阅读说明：本技术 多用途水果大小分拣机 (Multipurpose fruit size sorting machine ) 是由 万宏强 张雯欣 刘智豪 张瑞东 汪庆华 杨斌 阴雨雷 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及食品设备技术领域,具体涉及一种多用途水果大小分拣机。其可实现自动化分拣。本发明的技术方案包括供料单元、视觉分拣单元、分料单元、下料单元；供料单元和分料单元设置于机架上,视觉分拣单元设置于供料单元的上部,下料单元通过皮带通道与分料单元连接；供料单元和分料单元由左侧缓震棉和右侧缓震棉和底板构成分拣机的供料、分料通道；分料通道上垂直连接有3个皮带通道,3个皮带通道的另一端与下料单元连接；视觉分拣单元包括颜色传感器和视觉检测传感器,分别设置于供料通道上部,视觉检测传感器还包括工业相机；下料单元包括3个收集箱,三个收集箱的上部分别设置有3个真空吸盘机械手。(The invention relates to the technical field of food equipment, in particular to a multipurpose fruit size sorting machine. It can realize automatic letter sorting. The technical scheme of the invention comprises a feeding unit, a visual sorting unit, a material distributing unit and a blanking unit; the feeding unit and the distributing unit are arranged on the rack, the visual sorting unit is arranged on the upper part of the feeding unit, and the blanking unit is connected with the distributing unit through a belt channel; the feeding unit and the distributing unit form a feeding channel and a distributing channel of the sorting machine by left-side cushioning cotton, right-side cushioning cotton and a bottom plate; the material distribution channel is vertically connected with 3 belt channels, and the other ends of the 3 belt channels are connected with a blanking unit; the visual sorting unit comprises a color sensor and a visual detection sensor which are respectively arranged at the upper part of the feeding channel, and the visual detection sensor also comprises an industrial camera; the unloading unit includes 3 collecting boxes, and the upper portion of three collecting boxes is provided with 3 vacuum chuck manipulators respectively.)

多用途水果大小分拣机

技术领域

本发明涉及食品设备技术领域，具体涉及一种多用途水果大小分拣机。

背景技术

目前我国的水果检测和分拣技术比较落后，致使我们接近于国际品质的水果没有真正地被分拣出来。这些优质的水果只能以三流水果的价格进行出售，使得水果产品附加价值没有得到很好的保证。因此，提高我国水果产后处理能力的关键所在就变成了怎样将水果的分拣技术提高。

相较于国外的水果分拣技术产品，国内的产品就落后很多，大多数产品还都限于机械分级阶段，主要用来对水果的大小和重量进行分拣。比如：滚筒筛孔式水果大小分拣机和辊带式水果大小分拣机。6GF-1.0型水果大小分级机属于辊带式水果大小分拣机，或称间隙式水果分拣机。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多用途水果大小分拣机，其水果大小分拣机,伺服皮带供料,多角度分拣,自动完成对多种水果进行分类。

为解决现有技术存在的问题，本发明的技术方案是：多用途水果大小分拣机，其特征在于：包括供料单元、视觉分拣单元、分料单元、下料单元；供料单元和分料单元设置于机架上,视觉分拣单元设置于供料单元的上部，下料单元通过皮带通道与分料单元连接；

所述的供料单元和分料单元由左侧缓震棉和右侧缓震棉和底板构成分拣机的供料、分料通道；

所述的分料通道上垂直连接有一号皮带通道、二号皮带通道和三号皮带通道，3个皮带通道的另一端与下料单元连接；

所述的视觉分拣单元包括颜色传感器和视觉检测传感器，分别设置于供料通道上部，视觉检测传感器还包括工业相机；

所述的下料单元包括一号收集箱、二号收集箱、三号收集箱，三个收集箱的上部分别活动设置有一号真空吸盘机械手、二号真空吸盘机械手、三号真空吸盘机械手。

进一步，一号皮带通道、二号皮带通道和三号皮带通道的两侧分别竖直设置缓震棉挡板。

进一步，工业相机设置于供料通道的正上方。

进一步，供料单元还包括供料皮带机，并设置于供料通道的一侧。

进一步，下料单元还包括下料皮带机，并设置于皮带通道的一侧。

进一步，分料通道上还设置有第一活塞推手、第二活塞推手和第三活塞推手，3个活塞推手分别与一号皮带通道、二号皮带通道和三号皮带通道相对设置。

进一步，3个活塞推手的顶端分别设置有半圆形的橡胶垫块。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、本发明水果经过传输带通过分拣机构，分拣机构对水果进行大小、重量、色度筛选，对不同等级的水果分类，执行机构根据不同的信息，执行相应的动作，把不同类型的水果放置到相应的处理箱中；

