CN214132841U - 一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了属于农业机械领域的一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备；其中从动传动装置、称重装置、内部品质检测装置、分级集料装置和主动传动装置由从动侧至主动侧依次设置于机架上；传送链设置于机架内，并在主动传动装置和从动传动装置引导的下转动，传送链的长度方向和机架的长度方向一致，称重装置通过支架安装于传送链的上半程，内部品质检测装置位于传送链的中程，分级集料装置位于传送链的下半程；若干单侧翻转果杯组同向安装于传送链的外表面。本实用新型无需人工参与，自动化程度高，因此大大提高了分选的效率，克服了传统分选效率低的缺点。

Description

一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备

技术领域

本实用新型属于农业机械技术领域，具体为一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备。

背景技术

近年来随着经济的不断发展，人们的生活水平不断提高，人们不再仅仅局限于对果蔬数量的追求，而是更加注重果蔬的品质，因此需要对果蔬依据相应指标进行分级分选。传统的果蔬分选方式多采用人工分选，分选效率低，主观性强，同时仅仅局限于外部品质，因此分类效果较差。

目前市面上已有的果蔬分选机器主要依据水果的大小和重量分级，这种方式虽然可以在一定程度上减轻了人工分级的工作量，但是无法检测其内部的品质。另外市面上也有针对水果内部品质检测的仪器，但是其仅通过单一指标对水果进行分级分选，分选效果差，不能满足目前市场的需求。

针对这一问题，我们提出了一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备，同时兼顾了效率和质量。

实用新型内容

针对背景技术中存在的问题，本实用新型提供了一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备，其特征在于，包括：机架、内部品质检测装置、分级集料装置、传送链、主动传动装置、从动传动装置、单侧翻转果杯组、称重装置和支架，其中机架呈一字长条形固接于地基上，从动传动装置、称重装置、内部品质检测装置、分级集料装置和主动传动装置由从动侧至主动侧依次设置于机架上；传送链设置于机架内，并在主动传动装置和从动传动装置引导的下转动，传送链的长度方向和机架的长度方向一致，称重装置通过支架安装于传送链的上半程，内部品质检测装置位于传送链的中程，分级集料装置位于传送链的下半程；若干单侧翻转果杯组同向安装于传送链的外表面；

所述单侧翻转果杯组包括：卡接基座、转动连接板、空底果杯、果杯拨片、卡扣和卡轴，其中卡接基座的非打开侧与转动连接板铰接，转动连接板的非打开侧外固接有一块果杯拨片，从而使得固接于转动连接板上方的空底果杯可以随着果杯拨片的拨动而向下转动；空底果杯的底部为用于透光的空心，空心尺寸远小于待检测果蔬的尺寸，转动连接板的下端一体固接有卡扣，卡接基座上方设有与卡扣匹配的卡轴。

所述内部品质测量装置包括支撑脚、箱体支架、灯托板、开孔顶板和光纤探头，其中四根支撑脚固接与地基上，箱体支架的四根支撑套接在支撑脚外；箱体支架的顶端与开孔顶板的四个角固接，灯托板固接于箱体支架的上部且位于开孔顶板下方；灯托板上开有两个形状为圆形的孔洞，用以固定内部的卤素灯，同时还用于透出卤素灯的光线；光纤探头均通过支架安装于机架上，且光纤探头位于空底果杯中央开口行进轨迹的正下方，光纤探头用以接收透过果蔬的光线，接收到的光线经光纤传送至外置的控制器进行分析处理。

所述分级集料装置包括由主动侧至从动侧按顺序依次设置的至少一级分级集料斗以及一级次品收集料斗、支撑斜架、支撑水平架、次品拨杆、位置检测传感器、与分级集料斗数量相对应的分级顶针和与分级集料斗数量相对应的顶针推动器，其中分级集料斗和次品收集料斗均位于机架的打开侧，且根部均与机架铰接；分级集料斗和次品收集料斗的打开侧均通过支撑斜架和支撑水平架与机架的下部相连；支撑水平架的打开侧设有销轴，支撑斜架上开有配合定位销轴匹配的锯齿形镂空；通过调整销轴与锯齿形镂空之间的相对位置以调整分级集料斗和次品收集料斗的倾斜程度；

