CN1281951C - 用于确定产品特性的*** - Google Patents
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Abstract
一种用于确定通常不同尺寸的产品，例如苹果的特性的***，该产品在产品运送装置，例如一输送设备的辊子上被输送并通过该***，该***包括一个布置成距产品一定距离的检测装置，具有发送器部分和接收器部分，以及用于处理到达该***以及来自该***的信号的信号处理单元，该信号包括用于确定特性的接收器部分的信号，该***还包括，传感器，其在产品通过之前扫描每个经过产品的尺寸并产生一对应的扫描信号；以及位移装置，用于在每个产品通过期间根据每个扫描信号至少将所述检测装置的所述接收器部分定位在一明确的距离。采用该***，可以以有利的方式在线确定水果的特性，例如硬度和糖度。这些特性可以在拣选大量水果期间用作实时挑选标准。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于确定产品的特性的***，该产品在一输送设备上输送并通过该***。
背景技术
本发明特别地涉及用于确定一般不相等尺寸的产品例如苹果的特性，该产品在产品运送装置上，例如一输送设备的辊子上输送，并通过该***，该***包括一个用于连续输送产品输送装置的输送设备，一个检测装置，其布置在离产品一定距离处的检测装置，带有发送器部分和接收器部分，以及用于处理到达该***和来自的***的信号的信号处理单元，该信号包括用于确定特性的接收器部分的信号。
这样的***在挑选如水果、蔬菜和鸡蛋等产品并对其拣选的技术领域通常是众所周知的。例如，专利文件WO98/52037公开了一种带有发送器和接收器的装置，特别是用于拍击并随后记录拍击信号，其中，该装置在弹簧的作用下从一个产品来到在其下方通过的下一个产品上，这个装置在这样一个产品通过时在该产品上滚过。在这一滚动运动期间进行拍击和记录。
应当注意的是，日本专利文件03039649公开了一种用于通过在水果上拍击以及通过利用一传感器检测蔬菜或水果的一振荡波来测量水果的内部质量的装置。该已知装置分析该波形并将该波形与标准值进行比较，以决定该水果或蔬菜的等级。在该内部质量测量之前，将振动或拍击装置4和传感装置32相对于基于实施测量的水果的大小的测量的水果或蔬菜定位。如在该日本申请的图1、8和10中清楚地示出，该振动装置4和至少一个传感器部件32在一测量位置进行测量时沿该水果的传输路径延伸。因此，需要在下一个水果或蔬菜必须定位在该测量位置时通过利用提升活塞331提升该传感器部件32和该振动装置4将沿该水果的传输路径延伸的该振动装置4和所述传感器部件32从该路径中移出。鉴于在测量时在传输路径延伸的该传感器部件32与该水果或蔬菜接触，在进行内部质量测量时该水果或蔬菜必然时静止的。在所述质量测量完之后，将该传感器部件32和该振动装置4再次提升，并使下一个水果定位在该测量位置。该文件没有公开在其上进行内部测量的连续运动的输送装置。
这样一种装置具有一些缺点，特别是在从明显很小的产品过渡到显著很大的产品方面以及与之相同，在非常大的高度差过渡方面具有缺陷。确实在敏感的产品，例如梨的情况下从同一高度随后来到下一个产品上的动作可能引起损坏。
发明内容
为了弥补上述缺陷，根据本发明提供的一种用于具有通常不同尺寸的产品的特性的***，该产品在一输送设备的辊子上被输送并通过所述***，所述***包括一个检测装置，其布置成距所述产品一定距离，所述检测装置包括发送器部分和接收器部分，以及用于处理到达所述***以及来自所述***的信号的信号处理单元，所述信号包括用于确定所述产品的特性的接收器部分的信号，其特征是，所述***还包括：传感器，其布置成用于在所述产品通过所述输送设备之前扫描每个所述产品的尺寸并产生一对应的扫描信号；以及位移装置，其布置成用于在每个所述产品通过期间根据每个所述扫描信号至少将所述检测装置的所述接收器部分定位距所述输送设备一定距离处。
因此，在一有利的方式中，得到可对连续的各产品进行比较的测量。进而，可以防止对正在由输送设备输送的产品的损坏，该输送设备是例如一带有安装在轴上的辊子或空管的输送设备，该轴由连续的链推动。
