果蔬分級裝箱機器人及方法與流程
2023-04-27 22:40:03 1
本發明涉及一種農業果蔬分級、裝箱生產線設備和方法，尤其是涉及基於球形果蔬自動分級、機器人裝箱的農業果蔬分揀生產線和方法。
背景技術：
農業球形果蔬由於其大小不同分成不同的等級，包括低級果蔬、中級果蔬和高級果蔬，為了滿足市場需要，實現不同大小果蔬的分類及裝箱。目前，大多數果蔬由人工進行分級與裝箱，生產效率低、勞動強度大，許多生產廠商開發了許多果蔬分揀、裝箱設備，如專利號：ZL201410158585.X「一種水果自動分類機」、ZL201410158591.5「一種果蔬自動分揀系統」、ZL201510417720.2「一種水果自動裝箱機及水果裝箱方法」等，上述專利雖然比傳統的手工果蔬分揀與裝箱效率高，但通常將果蔬的上料、分級和裝箱等多個工序分開，難以實現果蔬生產的全自動。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是克服上述球形果蔬加工過程中存在的自動化程度不高問題，提供一種基於球形果蔬全自動上料、分級、分層裝箱的果蔬分級裝箱機器人系統。
為解決上述技術問題，本發明提供一種果蔬分級裝箱機器人系統，包括：
上料機構1，所述的上料機構1用於將果蔬輸送到分級機構2；
分級機構2，所述的分級機構2包括C果蔬處理區、D果蔬處理區、E果蔬處理區組成，用於根據果蔬的直徑大小進行自動分級：低級果蔬、中級果蔬和特級果蔬；
果蔬輸送帶3，所述的果蔬輸送帶3用於將中級果蔬輸送到果蔬載具59；
雙臂機械手4，所述的雙臂機械手4用於將果蔬載具59上的果蔬抓取並依次放入到左右兩側的箱體內；
箱體傳送帶5，所述的箱體傳送帶5用於輸送盛裝果蔬的箱體；
升降式傳送帶6，所述的升降式傳送帶6用於在裝箱輸送帶7和果蔬載具輸送帶8之間傳送果蔬載具59；
裝箱輸送帶7，所述的裝箱輸送帶7用於傳送鋪裝於果蔬載具59的果蔬至雙臂機械手4工作區；
果蔬載具輸送帶8，所述的果蔬載具輸送帶8用於將果蔬載具59從雙臂機械手4工作區傳送回裝箱輸送帶7；
其特徵在於：所述的分級機構2通過限距螺杆28將分級滾杆21分成C果蔬處理區、D果蔬處理區、E果蔬處理區；所述的箱體傳送帶5布置於裝箱輸送帶7和果蔬載具輸送帶8兩側；所述的雙臂機械手4安裝於箱體傳送帶5和升降式傳送帶6上方，並通過水平絲槓42、垂直絲槓45、光槓46及端拾器36將裝箱輸送帶7運送的中級果蔬裝入果蔬箱52內；所述的果蔬輸送帶3一端安裝於分級機構2的D果蔬處理區下方，另一端下方安裝有相互平行的裝箱輸送帶7和果蔬載具輸送帶8；所述的升降式傳送帶6安裝於裝箱輸送帶7和果蔬載具輸送帶8兩端。
所述的上料機構1包括上料鬥10、上料機架11、上料滾杆12、鋪平刷13、轉接板14組成。
所述的分級機構2包括低級果蔬處理區20、分級滾杆21、高級果蔬處理區22、分級驅動電機一23、分級機機架24、分機鏈傳動組件25、軸承座26、支撐板27、限距螺杆28、分級驅動電機二29、鏈條30、傳動軸31、聯軸器32、電機支架33組成；所述的分級滾杆21通過鏈條30的側板開槽安裝於限距螺杆28的導向槽內；所述的限距螺杆28採用變螺距導向槽結構並通過聯軸器32連接到分級驅動電機二29；所述的限距螺杆28對稱安裝於分級滾杆21兩側。
