CN1712142A - 一种水果智能分级装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水果智能分级装置，包括进料分行机构、传送分级机构、称重机构、光电开关、微电脑处理器、卸料控制机构和出料口；进料分行机构的出口端接在传送分级机构的进口端；传送分级机构的传送带由用于装载单个水果的承托器按传送方向排列而成，并通过支撑链条由电机牵引运动；称重机构、光电开关和卸料控制机构按传送方向依次设置在与传送分级机构传送带对应的位置处，称重机构和光电开关分别通过传输线与微电脑处理器对应的输入端口连接；卸料控制机构和出料口分别有两个或两个以上且相互对应，卸料控制机构通过传输线与微电脑处理器对应的输出端口连接。本发明能够实现高速动态在线测量及选别，提高了分级精度、分级效率及其适应性。

Description

一种水果智能分级装置

技术领域

本发明涉及一种水果分级装置，尤其涉及一种通过重量检测对柑橙、桔子、苹果以及桃子等水果进行分级的装置。

背景技术

水果进行分级处理的主要目的在于使同类档次的产品规格一致，能够以统一的高品质外观进入市场，吸引消费者的注意，提升消费者的购买欲望。目前对水果进行分级，主要采用按体积分级和按重量分级两种方法。同类水果的密度一样，如果体积基本上一样，重量也差不多。

传统的按体积分级的装置主要有滚筒式分级机、三辊筒式分级机和带式分级机，其原理大同小异，均是利用若干级别尺寸的孔框或缝隙进行机械筛选，当物料的外形稍小于孔隙时，可依靠其本身重力穿过或跌落输出，从而实现分级。由于孔隙式筛选分级简单实用，因此现在很多分级设备都采用这种方法。但是这种分级方法存在着如下缺陷：(1)水果物料全程机械式翻转筛选，难免造成鲜果表面碰伤、擦伤及压伤；(2)分级精度不高，级差不可设置过小，一般级差不能小于5mm；(3)容易出现大小“串级”的混乱现象；(4)适应性差，只对表皮比较硬的水果如柑橙等适用性较好，而对于表皮薄弱的水果须慎用。

传统意义上按重量进行水果分级的装置，结构比较简单，其原理是：利用弹簧对水果进行称量，被称水果放在托盘上，在出料口下安装弹簧，当盛放水果的托盘运行到出料口位置时，如果被称水果超过弹簧的称量范围，那么弹簧被压缩，托盘倾斜，水果被卸出。如果被称水果没有超过弹簧称量范围，弹簧不动作，托盘不倾斜，继续往前走，等到下一个工位时继续称量。由于弹簧本身结构问题，它每次称量后恢复常态的时间比较慢，因此这种称量方式的产量低，而且弹簧精度不准确，称量误差大，连续工作将导致弹簧疲劳过度，误差会逐渐加大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种通过重量进行高速动态在线测量及选别的水果智能分级装置，以避免出现伤果和大小混乱“串级”的现象，提高分级精度、分级效率及其适应性。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种水果智能分级装置，包括进料分行机构、传送分级机构、称重机构、光电开关、微电脑处理器、卸料控制机构和出料口；所述进料分行机构的出口端接在传送分级机构的进口端；所述传送分级机构包括机架、电机传动机构、传送带和支撑链条，其中传送带由用于装载单个水果的承托器按传送方向排列而成，所述承托器设置在支撑链条上，电机传动机构通过支撑链条牵引承托器运动；所述称重机构、光电开关和卸料控制机构按传送方向依次设置在与传送分级机构传送带对应的位置处，所述称重机构和光电开关分别通过传输线与微电脑处理器对应的输入端口连接；所述卸料控制机构和出料口分别有两个或两个以上且相互对应，按传送方向依次排列，卸料控制机构通过传输线与微电脑处理器对应的输出端口连接。

本发明中的进料分行机构其作用在于将堆放的水果整理成一行，以保证物料进入传送分级机构时每个承托器能而且只能装载一个水果。物料进入传送分级机构的承托器，链条带动装有水果的承托器通过称重装置的瞬间，称重装置将测得的数据通过传输线输入微电脑处理器，微电脑处理器对此进行分析，确定属于哪个等级、应在哪个出料口排出。光电开关用于对经过的承托器数脉冲，并输入微电脑处理器，结合重量数据的分析结果做一个统计，当数到事前计算好的脉冲数时，对应的承托器则刚好到指定的出料口，微电脑处理器此时输出一个脉冲指令给与该出料口对应的卸料控制机构，该卸料控制机构产生动作，将承托器上的水果卸到指定的出料口。

