一种交叉带式果蔬分选装置及方法与流程

1.本发明属于果蔬分选技术领域，尤其涉及一种交叉带式果蔬分选装置及方法。


背景技术：

2.果蔬分选先后经历了3个阶段，第一个阶段是机械化阶段，该阶段的代表设备为以配重为原理的重量分级机；第二阶段是电子化阶段，即引入了电子称重，代表设备为电子称重分级机；第三个阶段为智能化阶段，代表设备为以机器视觉 电子称重 无损糖度检测等多模块集成的物联网智能化流水线。
3.发明人发现，现有的果蔬分选装置存在以下问题，目前应用较多的案例大多集中在柑橘、橙子、柚子、橘子、柑子和柠檬等不怕磕碰的水果上面，但在苹果、梨、桃和草莓等不耐磕碰的水果上面应用较少，这些水果一旦发生磕碰，就会发生表面磕碰伤，影响水果质量，而目前针对不耐磕碰类水果的分选设备应用案例还比较少，并且现有的处理方案和工作方法大都存在成本高、占地面积大的缺点；现存的包括自由托盘在内的果蔬分拣方法，其核心在于将果蔬放置在自由托盘上，通过托盘的物流实现多种检测手段并实现果蔬自动分级，该方式的局限性在于托盘作为一种自动运动的对象，其物流系统占据了系统过多的空间和成本；现有的防磕碰的果蔬分选方法中，放置果蔬的托盘在分级前经过各种检测模块时都是通过链条固定输送的，而在进入分级通道时，上层托盘脱离动力链条，之后进行自由托盘输送，这种方法的局限性同样在于自由托盘的物流系统占地面积大、成本高。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述问题，提出了一种交叉带式果蔬分选装置及方法，分选移动小车始终随主链条往复运动，相比于自由托盘式的分选系统，减少了托盘的物流系统；同时，本发明实现果蔬的在线称重、内部品质检测、外观品质检测及所有检测后的分选，解决了现有防磕碰果蔬分选设备占地面积大、物流复杂和成本高等问题。
5.为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种交叉带式果蔬分选装置，采用如下技术方案：
6.一种交叉带式果蔬分选装置，包括：
7.机架；
8.主链条输送机构，设置在所述机架上；所述主链条输送机构对称设置有两个链条；
9.多个分选移动小车，两端分别与所述主链条输送机构上的两个链条连接；所述分选移动小车上设置有输送皮带；
10.分选接收机构，设置在所述机架的侧面，所述分选接收机构包括多个分选接收皮带；所述分选接收皮带与所述输送皮带交叉设置。
11.进一步的，所述主链条输送机构包括固定在所述机架上的驱动电机、与所述驱动电机输出轴连接的减速器、与所述减速器连接的第一链轮以及与所述第一链轮通过链连接的第二链轮；所述第二链轮固定在转轴上，所述转轴两端对称固定有链轮，所述链轮上设置
链条。
12.进一步的，所述机架上固定有张紧机构。
13.进一步的，所述机架上设置有内部品质检测机构；所述内部品质检测机构为近红外光谱检测结构。
14.进一步的，所述机架上设置有外部品质检测机构；所述外部品质检测机构包括检测框架，所述检测框架内部的上部设置有工业相机，内部的下部设置有光源；所述框架内部侧面上设置有集光装置；所述集光装置设置为弧形结构。
15.进一步的，所述多个分选移动小车包括框架，所述框架两端固定有链条连接板；所述链条连接板上开设有多个插孔，所述插孔内插入支撑销轴，所述支撑销轴远离所述插孔的一端与所述链条固定；
16.所述框架的两端还设置有移动小车支撑轮；
17.所述输送皮带设置在所述框架上，所述输送皮带下侧面的两端固定有滑动销轴。
18.进一步的，所述机架上还设置有称重机构；所述称重机构包括基体框架、对称设置在所述基体框架上的两个导向板、对称设置在所述基体框架上的两个称重支撑板以及对称设置在所述基体框架上的两个下称台后支撑板；所述基体框架上固定有电子秤，所述称重支撑板与所述电子秤连接；
19.所述插孔为竖直设置的长孔。
20.进一步的，所述机架上交叉设置有固定导向杆和分选回程导向杆；所述固定导向杆、所述分选回程导向杆和所述滑动销轴设置在同一水平面上；所述固定导向杆远离所述分选回程导向杆的一端转动连接有分选活动导向杆；所述分选活动导向杆远离所述固定导向杆的一端开设倒角。