所述的雙臂機械手4包括端拾器36、電機38、轉向器39、導軌41、水平絲槓42、移動座43、垂直絲槓45、光杆46、連接板47、同步帶輪組件48、電機49、吸盤50組成；所述的移動座43安裝在導軌41上並通過連接板47連接到水平絲槓42；所述的水平絲槓42對稱安裝於移動座43兩側並通過轉向器39連接到電機38；所述的移動座43具有兩個工位，每個工位上安裝有包含端拾器36、垂直絲槓45、光杆46、同步帶輪組件48、電機49、吸盤50組成的搬運機械手。
所述的升降式傳送帶6包括升降臺支架60、氣缸61、支撐座62、撐杆63、上平臺64、載具輸送帶65組成。
所述的上料機構1包括上料鬥10、上料機架11、上料滾杆12、鋪平刷13、轉接板14組成。
所述的果蔬分級裝箱方法，包括如下步驟：
上料機構1通過上料滾杆12將球型果蔬提升至分級機構2上部，並由鋪平刷13將果蔬平鋪在轉接板14和分級滾杆21上；
分級滾杆21在分級鏈條傳動組件25和限距螺杆28驅動下，在限距螺杆28的不同位置形成不同C、D、E果蔬處理區；
外形尺寸較小的低級果蔬在C果蔬處理區進入低級果蔬處理區20；
外形尺寸較大的高級果蔬在E果蔬處理區進入高級果蔬處理區22；
中級果蔬在D果蔬處理區通過果蔬輸送帶3並經鋪平後進入裝箱輸送帶7上的果蔬載具59；
果蔬及果蔬載具59經裝箱輸送帶7輸送到雙臂機械手4下方的升降式輸送帶6；
在雙臂機械手4工作區內，端拾器36在電機49和垂直絲槓45驅動下通過吸盤50將果蔬提起，並在電機38和水平絲杆42驅動下實現左右兩個工位的果蔬裝箱；雙臂機械手4由兩個機械手組成，一個機械手抓取果蔬的同時另一個機械手將果蔬裝箱，通過電機38和水平絲杆42控制兩個機械手的工作位置及抓取和裝箱工序；
取走果蔬後的果蔬載具59在升降式輸送帶6驅動下下降並輸送到果蔬載具輸送帶8；
果蔬載具59通過果蔬載具輸送帶8進入果蔬輸送帶3下方的升降式輸送帶6，並經升降式輸送帶6提升和輸送到裝箱輸送帶7；
果蔬箱52裝滿後經箱體傳送帶5輸送出來。
有益效果：本發明將球形果蔬上料、分級、分層裝箱等多個工序有機結合起來，實現果蔬生產的全自動，有效提高了果蔬分揀裝箱操作的生產效率，降低了人工生產的勞動強度；同時，將雙臂機械手引入到果蔬生產加工領域，採用真空吸盤抓取果蔬，有效防止了果蔬的相互撞傷。
附圖說明
圖1為本發明的整體結構示意圖；
圖2為本發明的果疏處理區分區示意圖；
圖3為本發明的分級機構結構示意圖；
圖4為本發明的分級機構結構局部放大圖；
圖5為本發明的雙臂機械手結構示意圖；
圖6為本發明的雙臂機械手結構局部放大圖
圖7為本發明的升降式傳送帶結構示意圖；
圖8為本發明的果蔬載具及其輸送帶結構示意圖。
圖中：1上料機構、2分級機構、3果蔬輸送帶、4雙臂機械手、5箱體傳送帶、6升降式傳送帶、7裝箱輸送帶、8果蔬載具輸送帶、10上料鬥、11上料機架、12上料滾杆、13鋪平刷、14轉接板、20低級果蔬處理區、21分級滾杆、22高級果蔬處理區、23分級驅動電機一、24分級機機架、25分級鏈傳動組件、26軸承座、27支撐板、28限距螺杆、29分級驅動電機二、30鏈條、31傳動軸、32聯軸器、33電機支架、35機械手支架、36端拾器、37支撐板、38電機、39轉向器、40絲槓支座、41導軌、42水平絲槓、43移動座、44導向套、45垂直絲槓、46光槓、47連接板、48同步帶輪組件、49電機、50吸盤、51立柱、52果蔬箱、53輸送帶、54接近開關、59果蔬載具、60升降臺支架、61氣缸、62支撐座、63撐杆、64上平臺、65載具輸送帶。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本發明做具體描述。