2、本发明结构可实现自动化分拣，解放了劳动力。

附图说明

图1本发明整体结构示意图一；

图2本发明整体结构示意图二；

图3本发明分料活塞推手示意图；

图4本发明取料机械手；

图5本发明视觉检测传感器；

图6本发明取料真空吸盘；

标记说明：1-1、上料通道，1-2、供料皮带机，2-1、视觉检测传感器，2-2、颜色传感器，2-3、检测通道，2-4、重量传感器，3-1、第一活塞推手，3-2、第二活塞推手，3-3、第三活塞推手，3-4、分料通道，3-5、左侧缓震棉，3-6、右侧缓震棉，3-7、活塞推手顶端半圆形橡胶垫块，4-1、一号皮带通道，4-2、二号皮带通道，4-3、三号皮带通道，4-4、一号收集箱，4-5、二号收集箱，4-6、三号收集箱，4-7、一号缓震棉，4-8、二号缓震棉，4-9、三号缓震棉，4-10、一号皮带通道两侧竖直缓震棉挡板，4-11、二号皮带通道两侧竖直缓震棉挡板，4-12、三号皮带通道两侧竖直缓震棉挡板，4-13、下料皮带机，4-14、一号真空吸盘机械手，4-15、二号真空吸盘机械手，4-16、三号真空吸盘机械手。

具体实施方式

为了使本发明专利的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明专利进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。

本发明提供一种多用途水果大小分拣机，如图1-6所示，包括供料单元、视觉分拣单元，分料单元和下料单元,供料单元置于机架之上,供料单元提供水果；视觉分拣单元设置在供料单元的末端,分料单元首端连接分捡单元的重量传感器2-4的末端，对经分拣单元提供水果按等级分散到不同的下料单元的通道分类装箱；

供料单元1包括上料通道1-1和供料皮带机1-2，供料皮带机1-2置于支撑柱之上,在供料皮带机1-2的传送带两侧沿传送方向竖直设置左侧缓震棉3-5和右侧缓震棉3-6,左侧缓震棉3-5和右侧缓震棉3-6固定在供料皮带机1-2的机架上，上料通道1-1设置于供料皮带机1-2的机架上；

视觉分拣单元包括视觉检测传感器2-1和颜色传感器2-2,视觉检测传感器2-1还包括工业相机，视觉检测传感器2-1和颜色传感器2-2顺序排列依次完成检验,由左侧缓震棉3-5和右侧缓震棉3-6和皮带构成长条形的供一个水果通过的检测通道2-3。

苹果进入大小检测机构后，由CCD工业相机进行拍摄，然后将图像传给图像处理系统，图像处理系统接收到图片后进行数据参数的提取，对齐进行图像处理和等级判定，反馈给PLC。将大小分级完成的传送到颜色传感器2-2，苹果的外部颜色的差异导致其在被一定光照射的时候反射回来的光的波长不同，这是光电色泽法分拣苹果外部品质的依据。根据绿色和红色苹果的反射光强的不同，且绿色苹果比红色苹果反射光强度大的原理。颜色传感器进行颜色检测对比，并按程序设定识别颜色，反馈给PLC。苹果进入重量检测机构后，苹果的重量被重量传感器2-4感知，苹果的重量被检测，反馈给PLC。整个分拣单元通道两侧排布垂直缓震棉挡板防止洒落和有序传递。

分料单元由PLC控制的推手控制，将不同等级的苹果推向不同的通道，包括第一活塞推手3-1、第二活塞推手3-2、第三活塞推手3-3，通过分拣单元所得的数据将不同等级水果推送到不同的下料通道，第一活塞推手和第二活塞推手及第三活塞推手的活塞杆端部均设置橡胶垫块并采用半圆形包裹设计。橡胶垫块的设置防止撞伤水果。

下料通道包括皮带通道置于导轨支架之上,一号皮带通道4-1首端与分料单元第一活塞推手3-1对应，在皮带通道的传送带两侧沿传送方向竖直设置缓震棉,缓震棉固定在皮带通道的机架上,固定分料皮带通道3-4的传送带两侧的缓震棉分别为左侧缓震棉3-5和右侧缓震棉3-6。

第一活塞推手3-1和第二活塞推手3-2及第三活塞推手3-3间隔垂直设置于分料通道的外侧面上；

第一活塞推手3-1和第二活塞推手3-2及第三活塞推手3-3的活塞杆均贯穿右侧缓震棉3-6伸入到左侧缓震棉3-5的内侧；

一号皮带通道4-1设置在左侧缓震棉3-5所在侧的机架上，一号皮带通道4-1右端与皮带通道的传送面相通,一号皮带通道4-1右端皮带通道口正对第一活塞推手3-1的活塞杆,一号皮带通道4-1通过立柱支撑在地面之上,一号收集箱4-4置于地面之上且位于一号皮带通道4-1左端，所在位置处用于收集一号皮带通道4-1外一号真空吸盘机械手4-14拾拣的水果；

二号皮带通道4-2设置在左侧缓震棉3-5所在侧的机架上,二号皮带通道4-2右端与皮带通道的传送面相通,二号皮带通道4-2右端皮带通道口正对第二活塞推手3-2的活塞杆,二号皮带通道4-2通过立柱支撑在地面之上，二号收集箱4-5置于地面之上且位于二号皮带通道3-2左端，所在位置处用于收集二号皮带通道3-2外二号真空吸盘机械手4-15拾拣的水果；

