RU2816525C1 - Ротационный сортировщик плодов сферической формы по плотности - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Ротационный сортировщик содержит приемный лоток (1) с закрепленным напротив его выходной части поворотным барабаном (4) и два прорезиненных лотка (7). Входные части прорезиненных лотков (7) расположены под поворотным барабаном (4). Ротационный сортировщик дополнительно содержит сепаратор (3), прикрепленный к выходной части приемного лотка (1). Также сортировщик снабжен сервоприводом (6), выходной вал которого сопряжен с вертикальной осью (5) поворотного барабана (4). Над выходной частью приемного лотка (1) расположена видеокамера (9) и источник освещения (8), установленный в зоне расположения видеокамеры и направленный на сортируемый плод (2). Под выходной частью приемного лотка (1) в отверстии установлен контактный весовой датчик (11). Ротационный сортировщик содержит систему управления (10), имеющую прямую связь с источником освещения (8) и обратную связь с видеокамерой (9), контактным весовым датчиком (11) и сервоприводом (6). Обеспечивается расширение технологических возможностей сортировочного оборудования за счет технического эффекта, выражающегося в автоматизированной сортировке плодов сферической формы на группы по плотности с высокой точностью. 1 ил.

Description

Изобретение относится к сортировочным устройствам и может быть использовано для автоматизированной сортировки по плотности плода плодоовощной продукции сферической формы, например, апельсинов или яблок.

Известно «Устройство для сортировки плодов и овощей» [Авторское свидетельство СССР № 1026847, МПК B07C 5/342 авторы: Исаев Г.Е., Поздеев Ю.Е., Зеленин Г.П., опубл. 07.07.1983 г., бюл. № 25]. Устройство для сортировки плодов и овощей состоит из конвейера с сортировочными ячейками для плодов и овощей, расположенными в продольные ряды по направлению визуального осмотра, узла обнаружения, включающего выбирающий элемент, датчиков хранения сигналов отбраковки. Датчики сигнала отбраковки выполнены в виде генератора электрических колебаний с индуктивной связью с введенной отрицательной обратной связью посредством катушки индуктивности, имеющего конденсатор питания, обкладкой которого служит металлическая пластина, установленная в каждой сортировочной ячейке, а катушка индуктивности колебательного контура генератора и катушка индуктивности отрицательной обратной связи установлены на двух штырьках с воздушным зазором в каждой сортировочной ячейке.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности автоматизированной отбраковки негодных плодов по плотности, а также сложность системы управления устройства.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для очистки и сортировки корнеклубнеплодов и фруктов [Патент РФ на изобретение № 2477598, МПК A01D 33/08 авторы: Ларюшин Н.П., Сущев С.А., Лапин В.В., Кухарев О.Н., Бочкарев В.С., опубл. 20.03.2013 г., бюл. № 8]. Устройство состоит из верхнего и нижнего цилиндрических (поворотных) барабанов, содержащих продольные обрезиненные прутки и обечайку. К фланцу-крестовине нижнего цилиндрического барабана присоединен фланец ведомого вала привода двух цилиндрических барабанов, который посредством упругой муфты соединен с валом привода двух цилиндрических барабанов. На втором конце приводного вала установлен шкив, который посредством ременной передачи связан со шкивом, установленным на электродвигателе. Вал привода установлен в подшипниковом узле, расположенном на раме устройства. На раме установлены обрезиненные (прорезиненные) лотки: для приема мелкой фракции, расположенный под верхним цилиндрическим барабаном; для приема средней фракции, расположенный под нижним цилиндрическим барабаном; для приема крупной фракции, расположенный после нижнего цилиндрического барабана. Входные части обрезиненных лотков расположены под цилиндрическими барабанами. На раме устройства расположен приемный лоток, напротив выходной части которого закреплен цилиндрический барабан. Задние стойки рамы на нижнем конце имеют винтовой механизм, с помощью которого изменяется угол наклона верхнего и нижнего цилиндрических барабанов к горизонту.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: приемный лоток с закрепленным напротив его выходной части поворотным барабаном и два прорезиненных лотка, входные части которых расположены под поворотным барабаном.