每个分级集料斗的一侧均设有一个分级顶针，次品收集料斗的一侧设有一根次品拨杆；分级顶针通过顶针推动器安装于上机架上，位置检测传感器和次品拨杆通过支架安装于机架上，分级顶针和次品拨杆均位于果杯拨片行进轨迹的正下方，位置检测传感器与分级顶针的关系一一对应，每一对位置检测传感器与分级顶针在同一水平线上且中间留有间隔。

所述分级集料斗和次品收集料斗的斗内均包覆有海绵。

所述称重装置包括“凹”字型的称重平台和称重传感器，其中称重传感器的两端分别与机架和称重平台固接；竖直设置的称重平台的位于空底果杯中央开口行进轨迹的正下方，称重平台与经过的空底果杯内待检测果蔬的下端接触连接。

所述主动传动装置包括：驱动电机、主动链轮和核心复位拨条；主动链轮通过轴承安装在机架的主动侧，固接于机架上的驱动电机动力输出轴与主动链轮的轮轴固接；核心复位拨条带有一定硬度的长条状金属片，核心复位拨条的上下两端均与机架固接，核心复位拨条的长度方向与控制单侧翻转果杯组的转动方向相同，核心复位拨条位于果杯拨片的行动轨迹上，用于将单侧翻转果杯组中的空底果杯拨回水平位置。

所述核心复位拨条安装后侧视呈半圆形。

所述从动传动装置包括：计数器、从动链轮和辅助复位组件；从动链轮通过轴承安装在机架的从动侧；计数器由与传送链接触连接的测速用轴和固接于机架上的编码器组成；辅助复位组件由固接于机架上的长杆和扇形的扇形复位拨片组成，扇形复位拨片固接于长杆的端头，扇形复位拨片的弧部挤压与经过的果杯拨片。

本实用新型的有益效果在于：

1.克服了传统人工分选主观性强，分选不准确的缺点。同时该方案无需人工参与，自动化程度高，因此大大提高了分选的效率，克服了传统分选效率低的缺点。

2.通过对果蔬的多个指标进行检测，并根据检测数据对每个果蔬进行分类。

附图说明

图1为本实用新型一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备实施例的结构示意图；

图2为图1在A区域的放大图；

图3为图1在B区域的放大图；

图4为图1在C区域的放大图；

图5为本实用新型实施例在内部品质检测装置附近的局部剖视示意图；

图6为本实用新型实施例中单侧翻转果杯组的结构示意图。

其中：

10-支架，100-机架，200-内部品质检测装置，201-支撑脚，202-箱体支架，203-灯托板，204-开孔顶板，205-光线探头，300-分级集料装置，310-分级集料斗，320-次品收集料斗，301-支撑斜架，302-支撑水平架，303-锯齿形镂空，311-位置检测传感器，312-分级顶针，313-顶针推动器，322-次品拨杆，400-传送链，500-称重装置，501-称重平台，502-称重传感器，600-主动传动装置，601-驱动电机，602-主动链轮，603-核心复位拨条，700-从动传动装置，701-计数器，702-从动链轮，730-辅助复位组件，731-长杆，732-扇形复位拨片，800-单侧翻转果杯组，801-卡接基座，802-转动连接板，803-空底果杯，804-果杯拨片，805-卡扣，806-卡轴。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示的本实用新型实施例，包括：机架100、内部品质检测装置200、分级集料装置300、传送链400、主动传动装置600、从动传动装置700、单侧翻转果杯组800、称重装置500和支架10，其中机架100呈一字长条形固接于地基上，从动传动装置700、称重装置500、内部品质检测装置200、分级集料装置300和主动传动装置600由从动侧至主动侧依次设置于机架100上；传送链400设置于机架100内，并在主动传动装置600和从动传动装置700引导的下转动，传送链400的长度方向和机架100的长度方向一致，称重装置500通过支架10安装于传送链400的上半程，内部品质检测装置200位于传送链400的中程，分级集料装置300位于传送链400的下半程；若干单侧翻转果杯组800同向安装于传送链400的外表面；

