ES2392780A1 - Dispositivo para el pesaje y seleccion automatica de objetos elipsoidales a alta velocidad - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para el pesaje y selección automática de objetos elipsoidales a alta velocidad aplicable a la selección y clasificación rápida y automática de fruta u objetos elipsoidales, formado por tres elementos principales: i) mecanismo de pesaje expulsión constituido por una fijación a cadena (1), expulsor (2), basculante (3) y cazoleta (4), capacitado para fijarse a una cadena transportadora, girar la cazoleta por medio del expulsor y así depositar la fruta en el lugar adecuado, y pesar la cazoleta soportante del objeto, ii) línea de pesaje horizontal en forma de par de raíles aplanados paralelos donde se intercalan plataformas de pesaje sobre los que deslizan las cazoletas ligeramente elevadas del expulsor merced al basculante, iii) estructura alimentadora de fruta formada por dos cintas transportadoras alargadas e inclinadas en forma de "V" que llenan de objetos elipsoidales unas cazoletas inclinadas durante su llenado y horizontales durante el transporte.
Description
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a un dispositivo para transportar, pesar, seleccionar y expulsar en el lugar adecuado fruta u otro objeto elipsoidal, todo ello con el fin de poder seleccionar y clasificar un conjunto de frutas u objetos que previamente han sido colocados de forma automática individualmente sobre dicho dispositivo, selección y clasificación que se realiza según las características de dicha fruta medidas por los correspondientes sistemas electrónicos.
El dispositivo se compone de tres partes diferenciadas, el mecanismo de pesaje expulsión, la línea de pesaje y la estructura alimentadora de fruta, todas ellas creadas para conseguir de forma simple y económica las tres funciones principales del dispositivo: i) transporte de la fruta y expulsión en el punto adecuado, ii) pesaje preciso de la fruta a alta velocidad, iii) adecuada alimentación del mecanismo de pesaje expulsión con piezas de fruta.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El intento de conseguir dispositivos con la finalidad de seleccionar de forma automática diversos objetos es común en el ámbito técnico, siendo así que actualmente la clasificación y control de calidad de productos industriales tiende a realizarse de forma automática para disminuir costos, evitar errores y detectar características difícilmente apreciables por los sentidos humanos. La dificultad estriba en lograr un dispositivo simple y económico que conjugue la posibilidad de medir una característica importantísima tal como el peso, a alta velocidad y con un mínimo error, junto con un sistema fiable y sencillo de alimentación de los receptáculos con fruta. Receptáculo que además permita la visión electrónica de la fruta para captar características tales como el color, tamaño o defecto, junto con el posterior requerimiento de clasificación y separación de los objetos, de forma rápida y automática, que implica la existencia de un sistema simple y fiable de desplazar el objeto desde su posición de equilibrio sobre el mecanismo para ser depositado con suavidad en otro lugar predefinido. Todo ello se logra con una eficacia, precisión y bajo coste en el dispositivo objeto de la presente invención que no ha sido observado en ningún sistema existente, tales como cazoletas trasportadoras y pesadoras de objetos ni en diablos transportadores y expulsores de frutas y hortalizas.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El dispositivo para el pesaje y selección automática de objetos elipsoidales a alta velocidad está estructurado a partir de tres partes diferenciadas: el mecanismo de pesaje expulsión, la línea de pesaje y la estructura alimentadora de fruta. El mecanismo de pesaje expulsión es un complejo mecanismo capacitado para transportar el objeto elipsoidal o fruta, permitir el pesaje de la fruta y finalmente expulsar la fruta en el lugar deseado. La línea de pesaje es una estructura alargada horizontal que en cierto punto del trayecto del mecanismo de pesaje expulsión se encarga de soportar y pesar a alta velocidad el objeto o fruta situado sobre el mecanismo, evitando vibraciones. La estructura alimentadora de fruta está constituida por un par de cintas transportadoras posicionadas en forma de 'V' y localizadas al inicio del transporte de los mecanismos de pesaje expulsión definida de tal manera que las inclinaciones relativas entre cintas transportadoras y el mecanismo de pesaje expulsión implica el llenado de la mayoría de los receptáculos de forma fiable, rápida y completa.