Недостатком прототипа является невозможность автоматизированной сортировки объектов по массе и плотности, а также высокая сложность его обслуживания, связанная со сложностью конструкции.

Изобретение направлено на расширение технологических возможностей сортировочного оборудования за счет технического эффекта, выражающегося в автоматизированной сортировке плодов сферической формы на группы по плотности с высокой точностью.

Это достигается тем, что ротационный сортировщик плодов сферической формы по плотности содержит приемный лоток с закрепленным напротив его выходной части поворотным барабаном и два прорезиненных лотка. Входные части прорезиненных лотков расположены под поворотным барабаном. В предложенном решении ротационный сортировщик содержит сепаратор, прикрепленный к выходной части приемного лотка. Также сортировщик снабжен сервоприводом, выходной вал которого сопряжен с вертикальной осью поворотного барабана. Над выходной частью приемного лотка расположена видеокамера и источник освещения, установленный в зоне расположения видеокамеры и направленный на сортируемый плод. Под выходной частью в отверстии приемного лотка установлен контактный весовой датчик. Также ротационный сортировщик содержит систему управления, имеющую прямую связь с источником освещения и обратную связь с видеокамерой, контактным весовым датчиком и сервоприводом.

Сущность изобретения поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 представлена схема ротационного сортировщика плодов сферической формы по плотности.

Ротационный сортировщик плодов сферической формы по плотности содержит приемный лоток 1 с сортируемыми плодами 2. Приемный лоток 1 расположен напротив сепаратора 3. Сепаратор 3 выполнен в виде пластины с двумя отверстиями диаметром, обеспечивающим свободное перемещение в каждое из отверстий сортируемых плодов. Сепаратор 3 жестко прикреплен к нижней части приемного лотка 1.

Над сепаратором 3 установлен поворотный барабан 4, вертикальная ось 5 которого размещена напротив выходной части приемного лотка 1. Поворотный барабан 4 выполнен в виде диска с чередующимися секторами и пазами. При этом вертикальная ось 5 поворотного барабана 4 сопряжена с выходным валом сервопривода 6. Поворотный барабан 4 выполнен с возможностью дискретного поворота вокруг вертикальной оси 5 с помощью связи с выходным валом сервопривода 6.

Приемный лоток 1 наклонен в горизонтальной плоскости к оси поворотного барабана 4 таким образом, чтобы поток сортируемых плодов 2 упирался в один из секторов поворотного барабана.

Для дальнейшего отвода отсортированной продукции в ротационном сортировщике предусмотрены два прорезиненных лотка 7, входная часть которых размещена под секторами поворотного барабана 4 и под отверстиями сепаратора 3.

Ротационный сортировщик снабжен источником освещения 8 с возможностью направления светового потока на плод, находящийся в выходной части приемного лотка 1.

Над выходной частью приемного лотка 1, которая направлена к поворотному барабану 4, расположена видеокамера 9 для фиксирования изображения контура плода и дальнейшего автоматизированного определения его объема за счет соединения видеокамеры с системой управления 10. Источник освещения 8 установлен в зоне расположения видеокамеры 9.

Под выходной частью приемного лотка 1 в отверстии установлен контактный весовой датчик 11 для автоматизированного определения массы плода.

Система управления 10 имеет прямую связь с источником освещения 8 и обратную связь с сервоприводом 6, видеокамерой 9 и контактным весовым датчиком 11.

Ротационный сортировщик плодов сферической формы по плотности работает следующим образом.

Предварительно обработанные (вымытые и просушенные) сортируемые плоды 2, например, яблоки или апельсины, поступают и скатываются по приемному лотку 1 и упираются в сектор поворотного барабана 4. В момент соприкосновения плода 2 с сектором поворотного барабана 4 система управления 10 считывает данные с контактного весового датчика 11 (массу плода) и видеокамеры 9 (изображение контура плода).