21.进一步的，输送皮带为两个，两个输送皮带在长度方向上呈v型布置；
22.进一步的，输送皮带包括呈v型布置的两个边缘输送皮带，以及在两个边缘输送皮带之间的至少一个水平设置的输送皮带；
23.进一步的，输送皮带包括多个水平布置的输送皮带。
24.为了实现上述目的，第二方面，本发明还提供了一种交叉带式果蔬分选方法，采用如下技术方案：
25.一种交叉带式果蔬分选方法，采用了如第一方面所述的交叉带式果蔬分选装置，包括：
26.位于所述主链条输送机构上的果蔬经过内部检测、外部检测和称重后，按照不同检测和称重结果进行分类，分别将不同类的果蔬通过所述分选移动小车上的输送皮带运送到所述分选接收机构上对应的分选接收皮带上。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
28.1、本发明中，通过在主链条输送机构对称设置有两个链条，将多个分选移动小车的两端分别与两个链条连接，带动分选移动小车运动，分选移动小车上设置的输送皮带与分选接收机构上的分选接收皮带交叉设置，分选时，将不同类的果蔬通过所述分选移动小车上的输送皮带运送到所述分选接收机构上对应的分选接收皮带上；分选移动小车始终随主链条往复运动，相比于自由托盘式的分选系统，减少了托盘的物流系统；
29.2、本发明实现果蔬的在线称重、内部品质检测、外观品质检测及所有检测后的分
选，解决了现有防磕碰果蔬分选设备占地面积大、物流复杂和成本高等问题。
30.3、本发明将链条连接板上的插孔设置为长孔，当分选移动小车经过称重模块时，称重支撑板将支撑轮顶起，支撑销轴被顶起，也就是使支撑销轴从e点移动到f点，此时整个分选移动小车上只有支撑销轴与链条连接板侧壁接触，链条连接板水平向左运动，给支撑销轴一个水平推力，无竖直分力，从而保证称重准确；
31.4、本发明中在输送皮带下侧面的两端固定有滑动销轴，借助分选活动导向板的转动控制固定导向板是否对滑动销轴作用来实现对果蔬的分类，然后再通过分选回程导向板的作用将输送皮带复位；通过固定导向板、分选活动导向板和分选回程导向板驱动滑动销轴，从而实现驱动输送皮带进行果蔬分选的结构简单。
附图说明
32.构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解，本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例，并不构成对本实施例的不当限定。
33.图1为本发明实施例1的机构示意图；
34.图2为本发明实施例1的主链条输送机构示意图；
35.图3为本发明实施例1的第一种分选移动小车；
36.图4为本发明实施例1的第二种分选移动小车；
37.图5为本发明实施例1的第三种分选移动小车；
38.图6为本发明实施例1的内部品质检测机构示意图；
39.图7为本发明实施例1的外部品质检测机构示意图；
40.图8为本发明实施例1的称重机构示意图；
41.图9为本发明实施例1的链条连接板和支撑销轴配合示意图；
42.图10为本发明实施例1的分选接收机构示意图；
43.图11为本发明实施例1的固定导向杆和分选活动导向杆示意图；
44.其中，1、主链条输送机构；101、驱动电机；102、链轮；103、张紧机构；104、链条；2、分选移动小车；201、框架；202、输送皮带；203、移动小车支撑轮；204、链条连接板；205、支撑销轴；206、滑动销轴；3、内部品质检测机构；301、光纤接收端；302、卤素灯；4、外部品质检测机构；401、工业相机；402、光源；403、集光装置；5、称重机构；501、导向板；502、称重支撑板；503、下称台后支撑板；504、基体框架；6、分选接收机构；601、固定导向杆；602、分选活动导向杆；603、分选回程导向杆；604、分选接收皮带；7、上料位置；8、分选包装位置。
具体实施方式