El mecanismo de pesaje expulsión está constituido por cuatro elementos principales: fijación a cadena, expulsor, basculante de pesaje y cazoleta. La fijación a cadena posee forma de 'T' y su parte inferior encaja preferentemente en una cadena transportadora horizontal que desliza sobre un soporte lineal deslizante, fijación a cadena encargada de soportar el expulsor que a su vez soporta el basculante de pesaje y en la parte superior del basculante de pesaje finalmente se localiza la cazoleta. Resulta un conjunto de cuatro elementos que en términos generales se encuentran apilados y articulados entre sí sobre varios ejes.
La fijación a cadena posee forma de 'T' y su prolongación vertical dispone de un encaje inferior para su fijación en una cadena transportadora y su parte superior, perpendicular a la prolongación vertical, es una mesa aplanada horizontal dotada de un buje alargado en dirección del movimiento de la cadena transportadora en donde articula el expulsor.
El expulsor consiste en una superficie rectangular aplanada horizontal que descansa sobre la mesa aplanada de la fijación a cadena y dotada de movimiento de giro respecto un eje de expulsor paralelo a la dirección de desplazamiento de la cadena transportadora, eje que gira sobre el buje alargado de la fijación a cadena, superficie aplanada dotada de una prolongación vertical lateral sobre la que se ejerce un momento de giro sobre el expulsor, y de un buje transversal perpendicular a la dirección de desplazamiento de la cadena transportadora donde articula un eje del basculante de pesaje. La superficie rectangular aplanada se encuentra en horizontal en posición de reposo del expulsor, que es la posición definida durante la traslación del objeto o fruta sobre la cadena transportadora. Cuando el sistema electrónico decide la expulsión del objeto en cierta posición entonces la prolongación vertical es accionada y se produce un giro lateral del expulsor y de todos los elementos que el expulsor soporta, en particular la cazoleta y el objeto o fruta que soporta.
El basculante de pesaje posee la función de independización mecánica de la cazoleta con respecto el expulsor y la fijación a cadena, de tal manera que el pesaje de la cazoleta y el objeto sobre ella situado se puede realizar con gran precisión. El basculante de pesaje dispone de dos ejes paralelos separados aproximadamente la longitud de la superficie rectangular aplanada del expulsor y unidos por sus extremos por dos traviesas paralelas laterales de tal manera que el basculante de pesaje se encuentra en un plano horizontal en posición de reposo del expulsor.
La cazoleta posee forma de semicilindro de eje horizontal cortado por su plano ecuatorial cuya parte superior está dotado de una concavidad que mantiene posicionada la fruta u objeto elipsoidal, concavidad de diámetro aproximado a la media del diámetro de las frutas a procesar, de modo que los dos laterales inferiores del semicilindro están dotados de cuatro orificios en donde penetran con cierta holgura los cuatro extremos de los dos ejes del basculante de pesaje. La holgura de dos orificios se dimensiona adecuadamente para que durante el instante de pesaje la cazoleta se eleve ligeramente desde la superficie rectangular aplanada del expulsor y el basculante de pesaje libere la cazoleta de cualquier fuerza excepto la fuerza de gravedad sobre el objeto elipsoidal. Cada uno de los cuatro vértices del rectángulo definido por el corte ecuatorial del cilindro está dotado de un pequeño patín que apoya sobre la línea de pesaje, estableciendo que los patines del frente de la cazoleta según el avance del movimiento se encuentran ligeramente menos separados que los patines traseros, aunque la dirección del movimiento de la cazoleta puede invertirse.