为去除称重时链条对测量带来的误差，以及卸料时的操作能够更加容易和方便，承托器承载水果的部分应当具有上下浮动和左右转动的功能，为此本发明所述承托器包括下支架、U形支撑杆、U型上支架和缓冲件，所述下支架的下部设有与链条连接的安装孔和光电导通孔，该安装孔可直接卡在链条的凸销上；下支架的上端设有安装槽；所述上支架通过支撑杆和安装槽活动架设在下支架的上端，这样上支架则能够上下浮动和左右转动；所述缓冲件设置在上支架内且可转动，水果是顺着缓冲件滚动到上支架和缓冲件之间的，由于缓冲件可以转动，因此可以减少水果的硬性撞击，从而避免水果的损伤。

本发明所述称重机构包括称重轨道、压力传送片和压力传感器，所述称重轨道对称设置在传送分级机构的传送带和链条的两侧，且呈两端低中间高的微拱形结构，其中间的高端可抬高承托器的上支架，以去除称重时链条对测量带来的误差；所述压力传送片设置在称重轨道高端处，压力传感器设置在压力传送片的下面；所述压力传感器通过传输线与微电脑处理器对应的输入端口连接。本发明承托器的上支架通过压力传送片，将重量传送给压力传感器，压力传感器输出一个电压信号，电压信号通过传输线输入到微电脑处理器中。

本发明所述微电脑处理器包括：

用于将模拟信号转换为数字信号的模拟量转换模块；

用于输入数据的输入继电器；

用于存储数据的临时寄存器；

用于对数据进行比较处理的数据处理模块；

用于计算光电开关脉冲数的计数器；

用于向卸料机构发出指令的输出继电器。

来自称重机构的电压信号输入到微电脑处理器后，首先会进入模拟量转换模块，将输入的电压信号转化为重量数值，通过输入继电器将数据输入临时寄存器中。然后通过数据处理模块将该数值与预先设定的参数进行比较，确定了这个数值的水果属于那个等级，然后对该次数值做一个标号，等于对这个承托器做一个标号，确定在第几个出料口排出。然后承托器继续前进，光电开关对经过的承托器数脉冲，并输入微电脑处理器做一个统计，通过计数器数到事前计算好的脉冲数时候，对应的承托器应该刚好到指定的出料口，微电脑处理器输出一个脉冲指令给该出料口的卸料控制机构，使其产生动作卸出水果。

本发明所述卸料机构包括电磁阀和拨叉，其中电磁阀通过传输线与微电脑处理器对应的输出端口连接；所述拨叉为杠杆型，其一端安装在电磁阀的磁芯上，另一端位于承托器的一侧。当失电时，拨叉依靠自身重量呈平衡状态，通过固定点把磁芯拉出；当得电时，磁芯往回缩回，通过固定点转动拨叉，拨叉弹起，将承托器的上支架倾侧，从而卸出物料。

为将堆放的水果有效地进行分行，本发明所述进料分行机构包括首尾相接的提升输送带和预分行输送带，其中提升输送带前低后高倾斜设置，其出口端收成窄口，接在预分行输送带的进口端；所述预分行输送带由两条可独立调速的平输送带构成，两条平输送带按传送方向构成渐缩的“V”形结构，出口端接在传送分级机构的进口端。所述的提升输送带可以为辊筒式输送带，输送带前低后高，并与水平面成一定角度，这样水果直接堆放在输送带上面能自动整理成单层，防止水果堆积。而且在出口位置做成收窄口，这样物料不会过多地倒在预分行输送带上。所述的预分行输送带可以为振动形式的输送带，水果进入预分行输送带时，调整两条平输送带的速度，可以将水果整理成一行，这样进入传送分级机构时就可以保证每个承托器杯上能而且只能装一个水果。

本发明具有以下有益效果：

(1)由于采用单独承载单独称重的工作方式，水果承载稳妥，不会互相影响，避免了伤果现象的发生，适应性好，对硬皮类、表皮薄弱的水果同样适用。

(2)操作简单，使用广泛，调整灵活，分级精度高，级差设置一般可以在1g，不会出现大小“串级”的混乱现象。

(3)实现了高速动态的在线测量和选别，分级效率高。

附图说明

下面将结合实施例和附图对本发明作进一步的详细描述：

图1是本发明实施例的结构装配示意图；

图2是图1的俯视图(未示出承托器)；

图3是图1所示实施例承托器的主视图；

图4是图3的左视图；

图5是图3的俯视图；

图6是图1所示实施例承托器与链条的装配示意图；

图7是图6的俯视图；

图8是图1所示实施例称重机构的结构示意图；

图9是图8的俯视图(未示出压力传感器)；

图10是图1所示实施例的工作原理示意图；

图11是图1所示实施例微电脑处理器的组成框图；

图12是图1所示实施例卸料控制机构正常状态下的结构示意图；

图13是图1所示实施例卸料控制机构工作状态下的结构示意图；

图14是图1所示实施例的工作流程框图。

图中：提升输送带1，预分行输送带2，称重机构3，称重轨道31，压力传送片32，压力传感器33，光电开关4，承托器5，下支架51，U型上支架52，U形支撑杆53，缓冲件54，安装孔55，光电导通孔56，卸料控制机构6，电磁阀61，磁芯62，拨叉63，固定铰接点64，出料口7，链条8