如图6所示的单侧翻转果杯组800包括：卡接基座801、转动连接板802、空底果杯803、果杯拨片804、卡扣805和卡轴806，其中卡接基座801的非打开侧与转动连接板802铰接，转动连接板802的非打开侧外固接有一块果杯拨片804，从而使得固接于转动连接板802上方的空底果杯803可以随着果杯拨片804的拨动而向下转动；空底果杯803的底部为用于透光的空心，空心尺寸远小于待检测果蔬的尺寸；转动连接板802的下端一体固接有卡扣805，卡接基座801上方设有与卡扣805匹配的卡轴806；当空底果杯803处于水平位置时，卡扣805的下端接触卡轴806，保证偏心的转动连接板802和空底果杯803不会翻转；当果杯拨片804被向上拨动时，卡扣805弹起，转动连接板802和空底果杯803同时向下转动；

在本实施例中，单侧翻转果杯组800所使用的材料均为尼龙塑料；

在本实施例中，转动连接板802向上打开的最大位置即为水平位置；

安装时，卡接基座801间隔卡接于传送链400的链条上，空底果杯803向下翻转的一侧为打开侧。

在本实施例中，卡接基座801和转动连接板802之间具有一定的摩擦系数，在果杯拨片804不被刚性件拨动的情况下不会翻转；具体的，当待检测果蔬放置于空底果杯803上的时候，空底果杯803不会翻转，仅当果杯拨片804被分级顶针312、次品拨杆322、扇形复位拨片732和核心复位拨条603拨动的时候，空底果杯803才会翻转位移。

如图1和图5所示的内部品质测量装置200包括支撑脚201、箱体支架202、灯托板203、开孔顶板204和光纤探头205，其中四根支撑脚201固接与地基上，箱体支架202的四根支撑套接在支撑脚201外，支撑脚201外包裹有暗箱蒙皮，蒙皮在传送链400进出的对应位置上设有开口用于进出单侧翻转果杯组800；箱体支架202的顶端与开孔顶板204的四个角固接，灯托板203固接于箱体支架202的上部且位于开孔顶板204下方；灯托板203上开有两个形状为圆形的孔洞，用以固定内部的卤素灯(图中未示出)，同时还用于透出卤素灯的光线；开孔顶板204和蒙皮上开有多个长方形透气孔，用以散发卤素灯所产生的热量；支撑脚201上钻有多个高度调节孔，通过调整支撑套和高度调节孔的栓接位置来调整高度；光纤探头205均通过支架10安装于机架100上，且光纤探头205位于空底果杯803中央开口行进轨迹的正下方，光纤探头205用以接收透过果蔬的光线，接收到的光线经光纤传送至外置的光谱仪进行分析处理后传送给电脑。

如图1～图3所示的分级集料装置300包括由主动侧至从动侧按顺序依次设置的至少一级分级集料斗310以及一级次品收集料斗320、支撑斜架301、支撑水平架302、次品拨杆322、位置检测传感器311、与分级集料斗310数量相对应的分级顶针312和与分级集料斗310数量相对应的顶针推动器313，其中分级集料斗310和次品收集料斗320均位于机架100的打开侧，且根部均与机架100铰接；分级集料斗310和次品收集料斗320的打开侧均通过支撑斜架301和支撑水平架302与机架100的下部相连；支撑水平架302的打开侧(外侧)设有销轴，支撑斜架301上开有配合定位销轴匹配的锯齿形镂空303；通过调整销轴与锯齿形镂空303之间的相对位置以调整分级集料斗310和次品收集料斗320的倾斜程度；