La línea de pesaje es una superficie metálica alargada aplanada y horizontal de ancho ligeramente mayor que el ancho de las cazoletas y dividida en dos mitades de tal manera que la cadena circula entre las dos mitades y los patines de las cazoletas deslizan sobre la superficie metálica. La superficie metálica se interrumpe en un cierto punto de la línea de pesaje formando dos huecos simétricos en forma de escalón en donde se sitúan sendas plataformas de pesaje. Cada plataforma de pesaje posee forma de superficie aplanada horizontal que dibuja un escalón, todo ello así configurado para lograr el mayor intervalo temporal de pesaje posible y evitar al máximo las vibraciones de la plataforma de pesaje al funcionar a alta velocidad. Una célula de carga situada debajo de la plataforma de pesaje se encarga de transmitir a los sistemas informáticos una larga serie de medidas de peso para cada fruta u objeto elipsoidal. La forma de escalón de la plataforma de pesaje permite que los cuatro patines se encuentren sobre la plataforma de pesaje durante casi toda la longitud de una cazoleta, incrementando el tiempo de pesaje. El escalón permite que el patín frontal deslice sobre la línea de pesaje por el lateral de un escalón de la plataforma de pesaje hasta que el patín trasero alcanza también el escalón externo de la plataforma de pesaje, subiendo todos los patines sobre la plataforma de pesaje en un instante similar.
Los correspondientes sistemas electrónicos se encargan de realizar muchas muestras del valor pesado a alta velocidad, promediar y filtrar las frecuencias de vibración de la plataforma de pesaje. Las vibraciones ocurren debido a la alta velocidad de la cadena transportadora con el objetivo de obtener una producción muy superior a los sistemas anteriores existentes en el mercado.
La estructura alimentadora de fruta está constituida por un par de cintas transportadoras posicionadas en forma de 'V' y localizadas al inicio de la cadena transportadora que soporta los mecanismos de pesaje expulsión. Una de las cintas transportadoras es más corta que la otra y tras finalizar la cinta corta se dispone una serie de mecanismos de pesaje expulsión con la particularidad de que los expulsores se encuentran activados y por tanto la cazoleta se encuentra inclinada un ángulo similar a la inclinación de las cintas en 'V'. La cinta transportadora larga continua transportando las frutas sobre las cazoletas hasta que cada fruta va encontrando su hueco en la concavidad de la cazoleta. Ello implica el llenado de la mayoría de los mecanismos de pesaje expulsión de forma fiable, rápida y completa.
El mecanismo de pesaje expulsión así definido se desplaza impulsado por la cadena transportadora en la dirección del eje del expulsor a la velocidad requerida según la producción deseada y el objeto a analizar, pudiendo dividir el proceso seguido por un objeto elipsoidal o fruta cualquiera en cuatro fases: una primera fase en la que el objeto es situado encima de la cazoleta por medio de la estructura alimentadora de fruta, una segunda fase en la que el objeto se mantiene sobre la cazoleta y es analizado electrónicamente, la tercera fase con la cazoleta ligeramente elevada respecto el expulsor y soportada sobre la plataforma de pesaje en la que el peso de la fruta es totalmente transmitido al sistema de pesaje, y la cuarta fase en la que gracias al expulsor se permite la deposición del objeto en su lugar de clasificación. La segunda y tercera fase pueden intercambiarse o realizarse casi simultáneamente.
Los objetos a procesar serán en general frutas de forma redondeada pero cualquier otro objeto elipsoidal puede igualmente ser alimentado sobre el mecanismo de pesaje expulsión y ser procesado.