具体实施方式

图1～图14所示为本发明的实施例，包括进料分行机构、传送分级机构、称重机构3、光电开关4、微电脑处理器、卸料控制机构6和出料口7，其中卸料控制机构6和出料口7分别有六个且相互对应。

如图1和图2所示，进料分行机构包括首尾相接的提升输送带1和预分行输送带2，其中提升输送带1为PVC辊筒式输送带，前低后高倾斜设置，并与水平面成一定角度，其出口端收成窄口，接在预分行输送带2的进口端，预分行输送带2为振动形式的输送带，由两条可独立调速的平输送带构成，两条平输送带按传送方向构成渐缩的“V”形结构，出口端接在传送分级机构的进口端。

传送分级机构包括机架、电机传动机构、传送带和支撑链条8，其中传送带由用于装载单个水果的承托器5按传送方向排列而成。如图3、图4和图5所示，承托器5包括下支架51、U形支撑杆53、U型上支架52和缓冲件54，下支架51的下部设有与链条8连接的安装孔55和光电导通孔56，该安装孔55可直接卡在链条8的凸销上(见图6和图7)。下支架51的上端设有安装槽。上支架52通过支撑杆53和安装槽活动架设在下支架51的上端，这样上支架52则能够上下浮动和左右转动。缓冲件54设置在上支架52内且可转动，水果是顺着缓冲件54滚动到上支架52和缓冲件54之间的，由于缓冲件54可以转动，因此可以减少水果的硬性撞击，从而避免水果的损伤。电机传动机构通过支撑链条8牵引承托器5运动。

如图1和图2所示，称重机构3、光电开关4和卸料控制机构6按传送方向依次设置在与传送分级机构传送带对应的位置处。

如图8和图9所示，称重机构3包括称重轨道31、压力传送片32和压力传感器22，称重轨道31对称设置在传送分级机构的传送带和链条的两侧，且呈两端低中间高的微拱形结构，其中间的高端可抬高承托器5的上支架52，以去除称重时链条8对测量带来的误差；压力传送片32设置在称重轨道31高端处，压力传感器33设置在压力传送片32的下面；称重机构3通过压力传感器33经传输线与微电脑处理器对应的输入端口连接(见图10)。光电开关4通过传输线与微电脑处理器对应的输入端口连接。

如图11所示，微电脑处理器包括：

用于将模拟信号转换为数字信号的模拟量转换模块；

用于输入数据的输入继电器；

用于存储数据的临时寄存器；

用于对数据进行比较处理的数据处理模块；

用于计算光电开关脉冲数的计数器；

用于向卸料机构发出指令的输出继电器。

如图12和图13所示，卸料机构6包括电磁阀61和拨叉63，其中电磁阀51通过传输线与微电脑处理器对应的输出端口连接；拨叉63呈L型，其顶角为固定铰接点64，一个边端安装在电磁阀的磁芯62上，另一个边端位于承托器5的一侧。当失电时，拨叉63依靠自身重量呈平衡状态，通过固定铰接点64把磁芯62拉出；当得电时，磁芯62往里缩回，通过固定铰接点64转动拨叉63，拨叉63弹起，将承托器5的上支架52倾侧，从而卸出物料。

本实施例的工作过程如下：如图14所示，在提升输送带1上，堆放的水果通过斜度提升形成单层水果排列，然后进入预分行输送带2，通过调整两条平输送带的速度，形成了单层单行水果排列，再进入传送分级机构的承托器5上，每个承接托器5装载一个水果。链条8带动承托器5到达称重位置时，承托器5通过压力传感器33上面的压力传送片32，把重量传送给压力传感器33，压力传感器33输出一个电压信号，电压信号输入到微电脑处理器中。首先会进入模拟量转换模块，将输入的电压信号转化为重量数值D10，然后通过输入继电器进入临时寄存器中。

微电脑处理器首先经过初始化将重量设定为6个等级，分别对应重量参数D200、D201、D202、D203、D204和D205。对应的标号参数分别为D11、D12、D13、D14、D15和D16，对应的输出分别为Y1、Y2、Y3、Y4、Y5和Y6。