每个分级集料斗310的一侧均设有一个分级顶针312，次品收集料斗320的一侧设有一根次品拨杆322；分级顶针312通过顶针推动器313安装于上机架100上，位置检测传感器311和次品拨杆322通过支架10安装于机架100上，分级顶针312和次品拨杆322均位于果杯拨片804行进轨迹的正下方，位置检测传感器311位于空底果杯803中央开口的正下方；每个分级顶针312的主动侧的不远处均设有一个位置检测传感器311，位置检测传感器311用于记数核对；

在本实施例中，分级集料斗310和次品收集料斗320下方设有的支撑斜架301和支撑水平架302均为平行的两组，且分级集料斗310和次品收集料斗320的斗内均使用海绵等柔软材质进行包裹，防治果蔬落下碰撞导致的果蔬外表损伤；

在本实施例中，用于固定位置检测传感器311的支架10由打开侧伸入下方，具体所使用的检测传感器311为欧姆龙红外对射光电开关；

在本实施例中，顶针推动器313为电磁阀。

如图5所示的称重装置500包括“凹”字型的称重平台501和称重传感器502，其中称重传感器502的两端分别与机架100和称重平台501固接；竖直设置的称重平台501的位于空底果杯803中央开口行进轨迹的正下方，称重平台501与经过的空底果杯803内待检测果蔬的下端接触连接，

在本实施例中，称重传感器502在记录压力的同时用于记数；具体所使用的称重传感器502为宁波柯力hsx波纹管称重传感器；

工作时，随着空底果杯803运动至称重平台501的上方，放置于空底果杯803中的待检测果蔬的重量通过杠杆原理作用于称重传感器502的一端，从而使得称重传感器502受力弯曲并产生响应的电信号，控制器(下位机)采集这种变化的电信号并处理后传送给电脑(上位机)，即可实现重量的测量与记数。

如图2所示主动传动装置600包括：驱动电机601、主动链轮602和核心复位拨条603；主动链轮602通过轴承安装在机架100的主动侧，固接于机架100上的驱动电机601动力输出轴与主动链轮602的轮轴固接；核心复位拨条603带有一定硬度的长条状金属片，核心复位拨条603的上下两端均与机架100固接，核心复位拨条603的长度方向与控制单侧翻转果杯组800的转动方向相同，核心复位拨条603位于果杯拨片804的行动轨迹上，用于将单侧翻转果杯组800中的空底果杯803拨回水平位置。

在本实施例中，安装后的核心复位拨条603侧视呈半圆形；

在本实施例中，驱动电机配套有减速箱，驱动电机通过控制系统进行转速，启停等方面的控制，以控制单侧翻转果杯组800随传送链400一同转动。

如图4所示的从动传动装置700包括：计数器701、从动链轮702和辅助复位组件730；从动链轮702通过轴承安装在机架100的从动侧；计数器701由与传送链400接触连接的测速用轴和固接于机架100上的增量型编码器组成；辅助复位组件730由通过固定板固接于机架100上的长杆731和扇形复位拨片732组成，扇形复位拨片732固接于长杆731的端头，扇形复位拨片732的弧部挤压经过的单侧翻转果杯组800的转动连接板802，通过触动每个转动连接板802以保证单侧翻转果杯组800中的空底果杯803均位于水平位置。

顶针推动器313和称重传感器502与控制器相连，控制器在采集到称重传感器502的信息之后进行简单处理并发送给电脑，

位置检测传感器311、编码器、光谱仪和卤素灯均与电脑相连，采集到的信号经电脑分析并处理数据后产生分级信号，并将分级信号返回给控制器，最后控制所对因的顶针推动器313推动分级顶针312工作；

在本实施例中，所使用的控制器为可编程逻辑控制器，具体型号为欧姆龙PLC；

在本实施例中，电脑产生分级信号时所使用的分析并处理数据简述为：控制器对同一果蔬连续采集10次重量信息，并发送给电脑，电脑将采集的10次重量信息经冒泡法排序后，去掉与10次所得均值相差较大的一个最大值和一个最小值，然后将剩余的8组数据取平均值作为最终的重量信息，与光纤探头205采集到的光谱信息进行结合；光谱信息具体通过PLSR(通用算法)进行计算，即将实时采集的光谱信息与所建立的模型进行矩阵运算，最终得出一个表示糖度大小的具体数值，计算机提取控制器(PLC)的重量信息，以糖度信息作为第一指标，重量信息作为第二指标，通过糖度与重量的组合，最终得出果蔬的最终等级信息。最后将最终等级信息与各计数器所获得的数字结合转速编码后产生分级信号，并返回至控制器。