Las características distintivas esenciales de la invención son: i) la particular disposición inclinada de los mecanismos de pesaje expulsión y su interacción con la estructura alimentadora de fruta durante el llenado de las cazoletas con fruta, ii) el pesaje de la cazoleta situada sobre un basculante que evita totalmente las fuerzas variables e indeseables provenientes de todo aquello que no es el peso de la fruta, en general rozamiento entre piezas o fuerzas debidas a fricción por suciedad y otras causas, iii) plataforma de pesaje en forma de escalón compatible con la cazoleta dotada de patines no alineados y muy separados para mayor longitud de pesaje y estabilización de las vibraciones durante el pesaje.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La descripción del dispositivo efectuada en el punto anterior está complementada con una serie de dibujos que destacan los aspectos y puntos más característicos del invento, dibujos que son ilustrativos y se recogen al final como parte integrante de la propia memoria descriptiva. Estos dibujos contribuyen a una mejor comprensión del alcance de la invención, a la vez que sirven como punto de referencia para comprender exactamente el dispositivo para el pesaje y selección automática de objetos elipsoidales a alta velocidad. Con este fin los dibujos que se acompañan representan:
Figura l. la) Muestra esquemáticamente una vista en perspectiva del mecanismo de pesaje expulsión en posición de expulsión. lb) Muestra de forma esquemática los elementos componentes del mecanismo de pesaje expulsión en posición de reposo habiendo eliminado la cazoleta para una mejor visión.
Figura 2. 2a) Muestra esquemáticamente una perspectiva de la línea de pesaje y tres mecanismos de pesaje expulsión. Parte de los mecanismos de pesaje expulsión han sido eliminados para mejor visualización. 2b) Muestra esquemáticamente una vista en planta de la línea de pesaje. Se han eliminado los mecanismos de pesaje expulsión para poder visualizar la línea de pesaje.
Figura 3.
Muestra esquemáticamente una vista en perspectiva de la estructura alimentadora de fruta.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de las comentadas figuras puede observarse cómo el dispositivo para el pesaje y selección automática de objetos elipsoidales a alta velocidad consta del mecanismo de pesaje expulsión formado por la fijación a cadena (1), el expulsor (2), el basculante de pesaje (3) y la cazoleta (4).
La fijación a cadena (1), con forma de 'T', está constituida por una prolongación vertical (5) capaz de encajar en una cadena transportadora, prolongación vertical {S) cuya parte superior finaliza en una mesa aplanada (6) dotada de un buje de expulsor (7) paralelo a la dirección del movimiento de la cadena transportadora.
El expulsor (2) está compuesto de varias partes diferenciadas: una superficie rectangular aplanada (8), una pata expulsora (9), un buje transversal (10) y un eje de expulsor (11). La superficie rectangular aplanada (8) se dispone en posición horizontal apoyada sobre la mesa aplanada cuando el mecanismo se encuentra en posición de reposo y rota respecto el buje de expulsor (7) cuando un mecanismo actuador de alta velocidad desvía la pata expulsora (9) de su posición vertical hasta una posición inclinada. La pata expulsora (9) es una prolongación vertical situada en un vértice de la superficie rectangular aplanada (8).
El basculante de pesaje (3) se compone de dos ejes paralelos separados aproximadamente la longitud de la superficie rectangular aplanada (8) del expulsor, el eje del buje expulsor (12) y el eje de cazoleta (13), ejes unidos por dos traviesas laterales (14) paralelas. La función del basculante de pesaje (3) es la independización mecánica de la cazoleta (4) con respecto el expulsor (2) y la fijación a cadena (1), de tal manera que el pesaje de la cazoleta y el objeto elipsoidal (15) sobre ella situado puede realizarse con gran precisión y rapidez.
Finalmente la cazoleta (4) con forma de semicilindro de eje horizontal cortado por su plano ecuatorial posee una concavidad (16) en su parte superior que mantiene posicionada la fruta u objeto elipsoidal (15), concavidad (16) de diámetro aproximadamente igual a la media del diámetro de las frutas a procesar, de tal manera que los dos laterales inferiores del semicilindro están dotados de cuatro orificios de cazoleta
(17) en donde articula el eje de cazoleta (13) en una lateral y en el otro lateral los orificios de cazoleta (17) actúan únicamente como tope que evita la separación de la cazoleta del basculante de pesaje (3). La parte inferior de la cazoleta (4) dispone de 4 patines (18) que durante el pesaje apoyan sobre la línea de pesaje (19). Los dos patines (18) delanteros se encuentran menos separados que los dos patines (18) traseros de manera que todos los patines se posicionan sobre la plataforma de pesaje (20) en el mismo instante aproximadamente.