在本发明的一特定实施例中，所述发送器部分包括拍击装置，所述拍击装置包含拍击杆；所述接收器部分包括麦克风；其中，所述发送器部分和所述接收器部分容放在相同的外壳中。
根据另一实施例，当所述拍击装置被通电时所述拍击杆可在导向管内移动，从而，在所述产品通过所述输送设备期间，所述拍击杆被移动到所述产品，且在拍击所述产品之后缩回。
根据又一示意性实施例，所述接收器部分容放在一外壳中，而所述发送器部分包括拍击装置，所述拍击装置包括多个拍击杆，所述多个拍击杆通过夹持装置分别安装在所述输送设备的辊子之间，且随同输送设备一起移动，当所述产品通过所述接收器部分时所述拍击杆离开其平衡位置，拍击所述产品并移回。
在其它方式中，所述导向管位于线圈外壳内，所述线圈外壳通过弹簧元件与所述位移装置相连。所述线圈外壳通过四个弹簧元件与所述位移装置相连。所述发送器部分和所述接收器部分定位在一确定的距离。所述发送器部分和所述接收器部分每个用一线性马达定位。所述接收器部分包括一光接收装置，用于确定所述产品的特性。所述光接收装置上设置一个屏蔽罩部分，在所述产品通过所述输送设备期间所述屏蔽罩部分放置在所述产品上。所述屏蔽罩部分用至少一个线性马达定位。在所述检测装置内，一个棒通过一个连接元件连接到所述壳体上，且所述连接元件使所述棒以各种角度位于一假想的垂直平面内。所述连接元件是一个弹簧偏压的枢轴。
在定位该接收器方面的灵活性应视为该又一示例性实施例的更大的优点，因此，这样可以获得一个用于不同类型的水果，例如苹果、梨、猕猴桃和甜瓜等的最佳测量信号。
另外，根据本发明***的特征是，所述拍击杆可垂直运动或运动到垂直位置。
本实施例能够精确地配制拍击杆的运动与其重量的关系，因此控制对水果的冲击。
附图说明
下面参照附图将对本发明做进一步的阐述，其中：
图1示意性表示本发明的一第一实施例的正视图；
图2示意性表示本发明的一第二实施例的正视图；
图3以俯视图示意性表示本发明第二实施例的进一步的细节；
图4示意性表示本发明的一第三示例性实施例的正视图；以及
图5、6和7表示略微改进的示例性实施例。
具体实施方式
图1表示一在一辊子输送装置2之上的检测***1，产品P设置在通常形成沙漏形的各辊子21上。各辊子21通常分别安装在各轴上，这些轴布置在例如两个连续的链条之间并借助于由一马达驱动的齿轮传动装置沿箭头A的方向前进(为清楚起见，这些在图中没有示出)。如果需要辊子21本身可以转动，例如，如箭头所示的，结果产品同样将转动。例如这在比如通过拍击或另外为获得光学数据要检测该产品上的几个点时可能是必须的。
使用一距离传感器3，例如一光电管或光电照相机来确定产品P的尺寸或高度，并且将相关的扫描信号沿信号路径31，如一电缆或光纤传送到一信号处理装置30，例如计算机。之后，根据这个扫描信号，将一控制信号通过一信号路径32提供给一检测装置5，用于在产品P通过时其在适当的高度定位。该检测装置包括一发送器部分和一接收器部分，将在下面对其进行详细描述。
图1示意性示出一检测装置5的一示例性实施例，发送器和接收器作为一单个单元4容纳在一壳体或保持器8内。发送器由一拍击装置，特别是一拍击杆6形成，该拍击装置如所示的在一导向管6a内是可垂直移动的。该驱动可以各种方式实施，例如电磁或磁力，或通过它们的组合，或者还可利用一机械弹簧***。接收器包括一麦克风7，其在产品已被拍击之后，记录产生的声音。用于驱动发送器以及用于处理该接收器的信号的信号以通常的方式在计算机30中进行处理，为此目的，沿相同或类似的信号路径32再次引导这些信号。采用这样一种拍击装置在拣选机器上进行拣选期间，可以在线确定产品，如苹果、番茄或猕猴桃的硬度，也称作坚硬度，且以此方式常常实时也用作一选择标准。
在所指示的h方向上的垂直位移由一个棒9提供，该棒通过一个连接元件11与一个外壳8连接。这一连接元件11可以是例如一弹簧偏压的枢轴。利用驱动单元10，例如一用伺服控制的步进马达，特别是一线性步进马达，根据传感器3的扫描信号将棒9沿向右方向转向并转到明确的高度。然而，该检测装置可以设计成使一部分外壳8由弹性材料形成，从而，在拍击期间，将该外壳轻微地压在产品上并压靠在该产品上。对于本领域技术人员而言，很清楚，可以使用其它类型的发送器和接收器，例如激光装置或压力装置。