本發明是一種球形果蔬分級裝箱機器人系統。
圖1所示為本發明的整體結構示意主視圖。
本發明包括上料機構1、分級機構2、果蔬輸送帶3、雙臂機械手4、箱體傳送帶5、升降式傳送帶6、裝箱輸送帶7、果蔬載具輸送帶8組成；所述的上料機構1安裝於分級機構2右側，所述的果蔬輸送帶3安裝於分級機構2中間下方，所述的裝箱輸送帶7安裝於果蔬輸送帶3前端下方，所述的升降式傳送帶6對稱安裝於裝箱輸送帶7兩端，所述的裝箱輸送帶7前端安裝的升降式輸送帶6左右兩側布置有箱體傳送帶5，所述的雙臂機械手4安裝於裝箱輸送帶7前端，升降式輸送帶6及箱體輸送帶5上方，可以將升降式輸送帶6傳送的水果抓取到兩側的箱體傳送帶5上的箱體內。
圖2為本發明的果蔬處理區分區示意圖。
所述的分級機構2通過分級滾杆21的不同間距形成不同果蔬處理區，包括C果蔬處理區、D果蔬處理區、E果蔬處理區組成，用於根據果蔬的直徑大小進行自動分級：低級果蔬、中級果蔬和特級果蔬。
圖3和圖4分別為本發明的分級機構結構示意圖及分級機構結構局部放大圖。
所述的分級機構2包括分級滾杆21、分級驅動電機一23、分級機機架24、分機鏈傳動組件25、軸承座26、支撐板27、限距螺杆28、分級驅動電機二29、鏈條30、傳動軸31組成；所述的分級滾杆21通過鏈條30的側板開槽安裝於限距螺杆28的導向槽內；所述的限距螺杆28採用變螺距導向槽結構並通過聯軸器32連接到分級驅動電機二29；所述的限距螺杆28對稱安裝於分級滾杆21兩側。
圖5和圖6所示為本發明的雙臂機械手結構示意圖。
所述的雙臂機械手4包括端拾器36、電機38、轉向器39、導軌41、水平絲槓42、移動座43、垂直絲槓45、光杆46、連接板47、同步帶輪組件48、電機49、吸盤50組成；所述的移動座43安裝在導軌41上並通過連接板47連接到水平絲槓42；所述的水平絲槓42對稱安裝於移動座43兩側並通過轉向器39連接到電機38；所述的移動座43具有兩個工位，每個工位上安裝有包含端拾器36、垂直絲槓45、光杆46、同步帶輪組件48、電機49、吸盤50組成的搬運機械手。
圖7所示為本發明的升降式傳送帶結構示意圖。
所述的升降式傳送帶6包括升降臺支架60、氣缸61、支撐座62、撐杆63、上平臺64、載具輸送帶65組成。
圖8所示為本發明的果蔬載具及其輸送帶結構示意圖。
所述的裝箱輸送帶7和果蔬載具輸送帶8平行安裝於果蔬輸送帶3前端下方，所述的升降式傳送帶6將果蔬載具輸送帶8傳送來的果蔬載具59提升到裝箱輸送帶7，或將裝箱輸送帶7上的果蔬載具59待雙臂機械手4抓取果蔬後傳送給果蔬載具輸送帶8，形成果蔬載具59的循環使用。
本發明的實施例為基於中級果蔬機器人裝箱的果蔬分級裝箱機器人系統，本發明可以根據需要設置基於低級果蔬機器人裝箱、高級果蔬機器人裝箱的果蔬分級裝箱機器人系統。
本發明上述實施方案，只是舉例說明，不是僅有的，所有在本發明範圍內或等同本發明的範圍內的改變均被本發明包圍。