三号皮带通道4-3设置在左侧缓震棉3-5所在侧的机架上,三号皮带通道4-3右端与皮带通道的传送面相通,三号皮带通道4-3右端皮带通道口正对第三活塞推手3-3的活塞杆,三号皮带通道4-3通过立柱支撑在地面之上，三号收集箱4-6置于地面之上且位于三号皮带通道4-3左端，所在位置处用于收集三号皮带通道4-3外三号真空吸盘机械手4-16拾拣的水果。

水果通过真空吸盘机械手吸入将水果装进集装箱，并实现XY方向搬运。

分拣机还包括控制单元包括PLC、供料皮带机1-2的伺服电机、皮带通道的伺服电机、工业相机控制器、颜色传感器2-2、重量传感器2-4，第一活塞推手3-1控制器和第二活塞推手3-2控制器及第三活塞推手3-3控制器,供料皮带1-2的伺服电机电连接PLC,皮带通道的伺服电机电连接PLC,工业相机2-1控制器电连接PLC,颜色传感器2-2电连接PLC,第一活塞推手3-1控制器电连接PLC,第二活塞推手3-2控制器电连接PLC，第三活塞推手3-3控制器电连接PLC；光电传感器2-2的测量探头设置在一个上下移动导杆上,光电传感器2-2的测量探头位于检测通道2-3的末端位置处，重量传感器2-4平铺检测末端。

在一号皮带通道4-1右端的通道口处设置一号缓震棉4-7,在二号皮带通道4-2右端的皮带通道口处设置二号缓震棉4-8,在三号皮带通道4-3右端的皮带通道口处设置三号缓震棉4-9。

一号皮带通道4-1皮带通道的两侧均设置供竖直缓震棉挡板4-10***的竖直插槽,二号皮带通道4-2皮带通道的两侧均设置供竖直缓震棉挡板4-11***的竖直插槽,三号皮带通道4-3皮带通道的两侧均设置供竖直缓震棉挡板4-12***的竖直插槽。

供料皮带机1-2和下料皮带机4-13均为皮带输送机。

本发明分拣单元的主要作用伺服皮带供料,视觉分拣,重量检测，自动完成对圆形大小的水果进行分类。

上料通道1-1通过上料口的大小调节可以对适配不同种类水果的工作方式可以进行调整。

在第一活塞推手3-1、第二活塞推手3-2以及第三活塞推手3-3的活塞杆端部均采用半圆形抗震棉3-7推动水果。

检测通道2-3分布的工业相机和颜色传感器2-2的机械臂通过活动导杆进行三维运动进行多角度视觉识别，检测通道的首端呈“I”字型。上下移动滑杆的可转动的探头形成的视觉检测结构的作用是将供料单元的圆形水果多角度拾取信息,“I”字型通道是将水果顺序排列等待视觉检测,检测通道的直线型引导水果逐个进入检测通道。

本发明PLC选用三菱制造销售的型号为FX3U-16MT的PLC模块。

本发明供料皮带机和真空吸盘机械手、皮带机均为外购件。

本发明的工作过程

先将待检苹果倒在上料通道1-1上；

供料皮带机1-2通过伺服电机驱动皮带将苹果向前送料。

当供料皮带机1-2的苹果进入分拣单元首端,苹果在两个左右限位板的作用下,前端的苹果排成一行并进入检测通道2-3内:

当苹果从流水线经过时，到位感应器将信号反馈工业相机进行拍照识别。将辨别结果反馈给PLC，进行统计和识别，继续向前运行。

在流水线体上有感应器架、感应器、可调节支架组成，当苹果从流水线经过时，到位感应器将信号反馈颜色传感器进行识别。将辨别结果反馈给PLC，进行统计和识别。

向前进行来到重量检测，当苹果经过时，计量托辊检测到皮带机上的苹果重量通过杠杆作用于称重传感器，产生一个正比于皮带载荷的电压信号。在皮带秤上有一个称重传感器装在称重桥架上，工作时，将检测到皮带上的苹果重量送入称重仪表，同时由测速传感器皮带输送机的速度信号也送入称重仪表，仪表将速度信号与称重信号进行积分处理，得到瞬时流量及累计量。速度传感器直接连在大直径测速滚筒上，提供一系列脉冲，每个脉冲表示一个皮带运动单元，脉冲的频率正比于皮带速度。称重仪表从称重传感器和速度传感器接收信号，通过积分运算得出到位感应器将信号反馈给PLC，进行统计和识别。

所有苹果检测程序完成到达苹果的分料，采用气缸将筛选好的苹果推至分料线体上。在流水线体上有感应器架、当苹果从流水线经过时，到位感应器将信号反馈分料机构。然后气缸推出，将苹果推至分拣分支线。

当苹果到达感应位置，收料机械手通过吸盘抓取苹果，将苹果装入果箱。XY平台电机采用伺服电机，精度、速度可控。吸盘采用真空吸盘，吸盘材质橡胶，对苹果没有伤害。保证搬运下来苹果完好。

重复以上操作完成系列苹果分类。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。