图2和3表示出本发明的一第二示例性实施例，其中，发送器和接收器不是容放在相同的外壳中，图3中更详细表示的发送器是一个拍击杆16的阵列，在平行于辊子轴23的平面内于各辊子之间垂直位移，通过一大致弹性弯曲部分17a与一中心保持元件17连接，这个保持元件依次用夹持器19的两个半个夹持器19a、19b安装，其被夹持在辊子输送装置2的轴23之间。这些半个夹持器可以例如通过一滑动连接彼此相对移动，由此，一旦连续输送装置通过一转弯时，运动方向改变，开始增加各轴之间的距离。发送器的启动是这样发生的，即在拍击之前，通过在将安装在各杆16上的各凸轮块22引导到位于辊子下方的轮齿(未示出)之上，且随后使它们弹回，偏转使得产品从下面受到拍击。接收器，在本实施例中为一麦克风7，容放在一外壳18中，该外壳依次安装在一棒9上，该棒9接着由一驱动器10驱动。对于本领域技术人员而言，很清楚，这些杆16的拍击运动也可以不同的方式实施，例如电磁。在本示例性实施例中，也可以使用上面提及的接收器，即激光装置或压力装置。
上述实施例表明，通过小的改进，也可以在其它平面内实施测量，而不是在上面提及的垂直平面内。这在针对接收共振信号的拍击测量和确定吸收和/或反射系数的光学测量方面可能有更多的优点，这两者通常随方向而定。然而，另一种改进能够使检测装置在垂直平面内转动，产生不仅根据距离而且按一定角度的定位。
特别是对于上面提及的光学测量，所指的转动可能是重要的。当用该检测装置要确定照射在水果上的光的明确的光波的吸收和/或反射，例如确定糖度、湿度、水浓度或酸度时，可能需要在几个方向上的组合测量。
鉴于上述情况，对于本领域技术人员而言，很清楚，沿拣选线设置几个检测***可能更为有利。这样，对于同一个水果可以得到几组测量。因此，可以实施重复测量，且能够更精密地限定挑选标准，同时数据处理可以以通常的方式自动进行。
在另一实施例中，可以将根据图1或2的实施例进行改进，例如，将一代替外壳8或18的小轮子本身安装在一个起杆的作用的臂的端部上，安装在轴上的发送器和接收器，或只有接收器，在产品之上滚过，且如本发明所教导的，当其在产品上滚过时，以受控的方式用臂及时移动到下一个产品上并移离前一个产品，以防止不希望的撞击。
图4表示本发明的一第三示例性实施例。其中具有一相应的通常小尺寸的磁铁6b的拍击杆6操作上通过一个电磁铁被向下驱动且缩回。这一电磁铁包括一线圈外壳60和一线圈61。该拍击杆6还是可在一导向管6a内运动，该导向管形成在线圈外壳60内。麦克风7也容放在该线圈外壳内。在实施拍击运动之后，该拍击杆缩回，然后在该导向管的端部紧靠缓冲块62。
这一检测***在产品P的适当高度处的定位由一线性马达70完成，该马达在其中有一运动轴71，该运动轴用一安装螺丝72安装在一安装板66上，该安装板连接于线圈外壳60。
为了将带有拍击杆的单元以适当的接触放在一产品P上，设置一个刷63。该刷可以基本上是圆形对称的，也可包括两个细长的相互对称的两半部分。而且，联接于线圈外壳的弹簧是利用缓冲橡胶64和弹簧元件65制得的，其在检测装置的适当定位和吸收不期望的较大的振动方面是极为有利的。特别是，这些弹簧元件包括一个主杆65b，该主杆弹性地与一缓冲橡胶64连接，且在其上端通过安装板66上的一个孔接附于一个盖板65c。一个围绕该主杆65b的压缩弹簧65a将该盖板65c压靠在板66上。对于本领域技术人员而言，很清楚，孔-主杆的连接使得该检测装置以非常适合的方式灵活定位。通常，提供有四个弹簧元件65，即在每个拐角一个，但也可以采用其它几何形状。
为了阻止该安装板和线性马达的上端之间的不希望的转动，沿该马达延伸一个导向管或棒73，该马达沿其可以在预定的方向上移动。
一个拉簧80也沿该马达的位移的方向延伸，使其张紧，以在通电落下时立刻将该马达从产品拉回，由此防止损坏任何其它通过的产品。对于本领域技术人员而言，很清楚，这个弹簧的强度选择成，在正常使用中该马达在任何情况下不受该弹簧阻碍。
在一个未示出的实施例中，可以布置一个作为一个连接件的带有随动件的弯曲部件，从而使该检测装置在测量期间依随一明确的弯曲部件运动。
在图5、6和7中示出略微改进的示例性实施例。
图5示意性表示在拣选机器上并排安装的三个线圈单元。带有芯710的线性马达的线圈610利用安装块800连接到该拣选机器上。两个最外的马达连接于检测装置5，该检测装置可以放置在一个经过的产品上。为适当的放置在该产品上设置有缓冲元件650。同样利用一线性马达可以驱动带有拍打器的中央芯。