Для получения достоверного изображения профиля плода 2 он подсвечивается источником освещения 8, который получает управляющий сигнал от системы управления 10. После обработки данных контактного весового датчика 11 и видеокамеры 9 система управления 10 формирует управляющий сигнал на сервопривод 6, связанный с осью поворотного барабана 4. Управляющий сигнал формируется за счет обратной связи системы управления 10 и сервопривода 6, обеспечивающего дискретный поворот.

Формирование сигнала происходит с учетом плотности плода, рассчитанной путем отношения массы плода к его объему. При этом в систему управления 10 предварительно внесены данные о плотности плода, характеризующие его годность.

Объем плода определяется путем фиксирования видеокамерой 9 контура отдельного плода 2 сферической формы, засвеченного источником освещения 8, в момент времени, когда он находится в выходной части приемного лотка 1.

Далее сервопривод 6, связанный с вертикальной осью 5 поворотного барабана 4 совершает дискретное вращение на один шаг, рассчитанный системой управления 10, что обеспечивает перемещение сектора поворотного барабана и соответственно перемещение плода 2 в паз поворотного барабана. Дальнейшее перемещение плода 2 в соответствующее отверстие сепаратора 3 происходит по часовой или против часовой стрелки в зависимости от того имеет ли достаточную плотность плод или нет.

Затем из отверстия сепаратора 3 отсортированный по плотности плод 2 падает во входную часть соответствующего прорезиненного лотка 7 и перемещается на упаковку, либо бракуется в зависимости от прорезиненного лотка.

Также при необходимости возможно перемещение отсортированной продукции на дальнейшую калибровку по размеру плодов.

Сепаратор 3, жестко связанный с выходной частью приемного лотка 1, позволяет осуществить направленное перемещение отсортированных плодов 2 по прорезиненным лоткам 7, соответствующим группам плотности.

Сервопривод 6, выходной вал которого сопряжен с осью 5 поворотного барабана 4 с пазами, необходим для осуществления дискретного поворота барабана, что дает возможность сортировать плоды по группам плотности.

Поворотный барабан 4 обеспечивает непрерывную работу ротационного сортировщика плодов сферической формы по плотности за счет накопления плодов 2 после автоматизированного определения их плотности и дальнейшей подачи их в сепаратор 3.

Видеокамера 9, расположенная над выходной частью приемного лотка 1 и направленная на сортируемый плод 2, подсвеченный источником освещения 8, обеспечивает достоверное фиксирование изображения контура плода и дальнейшее автоматизированное определение его размера с высокой точностью.

Для автоматизированного определения массы сортируемого плода 2 с высокой точностью изобретение снабжено контактным весовым датчиком 11, жестко связанным с выходной частью приемного лотка 1.

Система управления 10, имеющая прямую связь с источником освещения 8 и обратную связь с видеокамерой 8, контактным весовым датчиком 11 и сервоприводом 6, необходима для расчета плотности плода 2 по результатам автоматизированных измерений с видеокамеры и контактного весового датчика и дальнейшего сравнения с предварительно внесенными данными о плотности плода, характеризующими его годность.

Таким образом, совокупность существенных признаков предлагаемого изобретения обеспечивает расширение технологических возможностей сортировочного оборудования, заключающееся в автоматизированной сортировке плодов сферической формы на группы по плотности с высокой точностью.

Claims (1)

1. Ротационный сортировщик плодов сферической формы по плотности, содержащий приемный лоток с закрепленным напротив его выходной части поворотным барабаном и два прорезиненных лотка, входные части которых расположены под поворотным барабаном, отличающийся тем, что снабжен сепаратором, прикрепленным к выходной части приемного лотка, сервоприводом, выходной вал которого сопряжен с вертикальной осью поворотного барабана, видеокамерой, расположенной над выходной частью приемного лотка, и направленным на сортируемый плод источником освещения, установленным в зоне расположения видеокамеры, контактным весовым датчиком, установленным под выходной частью в отверстии приемного лотка, и системой управления, которая имеет прямую связь с источником освещения и обратную связь с видеокамерой, контактным весовым датчиком и сервоприводом.