La línea de pesaje (19) es una superficie metálica (21) alargada aplanada y horizontal de ancho ligeramente mayor que el ancho de las cazoletas y dividida en dos mitades de modo que la cadena transportadora circula entre las dos mitades y los patines (18) deslizan sobre la superficie metálica (21). La superficie metálica (21) se interrumpe en un cierto punto en donde se intercala la plataforma de pesaje (20) aplanada horizontal en forma de escalón soportada por una célula de carga (22) inferior encargada de transmitir a los sistemas informáticos una larga serie de medidas de peso para cada fruta u objeto elipsoidal (15). La peculiar combinación de la plataforma de pesaje (20) en forma de escalón y la especial disposición de los patines (18) de la cazoleta (4) permiten lograr el mayor intervalo temporal de pesaje posible y evitar al máximo las vibraciones de la plataforma de pesaje (20).
La holgura de los dos orificios de cazoleta (17) que actúan únicamente como tope es tal que la cazoleta (4) puede elevarse ligeramente desde la superficie rectangular aplanada (8) del expulsor gracias al basculante (3) con el fin de que la cazoleta (4) deslice sobre la plataforma de pesaje (20) gracias a los patines (18) sin que actúe otra fuerza vertical salvo la gravedad sobre el objeto elipsoidal (15) y la cazoleta (4).
La estructura alimentadora de fruta está constituida por un par de cintas transportadoras, cinta transportadora larga (23) y cinta transportadora corta (24), posicionadas en forma de 'V' y localizadas al inicio de la cadena transportadora (25). Tras el final de la cinta transportadora corta (24) y a modo de continuación de ella se disponen una serie de cazoletas inclinadas (4') gracias a la actuación sobre la pata expulsora (9') produciéndose a continuación una menor inclinación gradual de la cazoleta hasta llegar a la posición horizontal de reposo de la cazoleta ( 4") correspondiente a una pata expulsora (9") en posición vertical. Las frutas u objetos elipsoidales (15) penetran en la estructura alimentadora empujadas por las cintas transportadoras, encuentran un lugar de acomodo dentro de una concavidad de alguna de las cazoletas inclinadas (4') y finalmente las frutas (15) son posicionadas en posición de equilibrio estable al llegar la cazoleta a la posición horizontal ( 4"). El conjunto así especialmente estructurado consigue llenar la mayoría de los mecanismos de pesaje expulsión de forma fiable, rápida y completa.
Adicionalmente se dispone de los elementos complementarios para hacer funcionar correctamente el dispositivo para el pesaje y selección automática de objetos elipsoidales a alta velocidad tales como ordenador de control, topes, actuadores de alta velocidad, motores de las cadenas transportadoras y sistema de alimentación eléctrico.
No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan.
Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento.
Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.