45.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
46.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
47.实施例1：
48.如图1所示，本实施例提供了一种交叉带式果蔬分选装置，包括机架、主链条输送机构1、分选移动小车2、内部品质检测机构3、外部品质检测机构4、称重机构5和分选接收机
构6；
49.所述主链条输送机构1设置在所述机架上；所述主链条输送机构1对称设置有两个链条104；
50.多个分选移动小车2两端分别与所述主链条输送机构1上的两个链条104连接；所述分选移动小车2上设置有输送皮带202；
51.所述分选接收机构6设置在所述机架的侧面，所述分选接收机构6包括多个分选接收皮带604；所述分选接收皮带604与所述输送皮带202交叉设置；
52.所述机架上设置有内部品质检测机构3、外部品质检测机构4和称重机构5；具体的，所述主链条输送机构1带动其上的多个分选移动小车2实现连续回转运动，操作人员或其他自动上料装置在上料位置2进行果蔬上料操作，将果蔬放置在所述分选移动小车2上，随移的所述分选移动小车2一起运动，运动过程中依次经过所述内部品质检测机构3、所述外部品质检测机构4和所述称重机构5，完成数据采集；可以理解的，在其他实施例中，不限于这些检测机构，可根据具体应用场景进行检测机构的增减。数据传递到控制系统，经过数据分析，确定该果蔬测量数据，进而确定需要分到哪个通道；所述控制器以及数据分析为常规设置，比如通过与历史数据进行比较等分析方法，在此不再详述。当果蔬运动指定的分选通道时，搭载该果蔬的分选移动小车2上的输送皮带202转动，同时相应的分选接收皮带604转动，果蔬从所述分选移动小车2输送到所述分选接收机构6上，操作人员或其他自动包装装置将果蔬进行装箱。在这个过程中，所述分选移动小车2上的输送皮带202和分选接收皮带604等速转动，最大程度减少了果蔬的磨损，实现对果蔬的保护。图1所示的装置只配备了一个分选接收机构6，实际应用中，分选接收机构6可以根据分级数量进行增加，相应的所述主链条输送机构1也要延长，预留足够操作空间即可。
53.如图2所示，所述主链条输送机构1包括固定在所述机架上的驱动电机101、与所述驱动电机101输出轴连接的减速器、与所述减速器连接的第一链轮以及与所述第一链轮通过链连接的第二链轮；所述第二链轮固定在转轴上，所述转轴两端对称固定有链轮102，所述链轮102上设置链条。可以立即的，所述减速器可以改变输出力的方向，在所述机架一端的链轮102通过转轴、链轮、带轮和传送带等与所述驱动电机101连接；而所述机架的另一端通过转轴连接的链轮102没有驱动电机101驱动，作为从动链轮；所述转轴可以通过轴承设置在所述机架上。
54.所述机架上固定有张紧机构103，所述张紧机构103可以采用气弹簧自动张紧的方式，可以提供较大的张紧力和张紧行程，满足长链条的输送要求，也可以采用其他常规方式实现张紧机构103的设置。
55.如图6所示，所述内部品质检测机构3可以为近红外光谱检测结构；具体的，所述内部品质检测机构3可以采用漫反射的模式，光纤接收端301布置在果蔬正上方，卤素灯302对称布置在待检测果蔬的斜上方，卤素灯发出的近红外光照射到果蔬上，经过反射被光纤接收端接收，该部分光已携带果蔬内部品质相关信息。光纤接收端301将接收到的光谱信息传达到控制系统，经过分析，完成对果蔬内部品质的检测。
56.如图7所示，所述外部品质检测机构4包括检测框架，所述检测框架内部的上部设置有高速工业相机401，内部的下部设置有光源402；所述框架内部侧面上设置有集光装置403；所述集光装置403设置为弧形结构，结合光源402的布置，保证整个图像采集空间亮度
均匀，无暗影，提高图像采集质量。当果蔬随所述分选移动小车2运动到该区域时，触发检测，检测信号传递给高速相机，驱动相机完成动态采图，之后图像传递到控制系统，进行分析，完成果蔬外部品质检测分析。