下面以苹果为例详细说明该装置的运行过程：

启动：开启驱动电机601并带动传送链400转动，从而使得固定于传送链400上空底果杯803随链条一同转动；在达到一定速度后，进行上料；

上料：在称重装置500之前的斜坡区域进行上料，上料的具体方式为人工或机械的单个苹果输送机构，将苹果依次放置于单侧翻转果杯组800的中空托盘801上；

检测：苹果经上料装置传送至果蔬自动分选设备并落入空底果杯803，并随果杯一同前进，当果杯(苹果)经过称重平台501时，称重传感器502反馈检测到的信号，即开始对苹果重量开始检测并记数，检测完成后生成等级信息并保存；单侧翻转果杯组800继续前进当遇到内部品质检测装置200内时，开始对其进行光谱测量，并将光谱信息进行处理后保存，随后控制器将重量信息与光谱信息经相应算法计算处理后，生成了最终的等级信息；

翻转：控制器根据等级信息控制相应的顶针推动器313带动分级顶针312进行动作；将与监测需求相符的苹果被推翻并滚落至所对应的分级集料斗310中；最后所有未分类的苹果行进至次品拨杆322时，被推翻并滚落至次品收集料斗320；

复位：经过分级集料装置300后的果杯全部处于倾斜的状态，经果杯复位挡片26后，将使得倾斜的空底果杯803初次复位；随后空底果杯803翻转至下方，为保证空底果杯803全部复位，在进入斜坡区之前，经过扇形复位拨片732的转动连接板802依次再次被确认回复至水平位置；最后返回上料步骤循环工作。

Claims (8)

1.一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备，其特征在于，包括：机架（100）、内部品质检测装置（200）、分级集料装置（300）、传送链（400）、主动传动装置（600）、从动传动装置（700）、单侧翻转果杯组（800）、称重装置（500）和支架（10），其中机架（100）呈一字长条形固接于地基上，从动传动装置（700）、称重装置（500）、内部品质检测装置（200）、分级集料装置（300）和主动传动装置（600）由从动侧至主动侧依次设置于机架（100）上；传送链（400）设置于机架（100）内，并在主动传动装置（600）和从动传动装置（700）引导的下转动，传送链（400）的长度方向和机架（100）的长度方向一致，称重装置（500）通过支架（10）安装于传送链（400）的上半程，内部品质检测装置（200）位于传送链（400）的中程，分级集料装置（300）位于传送链（400）的下半程；若干单侧翻转果杯组（800）同向安装于传送链（400）的外表面；

所述单侧翻转果杯组（800）包括：卡接基座（801）、转动连接板（802）、空底果杯（803）、果杯拨片（804）、卡扣（805）和卡轴（806），其中卡接基座（801）的非打开侧与转动连接板（802）铰接，转动连接板（802）的非打开侧外固接有一块果杯拨片（804），从而使得固接于转动连接板（802）上方的空底果杯（803）随着果杯拨片（804）的拨动而向下转动；空底果杯（803）的底部为用于透光的空心，空心尺寸远小于待检测果蔬的尺寸，转动连接板（802）的下端一体固接有卡扣（805），卡接基座（801）上方设有与卡扣（805）匹配的卡轴（806）。

