拣系统，其特征在于：所述第二输送机构包括第一链轮轴、第二链轮轴、第三链轮轴、传动链条；第一链轮轴的两端设置有第二预紧装置，第二预紧装置上的第二调节螺栓通过第二连接件与第二支架相连接并用于传动链条的松弛张力调节；第一链轮轴、第二链轮轴、第三链轮轴均通过轴承座固定连接在第二支架上，第一链轮轴、第三链轮轴两端均固定连接有传动链轮，所述传动链条有两个，两个传动链条分别套接在第一链轮轴、第三链轮轴两端的传动链轮外侧，传动链条与传动链轮啮合连接；所述第二链轮轴位于第一链轮轴、第三链轮轴之间，第二链轮轴两端分别装有单排链轮与双排链轮，第二链轮轴与第二支架可转动连接，双排链轮分别与传动链条、第二驱动装置传动连接；所述两个传动链条的相对面均设置有滚动轴承，两个传动链条之间设置有若干个转动辊筒且转动辊筒的两端分别可转动连接在滚动轴承上；所述转动辊筒下端面设置有自转链条板，自转链条板与第二支架固定连接且自转链条板外侧面与转动辊筒的外周面相接触。

5.如权利要求4所述的可调式水果快速分级分拣系统，其特征在于：所述分拣装置包括第三支架、第三输送机构、分拣板、分拣气缸、滑板、第三分隔板，第三支架顶端呈从高到低的倾斜状设置，第三支架顶端固定连接有分拣板，分拣板上设置有若干个第三分隔板，相邻第三分隔板之间的分拣板上设置有分拣孔，分拣孔下方设置有滑板，滑板与分拣板下端面滑动连接或销轴连接，滑板的一端与固定连接在分拣板下端面的分拣气缸相连接；所述第三输送机构设置在分拣孔下方。

6.如权利要求5所述的可调式水果快速分级分拣系统，其特征在于：所述第三输送机构包括第三驱动装置、第三输送带、输送辊，输送辊有两个且两个输送辊可转动的连接在第三支架上，第三驱动装置固定连接在第三支架上且第三驱动装置与输送辊传动连接，所述第三输送带套接在两个输送辊上并随着输送辊转动。

7.如权利要求6所述的可调式水果快速分级分拣系统，其特征在于：所述成品运输装置与前段输送装置结构相一致。

8.如权利要求7所述的可调式水果快速分级分拣系统，其特征在于：所述可调式水果快速分级分拣系统还包括PLC控制器、相机，相机连接在第二支架上，相机的拍照口朝向转动辊筒上方，相机与PLC控制器的信号输入端相连接，PLC控制器的信号输出端与分拣气缸相连接。

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