57.所述多个分选移动小车2包括框架，所述框架两端固定有链条连接板204；所述链条连接板204上开设有多个插孔，所述插孔内插入支撑销轴205，所述支撑销轴205远离所述插孔的一端与所述链条102固定；所述框架的两端还设置有移动小车支撑轮203；所述输送皮带202设置在所述框架上，所述输送皮带202下侧面的两端固定有滑动销轴206。
58.如图8和9所述，所述称重机构包括基体框架、对称设置在所述基体框架504上的两个导向板501、对称设置在所述基体框架504上的两个称重支撑板502以及对称设置在所述基体框架504上的两个下称台后支撑板503；所述基体框架504上固定有电子秤，所述称重支撑板502与所述电子秤连接；所述插孔为竖直设置的长孔；基体框架504相对于所述主链条输送机构1独立布置，防止由于输送线运转过程中的振动对称重精度产生影响。当所述分选移动小车2经过称重模块时，称重支撑板502将支撑轮203顶起，使支撑销轴205从e点移动到f点，由于链条连接板204上的插孔采用长圆孔设计，此时整个分选移动小车上只有支撑销轴205与链条连接板204侧壁接触，链条连接板204水平向左运动，给支撑销轴205一个水平推力，无竖直分力，从而保证称重准确。
59.如图10和图11所示，所述机架上交叉设置有固定导向杆601和分选回程导向杆603；所述固定导向杆601、所述分选回程导向杆603和所述滑动销轴206设置在同一水平面上；所述固定导向杆601远离所述分选回程导向杆603的一端转动连接有分选活动导向杆602；所述分选活动导向杆602远离所述固定导向杆601的一端开设倒角。具体的，所述当分选移动小车2沿x向运动到分选位置时，假如该小车上的物料需要分选到此处的接收皮带上，则分选活动导向602在驱动电磁铁或其他动力源驱动下，从h位置摆动到g位置，此时滑动销轴206被挡住，就会沿着导向的方向运行，根据分选移动小车部分的原理介绍，滑动销轴206运动时会带动果蔬输送皮带202转动，带动果蔬沿l方向运动，同时分选接收皮带604也将转动，这样果蔬就从分选移动小车2上移动到了分选接收皮带604上，实现了分选；当分选移动小车2到达的不是目标分选位置时，则分选活动导向602不动作，滑动销轴206沿x方向运行，不进行分选。另外，在所有分选位置之后，设置了分选回程导向603，作用是将所有分选移动小车上的滑动销轴206导回初始位置，为执行下一个周期的分选作业做好准备。
60.如图3所示针对小果按两侧皮带v形布置，具体的，输送皮带202为两个，两个输送皮带202在程度方向上呈v型布置。如图4所示，针对球形大果，按宽窄皮带结合，实现底部平整，两侧小角度v型的布置；具体的，输送皮带202包括呈v型布置的两个边缘输送皮带，以及在两个边缘输送皮带之间的至少一个水平设置的输送皮带。如图5所示，针对长条形果蔬，按多皮带平行布置的形式；具体的，输送皮带包括多个水平布置的输送皮带。三种形式的分选移动小车，区别主要就在于输送皮带的布置形式不同。
61.本实施例中的果蔬分选相比于自由果托式分选设备，该系统减少了托盘回收的物流系统，使设备成本及占地面积大大降低，提高了经济效益；分选移动小车与驱动链条之间特殊的浮动连接设计，实现了高精度在线称重；果蔬支撑部分采用软皮带设计，实现对果蔬的柔性保护；备整体方案采用模块化的设计，方便进行扩展，一方面可以将该设备应用到多种果蔬的分选需求，另一方面可以很方便地增加检测模块，增加分选通道，适应使用者的个
性化需求。
62.实施例2：
63.本实施例提供了一种交叉带式果蔬分选方法，采用了如实施例1中所述的交叉带式果蔬分选装置，包括：
64.位于所述主链条输送机构1上的果蔬经过内部检测、外部检测和称重后，按照不同检测和称重结果进行分类，分别将不同类的果蔬通过所述分选移动小车2上的输送皮带202运送到所述分选接收机构6上对应的分选接收皮带604上。
65.以上所述仅为本实施例的优选实施例而已，并不用于限制本实施例，对于本领域的技术人员来说，本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实施例的保护范围之内。