Claims (1)
- REIVINDICACIONES1a.-Dispositivo para el pesaje y selección automática de objetos elipsoidales a alta velocidad caracterizado por estar constituido por un mecanismo de pesaje expulsión, una línea de pesaje y una estructura alimentadora de fruta, partiendo los objetos de la estructura alimentadora de fruta formada por dos cintas transportadoras alargadas de distinta longitud e inclinadas en forma de 'V' de manera que la cinta corta continua en una serie de cazoletas en posición inclinada durante su llenado merced a la cinta larga y horizontales durante el transporte, mecanismo de pesaje expulsión formado por una fijación a cadena, expulsor, basculante y cazoleta, y capacitado para fijarse a una cadena transportadora, pesar la cazoleta con rapidez y precisión gracias a un basculante compuesto por dos ejes paralelos, uno articulado en el expulsor y el otro en la cazoleta, basculante que independiza la cazoleta y la fruta por ella soportada del expulsor y la fijación a cadena, y finalmente depositar la fruta en el lugar adecuado gracias al giro del expulsor, y línea de pesaje horizontal en forma de par de raíles aplanados paralelos sobre los que deslizan las cazoletas ligeramente elevadas del expulsor merced al basculante de manera que unas plataformas de pesaje en forma de escalón horizontal se intercalan en los raíles sin discontinuidad apreciable, todo ello así configurado para lograr un pesaje y selección de objetos elipsoidales fiable y de alta velocidad.2a.-Dispositivo para el pesaje y selección automática de objetos elipsoidales a alta velocidad según reivindicación 1a, caracterizado por disponer de un mecanismo de pesaje expulsión constituido por la fijación a cadena, expulsor, basculante y cazoleta, de forma que la fijación a cadena es una pieza en forma de 'T' que encaja en una cadena transportadora, el expulsor, superficie rectangular aplanada horizontal, se articula con la mesa aplanada horizontal de la parte superior de la fijación a cadena merced a un eje paralelo a la dirección de desplazamiento formando un mecanismo de bisagra, expulsor dotado de medios para la abertura del mecanismo de bisagra, preferentemente una pata vertical adosada al expulsor, encontrándose la bisagra cerrada y por tanto el expulsor sobre la mesa aplanada horizontal en posición de reposo, mientras que la cazoleta, soportada sobre el expulsor a través del basculante, es girada respeto el eje paralelo cuando la pata vertical es desviada por un actuador electrónicamente controlado y por tanto el objeto es volcado desde la cazoleta a su lugar de destino, cazoleta en forma de semicilindro de eje horizontal cortado por su plano ecuatorial cuya parte superior está dotado de una concavidad que mantiene posicionada la fruta u objeto elipsoidal, y los dos laterales inferiores del semicilindro dotados de cuatro orificios en donde articula el basculante y de cuatro patines inferiores que deslizan sobre la línea de pesaje horizontal.3a.-Dispositivo para el pesaje y selección automática de objetos elipsoidales a alta velocidad según reivindicación P, caracterizado por disponer de una línea de pesaje en forma de par de raíles aplanados sobre los que deslizan los patines de la cazoleta, raíles entre los que circula la cadena transportadora de manera que dos plataformas de pesaje simétricas aplanadas y horizontales con forma de escalón se intercalan entre los raíles aplanados sin discontinuidad apreciable, plataformas de pesaje con forma de escalón para permitir el pesaje durante el máximo tiempo posible, promediar y filtrar las posibles vibraciones debidas a la alta velocidad y dotadas de medios para el pesaje electrónico, preferentemente células de carga, de tal manera que los patines frontales de la cazoleta se encuentran más cercanos entre sí que los patines traseros para acomodarse a la forma del escalón, patines que al situarse sobre los raíles aplanados elevan la cazoleta respecto el expulsor quedando las dos piezas unidas por el basculante que articula por un lado con un buje alargado situado en el expulsor y con los dos orificios holgados de la cazoleta y por otro lado con los otros dos orificios de la cazoleta, todo ello así articulado para independizar mecánicamente la cazoleta del expulsor y ejercer solamente fuerzas gravitatorias sobre la plataforma de pesaje.4a.-Dispositivo para el pesaje y selección automática de objetos elipsoidales a alta velocidad según reivindicación P, caracterizado por disponer de una estructura alimentadora de fruta u objetos elipsoidales constituida por un par de cintas transportadoras de distinta longitud posicionadas en forma de 'V' y localizadas al inicio de la cadena transportadora, de forma que al acabar la cinta corta se sitúa una serie reducida de cazoletas en posición inclinada, con el expulsor activado, cazoletas que posterior y gradualmente se vuelven a la posición horizontal para el transporte de los objetos, todo ello así configurado para que las frutas u objetos vayan encontrando su hueco en la concavidad de la cazoleta y lograr un llenado satisfactorio de la mayoría de las cazoletas.
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