2.根据权利要求1所述的一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备，其特征在于，所述内部品质检测装置（200）包括支撑脚（201）、箱体支架（202）、灯托板（203）、开孔顶板（204）和光纤探头（205），其中四根支撑脚（201）固接与地基上，箱体支架（202）的四根支撑套接在支撑脚（201）外；箱体支架（202）的顶端与开孔顶板（204）的四个角固接，灯托板（203）固接于箱体支架（202）的上部且位于开孔顶板（204）下方；灯托板（203）上开有两个形状为圆形的孔洞，用以固定内部的卤素灯，同时还用于透出卤素灯的光线；光纤探头（205）均通过支架（10）安装于机架（100）上，且光纤探头（205）位于空底果杯（803）中央开口行进轨迹的正下方，光纤探头（205）用以接收透过果蔬的光线，接收到的光线经光纤传送至外置的控制器进行分析处理。

3.根据权利要求1所述的一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备，其特征在于，所述分级集料装置（300）包括由主动侧至从动侧按顺序依次设置的至少一级分级集料斗（310）以及一级次品收集料斗（320）、支撑斜架（301）、支撑水平架（302）、次品拨杆（322）、位置检测传感器（311）、与分级集料斗（310）数量相对应的分级顶针（312）和与分级集料斗（310）数量相对应的顶针推动器（313），其中分级集料斗（310）和次品收集料斗（320）均位于机架（100）的打开侧，且根部均与机架（100）铰接；分级集料斗（310）和次品收集料斗（320）的打开侧均通过支撑斜架（301）和支撑水平架（302）与机架（100）的下部相连；支撑水平架（302）的打开侧设有销轴，支撑斜架（301）上开有配合定位销轴匹配的锯齿形镂空（303）；通过调整销轴与锯齿形镂空（303）之间的相对位置以调整分级集料斗（310）和次品收集料斗（320）的倾斜程度；

每个分级集料斗（310）的一侧均设有一个分级顶针（312），次品收集料斗（320）的一侧设有一根次品拨杆（322）；分级顶针（312）通过顶针推动器（313）安装于上机架（100）上，位置检测传感器（311）和次品拨杆（322）通过支架（10）安装于机架（100）上，分级顶针（312）和次品拨杆（322）均位于果杯拨片（804）行进轨迹的正下方，位置检测传感器（311）与分级顶针（312）的关系一一对应，每一对位置检测传感器（311）与分级顶针（312）在同一水平线上且中间留有间隔。

4.根据权利要求3所述的一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备，其特征在于，所述分级集料斗（310）和次品收集料斗（320）的斗内均包覆有海绵。

5.根据权利要求1所述的一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备，其特征在于，所述称重装置（500）包括“凹”字型的称重平台（501）和称重传感器（502），其中称重传感器（502）的两端分别与机架（100）和称重平台（501）固接；竖直设置的称重平台（501）的位于空底果杯（803）中央开口行进轨迹的正下方，称重平台（501）与经过的空底果杯（803）内待检测果蔬的下端接触连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备，其特征在于，所述主动传动装置（600）包括：驱动电机（601）、主动链轮（602）和核心复位拨条（603）；主动链轮（602）通过轴承安装在机架（100）的主动侧，固接于机架（100）上的驱动电机（601）动力输出轴与主动链轮（602）的轮轴固接；核心复位拨条（603）带有一定硬度的长条状金属片，核心复位拨条（603）的上下两端均与机架（100）固接，核心复位拨条（603）的长度方向与控制单侧翻转果杯组（800）的转动方向相同，核心复位拨条（603）位于果杯拨片（804）的行动轨迹上，用于将单侧翻转果杯组（800）中的空底果杯（803）拨回水平位置。

7.根据权利要求6所述的一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备，其特征在于，所述核心复位拨条（603）安装后侧视呈半圆形。

8.根据权利要求1所述的一种基于多指标的类圆形果蔬的自动分选设备，其特征在于，所述从动传动装置（700）包括：计数器（701）、从动链轮（702）和辅助复位组件（730）；从动链轮（702）通过轴承安装在机架（100）的从动侧；计数器（701）由与传送链（400）接触连接的测速用轴和固接于机架（100）上的编码器组成；辅助复位组件（730）由固接于机架（100）上的长杆（731）和扇形的扇形复位拨片（732）组成，扇形复位拨片（732）固接于长杆（731）的端头，扇形复位拨片（732）的弧部挤压与经过的果杯拨片（804）。

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