通过数据处理模块，重量数值D10首先与D200和D205进行比较，判定D10是否处于设定的称重范围内。如果重量大于或者小于该称重范围，微电脑处理器没有指令输出，承托器到了最后部分，可以采用一个机械输出装置将水果强制输出。如果重量数值D10处在设定的称重范围内，则与其他参数进行比较，确定这个重量数值的水果属于那个等级。例如，如果D202≤D10＜D203，则该水果属于标号为D13等级，对应的输出为Y3，应当在第3个出料口排出，同时计算好到达该出料口所要经过的承托器的个数。

承托器5在前进的过程中，其上的光电导通孔56使光电开关4对经过的承托器5数脉冲，并输入微电脑处理器做一个统计，当数到事前计算好的脉冲数的时候，对应的承托器5刚好到指定的出料口7。此时微电脑处理器输出一个脉冲指令给与该出料口对应的电磁阀61，电磁阀61得电使磁芯62往里缩回，通过固定铰接点64转动拨叉63，拨叉弹起，将承托器的上支架52倾侧卸出物料，从而实现分级功能。

Claims (8)

1、一种水果智能分级装置，其特征在于：包括进料分行机构、传送分级机构、称重机构(3)、光电开关(4)、微电脑处理器、卸料控制机构(6)和出料口(7)；所述进料分行机构的出口端接在传送分级机构的进口端；所述传送分级机构包括机架、电机传动机构、传送带和支撑链条(8)，其中传送带由用于装载单个水果的承托器(5)按传送方向排列而成，所述承托器(5)设置在支撑链条(8)上，电机传动机构通过支撑链条牵引承托器运动；所述称重机构(3)、光电开关(4)和卸料控制机构(6)按传送方向依次设置在与传送分级机构传送带对应的位置处，所述称重机构(3)和光电开关(4)分别通过传输线与微电脑处理器对应的输入端口连接；所述卸料控制机构(6)和出料口(7)分别有两个或两个以上且相互对应，按传送方向依次排列，卸料控制机构(6)通过传输线与微电脑处理器对应的输出端口连接。

2、根据权利要求1所述的水果智能分级装置，其特征在于：所述承托器(5)包括下支架(51)、U形支撑杆(53)、U型上支架(52)和缓冲件(54)，所述下支架(51)的下部设有与链条(8)连接的安装孔(55)和光电导通孔(56)，其上端设有安装槽；所述上支架(52)通过支撑杆(53)和安装槽活动架设在下支架(51)的上端；所述缓冲件(54)设置在上支架(52)内且可转动。

3、根据权利要求2所述的水果智能分级装置，其特征在于：所述称重机构(3)包括称重轨道(31)、压力传送片(32)和压力传感器(33)，所述称重轨道(31)对称设置在传送分级机构的传送带和链条的两侧，且呈两端低中间高的微拱形结构，其中间的高端可抬高承托器的上支架(52)；所述压力传送片(32)设置在称重轨道(31)高端处，压力传感器(33)设置在压力传送片(32)的下面；所述压力传感器(33)通过传输线与微电脑处理器对应的输入端口连接。

4、根据权利要求1所述的水果智能分级装置，其特征在于：所述微电脑处理器包括：

用于将模拟信号转换为数字信号的模拟量转换模块；

用于输入数据的输入继电器；

用于存储数据的临时寄存器；

用于对数据进行比较处理的数据处理模块；

用于计算光电开关脉冲数的计数器；

用于向卸料机构发出指令的输出继电器。

5、根据权利要求2所述的水果智能分级装置，其特征在于：所述卸料机构(6)包括电磁阀(61)和拨叉(63)，其中电磁阀(61)通过传输线与微电脑处理器对应的输出端口连接；所述拨叉(63)为杠杆型，其一端安装在电磁阀的磁芯(62)上，另一端位于承托器(5)的一侧。

6、根据权利要求1所述的水果智能分级装置，其特征在于：所述进料分行机构包括首尾相接的提升输送带(1)和预分行输送带(2)，其中提升输送带(1)前低后高倾斜设置，其出口端收成窄口，接在预分行输送带(2)的进口端；所述预分行输送带(2)由两条可独立调速的平输送带构成，两条平输送带按传送方向构成渐缩的“V”形结构，出口端接在传送分级机构的进口端。

7、根据权利要求6所述的水果智能分级装置，其特征在于：所述提升输送带(1)为辊筒式输送带。

8、根据权利要求6所述的水果智能分级装置，其特征在于：所述预分行输送带(2)为振动形式的输送带。

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