图6和7涉及一光检测装置510，特别是具有一光接收装置900，例如一光纤。这一检测装置的一屏蔽罩部分520可以放置在一个经过的产品上，具有两个带有安装块800的单元、线圈610以及一线性马达的芯，或具有一线性马达1000，两者也安装在拣选机器上。这样，可以有效的避免散开的入射光和反射的入射光的聚集或接收。
使用线性马达的一个优点是能够适当地选择诸如速度和质量等参数。已经发现这些实施例能够以高达每秒钟10到20个产品的通过速度拣选。
对于本领域技术人员而言，很清楚，在此可以对本发明的示意性的实施例进行一些小的改进，这些改进应理解为不超出所附权利要求书的范围。
Claims (14)
1.一种用于确定通常具有不同尺寸的产品的特性的***，该产品在一输送设备的辊子上被输送并通过所述***，所述***包括一个检测装置，其布置成距所述产品一定距离，所述检测装置包括发送器部分和接收器部分，以及用于处理到达所述***以及来自所述***的信号的信号处理单元，所述信号包括用于确定所述产品的特性的接收器部分的信号，其特征在于，所述***还包括：
传感器，其布置成用于在所述产品通过所述输送设备之前扫描每个所述产品的尺寸并产生一对应的扫描信号；
位移装置，其布置成用于在每个所述产品通过期间根据每个所述扫描信号至少将所述检测装置的所述接收器部分定位距所述输送设备一定距离处。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述发送器部分包括拍击装置，所述拍击装置包含拍击杆；所述接收器部分包括麦克风；其中，所述发送器部分和所述接收器部分容放在相同的外壳中。
3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，当所述拍击装置被通电时所述拍击杆可在导向管内移动，从而，在所述产品通过所述输送设备期间，所述拍击杆被移动到所述产品，且在拍击所述产品之后缩回。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述接收器部分容放在一外壳中，而所述发送器部分包括拍击装置，所述拍击装置包括多个拍击杆，所述多个拍击杆通过夹持装置分别安装在所述输送设备的辊子之间，且随同输送设备一起移动，当所述产品通过所述接收器部分时所述拍击杆离开其平衡位置，拍击所述产品并移回。
5.根据权利要求3或4所述的***，其特征在于，所述拍击杆可垂直运动。
6.根据权利要求3所述的***，其特征在于，所述导向管位于线圈外壳内，所述线圈外壳通过弹簧元件与所述位移装置相连。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述线圈外壳通过四个弹簧元件与所述位移装置相连。
8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述发送器部分和所述接收器部分定位在一确定的距离。
9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述发送器部分和所述接收器部分每个用一线性马达定位。
10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述接收器部分包括一光接收装置，用于确定所述产品的特性。
11.根据权利要求10所述的***，其特征在于，所述光接收装置上设置一个屏蔽罩部分，在所述产品通过所述输送设备期间所述屏蔽罩部分放置在所述产品上。
12.根据权利要求11所述的***，其特征在于，所述屏蔽罩部分用至少一个线性马达定位。
13.根据权利要求2或4所述的***，其特征在于，在所述检测装置内，一个棒通过一个连接元件连接到所述壳体上，且所述连接元件使所述棒以各种角度位于一假想的垂直平面内。
14.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述连接元件是一个弹簧偏压的枢轴。
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